Калибровочный шпунт что такое
Шпунт Ларсена
Это одна из разновидностей металлического проката, в своем виде разработанная в начале XX века. Изделие имеет широкое применение от строительства до гидротехники. Особая форма профиля делает шпунт лучшим решением для многих строительных задач.
Устройство шпунта Ларсена
Шпунт представляет собой изделие горячего проката, полученное из стали с высоким содержанием углерода. Форма профиля в поперечном сечении напоминает корыто с краями, оснащенными замками – они позволяют закреплять изделия между собой при установке вертикальных ограждающих конструкций, например, опорных стенок.
Контроль изготовления шпунта Ларсена регламентирует ГОСТ 4781-85 «Профили стальные горячекатаные для шпунтовых свай. Технические условия». Отдельного стандарта на изделие не существует, поэтому производители ориентируются на разработанные ТУ.
В документе представлены стандартные размеры шпунтовой балки, марки используемой для производства стали, порядок проверки качества и приемки изделий и другие важные параметры.
Разновидности
Изделие применяют в разных направлениях строительства, поэтому технические характеристики, внешний вид профиля и марка используемой стали отличаются у разных видов.
Шпунт Ларсена Л4
Профиль изготавливают из стали 16ХГ (СТ3КП). Его характеристики:
Шпунт Ларсена л4 производят на 2 заводах:
Изделие широко распространено в России и странах СНГ, его можно купить у различных поставщиков на первичном и вторичном рынках.
Шпунт Ларсена Л5
Для изготовления данного проката используют сталь СТ3КП. Это более мощный профиль, чем Л4:
Как и Л4, шпунт Л5 производят украинская «ДМК» и Российская горно-металлургическая компания. Купить изделие можно на всей территории России по приемлемым ценам у разных поставщиков и посредников. В продаже можно встретить прокат VL607 – это аналог шпунта Л5 от чешской компании «Евраз».
Шпунт Ларсена Л5-УМ
Этот представитель проката данного типа отличается от предшественника качеством используемой для производства стали – она устойчива к коррозии, в ее состав входит медь.
Другие виды
Шпунты Ларсена отличаются не только техническими характеристиками, но и формой замка:
Во всех случаях замок образует плотное соединение соседних профилей.
Для разных целей используют балки из неметаллических материалов:
Тем не менее, стальные шпунты применяются наиболее часто и являются востребованными.
Область применения
Шпунт Ларсена используется в гражданском строительстве и при обустройстве гидротехнических сооружений разного назначения:
Шпунты, соединяясь замками, образуют герметичную и прочную стенку, способную принимать значительные нагрузки. Изделия погружают в грунт, оставляя над уровнем земли ограждение необходимой высоты. Обустройство шпунтовых стенок значительно выгоднее монтажа бетонных и железобетонных конструкций, поэтому металлическим профилям чаще всего отдают предпочтение в случаях, когда необходимо сдержать напор воды, грунта.
Монтаж
Способ погружения шпунта Ларсена зависит от длины изделия и характеристик грунта. Существует 3 метода монтажа профильных свай:
Шпунт вводят в грунт согласно проектному положению, следующий заглубляют перевернутым на 180° относительно предыдущего для возможности закрывания монтажного замка и так далее.
Забивание
Данный метод применяется вне городской застройки, поскольку вибрация, передаваемая на грунт, оказывает деструктивное влияние на фундаменты рядом стоящих зданий и сооружений.
Забивание осуществляется посредством специальной техники – копра. Эта машина оснащена ударным механизмом, сила воздействия которого на погружаемую сваю регулируется в зависимости от ряда факторов (параметры шпунта, грунта).
Забивка шпунта Ларсена – это самый быстрый и дешевый метод заглубления опорных стенок из стали.
Вибрационное погружение
Второй по популярности метод – вибропогружение. Этот способ применяют в случаях, когда нет возможности или необходимости произвести забивание элементов опорной стенки (в водоемах, на береговых линиях, на мягких грунтах, насыщенных водой).
Вибрацию обеспечивает механизм, издающий колебания низкой частоты. Его навешивают на экскаваторы, подъемные краны и другую технику.
Как происходит погружение:
Метод не оказывает значительного влияния на грунт, тем не менее, использование его в черте плотной застройки ограничено. Кроме того, у метода есть существенный недостаток – высокая стоимость по сравнению с забиванием.
Вдавливание
Самый дорогой и единственный метод погружения шпунта, разрешенный для использования в городской застройке – вдавливание. Процесс осуществляет специальная сваевдавливающая установка (СВУ) на гусеничном ходу. Шпунт крепится к подвижному механизму в вертикальном положении, происходит погружение профиля в грунт до заданной глубины.
Демонтаж
Когда опорная стенка приходит в негодность или потребность в ней исчезает, ее демонтируют. Извлечение шпунта Ларсена осуществляют с помощью виброустановки. Использование только крана неэффективно – силы трения в грунте значительные, ослабить их могут только короткоамплитудные колебания.
Шпунт фиксируют в виброустановке, подвешенной к крану и включают генератор вибрации, постепенно наращивают силу вытягивания.
Как правило, стоимость даже б/у шпунтовых свай превышает затраты на их демонтаж, поэтому работы неплохо окупаются. По этой причине организации, которые занимаются извлечением шпунтов, сами платят своим клиентам разницу в ценах, у последних автоматически решается вопрос реализации ненужных профилей.
Все, что нужно знать о шпунте Ларсена
Содержание статьи:
В процессе копки котлована и проведения запланированных работ возникает риск обвала стенок сооружения. Эта опасность особенно высока, если речь идет о подвижных или мягких грунтах с высоким уровнем грунтовых вод. Для укрепления стенок котлована в современном строительстве используется шпунт Ларсена. Кроме этого, его применяют для укрепления береговой линии, устройства пирсов и причалов, сооружения дамб, пирсов, коллекторов и т.д.
Шпунт Ларсена – металлический профиль, снабженный замками. В современном строительстве он имеет достаточно широкую сферу применения. Его используют для укрепления береговой линии, строительства пирсов, мостов, причалов и т.д. Наиболее часто шпунт Ларсена применяется для укрепления котлованов и траншей.
Несколько слов о шпунтовых ограждениях
Установка шпунтовых ограждений выполняется для обеспечения необходимого уровня безопасности. Без этого запрещено проводить некоторые виды работ. Дело в том, что риск обрушения создает серьезную угрозу жизни и здоровью рабочих и состоянию техники. Нередко установка шпунтового ограждения применяется в качестве альтернативы водопонижающих работ.
Шпунт Ларсена снабжен специальными замками, которые позволяют соединять его между собой. Таким образом собирается шпунтовая стенка. Она надежно защищает котлован от влаги.
Произведение расчетов
При работе со шпунтом Ларсена предварительно необходимо произвести определенные расчеты. Их следует выполнять крайне тщательно. Например, нередко заказчик приходит в строительную компанию, имея на руках определенный проект, но в нем указаны марки шпунта, являющиеся дефицитными. Приобретать новый шпунт редкой марки готов не каждый заказчик, да и стоить это будет дорого. В таких ситуациях сотрудники строительной компании могут предложить потенциальному клиенту заменить указанный в проекте шпунт на более дешевый аналог, обладающий схожими техническими характеристиками. Возможен вариант, когда в качестве альтернативы предлагается шпунт с несколько более низкими характеристиками, но дополнительно устанавливается распорная система. Она помогает равномерно распределить нагрузку на весь шпунтовой ряд. В случае согласия заказчика производится перерасчет.
Правильно произвести расчеты может только специалист, обладающий необходимым опытом и соответствующей квалификацией. Не пытайтесь рассчитать все самостоятельно, так как любая допущенная ошибка может привести к серьезным последствиям.
Шпунт Ларсена б/у, его аренда и аналоги
Шпунтовые работы стоят очень дорого. Обычно их заказывают преимущественно физические лица. Для физических лиц больше подойдут аналоги шпунта Ларсена, например, шпунт, сделанный из поливинилхлорида.
Шпунт Ларсена можно использовать многократно. Такая особенность позволяет применять в проектах не новый, а уже бывший в употреблении шпунт. Это будет стоить значительно дешевле, чем приобретение новых изделий.
Большинство строительных компаний имеет на складах определенные запасы оборотного, то есть уже использовавшегося ранее на других проектах шпунта. Услуга аренды шпунта Ларсена очень выгодна для клиентов, так как позволяет существенно сэкономить. Заказчик платит за арендованный шпунт не полную цену, а примерно от 20 до 40 процентов от нее. В итоге общая стоимость запланированных работ существенно снижается. Это позволяет сэкономить не только средства, но и время. Заказчику не приходится самостоятельно искать необходимый шпунт, покупать его, а потом еще и перепродавать ставшие больше ненужными изделия.
Есть два способа оформления аренды шпунта:
О поворотных элементах для шпунта Ларсена
Одно из ключевых преимуществ шпунта Ларсена состоит в том, что с его помощью можно сконструировать прочную стенку, которая надежно защитит от фильтрации воды. Обычно она проходит не по прямой, а содержит несколько поворотов. Использование специальных поворотных элементов, выполненных под разными углами под конкретный шпунт, облегчает сооружение подобных конструкций.
Приобрести шпунт Ларсена различных марок и поворотные элементы к нему в аренду и в собственность по выгодным ценам вы можете в компании «Ларсен Пайлинг».
Шпунт Ларсена: технические характеристики и область применения
Размеры строительного профиля: длина шпунта может достигать 34 метров. Шпунт Ларсена используют при постройке мостов и причалов, конечно же, зданий, нефтетерминалов и д. и т.п. В строительстве шпунт Ларсена Л4 и Л5 имеют репутацию самых распространенных профилей, так как в 20м веке производясь по ГОСТу и не нуждались в других аналогах. За эти годы попросту накопился опыт использования.
Среди преимуществ шпунта, конечно же, должное место занимает его неподверженность к коррозии, удобный в применении, его легко монтировать – для этого его погружают в грунт при помощи разных механизмов, а когда работы выполнены, его можно разобрать и отложить для дальнейшего использования.
Какие бывают виды?
Существующее многообразие металлопроката, который выпускается для установки шпунтового ограждения, может сбить с толку и очень легко в нем запутаться, ведь роль всей этой продукции одинаковая. Следует отметить, что Шпунт Ларсена у разного производителя и произведённый согласно разным стандартам (ГОСТ) обладает также и отличающейся металлоемкостью, толщиной и весом, так как рассчитан на разное количество нагрузок. При изготовлении шпунтов может также быть использование различных замков и соединительных элементов.
Существуют также аналоги шпунтов, и когда говорят аналог такого-то шпунта (например, шпунта Ларсена Л4), подразумевают именно прочность, а не размерные характеристики. Не составляет проблемы заменить в уже разработанном проекте шпунт менее металлоемким, либо же вообще заменить шпунт Ларсена трубами в целях экономии. Для этого следует разбираться сколько существую видов данного металлического профиля и каких именно. Для наглядности рекомендуем посмотреть фото в справочниках и интернете, а тем временем предлагаем вам краткий обзор:
Шпунт Ларсена Л4. Немаловажная ширина при использовании шпунтового ограждения, ширина поперечного сечения составляет 405 мм. Один погонный метр имеет вес в 74 кг. Один квадратный метр весит 182,7 кг. Сплошной ряд шпунтовых свай обладает прочностью 517 кНм/м. Довольно таки широко распространен и его легко найти в продаже.
Существует также шпунт Ларсена Л4 УМ, но его можно найти реже. Л4 УМ – это более поздняя разработка изготовителя этого вида шпунта, при данном производстве применение нашёл немалый накопленный опыт работы на строительных площадках. Использовать Л4 УМ надежней, удобней и практичней.
Шпунт Ларсена Л5. Ширина поперечного сечения составляет 420 мм. Один погонный метр имеет вес в 100 кг. Один квадратный метр весит 216,9 кг. Сплошной ряд шпунтовых свай обладает прочностью 696-800 кНм/м. Ситуация с распространённостью подобная, его легко найти на рынке продаж.
Шпунт Ларсена Л5-УМ. Ширина поперечного сечения составляет 500 мм, что весьма удобное значение для подсчётов. Один погонный метр имеет вес в 113,9 кг. Один квадратный метр весит 227,8 кг. Сплошной ряд шпунтовых свай обладает прочностью 835 кНм/м. Шпунт Ларсена Л5-УМ тоже довольно таки распространён на рынке и его можно с легкостью приобрести.
Шпунт VL 606, который является аналогом Ларсена Л4 (подразумевают аналог по прочности, а не размерным характеристикам). Ширина поперечного сечения составляет 600 мм. Один погонный метр имеет вес в 94,8 кг. Один квадратный метр весит 158 кг. Сплошной ряд шпунтовых свай обладает прочностью 677 кНм/м. Не особо широко распространен.
Шпунт VL 605, который является аналогом Ларсена Л5, и Ларсена Л5УМ (подразумевают аналог по прочности, а не размерным характеристикам). Ширина поперечного сечения составляет 600 мм. Один погонный метр имеет вес в 82,4 кг. Один квадратный метр весит 137,3 кг. Сплошной ряд шпунтовых свай обладает прочностью 863 кНм/м. Также, как и предыдущий аналог распространен весьма средне.
Шпунт Ларсена типа LP, является облегченным вариантом шпунта. Его применение до глубин, которые составляют 6 метров. Ширина поперечного сечения составляет 700 мм. Один погонный метр имеет вес от 53 до 61 кг. Один квадратный метр весит от 76 до 88 кг. Сплошной ряд шпунтовых свай обладает прочностью от 77 до 133 кНм/м. Распространен в продаже крайне редко.
Шпунт Ларсена типа Ω (Омега) (7, 8, 9). Вполне легковесный и высокой прочности шпунт, что позволяет заменить обычный Ларсен (с целью экономии, ведь он имеет меньшую металлоемкость). Ширина поперечного сечения составляет 750 мм. Один погонный метр имеет вес от 68 до 86 кг. Один квадратный метр весит от 90 до 115 кг. Сплошной ряд шпунтовых свай обладает прочностью от 170 до 333 кНм/м. Не особо распространён в продаже.
Как изготавливают?
Обратим внимание на материал, из которого в наши дни изготавливают Шпунт Ларсена. Это может быть сталь разной марки, в равной степени, как и полимерные материалы. Ситуация среди стран-производителей следующая: шпунты иностранного производства составляют меньшинство – 20%, ведь из-за высокой стоимости покупать импортный товар не выгодно, в то время как на отечественного производителя (Россия) приходится 80% (среди которых наиболее популярными и более изготовляемыми видами являются Л5-УМ, который производит Нижнетагильский металлургический комбинат, и VL 606).
Особенностью шпунта Ларсена является наличие шпунтового замка. Производителям нет смысла решать вопрос о снижении металлоемкости, ведь шпунт будет очень тонким, и он поддастся ржавчине через более быстрое количество времени, а в следствии его будет практически невозможно, по крайней мере, не выгодно применять. Для того, чтобы снизить вес стали (которая может быть разной марки) также иногда могут заменить винилом или армированным пластиком, но такой продукт не будет долговечным и не подойдет для наших природных условий.
Изготовление шпунта Ларсена прошло свою вековую эволюцию, ведь начало применения этого металлического профиля имело место ещё в 1910 году. Изначальная идея Ларсена (загнуть края обычного листа металла так, чтоб их потом можно было соединять) почти сразу материализовалась в технический способ горячей прокатки, ведь была мысль сделать производство менее затратным. При этом способе производства допустимы нагрузки высокой степени, так как замок производился сразу, цельно, неотъемлемо.
Практически сразу производители столкнулись с проблемой: нужно обеспечивать оборачиваемость, когда собирают стенки из шпунтов. Для этого его и варили, и разрезали. Когда в 1989 году пришло решение в виде множества различных соединительных замковых профилей. Приблизительно в то же время была придумана технология трубошпунт (когда стены собирали из труб, на поверхности которой был сварен замок).
В наши дни используют горячекатаный и экструзивный методы для производства шпунтов Ларсена с замками, которые вылиты одновременно с самим шпунтом. Компания SteelWall ISH GmbH по сути является самой мощнейшей в изготовлении шпунтов.
Область применения
Цивилизация развивается и вместе с этим человечество нуждается в дополнительных сооружениях: откосы, стены-ограждения котлованов, подпорные стенки, стенки на причалах и т.д. Среди множества шпунтовых свай, шпунт Ларсена, пожалуй, самый используемый. Технические объекты гражданского и промышленного назначения строятся именно с его использованием. В гидротехнике его применяют чаще всего – когда строят дамбы, плотины, мосты, укрепляют берега водоёмов, причалы, ограждают траншеи, когда нужно не допустить заливание водой или обрушение грунтов.
Такая особенность шпунта, как оборачиваемость (возможна при соединении шпунтов между собой для построения стенки), то есть наличие замка и возможность его соединения с другими такими замками, делает его незаменимым, когда речь идет о сокращении притока воды в котлован, покрытие дорог асфальтом, предотвращает движение грунта.
Шпунт
Внешний вид шпунта
Шпунтовая продукция представляет собой группу металлопроката, который имеет специфический длинномерный профиль с пазами на продольных кромках. За счет этих пазов можно соединять вместе несколько элементов без применения сварки или сборки на разъемных соединениях (или с последующим использованием указанных способов соединения). Такая технология, среди прочего, востребована при обустройстве котлованов под фундамент, при строительстве дамб и других гидротехнических сооружений и пр.
Основным видом шпунтовых профилей является шпунт Ларсена, представляющий собой продольный корытообразный элемент с замками для присоединения соседних элементов.
К этой же группе относят шпунтовые профили S-, Z-, L-, плоского и корытного сечения по ГОСТ 4781, которые могут применяться для обустройства свай и других составных конструкций.
История изобретения шпунта Ларсена
Идея создания отдельного элемента для обустройства составных стальных стен пришла в голову бременскому инженеру Тригве Ларссену (Tryggve Larssen), который получил патент на корытный профиль в 1910 году.
Всего через 2 года с мощностей немецкого завода Tyssen сошла первая продукция, которая была названа в честь своего изобретателя. Через сто с небольшим лет, компания Thyssen слилась с Friedrich Krupp AG Hoesch-Krupp, и сегодня известна под брендом ThyssenKrupp AG.
Штаб-квартира ThyssenKrupp AG в городе Эссен, первой компании произведшей Шпунт Ларсена
Широкому распространению шпунта Ларсена способствовала невысокая цена изделия, которое было выгодно производить и оставлять на месте монтажа, не извлекая из грунта после завершения основных работ.
Впоследствии на основе этого изделия были разработаны другие разновидности шпунтового проката с той же сферой применения.
Разновидности и классификация шпунтов
По ГОСТ 4781 выпускаются шпунтовые профили двух типов:
Геометрия и характеристики профиля ШП-1
Длина свай обоих типоразмеров составляет от 8 до 22 м. Они изготавливаются из недорогой стали обыкновенного качества по ГОСТ 380: Ст3пс (спокойной) или Ст3сп (полуспокойной). На поверхности изделий допускается наличие отпечатков, рябизны, царапин, раскатанных загрязнений, но дефекты в виде раскатанных пузырей, плен, закатов должны быть зачищены или вырублены.
Также для изделий регламентируется кривизна профиля (не более 3 мм на каждый погонный метр) и допустимая величина осевой растягивающей нагрузки (24,5 кН/см).
Геометрия и характеристики профиля ШК-1
Шпунт Ларсена изготавливается по ТУ 14-2-879-89 в следующих исполнениях:
Геометрия и характеристики профиля Л4
Основной объем продукции изготавливается из марок Ст3пс/сп по ГОСТ 380, но для ответственных задач может применяться шпунт из хромо-марганцовистой стали 16ХГ с содержанием химических элементов: не более 0,18% С; 0,6-1% Si; 0,05-0,5 Si; 0,4-0,7% Cr; не более 0,04% S; не более 0,035% P.
Геометрия и размеры профиля Л5
Еще одна разновидность шпунта Ларсена выпускается по ТУ 14-102-147-93. Это усиленная марка Л5-У, которая имеет ширину 545 мм, глубину корытного профиля 238 мм и толщину стенки 23 мм. Масса погонного метра для такой продукции составляет 113,57 кг. Для изготовления продукции используются заготовки из сталей от С235 до С320. А по тем же ТУ в редакции 2003 года изготавливается марка Л5-УМ длиной до 24 м.
Также на рынке присутствуют шпунты зарубежного производства, например, Larssen 607n, PU 32 или VL 606, но массово они не используются из-за более высокой цены.
Технологии производства шпунтов
Для производства шпунта используется заготовка из низко- или среднеуглеродистой стали. Она предварительно нагревается в проходных печах и подвергается поэтапной деформации в клетях универсального балочного или рельсобалочного стана. Такая технология носит название горячей прокатки. Нагрев заготовки осуществляется до температур около 1200°С (конкретное значение зависит от марки стали), что позволяет повысить пластичность металла и деформировать его без образования поверхностных дефектов. Кроме того, нагрев дает возможность снизить экономические затраты на производство изделий и, соответственно, предложить рынку относительно дешевые шпунтовые сваи.
В ходе деформации блюмовой или сортовой заготовки формирование корытного профиля и замков по обеим кромкам изделия осуществляется в 12-13 пропусков. При этом используются разрезные калибры сложной формы, а прокатка ведется с защемлением металла. В первых калибрах более интенсивно обжимаются фланцы, а потом формируется стенка изделия. Наиболее сложный элемент шпунта Ларсена — замок. Его начинают формировать, начиная с первого формирующего калибра, а завершают в последнем проходе.
В России шпунт Ларсена изготавливается только на одном предприятии: Нижнетагильском металлургическом комбинате, входящем в группу ЕВРАЗ. НТМК изготавливает свою собственную марку Л5-УМ (трансформированную из Л5-У). Производительность балочного стана составляет 1,6 млн тонн, но под шпунт мощности задействуются только в небольшой промежуток времени, поскольку эта продукция относится к специфическому сегменту и пользуется ограниченным спросом. Оценочный объем производства этого вида проката на НТМК составляет около 60 тыс. тонн в год, а емкость всего российского рынка — до 150 тыс. тонн.
Холодильник (цех охлаждения) на ЕВРАЗ НМТК
Из крупных конкурентов НТМК следует выделить Днепровский металлургический комбинат (Каменское, Украина, сортамент: профили Л4, Л5, Л7 и модификации), завод Витковице Стил (принадлежит группе ЕВРАЗ, сортамент: корытные профили VL), а также Arcelor Mittal (Люксембург) и Thyssen Krupp (Германия).
Сфера применения шпунта
Основная сфера применения шпунта: сооружение сборных стен или перегородок большой высоты и ширины.
Схема монтажа шпунтовых свай
Такие элементы находят применение в следующих случаях:
Монтаж свай методом вдавливания
Монтаж шпунта Ларсена осуществляется забивкой с помощью копровых установок. Кроме того, могут применяться методы вибропогружения и погружения под постоянной нагрузкой (вдавливания). Выбор способа зависит от наличия спецтехники и условий выполнения работ. Например, забивку шпунтовых свай нельзя осуществлять при строительстве в плотной городской застройке
Применение шпунта при гидротехнических работах