Устройство котлована руководство

УСТРОЙСТВО КОТЛОВАНОВ

Котлован представляет собой выемку, предназначенную для возведения части здания и сооружения, расположенной ниже поверхности земли, и для устройства фундаментов. Котлованы бывают двух типов — с вертикальными стенками и откосами. Первый тип котлованов обычно требует крепления.

Согласно СНиП, допускается рытье котлованов с вертикальными стенками без креплений в грунтах естественной влажности с ненарушенной структурой, при отсутствии грунтовых вод и глубине котлована в насыпных, песчаных и гравелистых грунтах не более 1 м, в супесчаных и суглинистых грунтах- 1,25 м, в глинистых грунтах — 1,5 м и в особо плотных грунтах — 2 м (привед?нные данные относятся также к траншеям, выполненным с вертикальными стенками).

Крепление стен широких котлованов бывает подносное, анкерное и шпунтовое (рис. III.9, а, б). Подкосное крепление затрудняет производство работ внутри котлована, анкерное в этом отношении создает более благоприятные условия. Стойки прикрепляют деревянными или металлическими анкерными тягами к забитым сваям, расположенным от бровки на расстоянии

В отдельных случаях анкерные тяги можно изготовлять не из дерева, как показано на рис. III.9, а из проволочных скруток.
Чтобы анкерные тяги не мешали передвижению людей, их располагают несколько ниже поверхности грунта. Горизонтальную забирку устраивают из досок толщиной 5 см с прозорами на ширину доски при связных грунтах естественной влажности и глубине котлована до 3 м. При глубине более 3 м забирку делают сплошной. В грунтах сыпучих и повышенной влажности, независимо от глубины котлована, прозоров не оставляют.

В грунтах, насыщенных водой, если не производится водопонижение, при опасности выноса частиц грунта устраивают шпунтовое крепление, применяя деревянные или стальные шпунты. Крепления требуют большого расхода леса, увеличивают трудоемкость и стоимость работ. Поэтому крепить стенки широких котлованов необходимо только тогда, когда стесненность площадки не позволяет устраивать откосы.

Наибольшую допускаемую крутизну откосов котлованов в грунтах естественной влажности и при отсутствии грунтовых вод принимают для выемок глубиной до 1,5 м — от 1 : 0,25 до 1 : 0; глубиной 1,5-3 м от 1 : 1 до 1 : 0,5 м; глубиной 3-5 м от 1 : 1,25 до 1 : 1,5 (приведенные данные относятся также и к траншеям, выполненным с откосами).

Устройство котлована включает такие рабочие процессы: разработку грунта с выгрузкой на бровку или в транспортные средства; транспортирование грунта; планировку дна котлована; обратную засыпку пазух между стенками фундамента и котлованом с разравниванием и уплотнением грунта. Рытье котлована является ведущим процессом; по объему и характеру его выбирают наиболее эффективный метод производства, обеспечивающий комплексную механизацию и поточное производство работ в заданный срок.
Грунт разрабатывают одноковшовыми экскаваторами, автогрейдерами, бульдозерами и гидромеханическим способом. Котлованы под жилые здания роют экскаваторами с ковшом емкостью 0,15-0,65 м³ и самоходными скреперами. При устройстве котлованов с большим объемом земляных работ (под промышленные объекты) применяют более мощные экскаваторы с ковшом емкостью 0,5-2 м³.

Разработку котлованов экскаватором, оборудованным прямой лопатой, ведут с погрузкой грунта в транспортные средства. Емкость ковша подбирают в зависимости от характеристики грунта, объема работ и глубины котлована.

При высоком уровне грунтовых вод прямая лопата может работать только в тех случаях, когда обеспечивается водоотвод. Устройство котлованов ведут лобовыми и боковыми проходками(рис. III.10, а, б). Возмояшость разработки котлована лобовыми проходками с расположением транспортных средств выше уровня подошвы забоя зависит от характеристики рабочего оборудования экскаватора и глубины котлована, которая при разработке по данной схеме должна быть равна или меньше величины, получаемой из выражения

Максимальная ширина забоя от оси экскаватора до бровки у погрузочного пути

Размеры части забоя, противоположной погрузочному пути, определяют по формуле (III.34).
Если ширина котлована превышает максимальные поперечные размеры одной лобовой проходки, разработку начинают лобовой и продолжают далее несколькими боковыми проходками. Максимальная ширина каждой боковой проходки

Узкие котлованы шириной 1,5 R (рис. III.10, в) разрабатывают лобовой проходкой с односторонней погрузкой в транспортные средства. При ширине котлована от 1,5 до 1,9 R разработку ведут лобовой проходкой с двусторонней подачей транспортных средств (рис. III.10, г). Наибольшая ширина лобовой проходки при перемещении экскаватора по прямой

Котлованы шириной до 2,5 R целесообразно разрабатывать уширенной, лобовой проходкой с перемещением экскаватора по зигзагу (рис. III.10, д), а при пурине до 3,5 R — с перемещением поперек котлована (рис. III.10. е).

Котлованы шире 3,5 R разрабатывают вначале лобовой, а затем басовыми проходками. Котлованы значительной глубины, превышающей максимальную высоту резания для данного типа экскаватора, роют ярусами (рис. III.10, ж). Для ввода экскаватора в забой, въезда и выезда автомобильного транспорта устраивают въездные траншеи с уклоном 0,1-0,15. Ширину траншеи по низу принимают 3-3,5 м при одностороннем движении и 7-7,5 — при двустороннем. Объем земляных работ для устройства въездных траншей определяют по формуле (III.25).

При разработке глубоких котлованов прямой лопатой неизбежны бросовые работы по устройству въездных траншей. Для уменьшения их в некоторых случаях более экономично применять экскаватор с обратной лопатой или драглайн (рис. III.11, а, б).

Обратной лопатой роют котлованы, выгружая грунт главным образом в транспортные средства. Максимальная глубина котлована при емкости ковша 0,5 м³ составляет 4 м. Это ограничивает область применения обратных лопат.

Драглайн целесообразно использовать для выемки грунта с выгрузкой в отвал или непосредственно в насыпь, а на стесненных площадках с выгрузкой грунта также в транспортные средства. Глубина котлованов, разрабатываемых драглайнами на гусеничном ходу, может достигать 16-20 м.

Разработку котлованов экскаватором, оборудованным обратной лопатой или драглайнож, выполняют торцовыми и боковыми проходками.
При двусторонней подаче транспортных средств, торцовой проходке и движении экскаватора по прямой (рис. 111.11, в) наибольшую ширину проходки устанавливают по формуле (III.47). Чтобы уменьшить угол поворота экскаватора, транспортные средства подают к той стороне забоя, где производится разработка грунта.

Длину рабочей передвижки определяют по формуле

l_п = R — R₃ м          (III.48)

где R — максимальный радиус резания на уровне дна выемки, м;
R₃ — минимальный радиус разработки на уровне дна забоя, м.

Обычно ширина проходки при движении экскаватора по оси и двусторонней погрузке транспортных средств не превышает 1,7 R.
При односторонней подаче транспортных средств она уменьшается до 1,3 R и ось пути экскаватора перемещается в сторону расположения транспортного пути. При разработке котлованов с выгрузкой грунта в отвал ширина проходки ограничивается необходимостью размещения грунта в отвалы с образованием бермы — площадки от бровки котлована до подошвы отвала.

Котлованы, ширина которых превышает максимальную ширину проходки при перемещении экскаватора по прямой, разрабатывают несколькими торцовыми проходками либо зигзагообразным или поперечно-торцовым перемещением экскаватора (рис. 111.11, з, д, е). Угол поворота экскаватора при торцовых проходках и подаче транспортных средств со стороны разработки может быть до 30-60°.

При поперечно-челночной схеме разработки котлованов драглайном набор грунта производят по^ередно с каждой стороны автосамосвала, подаваемого по дну выемки, не прекращая поворота стреляв момент выгрузки грунта (рис, III.11, ж).
При продольно-челночной схеме грунт набирают перед задней стенкой кузова и, подняв ковш, разгружают его над кузовом. Благодаря уменьшению высоты подъема ковша и угла поворота экскаватора до 6-10° его производительность повышается в полтора — два раза.Челночный метод целесообразно применять для разработки широких котлованов. Если котлован разрабатывают боковыми проходками при выгрузке в отвал, расположенный на большом расстоянии, то экскаватор перемещается за пределами полосы, на которой вынимают грунт (рис. III.11, и).

Рекомендуется в этом случае увеличить угол поворота экскаватора до 170-180° и вести работу по круговому циклу. Выгружают грунт в отвал, не прекращая поворота экскаватора, а в забой ковш подают полным поворотом на 360°. Котлованы под отдельные опоры размерами 1,2 X 1,2 м и более при глубине до 3,5 м успешно отрывают экскаватором с обратной лопатой и поворотным ковшом. Глубокие котлованы малых размеров в плане разрабатывают экскаватором, оборудованным грейфером. Эксплуатационную производительность экскаватора, оборудованного обратной лопатой, драглайном или грейфером, определяют по формуле (II 1.36).

Котлованы для подвальных этажей зданий и фундаментов промышленных сооружений при перемещении грунта до 50 м обычно разрабатывают бульдозерами (рис. 111.11, к). Работы ведут от поперечной оси котлована слоями на глубину 0,6-0,8 м. Можно разрабатывать котлованы и гидромеханическим способом, поднимая пульпу землесосами. Чтобы ввести землесосный снаряд в забой» устраивают сначала на сухом месте пионерный котлован.

При размыве грунта гидромониторами разработку также начинают в подготовленном пионерном котловане. Землесосную установку дая подъема пульпы устанавливают на уровне бровки котлована. По мере выемки грунта постепенно опускают всас землесоса. Углубив котлован на 3-3,5 м, землесос переводят на дно котлована и продолжают углубление.

Срезку откосов, а также планировку дна котлована осуществляют после разработки грунта экскаваторами. Там, где дно котлована является основанием для фундаментов, разработку ведут с недобором грунта. Прямая лопата не добирает слой грунта толщиной 0,15 м, обратная лопата или драглайн — толщиной 0,2-0,3 м.

Дно котлована зачищают бульдозером, который перемещает грунт к экскаватору или (при небольшой глубине котлована и малых расстояниях перемещения) удаляет его сам. В небольших котлованах дно зачищают вручную.
Если фундаменты расположены в траншеях и грунт выбирают ниже проектной отметки дна котлована, планировку осуществляют, изпользуя вынутый из траншей грунт, который бульдозером или вручную разравнивают и уплотняют пневматическими трамбовками. Обратную засыпку пазух между фундаментами и стенками траншей производят вслед за укладкой фундаментов. Для этого используют излишки вынутого из траншей грунта, уплотняя его пневматическими трамбовками. Для засыпки пазух между стенами подвала и откосами используют грунт, оставленный для этой цели на площадке при рытье котлована,или подвозят его с ближайших разработок.
Грунт, оставленный на площадке, перемещают к стенам подвала бульдозером. Пазухи засыпают слоями тол-щиной 0,25-0,3 м, уплотняя каждый слой. К засыпке за стены подвала приступают после устройства перекрытия над подвалом и гидроизоляции стен.

Устройство котлована.

Котлован
— земляное сооружение в виде выемки,
предназначенное для устройства
фундаментов под здание (сооружение).
Поэтому, приступая к разработке ППР(или
технологической карты) необходимо
определить последовательность возведения
конструкций подземной и надземной
частей здания и методы выполнения
строительно-монтажных работ. После
этого назначаются технологические и
пространственные параметры потока.

Перечень
составляющих процессов:

• геодезические
  разбивочные работы;

• разработка
  и перемещение грунта (включая рыхление);

• устройство
  водопонижения и водоотлива;

• устройство
  въездов-выездов из котлована;

• чистовая
  планировка дна котлована (до проектных
  отметок) и профилирование откосов;

• операционный
  контроль за качеством работ (геодезический
  за профилем сооружения, лабораторный
  — за физико-механическими характеристиками
  грунтов основания).

Технология
и комплексная механизация строительных
работ по всем процессам должна быть
отражена в технологических картах.

Основная
графическая информация заключается в
технологических схемах разработки
котлована и стройгенплане на период
возведения подземной части здания.
Схемы разрабатываются на каждый этап
работ, карту, ярус, очередь. На схему
наносится:

• контур
  и геометрические размеры котлована;

• отметки
  механизированной, ручной разработки
  и добора грунта;

• места
  спуска рабочих, въезда и выезда машин
  и механизмов;

• места
  установки водоотливных насосов, зумпфы,
  разводка трубопроводов, обвалования
  и др.;

• рабочие
  (прямые) и обратные проходки машин и
  механизмов (экскаваторов, рыхлителей,
  бульдозеров, катков и др.);

• разбивка
  на технологические и пространственные
  параметры, рассматриваемых в схеме
  строительных работ.

Остальные
разделы и реквизиты технологических
карт составляются по общим правилам.

1. Технология
   строительства подземных сооружений.

1. Технология «стена в
   грунте».

Технология
«стена в грунте» применяется при
возведении заглубленных сооружений в
условиях городской застройки: подпорные
стенки, противо­фильтрационные завесы,
тоннели мелкого заложения, котлованы,
подземные гаражи, пешеходные переходы,
ёмкости для хранения жидкостей и др.).

Сущность
технологии: в грунте устраиваются выемки
и траншеи различной конфигурации в
плане, которые заполняются ограждающими
конструкциями из монолитного или
сборного железобетона; внутреннее
земляное ядро разрабатывается землеройными
машинами, после чего выполняются основные
проектные конструкции. Конструктивно
технология «стена в грунте» разделяется
на два вида: свайный и траншейный.

Свайный— ограждающая конструкция образуется
из сплошного ряда вертикальных
буронабивных свай.

Схема
образования непрерывных стенок ОООООО
— пересекающиеся сваи 1 — первая проходка
2 — вторая

Сначала
забуриваются скважины первой проходки
на расстоянии 1,5Д (по осям), потом второй
проходкой пробуриваются объединяющие
скважины. В скважины опускается арматура
и производится бетонирование методом
«вертикально перемещающейся трубы»
ВПТ.

Траншейныйспособ предусматривает разработку
узких траншей специальной землеройной
техникой (многоковшовыми экскаваторами,
грейфером и др.) с последующим армированием
и бетонированием траншей. При этом
способе может применятся вертикальная
установка (монтаж) в траншеи сборных
железобетонных плит.

Траншеи
могут разрабатываться двумя проходками
(аналогично свай­ному способу) или
непрерывной прорезью с секционным
заполнением.

заполнение разработка направление
движения экскаватора

I п 1►

бетон перемычка

Технология
«стена в грунте» применяется для
сооружений любой длины и конфигурации.
В качестве захватки принимается секция
бетонирования. Длина секции зависит от
производительности бетоноукладочного
комплекса.

В
зависимости от свойств грунта и его
влажности применяют два метода возведения
«стен в грунте».

Сухой
— применяется
в сухих, маловлажных грунтах, без
применения глинистых растворов.

Мокрый
— применяется
с водонасыщенных, неустойчивых грунтах.
Устойчивость стенок выемок и траншей
обеспечивается заполнением их глинистыми
растворами стиксотропнымисвойствами. Тиксотропность — способность
раствора загустевать в состоянии покоя
и сдерживать стенки от обрушения, а при
динамических воздействиях разжижаться.
Глинистый раствор приготовляется из
бентонитовых глин на глиномешалках, с
добавлением химических реактивов(соды,
крахмала, ССБ и др.). После очистки от
песка и крупных включений раствор
перекачивается в ёмкости для хранения
(объёмом до 10м ), откуда поступают в
траншею (скважину). После использования
раствор направляется в ёмкость- отстойник,
узел очистки (вибросита) и на повторное
использование. Обычно используетсяглинопорошокзаводского изготовления.

Очерёдность производства
работ:

Сухой
способ

1. Разбивка
   участка на захватки (по производительности
   землеройного оборудования) — 3.. ,6м
   длиной.

2. Разработка
   грунта с устройством форшахты (укрепление
   верха траншеи).

3. Заполнение
   выемки проектным материалом (буронабивные
   сваи, сборные железобетонные элементы,
   монолитный бетон с армированием).

Мокрый
способ

1. То
   же, с учётом :

а) обеспечения
устойчивости траншей;

б) принятой
интенсивности производства работ;

в) используемых
типов машин;

г) конструкции
и назначения «стены в грунте».

1. Разработка
   грунта с установкой перемычек между
   захватками экскаватором «обратная
   лопата», грейфером, роторным рабочим
   органом, буровой установкой .

2. Нагнетание
   тиксотропного раствора с помощью
   грязевых и центробежных насосов
   производительностью 6.. ,200м /час (вместе
   с разработкой грунта).

3. Арматурные
   работы.

4. Опускание
   в траншею бетонолитных труб и бетонирование
   методом ВПТ (вертикально-перемещаемой
   трубы).

5. Монтаж
   сборных элементов (как вариант).

6. Откачка
   насосами отработанного тиксотропного
   раствора, очистка и вторичное
   использование.

7. Разработка
   котлована (или другое инженерное
   мероприятие по проекту).

При
использовании мокрого метода необходимо
учитывать следующее:

• инженерно-геологическое
  строение должно быть изучено на глубину
  1,5Н+5м, где Н -глубина заложения основного
  сооружения. Рекомендуемая сетка скважин
  20х20м (для линейных сооружений через
  20м);

• мокрый
  способ не применим при наличии грунтов
  с кавернами, пустотами, илистых, рыхлых,
  насыпных; если в грунте имеются обломки
  строительных конструкций, металл,
  выходы скалы; при небольших глубинах
  котлована (до 3.5м), если можно использовать
  более простые и дешёвые способы
  разработки котлована;

• наличие
  грунтов или его прослоек, разрабатываемость
  которых выше технологических возможностей
  землеройной техники.

Конструкции крепления
верха траншей (форшахт)

упорб
)

а)

ж/б

элемент

^в)

ж/б
упор

40

40

в+50

а) переносная

б) баночная

в) Г
— образная

1. Технология устройства
   опускных колодцев.

При
строительстве сооружений иногда
возникает необходимость устройства
мощных или глубоко заложенных фундаментов
в сложных гидрогеологических условиях.
В этом случае прибегают к устройству
опускных систем. Опускная
система—
ограждающая конструкция в виде бетонной,
железобетонной или металлической
оболочки, погружаемой в грунт, внутри
которой создаётся рабочее пространство
для ведения стро­ительно-монтажных
работ. Опускные системы выполняются в
виде опускных колодцев или кессонов.Опускные
колодцы— открытые
сверху и снизу полые, как правило
массивные, конструкции, погружаемые
под действием собствен­ного веса по
мере удаления из полости грунта.Кессоны
—тонкостенные
конструкции, имеющие сверху герметичное
перекрытие, образующее рабочую камеру
с избыточным давлением, позволяющим
работать под водой. Технология производства
работ у опускных колодцев и кессонов
схожая, поэтому рассмотрим только
опускные колодцы.

Схема
опускного колодца

Производство
работ по устройству опускных колодцев
разбивается на несколько циклов
(строительных технологических комплексов):

1. Устройство
   основания под ножевую часть.

2. Бетонирование
   ножевой (опорной) части и нижнего яруса
   опускного колодца.

3. Наращивание
   стенок опускного колодца.

4. Гидроизоляция
   стенок опускного колодца.

5. Опускание
   колодца.

6. Бетонирование
   днища опускного колодца.

Основание
под ножевую часть.

При
сооружении опускного колодца на слабых
или неоднородных грун­тах на
предварительно спланированную площадку
отсыпается песчаная по­душка толщиной
0,3- 0,6м или устраиваются буровые песчаные
(гравийные)

сваи.
Песчаные материалы отсыпаются слоями
0,2 м (подушка)…0,5м (сваи) с обязательным
уплотнением. Бурение скважин под сваи
производится буровыми станками по
технологии принятой в ППР. Засыпка
песчаной смеси в скважину ведётся через
бункер-воронку, после отсыпки смесь
увлажняется (для повышения эффекта
уплотнения).

Для
уменьшения и равномерной передачи на
поверхность грунта давле­ния от
первого яруса опускного колодца до
начала работ по его бетонирова­нию
(монтажу) под ножевую часть должно быть
подготовлено специальное временное
основание в виде деревянных, бетонных,
железобетонных подкладок, сегментов,
колец или других опорных конструкций.

Поперечные
деревянные подкладки укладываются по
периметру ножа кольца на предварительно
выполненную песчаную подушку. Подкладки
мо­гут быть выполнены оз окантованных
брёвен или брусьев. Длина подкладок
(Ь_п) принимается в зависимости от
толщины стен ( В_ст)опускного
колодца :

L= Вст + (0,5.1м),

Железобетонное
опорное кольцо выполняется разрезным
(участками не более 1,5м) по песчаной
подушке. Ширина железобетонного кольца
состав­ляет 0,8.1,2м.

Бетонирование
опорной части.

Опорная
часть опускного колодца является самой
ответственной конструкцией, поэтому
её изготовление выделяется в отдельный
цикл. Конструктивно это нижний ярус
ко-лодца с выступом (12.15см), который
обеспечивает полость с наружной стороны,
которая используется для технологических

потребностей
(создание тиксотропной руба­шки). В
любом случае опорная часть изгота­вливается
из монолитного железобетона.

Нижний
торец колодца (нож) представляет собой
стальной скошенный элемент, связан­ный
с арматурой.

Перед
началом бетонирования устанавливается
разборно-переставная опалубка или
тонкостенные плиты-оболочки (несъёмная
опалубка). Арма­турные работы начинаются
после установки внутренней стороны
опалубки, а заканчиваются с установкой
верхнего яруса наружной стороны опалубки.
Бетонирование производится стандартными
методами (технологиями) на основе
комплексной механизации бетоноукладочных
работ. Предпочтение следует отдавать
современным высокопроизводительным
машинам (автобетононасосам с
телескопическими стрелами).

Распалубливание
разрешается после приобретения бетоном
70% прочности.

После
изготовления опорной части производится
начальное погружение колодца. В этот
период отрабатывается и уточняется
технология производ­ства работ и
принятая схема механизации.

Дальнейшее
наращивание стенок опускного колодца
производится в соответствием проектом:
путём монолитного бетонирования стенок
или монтаж сборных железобетонных
элементов.

В
зависимости от местных условий и объёмов
работ приготовление бетонной смеси
может производится на центральном
бетонном заводе или в непосредственной
близости от опускного колодца. На
современном этапе строительства наиболее
предпочтительно применение мобильных
бетонных заводов различной производительности
и комплектации. Транспортирование смеси
производится автобетоновозами или в
контейнерах (на небольшое расстояние).
Доставка смеси к месту укладки ведётся
бетононасосами или кранами в бадьях.

Бетонирование
стен ведётся по ярусам отдельными
блоками по длине яруса или последовательно
по всему периметру. В обоих случаях
бетониро­вание должно производится
послойно, слоями толщиной 25-50см, но не
больше чем 1,25 длины рабочей части
вибратора. Толщина слоёв выбирается в
зависимости от интенсивности бетонирования
и своевременного перекры­тия слоёв
бетонирования. Наращивание и разбор
опалубки решается в ППР, так как зависит
от принятой опалубочной системы.

Стенки
опускных колодцев из сборных железобетонных
элементов конструктивно выполняются
из пустотных блоков, заполняемых бетоном
или из вертикальных сплошных панелей.
Для закрепления железобетонных элементов
в верхней части опорного яруса устраивается
паз, в который и устанавливаются элементы.
Монтажные работы ведутся при помощи
гусеничных, пневмоколёсных или башенных
кранов. Для обеспечения вертикальности
при монтаже панелей, для фиксации
элементов и временного раскрепления
применяют специальные кондукторы.

Дальнейшее
опускание колодца производят только
после достижения бетоном омоноличивания
проектной прочности и устройства
гидроизоляции.

Гидроизоляция
стенок

Гидроизоляция
стенок опускных колодцев должна
выполнятся до их опускания. Конструктивно
(в зависимости от назначения) гидроизоляция
может быть металлическая,
торкрет-гидроизоляция, пропиточная
синте­тическими составами.

Металлическая
выполняется с внутренней стороны колодца
и при бетонировании может служить
опалубкой.

Торкрет-изоляция
наносится в несколько слоёв специальными
агрега­тами (марка цемента не ниже
400) по технологии установленной в ППР.

Пропитка
осуществляется в несколько приёмов.

Погружение
колодца.

Погружение
опускных колодцев в грунт является
наиболее сложным и ответственным
процессом при их строительстве. Перед
погружением необ­ходимо провести
распалубочные работы, снять колодец с
искусственного основания (подкладок),
установить землеройное водоотливное
и другое специальное оборудование.
Последовательность удаления подкладок
должна быть такой, чтобы не произошло
перекоса кольца. При погружении грунт
разрабатывается слоями равномерно по
всей площади колодца.

Сухие
грунты разрабатываются землеройной
техникой внутри колодца и удаляются
краном-грейфером или в бадьях. Обводнённые
грунты разрабаты­ваются средствами
гидромеханизации (землесосом,
гидромонитором) или с водоотливом. В
этом случае предусматривается система
водоотвода с мощ­ными насосами. В
практике строительства часто применяют
водопонижение иглофильтровыми
установками.

Систематический
контроль за погружением колодца ведут
с помощью рисок, нанесённых на стенки
или нивелировочных контрольных реек,
закре­плённых по концам двух взаимно
перпендикулярных диаметров кольца.
Колодцы при погружении могут накренятся,
поэтому проверку вертикаль­ности
следует производить на всех этапах
погружения.

С
целью уменьшения трения по наружной
поверхности стен возможно применять
способы нагнетания тиксотропного
раствора, устройства поли­мерных
покрытий и обмазок (снижают трение на
25…50%).

Кроме
способа естественного погружения под
действием собственного веса используют
более прогрессивный (но более дорогой)
способ принуди­тельного погружения
с помощью домкратов (вдавливания).

Устройство
днища.

Устройство
днища опускного колодца является
завершающей операци­ей. При сухих
грунтах производится бетонирование по
щебёночной подго­товке и гидроизоляция
металлическими листами.

При
разработке рыхлых водонасыщенных
грунтов возможны наплывы грунта из под
ножа, что затрудняет устройство днища.
В этом случае вначале устраивают бетонную
подушку, укладываемую методами подводного
бетонирования: восходящего раствора
или вертикально перемещающейся трубы.
После набора её бетоном достаточной
прочности воду из колодца откачивают
и под прикрытием подушки устраивают
гидроизоляцию, а затем насухо бетонируют
днище.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Строительство зданий и сооружений подразумевает обязательную подготовку, которая включает предварительную разработку и расчет, а затем уже непосредственное рытье котлованов.

В большинстве случаев подобные виды работ могут выполнять только специалисты с определенным уровнем квалификации. Ведь от качества котлована зависят не только итоговые показатели коммуникаций, но и прочность архитектурных построек.

Как и чем вырыть котлован, какие есть способы разработки, расскажем в статье.

Что это такое?

Котлован представляет собой полость, из которой был вынут определенный объем грунта. Разработка котлована производится с целью углубления фундамента для последующего возведения строительного объекта.

Необходимость углубления обусловлена расположением фундаментной основы, которая должна быть в обязательном порядке ниже нулевого уровня земли. Впоследствии на этой базе создается стабилизирующая подушка, которая обеспечивает прочность будущим конструкциям.

Документация

Разработка котлована относится к земляным работам, которые могут выполняться на основании подготовленной под данный процесс специальной документации. Для этой цели создается отдельный проект по производству работ (ППР).

Он реализуется на основе ряда стандартов, имеющих подробную деталировку и требования к исполнению в широком спектре документов по строительным работам. Все они имеют инженерное обоснование.

К ним относятся следующие разряды:

• СП 45.13330.2017 и 45.13330.2012;
• СниП 3.02.01-87;
• МДС 50-1.2007;
• ЕНиР;
• ТР 01-99.

В соответствии с ними происходит разработка проекта по организации будущего котлована. Но для начала их проведения понадобится следующий перечень документации:

• разрешительные документы от государственных органов и владельцев территории;
• план и схема с расчетом;
• проект производства земляных работ с полным техническим пакетом чертежей и спецификаций;
• исполнительный набор документов, который будет заполняться по мере выполнения работ.

Какие этапы включает процесс создания котлована?

Рассмотрим этапы создания котлована:

1. Подготовительные работы. Включают в себя расчет глубины рытья и объемов засыпки с учетом вида, массы, формы и других химико-физических особенностей конструкций, которые требуют возведения на выбранном месте.
2. Расчищение территории. Преграды естественного характера в виде деревьев или неприродного характера в виде старых разрушенных строительных объектов подлежат уборке, прежде чем начинать копать котлован.

   Как правило, данный вид работ требует тоже профессионального подхода с участием специализированной техники.

3. Проверка и перенос инженерных коммуникаций. До старта процесса рытья котлована необходимо произвести проверку на наличие в грунте труб, электрических сетей, канализации и других важных коммуникаций. При необходимости производится их предварительное отключение, подготовка к переносу и последующее размещение с сохранением функционала.

   На этом этапе важно получить от соответствующих органов документы на проведение работ по переносу с подтверждением будущего плана по строительным работам в обозначенной локации. Параллельно происходит устранение дерна и разрыхление грунта в качестве одних из начальных подготовительных работ по рытью котлована. Далее одним из подобранных методов начинают главную процедуру по его созданию.

4. Укрепление внутренних поверхностей. При высоком уровне грунтовых вод потребуется обязательное укрепление стен вырытого котлована. Их качество напрямую влияет на срок эксплуатации фундамента и строительного объекта, а также безопасность пользователей.
5. Засыпка. Подвальные отверстия засыпаются специально подобранными материалами для увеличения прочности и безопасности, укладываются перекрытия. Сама засыпка может осуществляться при помощи навесных трамбующих установок вибро-, трамбующего или пневматического типа, либо вручную.

Последовательность работ при разработке котлована в детализированных подробностях:

1. Предварительные действия перед началом земляных работ:
   • ограждение строительной площадки;
   • очистка территории;
   • планировка стройплощадки вертикального типа;
   • отведение поверхностных вод;
   • устранение растительной части грунта;
   • установка объектов санитарно-бытового назначения (небольшие площади и габариты);
   • обеспечение площадки временным электрическим и водяным снабжением;
   • размещение прожекторов;
   • разработка и производство временных дорожных путей;
   • создание мойки для колес по выезду с территории;
   • выбор локации для грунта в случаях отсутствия его вывоза в будущем.

Для проведения вышеперечисленных работ понадобится рабочая сила в виде двух машинистов: для экскаватора и бульдозера и 3-ех человек землекопов. Такой набор представляет стандартный подход и может при необходимости быть расширен.

Размеры котлована и объемы земляных работ:

1. Определение оптимальной площади и откосов в соответствии с разработанной ранее геодезическо-разбивочной схеме.

   Выемка должна позволять дальнейшее размещение оборудования и разных видов конструкций внутри себя, а также позволять рабочим перемещаться.

2. Разметка котлована осуществляется при помощи рулетки и кольев из дерева или металла. Для этого понадобятся габариты основания котлована, крайние оси объекта строительства, границы откосов.
3. Определение точного набора земляных работ и их объемов, которые напрямую будут зависеть от формы котлована. Она может быть простой или сложной.
4. Разработка грунтом машинистом на экскаваторе.
5. Подбор техники для планировки и транспортировки грунта. Для этого подбирают машины из землеройной области. Здесь учитываются марки авто, методы разработки, схемы потенциального перемещения, количество идентичных технических средств для обеспечения бесперебойной работы.

   Подбор технических средств происходит на основании правильного подбора характеристик, которые присутствуют в описаниях машин и их документации. По этой причине важно учитывать максимальные величины, которые применять на практике нежелательно во избежание ускорения износа.

6. Обоснование способа разработки грунта базируется на объемах и сроках работ, вида самого грунта и геометрических особенностей котлована и здания. Также учитываются производственные условия. Способы зависят от ширины котлована и делятся на следующие подвиды проходок:
   • лобовая или 2 лобовых;
   • уширенная;
   • боковая;
   • поперечно-торцевая.

   На основании этого происходит расчет передвижения экскаватора и детализация его перемещений до момента забора грунта и с ним. Любая из проходок описывается физическими формулами так же, как и итоговое количество средств для бесперебойности.

7. Старт разработки грунта котлована с уклоном в 15-20 градусов для заезда спецтехники и полноценного преодоления угла наклона. Работы ведутся до уровня, превышающего 10 см, после чего переходят к следующему этапу.
8. Использование бульдозера или ручных работ для расчистки дна выемки. Перемещение грунта для погрузки в самосвалы.
9. Обратная засыпка пазух при помощи бульдозера.
10. Организация устройства водопонижения в зависимости от уровня расположения грунтовых вод.

Обязательным завершающим этапом становятся проверка, которая устанавливает качество выполнения работ на каждом из перечисленных выше пунктов:

1. После подготовки к началу проводится анализ при помощи визуализирования и измерений на соответствие чертежам.
2. Во время начала разработки постоянно проводится контроль всех измерений и технические осмотры.
3. В конце производится приемка работ, которая включает визуальный и технический осмотры с проведением измерений из всех перечисленных в приложенных документах параметров и показателей.

При присутствии техники все рабочие и специалисты должны иметь документы о соответствующем образовании. При их отсутствии они должны пройти обязательную аттестацию. Все это позволит обеспечить безопасность процессов.

Как разработать?

Чем и как роют котлован? Рассмотрим основные способы.

Механическая раскопка

На сегодняшний день ручной труд используется все реже. Но, несмотря на это, в некоторых случаях подходит только этот способ разработки котлована.

Для этого грунт проходит предварительную разметку на равные части, которые пластами вынимаются впоследствии при помощи специализированного оборудования, которым чаще всего служат такие машины для рытья, как экскаваторы и бульдозеры. Также здесь нередко оказывают помощь грейдеры и скреперы.

Подробнее о разработке котлована экскаватором расскажет эта статья, о ручной копке — эта.

Гидромеханическая копка грунта

При помощи гидромеханической установки производится активация насосной станции, которая способствует расщеплению земляных частиц за счет мощных водных потоков. Постепенно происходит разрушение грунта и размягчение его структуры, что в дальнейшем позволяет его выкачать другими видами строительного оборудования.

Напорный транспорт или самотек направляет полученную из грунта смесь в отвал или насыпь. Это помогает осадить грунтовую поверхность и преобразовать ее в более плотную основу. Сложность процедуры характеризуется высокой себестоимостью.

С технологической точки зрения задача обладает повышенным уровнем сложности. На городских территориях это вызвано ограничениями из-за близости между объектами строительства и коммуникациями. Поэтому осуществить подачу больших объемов жидкости в данном случае затруднительно. По этой причине метод используют для построек рядом с реками, оврагами или низинами.

Взрывной метод

Разработка котлована в локациях со скальными породами, земле с содержанием крупных камней или при наличии большого количества пней эффективен взрывной метод.

Для этого предварительно производится расчет точного места, где будет произведен взрыв. Как правило, в качестве материалов применяют динамит, тротил или аммонит.

Процедура обеспечивает практически мгновенное перемещение земляных масс.

Нередко этот способ выкопать котлован находит себе место при карьерных работах, а также для получения доступа к породам, которые представляют некую ценность. В городских зонах использование метода ограничено, так как связано с вопросами безопасности населения, различных конструкций, транспортных систем и инженерных коммуникаций.

Комбинированный

Соединение нескольких методов между собой представляют комбинированный вариант. Как правило, встречаются 2 основные схемы:

• механический + гидромеханический;
• механический + взрывной.

Также следует отметить, что в комбинированный хотят вскоре подключить физический и химический методы, которые сейчас находятся на экспериментальной стадии, а затем еще должны будут пройти производственную проверку перед непосредственным внедрением.

Плюсы и минусы существующих способов рытья

Плюсы механизированного способа разработки котлована:

1. Короткие сроки.
2. Небольшое количество живой рабочей силы.
3. Возможность использования для строительства крупных объектов на больших территориях.
4. Применение в условиях промерзшей земли.

Минусы механизированного способа заключаются в большой стоимости из-за специальной техники, суммы на закупку которой обычно представляют собой довольно внушительные цифры.

Плюсы ручного метода:

• реализация на небольших площадях;
• подойдет для строительства зданий с уменьшенными габаритами;
• низкая стоимость.

К отрицательным сторонам немеханизированного метода относят практически полную невозможность использования на промерзшем грунте. Также при выборе в его пользу следует иметь доскональное представление об особенностях грунтовой поверхности.

Заключение

Разработка котлована представляет собой процедуру, требующую серьезного подхода целого ряда специалистов с определенной квалификацией. Подбор метода для ее проведения обязательно базируется на расчетах и подготовке инженерной документации, на основании которой можно проводить строительные работы.

Время для проведения работ

Рытье котлована предусматривает выборку большого объема грунта на достаточно большую глубину. Зимой копать промерзшую землю достаточно сложно, даже с использованием техники. Большие проблемы возникают при сильном увлажнении, что характерно при таянии снега весной. Не рекомендуется вести работы в периоды, когда отмечаются значительные перепады температур между ночью и днем, разными днями.

Для земляных работ наиболее подходит сезон, когда стабилизируются погодные условия, паводковые воды не мешают. Оптимальный период — лето, а также осенние месяцы, до наступления заморозков и осенней распутицы. В это время рытье стоит дешевле, а вывоз излишек грунта проще.

Котлован под монолитную плиту фундамента

Плитный фундамент требует наличие котлована в форме прямоугольника, при обустройстве которого необходимо соблюдать некоторые правила:

• Размер котлована должен соответствовать габаритам будущего строения.
• Стенки котлована под фундамент плитного типа должны иметь форму ступенек, высота которых 0,5 метра, а ширина – 0,25 метра.
• Разработка котлована больших размеров проводится с применением специальной строительной техники: бульдозеров, экскаваторов и самосвалов.

Котлован под монолитную плиту

Работы по обустройству котлована проводятся в следующем порядке:

1. Снимают верхний плодородный слой толщиной до 30 см, поверхность выравнивают.
2. На подготовленной площадке делают разметку будущего котлована.
3. Делают первую выемку грунта на глубину около 50 см. Выемка грунта ведется от центра к краю участка.
4. Проводят вторую выемку грунта. При этом ее границы уменьшают на 0,25 метра в сравнении с первой выемкой.
5. Дно полученного котлована выравнивают своими руками с помощью лопат.
6. Заливают подошву фундамента.

Выбор времени года для рытья котлована или траншеи

Специалисты рекомендуют планировать разработку грунта под фундамент проводить летом или осенью. В это время почва максимально мягкая и поддаётся копанию.

Зимой устройство фундамента невозможно из-за замёрзшего грунта. Если запланировать работы на данный период, их стоимость увеличивается в несколько раз. Также устройство траншеи или котлована зимой утрудняется из-за необходимости в кратчайшие сроки завершить кладку фундаментных блоков или заливку монолитной конструкции. Они не должны промёрзнуть, что негативно скажется на их несущей возможности

Также зимой важно сразу предусмотреть процесс вывоза лишнего грунта. В противном случае он замёрзнет и убрать его будет очень сложно

Какой формы должна быть яма?

Многие знают, что форма котлована под фундамент зависит именно от основания постройки. Так, например, под частный дом необходимо рыть котлован прямоугольной формы, а под фундамент ленточного типа стоит рыть так называемую траншею. Если основание столбчатого типа, то требуется сделать так называемые скважины, для которых применяется специальная техника.

Котлован правильной формы раскопан спецтехникой

Что касается глубины и ширины, то здесь немного посложнее. Как правило, глубина ямы будет зависеть от расположения грунтовых вод, а также и от промерзания грунта. При этом необходимо помнить, что подошва основания должна быть погружена в землю на 30-40 см ниже, чем глубина промерзания грунтового покрытия. А что касается грунтовых вод, то котлован должен быть выше их. Так, между этими параметрами нужно найти некий баланс.

Каковы должны быть размеры котлована под фундамент? Здесь важно помнить одно простое правило: фундамент должен быть по ширине и длине на 30-40 см длиннее и шире фасада постройки (это на 15-20 см с каждой стороны). Важно знать еще одно правило: зависимость габаритов ямы от глубины залегания фундамента. Если представить фундамент в поперечном разрезе, то он будет напоминать по форме трапецию. Это такое правило безопасности. Считается, что в этом случае постройка стоит более устойчиво.

Данные нормы должны строго соблюдаться. Помните, что фундамент – это очень важная часть всей постройки. Именно от того, насколько точно будут определены размеры, будет зависеть устойчивость дома.

Подготовительный процесс

Перед рытьем котлована делается разметка

В целях безопасности необходимо провести обследование участка. До начала земляных работ следует удостовериться, что не будут повреждены линии электропередач, газовые или водопроводные трубы. После осмотра снимается слой дерна до 20-30 см, убирается кустарник и другая растительность.

На площадку наносится разметка направлений выемки почвы. Схема должна соответствовать генеральному плану. Правильность нанесения проверяется измерением диагоналей. Допустимая погрешность 2 см. На рабочей площадке разметка происходит строительным шнуром, натянутым между колышками. Затем вдоль него насыпают меловые дорожки. При необходимости организуется дренаж для отвода воды.

Как тип почвы влияет на выбор фундамента и глубину его закладки

• Скальный. Характеризуется наибольшими надежностью и прочностью. На скальном грунте копать траншею под фундамент не придется, поскольку он не размоется и не просядет. Сильные морозы не дают прибавку по объему породы.
• Крупнообломочный. В состав входят щебень/гравий и песок. Размеры компонентов — свыше 1 и 0,2 см, соответственно. Отличается хорошей стойкостью к сжатию. На таком грунте ленточный фундамент заливают на глубину 50 см.
• Песчаный. Бывает гравелистым, крупным, средним, мелким и пылеватым. Первые три разновидности хорошо подходят для строительных работ. Глубина траншеи под основание должна быть не менее 1 м. Мелкие и пылеватые песчаные грунты подвержены пучению при низких температурах. Фундаменты закладывают ниже глубины промерзания.
• Глинистый. Этот пластичный тип грунта заметно подвержен пучению, осадке и размыванию. Фундамент следует заливать ниже уровня промерзания грунта.
• Лессовидный. Пористый грунт, который хорошо поглощает влагу и проседает. Перед тем, как копать котлован под фундамент, почву необходимо сильно утрамбовать. Основание закладывают ниже глубины промерзания грунта.
• Торфяной. Из-за пористо-волокнистой структуры отличается малой несущей способностью. Усадка продолжается долго. При строительстве либо замещают почву, либо возводят сваи.
• Суглинок и супесь. Вобрали в себя характеристики глины и песка. Если в грунте содержится 10–30 % глины — это суглинок, а если меньше — супесь. Оба типа подвержены усадке и пучению. Фундамент под дом делают глубоким (ниже уровня промерзания грунта).

Расчет длины, ширины, глубины, выбор формы котлована

Котлован проектируется с учетом выбранного и рассчитанного конкретного фундамента для сооружения. Учитываются следующие условия: тип основания, глубина расположения грунтовых вод, промерзания почвы, тип грунта, габариты, вес сооружения. Земляные работы начинаются только после проведения геологических изысканий и анализа климатических условий местности. Рытье осуществляется с учетом норм СНиП 3.02.01.

Форма котлована зависит от типа фундамента. Основные разновидности:

• одна большая, прямоугольная яма для монолитного, плитного основания;
• траншея под ленточный фундамент;
• отдельные, квадратные или круглые ямы при возведении столбчатого;
• скважины для свай.

Глубина выбирается с учетом нескольких факторов:

1. Промерзание почвы. Дно котлована опускается ниже его уровня на 25-40 см.
2. Расположение грунтовых вод. Они лимитируют максимальную глубину котлована, т.к. его дно располагается на 40-50 см выше уровня залегания водного пласта.
3. Тип грунта. Для песчаника или гравелистой структуры — от 1,1 м, супесчаников — от 1,3 м, глинистых почв и суглинков — от 1,4 м, для плотного грунта — от 1,8 м.

Указанные правила устанавливаются для типового, заглубленного фундамента. При возведении мелкозаглубленного основания глубина выбирается в пределах 0,4-0,7 м независимо от приведенных выше факторов.

Площадь зависит от несущих способностей грунта и габаритов самого строения. В расчете площади основания учитывается полная нагрузка (полный вес сооружения во время эксплуатации с учетом внутреннего обустройства, а также ветровой и осадочной нагрузки) и допустимое удельное давление на грунт. Размеры котлована выбираются так, чтобы его дно превышало длину и ширину строения на 40-60 см, что позволяет устанавливать опалубку и укрепление стенок.

Стенки котлована не должны осыпаться, создавая риск для строителей. Могут потребоваться работы по формированию откосов или ступенек, установке противоосыпного крепления. По форме стенки могут быть вертикальными, наклонными и ступенчатыми. Уклон помогает предотвратить их осыпание. С учетом параметров почвы он выбирается в таких пределах: песчаники — до 45°, супеси — 25-40 °, глины и плотные грунты — 0-20°.

Для планирования земляных работ важно заранее рассчитать объем выемки грунта (V) и обратной засыпки (Vз). Используется формула V = H / 6 (ab + cd + (a + c) (b+d), где: Н — глубина, а, b — ширина и длина дна, с, d — ширина и длина котлована на поверхности. Объем обратной засыпки определяется, как Vз = V — Vб, где Vб — объем бетонной заливки фундамента.

Выполнение работ по строительству котлованов

Такой процесс условно делится на определенные стадии:

• на участке, отведенном под строительство здания, выполняется проверка на предмет прохождения коммуникационных линий, схем которых можно уточнить в местных административных органах. Если такие системы имеются, придется получать письменное согласование на порядок выполнения земляных работ с организациями, обслуживающими данный участок;
• готовится площадка под строительство частного дома или другого сооружения, снимается плодородный состав почвы на сорокасантиметровую глубину;

• откачивается вода, устраивается водоотводная канава;
• проводятся земляные работы. Если глубина котлована под монолитный или другой фундамент превышает 1.25 м, устанавливаются опорные брусья, чтобы предотвратить осыпание грунта, устраивают ступени.

Под ленточный фундамент

Если предстоит устраивать котлован под фундамент ленточного типа для гаража или другого здания, он выглядит в виде заглубленной траншеи, своими размерами предусматривающей выставление опалубочных щитов.

Размеры определяются следующим образом – параметры длины и ширины увеличиваются на тридцать – сорок сантиметров, ширина траншеи равняется сумме аналогичного значения стен и зазорного участка в пятьдесят сантиметров под установку щитов.

Сначала определяются границы будущего основания на поверхности грунта, определяется самый высокий угол. После этого разрешается копать, используя лопату или трактор и периодически контролируя вехами глубину.

Грунт ссыпается неподалеку, чтобы было чем засыпать обратную подсыпку и дренажную систему.

Плитный

Пошаговая инструкция устройства такого фундамента в вытрамбованном котловане выглядит следующим образом:

• при небольшом заглублении размеры соответствуют фасадным параметрам объекта. Если предстоит заливка плитного фундамента с утеплением на большую глубину, суммируют размеры несущих стен здания и высоту основания;

• грунт разрабатывается постепенно, первым слоями по пятьдесят сантиметров с постепенным уменьшением их толщины. В итоге на стенах формируются ступени. Кстати, если кто-то не знает, как копать фундамент на склоне, используйте данную технологию.

Котлован под плитный фундамент удобней выкопать экскаватором, вынимая почву от центра к краям. На заключительном этапе дно котлована выравнивается вручную.

Такой тип фундамента удобно заливать под стандартные постройки – дом 8 на 8 или дом 10 на 10 м. Он является идеальным решением для возведения трехэтажных зданий, представляет собой цельную железобетонную конструкцию, почти не дающую усадки и не опасающуюся пучений почвенного состава.

Столбчатый

Рассмотрим, как выкопать ямы под столбчатый фундамент. В таком случае по периметру объекта готовится под фундамент полуметровая траншея (как для укладки водопровода), на дне которой устраиваются шурфы для опорных столбов. Отметим, что такая несущая конструкция выполняется без опалубки.

Особенности рытья для различных типов фундамента

К котлованам под здания предъявляются определенные требования. Они должны соответствовать размерам и нагрузке дома, строительным нормам, не изменять установленные параметры и форму. Для выполнения последнего пункта необходимо соблюдать технологию копки. Согласно нормам выбирается размер ступеней и угол наклона откосов, выполняется крепление стенок котлована. Особенности разработки зависят от типа фундамента дома.

Ленточный

Котлован под ленточный фундамент роется в виде траншеи. Устройство откосов зависит от типа грунта. На глинистой почве допускается формирование вертикальных стенок. В глубоких траншеях с влажным или песчано-гравийным грунтом устраивают откосы с различным углом наклона – от 45 до 63°. При подсчете ширины учитывают необходимость установки опалубки, удерживающей железобетон. Дополнительно закладывается 50 см, максимальный размер не нормируется.

По углам периметра дома и в месте пересечения внутренних стен вбиваются колышки и выполняется разметка. Ширина траншеи обозначается двумя параллельными линиями. Земляные работы начинают с наиболее высокого угла, следуя вдоль очерченной линии периметра. В процессе рытья глубина контролируется вехами.

При необходимости монтируется крепление ленточной траншеи от осыпания из деревянных щитов, досок, шифера. Между противоположными краями для надежности устанавливают распорки. После застывания фундамента щиты демонтируют. Часть грунта не убирают, а оставляют для обратной отсыпки. Лучше использовать песок. После выкапывания дно траншеи трамбует под засыпку.

Монолитный

Уплотнение грунта виброплитой
Котлован под дом с монолитным плитным фундаментом из-за большого объема земляных работ выкапывают с помощью экскаватора. Если заглубление составляет 40-50 см, то можно копать вручную. Грунт вынимается частями, каждый слой по 50 см, постепенно образуются ступени размером 25 см. Почва вынимает, начиная от центра. Затем площадка разравнивается и приступают к следующему слою.

По периметру котлована, ниже общего уровня закладывают дренажные трубы. Это необходимая мера для влажных грунтов. Разработка ведется с учетом особенностей грунта:

• Песок хорошо уплотняется и держит нагрузку, но осыпается при копке. Потребуется формирование откосов и укрепление боковых стенок.
• Глина и суглинок в результате замерзания влаги вспучиваются в зимний период. Необходим грамотный расчет при обустройстве плитного фундамента на таком грунте.

После работы техники дно выравнивают вручную. Часто приходится выполнять дополнительную выемку грунта слоем до 10 см. После выравнивания дна выполняется отсыпка чистым песком. Слой проливается водой и утрамбовывается.

Столбчатый

Яма для столбчатого фундамента
Под столбчатый фундамент землю можно выкопать самостоятельно. Работа начинается с очищения площадки от верхнего слоя земли и разметки по грунту. Потребуется нанести схему периметра дома, в виде двух параллельно натянутых шнуров. Места ям под столбы намечаются по углам и на пролетах с шагом 1,6-2,5 м.

Для выполнения работы вручную потребуется:

• лопаты (штыковые и совковые);
• кирка или лом;
• тачка для вывоза почвы.

Ямы глубиной до 1 м можно рыть с вертикальными стенками, при увеличении глубины устраиваются откосы, чтобы не осыпался грунт. Ширина ям больше размеров столбов на 20-40 см в каждую сторону. Это расстояние необходимо для установки опалубки. Глубина высчитывается по общим правилам.

Порядок работ над котлованом для ленточного основания

При возведении фундамента ленточного типа роются траншеи по периметру сооружения и в местах строительства внутренних стен (перегородок). Глубина выбирается по общим правилам. Ширина траншеи превышает ширину ленты минимум на 30 см, при этом максимальная ширина не нормируется. Ее надо выбирать с учетом технологии монтажа опалубки под фундамент. Минимальная ширина бетонной ленты составляет 40 см, а значит, траншея не может быть меньше 70-80 см.

Порядок рытья траншеи:

1. Подготовительные работы. Они включают очистку площадки от мусора и растительности. Затем, снимается плодородный слой почвы на глубину 20-30 см. При необходимости обеспечивается дренаж и осушение рабочего участка с отводом воды с поверхности грунта.
2. Разметка фундамента. Вначале забиваются угловые колья по периметру строения, а также в местах стыка внутренних стен. Отмечается нужная ширина траншеи, натягиваются 2 параллельных шнура, отмечающих минимальные границы котлована.
3. Рытье начинается с самого высокого угла. Заглубление осуществляется постепенно, равномерно по всей площади. Контроль глубины производится с помощью вех, которые устанавливаются на углах, формируя профиль котлована.
4. По мере заглубления траншей производится укрепление стенок. При глубине более 70 см устанавливаются боковые щиты с распорками. Их в последующем используют для монтажа опалубки.

Рытье траншей может осуществляться вручную с помощью лопат, лома, кирки. Отсутствие ограничения по максимальной ширине траншеи позволяет использовать экскаватор. Для разметки используется рулетка и металлическая линейка. В качестве контролирующих инструментов потребуется строительный уровень и отвес.

Проект производства работ по разработке грунта

Зная, что копать, определим, как копать землю под фундамент нашей постройки. Для этого путем расчетов и консультаций нужно получить следующие данные:

Сколько грунта нужно вывезти а, сколько оставить для обратной засыпки. Для чего из геометрического объема котлована (с учетом откосов) вычитаем объем конструкций, которые в нем будут располагаться.

Совет

. Ошибки в расчете объема вывозимого грунта практически неизбежны, поэтому решите, что для Вас будет проще: довезти недостающий грунт или убрать тот, что сразу не вывезли, а в расчете добавьте или уберите 5-7%

• Место вывозки лишнего грунта и потребность в технике для работы на отвале. Узнать это можно в администрации. (Вопрос серьезный – за несанкционированную свалку можно получить приличный штраф).
• Объем механизированной разработки и объем ручной разработки (доработки) грунта.

Если объем работ значителен, скажем, копка котлована дома с подвалом, стоит нанять экскаватор. Объем ручной доработки, по зачистке дна котлована принимают из расчета слоя в 10 см, снимаемого там, где будут укладываться фундаментные подушки.

• Категория грунта. Знать к какой категории относится грунт в месте строительства, Вам потребуется для определения способов разработки. Узнать это можно, из карты грунтов (есть в отделе архитектуры).
• Наличие факторов осложняющих работу (старые здания и сооружения, существующие коммуникации и т.д.).

Важно! До начала земляных работ, свяжитесь с организациями, которые могут иметь коммуникации в районе работ. Уведомления об отсутствии коммуникаций недостаточно: нужна соответствующая запись на выкопировке из генплана застройки, заверенная печатью организации

На основании выше перечисленных данных, плинируем работы по устройству котлована, траншеи своими руками, определяем состав и характеристики механизмов (при необходимости).

Кроме того, нужно наметить мероприятия по безопасности, рассчитать материалы для крепления откосов, устройства переходных мостиков, лестниц и т.п.

Для плитной конструкции

Котлован под фундамент в виде монолитной бетонной плиты роется по определенным правилам. По сути, это прямоугольная яма. При мелкозаглубленном варианте (глубина до 40 см) ее размеры соответствуют размерам строения, а стенки делаются вертикальными.

Для заглубленного фундамента применяется ступенчатая технология проведения работ. Грунт снимается слоями толщиной 50 см. Используется правило: каждый последующий слой вынимается с образованием ступеньки, шириной 25 см. Для примера можно привести порядок рытья котлована глубиной 1 м:

1. На поверхности размечается прямоугольник, размеры которого на 50 см превышают размеры строения (по 25 см на каждую сторону).
2. По разметке вынимается грунт на глубину 0,5 м. Формируются вертикальные стенки.
3. На дне размечается следующий прямоугольник с отступом от стенок на 25 см.
4. Вынимается грунт по новой разметке на глубину 50 см.

Аналогично осуществляется рытье более глубоких котлованов. Их размеры на поверхности определяются по простой формуле L = l + 25H/50, где L — длина или ширина, l — длина или ширина сооружения, H — глубина котлована (в см).

Выемка грунта производится от центра, площадка выравнивается после выемки каждого слоя почвы. Устройство котлованов большого размера обеспечивается только с помощью экскаватора. Выравнивание поверхности осуществляется вручную с помощью лопаты. Контроль глубины проводится вехами, а качество выравнивания — строительным уровнем.

Копка с использованием тяжелой техники

Разработку котлована под фундамент чаще всего проводят ковшом экскаватора. Такая копка требует от строителей и проектировщиков знания как правильно определить глубину канавы.

Цикл работы экскаватора – резка грунта, выбор материала, поворот платформы и сброс (выгрузка) отработанного грунта. Чтобы обеспечить эффективную и бесперебойную работу техники, необходимо создать условия, подготовив надежную площадку.

Перед ямой нужно подготовить площадку для размещения остальной техники и позаботиться о возможности свободного вывоза лишнего грунта.

Разработка котлована под дом начинается после того, как экскаватор будет установлен на расстоянии не менее метра перед ямой. Заранее определяются и параметры откосов ямы. Чем большей глубины канавы выкапываем, тем более пологими делаем откосы.

Котлованы, разработанные ковшом, отличаются глубиной и значительными размерами. Определив глубину котлована в соответствии с данными об уровне промерзания грунта, ширину и длину его устанавливают в зависимости от особенностей и параметров основания постройки.

Кока ковшом позволяет создать котлован правильной трапециевидной формы, гарантируя отсутствие риска осыпания. Следует принять во внимание и уровень залегания грунтовых вод. От этого зависит степень необходимости использовать гидроизоляционные материалы, выстилая ими дно и боковины ямы. Именно от уровня залегания подпочвенных вод зависит угол наклон боковин котлована. Рытье котлована ковшом осуществляется в сухую погоду, что позволит избежать размывания краев ямы дождевой водой и облегчает вывоз отработанной почвы.

Обязательное условия, которое всегда соблюдается при выполнении работ с помощью экскаватора – получение подтверждения отсутствия на данном участке подземных коммуникаций.

Технология погружения шпунта ограждения

Готовая стена выемки, креплённая трубошпунтом

Применяется 5 основных технологий погружения шпунта ограждения котлована:

• вибропогружатель для шпунта — наиболее распространённая технология, за счёт высокой скорости монтажа, а значит и производительности. Установка для вибропогружения представляет собой базовую машину (экскаватор, кран или трактор) с подвесным оснащением (собственно вибропогружатель, состоящий из гидро-двигателей с эксцентриками, смонтированными на станине, и гидравлической станции),
• статическое вдавливание шпунта — самый бесшумный и щадящий к прочностным свойствам грунта и к фундаментам расположенных поблизости построек, погружение шпунта выполняется сваевдавливающей установкой,
• забивка и предварительное лидерное бурение под шпунт, или без бурения — самый доступный способ при использовании сваебойной установки с дизель-молотом,
• и чуть более дорогой, но более контролируемый в процессе — забивка шпунта гидравлическим молотом,
• завинчивание и вдавливание трубчатого шпунта свайной буровой установкой.

Погружение шпунта ограждения в грунт происходит до рытья котлована на выровненной строительной площадке по периметру будущей выемки. В твёрдых грунтах предварительно выполняется бурение под шпунт, чем достигается гарантированное достижение проектной глубины, снижение динамического воздействия через грунт на основания соседних зданий, применение менее мощного (а значит и менее дорогого в эксплуатации) оборудования и ускорения операции погружения.

Копровая установка с гидромолотом

Погружение шпунта ударным методом без бурения лидеров — это самый простой и недорогой способ устройства ограждений из шпунта. Используется чаще всего, когда нет особых требований к уровню шума и динамическим воздействиям на основания близ расположенных зданий через грунт. Выполняется копровыми установками.

Вибропогружение шпунтового профиля

При повышенном давлении от осадочных пород и, тем более, при нагрузке от грунта под близко расположенными зданиями обычное шпунтовое ограждение может оказаться недостаточным для должного укрепления стены выемки. В этих случаях проводятся дополнительные меры крепления стен котлована. В распоряжении проектировщиков и строителей имеется широкий арсенал методов и технических решений:

• монтаж продольного пояса из металлического профиля (швеллера, двутавра),
• применение укрепляющих распорок из металлопроката, упирающихся одним концом в дно котлована, а другим в стену,
• применение распорных систем из металлического профиля — конструкции их могут быть разнообразны по сложности и исполнению,
• устройство грунтовых анкеров — заглубляемых в толщу грунта железобетонных якорей.

Для столбчатого основания

Фундамент столбчатого типа включает опоры в форме углубленных в землю столбов, которые соединены между собой ростверком (элемент для равномерного распределения нагрузки на столбы) по всему периметру сооружения. С учетом специфической конструкции рытье котлована столбчатого основания осуществляется в таком порядке:

1. Подготовительные работы — очистка, выравнивание участка, снятие плодородного слоя.
2. Разметка. По периметру всего сооружения размечается траншея и места возведения опорных столбов. Они устанавливаются обязательно по углам, а также в местах стыка внутренних и несущих стен, а также по периметру сооружения с шагом 1,6-2,2 м.
3. Рытье траншеи для ростверка глубиной 30-40 см по всей площади строения. Ширина — 80-100 см.
4. В размеченных местах роются квадратные ямы с размером стороны 50-70 см для возведения столбчатых опор. Глубина определяется по общим правилам для заглубленного фундамента.
5. Закрепление стенок ям при необходимости с помощью деревянных щитов.

Работы по устройству котлована под столбчатый фундамент чаще производятся вручную с помощью лопаты, а при тяжелом грунте — с использованием лома и кирки.

Как рассчитать размер котлована

Перед тем, как начать работы по разработке котлована, необходимо определить его размер и форму основания. Эти параметры зависят от выбранного типа фундамента. Для возведения монолитного плитного основания котлован будет иметь форму прямоугольника. Ленточный фундамент обустраивается в котловане в виде траншеи. Для столбчатого основания необходимы скважины. Длина и ширина котлована зависят от размеров планируемой конструкции. Чтобы фасадная отделка не располагалась над пустотой, необходимо возвести фундамент больше строения на 40 см. Стены котлована необходимо срезать под углом 450, что предотвратит осыпание грунта.

Размеры котлована

Что касается глубины котлована, то здесь играют роль два фактора:

• Уровень промерзания грунта. Дно фундамента должно располагаться ниже этой точки на 30-40 см.
• Уровень грунтовых вод. Этот показатель также ограничивает глубину котлована. Грунтовые воды должны располагаться ниже подошвы котлована на 0,5 метра.

Виды земляных сооружений

Строительство зданий и коммуникационных сооружений сопряжено с проведением трудоемких земляных работ. Под ними подразумевают разработку грунта при рытье котлованов и траншей, его транспортировку, складирование.

Земляными сооружениями являются насыпи, выемки. Они могут быть постоянного типа и временного. Первые делают для продолжительной эксплуатации. К ним относятся:

• каналы;
• плотины;
• водохранилища;
• дамбы и прочие сооружения.

Временные выемки – это траншеи и котлованы. Они предназначены для проведения последующих строительных работ.

Котлован — это выемка, ширина и длина которой практически не отличаются заметно по размерам. Они необходимы для сооружения фундаментов под постройки.

Траншея же представляет собой борозду большой протяженности по сравнению со своим поперечным сечением. Предназначена она для монтажа коммуникационных систем.

По требованиям ГОСТ 23407-78 рытье котлованов, траншей в населенных пунктах, местах движения транспорта, либо людей, должно сопровождаться созданием защитных ограждений. Их устанавливают по периметру рабочего участка. На них размещают предупреждающие знаки и надписи, а ночью задействуют даже сигнальное освещение. Также специально оборудуют мостики для движения людей.

Откосы – это наклонные боковые стенки выемок или насыпей

Под дном выемки понимают ее нижнюю, плоскую часть. Бровка является верхней кромкой созданного откоса, а подошва – нижней частью.

Проведение земляных работ на стройплощадке

При эксплуатации земляных сооружений они не должны:

• изменять своих очертаний и линейных размеров;
• просаживаться;
• размываться водой или поддаваться действию осадков.

Прокладка водопроводов, подземных линий электропитания, канализации, строительство фундаментов под здания не обходятся без рытья траншей, либо котлованов. В строительстве приняты специальные определения для обозначения элементов конструкций данного типа. Все работы обязательно должны проводиться со строгим соблюдением правил безопасности, чтобы свести к минимуму возможность возникновения несчастных случаев.

Разновидности котлованов

Рытье выемок под основание сооружения – это ответственное дело, требующее больших временных, денежных, трудовых затрат. Котлованы принято разделять сегодня по следующим признакам:

• наличию откосов;
• применению креплений, предназначенных для предотвращения осыпей грунта;
• типу боковых поверхностей (стенок).

Стенки котлованов могут быть:

• вертикальные;
• наклонные;

ступенчатые.

Чтобы земляные работы выполнить правильно, вначале проводят исследования на стройплощадке. Эти мероприятия включают такие операции:

• анализ свойств грунта: установление его группы и вида;
• определение нагрузок от возводимой постройки;
• вычисление глубины выемки;
• установление наличия старых коммуникаций;
• определение глубины залегания подземных вод;
• анализ погодных условий местности.

Выбор способа проведения работ определяется в зависимости от следующих факторов:

• типа и габаритов строимой конструкции;
• глубины заложения фундамента;
• объема предстоящей деятельности.

Если планируется сооружение мелкозаглубленного основания ленточного, либо столбчатого типа, то грунт можно разрабатывать без привлечения техники, вручную. Когда необходимо построить дом, имеющий подвал, либо цокольный этаж, тогда в работах понадобится задействовать землеройные механизмы.

Для извлечения основной массы грунта из выемки часто используют экскаваторы различных видов, оснащенные обратной, либо прямой лопатой. Работы, связанные с рытьем котлована, следует выполнять, не нарушая при этом плотность грунта на дне фундамента. Это требование реализуется на практике путем его недобора, величина которого составляет от 5 до 20 см.

Зачистку земли с боков и со дна выемки до плановой отметки производят вручную рабочие. При этом следует обязательно следить за укреплением ее стен с помощью откосов, либо за счет монтажа специальных конструкций. Выпадение осадков и подъем грунтовых вод весной, летом, воздействие морозов зимой – все это способствует разрушению котлована.

Грунт из котлована сразу же должен быть вывезен или размещен на стройплощадке не ближе, чем через 1 м от его края. Для отвода почвенных вод создают дренажную систему.

Зачем нужно производить зачистку дна?

Зачистка дна котлована необходима для выравнивания земляной поверхности до создания ровной и прочной площадки, на которой будут размещаться фундаментные конструкции. На этом этапе устраняются высотные перепады земляного основания и места излишне рыхлого грунта, где при уплотнении возможна глубокая просадка почвы.

Механизированная выемка грунта землеройными машинами постоянно контролируется нивелирами. Когда до проектной отметки остается 100 – 200 мм выемку грунта механизмами прекращают. В дальнейшем подготовку основания производят доработкой грунта и зачисткой дна до проектной отметки вручную или механизированно с привлечением специальной строительной техники.

Какими технологиями можно производить?

Зачистка земляного котлована выполняется ручным или механизированным способом: бульдозерами –планировщиками, экскаваторами или скреперными машинами. Выбор способа планировки нижней площадки выемки зависит от следующих факторов:

Размеры котлована и объем предполагаемой выемки. На небольших площадях с незначительным количеством недобранного грунта лучше всего применять ручную зачистку.В этом случае начинают дочищать основания по одной из главных осей, постепенно перемещаясь по котловану

Во время проведения работ важно ориентироваться на контрольную отметку, нанесенную на деревянный колышек.
Для простейшего контроля зачистки основания до проектного горизонта рекомендуется натянуть между двумя противоположными колышками стальную проволоку или прочную нить из полиэстера. Мерной лентой строительной рулетки через 1 – 2 метра делают замеры глубины зачистки

Таким образом выполняется зачистка дна ручным способом одним человеком.
При выполнении работ двумя или тремя рабочими, площадка разбивается на равные смежные площадки и проводится послойная зачистка основания. На больших площадях и значительных объемах выемки недобранного грунта рекомендуется применять механизированный способ доработки земляных масс.

Стесненность котлована. Если горизонтальная площадка земляного основания здания размещена на сложном рельефе, соприкасается с другими зданиями сооружениями или особо ценными архитектурными памятниками, зачистка выполняется исключительно ручным способом.

Категория грунта. На мягких грунтах планировку земляного основания выполняют бульдозерами и мини-бульдозерами. Во время выполнения работ бульдозер от крайнего откоса передвигается по спирали, перемещаясь по направлению к осевой линии выемки от земляного откоса. Движение механизма поступательно-челночное, с чередованием рабочей проходки вперед и обратным холостым.
Вид фундамента и глубина его заложения. Если проектом предусмотрено устройство монолитного плитного фундамента, размещаемого по всей площади котлована, для его зачистки отлично подходит механизированный способ планировки бульдозером или легким экскаватором с прямой лопатой.Широкие траншеи, подготовленные для ленточных фундаментов, зачищают вручную или экскаватором, постоянно контролируя уровень срезки почвы до проектной отметки. Выемки под столбчатые фундаменты обычно зачищают вручную, механизированный способ практически не применяется.