Земляные работы. Устройство котлованов

Фундамент выступает в качестве одной из основных частей любого здания, поэтому от качества его возведения будет зависеть срок эксплуатации постройки. На первом этапе возведения основания необходимо вырыть котлован. Его форма зависит от типа фундамента.

Разновидности котлованов

Прежде чем заняться устройством котлована, необходимо рассмотреть его основные разновидности. На сегодняшний день известны критерии, по которым котлованы классифицируются на отдельные подвиды. С ними следует ознакомиться:

• необходимость наличия угловых креплений;
• количество откосов или их отсутствие;
• наличие наклонных стенок траншеи или котлована.

Последний фактор определяется основанием, которое может быть плитным или ленточным. Если на участке планируется возводить ленточный фундамент, то котлован будет иметь вид траншеи, располагающейся по периметру и в тех местах, где будут несущие стены.

Если вы планируете возведение плитного фундамента с подвалом, то котлован должен располагаться по периметру дома и в том месте, где будет находиться цокольный этаж. Перед началом работы необходимо осуществить земляные работы, они предусматривают:

• определение типа почвы;
• проведение анализа здания;
• выполнение расчета глубины котлована;
• проведение анализа климатического состояния региона.

Тип почвы определяется специальной экспертизой. Этот этап является обязательным, ведь с его помощью можно определить глубину основания, что обеспечит надежность и прочность здания в процессе эксплуатации. Можно осуществить ещё и анализ здания, которое будет выстраиваться на участке. Необходимо знать вес постройки, а также нагрузку на фундамент. Важно предусмотреть наличие самых мелких деталей, вплоть до материалов отделки полов, стен и кровли.

Разработка котлована

Перед устройством котлована проводится его разработка. Если работами вы планируете заняться самостоятельно, то понадобится много времени, терпения и сил. Но это позволит сэкономить. Работы следует начинать с определения глубины котлована. Для того чтобы узнать, каков будет объем котлована, необходимо воспользоваться формулой v= н/6 (2а + а1) в + (2а1 + а) в1. Высота котлована определяется буквой н, тогда как размеры сторон – это а и в. Длина котлована по верхней части – это а1 и в1. А вот коэффициент откоса обозначается буквой т.

Как только удастся определить объем котлована, необходимо рассчитать объем засыпки. Для этого из объема котлована вычитается общий объем. Глубину можно определить по грунту, а не по черновой отметке. Перед выемкой почвы следует определить глубину, на которой будет осуществляться копка. Это значение определяется составом почвы и нагрузкой от самого дома. Для определения давления здания на фундамент следует использовать формулу а = f/a (мн/m*m). При этом нагрузка от здания будет разделена на площадь нижней части основания. Как только размеры котлована были определены, можно приступать к его выкапыванию.

Процесс выполнения рытья

Устройство котлована осуществляется по определенному алгоритму. На первом этапе подготавливается участок, с него снимается верхний слой, при этом углубиться необходимо примерно на 40 см. Если имеется дополнительная влага, то ее следует отвести от участка.

Специальные опоры в виде брусьев позволят исключить сползание грунта по стенам котлована, когда будет осуществляться удаление почвы на заданную глубину. Это верно для 125 см. Если же это значение увеличивается до 500 см, то в котловане обустраиваются ступени, а их глубина определяется специалистами.

Подробное рассмотрение технологии земляных работ

Устройство котлована является довольно сложным процессом. Для его выполнения одного человека недостаточно. Высокой сложностью отличаются работы в глубине земли, ведь необходимо принять меры по предотвращению сползания почвы. На первом этапе снимается плодородный слой грунта, ведь он отличается высокой биологической активностью и не может выполнять роль несущего основания. Время от времени он изменяется в объеме, поэтому не может служить надежным основанием для фундамента здания.

Для удаления этого слоя рекомендуется использовать специальную технику или обычные инструменты. Выбор конечного варианта будет зависеть от материальных возможностей. Устройство котлована под фундамент будет предусматривать необходимость выемки грунта по всей площади дома, если здание будет иметь подвальное помещение. Специальная техника при этом используется в обязательном порядке.

Выемка грунта осуществляется постепенно, а строительное оборудование устанавливается на 80 см от начала фундамента. Почву следует располагать вблизи оборудования. Если устройство котлована под фундамент не предусматривает наличия подвала, то достаточно будет ленточного основания. Такие работы обходятся дешевле, чем те, что предусматривают обустройство плитного фундамента.

Особенности рытья

Рытье котлована осуществляется с особой осторожностью. Если грунт состоит из гравия и песка, то минимальная закладка должна быть равна 100 см. Углубиться предстоит на 125 см, если работать вы будете с супесчаной почвой. Глина и суглинки предполагают углубление на 150 см. Плотный грунт предусматривает наличие более глубокого фундамента, который закладывается на 2 м.

Для того чтобы исключить осыпание почвы, необходимо обеспечить уклон на стенах. Если высота стен фундамента будет равна примерно 150 см, то необходимо применить следующие значения. Когда работа осуществляется на песчаной почве, то уклон должен быть равен 60°. При уклоне почвы в 45° соотношение будет равно один к одному. Иногда разработка и устройство котлована предполагают работу на почве с большим количеством супесей. При этом уклон достигает 75°, а соотношение будет равно 1 к 1/4. Когда работать предстоит с глинистой почвой или той, что имеет высокую твердость, то соотношение будет равно 1 к 0 при уклоне в 90°.

Перед началом заливки для исключения сползания грунта необходимо использовать опоры из дерева. Соорудить их самостоятельно очень просто. Важно предусмотреть процесс засыпки пазух. Он является важным, так как проводится при минимальном давлении грунта. Засыпка осуществляется постепенно, материал при этом хорошо уплотняется. Оптимальная толщина каждого слоя при засыпке равна 20 см. Уплотнение грунта следует осуществлять ручным способом.

Отмостка должна изготавливаться от начала уплотнения. Важно позаботиться о наличии гидроизоляции котлована, что делается ещё до начала установки опалубки. Для этого обычно используется рубероид или материал из асбестоцемента.

Рекомендации по устройству котлована

Технология устройства котлованов может предусматривать заглубление основания на 3 м и больше. При этом обустраивается специальное ограждение из стали, его диаметр должен составить 30 см. Когда глубина достигает 6 м, требуется наличие специальной подземной стены, ее толщина должна составить 60 см. Когда глубина превышает 7 м, толщина стены должна достигать 1 м.

Устройство дна котлована предполагает его уплотнение, если почва достаточно мягкая. Для этого засыпается подушка из гальки или щебня. Стены приобретут при этом дополнительную стойкость. Когда грунт отличается высокой влажностью, рабочие должны позаботиться о наличии дренажа в виде слоя щебня. Нужно обратить внимание еще и на надежность откосных углов и частей. От начальной части основания котлована устанавливается подпорка. Следует надёжно укрепить подкосы.

Для того чтобы исключить проскальзывание и обеспечить фиксацию подкосов, нужно использовать обвязочный брус или скобы. Устройство траншей и котлованов, которые будут заглубляется больше чем на 5 м, предполагает проведение работ по защите стен от осыпания. Для этого устанавливаются скобы, а для крепления конструкции используется обвязочный брус, укрепляемый на стенах с помощью накладок и болтов. Это позволяет исключить ещё и усадку почвы.

Анкерные затяжки позволяют фиксировать котлован, который устраивается при возведении фундамента здания с подвалом. Анкеры должны находиться в месте двойной высоты установки откосов. Крутизна откоса определяется заглубленностью фундамента и типом грунта. Например, если при строительстве здания на грунте насыпного типа будет обустраиваться котлован на 150 см в глубину, то нижний участок откоса должен находиться в одном метре от стен котлована.

От глубины залегания основания и типа почвы будет зависеть степень крутизны. Наиболее подходящее значение этого показателя равно пределу от 25 до 60°. От увеличения угла обустройства откоса зависит объем земляных работ. Чем выше угол уклона откоса, тем больше средств потребуется на земляные работы. Устройство котлованов лучше осуществлять в летнее или осеннее время. При этом уровень влажности грунта окажется минимальным.

Вырытый зимой котлован имеет более высокую стоимость, как и строительство фундамента. Весной или поздней осенью уровень подземных вод находится максимально высоко, поэтому данные периоды не подходят для проведения работ по рытью.

Типовая технологическая карта на работу над котлованом

ТТК на устройство котлована составляется в момент проектирования здания. Если работы проводятся в мокрых грунтах второй группы, то глубина залегания может быть равна пределу от 2,5 до 9,1 м. Работы лучше осуществлять в летнее время. При составлении разбивочного чертежа необходимо нанести отметки дна котлована. Данные чертежа переносятся на обложку, которая имеет в составе столбы, прочно закопанные в землю. К ним прибивают доски, установленные на ребро с внешней стороны.

При разбивке котлована для больших фундаментов определяется контур на местности и на углах устанавливается обноска. Между противоположными обносками натягивается проволока. На обносках указывается глубина котлована. Перед началом рытья траншеи или котлована с откосами вешки устанавливаются от оси и вдоль бровок.

Если использовать одноковшовый экскаватор, то по мере увеличения плотности почвы производительность будет снижаться. Она зависит ещё и от способа разработки грунта. На этот показатель влияет еще и вместимость ковша. Производительность экскаватора повышается, если угол поворота стрелы будет уменьшен.

Экскаватор должен располагаться на рабочем месте, которое называется забоем. Его формы и геометрические размеры будут зависеть от оборудования и параметров, а также видов транспорта и размеров выемки. Устройство котлованов в грунтах, которые имеют повышенную влажность, предусматривает расположение транспортных средств и экскаватора таким образом, чтобы средний угол поворота оборудования от места заполнения ковша до места выгрузки оказался минимальным. Это требование обусловлено тем, что на поворот стрелы расходуется примерно 70 % рабочего времени цикла.

Особенности крепления котлованов

Устройство и крепление котлованов проводятся в обязательном порядке, если глубина залегания основания для крупнообломочной почвы составляет больше 1 м. Для грунтов высокой плотности этот параметр равен 2 м. Если вышеуказанная глубина не превышена, но работа осуществляется во влагонасыщенной почве с высоким уровнем грунтовых вод, то укрепление котлована в области откосов проводится в обязательном порядке.

На сегодняшний день известно два метода укрепления откосов, первый предполагает создание ограждающих шпунтовых сооружений, тогда как второй - отдельное укрепление с цементацией стенок. Для крепления используют не только шпунты, но и трубы. Наиболее надежный способ – это цементация откосов, но данный метод имеет один важный недостаток, который выражен в высокой стоимости.

Метод используется в тех случаях, когда соседние здания располагаются слишком близко, чтобы исключить вибрационное воздействие. Для этой цели можно использовать ещё и бурение с погружением свай шпунтового ограждения. Этот метод сводит к минимуму вибрации при погружении опор. Для укрепления откосов в некоторых случаях использование шпунта практичнее, чем цементация. Это обусловлено тем, что шпунтовые сваи после завершения работы можно извлечь и использовать повторно.

Особенности устройства фундамента

Устройство котлована (СНиП 3.02.01-87 регламентирует этот процесс) после завершения данного этапа предусматривает закладку основания. Если речь идёт о ленточной конструкции, то на дно котлована укладывается подушка, которая будет обеспечивать надежность, долговечность и прочность здания. В качестве неё выступает бой кирпича, щебень или песок. Можно использовать еще и гравийную подушку. Ее толщина составляет 200 мм или больше.

Если речь идет о песке, то для его уплотнения используется холодная вода. Сверху закладывается щебень или бой кирпича. Верхний слой подушки должен получиться максимально ровным, для проверки этой характеристики нужно использовать уровень. Закладывая подушку, вы должны обеспечить гидроизоляцию, для того чтобы при затвердевании бетона влага сохранялась максимально долго.

Устройство фундамента в котловане на следующем этапе предполагает установку опалубки и заливку бетона. Однако для начала необходимо осуществить армирование. Опалубка выполняется из досок или металлического профиля. Можно использовать любые подручные средства, главное, чтобы поверхность изнутри была ровной, ведь это скажется на внешнем виде бетонной конструкции.

На этом этапе предусматриваются отверстия, например под водопровод, вентиляцию и канализацию. Для этого в указанных местах перед заливкой устанавливаются трубы соответствующего диаметра. Заливка бетона выступает в качестве заключительного этапа. Для этого подготавливается раствор из цемента, щебня и песка. Рекомендуемые пропорции: 1: 3: 3.

Заключение

При самостоятельной разработке и устройстве траншей необходимо осуществить множество работ, в том числе подготовительные. Они предусматривают получение разрешения на строительство, а также проведение геодезических исследований. Если работами по устройству котлована вы планируете заняться самостоятельно, то это позволит сэкономить дополнительные денежные средства.