ШПУНТОВАЯ СТЕНКА

Полезная модель относится к шпунтовым стенкам из стальных, преимущественно трубчатых свай и может быть использована в гидротехнике при сооружении морских и речных причалов, а также в строительстве при возведении подпорных стенок различного назначения.
Известна шпунтовая стенка, включающая стальные трубчатые сваи, каждая из которых содержит трубу и приваренную к ее наружной поверхности пару шпунтовых элементов, полученных путем продольного разрезания плоской шпунтины. Элементы плоской шпунтины, приваренные к каждой свае, имеют на неприваренных кромках соответственно шпунтовый замок и шпунтовый выступ для последовательного соединения свай с замок (RU №37113).
Указанная известная шпунтовая стенка трудоемка как в изготовлении сварных свай, так и при возведении. Для изготовления сваи необходимо разрезание плоской шпунтины, разделка кромок под сварку и приварка к одной свае двух разных шпунтовых элементов - одного со шпунтовым замком, другого со шпунтовым выступом. При возведении этой стенки необходима пространственная ориентация свай для обеспечения последовательного соединения замка одной сваи с выступом следующей сваи, что приводит к снижению производительности при забивке свай. При этом, поскольку масса шпунтового замка как охватывающего элемента шпунтового соединения превосходит массу шпунтового выступа, то центр тяжести сваи с приваренными замком и выступом не совпадает с ее геометрическим центром. В связи с этим при строительстве необходимо принимать меры для уравновешивания сваи, поднимаемой для заведения в замок и забивки, что также снижает производительность работ при возведении стенки.
Наиболее близким аналогом предлагаемой полезной модели является шпунтовая стенка, содержащая стальные, преимущественно трубчатые сваи, причем она включает совокупность свай, к каждой из которых приварена пара шпунтовых замков, и совокупность чередующихся с ними замыкающих свай, к каждой из которых приварена пара шпунтовых выступов, размещенных во внутренних полостях замков смежных свай. Шпунтовые замки указанной шпунтовой стенки выполнены из двух уголковых профилей, приваренных к свае с образованием профиля коробчатого сечения, а шпунтовые выступы выполнены из тавра или двух уголковых профилей, приваренных к свае с образованием тавра в поперечном сечении (СТО ГК Трансстрой 010-2007, п.3.8, 3.9, 4, рис.7-8).
К недостаткам указанной известной шпунтовой стенки относится сравнительно высокая трудоемкость сварочных работ при изготовлении свай, недостаточная прочность и низкие компенсационные возможности шпунтовых замковых соединений из уголковых профилей, не допускающих взаимный относительный поворот заведенных в замок свай для снижения внутренних напряжений, возникающих в замковых соединениях при забивке свай.
Технической задачей настоящей полезной модели является создание конструкции шпунтовой стенки, лишенной указанных недостатков. Технический результат - повышение производительности труда и качества строительства, а также снижение трудоемкости изготовления свай, повышение удобства и качества сварных работ.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в шпунтовой стенке из стальных, преимущественно трубчатых свай, включающей совокупность свай, к каждой из которых приварена пара шпунтовых замков, и совокупность чередующихся с ними замыкающих свай, к каждой из которых приварена пара шпунтовых выступов, размещенных во внутренних полостях замков смежных свай, согласно предлагаемой полезной модели шпунтовые замки и шпунтовые выступы выполнены из прокатных элементов фасонного поперечного сечения, снабженных пятой под приварку, при этом каждый шпунтовый выступ выполнен с гребнем круглого или овального поперечного сечения, а каждый замок выполнен в виде обоймы с зевом, повторяющим форму гребня шпунтового выступа и охватывающим его с возможностью частичного относительного поворота.
Поскольку шпунтовая стенка по предлагаемой полезной модели содержит две разные совокупности свай, в одной из которых каждая трубчатая свая снабжена двумя одинаковыми элементами шпунтового соединения, а именно, двумя замками, а в другой - двумя выступами, то центры тяжести этих свай не смещены, как это имеет место в случае приварки к свае шпунтового выступа и шпунтового замка из-за различия их масс. Трубчатые сваи в предлагаемой шпунтовой стенке, как и в прототипе, уравновешены вследствие совпадения их геометрических центров и центров тяжести. Благодаря этому исключается необходимость принимать меры для уравновешивания свай при их установке, улучшается качество забивки (практически полностью исключается завал свай и веерность шпунтовой стенки), повышается производительность труда при возведении шпунтовой стенки. При этом согласно предлагаемой полезной модели по сравнению с прототипом повышается производительность труда и при изготовлении свай. Поскольку и шпунтовые выступы, и шпунтовые замки имеют одинаковую пяту под приварку, облегчающую установку и фиксацию их на трубе, то сварку можно осуществлять на одних и тех же стендах без переналадки и одинаковыми электродами.
Приварку замков и выступов можно производить отдельно на разных сварочных стендах или поочередно, изготавливая сначала, например, сваи с двумя замками, а затем сваи с двумя выступами. Поскольку шпунтовые замки и шпунтовые выступы по предлагаемой полезной модели выполняются из прокатных элементов, полностью исключается механическая обработка при изготовлении свай. При этом количество сварных швов по сравнению с прототипом сокращается, что также увеличивает производительность труда. Кроме того, благодаря тому, что фасонные прокатные элементы, в отличие от уголковых профилей, допускают возможность относительного поворота заведенных в замок свай, в шпунтовой стенке по предлагаемой полезной модели значительно снижены внутренние напряжения в замковых соединениях, что положительно сказывается на качестве, надежности и герметичности стенки.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг.1 изображена предлагаемая шпунтовая стенка, общий вид, поперечный разрез;
на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, повернуто, с прокатными элементами замковых соединений фасонного поперечного сечения;
на фиг.3 - то же, с элементами замкового соединения, выполненными из уголкового профиля (прототип).
Шпунтовая стенка согласно предлагаемой полезной модели содержит забитые в грунт с интервалами шпунтовые сваи 1 и замыкающие шпунтовые сваи 2, размещенные в указанных интервалах между сваями 1 и чередующиеся с ними. Сваи 1 и 2 выполнены преимущественно из труб большого диаметра. Каждая свая 1 в предлагаемой шпунтовой стенке снабжена двумя шпунтовыми замками 3, приваренными к ее наружной поверхности, а каждая замыкающая свая 2 снабжена двумя шпунтовыми выступами 4, приваренными к ее наружной поверхности. Замки 3 и выступы 4 являются элементами замкового соединения и выполняют функцию соединения шпунтовых свай между собой и обеспечения герметичности шпунтовой стенки.
Замки 3 и выступы 4 изготовлены предварительно в заводских условиях в виде прокатных элементов с поперечным сечением различного профиля, имеющих одинаковую пяту под приварку.
Трубчатые сваи предлагаемой шпунтовой стенки изготавливают на сварочных стендах простой конструкции, обеспечивающих приварку к каждой свае 1 двух замков 3, а к каждой замыкающей свае 2 - приварку двух шпунтовых выступов 4.
На фиг.2 изображена шпунтовая стенка по настоящей модели, в которой шпунтовые замки 3 и шпунтовые выступы 4 выполнены из прокатных элементов фасонного поперечного сечения.
На участках их примыкания к соответствующим трубам, т.е. в районе привариваемых кромок, они имеют одинаковую форму в поперечном сечении, а именно форму пяты 5, вогнутый участок которой обращен к трубе. Пята 5 облегчает установку и фиксацию соответственно замка 3 или выступа 4 на поверхности соответствующей трубы сваи 1 или замыкающей сваи 2, что упрощает процесс сварки и исключает необходимость разделки кромок под сварку, т.е. механической обработки.
Свободная, т.е. не приваренная кромка каждого шпунтового выступа 4, выполнена с утолщением в виде гребня 6, имеющего круглое или овальное поперечное сечение. Не приваренная кромка каждого замка выполнена в виде обоймы с зевом 7, повторяющим форму гребня 6 смежной замыкающей сваи 2 и плотно охватывающим гребень 6 с минимальным зазором, обеспечивающим возможность относительного поворота соединенных в замок свай на угол суммарно до 40 градусов, в среднем приблизительно на угол плюс-минус 20 градусов относительно нейтральной оси шпунтовой стенки.
Возможен также вариант исполнения, в котором замок выполнен в виде трубы с прорезью, охватывающей гребень выступа, возможно также выполнение гребня трубчатым в поперечном сечении или имеющим другую форму поперечного сечения. В общем случае этот вид сочленения называют «шарик в гнезде».
В прототипе предлагаемой полезной модели, изображенном на фиг.3, в качестве прокатных элементов для шпунтовых замков применены два уголковых профиля 8, приваренных к свае 1 с образованием профиля 9 коробчатого сечения, а шпунтовые выступы выполнены из тавра или из двух уголков 10, приваренных к свае 2 с образованием тавра в поперечном сечении. Как указывалось выше, такое исполнение более трудоемко, т.к. имеет большее количество сварных швов, требует переналадки приспособлений для установки и фиксации разных свариваемых элементов, чего не требуется в предлагаемой полезной модели.
При возведении шпунтовой стенки по предлагаемой полезной модели используют кондукторы простой конструкции, обеспечивающие сначала забивку через заданный интервал свай 1 с замками 3, а затем установку и забивку в указанных интервалах замыкающих свай 2 с размещением их шпунтовых выступов 4 с гребнями 6 в обоймах 7 замков 3 забитых ранее двух смежных свай 1. Такая технология обеспечивает высокую производительность труда, сокращение сроков и высокое качество строительства.
Предлагаемая шпунтовая стенка значительно менее трудоемка по сравнению с прототипом при изготовлении свай за счет существенного упрощения и сокращения объема сварочных работ. Шпунтовая стенка по настоящей полезной модели характеризуется высоким качеством, практически полным отсутствием завала свай и веерности, прочностью и герметичностью замковых соединений.