Холодногнутый и горячекатаный шпунт: в чём разница

Для шпунтового ограждения часто используется горячекатаный шпунт Ларсена «Л5-УМ», но у него есть альтернативы. Например, холодногнутый профиль корытного типа Grani от «Северстали»: он изготавливается по другой технологии, но применим под разные проекты, где, как правило, используют шпунт Ларсена.

В статье разберёмся, чем эти шпунты отличаются в производстве, на какие нагрузки они рассчитаны и для каких проектов подходят. Статья будет полезна проектировщикам, инженерам проектов и всем, кто прямо сейчас выбирает шпунт и изучает варианты на рынке.

Что такое горячекатаный и холодногнутый шпунт

Эти виды шпунта производятся разными методами, поэтому у них может отличаться толщина профиля и форма замков, ширина и масса готового изделия из них тоже будет разной.

Горячекатаный шпунт прокатывают из раскалённой заготовки. Замки прокатываются вместе с профилем, их не приваривают и не загибают отдельно. Толщина по сечению получается неравномерной.

Холодногнутый шпунт производится с помощью непрерывного постепенного профилирования горячекатаной полосы через валки без предварительного нагрева.

Это позволяет значительно ускорить выпуск: во время профилирования формируется геометрия корыта и замков, далее с помощью плазменной резки происходит деление шпунта.

За счёт собственного производства рулонного проката мы можем изготавливать шпунт из марок стали до 420 класса прочности, что повышает его прочностные характеристики.

Холоднокатаный шпунт — не совсем корректный термин. Вероятно, путаница пришла из других видов проката: отличие, например, горячекатаной и холоднокатаной арматуры в том, что после горячей прокатки металл ещё раз прокатывают без нагрева, чтобы сделать его тоньше и ровнее. Но шпунт так не делают: его гнут из более толстой горячекатаной полосы, поэтому и его корректнее называть «холодногнутым».

Как производят горячекатаный шпунт

Кратко пройдёмся по технологии производства шпунта горячей прокаткой:

Нагрев. Стальную заготовку нагревают в печи примерно до 1 200 °C. При такой температуре металл становится пластичным.

Прокатка. Заготовку пропускают через прокатный стан, чтобы придать ей форму и сформировать замки. Горячекатаные шпунтовые сваи получаются цельными: замок — часть профиля.

Отделка. Профиль охлаждают, правят, режут на мерные длины, затем проверяют замки и поверхность.

Размеры профиля задаются калибром стана, поэтому сортамент ограничен. Горячекатаные профили для шпунтовых свай выпускают, в частности, по ГОСТ 4781-85.

Как производят холодногнутый шпунт

Исходный материал для холодногнутого шпунта — тоже горячекатаный рулон, но само изделие формуют по-другому, без предварительного нагрева. Вот основные этапы процесса:

Подготовка полосы. Рулон разматывают и правят. Толщина полосы задаёт толщину будущего шпунта, например, у холодногнутого шпунта Grani — от 8 до 12 мм.

Профилирование. Полоса проходит через профилегибочный стан: ролики постепенно сгибают её в профиль нужной формы, а края загибают в замки.

Резка. Профиль режут на нужную длину: например, Grani выпускают длиной от 6 до 19 м.

Ширину холодногнутого профиля не ограничивают калибры стана, поэтому такой шпунт бывает шире горячекатаного..

Чем отличается холодногнутый шпунт от горячекатаного

Ниже мы сравним оба варианта по трём характеристикам: толщине, ширине и массе готовой стены. Для сравнения возьмём «Л5-УМ» и холодногнутый шпунт Grani тип 1, который рассчитан на те же нагрузки.

Толщина. У горячекатаного профиля полки и стенка разной толщины. Холодногнутый шпунт одинаковой толщины и шире, поэтому набирает ту же прочность при меньшей массе стены.

Ширина и масса. Моменты сопротивления у «Л5-УМ» и Grani тип 1 почти равны, а квадратный метр стены из Grani легче на 19%. Как сравнивать профили по моментам сопротивления и инерции, мы подробно разбирали в статье о характеристиках шпунта.

На какие характеристики смотреть при выборе шпунта →

Разница при погружении и извлечении шпунта

Способ производства шпунта определяет выбор техники на площадке, скорость работ и технологию погружения.

Горячекатаный шпунт массивнее и жёстче, он лучше переносит ударную забивку и плотные грунты. Но замок горячекатаного профиля даёт больше трения, поэтому для погружения и извлечения нужен более мощный вибропогружатель.

Холодногнутый шпунт легче и шире. На 100 м стенки нужно около 134 свай Grani тип 1 против примерно 198 свай «Л5-УМ», поэтому операций погружения будет в полтора раза меньше. Замок Grani рассчитан на 13 циклов погружения и извлечения, поэтому шпунт можно использовать повторно.

Ограничения. Холодногнутый шпунт Grani подходит для грунтов лёгкой и средней категории сложности. Если в грунте встречаются валуны, плотные прослойки или строительный мусор, надёжнее горячекатаный профиль. В следующем разделе детальнее рассмотрим применимость шпунтов.

Где применяют горячекатаный и холодногнутый шпунт

Область применения у обоих видов пересекается, но у каждого есть задачи, где он сильнее.

Горячекатаный шпунт выбирают для глубоких котлованов в тяжёлых грунтах, для причалов и других гидротехнических сооружений с высокими нагрузками.

Холодногнутый шпунт применяют в общегражданском строительстве, например для котлованов, траншей и ремонта коммуникаций. Его же ставят в дорожном строительстве для ограждения опор мостов, а также используют для речного и морского берегоукрепления.

Так, Grani тип 1 рассчитан на нагрузки, при которых закладывают «Л5-УМ», а Grani тип 2 ставят там, где «Л5-УМ» избыточен.

О применении шпунтовых ограждений на проектах разного вида — например, в дорожном строительстве, у воды или на социальных объектах — рассказали в другой статье:

Особенности применения шпунтов на объектах разного назначения →

Что выгоднее: горячекатаный или холодногнутый шпунт

В проектах, где условия грунта и задача ограждения допускают холодногнутый шпунт, он может быть выгоднее за счёт экономии на металле и меньшего количества операций на площадке.

Металл. При почти равной прочности стена из Grani тип 1 легче стены из «Л5-УМ» на 19%: 184,3 кг на квадратный метр против 228. Это позволяет экономить металл и даёт выгоду.

Работы и логистика. Холодногнутый профиль шире, что сокращает число свай и время работы техники при погружении. А из-за меньшей массы профиль дешевле довезти до площадки — по нашим данным, экономия на доставке Grani доходит до 33%.

Риски. Если в грунте окажутся валуны или плотные прослойки, экономия на металле уйдёт на повторные погружения и замену повреждённых свай. Поэтому сравнивать варианты стоит после изысканий, по полной стоимости работ.

Какой шпунт выбрать для проекта

Выбор между горячекатаным и холодногнутым шпунтом определяется задачами проекта, условиями грунта и расчётом. Вот что важно учитывать:

• Расчёт. Профиль должен пройти по требуемому моменту сопротивления и допустимым перемещениям стенки.

• Грунт. Для грунтов лёгкой и средней сложности подходят оба вида, для тяжёлых — горячекатаный или профили под сложные условия, например Grani Pro и трубошпунт.

• Вода. Если стенка должна удерживать воду, нужно учитывать требования к плотности замков.

• Срок службы. Для постоянного сооружения толщину профиля берут с припуском на коррозию.

По холодногнутому шпунту Grani и многогранному Grani Pro «Северсталь» выпускает альбомы типовых технических решений с узлами, рекомендациями по погружению и стыковке. Инженеры компании помогут подобрать профиль под объект: 8 800 551 18 77, zakaz@severstal.com.

Частые вопросы

Что лучше — холодногнутый или горячекатаный шпунт?

Универсального ответа нет, у каждого шпунта свои особенности. Горячекатаный можно использовать для тяжёлых грунтов, а холодногнутый даёт более лёгкую стенку, и свай нужно меньше. Выбор определяется расчётом, но если для проекта подойдёт холодногнутый шпунт, он может быть выгоднее.

Как визуально отличить холодногнутый шпунт от горячекатаного?

По торцу и замкам. У холодногнутого толщина одинаковая по всему сечению, углы скруглены, а замок загнут из той же полосы. У горячекатаного полки и стенка разной толщины, а замок массивный и прокатан вместе с профилем.

Можно ли заменить горячекатаный шпунт холодногнутым?

Можно, если холодногнутый профиль подходит для грунта и проходит расчёт по моменту сопротивления и перемещениям. Grani тип 1, например, рассчитан на нагрузки, при которых закладывают «Л5-УМ».

Какой шпунт лучше использовать для котлована?

Для временного котлована в грунтах лёгкой и средней сложности может быть выгоднее использовать холодногнутый шпунт. Для глубокого котлована в тяжёлых грунтах берут горячекатаный профиль или решения для сложных условий — Grani Pro и трубошпунт.

Какой шпунт подходит для постоянных сооружений?

Оба вида, если профиль подходит под расчёт: для постоянных сооружений у шпунта должна быть достаточная толщина, чтобы учесть припуск на коррозию. Для нагруженных гидротехнических сооружений вероятнее всего нужен горячекатаный профиль, для берегоукрепления можно применять холодногнутый.

Как способ производства влияет на стоимость шпунта?

Способ производства определяет массу стены и число свай, которое нужно использовать для стенки. Холодногнутый профиль шире и при сопоставимой прочности даёт стену легче: у Grani тип 1 — 184,3 кг на квадратный метр против 228 у «Л5-УМ».

Важно учитывать, что цены за доставку и монтаж тоже будут разными: холодногнутый шпунт может быть выгоднее. 

В чём разница между холоднокатаным и холодногнутым шпунтом?

Под «холоднокатаным» шпунтом имеют в виду холодногнутый. Разница между горячекатаным и холоднокатаным прокатом в том, что холоднокатаный дополнительно прокатывают без нагрева, поэтому он тоньше и ровнее. Этим способом получают, например тонкий лист. Но шпунт так не делают: его гнут из горячекатаной полосы, поэтому его корректнее называть холодногнутым.