Разработка грунта под фундаменты
Разработка траншей и котлованов проводится сразу после старта строительства, по сути это первый рабочий процесс, с которого начинается возведение здания или дома. Очевидно, что котлованы зависят от вида работ, проекта строений, если траншеи разрабатываются именно для этих целей. На практике до появления компактной и легкой спецтехники при строительстве небольших зданий и домов на индивидуальных участках был применим только ручной способ разработки.
Сейчас возможности индивидуальных владельцев гораздо шире, можно, в зависимости от затрат, арендовать компактный экскаватор CAT, с помощью которого сделать котлован под фундамент дома в течение нескольких часов. Особенно это актуально для тех людей, которые хотят возвести легкую конструкцию дома — например, из пенобетона или каркаса — за летний сезон. В этом случае время работ является определяющим, причем стоимость машины для разработки грунта будет вполне приемлемой.
Методы и допустимые требования при разработке грунта
Разработка грунта под фундаменты может проводиться на разную глубину, которая зависит от типа фундамента и характера возводимого здания. Речь идет о малоэтажном и многоэтажном строительстве, которое, очевидно, требует разной глубины закладки бетона. Допускается разработка грунта вручную, если предусмотрено устройство ленточного малозаглубленного и столбчатого фундамента.
При строительстве дома с цокольным или подвальным этажом грунт вынимают с помощью экскаватора. При типичных габаритах индивидуального дома используют машину с емкостью ковша 0,25-0,65 м3 и обратной лопатой. Это может быть спецтехника на шасси или экскаватор-погрузчик. Машина устанавливается на расстоянии максимум 70 см от края котлована. Технология разработки грунтов предполагает, что при экскаваторной разработке не добирается 10-15 см, их разрабатывают вручную непосредственно перед закладкой фундаменты.
При разработке грунта под объемные фундаменты нужно следить, чтобы отсутствовали электролинии в радиусе действия ковша. В какой-то степени это касается и индивидуальных участков. Важно при котлованных работах знать места подземной прокладки кабеля. Разработка грунта бульдозером должна учитывать все проходящие в районе котлована коммуникации. Грунт, который используется для обратной засыпки, должен находиться на расстоянии минимум 1 метра.
Внимание! Котлованы и траншеи в вертикальными стенками допустимы только в нормальных и естественно увлажненных грунтах и в отдалении от грунтовых вод.
Приведем требования к глубине выемки в зависимости от типа грунта:
- в особоплотных грунтах — не более 2 м;
- в глинистых и суглинистых — не более 1,5 м;
- в гравелистых и песчаных — не более 1 м;
- в супесчаных — не более 1,25 м.
Если необходим котлован с большей глубиной, делаются откосы или вертикальные крепления. Допустимая крутизна откосов зависит от типа грунта и глубины котлована (при естественной влажности):
- глубина 1,5 м: песчаный грунт — 63°, супесь — 76°, суглинки и глины — 90°;
- глубина от 1,5 м до 3х: песчаный грунт — 45°, супесь — 56°, суглинки и глины — 63°.
Внимание! В траншеях без креплений устройство фундамента производят сразу после разработки грунтовых масс.
При условии, что траншея подразумевает нахождение в ней рабочих во время проведения работ, ширина должна быть не менее 0,7 м, включая крепления. Соблюдение правил позволит избежать обрушения стенок, сползания грунта и т.д. Ширина траншей должна быть не меньше, чем рекомендованные требования:
- для фундаментов 0,2-0,3 м дополнительно к размеру конструкции;
- для трубопроводов 0,5м при укладке отдельных труб.
Для мокрых мест следует учитывать величину капиллярного поднятия грунтовых вод от документированного уровня;
- 0,3-0,5 для песков (от крупных до пылеватых);
- 1 м для суглинков.
Если необходимо сделать котлован с переменной глубиной, технология разработки таких грунтов подразумевает ступенчатую выемку земли. Оптимальное соотношение высоты ступеньки к ее длине должна быть: 1:2 в связных грунтах, 1:3 в несвязных грунтах. Такие соотношения являются условными, то есть позволяющими избежать расчетов, при этом сохранить устойчивость котлована.
Правила прохода котлована
Методы разработки грунта могут быть механизированными и ручными. Как правило, в индивидуальном строительстве применяется разработка плодородного грунта вручную, чтобы аккуратно снять плодородный слой и не смешать его с глинистой почвой. При использовании экскаваторов разработаны правила прохода котлована, которые помогут провести работы быстро и с избежанием осыпания.
Спецсредство, которое занимается выемкой грунта, называется землеройной машиной. Разработка грунта экскаватором выполняется примерно в 50% случаев. Может проводиться разработка грунта легким или тяжелым бульдозером, в зависимости от вида работ.
Экскаватор в процессе прохода котлована выполняет следующие виды работ:
- «Резку» земли.
- Подъем заполненного землей ковша.
- Поворот к месту выгрузки земли.
- Обратный поворот ковша.
- Опускание ковша и подготовка к новому циклу забора грунта.
К основным рабочим параметрам арендуемого или используемого экскаватора относят: наибольшую высоту выемки, глубину захвата, max и min радиус компания на уровне земли, радиус и высоту выгрузки грунта. Для этих целей используются экскаваторы различного типа. Одноковшовые машины выбирают грунт, перемещаясь между стоянками с небольшим шагом, они делятся на машины с прямой или обратной лопатой, грейферы, драглайны. Рабочая площадка на профессиональном языке именуется забоем.
Разработка грунта одноковшовым экскаватором проводится двумя типами проходок: лобовой и боковой. При лобовой проходке машина перемещается параллельно оси котлована, и используется торцевая, уширенная и зигзагообразная схема, которая зависит от ширины котлована.
Совет! Чтобы повысить производительность, рекомендуется экскаватор ставит сбоку. Это позволяет уменьшить угол поворота ковша и называется боковой проходкой.
Землеройная машина с обратной лопатой используется для котлована при уровне земли ниже стоянки экскаватора, а также при разработке выемок небольшой глубины и объема. Очевидно, что машины для разработки определенного типа грунта выбираются также, исходя из технических условий.
Разработка грунта вручную: методы и возможности
Вверху уже рассмотрены требования к разработке грунта в зависимости от условий вручную. Этот вопрос можно рассмотреть подробнее. Грунты разделены в целом на группы, для их выемки используются штыковые, совковые лопаты, кирки, отбойные молотки, ломы и кувалды. Все зависит от средней плотности земли и содержания в ней включений. Трудоемкость устройства траншей и котлованов зависит от грунтовой группы.
Например, при сильном налипании земли трудоемкость увеличивают до 12-30%. Что выражается в стоимости работ.
Любые земляные работы должны выполняться с учетом проходящих рядом коммуникаций. В случае ручных работ повреждение электролиний может привести к тяжелым травмам рабочих. Именно поэтому вне зависимости от типа работ всегда надо проверить прокладку электрокабеля, водопровода и канализации.
При условии, что на участке забоя находится большое количество коммуникаций, на расстоянии не менее 1 м, трудоемкость работ и конечная стоимость услуг увеличивается на 15-30%. Наибольшее увеличение стоимости допускается при открытых кабелях, наименьшее — при землеройных работах вблизи коммуникаций в специализированных коробах.
При проведении разработки грунта рядом с рельсовым транспортом, когда грунт выбирается на расстоянии меньше 2х метров, а движение транспорта не приостанавливается, нормы увеличиваются на 50%. При рытье котлованов и траншей на проезжей части стоимость увеличивается на 20%.
Грунт при разработке вручную траншей складывается в обе стороны, что позволяет выполнить работы быстрее. Если требуется по разным причинам устанавливать крепления, расценки также будут увеличены. В этом случае увеличиваются и нормы времени.
Согласно нормам землеройные работы могут выполнять рабочие-землекомы 3-4 разрядов, а для зачистки — рабочие 1-2 разрядов. Обычно рытьем земли занимаются физически крепкие работники. Обратим внимание, что ручная выемка присутствует и при механизированной разработке.
Приведем дневные нормы рытья траншей вручную:
- грунты первой группы — 3,3-8,5 м3;
- вторая группа без креплений — 2,5-5,5 м3, с креплениями — 2-4,5 м3;
- третья группа без креплений — 1,8-3,8 м3, с креплениями — 1,4-2 м3.
Эти цифры помогут спланировать работы, рассчитать их стоимость и длительность. Нужно учитывать, что при частном строительстве действуют свои нормы и расценки, но приведенные методы разработки разного грунта механизированным и ручным способом, помогут определиться в характером расходов и их объемом.
Заключение
Землеройные работы, несмотря на их простоту и незначительность для непрофессионалов, должны быть тщательно спланированы с учетом вида грунтов и относятся к сложным видам строительных процессов. При индивидуальном строительстве следует придерживаться общих норм и несложных расчетов. Технология землеройных работ разработана давно и хорошо опробована. В зависимости от вида строительства и типа здания можно выбрать наиболее подходящий вариант.
При планировании частного строительства не следует рассчитывать на «бесплатную» выемку грунта непрофессиональными рабочими, это выльется проблемами при возведении здания. При необходимости выемки земли в больших объемах нужно рассматривать механизированные способы, в частности, аренду компактных экскаваторов.
Источник
Технология разработки котлована под фундамент
Способы разработки грунта принимаются в зависимости от конструкции и глубины заложения фундамента. Грунты под малозаглубленные ленточные и столбчатые фундаменты могут разрабатываться вручную, а выемка грунта под заглубленные фундаменты и фундаменты с цокольным (подвальным) этажом разрабатывается механизированным способом. Учитывая то, что ширина индивидуального дома редко превышает 12—15 м, разработку котлована можно вести экскаватором, оборудованным обратной лопатой, с ёмкостью ковша 0,25—0,65 м3 на гусеничном или колесном шасси или экскаватором-погрузчиком (рис. 1).
Недобор грунта разрабатывается вручную перед устройством фундамента. При разработке грунта в радиус действия экскаватора не должны попадать провода линии электропередач. Грунт, выбираемый из котлована (траншеи), необходимо размещать на расстоянии не менее 1 м от края разработки. Рытье котлована и траншей с вертикальными стенками без крепления можно производить только в грунтах естественной влажности и при отсутствии грунтовых вод.
Глубина выемки, м, не должна превышать:
- в песчаных и гравелистых грунтах — 1;
- в супесчаных — 1,25;
- в глинах и суглинках — 1,5;
- в особоплотных грунтах — 2,0.
Работы по сооружению фундамента в траншеях без креплений следует производить сразу же за отрывкой грунта во избежание его осыпания или сползания. Если в траншее будут находиться люди, ширина ее должна быть не менее 0,7 м с учётом креплений.
Соблюдение правил производства земляных работ позволит избежать выполнения дополнительных работ из-за обрушения и сползания откосов, перебора выемки грунта и др.
Разработка котлована и траншей на глубину, превышающую пределы, указанные выше, производится с откосами или с креплением вертикальных стенок. Допустимая крутизна откосов котлованов и траншей в грунтах естественной влажности показана на рис. 2.
Минимальная ширина траншей должна удовлетворять следующим требованиям:
под ленточные фундаменты и конструкции подвального этажа — с учётом размеров конструкции, опалубки и ее крепления с добавлением 0,2— 0,3 м с каждой стороны;
под трубопроводы — не менее наружного диаметра трубы с добавлением 0,5 м при укладке отдельными трубами.
При наличии в период производства работ подземных вод мокрыми следует считать грунты, расположенные выше или ниже уровня грунтовых вод на величину капиллярного поднятия:
- 0,3—0,5 м — для песков, от пылеватых до крупных;
- 1,0м — для суглинков и глин.
Разработку грунта в котлованах или траншеях при переменной глубине заложения фундаментов следует вести уступами (рис. 3).
Отношение высоты уступа к его длине должно быть не менее: при связных грунтах — 1:2; при несвязных грунтах — 1:3. Это соотношение — упрощенный вариант, позволяющий без расчета границы сжимаемой зоны и несущей способности грунта сохранить устойчивость основания.
Защита котлована от грунтовых вод
Многие застройщики начинают строительство дома без проведения инженерно-геологического исследования участка. При наличии высокого уровня грунтовых вод в разработанный котлован может просочиться вода и воспрепятствовать сооружению фундамента. При возведении монолитного фундамента на слабопроницаемых грунтах уложенная в конструкцию бетонная смесь будет подмываться и вымываться грунтовыми водами, что приведёт к разрушению сооружения. В таких случаях приходится срочно принимать меры по защите основания от замачивания. Даже круглосуточная откачка воды не остановит приток грунтовых вод.
Защитить основание можно искусственным понижением уровня грунтовых вод с помощью специального водопонизительного оборудования: электроосушением с использованием установок типа ЛИУ; вакуумированием с применением установок типа УВВ-1, УВВ-2 и ЭВВУ (эжекторных вакуумных водопонизительных установок) или другого оборудования. Но эти дорогостоящие и сложные способы защиты котлована редко используют даже специализированные фундаменто строительные организации. Устраивать противофильтрационные диафрагмы способом «набивного шпунта» или «стена в грунте» тоже трудозатратно и еще дороже. Стоимость водопонижения может приблизиться к стоимости строительства фундамента, что значительно дороже стоимости гидрогеологических изысканий строительной площади.
Рис. 4. Вариант защиты котлована от грунтовых вод: 1 — фундамент; 2 — песчаная подушка; 3 — канава для сбора воды; 4 — гравийная пригрузка; 5 — шпунтовая стенка; 6 – верхний слой водоупора; 7 — уровень земли
В слабопроницаемых грунтах наиболее предпочтительным является способ открытого водоотлива в тех случаях, когда отсутствует опасность суффозии (разрушение структуры грунта). Котлован можно оградить шпунтовыми стенками (деревянными или металлическими) (рис. 4). Однако такой способ требует наиболее пологих откосов и увеличивает объем земляных работ.
Засыпка пазух траншей и котлованов
Обратная засыпка пазух грунтом производится после проверки устройства фундаментов, прокладки трубопроводов, их испытания и сдачи по акту. Засыпка и послойное уплотнение грунта должны выполняться с обеспечением сохранности гидроизоляции фундаментов и стен подвала. Засыпку пазух доводят до отметок, гарантирующих надежный отвод поверхностных вод.
Обратную засыпку траншей, на которые не передаются дополнительные нагрузки, можно выполнять без уплотнения грунта, но с отсыпкой по трассе траншеи валика, размеры которого должны учитывать последующую осадку грунта. Узкие пазухи лучше засыпать малосжимаемыми грунтами (щебнем, песчано-гравийной смесью). Запас на осадку грунта без уплотнения принимается в процентах от высоты засыпки до 4 м для грунта:
- мелкий песок — 2;
- супесь и легкий суглинок — 3;
- глина тяжелая, суглинок, щебенистый грунт — 8.
При обратной засыпке пазух фундамента и стен подвала необходимо соблюдать нижеприведенные рекомендации с тем, чтобы давление грунта засыпки не повлияло на их устойчивость.
Засыпку пазух производят послойно. При этом толщина отсыпаемого слоя должна быть не более 25 см и число проходов не менее 4. Грунт уплотняют вручную, начиная с зон возле конструкций фундамента, стен подвала, мест ввода коммуникаций (рис. 5), а затем двигаются по направлению к краю откоса, применяя, если есть возможность, электротрамбовки типа ИЭ-4505, ИЭ-4502А. Верхний слой грунта уплотняют до отметки устройства отмостки. Чтобы уберечь гидроизоляцию стен подвала, ее закрывают плоскими асбестоцементными листами.
Источник