1 стр. из 1

Устройство подпорных стен, очистных сооружений, свалок и откосов, ограждение котлованов и опор мостов, строительство плотин, причалов, шлюзов и коллекторов, укрепление берегов рек, каналов, островов, фундаментов, стен и т. д. — все это финансово достаточно затратные мероприятия. Поэтому очень важно правильно подобрать профиль шпунта и тип замка для конкретного применения, с учетом геологических условий, сроков эксплуатации и нагрузок.

Так думают основные производители шпунтов. Вот почему в мире производится огромное количество различных шпунтов. В базе данных по шпунтам Группы фирм «Профиль» насчитывается более 3 020 записей. И это только то, что мы знаем. А знаете ли об этом вы и ваш проектировщик?

Как показывает практика, большинство отечественных проектантов оперирует тремя видами корытных горячекатаных шпунтов: Л4, Л5 и Л5-УМ. Изредка «всплывает» Л7. Используемых сталей три марки: 3кп, 3сп, реже — 16ХГ. В то время как уже давно придуманы и производятся шпунты z-профиля (с дополнительным ребром жесткости), которые эффективнее своих корытных «собратьев» и могут быть собраны в «большое корыто» в заводских условиях. У нас уже забыли о плоских шпунтах (типа ШК), а во всем мире они активно используются для ограждения кольцевых структур и даже строительства причальных стенок, отвоевывая у моря территорию. Весь мир использует сочетание трубо- и балочных свай и шпунтов, различные комбинации из которых позволяют «набрать» огромные моменты (Wy — от 1 800 до 250 000 куб. см/м, Iy — от 1 000 до 1 000 000 см4 /м).

Добавьте сюда как минимум три-четыре разных несварных типа замка: «Ларссен», «шарик в гнезде», холоднодеформированный (траншейные шпунты не рассматриваем), умножьте на марочник сталей от 235 до 430. Есть из чего выбрать?

А зачем импортным заводам и потребителям такое многообразие типоразмеров? Они, вроде, привыкли считать деньги, но все равно продолжают не только производить и использовать широкую линейку, но придумывают что-то новое. Например, компания ArcelorMittal запустила в производство серию очень эффективных легких и средних шпунтов PU 6–15R с замком типа «Ларссен», а также стала выпускать HZM-системы, кардинально изменив подход к соединению балочной сваи и шпунта в комбинированной шпунтовой стене. Продолжают эксперименты и немцы. А японцы весьма оригинально решили вопрос «мертвой зоны» в шпунте SM-J — они создали привычный корытный профиль с несимметричными замками. Это делает стену из этого шпунта похожей на стену из z-профиля, что, в свою очередь, позволяет применять его в «стесненных» условиях, например между стеной здания и железнодорожным полотном.

Все крупнейшие мировые производители экспериментируют с трубошпунтами, и только у нас не все видят разницу между Л5 и Л5-УМ. А почему? За редким исключением все большие стройки финансирует государство. Государственному заказчику все равно, какую «железку закопают», но проектировщику выгодно «перезаложиться» и выбрать более «тяжелое», а значит и более дорогое решение. Фирмы, занимающиеся погружением и извлечением шпунтов (погружатели), вообще получают с тонны... Всем участникам «процесса» выгодно иметь высокую цену. Зачем им что-то менять?

С точки зрения здравого смысла, проектировщик должен, как минимум, выдать решение, которое впишется в бюджет строительства. А если строится большой объект, то не грех предложить производителю изготовить «новую железку», которая сэкономит время и деньги. Как, например, поступили египтяне, заказав у чехов шпунт VL 605Е и изменив ширину полки и высоту стены, хотя на заводе обычно выпускали очень близкие к нему шпунты 605, 605А. И завод это сделал!

Особенность проектирования «по-русски» состоит еще и в том, что лицензии на проектирование есть у многих.

А в отсутствие жестких стандартов проектирования шпунтовых стен (как, например, в США, Японии) разные проектировщики, используя различные методики, «на законных основаниях» для одного и того же объекта «выдают на-гора» решения, отличающиеся по стоимости в несколько раз. Очень хочется, чтобы по этому поводу законодательно выступили профильные институты и саморегулируемые организации, объединяющие строителей и проектировщиков, и самое главное — государство. Это оно много теряет на каждой стройке. Подтвердим примером.

Строится резиденция где-то в районе Валдайской возвышенности. Проектом предполагается использование импортного шпунта! Когда делали проект (давно), была одна ценовая ситуация, сейчас, когда его реализуют, она другая. Тот шпунт, который был запроектирован, сейчас стоит дороже своих аналогов в пересчете на квадратные метры стены и, корме того, находится на грани снятия с производства.

Мы предлагаем замену, которая и по прочностным и геометрическим характеристикам, а также по цене — лучше. Причем, разница в стоимости доходит до 26%. Но покупатель выбирает то, что изначально было заложено в проекте.

А вот если бы проектировщик изначально, наряду с основным шпунтом, указал бы шпунты для замены или их основные характеристики, то заказчик (государство) сэкономил бы только на «железе», без учета сопутствующей экономии, около 3,5 млн руб. И это только на одном маленьком проекте. А сколько таких проектов по стране в год?

Ситуация усугубляется и тем, что действует негласный запрет на использование в ответственных конструкциях импортных материалов. Поэтому проектировщикам нет нужды даже знать о том, что там, за границей, выпускается, хотя стандартная замена отечественных шпунтов на импортные аналоги дает 20–30% экономии «железа» за счет более высокого класса прочности стали, геометрии профиля и качества замка. Если позволяет грунт и есть соответствующие квалификация и материальная база исполнителя, то экономию можно довести до 45–55%. И это не предел! В легкой части шпунтовых свай можно вспомнить хорошо забытое старое — плоские шпунты. Можно заменить сталь пластиком (винилом), что, собственно, уже более 15 лет и делают военные и гражданские строители в США, Германии, Финляндии, Франции, Польше. А в последнее время растет применение армированного винилового шпунта (FPR), созданного для замены стального.

В сегменте шпунтов с Wx больше 4 000 см3/м «впереди планеты всей» трубо- и балочные шпунты, которые условно можно разбить на три группы: сварные, сварные с коннектором, катаные с коннектором. Учитывая наличие в стране огромного количества б/у и восстановленной трубы и развитого производства экономичных балок, наиболее предпочтительным выглядит вариант трубо- и балочных сварных шпунтов с коннектором. Дело за малым: надо научиться изготавливать эти пресловутые коннекторы. Конечно, можно продолжать резать пополам импортные шпунты и приваривать их к различным сваям, но это не выход. Без коннектора не обойтись при прохождении угла или разветвления шпунтовой стены. Вообще шпунтовые решения на основе труб и балок с коннектором достаточно экономичны по своей сути. В частности:
 легко масштабируются выбором несущего элемента («короткий шаг» несущих элементов) с большим упругим моментом сопротивления и инерции; 
 незначительное увеличение металлоемкости приводит к значительному росту Wx и Ix; 
 основную нагрузку воспринимает труба (балка), а «юбкой» прикрывается только длина до проектного дна или чуть больше, в то время как несущие сваи погружают до «скалы», а это и дренаж, и снижение металлоемкости; 
 легко организуется подмыв;
 коннекторы за счет большего угла поворота в замках делают конструкцию более гибкой, а замки типа «шарик в гнезде» вообще позволяют проходить прямой угол за 3–4 стандартных сваи без какой-либо дополнительной сварки и потери герметичности;
 стена из трубошпунта может иметь практически любой угол поворота;
 коннекторы помогают снизить веерность при забивке, а использование соединения типа «шарик в гнезде» позволяет «выбрать» отклонения несущих свай в обеих плоскостях;
 возможно (с ограничениями!) использование б/у несущих элементов, труба может быть спиралешовной или 2–3 сорта;
  более жесткая конструкция при меньшем сечении уменьшает необходимую энергию погружения;
 может использоваться во всех климатических зонах страны;
 трубошпунты можно почти неограниченно усиливать за счет замещения грунта внутри несущей сваи железобетоном;
 для целей заморозки грунтов внутрь несущей сваи трубошпунта удобно поместить замораживающее устройство;
 балочные шпунты практичнее для устройства обвязки, анкеровки, контрфорсов;
 у некоторых современных балочных шпунтов может быть меньшее количество сварных швов, и они дешевле в перевозке по сравнению с трубошпунтами.

За более чем 16-летний опыт работы Группы фирм «Профиль» по продаже шпунтов мы сталкивались со многими решениями, но особенно хочется отметить элегантное и экономичное — это так называемое Ω-соединение (омега-коннектор) с очень высоким показателем использования материала и во много раз большими моментами по сравнению с элементами (шпунтами), входящими в конструкцию.

Научившись изготавливать и применять 2–3 пары («мама» — «папа») типоразмеров коннектора (без учета стали), можно получить модельный ряд из 60–80 трубошпунтов (у американцев более 260), 80–100 балочных шпунтов (у американцев более 140), а также несколько решений для классических корытных шпунтов. Соответственно — раздолье для комбинаций. Каждая дополнительная сталь кратно удлиняет линейку решений.

А, может, нам нужно только лишь производство холоднодеформированных шпунтов? Они просты и дешевы в изготовлении. Мощность шпунта зависит только от мощности листогибочного оборудования и класса прочности стали. Шпунты могут быть и z-типа и u-типа. Так, проведенное нами исследование китайского рынка шпунтов показало, что в Китае производят не горячекатаные шпунты, а только различные (более 86 типоразмеров, которые мы нашли) холоднодеформированные шпунты u- и z-типа из трех марок стали. По спецзаказу класс прочности стали могут поднять до 430.

В Японии производят, в основном, шпунты корытного типа (12 типов и 3 марки стали) с шириной по центрам замков 400–600 мм. И, кроме того, имеют до 3 млн тонн оборотного шпунта.

В Корее, Германии и Люксембурге делают и горячекатаный, и холоднодеформированный шпунты. Компания ArcelorMittal (Люксембург) производит все основные типы шпунтов и замков.

Американцы с 1921 г. выпускают шпунты z-типа с замком «шарик в гнезде» и более 40 пар коннекторов (переходников) для сопряжения друг с другом основных типов шпунтов и замков, производимых в мире. В том числе и коннекторы для трубо- и балочных шпунтов. Кроме геометрии профиля шпунта и, соответственно, коннектора, важно определиться и с типом замка. Здесь уместно сослаться на испытания, проведенные Stork Materials Technology B. V. (Нидерланды), трех наиболее распространенных в мире типов замкового соединения: «Ларссен» (AZ 18), гребень (H 1 700) и «шарик в гнезде» (PZC 18). Результат говорит сам за себя (см. рис.).

В замке «Ларссен» и его производных (гребень, холоднодеформированный замок и т. д.) усилие направлено под углом к нейтральной оси, что приводит к появлению момента сил. У соединения типа «шарик в гнезде» усилие направлено вдоль оси соединения, что и делает его более прочным. Здесь надо отметить, что соединение типа «Ларссен» более «сухое» (в теории) за счет большей площади смыкания. Нет смысла обсуждать, что лучше: синее или сладкое. В конечном итоге, какую продукцию выпускать, должен диктовать тот, кто заинтересован в снижении издержек. Весь вопрос в том, есть ли у нас заинтересованные в этом?

Полная или частичная перепечатка материалов - только разрешения администрации!