Перед тем как начать строительство дома, придется подготовить фундамент, являющийся основанием для любого строения. Одним из этапов устройства такой конструкции – котлован под фундамент, который может иметь различную форму. Работа эта ответственная и достаточно сложная. Почему? Необходимо точно определить глубину котлована, определить наличие либо отсутствие уклона стен, предотвратить сползание грунта. Подобная работа включает в себя не только подготовку, но и выполнение некоторых расчетов.
Устройство котлована под будущий фундамент.
Виды котлованов
Схемы разбивки траншей, котлованов и насыпей: а – котлована; б – траншеи; в – насыпи на местности без поперечного уклона; г – то же на косогоре; д – определение отметки дна глубокого котлована.
Рытье котлована под фундамент – дело ответственное и не терпит погрешностей. Сегодня все котлованы разделяют по таким признакам:
- наличие или отсутствие откосов;
- наличие или отсутствие креплений против осыпания грунта;
- наклонные или вертикальные, ступенчатые стенки;
- котлованы или траншеи (в зависимости от типа фундамента, наличия подвала и прочего).
Чтобы все работы были выполнены правильно, проводится предварительно разработка грунта под фундамент. Эта часть работы включает в себя следующее:
- проведение анализа характеристик грунта, который разделяется на скальный, глинистый, песчаный и т.д.;
- анализ будущего строения (нагрузки, вес строения, габариты);
- расчет глубины котлована;
- анализ климатических и сезонных условий.
Осложняющие факторы
Наиболее вероятным (и наиболее серьезным) фактором, осложняющим работы, могут стать грунтовые, талые или дождевые воды.
Если для единого котлована или системы траншей достаточно выполнить приямок, откуда откачивать воду по мере поступления, то на десяток отдельных ям насосов не напасешься.
Для отвода грунтовых вод, наилучшим вариантом в подобном случае, будет устройство дренажа.
Если дно отсыпать щебнем, то поступающая вода будет не так мешать
Если это невозможно грунт снимают ниже отметки на 20-25 см, а вместо него укладывают щебень фракции 10-40, либо крупный песок, уплотняя засыпку трамбовкой. Теперь, даже если вода заполнит котлован, работы можно будет продолжить, откачав ее.
Какие расчеты потребуется провести?
Рытье котлована своими руками – сложная работа, которая требует предварительных расчетов. Чтобы вырыть углубление под будущий фундамент правильно, нужно подсчитать объем грунта и котлована. Для этого используется следующая формула:
V = H / 6 [(2a + a1)b + (2a1 + a)b1],
- где Н – общая глубина;
- а, b – длины сторон;
- а1, b1 – длины сторон котлована по верхней его части;
- т – коэффициент откоса.
Кроме объема котлована требуется рассчитать объем засыпки, который получается путем вычитания общего объема для подземной части конструкции из объема всего котлована.
Глубина котлована зависит от типа грунта, рассчитывается она не от черновой отметки, а от дна.
Типовая технологическая карта устройства котлована под фундамент.
Перед выемкой грунта необходимо определить глубину копки. Этот показатель будет зависеть от типа грунта, однако большое значение оказывает и общий объем всех нагрузок, которые оказываются конструкцией фундамента, дома. Такое давление рассчитывается по формуле:
A=F/A(MH/m2), то есть нагрузка, разделенная на площадь всей подошвы фундамента.
Площадь подошвы рассчитывается путем деления нагрузки на допустимый уровень давления на грунт. Копку можно проводить своими руками, без наличия спецтехники. Данный процесс включает в себя несколько стадий:
- снятие плодородного слоя с глубиной примерно в 40 см;
- сбор грунтовой воды и осадков (если имеются), организация их быстрого отвода в сторону;
- выемка грунта на глубину расчетного значения. Если глубина будет превышать 1,25 м, то необходимо сразу ставить специальные опорные брусья, которые предотвратят сползание грунта по стенкам. Если глубина будет значительной (от 5 м и выше), то предварительно просчитывают устойчивость ступеней в стенках, но сделать это может только специалист.
Производство земляных работ при разработке котлована.
Котлованы представляют собой временные выемки
устраиваемые для возведения частей здания или сооружения расположенных ниже поверхности земли.
Объем земляных работ при устройстве котлована вычисляют по проекту, составленному в соответствии с отметками заложения фундаментов и дна котлована, планом участка в горизонталях и принятой крутизной откосов.
Устойчивость вертикальных стен котлована должна обеспечиваться установкой креплений, либо требуется устраивать откосы в соответствии с табл.7.
Крутизна откоса – отношение его высоты к заложению при глубине котлована не более, м
Наиболее широко для отрывки котлованов применяются одноковшовые экскаваторы (
обратная лопата, драглайн, прямая лопата
).
При выборе экскаватора по емкости ковша, можно ориентироваться рекомендациями таблицы 8:
Месячный объем переработки грунта, тыс.м 3
Экскаватор с емкостью ковша, м 3
Экскаватор «обратная лопата»
разрабатывает грунт ниже уровня стояния и поэтому может разрабатывать котлованы и траншеи в переувлажненных грунтах. Работа может осуществляться в отвал или с погрузкой на транспорт. Недостатком является ограниченная глубина копания (до 6,0 м). Особенно эффективно применение этих экскаваторов для разработки траншей с вертикальными стенками.
Экскаватор драглайн
применяется для разработки глубоких котлованов в сухих и переувлажненных грунтах. Особенно эффективна работа в отвал. Глубина резания до 20 м.
Экскаватор прямая лопата
разрабатывает грунт выше уровня стоянки и применяется при разработке котлованов преимущественно в сухих грунтах. Из-за конструктивных особенностей этого вида оборудования его почти не применяют для работы с отсыпкой в отвал.
Экскаватор обратная лопата
и
драглайн
разрабатывает котлован торцевыми или боковыми проходками. При торцевой проходке экскаватор разрабатывает грунт по обе стороны от оси движения в зависимости от того, с какой стороны подходит машина. При боковой проходке разработка грунта происходит по одну сторону оси движения экскаватора. При разработке котлована с погрузкой грунта в автосамосвалы более производительная торцевая проходка (рис.11).
Экскаватор прямая лопата разрабатывает выемки лобовой проходкой в транспортные средства, которые размещаются непосредственно в забое либо несколько выше уровня подошвы забоя.
Рис.11. Схемы разработки котлованов различной ширины торцевыми
проходками экскаваторов обратная лопата и драглайн:
а –нормальной ширины; б, д –с продольным перемещением экскаватора несколькими проходками; в –уширенной с перемещением экскаватора по зигзагу; г – уширенной с поперечным перемещение экскаватора.
2.1. Технологическая карта на разработку котлована экскаватором обратная лопата ЭО-4321 с ковшом емкостью 0,65 м
3
.
I. Область применения
Технологическая карта предусматривает разработку грунта в котловане размером в плане 37,41х17,17 м, глубиной 2,5 м для устройства фундаментов (рис.12).
Строительство ведется в г. Ижевск. Климатический район I. Глубина промерзания -1,70 м. Грунт – тяжелый суглинок, γ = 1800 кг/м 3 , группа грунта II, крутизна откосов 1:0,5.
Рис.12. План котлована
Работы выполняются в 2 смены.
В состав работ, рассматриваемой картой, входят: разработка и транспортирование грунта; подчистка дна котлована.
П. Организация и технология строительного процесса.
1.До начала разработки грунта в котловане должны быть выполнены следующие работы:
Снятие растительного слоя грунта;
Планировка площадки в зоне расположения котлована;
Отвод поверхностных вод;
Устройство временных дорог;
2. Подчистка дна котлована ведется бульдозером и вручную. При подчистке дна бульдозером, грунт изымается из котлована экскаватором, с торца котлована.
3. Грунт для обратной засыпки размещается вдоль одной длинной стороны котлована.
4. Лишний грунт вывозится за пределы строительной площадки автосамосвалами КамАЗ-5511 на расстояние 3 км.
5.Котлован разрабатывается в 2 торцевые проходки.
6. Расчет №1. Определение объемов земляных работ.
6.1. Для подсчета объемов земляных работ котлован разбивается на простейшие геометрические фигуры.
,м 3 (15)
где Н
– глубина котлована;
– площади нижнего и верхнего основания котлована.
Также в объем V
= 0,5*2,5*(37,41*17,17+34,91*14,67) = 1443,07м 3 ,
где Н – средняя глубина котлована;
F1,F2– площади нижнего и верхнего основания котлована.
6.2.Объем земляных работ для устройства въездной траншеи (для спуска бульдозера):
,
где m`В
и
m
– коэффициенты заложения откосов соответственно дна траншеи и котлована;
b
– ширина въездной траншеи по дну; Н – глубина котлована, 30°- уклон въездной траншеи.
6.3.Объем грунта при зачистке котлована:
, где
Sф
– площадь фундаментов по низу, м 2 ;
hн
– величина недобора грунта экскаваторами. При объеме ковша 0,65м 3 ,
hн
= 0,15м (при объеме ковша >0,65м 3 принимаем
hн
= 0,20м).
6.4.Объем грунта для засыпки пазух котлована:
, где Vк– объем котлована; Vф– объем фундаментов; Кор =1,07 –коэффициент остаточного разрыхления.
6.5. Объем грунта, подлежащий вывозке:
Объем котлована Vк, м 3
Объем грунта при зачистке котлована Vзач,
м 3
Объем грунта обратной засыпки Vоз, м 3
Последовательность работ
Копка траншеи или котлована под фундамент – непростой процесс. Самая сложная часть работы – подземная. При копке следует проявлять осторожность, опасаться сползания грунта со стенок. Последовательность работ будет следующей:
Схема видов траншей для фундамента.
- плодородный слой почвы обязательно снимается в полном объеме. Его нельзя считать несущим, так как он является биологически активным, периодически может сильно изменять свой объем, то есть в качестве основания под фундамент использоваться не может ни в коем случае. Снимается плодородный слой своими руками при помощи подручных инструментов или с использованием тяжелой строительной техники – все зависит от площади работ, глубины копки;
- если проект фундамента включает подвал, то рытье обязательно производится по всей площади будущего строения. Поэтому без спецтехники здесь не обойтись. Конечно, это повлечет определенные финансовые затраты, но иной способ здесь лучше не использовать. Выемка земли должна осуществляться при таких условиях: строительная техника должна стоять от края траншеи на расстоянии минимум в 70 см, весь объем грунта должен укладываться с обратной стороны от техники.
- если фундамент планируется без подвала, то можно обойтись обычным ленточным основанием. Тогда выемка грунта производится только по периметру. Для работы достаточно лопаты, не будет лишним и наличие помощников. Подобная конструкция обойдется гораздо дешевле.
Этап №4: Укрепление стен котлована
Это обязательное мероприятие для любого котлована, особенно если грунтовые воды на строительном участке имеют высокий уровень. Именно от надежного укрепления будет зависеть качество фундамента, долговечность и безопасность здания.
На схеме показана разметка фундамента по горизонтали.
Для укрепления стен используются следующие способы:
- – Цементовка – применяется в плотной застройке, если сооружения находятся друг от друга в непосредственной близости. Благодаря данному способу исключается разрушение фундамента вследствие вибраций от рядом находящихся зданий.
- – Шпунтовое укрепление – подходит для песчаных и ослабленных грунтов, заболоченной местности, на берегах водоемов, а также если наблюдается высокий уровень грунтовых вод. Для этого используется шпунт Ларсена, который до выемки земли погружается в почву и служит укреплением стен котлована.
- – Буронабивные сваи – наиболее распространен и считается самым современным методом. Роль ограждающих и несущих выполняют сборные конструкции, которые закладываются в железобетон или бетон. Благодаря данному способу можно проводить возведение фундамента на максимальной глубине.
- – Метод «стена в почве» — похож на предыдущий способ. Используется арматура продольного вида с оптимальным сечением, а укрепление происходит с помощью армированных окружностей небольшого диаметра.
После укрепления стен проводится обратная засыпка, которая необходима для того, чтобы влага не попадала под фундамент и не разрушала его.
Этап №5: Засыпка
После сооружения фундамента, процесс засыпки проводится в непрерывном режиме. Когда производится засыпка подвальных отверстий – осуществляется укладка перекрытий. Грунт укладывается слоями, которые не должны превышать 10 см. Проводить засыпку можно двумя способами:
- С помощью навесных вибротрамбующих или пневматических трамбующих установок.
- Вручную, используя трамбовки ручного типа, молотки и тележки для перевозки грунта.
Следует помнить, что все работы по обустройству котлована и фундамента должны предусматривать непрерывный контроль качества, корректирующие мероприятия и внимательную сверку с ранее утвержденной документаций. Только так можно возвести здание, которое безукоризненно прослужит долгие годы!
В данной статье мы рассмотрели особенности и этапы работы с котлованами в процессе строительства. Можно сделать вывод, что процесс этот – сложный, ответственный и трудоемкий. Поэтому в большинстве случаев разумным решением становится обратиться в специализированную компанию, которая занимается разработкой и рытьем котлованов на профессиональном уровне. Это сэкономит ваше время, деньги и силы.
В вы можете заказать разработку и рытье котлованов любого уровня сложности. Большой опыт работы, квалифицированный коллектив, наличие мощной современной техники, годами налаженная работа с ответственными органами, быстрое оформление необходимой документации – станут гарантией того, что котлован будет обустроен в максимально сжатые сроки, а качество работ не оставит после себя разочарований.
Особенности копки котлована под будущий фундамент своими руками
Котлован под фундамент – это особая часть всей работы, которая требует осторожности. Глубина основания будет зависеть от типа грунта:
- для гравелистых и песчаных – от 1 м;
- для супесчаных – от 1,25 м;
- для суглинка и глины – от 1,5 м;
- для особо плотных – от 2 м.
Траншея под фундамент.
Чтобы избежать осыпания при копке своими руками, необходимо стенки делать с небольшим уклоном. Для высоты стенки в 1,5 м приемлемы следующие значения:
- для песчаного грунта: при уклоне в 63 градуса соотношение составляет 1:0,5 и при уклоне в 45 градусов – 1:1;
- для супеси: при уклоне в 76 градусов – 1:0,25 и при 56 градусах – 1:0,67;
- для глины и суглинка: при уклоне в 90 градусов – 1:0 и при 63 градусах – 1:0,5.
Часто перед выполнением заливки строители используют обычные деревянные опоры. Их можно сделать своими руками, времени на это много не потребуется. Такие опоры помогут предотвратить оползание грунта на дно. Важно предусмотреть и засыпку пазух, она должна выполняться в соответствии со всеми требованиями. Рытье котлована требует четкого соблюдения всех рекомендаций, но и засыпка очень важна. Ее необходимо проводить так, чтобы давление грунта было минимальным. Засыпку рекомендуется делать послойно, толщина каждого слоя не должна превышать 25 см. Грунт уплотнять надо только вручную, причем начинать от зоны конструкции фундамента по направлению к откосам. Отмостка выполняется от точки уплотнения, на этом этапе не стоит забывать про гидроизоляцию. Для этих целей подойдут плоские асбоцементные листы.
Итак, рытье котлована для будущего фундамента нельзя производить без предварительных расчетов. Сначала необходимо определить, какой тип грунта находится на участке, какой должна быть глубина копки, есть ли необходимость делать стенки под уклоном. Только при выполнении всех условий и предварительных расчетов котлован примет правильную форму и требуемую глубину. Сами работы должны проводиться в соответствии со всеми нормами.
