Все о трубошпунтах

В статье кратко и емко повествуется о трубошпунтах. Описывается устройство шпунта из трубы диаметром 219 мм и других размеров. Приводятся сведения из ГОСТ трубчатого сварного шпунта, описана и технология производства таких изделий.

Трубошпунт, или более развернуто — трубчатый шпунт, представляет собой сочетание трубы с парным блоком замков. Эти замки, которые обязательно должны быть пространственно сопряжены, приваривают к основному трубчатому контуру. Обычно их крепят на концы. Шпунт трубчатый сварной, он же сокращенно ШТС, употребляется чаще не по отдельности, а в составе сборки, именуемой трубошпунтовой схемой. Подобный инженерный объект создается из последовательно соединенных блоков, которые один за другим погружают в почву.

В зависимости от решаемой технической задачи изделие может быть дополнительно оборудовано:

• контрфорсом;
• распорами;
• поясами специальной обвязки;
• анкерными частями.

Трубчатый компонент обязательно должен быть цельного исполнения (без разрывов по длине), но с полостью внутри. Конструкция такого рода отличается прочностью и отлично сопротивляется изгибающему усилию. Что немаловажно, она еще и отличается идентичной во всех направлениях жесткостью, потому может эксплуатироваться стабильно. Разница касается того, что такие модели бывают как прямого, так и криволинейного исполнения.

Трубошпунты значительной высоты обязательно имеют специальные анкеры, то есть тяги из прочной стали. Такие опорные точки крепятся в соприкасающейся массе грунта. Глубина закладки анкеров рассчитывается таким образом, чтобы было исключено обрушение. Кольцевая форма полностью соответствует нормам сопромата.

Трубчатый сварной шпунт, используемый в России, обязательно должен соответствовать нормам ГОСТ 52664, принятым в 2010 году. Стоит отметить, что производители вправе разрабатывать свои технические условия на трубный продукт такого рода — при условии, что они будут не менее строги в содержательном плане. Нормативы стандарта таковы:

• применение сваренных электросваркой с прямым швом или бесшовных труб, полученных горячей прокаткой;
• получение замков из фасонного профиля, либо раскроенного горячекатаного, либо из разнородного проката;
• строго заданная комплектность;
• обязательная поставка в составе партий только изделий одного типоразмера.

Современные трубошпунты тщательно рассчитаны методами компьютерного моделирования. Именно поэтому они существенно опережают шпунты Ларсена и другие традиционные конструкции. Вид профиля, из которого получают такое изделие, особо оговаривается при заказе и в проектной документации. Нормируется обязательно и общая прочность готового изделия, отклонения от которой не допускаются. Крупные поставщики могут на заказ поставлять товар негабаритной величины (длиной порядка нескольких десятков метров).

Для изготовления шпунта из трубы могут применять как новые, так и восстановленные трубчатые конструкции. Как уже отмечалось, для этой цели допустимо использование и цельных прокатных, и электросварных трубных деталей. Сначала материал подготавливают и доводят до нужной кондиции. Потом путем сварки с обеих сторон наваривают пазогребневый замок. В ряде случаев трубошпунт имеет форму буквы С, но гораздо чаще применяют цельные элементы. С-образный вариант получают путем рассечения конструкции. Специальное рассечение идет по основанию. Трубный элемент укрепляют при помощи оголовка.

Дополнительная стяжка также повышает общую крепость изделия. Оба типа — и рассеченный, и монолитный — одинаково подходят для районов со сложными условиями. Контур рассчитывали еще и с учетом того соображения, чтобы шпунт отлично подходил для формирования опалубки. Над решением этой проблемы в течение ряда лет работали десятки инженеров. Антикоррозийная обработка позволяет существенно повысить срок службы готовых изделий.

Профили могут быть сделаны из стали категорий (марок):

• Ст3пс;
• Ст3сп;
• Ст3пс3;
• Ст3сп3.

Предусмотренные стандартом в России классы прочности:

• С235;
• С245;
• С255;
• С275;
• К50;
• К52.

При инструментальном измерении внимательно проверяют, чтобы трубошпунт был не менее крепок, чем исходные трубы. Допустимо по стандарту применение заранее подготовленных сварных стыков. Они должны быть строго поперечного сечения. Сварка в этих случаях разрешается как при непосредственном контакте, так и электрической дугой по универсальной методике. Не допускается отклонение стыков по прочности между собой и по отношению к примыкающим элементам.

Трубошпунт ведущих производителей имеет диаметр 219, 426 или 820 мм. Именно такую продукцию могут предложить и наши компании. Между стыками трубы выдерживается расстояние не менее 3 м. В процессе приемки готовых изделий обязательно проверяют:

• уровень перекоса торцевых плоскостей;
• сварные швы (при необходимости — с инструментальной оценкой усиления);
• состояние стыка замка с трубой (путем выборочной дефектоскопии);
• точность расположения замков на поверхности основной заготовки;
• геометрию и взаимное позиционирование кромок на стыках.

Для получения профилей ШТС в индустриальных условиях применяют специальные стенды. Замки-полупрофили корытного формата применяются в большинстве случаев, если иное прямо не оговорено нормативом или требованиями заказчика. При необходимости вместо них используют полупрофили плоского шпунта, вырабатываемые путем нарезки полноформатного профиля в продольной оси.

Подобные изделия используют в качестве:

• непроницаемой для воды преграды;
• удержателя оползания грунта в гидротехнических сооружениях;
• временного барьера вокруг траншеи либо котлована;
• подсобного средства для ведения инженерных и строительных мероприятий в автономных объектах.

Нормы использования таковы:

• на песке — при котлованах глубже метра;
• на супеси — при глубине более 1 ¼ м;
• на глине — при глубине от 1,5 м;
• на особо плотном грунте — при глубине свыше 2 м.

Трубошпунты применяют только с привлечением специализированных машин. Важнейшую роль играют:

• копры;
• стандартные платформы, на которые ставят те копры;
• заколачивающие вибромолоты, гидравлические молоты либо вибрационные погружательные устройства.

Такие конструкции позволяют сберегать ресурсы и отличаются экологической безопасностью. Они технологически эффективны. С помощью трубошпунтов обустраивают подпорные стены, разнообразные гидротехнические и транспортные сооружения.