На начальном этапе строительства грунт находится в своем естественном состоянии – не уплотненном. После увеличения нагрузки на грунт, которое обеспечивается новым сооружением, грунт уплотняется, причем не только под возводимым объектом, но и в его ближайшем окружении. Такие физические процессы грозят близко распложенным постройкам деформацией и нарушением целостности. Для того чтобы предотвратить нежелательные последствия, применяется шпунтовое ограждение котлованов или "шпунтовая стенка".

Формируется такое ограждение путем погружения в грунт специальных шпунтовых свай. Шпунтовый ряд, удерживая уплотнение грунта, локализует его в своих границах и полностью устраняет влияние на грунт оснований близлежащих зданий.

Такое ограждение иногда делают временным, но нередко оно используется и постоянно. Например, в том случае, когда шпунтовые ограждения используются в качестве несъемной опалубки при возведении стен подвальных помещений и ленточных фундаментов, а также как водонепроницаемая преграда после понижения уровня грунтовых вод.

Виды шпунтовых сооружений

В зависимости от условий работы, их назначений, размеров котлована и свойств грунта  используют различные схемы шпунтовых рядов. Сооружают их из деревянных, металлических и железобетонных свай. Каждый из видов шпунтового ограждения имеет свои плюсы и минусы.

Шпунты из дерева делают либо составными, сбитыми гвоздями из досок, либо изготовляют из брусков, используя соединение паз-гребень. Деревянные шпунтовые ограждения можно эксплуатировать лишь однократно, так как извлечь их из грунта без повреждений невозможно. Такое однократное использование удорожает строительство. Поэтому наиболее эффективно использование металлических шпунтов.

Металлические шпунты выпускают различных профилей из углеродистой стали – двутавров, труб. Обычно шпунтовое ограждение выполняется из труб диаметром от 219 до 530 мм.  Тип шпунта зависит от глубины котлована, чем он глубже, тем больше подбирается момент инерции сечения. Металлические шпунты можно использовать неоднократно, проверяя после извлечения из грунта на соответствие эксплуатационных норм. После устранения дефектов сваи готовы к дальнейшей эксплуатации.

Железобетонные сваи погружают в грунт при помощи молота с большой энергией удара. При погружении вокруг шпунта грунт уплотняется, что является препятствием для погружения соседних свай. Так как железобетонные шпунты надо погружать вплотную друг к другу, процесс отличается повышенной трудоемкостью. Поэтому применяют их только в тех случаях, когда ограждение делают постоянным,  используя железобетонные изделия в качестве составной части фундамента. Чаще всего такие ограждения используются при проведении работ по укреплению берегов или возведении мостов.

Монтаж шпунтовых ограждений

Для сооружения шпунтовых ограждений применяется несколько способов погружения шпунтов в грунт. Это погружение свай вдавливанием, ударный способ, вибропогружение и комбинированные способы. Перед погружением необходимо выполнить бурение под шпунты – литерные скважины. Затем уже, в зависимости от различных требований и плотности посадки свай в скважины, выбирается метод погружения.

Погружение шпунта методом завинчивания или вдавливания.

Для этого способа применяются шпунты, выполненные из стальной трубы со спиральной навивкой из арматурной стали. Погружение осуществляется путем вращения и одновременного вдавливания. Большой плюс данного метода – обеспечение сохранности близлежащих зданий и отсутствие необходимости постоянного контроля за ними. Поэтому способ завинчивания рекомендован для районов с плотной городской застройкой.

Погружение шпунта в скважины, наполненные раствором цемента – вибропогружение.

При этом методе вначале осуществляется бурение под шпунты скважин до проектной разметки. Затем под давлением через полые буровые шнеки подается цементный раствор, и одновременно осуществляется подъем шнеков. На следующем этапе в скважину, при помощи вибропогружателей, помещается шпунт. Данный метод хорош при строительстве на песчаных грунтах. Кроме того, он отличается повышенной рентабельностью.

Погружение шпунта ударным методом.

После предварительного лидерного бурения скважины, к примеру, скважины для анодного заземления, шпунтовые сваи забиваются копровыми установками. Этот метод характеризуется высокой производительностью труда. Однако из-за значительных динамических воздействий не рекомендуется применять его в условиях городской плотной застройки.

При «легких» грунтах применяются комбинированные способы, когда сваи, после вибропогружения добивают молотом.

По мере разработки котлована его стенки крепятся так называемой забиркой. В качестве забирки выступает либо металлический лист, либо обрезная доска. В дальнейшем эти материалы могут использоваться как опалубка при бетонировании подземных конструкций. Такая ограждающая конструкция водопроницаемая, поэтому если уровень грунтовых вод выше котлована, следует применить водопонижение.

При высоких современных темпах строительства, плотности застройки и стесненности, сооружение шпунтовых ограждений помогает ускорить процесс строительства и обеспечить безопасность на строительной площадке. Ограждения из шпунта позволяют эффективно решить в непростых условиях строительства технически сложные задачи