Шпунтовые сваи

Композитные сваи – сваи нового поколения

 

Разделение сфер применения стальных (Ларсена) и полимерных (ПВХ) шпунтов происходит по принципу различия условий высоких или низких (средних) конструкционных нагрузок. Каждый из этих типов шпунтовых свай, в характерной для него сфере применения, показывает свои лучшие стороны:
  • шпунт Ларсена – высокую несущую способность, большие физические строительные масштабы (по глубине забивания, по надземной высоте конструкции) в условиях значительных конструкционных (статических и динамических) нагрузок;
  • ПВХ шпунт – высокую коррозионную стойкость, эксплуатацию в агрессивных средах, возможность монтажа «вручную», относительную дешевизну, простоту и быстроту строительства при приемлемой (достаточной) несущей способности на мало и средненагруженных участках и сооружениях гражданского строительства, экономия на доставке и антикоррозионной обработке.

Новые технологии позволили объединить все перечисленные преимущества шпунта Ларсена и ПВХ шпунта в один продукт – композитно-полиуретановые
шпунты, выполненные методом инжекционной пултрузии высокого давления – попросту Композитные шпунтовые сваи. Стоит еще добавить, что аналогичный
производственно-инновационный комплекс есть только в США.

И, по сути, остается самый важный и интересный вопрос – а что с ценой?

Ответ: Композитные шпунтовые сваи дороже шпунтов ПВХ, но значительно дешевле шпунтов Ларсена в выражении совокупных расходов (цена за 1м2 + скорость работ + требуемая техника + доставка + экономия на антикоррозионной обработке). Есть и дополнительные преимущества, которые могут быть монетизированы: срок эксплуатации более 60 лет, экологическая безопасность.

1

 

Технология производства

 

 

 

UMATEX – Российская высокотехнологичная компания, входящая в состав Госкорпорации «Росатом», занимает первое место в России и входит в десятку мировых лидеров по производству композитных материалов.

ПУЛТРУЗИЯ – наиболее быстрый и экономически эффективный метод производства композитной продукции, который позволил наделить КШС поистине уникальным сочетанием возможностей и колоссальной широтой применения при стабильном положительном экономическом эффекте.

Армирующий состав на основе базальтовых, углеволокнистых добавок пропускается через преформовочное устройство, настроенное под выход изделий определенной формы, оно выравнивает волокна необходимым образом. Далее материал пропускается через инжекционный бокс. В нем происходит пропитка связующим полимером.

Полученный материал подается к набору нагревателей, окружающих нагретую фильеру, происходит управляемый термореактивный процесс. В результате температурного воздействия происходит полимеризация состава: армирующие материалы взаимодействуют с полимерной матрицей, изделия, выходящие из вытяжного стана прочны как железо, а легки как пластмасса.

Производственная мощность завода состоит из трех линий, выпускающих 7000 м2 изделий в месяц.

1

Таким образом, при охлаждении мы получаем усиленный профиль заданной формы, сечение которого задается фильерой. Изделия имеют равномерную пропитку композитными материалами и, соответственно, стабильные свойства, как по своему сечению, так и по длине.

Тянущий механизм в конце стана направляет заготовку к отрезной машине, для нарезки материала в изделия определенного размера. Дополнительным удобством, говорящим о гибкости технологии, служит практически неограниченная длина порезки. Шпунтовые сваи, например, могут выходить длиной, требуемой по тех. условиям заказчика с учетом возможностей транспортной доставки на место установки.

 

 

Области применения КШС

 

I. ПОРТОВЫЕ СООРУЖЕНИЯ

  1.  Портовые сооружения
  2.  Доковые сооружения
  3.  Причальные сооружения
  4.  Берегоукрепление
  5.  Реконструкция\строительство доков, причалов, пирсов

II. СООРУЖЕНИЯ НА РЕКАХ И ВОДОЕМАХ

  1. Расширение водных путей
  2. Укрепление берегов
  3. Строительство\обустройство каналов
  4. Регулирование русла реки
  5. Строительные сооружения на водных путях и водоемах
  6. Создание искусственных территорий
  7. Формирование\создание береговой линии
  8. Защита от паводков, наводнений и подтоплений
  9. Обустройство искусственных каналов и водоемов
  10. Обустройство декоративных прудов
  11. Строительство мелиоративных каналов

III. СТРОИТЕЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ НА ВОДНЫХ ПУТЯХ И ВОДОЁМАХ

  1.  Строительство шлюзов
  2.  Строительство плотин
  3.  Водоприёмные и водоотводящие сооружения
  4.  Противофильтрационная завеса
  5.  Строительство дамб
 

IV. ЗАЩИТА ВОДОЕМОВ

  1. Строительство насосных станций
  2. Строительство очистных сооружений
  3. Укрепление плотин

V. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

  1. Обустройство\рекультивация свалок ТБО и ПО, хвостохранилищ, скотомогильников
  2. Герметичная изоляция вредных жидкостей и токсичных отходов

VI. АВТОМОБИЛЬНЫЕ И ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ ПУТИ

  1. Подпорные стены
  2. Строительство рампы

VII. ИНЖЕНЕРНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО

  1. Укрепление котлована фундамента на время монтажных работ (глубина – расчетная величина)
  2. Защита фундаментов
  3. Укрепление траншей
  4. Укрепление откосов и склонов
  5. Предотвращение оползней
  6. Строительство дорог и других сооружений на заболоченной местности
  7. Инженерная защита территорий 

 

Примеры реализации проектов

 

Композитные шпунтовые сваи признаны инновационной продукцией Экспертным советом по повышению инновационности государственных закупок в транспортном комплексе при Минтрансе России и включены в Перечень инновационной продукции гражданского назначения, рекомендуемый Рабочей группой по повышению инновационности государственных закупок в транспортном комплексе Минтранса России к государственным закупкам на среднесрочную перспективу.

Композитные шпунтовые сваи рекомендованы к применению проектными и строительными подразделениями ГК «Росатом», а также МЧС России (при инженерной защите территорий).

Продукция предприятия включена в Единый федеральный каталог полимерных композитов, конструкций и изделий из них, пригодных для применения и рекомендуемых к использованию на территории Российской Федерации при возведении, ремонте и реконструкции объектов капитального строительства за счет средств федерального, региональных и муниципальных бюджетов.

 

 

 

 

Ответы на часто задаваемые вопросы:

? Способы погружения гибридно-полимерных композитных шпунтовых свай (КШС):

При возведении сооружений, содержащих шпунтовые стены, КШС погружают в грунт вибропогружением и вдавливанием. В основном, тем же оборудованием, что и для стального. Нельзя погружать методом забивания. Допускается, также, комбинированная схема погружения шпунта в грунтовый массив (вибропогружение с применением гидропушки для подмыва пяты погружаемой шпунтины). В отдельных случаях (например, полускальные грунты, антропогенные образования), допускается применение металлического лидера шпунта или предварительное шнековое бурение.

? Устойчивость к морской воде и другим средам:

КШС на основе полиуретанового связующего, производимые по уникальной технологии инжекционной пултрузии высокого давления обладают высокой прочностью, высокой механической стойкостью к истиранию, абсолютной коррозийной стойкостью, стойкостью к гниению и воздействию морской воды, не требуют технического обслуживания, устойчивы к высокому перепаду температур.

? Влияние отрицательных температур на погружение:

Температура эксплуатации шпунта от -60 до +50 градусов без изменения его свойств. Буроопускной способ погружения шпунта применяется при средней температуре вечномерзлого грунта по длине шпунта минус 0,5°С (и ниже), при этом КШС погружают в предварительно пробуренные скважины.

? Выдерживаемые ударно-динамические нагрузки. Характеристики оборудования для погружения?

Предел прочности при сжатии не менее 220 МПа. (По ГОСТ 4651). Обычно используют вибропогружатели как и для шпунтов Ларсена. При вибропогружении отсутствует разрушение верхней кромки шпунта, что говорит о прочности композитного профиля.

? Наличие СП на проектирование:

СП на стадии проектирования, производится техническим комитетом 497, выйдет в течение этого года. Но всё, что необходимо для проектирования есть: ГОСТ, СТО, АТР.

? Сколько циклов использования (забивки) выдерживают гибридно-полимерные шпунтовые сваи?

КШС позволяют использовать несколько циклов погружения и извлечения без разрушения. Соответствующие испытания будут проведены в течение 2019 года в разных типах грунтов.

? Как гибридно-полимерные шпунтовые сваи проходят Гос-экспертизу?

Первое положительное заключение Государственной экспертизы получено ещё в Январе 2018 года. Так же, существуют и референтные объекты.

? Сравнение Композитных свай и из ПВХ:

Оно абсолютно не корректное, т.к. ПВХ шпунт меняет свои свойства при переходе через 0 градусов. При -20 градусах его можно разбить. ПВХ шпунт, в отличие от КШС, не выдерживает ударную нагрузку, его сложно без повреждения забить на глубину более 2-х метров или опасно оставить нагруженную высоту стенки более 2-х метров. Есть у ПВХ сваи и другие важные отрицательные отличия от КШС.

? Срок изготовления заказа:

Если начинаем с нуля – нет на складе, то заказ сырья – 1 неделя, изготовление продукции: 0,4 км. шпунта в сутки.

? Гарантийные обязательства и какая возможна платная\бесплатная поддержка:

Ожидаемый срок эксплуатации шпунта 50-60 лет, срок годности – 3 года. Поддержка: расчёты, выезды на объекты, каталоги, чертежи, медиа-контент, защита проекта. Также, выполнение тестового участка, но при условии подписанного контракта. 

? Логистика:

Производственный комплекс и склад готовой продукции находится в Нижегородской области.

? Какая максимальная длина КШС?

Максимальная длина шпунта, забитого в России 13-14 метров, в Азербайджане – 14 метров. Шпунт, который у нас изготавливается на производстве, составляет 18 метров (есть возможность в кратчайшие сроки производить шпунт длиной до 20 метров)

? На рынке РФ есть информация о других производителях Композитных Шпунтовых Свай (КШС). Есть ли принципиальные различия между Вашими КШС и конкурентов?

СРАВНЕНИЕ ШПУНТОВЫХ СВАЙ

  • Композитных на основе полиуретана производства Umatex (КШС-У)
  • Композитных на основе полиэфира производства Калининград (КШС-Э)
  • Пластиковых на основе поливинилхорида (ПВХ)

1. По физико-механическим характеристикам ПВХ шпунт слабее КШС-У в 5 раз и слабее КШС-Э в 2 раза, так как не содержит армирования из стеклонитей.

2. Содержание армирования в КШС-Э не превышает 68%, что говорит о слабых прочностных характеристиках. КШС-У на основе полиуретана содержит 85% армирующего материала, что заведомо делает его прочнее.
 
3. КШС-Э на основе полиэфирной смолы не имеет контроля по пропитке, что часто оставляет в шпунте микропустоты, это приводит к началу разрушения КШС-Э уже при первой смене сезона зима-лето.

Существует 2 способа проверки данного факта, быстрый и медленный:

Быстрый: Испытание ацетоном. Достаточно провести смоченной тряпкой с ацетоном по сечению шпунта, если после нанесения ацетона намоченный торец остается влажным более 2-3 секунд, значит, ацетон проникает в пустоты – это брак. У КШС-У на основе полиуретана такое невозможно, торец высыхает за 2-3 секунды, ацетону некуда проникать, нет микропустот, вследствие этого, при смене сезонности зима-лето у КШС-У не происходят разрушения.

Медленный: Испытания чернилами. Берем вырезанный кусок шпунта на основе полиэфирной смолы (КШС-Э), опускаем в чернила, ждём и видим как продукт впитывает. Проводим аналогичные действия со шпунтом композитным  полиуретановым (КШС-У) – нет такого эффекта. КШС-У не впитывает влагу – гарантия долговечности.

4. КШС-Э содержит 40% стирола. ПВХ на 100% состоит из поливинилхлорида, что в обоих случаях является не экологичным.

5. ПВХ шпунт не стоек к ультрафиолетовому излучению, это приводит к его фотодеструкции и снижению прочностных и эластических характеристик.

ВЫВОД:

Прочностные характеристики композитных шпунтовых свай Umatex на основе полиуретана значительно выше.