Глава 20. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОТЛОВАНОВ
20.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Проекты разработки котлованов составляют в тех случаях, когда глубина котлована превышает 2 м и для его устройства требуется применение каких-либо защитных мероприятий — сложных ограждений, глубинного водоотлива и т.д. Проект разработки котлована должен включать в себя чертежи котлована (в том числе чертежи креплений стен, схемы расположения водопонизительных средств и т.д.) и указания о комплекте машин для выполнения всех работ, о расстановке землеройных машин и транспортных средств в забое, о способах производства работ и последовательности выполнения операций, о производительности землеройных машин, а также данные о потребности в основных материалах.
При проектировании котлованов и траншей, устраиваемых в непосредственной близости и ниже уровня заложения существующих сооружений, необходима разработка мероприятий против осадки и деформации этих сооружений. К этим мероприятиям относятся:
- – забивка шпунтовой стенки, ограждающей основание существующего здания;
- – закрепление грунтов основания силикатизацией или цементацией;
- – заглубление подошвы существующего фундамента ниже дна проектируемого котлована путем подводки под него нового фундамента.
Выбор типа мероприятий зависит от геологических и гидрогеологических условий, величины заглубления и других местных условий и проводится на основе технико-экономического сравнения вариантов.
В зависимости от свойств грунта, глубины выработки и наличия подземных вод котлованы устраивают с откосными или вертикальными стенками. В маловлажных грунтах природного сложения допускается устройство котлованов и траншей с вертикальными стенками без креплений, если они оставляются открытыми на непродолжительный срок. При отсутствии вблизи будущего котлована или траншеи существующих фундаментов глубина выемки с вертикальным откосом (в зависимости от грунтов) не должна превышать следующих величин, м:
- – в дресвяном, гравийном, песчаном грунтах и супесях пластичных 1;
- – в супесях твердых, суглинках и глинах мягкопластичных 1,25;
- – в суглинках и глинах тугопластичных 1,5;
- – в суглинках и глинах полутвердых 2;
- – в суглинках и глинах твердых 3.
При большей глубине выемки необходимо предусматривать крепление стенок котлована или разрабатывать выемку с откосными стенками.
При благоприятных условиях, исключающих возможность оползней, сдвига, неравномерных просадок, распыления грунтов, при однородности сложения грунтов и отсутствии подземных вод крутизна откосов котлованов и траншей, выполненных без креплений, должна быть не более величин, указанных в табл. 14.1.
При глубине котлована более 5 м крутизна откосов принимается по расчету.
При наличии подземных вод выше отметки дна котлована в проекте должны предусматриваться мероприятия по защите котлована от притока этих вод. К этим мероприятиям относятся:
- – устройство открытого водоотлива;
- – искусственное понижение уровня подземных под (глубинный водоотлив);
- – устройство противофильтрационной завесы;
- – замораживание грунтов;
- – применение шпунтового ограждения.
Разработка грунта в котлованах и траншеях производится экскаваторами, скреперами, бульдозерами и другими землеройными механизмами, а также с применением средств гидромеханизации.
На рис. 20.1 приведены различные схемы крепления вертикальных стен котлована. При больших глубинах котлована (до 5 м) применяется консольная (безанкерная) шпунтовая стенка (рис. 20.1, а). Распорные крепления (рис. 20.1, б) применяются при ширине котлована до 15 м. В зависимости от глубины котлована они могут быть с одним ярусом распорок, с двумя и т.д. Анкерные крепления (рис. 20.1, г, д) представляют собой анкерные тяги, передающие усилия от крепи на анкерные сваи или плиты, и применяются для широких котлованов, а также в тех случаях, когда крепления распорного типа мешают возведению фундаментов. Подкосные крепления (рис. 20.1, а) используются при ограждении стен широких котлованов, когда невозможно применить распорный или анкерный тип крепления. Подкосы устанавливаются в один-два ряда по высоте.
Ограждение конструкций стен котлованов устраивается: из железобетонных забивных или буронабивных свай (рис. 20.2, а); из сплошной железобетонной стенки, выполняемой способом «стена в грунте» или способом «секущихся» скважин (рис. 20.2, б); из деревянного, железобетонного (рис. 20.2, в) или металлического (рис. 20.2, г) шпунта; из прокатных профилей (рис. 20.2, д).
Ограждения стен котлована, показанные на рис. 20.2, а, д, применяются при связных грунтах и отсутствии подземных вод, а ограждения, приведенные на рис. 20.2, б, в, г — при несвязных и водонасыщенных грунтах.
В табл. 20.1 указан сортамент стального шпунта, прокатываемого отечественными заводами.
| Схематический профиль шпунта | Условное обозначение профиля | Размеры, мм | Площадь поперечного сечения, см 2 | Масса 1 м длины, кг | Момент инерции, см 4 | Момент сопротивления, см 3 | ||||||
| B | H | h | d | t | ||||||||
| сваи | 1 м стенки | сваи | 1 м стенки | |||||||||
 | ШП-1 | 400 | 103 | 81 | – | 10 | 82,5 | 64 | 332 | 830 | 74 | 125 |
 | ШП-1 | 400 | 110 | – | 10 | 10 | 64 | 50 | 730 | 1230 | 114 | 285 |
 | Л-III | 400 | 168 | 34 | 9,5 | 13 | 80 | 62 | 2760 | 23200 | 258 | 1600 |
| Л-IV | 400 | 180 | 35,5 | 11 | 14,8 | 94,6 | 74 | 4660 | 39600 | 405 | 2200 | |
| Л-V | 420 | 180 | 36 | 13 | 20,5 | 127,6 | 100 | 6243 | 54000 | 420 | 3000 | |
Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения
Источник
Чертеж котлована. Пример выполнения
Иногда конструктору приходится чертить план котлована, на самом деле это самый простой чертеж – с минимумом линий и обозначений. Сейчас разберем на примере, как начертить котлован.
Откосы котлована
Начнем с откосов. Вертикальные откосы нормами допускаются очень редко (при глубине котлована менее 1,5 м для отдельных типов грунтов). Для разных типов грунта нормируется разный уклон, который напрямую связан с углом внутреннего трения. Вообще что представляет собой угол внутреннего трения? Если грубо, то кучка грунта, насыпанная конусом под углом внутреннего трения, не будет стремиться осыпаться – грунт держит сам себя. Если угол конуса попытаться сделать круче, то грунт «поедет», это чревато обрушением, а в случае котлована обрушение означает возможные человеческие жертвы.
Если вы не ограничены в плане габаритами участка, существующими сооружениями и коммуникациями, можете смело делать откосы котлована под углом 45 градусов – этот угол почти всегда допустим (кроме насыпных грунтов). Более пологие углы не рациональны – и места по площади много занимают, и работы для экскавации больше. Более крутые углы нужно проверять в литературе (допустимы ли они для данного типа грунта).
Ниже дана таблица из СНиП III-4-80 «Техника безопасности в строительстве» (в России он заменен на более новый).
Отношение 1:1 – это и есть 45 градусов (когда ширина откоса в плане равна глубине котлована). Отношение 1:05 – более крутой откос под 60 градусов (когда глубина котлована в два раза больше, чем ширина откоса в плане), отношение 1:1,25 – более пологий (для насыпных неуплотненных грунтов при глубине котлована 5 м и более).
Помните, если участок, на котором вы проектируете фундамент, стесненный какими-то обстоятельствами, всегда перед началом проектирования нужно продумать процесс производства земляных работ, чтобы потом не оказалось, что дом вообще не могут построить.
Пример 1. Самый простой случай. Участок ровный, абсолютная отметка существующего грунта 51,30. За отметку 0,000 в проекте условно принята отметка 52,07. Отметка низа фундаментной плиты -3,000. Под плитой предусмотрена подготовка из бетона толщиной 100 мм. Площадка строительства ничем не стеснена, грунт – суглинок.
Кстати, обратите внимание, абсолютные отметки обычно указываются с двумя знаками после запятой, а относительные – с тремя.
Определим абсолютную отметку низа фундаментной плиты: 52,07 – 3,0 = 49,07 м.
Определим абсолютную отметку дна котлована (низа подготовки): 49,07 – 0,1 = 48,97 м.
Глубина котлована: 51,30 – 48,97 = 2,33 м.
Принимаем наиболее удобный угол откоса котлована – 45 градусов.
Пошаговая инструкция к выполнению чертежа котлована:
1. Наносим сетку из крайних осей и контур фундамента котлована.
2. Отступаем от контура фундамента наружу 100 мм, получаем тем самым контур подготовки.
3. Отступаем от контура подготовки наружу 500 мм – допустимый минимум до начала откоса, оговоренный нормами (раньше он был 300 мм). Это будет линия контура дна котлована.
4. Отступаем от контура дна котлована 2,33 м (глубину котлована) – т.к. откосы под углом 45 градусов, то размер откосов в плане равен глубине котлована. Это будет линия верха откоса. Наносим по ней условное обозначение для откосов в виде чередующихся коротких и длинных черточек, перпендикулярных контуру.
5. Удаляем все лишние линии (фундамент, контур подготовки), наносим отметку дна котлована и отметку существующей земли.
6. Наносим недостающие размеры – привязку углов котлована к осям.
7. Добавляем примечание о соответствии относительных отметок абсолютным.
8. По желанию делаем разрез (обозначаем на нем отметки и уклоны откосов).
Считать объем вынимаемого грунта – это работа сметчиков. Спецификации на чертеже тоже никакой нет.
Въезд в котлован разрабатывать не нужно, это забота ПОС (проект организации строительства), т.е. отдельные деньги.
Пример 2. Тот же котлован, только грунт с уклоном в одном направлении (абсолютные отметки существующей земли показаны на рисунке ниже). За отметку 0,000 в проекте условно принята отметка 52,07. Отметка низа фундаментной плиты -3,000. Под плитой предусмотрена подготовка из бетона толщиной 100 мм. Грунт – суглинок, откосы требуется сделать максимально крутыми.
Итак, у нас перепад грунта в одном направлении – от 53,50 до 51,70 м, при этом на съемке отметки указаны в конкретных точках на плане.
В такой ситуации проще начать с разреза котлована.
Переведем имеющиеся у нас абсолютные отметки в относительные.
Абсолютная отметка 53,50 м соответствует относительной 53,50 – 52,07 = 1,430 м.
Абсолютная отметка 51,70 м соответствует относительной 51,70 – 52,07 = -0,370 м.
Отметка дна котлована равна -3,100 м.
Проще всего посмотреть алгоритм построения котлована будет на видео.
Как видите, все не так уж сложно. А чертеж в итоге будет выглядеть вот так.
Источник
Проекты и чертежи котлована
Котлован – это выемка в грунте, которая выполняется для строительства фундаментов, подземных сооружений, прокладки коммуникаций и других работ. Проект котлована разрабатывается при проектировании объекта и входит в состав документации на здание. Проект нужен, если выемка грунта выполняется на глубину больше 2 м, при строительстве котлована с укрепленными стенами, и при организации водоотвода.
Разработка проекта котлована начинается с изучения информации о площадке для строительства. Выясняют состав грунта, плотность и несущую способность, уровень грунтовых вод, глубину промерзания земли. Изучают проекты близко расположенных зданий, подземных сооружений и коммуникаций. В проекте предусматриваются меры по предотвращению разрушения объектов, которые расположены в зоне строительства: опор мостов, линий электропередач. Производится согласование проектной документации с организациями, которые эксплуатируют эти объекты.
При проектировании выполняют чертеж котлована, разрабатывают условия организации и выполнения работ, и планируют защитные мероприятия.
Размеры котлованов определяют с учетом параметров строящихся объектов и условий безопасности. Размеры в плане увеличиваются на величину опалубки, толщину гидроизоляции, величину проходов для людей при строительстве. При разработке плана, для предотвращения обрушения, предусматривают откосы или укрепление стенок.
Чертеж плана котлована разрабатывается в зависимости от глубины выемки, состояния грунта и нормативов строительных работ:
— с откосами;
— с вертикальными стенками.
Откосы выполняют в сухих, плотных грунтах. Если глубина менее 5 м, то крутизна откоса определяется по нормативам. Если – более 5 м, то величина крутизны рассчитывается. Котлованы без откосов выполняют без крепления и укрепленные. Без крепления – в сухих, устойчивых грунтах, ненадолго. Для укрепления земли используют шпунтовые заграждения, анкерные или закладные крепления.
Чертеж котлована под фундамент предусматривает размещение устройств для снижения уровня воды. При проектировании земляных работ рассчитываются объемы грунта, который вынимается при строительстве фундамента, траншей для заезда и выезда техники. Производится расчет объемов работ по обратной засыпке землей выемок, сбоку от фундамента. При проектировании земляных работ для строительства можно использовать типовой проект котлована. Скачать чертежи и расчеты, и переработать согласно конкретным условиям, можно при условии соблюдения требований СНИП и норм безопасности. Используется и проект котлована dwg, который хранит многомерные данные в пространственном изображении.
Источник