Распорная система котлована – устройство, монтаж, зачем нужна

Распорная система котлована – временная конструкция, предназначенная для поддержания стен котлована от обрушения при проведении земляных работ.

Распорные системы котлована необходимы при разработке глубоких котлованов в условиях плотной городской застройки, вблизи существующих зданий, коммуникаций. Они обеспечивают безопасность строительства и сохраняют устойчивость прилегающей инфраструктуры.

Распорная система состоит из распорок (металлических или деревянных балок), которые устанавливаются горизонтально между противоположными стенками ограждающих конструкций – шпунтов или свай. Распорки принимают на себя боковое давление грунта и предотвращают его осыпание, обеспечивая безопасность работ и защиту соседних сооружений.

Правильно спроектированная и установленная распорная система – залог безопасного проведения строительных работ. Она обеспечивает прочность, снижает риски аварий и повышает эффективность работ на площадке.

Без распорной системы грунт осыпается, что приводит к аварийной ситуации, повреждению техники или постройки. Важно использовать распорки при рытье глубоких и широких котлованов, в нестабильных грунтах.

Основные задачи распорной системы:

• Укрепление котлована и предотвращение осыпания стен;
• Защита соседних зданий и коммуникаций от подвижек грунта;
• Обеспечение безопасности рабочих и строительной техники;
• Снижение риска деформации и аварий при выполнении подземных работ.

Монтаж начинается с установки распределительных поясов – горизонтальных стальных балок, закрепляющих ограждение котлована. Их размещают на глубине до 2 метров, но при наличии анкерного крепления – и глубже, вплоть до середины котлована. На больших глубинах (например, 18 м) может потребоваться до 5 поясов.

После установки поясов монтируются распорки – стальные трубы диаметром 30–70 см, которые принимают на себя боковое давление грунта. Тип и схема установки зависят от размеров котлована и состава почвы.

Существует несколько основных способов установки распорок:

1. Угловые распорки

• Используются в небольших котлованах.
• Устанавливаются по углам.
• Просты в монтаже, занимают минимум места.
• Стандартная толщина трубы – 6-8 мм.

2. Поперечные распорки

• Применяются в котлованах с большой площадью.
• Располагаются горизонтально через каждые 5-6 метров.
• Часто требуют дополнительных вертикальных стоек (поддержек).
• Минус – затрудняют работу техники из-за большого количества труб.

3. Диагональные подкосы

• Подходят для глубоких и сложных выемок.
• Упираются в плиту фундамента, сваи или плотный грунт.
• Требуют больше свободного пространства.
• Обеспечивают высокую устойчивость при больших нагрузках.

Для подбора эффективного типа крепления учитывают глубину котлована, характеристики грунта и размеры площадки.

Буросекущие сваи – подземная конструкция, формирующую сплошную стену в грунте. Это технология устройства ограждения котлована, при которой бетонные сваи устанавливают внахлёст, создавая надёжный барьер от осыпания грунта. Такой способ активно используется при строительстве в условиях плотной городской застройки и считается альтернативой шпунтовому ограждению.

Преимущества буросекущих свай:

• Нет вибрации при установке – важно вблизи существующих зданий и коммуникаций. В отличие от шпунтового ограждения, метод не создаёт ударных нагрузок.
• Высокая надёжность – стена из буросекущих свай способна выдерживать значительное давление грунта и воды.
• Подходит для любых грунтов – эффективна в сыпучих и нестабильных слоях.

Шпунтовое ограждение защищает стены от осыпания, предотвращает попадание воды и обеспечивает безопасность на строительной площадке. Для этих целей применяют шпунт – элементы, которые при погружении в грунт образуют герметичную стенку. Виды шпунтов отличаются по материалу, форме и способу применения. Рассмотрим основные типы:

• Металлический шпунт Ларсена. Стальной профиль с замковыми соединениями, образующими сплошную стенку. Шпунт Ларсена легко монтируется, выдерживает большие нагрузки и может использоваться повторно. Его применяют при строительстве в городской среде и на участках со средней сложностью грунтов.

• При более серьёзных нагрузках и в сложных геологических условиях – в глубоких котлованах или повышенном давлении на ограждение – применяют трубошпунт. Это полые стальные трубы большого диаметра с соединительными пазами. Главное преимущество – высокая прочность и способность гасить вибрации. Это важно при работе рядом с постройками, чтобы не повредить фундамент и не вызвать оседание грунта.

• Пластиковый шпунт из ПВХ применяется в менее нагруженных конструкциях. Он лёгкий, устойчив к влаге и химически агрессивной среде, но не предназначен для удержания значительных нагрузок. Обычно используется для берегоукрепления, каналов и неглубоких котлованов.

• Железобетонный шпунт встречается реже, незаменим в капитальных и гидротехнических сооружениях. Он прочный, долговечный и применяется там, где требуется стационарное и массивное ограждение.

Выбор типа шпунта зависит от условий строительства: глубины котлована, характеристик грунта, уровня грунтовых вод и близости построек.

От выбранной технологии погружения шпунта зависит не только прочность ограждения, но и влияние на окружающую застройку. Ниже — основные методы, применяемые на практике.

Ударный метод

• Погружение с помощью копровой установки и гидравлического молота. Подходит для плотных грунтов, отличается высокой скоростью. Из-за шума и вибраций его используют вдали от жилых и промышленных объектов.

Вдавливание

• Метод предполагает бесшумное заглубление шпунта в грунт с помощью сваевдавливающей техники. Эффективен на слабых и мягких грунтах. Практически не создаёт вибраций, поэтому применяется в городской застройке.

Вибропогружение

• Осуществляется с использованием вибропогружателей. Колебания снижают сопротивление грунта, облегчая установку шпунта. Метод быстрый, но сопровождается вибрацией, что ограничивает применение рядом с чувствительными объектами.

Комбинированные методы

• Сочетают вибрационные и ударные или вдавливающие воздействия. Позволяют работать в сложных условиях, когда один способ оказывается недостаточно эффективным. Обеспечивают баланс между скоростью и контролем вибраций.

Погружение с подмывом

• Вода подаётся под давлением к основанию шпунта, размягчая грунт. Это снижает сопротивление, уменьшает вибрацию и упрощает погружение. Метод хорошо работает на плотных песчаных и суглинистых грунтах.

Лидерное бурение

• Перед установкой шпунта выполняется предварительное бурение направляющих скважин. Этот способ снижает нагрузку на шпунт, вибрации и воздействие на соседние здания. Часто используется в стеснённых условиях, в том числе вблизи существующих сооружений.

Выбор метода погружения шпунта зависит от типа грунта, требований по уровню шума и вибрации, а также особенностей строительной площадки.