Шпунт Ларсена: типы, характеристики и где применяется

Шпунт Ларсена — это горячекатаный стальной профиль корытного сечения с замковым соединением, из которого собирают сплошные подпорные и водонепроницаемые стенки. Его применяют для ограждения котлованов, укрепления берегов, строительства мостов и гидротехнических сооружений. В этой статье разберём типы Л4, Л5, Л5-УМ и Л7, их размеры, вес, момент сопротивления по ГОСТ 4781-85 и поможем выбрать нужный профиль под задачу.

Как поставщик металлопроката для судостроения, дорожного строительства и гидротехники, мы регулярно отгружаем шпунт на объекты Санкт-Петербурга, Ленобласти и других регионов. Ниже — практические данные, которые нужны инженеру и снабженцу: точный сортамент, расчётные характеристики сечения и рекомендации по монтажу.

Что такое шпунт Ларсена

Шпунт Ларсена — это горячекатаный профиль корытного (U-образного) сечения с продольными замками по краям. Замки соседних свай сцепляются в непрерывный ряд и образуют сплошную стенку, которая удерживает грунт и не пропускает воду. По ГОСТ 4781-85 такой профиль обозначается как корытный (тип ШК), в отличие от плоского Z-образного (тип ШС).

Название закрепилось за профилем по фамилии немецкого инженера Трюгве Ларсена, запатентовавшего замковое соединение в начале XX века. Ключевое преимущество конструкции — сцепление в замок даёт водонепроницаемую стенку, а после завершения работ шпунт можно извлечь и использовать повторно. Для постоянных конструкций применяют новый прокат, для временных ограждений часто берут стальной шпунт в аренду или бывший в употреблении.

Типы шпунта Ларсена: Л4, Л5, Л5-УМ, Л7 и их размеры

Основные типы — Л4, Л5, Л5-УМ и Л7; они отличаются шириной профиля, высотой, толщиной стенки и массой. Чем выше номер и индекс «УМ» (усиленный модернизированный), тем массивнее профиль и выше его несущая способность. Ниже — сортамент с размерами и весом.

Шпунт Л4

Шпунт Л4 — самый лёгкий из ходовых профилей: масса погонного метра 74 кг, ширина 436 мм. Его выбирают для неглубоких котлованов, временных ограждений и укрепления траншей, где нагрузки на стенку невелики.

Шпунт Л5

Шпунт Л5 — «золотой стандарт» и самый востребованный тип. Масса 1 м — 100 кг, что даёт удобный пересчёт: 10 метров в одной тонне. Профиль сочетает высокую прочность и разумную цену, поэтому применяется в большинстве проектов ограждения котлованов и причальных стенок.

Шпунт Л5-УМ

Шпунт Л5-УМ — усиленная модернизированная версия Л5 с шириной профиля 543 мм и массой 113,7 кг/м. За счёт большего момента сопротивления (3555 см³/м) он держит более высокие нагрузки и подходит для глубоких котлованов и ответственных гидротехнических сооружений.

Шпунт Л7

Шпунт Л7 — самый тяжёлый профиль ряда, масса 144,3 кг/м. Его применяют там, где нужна максимальная несущая способность стенки: глубокие выемки, портовые сооружения, набережные с большим давлением грунта и воды.

На практике 8 из 10 объектов ограждения котлованов в Санкт-Петербурге закрываются шпунтом Л5 или Л5-УМ. Л4 берут под лёгкие временные ограждения, Л7 — под тяжёлые гидротехнические стенки.

Технические характеристики: момент сопротивления и инерции

Главная расчётная характеристика профиля — момент сопротивления сечения на 1 метр стенки: именно он определяет, какое давление грунта выдержит ограждение. Чем больше момент сопротивления, тем выше стенку можно возвести без дополнительных распорок. В таблице — расчётные параметры сечения по данным ГОСТ 4781-85 для трёх самых распространённых профилей.

Момент инерции и момент сопротивления указаны на 1 погонный метр собранной стенки — так их и подставляют в расчёты подпорных конструкций. Для шпунта Л7 (площадь сечения около 183,8 см²) характеристики уточняйте у наших менеджеров под конкретный проект. Все значения соответствуют ГОСТ 4781-85 «Профили стальные горячекатаные для шпунтовых свай».

Марки стали, ГОСТ и требования к замку

Шпунт изготавливают из углеродистой стали марок Ст3сп и Ст3пс по ГОСТ 380; для ответственных объектов применяют низколегированные марки С345, С355, С390. Импортные аналоги маркируют по EN 10248 — S240GP, S270GP, S355GP. Выбор марки зависит от расчётной нагрузки, агрессивности среды и климатической зоны.

Основной документ — ГОСТ 4781-85, он задаёт сортамент, размеры и правила приёмки. Дополнительно контролируются механические свойства: прочность на растяжение (ГОСТ 1497), загиб (ГОСТ 14019) и ударная вязкость (ГОСТ 9454). Ключевое требование к замковому соединению — прочность на разрыв не менее 24 кН/см; именно замок обеспечивает водонепроницаемость и совместную работу свай в стенке.

• Стандартная длина шпунтин — от 8 до 24 м, под заказ — до 34 м.
• Допустимая кривизна — не более 3 мм на 1 м длины профиля.
• Марки стали — Ст3сп, Ст3пс (базовые); С345, С355, 16ХГ (усиленные).

Где применяется шпунт Ларсена: шпунтовое ограждение и гидротехника

Шпунтовое ограждение из корытного профиля применяют везде, где нужно удержать грунт или воду: от котлованов в городской застройке до морских причалов. Замковое соединение делает стенку сплошной и практически водонепроницаемой, поэтому профиль незаменим в гидротехническом строительстве.

Основные сферы применения:

• Ограждение котлованов и траншей — удержание стенок глубоких выемок в стеснённых городских условиях.
• Причалы и набережные — берегоукрепление, причальные стенки портов и терминалов.
• Дамбы и плотины — противофильтрационные завесы, защита от подтопления.
• Мостостроение — ограждение при устройстве опор и устоев; здесь же востребована мостовая сталь для несущих элементов.
• Тоннели и подземные сооружения — ограждение выемок при строительстве метро и коллекторов.

Для особо нагруженных причальных стенок шпунт комбинируют с трубошпунтом — сваями из стальной трубы большого диаметра, соединёнными теми же замками. Такая комбинированная стенка держит нагрузки, недоступные обычному корытному профилю.

Как выбрать шпунт: пошаговый алгоритм

Выбор шпунта сводится к подбору профиля с достаточным моментом сопротивления под расчётную нагрузку. Разберём алгоритм по шагам.

1. Определите глубину и высоту стенки. От глубины котлована и уровня грунтовых вод зависит давление на ограждение.
2. Оцените грунт и нагрузки. Плотные и обводнённые грунты требуют большего момента сопротивления сечения.
3. Подберите тип по моменту сопротивления. Для лёгких ограждений — Л4, для типовых котлованов — Л5, для глубоких и ответственных — Л5-УМ или Л7.
4. Выберите марку стали. Для агрессивной среды и низких температур берут низколегированные марки С345–С390.
5. Решите: покупка или аренда. Временное ограждение выгоднее арендовать, постоянную конструкцию — купить.
6. Рассчитайте объём. Переведите длину стенки в тонны через показатель «метров в тонне» из таблицы сортамента.

Если проект под рукой, наши инженеры подберут тип шпунта и посчитают тоннаж бесплатно — с учётом раскроя, запаса на замки и логистики.

Способы погружения шпунта

Шпунт погружают в грунт четырьмя основными способами, выбор зависит от плотности грунта и близости зданий. Правильная технология монтажа определяет и скорость работ, и сохранность соседних построек.

• Вибропогружение — самый распространённый способ; вибропогружатель снижает трение и быстро осаживает сваю в средние грунты.
• Статическое вдавливание — безударный метод для плотной городской застройки: не даёт вибрации и не вредит соседним зданиям.
• Ударная забивка — дизель- или гидромолот для плотных и каменистых грунтов.
• Шпунтозавинчивание — ввинчивание в сложных условиях с минимальным воздействием на грунт.

После завершения работ шпунт извлекают тем же оборудованием. При аккуратном монтаже профиль выдерживает несколько циклов установки и извлечения, что снижает стоимость временных ограждений. Из горячекатаного листа изготавливают и сварной шпунт, когда нужен нестандартный профиль под конкретный объект.