Особенности проекта определяют выбор шпунтовых изделий
На строительном рынке представлен широкий ассортимент шпунтов – специальных сборных металлических конструкций, которые применяются при создании фундаментов зданий и сооружений, в области гидротехники, мостостроения, дорожного и подземного строительства.
Развитие шпунтовых технологий за последние годы складывается под влиянием растущей доли отечественной продукции на внутреннем рынке, а также замещения импортных поставок. Так, с целью производства качественных шпунтовых изделий в ООО «ТрубМет» разработан и выпускается с 2017 года сварной шпунт корытного типа СШК, который создавался как аналог горячекатаных шпунтов, в том числе шпунтов Ларсена Л4, Л5, Л5-УМ, VL-606-A и других, но по ряду характеристик значительно превзошел их.
Номеклатура шпунтов во многом определяется не столько предпочтениями строителей, сколько возможностями российских поставщиков. Ведущим из них является ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат (ЕВРАЗ НТМК), где производятся горячекатаные шпунтовые сваи с замком типа Ларсена марки Л5-УМ.
«Шпунты, представленные на российском рынке, можно разделить на несколько основных видов: шпунты Ларсена, трубошпунты сварные, панели шпунтовые сварные (ПШС), сварные шпунты корытные (СШК) и другие», – говорит Данил Маслей, руководитель коммерческого отдела компании «Вектор шпунт», которая специализируется на комплексных свайных работах, включая проектирование, поставку всех видов шпунтов, установку и выемку шпунтовых конструкций.
Шпунтовые изделия отличаются друг от друга техническими характеристиками, включая металлоемкость и форму изделия. Выбор шпунтовых свай при проектировании зависит от объекта, поставленных задач и условий, в которых будет проходить установка и эксплуатация шпунтовой стенки. Для подбора шпунта важно учитывать характер и модуль внешней нагрузки, а также срок эксплуатации.
«Тип шпунта определяется на стадии разработки проекта: инженеры-конструкторы вычисляют требуемую устойчивость шпунтовой стенки, глубину погружения, необходимость установки распорных конструкций и так далее, – поясняет генеральный директор ООО «УМ Геоизол» (входит в группу компаний «ГЕОИЗОЛ») Станислав Тарасенко. – Наибольшее распространение получил металлический шпунт, как прочный и долговечный: это шпунт типа Ларсена, шпунт корытного профиля и Z-образный, а также различные виды трубошпунта».
По данным «Вектор шпунт», наиболее популярными у заказчиков являются шпунты типа Ларсена и трубошпунты. Последние наряду со шпунтовыми панелями в ряде случаев могут быть незаменимы, так как обладают наиболее высоким (а по отдельным спецификациям – многократным) сопротивлением к нагрузкам, по сравнению со шпунтами Ларсена. С другой стороны, применение шпунтов типа Ларсена может достичь необходимого экономического эффекта за счет неоднократной оборачиваемости – при правильном соблюдении технологического процесса извлечения шпунт Л5-УМ можно использовать до 5-7 раз, что повышает до 20-30% выгоду арендной ставки.
Если трубошпунт имеет большой диаметр и будет глубоко залегать, довольно сложно найти подрядчиков с подходящим оборудованием, полагает Данил Маслей. Зачастую на объектах можно встретить применение комбинированных шпунтовых ограждений, когда при проектировании подземной части нужно решить одновременно несколько разных задач или оптимизировать использование шпунтов.
Например, шпунтовые сваи с замковым элементом типа Ларсена особенно эффективны в слабых обводненных грунтах, поэтому они успешно применяются повсюду, где необходимо избежать притока воды в зону строительства.
ГК «ГЕОИЗОЛ» имеет большой опыт выполнения всего комплекса строительно-монтажных работ по устройству свайных фундаментов, «стены в грунте», буровым работам, инженерной защите территорий, подземному и дорожному строительству, усилению грунтов основания с применением собственного парка строительной техники и специализированного оборудования. Шпунты Ларсена компания использовала на самых разных объектах.
«Жёсткость этих шпунтов обеспечивается благодаря ряду параметров, – делится своим опытом работы Станислав Тарасенко. – Во-первых, за счёт толщины стенки шпунта, которая у Л5-УМ достигает 20 мм, что гарантирует высокую коррозийную устойчивость. Для сравнения, у шпунта AZ толщина стенки составляет 6-13 мм.
Во-вторых, расстояние между замковыми соединениями у них равно 500 мм в то время, как у того же шпунта AZ – от 700 до 1400 мм, то есть AZ более гибкий, а потому более подвержен деформации. Строители между собой называют его «лопух».
В силу высокой прочности шпунт наиболее устойчив к деформации при сооружении ограждающих конструкций различных котлованов и надежно защищает от грунтовых вод, потому широко применяется при строительстве подземных сооружений, причалов, набережных, мостов, а также для усиления траншей, береговых линий, склонов и насыпей».
Группа компаний «ГЕОИЗОЛ» применяла шпунт Л5-УМ при реконструкции судоспусковых устройств Средне-Невского судостроительного завода, при строительстве променада в городе Светлогорске Калининградской области, при проведении работ на Тележной ул. 17/19, реконструкции Синопской набережной.
Благодаря быстрому и простому монтажу шпунт Л5-УМ практически незаменим при устройстве прочных и надёжных временных сооружений. Например, при строительстве подземного двухъярусного паркинга в рамках второй очереди (первый этап) бизнес-центра «Невская Ратуша» специалисты «УМ Геоизол» погрузили более 900 тонн такого шпунта в качестве временной жёсткой перегородки между первой и второй очередями строительства. Ещё один пример временного массивного сооружения – трибуна на Южной оградительной стенке Средней гавани Кронштадтского порта к параду в День ВМФ в 2018 году.
Шпунт: отсекая воздействия
Технология создания шпунтовых ограждений уже прочно вошла в российскую практику строительных работ. Этому способствовало как многообразие сфер ее применения, так и наличие различных методик погружения, эффективных в определенных ситуациях. Впрочем, по словам экспертов, опрошенных «Строительным Еженедельником», есть и проблемы.
Сфера применения
Залогом широкого распространения технологии шпунтового ограждения стало достаточно большое разнообразие сфер ее применения. «Ограждения используются для защиты стенок котлованов от обрушения при вертикальной разработке грунта (особенно в стесненных условиях, где невозможно выполнить котлован в виде выемки с откосами) в рамках строительства практически любых объектов - дорожной инфраструктуры, зданий различного назначения, подземных паркингов, причальной и портовой инфраструктуры и так далее. Также шпунт можно использовать как противофильтрационную завесу», — рассказывает технический директор компании ГЕОИЗОЛ Максим Зайцев.
По словам генерального директора СК «Потенциал» Олега Левина, шпунтовое ограждение — это эффективный способ нивелировать те или иные воздействия на грунт. «В случае создания гидротехнических сооружений необходимо избежать размыва берега. Поэтому причальные стенки, иные портовые сооружения, шлюзы ограждаются шпунтом. В гражданском подземном строительстве (паркинги, техэтажи, создание фундаментов и пр.) нужно обеспечить отсутствие подвижек грунта, что особенно актуально при работе в условиях сложившейся застройки во избежание негативного влияния на соседние здания. Используется шпунт и при возведении объектов транспортной инфраструктуры — от виадуков до железнодорожных сооружений. Еще одна область применения — технологические котлованы для монтажа сетей и инженерного оборудования. Актуальность технологии для Санкт-Петербурга повышают сложные инженерно-геологические условия, характеризующиеся неоднородными напластованиями слабых грунтов и высоким уровнем грунтовых вод», — отмечает он.
Заместитель генерального директора по строительству компании «Вектор шпунт» Юрий Ануфриев в качестве преимущества технологии называет возможность получить эффективное, быстровозводимое, инвентарное и экономичное ограждение. Он перечисляет ряд ее достоинств: «Универсальность применения при любом строительстве. Высокая несущая способность ограждения. Способность выдерживать намного большие нагрузки в сравнении с любыми другими конструкциями. Возможность усиления шпунтового котлована распорно-распределительной системой. Выполнение шпунтовых ограждений в стесненных условиях, максимальное примыкание к существующим зданиям и сооружениям. Щадящий режим воздействия на грунт, малые вибрационные нагрузки». «Среди преимуществ технологии можно отметить приемлемую стоимость, высокую скорость ведения работ, простоту исполнения, оборачиваемость при возможности дальнейшего извлечения, продолжительный срок службы», — добавляет Максим Зайцев.
Вариативность методов
Дополнительным фактором, способствующим распространению технологии, является поливариативность методов погружения шпунта. Каждый из них имеет свои особенности и является оптимальным при различных условиях работ.
По словам Юрия Ануфриева, в зависимости от геологических условий и проектных решений погружение шпунта производится несколькими способами: вибрационное погружение, статическое вдавливание, забивка. «Исходя из метода погружения используется соответствующая техника и оборудование. Шпунт погружается вертикально, и в процессе погружения за счет конструктивных «замков» образуется единая конструкция, обладающая ограждающими и водонепроницаемыми свойствами. По завершении цикла работ в шпунтовом котловане шпунт извлекается и используется повторно при устройстве последующих шпунтовых ограждений», — отмечает он.
При этом, по словам Максима Зайцева, перед проведением работ конструкторы разрабатывают проект, вычисляя требуемую устойчивость шпунтовой стенки к давлению грунта, определяя тип шпунта, глубину погружения, необходимость установки распорных конструкций, дополнительного укрепления грунтовыми анкерами и так далее. Следует помнить, что неверный расчет нагрузки от грунта при устройстве шпунтовой стенки может привести к ее деформации и разрушению.
«При выборе способа погружения шпунта во внимание принимается ряд факторов, среди которых свойства грунта, габариты котлована, условия эксплуатации (зачастую шпунт — это временная конструкция), наличие окружающей застройки. Также учитываются экономические показатели проекта и требуемая скорость его реализации», — говорит эксперт.
Он отмечает, что в зависимости от метода погружения шпунта используется различная специализированная техника. Вибропогружение шпунта осуществляется с помощью вибропогружателей разной мощности (производители — Movax, PVE, Müller), которые крепятся на кран и соответственно типу шпунта имеют различные захваты. При таком методе погружение шпунта происходит за счет высокочастотных колебаний, которые разуплотняют почву, проталкивая шпунт. Для статического погружения шпунта используются мобильные установки статического вдавливания (флагманом на рынке являются машины японского концерна Giken). Благодаря встроенному гидравлическому узлу шпунт с силой перемещается вглубь почвы по направляющим рамам. Виброударный способ погружения шпунта осуществляется с помощью вибромолотов.
«Наиболее экономически выгодные и быстрые способы погружения шпунта — это вибропогружение и забивка. Но следует помнить, что эти способы невозможно применять при реализации проекта в плотной городской застройке, так как идет сильное воздействие на фундаменты соседних зданий и сооружений», — подчеркивает Максим Зайцев.
В таких случаях оптимальный выбор — статическое вдавливание. «Метод обеспечивает возможность погружать шпунт на расстоянии до 80 см от существующих зданий и сооружений при отсутствии рисков развития недопустимых деформаций грунтов. Еще одним преимуществом является низкий уровень шума в отличие от вибропогружения или забивки», — отмечает Олег Левин.
Успехи и проблемы
По словам Юрия Ануфриева, в последние годы спрос на выполнение шпунтовых ограждений неуклонно растет. Это связано и с тенденцией увеличения этажности зданий, что требует более основательной подготовки на этапе нулевого цикла строительства. Активно развивается процесс редевелопмента, что увеличивает объемы работ в условиях уже существующей сложившейся застройки. Также растет спрос на укрепление береговых линий шпунтовым ограждением, т. к. это является более надежным и долговечным методом по сравнению с другими. Важным стимулом распространения технологии стало и развитие портовых мощностей России на Балтике.
При этом эксперты отмечают существование ряда проблемных факторов. Главный из них в последнее время — значительный рост цены шпунта. «Если шпунтовое ограждение выполняется из металла (шпунт Ларсена, труба, двутавр и др.), то стоимость очень зависит от стабильности рынка металлоконструкций, который с декабря 2020 года из-за ажиотажного спроса на металлопрокат на международном рынке вывел цены на многолетние максимумы. И коррекции в ближайшее время не предвидится», — отмечает Юрий Ануфриев.
С ним согласен Максим Зайцев. «С начала декабря 2020 года металл подорожал в среднем на 30%, что напрямую сказывается и на цене шпунта. При выполнении работ точная стоимость обычно берется за тонну и зависит от характеристик шпунта. Например, цена шпунта Ларсена 5УМ, бывшего в употреблении, составляет 60–70 тыс. рублей за тонну, а такая же марка нового шпунта стоит от 80 тыс. рублей за тонну», — говорит он.
По словам Олега Левина, существенную роль играет то, что в России единственным производителем шпунта является Нижнетагильский металлургический завод. «Фактически он является монополистом в этой сфере в России и формирует ценовую политику по своему усмотрению. Раньше конкуренцию ему составлял украинский Днепровский металлургический комбинат, но из-за известных событий он прекратил выпуск продукции. Конечно, имеются различные шпунты зарубежного производства, но импортный продукт из-за таможенных пошлин и других факторов всегда сравнительно дороже. Появление других российских производителей и повышение конкуренции в этой сфере, конечно, способствовали бы сдерживанию роста цен», — считает он.
Кроме того, в отличие от иностранных производителей, в России крайне узок ассортиментный ряд шпунта. «Очевидно, что в зависимости от конкретной ситуации и решаемых задач нужны различные характеристики шпунтового ограждения и, соответственно, может быть использован разный шпунт. В результате ограниченности ассортимента российской продукции везде используется Ларсен 5. При этом запас прочности может вдвое превышать необходимый. Между тем при расширении ассортимента можно было бы много экономить как на самом металле, так и на стоимости работ, которая рассчитывается исходя из веса погруженного шпунта», — заключает эксперт.
Мнение:
Как строители могут использовать BIM-модель на практике
Применение трехмерной модели, которая имеет многослойную и многоуровневую информационную наполненность, позволяющую видеть, контролировать и управлять объектом в комплексе, стало настоящим прорывом для строительства. Прежде всего в вопросах оптимизации процессов — экономии финансовых затрат и времени.
BIM-технология — самая востребованная и применяемая на российском рынке по сравнению с другими технологиями, наряду с IoT, VR, которые требуют особенных ресурсов. Несмотря на то, что зрелость BIM-технологии в России пока что невысокая — это 3D- и 4D-уровни (больше на уровне проектирования), — тем не менее эффективность ее оценена на правительственном уровне. С 2020 года в российском законодательстве есть официальное место BIM в строительстве: утверждены правила формирования и ведения информационной модели, запланированы обязательные стандарты для строительных объектов. С 2021 года начнутся этапы внедрения BIM. С 2023 года все бюджетные объекты, чья смета превышает 500 млн рублей, в законодательном порядке должны использовать BIM.
Планируется, что с 2024 года начнется внедрение BIM на всех объектах капитального строительства в стране. Поэтому важно к этому времени успеть освоить эту технологию и активно использовать, чтобы получить максимум преимуществ для бизнеса.
Преимущества BIM в проекте:
- на 50–80% позволит экономить время на документации и проектировании в сравнении с 2D САПР;
- предвосхищение и сокращение ошибок на ранних этапах;
- оптимизация рабочих процессов;
- возможность контролировать объект на всех стадиях жизненного цикла, в том числе в эксплуатации и обслуживании.
Использование BIM-моделей в приложении PlanRadar на стройплощадке
Мобильное решение для проектов строительства и недвижимости PlanRadar совсем недавно вышло на российский рынок, но такие крупные компании-девелоперы, как Wainbridge, ФСК и Pridex, уже успешно внедрили его в свои процессы.
На европейском рынке PlanRadar работает с 2013 года, за семь лет завоевав доверие 10 000 клиентов в 46 странах мира. Более 25 000 проектов используют PlanRadar еженедельно. Клиентами PlanRadar в мире являются такие компании, как: STRABAG, Bouygues Energies & Services, CBRE, VINCI Facilities, Allianz и др. В России — крупные девелоперы Wainbridge, ФСК, Pridex.
В чем особенность программного обеспечения PlanRadar:
- интуитивно понятный функционал без надобности «внедрения»;
- бесплатно для неограниченного числа субподрядчиков;
- единый источник самой актуальной информации для всех участников проекта;
- загрузка чертежей в разных цифровых форматах и 3D-моделей;
- поддержка форматов для BIM-моделей, спроектированных в других программах (Revit, Archicad, Renga и других);
- работает на любом мобильном устройстве;
- широчайший набор инструментов под разные задачи;
- отслеживание процессов и статуса в реальном режиме;
- удобная и мгновенная коммуникация со всеми участниками проекта;
- после установки сразу же настраиваете проект менее чем за десять минут;
- применять можно на любом этапе жизненного цикла объекта недвижимости и для любой строительной организации;
- автономность: можно создавать задачи без подключения к интернету, потом, при появлении сети, — синхронизируется.
Протестируйте PlanRadar бесплатно на протяжении 30 дней. Наведите камеру смартфона на QR-код, чтобы скачать приложение:
По словам Виталия Березки, регионального управляющего компании PlanRadar в России и странах СНГ, «применяя цифровое решение PlanRadar, можно сэкономить до семи рабочих часов в неделю».
Обо всех возможностях и выгодах, которые открываются в управлении строительством и ведении цифровой документации в проектах недвижимости с применением PlanRadar, Виталий детально расскажет 13 апреля на «BIM-форуме 2021».
Это СШК (Сварной шпунт корытный), который представляет на рынке ООО «ТД МИР». Он изготавливается из 345-й стали, благодаря чему существенно легче, чем, например, известный на рынке горячекатаный шпунт Ларсена, который производится из 235-й или 255-й стали. Это позволяет существенно экономить практически на всех этапах производства шпунтового ограждения – начиная от затрат на закупку, транспортировку и заканчивая оплатой погружения, которая обычно исчисляется за тонну вдавленного шпунта. Немаловажно и то, что СШК выпускаются в широком ассортименте – порядка 90 профилей, шириной от 400 до 2000 мм. Это, в свою очередь позволяет существенно ускорить производство работ. Длина может свободно варьироваться от 4 до 28 м и более – в зависимости от надобности на конкретном объекте.