Как задать откос для котлована

Как задать откос для котлована

Разработка котлована — это процесс раскопки земляного покрытия для будущей укладки основания или фундамента здания, а также других сооружений. Он выполняется согласно параметрам, указанным в чертежах, и с учетом требований окружающей среды, назначения и размеров строения.

Рытье котлована относится к начальному этапу строительства, так называемому «нулевому этапу», это основа любого строительства. Котлован, который вырыли согласно чертежам, соблюдением норм СНИП и ДБН, определит успешность дальнейшего хода строительства и долговечности здания. Нарушения перечисленных требований при разработке котлована недопустимы. Необходимо проводить тщательный контроль всех факторов влияющих на его разработку, иначе ошибки могут привести к очень серьезным последствиям. Говоря «по-простому» котлован – это яма, профессионалы утверждают, что котлован образует выемка грунта.

Пример плана по разработке котлована:

Рытье котлована возможно выполнить только двумя способами: вручную или с помощью механизированной техники. Каждый из них имеет свои недостатки и преимущества.

Ручное рытье котлована:

1. требует к привлечению как минимум нескольких рабочих с применением ручного инструмента: лопат, ломов, трамбователей, тачек;

2. единственный способ вырыть котлован или траншею в случае отсутствия подъездных путей, наличия большого количества деревьев, зданий, коммуникаций которые нельзя убрать;

3. большие временно-трудовые затраты, привлечение опытных специалистов повлекут и денежные расходы.

Механизированное рытье котлованов осуществляется с помощью мощной строительной техники, для обычных земляных работ применяются бульдозеры, скреперы, экскаваторы, а для разработки площадок на воде – гидромониторы, землесосные снаряды. Иногда возникает необходимость в применении бурильных машин для копки круглых отверстий под опоры или сваи. Для разработки очень большого котлована используются экскаваторы со сменными грейферными ковшами. Они разрабатывают основную породу, а более тонкая работа выполняется менее тяжелой техникой.

Достоинства и недостатки механизированной разработки:

1. под каждый этап работ и тип грунта подбирается соответствующая техника, позволяющая значительно сократить затраты ресурсов на выполнение задачи;

2. грунт сразу же загружается на самосвалы и складируется в отдельном месте;

3. экономия на арендованной технике:

— арендодатель предоставляет своих специалистов по управлению и обслуживанию машины;

— у арендатора отсутствуют затраты на хранение, обслуживание и ремонт.

Для разработки выемки необходимо выполнить следующие подготовительные действия:

1. геодезическая разработка участка – расчет неровностей земляной поверхности, наличие коммуникаций, уровень залегания грунтовых вод, зеленые насаждения в виде деревьев, кустарников, зданий и т.д.

2. проводится анализ грунта, точное местоположение котлована для определения сложности и методов проведения земляных работ. Продумываются подъездные пути и места складирования грунта.

3. ограждение участка забором и обустройство подъездных путей для тяжелой и габаритной строительной техники.

4. разметка и очистка участка от зеленых насаждений, демонтаж ненужных зданий, перекладка коммуникаций, вывоз мусора, иногда необходимо провести вертикальное выравнивание площадки с помощью бульдозеров.

5. на строительном участке снимается верхний слой чернозема и перевозится в место, где он будет защищен от смешивания со строительными материалами или мусором.

После выполнения подготовительных работ проводятся следующие операции по разработке котлована:

1. разметка площадки под рытье котлована.

2. при необходимости проводится разрыхление верхнего слоя грунта.

3. вручную или с помощью механизированной техники роется яма заданных размеров. При этом грунт складируется в отдельном месте или вывозится, обустраиваются откосы, проводится гидроизоляция.

4. при высокой степени разрыхления грунта в вырытом котловане, необходимо улучшить его несущее свойство с помощью уплотнения. Также, это помогает предупредить просадку.

5. контроль размеров готового котлована, уточнение типа грунта, проверка уровня залегания грунтовых вод.

6. проводится рытье сливных ям, колодцев, траншей под коммуникации согласно чертежам.

7. вывоз строительного мусора с участка, чтобы он не мешал проводить дальнейшие работы.

Факторы, которые влияют на проведение земляных работ при рытье котлована:

1. свойства и характеристики грунта — механическая прочность, тип (чернозем, глинозем и т.д.).

2. размеры и назначение строящегося объекта – размеры, тип используемых материалов для постройки определяют вес, глубину и толщину фундамента для здания.

3. заглубление фундамента – зависит от уровня грунтовых вод, глубины промерзания, вида сооружения, функциональных особенностей, количества подвальных этажей.

4. климат местности и время года, в которое проводятся земляные работы – в зависимости от местности грунт способен промерзать на разную глубину, соответственно необходимо потратить больше ресурсов на его оттаивание и рыхление. Кроме того, при неблагоприятных условиях осложняется передвижение по размытой строительной площадке и дорогам к ней, промерзает изъятый грунт, снижается нагрузка на почву.

При рытье глубоких котлованов необходимо обеспечить устойчивость котлована с помощью откосов, распорок или шпунтовых ограждений. Угол и размеры откоса зависят от плотности и влажности грунта, его массы и внутреннего сцепления. Угол откоса для разных типов грунта будет от 15 до 50 градусов. Для глубоких котлованов откосам придают переменную крутизну. Установка шпунтового ограждения (сплошной стенки) проводится при наличии неустойчивого грунта. Она обеспечивает защиту от осыпания краев котлована с помощью забитых в землю столбов (свай, шпунтин).

С увеличением глубины котлована растет горизонтальная нагрузка на его стены, и соответственно, необходимо увеличивать толщину подпорной стенки. Опыт показывает, что котлован глубиной до 4 м может быть укреплен ограждением со сваями диаметром около 300мм, при глубине около 6 м необходимы столбы с диаметром не меньше 600мм, а для котлована глубиной до 8 м подпорной стенки толщиной 1200 мм может быть недостаточно.

При рытье котлована необходимо обратить внимание на установку крепежей и откосов. Самый простой способ — это крепление подпоркой у основания. Самая распространенная ошибка – неправильное закрепление подкоса. Чтобы он не проскальзывал, его необходимо прикопать и забить у его основания кол, а место соединение со столбом связать скобами или брусками. Сами же подкосы нужно обвязать друг с другом деревянными досками или брусками.

При строительстве здания с подвалом или при возведении подпорной стены, возникает ситуация когда нет возможности установить крепь к подпираемому откосу, в таких случаях используются анкерные затяжки. Они забиваются в грунт на расстоянии, равном удвоенной высоте закрепляемого откоса, чтобы сохранить грунт от сползания.

В зависимости от грунта и степени разрыхления, возможно, возникнет необходимость в его укреплении различными способами:

— уплотнение с помощью трамбовочных машин;

— подсыпка песком, смесью или щебнем с дальнейшей трамбовкой;

— цементация – проводят с помощью специальных инъекторов (перфорированных труб) для песчаных грунтов. Цементная смесь соотношением 0,8 к 1 под давлением заполняем пустоты в грунте, затем скважины также заливаются раствором;

— силикатизация проводится с помощью инъекторов, но пустоты заполняются односоставным раствором из жидкого стекла, или двусоставным, состоящим из хлористого кальция и жидкого стекла. Инъектор заполняет пустоты под давлением 3-6 атмосфер в радиусе до 1 м;

— электросиликатизация проводится подобно к силикатизации, но процесс ускоряется за счет пропуска через инъектор постоянного электрического тока.

В больших и глубоких котлованах, иногда, возникает проблема со сбором грунтовых и поверхностных вод. Их присутствие значительно осложняет работу в котловане и ухудшает его качество. Поэтому при рытье котлована организовываются мероприятия по своевременному сбору или отводу таких вод с помощью водоотлива насосами или водопонижением. Сложные и неустойчивые грунты закрепляются искусственными способами: замораживанием, силикатизацией, битумизацией. Все существующие способы защиты котлованов от воды можно условно разделить на следующие типы:

1) открытые способы водопонижения;

2) закрытые способы водопонижения:

а) гравитационное водоудаление;

б) вакуумное водоудаление;

в) электроосмотическое водоудаление;

3) специальные способы задержания грунтовых вод с помощью компрессоров и насосов;

4) уплотнение грунта на стенках и дне котлована.

Все что нужно знать о разработке грунта в котловане экскаватором

Как выпечка торта начинается с замешивания теста на коржи, так и строительство всегда начинается с разработки грунта. А если быть точнее, то с разработки котлованов под фундамент.

Разработка котлована с помощью экскаватора

Для выполнения этих работ применяются экскаваторы – специальные машины, что способны быстро разрабатывать грунт в огромных объемах. Без их способности копать быстро и качественно строительный процесс мог бы затянуться на довольно длительный период.

Назначение и особенности разработки грунта в котлованах

К разработке котлованов и траншей строители обращаются практически всегда. По сути, земляные работы (в особенности копка котлованов) считаются базовыми при выполнении строительства любого типа.

Чтобы понять их важность, достаточно вспомнить о том, что каждый дом стоит на фундаменте. Без фундамента невозможно построить полноценное строение. Его так и будут именовать малой архитектурной формой. Только фундамент способен укрепить здание, выдерживать серьезные нагрузки и передавать их на нижестоящие грунты.

Причем копать котлован под фундамент нужно в обязательном порядке, так как его углубление стабилизирует будущее строение. Достаточно только вспомнить, что чем выше и сложнее здание, тем глубже у него будет залегать фундамент.

Обратная корреляция этих показателей является довольно относительной, но тем не менее, определенная зависимость имеется.

Копать котлован нужно конкретно под фундамент, предварительно сделав расчет фундамента. Котлованом называют разработанный участок грунта крупных размеров. Он, как правило, имеет прямоугольную форму, укрепленные стенки, а его рытье производится с помощью специальной техники.

Котлованы предназначаются для установки цельных фундаментов, подготовки подушки (особенно важна песчаная подушка на пучинистых грунтах) под фундамент и т.д. Если оценивать объемы выходящего грунта, то по этому параметру котлованы считаются самыми крупными в своем классе.

Гусеничный экскаватор Hyndai с обратной лопатой, во время работы

Для рытья траншей характерны немного другие габариты. Размеры траншей вытянуты в одном направлении. Траншея – это продолжительный канал, выкопанный в земле. Ее ширина может начинаться от 50 см и доходить до 5 метров. Глубина тоже может быть довольно серьезной.

Для некоторых траншей, рытье которых необходимо для прокладки глубокозалегающих фундаментов, этот параметр может равняться 4-6 метрам. Совершенно очевидно, что в таком случае копать траншею можно, только предварительно ее укрепив.

Траншеи надо копать, если необходимо проложить специальные коммуникации, скрыть трубы, кабеля и т.д. Также к копке траншей прибегают, когда необходимо проложить ленточные фундаменты.

В отличие от цельных (монолитных фундаментов), ленточные основания устанавливают только под несущие стены дома, а значит и разрабатывать полноценный котлован с выемкой огромного количества грунта здесь нет надобности.

Выполняют разработку котлованов экскаватором. Раньше рытье грунта осуществлялось с помощью ручных инструментов, но сейчас от них практически отказались.

Причины такого решения заключаются в исключительной эффективности экскаваторов. Не имеет значения, стоит у них обратная или прямая лопата, в любом случае этот механизм будет копать грунт в десятки раз быстрее бригады землекопов.

Пока даже несколько человек будут копать штыковыми лопатами затвердевшую землю, экскаватор единственным использованием ковша разработает в несколько раз больше грунта. Конечно, крупные модели такого оборудования предназначаются для довольно грубой копки.

Разработка первого уровня котлована колесным экскаватором с обратной лопатой

Исключения составляют действительно качественные машины с опытным водителем. Но даже в этом случае экскаваторщику часто помогают обычные землекопы, которые доделывают за ним тонкие участки работы. Например, выравнивают дно траншей, укрепляют стены котлованов и т.д.

Польза экскаваторов неоспорима, именно поэтому их так высоко оценили на современном строительстве. Только представьте себе, сколько времени уйдет на разработку котлована глубиной в 2 метра и размерами 10×15 метров у обычной бригады рабочих.

А хороший экскаватор выполняет рытье грунта с производительностью 50-100 кубических метров грунта в час. А это значит, что при должном усердии и отсутствии проблем эта машина способна завершить работу за несколько рабочих смен.

А ведь такие котлованы копают под сравнительно небольшие двухэтажные коттеджи. Для крупных многоэтажных домов надо копать котлован глубиной не меньше 4 метров. Ну а его габариты могут доходить до отметок в 50-100 метров по одной из сторон.

Конструкция, принцип работы и виды экскаваторов

Теперь обратимся к особенностям самих экскаваторов. Как мы уже разобрались, экскаватор – это машина что предназначена для разработки грунта специальным ковшом. Работает она за счет бензинового или дизельного двигателя, который передает усилия на гидравлические приборы.

С помощью гидравлики вращается кабина экскаватора, управляется его лопата, рука экскаватора и т.д. Контроль над всем этим осуществляет человек. Чем опытнее водитель, тем быстрее он будет справляться с работой. Действительно опытные экскаваторщики на стройке очень ценятся, ведь они выполняют работу не только быстро, но и качественно.

Чего только стоит тот факт, что в мире существуют соревнования экскаваторщиков, в которых необходимо перенести яйцо в ложке из одного места, в другое. При этом рабочим инструментом для соревнующихся остается обратная лопата.

Погрузка разработанного грунта из котлована на грузовики

Схема действия экскаватора довольно проста. Именно из-за простоты такая схема и ценится. Его чрезвычайно сложно повредить, гидравлика выдерживает серьезнейшие нагрузки, а в случае поломки запчасти можно быстро заменить.

Что же до разновидностей такой техники, то их тоже есть несколько. От разновидностей экскаваторов зависят его возможности и схема, по которой будет вестись копка или рытье грунта.

В первую очередь экскаваторы делят по типу рабочего инструмента. В наших краях часто применяется:

• прямая лопата;
• обратная лопата;
• грейфер;
• драглайн.

Прямая лопата – это лопата, внутренности которой развернуты в другую сторону от экскаваторщика. С ее помощью легче производить забор грунта снизу вверх, тем самым обтесывая нависающий утес котлована. Схема рытья такой лопатой довольно проста. Ковш погружается в грунт снизу, затем зачерпывает его за счет движения вниз и прямо.

Обратная лопата на строительстве встречается намного чаще. Можно сказать, что обратная лопата и ее схема работы – это чисто строительный снаряд. В то время как прямые образцы чаще используют для карьерной разработки грунта.

Обратная лопата очень похожа на прямую, только развернута она к экскаваторщику и действует прямо противоположным образом. Схема действия очень проста. Обратная лопата погружается в грунт, и за счет движения вниз и назад (или к себе, если смотреть из кабины) выполняется рытье котлована.

Обратная лопата позволяет выполнять рытье траншей, котлованов и других земляных пространств с довольно высокой точностью.

Колесный экскаватор с грейферным ковшом

Грейфер – это мощный двойной ковш, который зачерпывает грунт. Его часто можно встретить на кранах, однако и экскаваторщики пользуются подобным оборудованием.

Схема грейфера напоминает челюсти. Его опускают в открытом виде на разработанный грунт, затем смыкают ставни и поднимают. Под давлением грейфер закрывается, захватив с собой определенное количество грунта.

Драглайны на стандартной стройке практически не используются, но не вспомнить о них тоже нельзя. Драглайновый экскаватор пользуется прямым ковшом, что передвигается по стреле за счет сложной системы тросов. С его помощью производится рытье шахт, котлованов под разработку грунта и т.д.

Также учитывается количество рабочих элементов экскаватора. В этом плане их делят на:

• одноковшевые;
• двухковшевые.

В первом случае мы рассматриваем классический мобильный экскаватор средней производительности.

Во втором же мы имеем дело с мощной машиной, что способна выполнять куда более серьезные объемы работ. Чаще всего на двухковшевом экскаваторе оборудована обратная лопата и бульдозерный ковш. Лопата стоит сзади машины, а бульдозерный ковш на фронтальной ее части. Таким образом, техника становится чрезвычайно функциональной.

В таких экскаваторах кабина является поворотной. В одном положении водитель управляет ходовой частью и бульдозерным отвалом. В другом же фиксирует механизм на опорах, и занимается рытьем грунта.

По типу ходовой части их делят на:

• колесные образцы;
• гусеничные образцы.

Экскаваторы на колесной базе очень удобны и мобильны, однако проехать смогут не везде. Также колеса можно пробить, если придется проходить сложные участки с торчащей арматурой или чем-то подобным. А таких участков на стройке хватает.

Укрепление стен разработанного котлована

Гусеничные модели намного тяжелее, их нельзя долго эксплуатировать на асфальте или бетоне (основание разрушается под давлением гусениц), но зато они намного мощнее, не нуждаются в дополнительной стабилизации и имеют исключительную проходимость.

Технология рытья котлованов экскаватором

Схема рытья траншей и котлованов имеет свои нюансы, но в общем, не является чем-то действительно сложным. Работу производят по мобильной технологии, и участвует в ней не только один лишь экскаватор.

Также необходимо организовать отвоз грунта с участка, обслуживание траншей или экскаваторов (доработка их формы и укрепление стен) и т.д. Если собрать все процессы воедино, то мы увидим следующую картину.

1. Организовываем геологический анализ почвы, грунтов, подбираем необходимое оборудование.
2. Сканируем почву на предмет наличия коммуникационных связок. Если таковы имеются, то отключаем их и обводим вокруг участка.
3. Начинаем разработку грунта с одной из сторон.
4. Продолжаем работу, пока не снимем первый слой грунта.
5. Организовываем грамотный подъезд техники в котлован.
6. Снимаем слой за слоем, пока полностью не завершим работу.
7. При необходимости дорабатываем или укрепляем стенки котлована.

Как видим, схема работы достаточно проста. Всю технологию, уровень погружения и другие нюансы постоянно контролирует команда геодезистов. Они с помощью нивелиров и теодолитов определяют безопасный уровень разработки и указывают экскаваторщику на его недочеты или будущий фронт работ.

Отметим также схему действия самого экскаватора. Для его постоянной работы необходимо, что машина не простаивала и могла отгружать грунт оперативно.

Для этого прилаживают несколько грузовых машин с отвалами. Экскаватор будет вырабатывать грунт, и сразу же грузить его в кузов грузовика. Затем грузовик едет освобождаться от породы, а на его место встает новый. Таким образом, два грузовика способны максимально ускорить весь рабочий процесс.

В конце разработки внутрь котлована запускают миниатюрную технику и рабочих, которые доделывают все нюансы, укрепляют стенки и выравнивают недочеты за экскаваторщиком. Затем остается только устроить в котловане гравийную подушку, и дело сделано.