Відмінності ПВХ шпунта і шпунта Ларсена

У будівництві головним призначенням збірних шпунтових пальових конструкцій є поділ бар'єром двох різних середовищ: грунт /вода, грунт /грунт, вода /вода. Вони дуже широко застосовуються:

• в гідротехнічному будівництві – для влаштування берегоукріплювальних підпірних стінок, обладнання причальних стінок і набережних, укріпленні схилів та укосів мостових опор і дамб, формуванні русла природних і штучних водойм, встановленні дренажних систем, систем будівельного водозниження та ін.
• транспортному будівництві – для формування дорожніх насипів, захисту їхніх укосів від осипання, влаштування протизсувних підпірних стінок на придорожніх схилах;
• в промисловому і цивільному будівництві – для захисту укосів будівельних котлованів від осипання;
• в рамках заходів протиерозійного, протиселевого захисту гірських схилів – для влаштування підпірних захисних стінок;
• в рамках ландшафтного дизайну – при терасуванні ділянки, влаштування різноманітних ландшафтних форм.

Сталевий шпунт Ларсена

Історія застосування шпунтових паль відноситься до 1902 року, коли головний інженер міста Бремен (Німеччина) Трігве Ларсен придумав застосувати коритоподібні вигнуті листи металу під час берегоукріплювальних робіт. У 1910 році він запатентував свій винахід – коритоподібний металевий модульний профіль з замковим з'єднанням на бічних поздовжніх гранях, з взаємно протилежно-спрямованих монтажем (яке з тих пір отримало сучасну назву шпунт Ларсена), а вже в 1912 році було організовано їх перше масове виробництво (прокатка) на металургійному заводі компанії Tyssen.

Успішне застосування класичних шпунтов Ларсена тривало протягом усього 20-го століття. За цей час їх конструкція піддалася грунтовної стандартизації. Зокрема, в межах СНД (території колишнього СРСР) продовжують дотримуватися ГОСТ 4781-85, яким матеріалом для плоских і коритоподібних шпунтових профілів визначаються вуглецеві стали марок марок СтЗсп, СтЗпс.

Виробниками пропонуються різні види сталевих шпунтових профілів Ларсена: – плоскі, коритоподібні (L-, U-подібний профіль), двояко-вигнуті (S- Z-подібний профіль). Геометричні розміри і фізичні параметри найпоширеніших сталевих шпунтових профілів Л4, Л5, Л7 визначаються ТУ 14-2-879-89 і ТУ 14-102-147-93.

Сталеві шпунти Ларсена виготовляються (і застосовуються) з максимальною довжиною до 24м. Їх монтаж пов'язаний із застосуванням спеціальної важкої техніки. Через свою відносну складність, специфіки і дорожнечі доступний, як правило, тільки в рамках великомасштабного промислового, транспортного і гідротехнічного будівництва.

Полімерний шпунт з ПВХ

З розвитком нафтохімії і початку масового виробництва композитних матеріалів з'явилася можливість кардинального здешевлення шпунтових свайних конструкцій. Перші випадки застосування шпунтових паль з міцного пластичного полімеру полівінілхлориду (ПВХ) відносяться до початку 60-х років 20-го століття в США. До кінця 20-го і на початку 21-го століть будівельні компанії США, Канади, Європи та Азії напрацювали багатий досвід застосування ПВХ шпунта. Обсяг будівництва з його застосуванням налічує багато тисяч кілометрів захисних і підпірних споруд, і з кожним роком тенденція застосування полімерного шпунта продовжує збільшуватися.

Без сумніву, в основу конструкції і принципу застосування ПВХ шпунта покладено його старший сталевий побратим – шпунт Ларсена. Через це йде плутанина, дуже часто ПВХ шпунт так і називають – шпунт Ларсена з ПВХ. Що не зовсім вірно, адже шпунт Ларсена – запатентований і стандартизоване виріб, виготовлений з прокатної сталі, а виробництво ПВХ шпунтових паль далеко не так глибоко стандартизовано, що дозволяє значні варіації. Багато їх виробники намагаються просувати свої власні стандарти, що відрізняються за геометричними розмірами, формою і довжиною профілю, товщині шпунтіни, замковим кріпленнями та ін.

В середньому, всі геометричні і фізичні параметри полімерних шпунтових паль приблизно в півтора - два рази менше, ніж аналогічних сталевих:

• ширина профілю 150 - 500мм;
• глибина профілю 60 - 300мм;
• товщина стінок 5 - 12мм;
• довжина до 12м.

Вочевидь, несуча здатність полімерного ПВХ шпунта істотно нижче, ніж у сталевого, конструкції Ларсена. Але ж його основна мета застосування – берегоукріплювальні конструкції, експлуатовані в прісній і агресивної морській воді, а також здешевлення і спрощення будівництва в тих місцях, де згідно з прогнозованим (розрахунковим) навантаженням застосування сталевих шпунтових паль буде надлишковим або неефективним.

Таким чином, застосування ПВХ шпунтів дозволяє будувати відносно дешево і швидко, в умовах порівняно низьких конструкційних навантажень, характерних для мало і средненагруженних ділянок гідротехнічних, транспортних, промислових споруд, в рамках громадського і промислового будівництва, благоустрою територій та ін.

До того ж, полімерні палі мають ще одну дуже важливу перевагу над сталевими – високу корозійну стійкість, особливо в умовах хімічно агресивного середовища (солона морська вода, стічні, відстійні води), що робить можливим визначати їх термін служби в 50 – 60 років і більше. Тоді як в мережі безліч фотографій сталевих шпунтових конструкцій, наскрізь поїдених солоною водою і корозією.

Висновки

Поділ сфер застосування сталевих (Ларсена) і полімерних (ПВХ) шпунтов відбувається за принципом відмінності умов високих або низьких (середніх) конструкційних навантажень. Тепер очевидно, що їх взаємне протиставлення не зовсім коректно. Адже кожен з цих типів шпунтових паль в характерній для нього сфері застосування показує свої найкращі сторони:

• шпунт Ларсена – високу несучу здатність, великі фізичні будівельні масштаби (по глибині забивання, по надземної висоті конструкції) в умовах значних конструкційних (статичних і динамічних) навантажень;
• ПВХ шпунт – високу корозійну стійкість, експлуатація в агресивних середовищах, можливість монтажу вручну, відносну дешевизну, простоту і швидкість будівництва при прийнятливій (достатньо) несучої здатності на мало і средненагруженних, ділянках і спорудах цивільного і промислового будівництва.