Разработка грунта при устройстве откосов

Проведение земляных работ

Опубликовано 02.12.2013

Содержание

1. Разновидности земляных работ
2. Подготовительные и вспомогательные земляные работы
3. Оценка объемов работ и выбор методов разработки
4. Методы разработки грунта
5. Вывоз и перераспределение грунта
6. Особенности выполнения работ в зимних условиях
7. Техника безопасности при выполнении земляных работ

Земляные работы и последующий вывоз грунта – это первый этап строительства практически всех типов зданий. Спектр этих работ обширен и включает в себя подготовку участка, разработку и рытье котлована, прокладку траншей, планировку и вывоз грунта, благоустройство территории, а также многие другие операции. От качества производства земляных работ во многом зависит качество и долговечность фундамента и прокладываемых в земле коммуникаций, поэтому подходить к этому этапу строительства нужно максимально ответственно.

Разновидности земляных работ

Начальный этап строительства дома предполагает возведение временных земляных сооружений двух типов: под фундамент и под коммуникации.

Временные земляные сооружения под фундамент

Фундамент заливается в подготовленные в земле выемки различной конфигурации. Тип выемки зависит от вида фундамента. Выемки шириной от трех метров называются котлованами, менее широкие и длина которых во много раз превышает ширину, предназначенные в основном для укладки ленточных фундаментов и коммуникаций – траншеями, а выемки для отдельно стоящих фундаментов или столбов именуются ямами. Все эти сооружения должны иметь дно и боковые поверхности, вертикальные стенки или наклонные откосы.

Размеры котлованов, траншей и ям определяются требуемыми габаритами фундамента и должны их чуть превышать для большего удобства осуществления дальнейших работ. Глубина земляных сооружений в большинстве случаев превышает уровень промерзания грунта, что также определяется требованиями к заливке фундаментов. Подробнее этот вопрос мы осветили в статье «Виды фундаментов».

Временные земляные сооружения под коммуникации

Коммуникации и инженерные сети прокладываются в траншеях или рвах. Глубина таких траншей определяется требованиями СНиП к прокладке инженерных сетей, а ширина – преимущественно удобством осуществления земляных работ и выбранным методом разработки.

Подготовительные и вспомогательные земляные работы

Далеко не всякий земельный участок подходит для начала строительных работ без предварительной подготовки. Сюда входят очистка территории застройки от мусора, деревьев и пней, мелкой растительности (кустарники), а также демонтаж старых зданий и фундаментов в случае их наличия. Следует иметь ввиду, что удаление деревьев происходит с разрешения экологических служб (за самовольную рубку деревьев можно получить штраф от контролирующих органов). Помимо расчистки строительной территории необходимо продумать и организовать подъездные пути для техники.

Вспомогательные земляные работы включают водоотведение, понижение уровня грунтовых вод (при необходимости), рыхление плотных грунтов, крепление стенок котлованов и траншей, уплотнение грунтов. Также сюда относятся работы по разбивке выемок (вынос и закрепление на местности основных осей строения в соответствии с проектом).

Для обеспечения безопасности и качества земляных работ следует соблюдать нормы по глубине: котлованы и траншеи с вертикальными стенками без дополнительного укрепления допускается делать на глубину не более 1 — 1.25 м в супесях и песчаных грунтах, и не более 1.5 — 2 м в глинах и суглинках. В случае рытья выемок на большую глубину обязательно устройство дополнительных креплений стенок.

Оценка объемов работ и выбор методов разработки

Оценить объемы земляных работ несложно. Для этого необходимо подсчитать, сколько кубометров грунта придется переместить и прикинуть требуемую производительность труда, чтобы выбрать оптимальный метод разработки. Стоит учитывать и тип грунта, ведь на выемку одинакового количества песчаной смеси и скальной породы уходит совершенно разное количество времени.

Для определения объема выборки грунта при наличии выемки сложной формы, ее необходимо разбить на ряд простых геометрических тел, объемы которых потом суммируются.

В целом, подсчет объема работ позволяет правильно организовать процесс за счет:

• выбора оптимального метода и средств выполнения;
• определения необходимости вывоза или возможности распределения добытого из котлована или траншеи грунта по прилегающей территории с дальнейшим его использованием при устройстве обратных засыпок;
• определения стоимости и продолжительности земляных работ.

На этапе проектирования объем земляных работ можно подсчитать по рабочим чертежам, в процессе производства – уже по натурным замерам.

Методы разработки грунта

Выбор конкретного способа осуществления земляных работ зависит от ряда факторов, среди которых свойства грунта, объем работ, тип земляного сооружения и гидрогеологические условия на конкретном земельном участке.

Проводить земляные работы можно двумя способами:

• вручную с использованием физического труда и ручных инструментов;
• с использованием средств механизации.

Как правило, выбирается тот способ, который при максимальной экономической целесообразности позволяет уложиться в заданные временные рамки. Практика показывает, что чем больше требуется земляных работ на объекте, тем более выгодным является их механизированное осуществление при условии возможности нормальной и продуктивной эксплуатации спецтехники.

Ручная разработка грунта

Такой подход преимущественно востребован при сравнительно небольших объемах земляных работ, а также там, где нет возможности использовать спецтехнику. Чаще всего вручную копаются траншеи и ямы для свайных фундаментов, а также для прокладки некоторых видов коммуникаций.

Основными инструментами для ручной выемки грунта являются лопаты и заступы. Повысить производительно можно с помощью применения средств малой механизации, таких как электрические и пневматические лопаты, отбойные молотки, ломы и др. Особенно актуальны данные инструменты при выемке плотных грунтов, которые перед разработкой нужно предварительно разрыхлять. Стоит отметить, что рыхление примерно втрое повышает скорость выборки грунта. Если нет возможности применения для рыхления пневматических инструментов, их можно заменить традиционными ломами, клиньями, кирками и кувалдами.

Механизированная разработка грунта

Механизированная разработка грунта экономически целесообразна при больших объемах земляных работ.

Для достижения наибольшей скорости их выполнения применяются следующие виды спецтехники:

• одноковшовые строительные экскаваторы;
• экскаваторы непрерывного действия (цепные или роторные многоковшовые, скребковые и др.);
• бульдозеры;
• грейдеры;
• скреперы;
• рыхлители;
• бурильные машины.

Также к технике механизации разработки грунта относятся вспомогательные машины, предназначенные для его транспортировки.

Вывоз и перераспределение грунта

После завершения рытья котлованов и траншей, независимо от способа осуществления работ, наступает черед упорядочивания выбранного грунта, в процессе работы складываемого в насыпи.

Снятие и дальнейшее применение дерна

Дерн (растительный слой грунта) снимается на начальной стадии проведения земляных работ. Если планируется его дальнейшая пересадка на новое место, дерн лучше срезать небольшими прямоугольниками на глубине около 10 см для сохранения корневой системы растений.

Стоит отметить, что дерн непригоден для использования при обратной засыпке из-за плохой способности к трамбовке, поэтому его лучше складывать в отдельную насыпь для дальнейшей пересадки или вывоза. Неплохо было бы отдельно сложить и плодородный слой почвы — он пригодится для последующего обустройства территории.

Ввоз песка для основания

После завершения выемки грунта из траншеи, в ней необходимо устроить основание, для чего часто используется песок. Песчаное основание служит амортизирующим слоем, снижающим напряжение фундамента, возникающее вследствие замораживания и размораживания грунта.

Кроме того, наличие песчаной подушки позволяет точно выйти на отметку заложения подошвы фундамента. А это в свою очередь приводит общий расход бетона к заложенному в проекте показателю.

Уплотнение грунта и засыпка пустот вокруг фундамента

После завершения заливки фундамента, снятия опалубки и гидроизоляции, необходимо привести в порядок пространство вокруг него. В частности, требуется засыпка пустот, остающихся вокруг фундамента (которые занимала опалубка или другие монтажные приспособления), а также хорошее уплотнение (трамбовка) этих участков.

Засыпать фундамент необходимо до наступления зимы для того, чтобы не допустить промерзания грунта в фундаментной траншее. Нельзя для засыпки применять мусор, битую керамику, железобетонные элементы и прочие подобные субстанции, поскольку их наличие в грунте делает качественную трамбовку засыпки практически невозможной. Из-за этого в оставшихся пустотах будет скапливаться вода, которая негативно будет влиять на фундамент.

Перераспределение грунта

Оставшийся грунт не обязательно вывозить – его можно использовать и на участке строительства. Так, изъятый грунт часто становится основой для ландшафтного дизайна: им формируются искусственные холмы, пригорки и террасы. При необходимости лишнюю землю можно просто распланировать по территории, равномерно распределив ее и чуть подняв общий уровень.

Вывоз лишнего грунта

Все, что остается невостребованным необходимо вывезти с участка. Просто загрузить самосвал и опустошить его в укромном месте нельзя – необходимо получить специальное разрешение на утилизацию грунта. Проще всего обратиться в специализированную фирму, которая получит разрешение и предоставит собственный транспорт для вывоза лишнего грунта.

Особенности выполнения работ в зимних условиях

Земляные работы можно выполнять не только летом, но и в зимних условиях, но это связано с некоторыми трудностями, обусловленными измененными физико-механическими свойствами замерзшего грунта. При замерзании его механическая прочность существенно возрастает, из-за чего трудоемкость выемки, а значит и стоимость работ изменяются в большую сторону. Именно это является основной причиной того, что земляные работы гораздо чаще проводятся именно в теплое время года. Не рекомендуется в зимнее время проводить выемку котлованов и траншей глубиной менее 3 м. Тем не менее, здесь роль играет и тип грунта.

Как производятся зимние земляные работы?

Мерзлый грунт помимо повышенной механической прочности отличается пластическими деформациями, повышенным электросопротивлением и пучинистостью. Эти свойства проявляются по-разному в зависимости от типа грунта, его температуры и влажности. Так, крупнозернистые, гравийные, а также песчаные грунты чаще всего содержат мало воды, из-за чего почти не смерзаются при отрицательных температурах. По этой причине их зимняя разработка от летней практически не отличается. Такие грунты можно смело разрабатывать в любое время года, ведь они при зимней разработке не пучатся и не проседают весной. А вот пылеватые, влажные и глинистые грунты при замерзании серьезно меняют свои характеристики, поэтому их разрабатывать зимой все же не рекомендуется.

Земляные работы в зимний период осуществляются тремя методами:

• предварительная подготовка грунта с последующей его разработкой обычным способом;
• предварительная нарезка мерзлого грунта на блоки;
• разработка грунта без какой-либо предварительной подготовки.

Зимняя предварительная подготовка грунта заключается в его оттаивании и предохранении от обратного замерзания в процессе осуществления работ. Оттаивание промерзшего грунта осуществляется с помощью пара, горячей воды, открытого огня или электрического тока. Оттаивание – сложный, чаще всего трудоемкий и дорогостоящий процесс, поэтому прибегать к нему рекомендуется только в исключительных случаях (срыв сроков строительства, проведение аварийных работ).

Предохранение от обратного замерзания достигается за счет утепления траншей термоизоляционными материалами, такими как торфяная мелочь, опилки и стружки, соломенные маты, шлак и прочие подобные материалы, укладываемые толстым слоем (до 40 см) прямо на грунт.

Техника безопасности при выполнении земляных работ

Около 15% всех несчастных случаев на строительстве приходится на земляные работы. Их причинами чаще всего становится:

• отсутствие крепления грунта;
• превышение критического уровня выработки грунта без крепления;
• неправильная разборка креплений;
• скатывание по откосам камней или кусков грунта на работающих в траншеях людей;
• движение спецтранспорта в пределах зоны возможного обрушения;
• применение небезопасных способов загрузки грунта в транспортные средства;
• падение людей по откосу в траншеи и котлованы, особенно в зимнее время.

Чтобы труд был безопасным и обходился без несчастных случаев, достаточно обращать внимание и предотвращать образование подобных ситуаций, а также следить за тем, чтобы в работе не применялись опасные для здоровья и жизни устройства и методы.

Во многих случаях земляные работы являются наиболее масштабной и трудоемкой частью строительства. Не стоит недооценивать этот этап, поскольку допущенные на нем ошибки не всегда возможно исправить, и при этом они способны повлиять на общее качество выполненной работы, нивелировав все усилия. Поскольку проводить земляные работы целесообразнее в летние периоды, следует позаботиться о разрешении на строительство дома заранее, чтобы закладку фундамента также осуществить в теплое время года.

Разработка грунта в котлованах и траншеях

Разработка грунта в котлованах и траншеях глубиной до 6 м обычно производится экскаваторами, оборудованными обратной лопатой. Грунт разрабатывается торцовыми и боковыми проходками.

Экскаваторы с прямой лопатой применяют в отдельных случаях при выделении участка цеха с въездом через разобранную стену. Работы по разработке стены и устройству пионерной траншеи (съезда в котлован) выполняют в подготовительный доостановочный период.

При разработке более глубоких котлованов все чаще попользуют гидравлические экскаваторы с выемкой грунта ярусами. Так, например, в технологическом процессе устройства котлована глубиной 12 м в грунтах I—III групп с местными выемками под фундаменты оборудования в качестве ведущих машин применяют экскаваторы ЭО-4121А, оборудованные прямой или обратной лопатой. Технология предусматривает ведение работ в два яруса с погрузкой грунта в автосамосвалы КрАЗ-256Б (рис. 4.5, а).

При наличии вблизи расположенных фундаментов колони и технологического оборудования, расположенных выше проектной отметки дна намечаемой выемки, работа обычно производится в два яруса: сначала вынимают грунт I яруса, затем закрепляют грунт под фундаментами (рис. 4.5,6), а после его разрабатывают до проектной отметки дна котлована.

В особо стесненных условиях или при невозможности подъезда в рабочую зону экскаваторы с ковшом вместимостью 0,15—0,25 м3 могут быть поданы в выемку стреловым (рис. 4.6) или мостовым краном. Грунт разрабатывают экскаватором с погрузкой в бадьи для последующего транспортирования краном из стесненной зоны.

Экскаваторы, оборудованные драглайном, применяют при разработке грунта в котлованах и траншеях глубиной более 6 м. В цехах с сеткой колонн 12X12 м котлован разрабатывают за одну проходку экскаватора, а при сетке колонн 12X24 м — за две проходки со смещением оси движения экскаватора в сторону колонн. Автосамосвалы подают под погрузку в середине пролета при первой и второй проходках.
Для транспортирования грунта в стесненных условиях внутри действующих цехов, где не могут быть применены автосамосвалы, следует использовать малогабаритные погрузчики, мототележки, а также мостовые краны (для доставки бадей с грунтом).
Для зачистки и планировки грунта под проектную отметку дна котлованов с малыми размерами в плане и узких траншей в последнее время созданы различные оборудования, устройства и приспособления, устанавливаемые на экскаваторе. К такому оборудованию относятся: ковш с прямолинейной режущей кромкой, планировочные насадки и скребки к ковшам экскаватора; устройства для контроля глубины копания (глубиномеры); специальные устройства и автоматические системы, обеспечивающие прямолинейное движение ковша.

Применение специальных ковшей с прямолинейной режущей кромкой, насадок на зубья ковша и скребков позволяет уменьшить объемы ручных работ по зачистке и планировке грунта дна котлована, однако, как правило, полностью их не исключает. Повысить точность выполнения работ экскаватором с различным рабочим оборудованием позволяет применение устройств для автоматического контроля глубины копания.

Наиболее эффективные средства, обеспечивающие исключение ручных работ по разработке грунта после экскаватора, — устройства, спрямляющие движение ковша экскаватора по прямолинейной траектории. Такие автоматические устройства для спрямления траектории ковша гидравлических экскаваторов созданы во ВНИИстройдор и для экскаватора Э-1514 — в Днепропетровском филиале НИИСП Госстроя УССР. Рабочее оборудование экскаваторов, имеющих такие устройства, становится универсальным и может быть использовано как для работ по отрывке котлованов и траншей, так и для планировки их дна.

При разработке грунта одноковшовыми гидравлическими экскаваторами рекомендуется применять зачистное устройство конструкции НИИпромстроя, которое устанавливается на экскавационный ковш с зубьями обратной лопаты и представляет собой сплошную режущую кромку, изменяющую свое положение относительно зубьев ковша с помощью гидро- и пневмоцилиндров и рычажной системы, связывающей режущую кромку со штоками цилиндров.

При этом соблюдается следующая технология. Грунт разрабатывается экскаватором (рис. 4.7) по заданной схеме с недобором, составляющим 15—20 см до проектной отметки. В это время зачистное устройство, смонтированное на ковше, находится в нерабочем положении. Для разработки недобора приводится в рабочее положение откидной прямолинейный нож. Грунт срезается слоями толщиной 5—10 см острой режущей кромкой с переменным углом резания. При этом отклонение отметок дна котлована и траншей от проектных составляет ±5 см.

Для производства зачистных и планировочных земляных работ при устройстве котлованов и траншей, а также для зачистки откосов земляных сооружений эффективно применение экскаваторов ЭО-3322Б и особенно ЭО-3322В, оснащенного полуавтоматической системой для планировочных работ. Экскаватор ЭО-3322Б поставляется с экскавационно-планировочными ковшами вместимостью 0,5 и 0.4 м3, а также с планировочным отвалом. Кроме того, экскаватор ЭО-3322В, унифицированный по шасси и поворотной платформе с ЭО-3322Б, может работать со всеми видами сменного рабочего оборудования этого же экскаватора.

Полуавтоматическая система управления угловым положением ковша придерживает постоянный угол резания при выполнении планировочных и зачистных операций. Экскаватор оснащен также механизмом разворота ковша вокруг оси, перпендикулярной оси рукояти.

ТЕХНОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ ГРУНТА

Под земляными работами имеется в виду выполнение процессов, связанных с изменением состояния и формы строительного грунта. Земляные сооружения — это готовая продукция (результат) земляных работ. Земляными работами называют планировку участков для строительства, рытье котлованов и траншей для устройства фундаментов и прокладки коммуникаций, разработку выемок и отсыпку насыпей при прокладке дорог и каналов, устройство временных земляных перемычек при перекрытии рек, обратную засыпку и т. д.

Земляные сооружения разделяют на постоянные и временные. К постоянным относят плотины, дамбы, выемки для прокладки дорог, ложа искусственных водоемов, русла каналов, спланированные площадки для возведения жилых кварталов, промышленных зданий и других сооружений; к временным — котлованы и траншеи для возведения фундаментов, траншеи для прокладки инженерных коммуникаций и т. д., т. е. все земляные сооружения, возводимые на время строительства.

Котлован от траншеи отличается абсолютными размерами и соотношением собственных размеров. Траншеей принято называть длинные узкие (шириной не более 2,5-3,0 м) выемки, ширина которых незначительна по сравнению с длиной. Котлован — это выемки шириной более 3 м и с сопоставимыми размерами длины и ширины.

Если грунт для насыпи или обратной засыпки берется из выемки за пределами строительной площадки, то такие выемки называются резервами. Если грунт из выемки складируется в насыпи без перспектив использовать этот грунт в процессе строительства или для обратной засыпки, то такая
насыпь называется кавальером, а место отсыпки кавальера называется отвалом.

Существуют также временные выемки, закрытые с поверхности и устраиваемые для сооружения теле-, транспортных, коммуникационных или водопропускных сооружений. Такие выемки называют подземными выработками. Если отсыпка грунта из отвала используется для полного закрытия подземного сооружения или коммуникаций, ее называют обратной засыпкой (рис. 4.1).

Основными элементами, составляющими характерные профили земляных сооружений, являются:

для выемок — дно и боковые поверхности (рис. 4.2), для насыпей — подошва насыпи и ее откосы (рис. 4.3).

Боковые поверхности выемок могут быть либо в виде вертикальных стенок, либо в виде наклонных откосов. Линия, образованная пересечением

плоскости откоса и дна

1 — подошва насыпи; 2 — основание откоса; 3 — откос; 4 — бровка откоса

выемки (подошвы насыпи), называется основанием откоса. Линия, образованная пересечением плоскости откоса и поверхностью земли (верхней плоскостью насыпи) — бровкой откоса. Для снижения нагрузки на основание откоса (увеличения его устойчивости) в откосе устраивают горизонтальную ступеньку, называемую бермой (рис. 4.4, 4.5).

Поверхностные воды отводятся от земляных сооружений с помощью водоотводных (у насыпи) и нагорных (у выемки) канав.

1 — подошва насыпи; 2 — основание откоса; 3 — откос; 4 — бровка откоса; 5 — берма; 6 — водоотводная канава

От попадания воды в выемку он защищается также банкетом — невысоким земляным валиком, отсыпаемым вдоль бровки выемки.

Земляные работы представляют собой комплекс процессов основных (разработка грунта, его перемещение и укладка), подготовительных и вспомогательных. Подготовительные процессы, осуществляемые до начала разработки грунта (устройство водоотвода, понижение уровня грунтовых вод, искусственное закрепление слабых грунтов) рассмотрено ранее. Вспомогательные процессы осуществляются либо до либо в процессе возведения земляных сооружений.

В частности к вспомогательным работам относится устройство временных креплений котлованов и траншей. Как правило, крепление производят при ведении работ в стесненных условия или при наличии грунтовых вод или в других сложных гидрогеологических условиях. Необходимость крепления устанавливается проектом. Устройство креплений вертикальных стенок траншей и котлованов требует значительных затрат ручного туда, поэтому крепления производят только в том случае, когда это экономически целесообразно или когда не представляется возможным устройство безопасных откосов.

В зависимости от вида грунта, ширины и глубины выемок и сроков службы применяют различные типы креплений. Для узких траншей глубиной 2-4 м в сухих грунтах используют горизонтально-рамное крепление (рис. 4.6).

Стойки устанавливают по длине траншеи на расстоянии 1,5-1,7 м одна от другой, а распорки — через 0,6-0,7 м по высоте.

1 — стойка; 2 — распорка; 3 — щиты (сплошные или разреженные);

4 — анкер; 5 — стяжка; 6 — подкос

В тех случаях, когда исключается возможность установки распорок (например, при разработке широких котлованов, или необходимости ведения в траншеях работ, которым помешают распорки, например, укладка труб), применяют анкерные, подкосные или консольные крепления, а также различные их сочетания (консольно-анкерные, консольно-подкосные).

Крепление вертикальных стенок траншей глубиной до 3 м должно быть, как правило, инвентарным (сборные щиты, объединенные со стойками, металлические распорки, в том числе телескопические, объемные переставные блоки и т. д.).

Разработка траншей с вертикальными стенками без временного крепления разрешается нормами при отсутствии грунтовых вод в грунтах естественной влажности при глубине траншеи не более 1 м в песчаных и гравелистых грунтах, не более 1,25 м — в супесях, не более 1,5 м — в глинах, не более 2 м — в особо плотных нескальных грунтах. Разработка таких же траншей роторными или траншейными экскаваторами в связных грунтах (суглинки, глины) без временного крепления допускается на глубину до 3 м.

Выемки, разрабатываемые в сложных гидрогеологических условиях (сыпучие и неустойчивые грунты, сильный приток грунтовых вод и т. д.), крепят сплошным шпунтовым ограждением, которое забивается по периметру выемки до начала разработки грунта. В качестве шпунта используют деревянные пластины (доски, брусья) или стальной прокат специального профиля. Поверху шпунт может распираться отдельными распорками или распорной рамой, если позволяет геометрия выемки и условия производства работ в нем.

В строительном комплексе более 30% рабочих занято выполнением земляных работ, в том числе около 10% — на строительно-монтажных работах и 20% — на эксплуатации строительных машин.

Разработку грунтов в строительстве ведут ручным,

механизированным, гидравлическим и взрывным способами. Кроме того, в ряде случаев грунт либо в сочетании с основными методами, либо самостоятельно перерабатывают методам вытрамбовывания и бурения. 95% всех земляных работ выполняется механизированным способом, поэтому мы рассмотрим только его.

Крепление откосов котлована

При осуществлении земляных работ следует укреплять стенки котлованов под фундамент здания. Это делается для того, чтобы грунт не осыпался. Нередко стенки упрочняются щитами на распорках. Но происходит это не всегда.

Как осуществляется крепление земляных стенок котлована в разных случаях, следует разобраться.

1. Разновидности котлованов
2. Обустройство системы распорок в котловане
3. Устройство анкеров-якорей в грунте
4. Шпунтовое укрепление стенок
5. Технологии закрепления грунтов
6. Расчет объема котлована и вывоз грунта
7. Как нужно устанавливать распорки
8. Щиты из дерева или металла
9. Забивка маячных свай
10. Механические копры

Разновидности котлованов

В зависимости от того, какой вид основания выбирается при сооружении здания, определяется вид выемки и ее габариты. Есть точные критерии деления котлованов на разновидности. Это:

• наличие и число откосов либо их отсутствие;
• целесообразность монтажа угловых креплений;
• есть ли вертикальные стены под наклоном;
• сплошная яма либо траншейный ров, данный параметр определяется видом фундамента (ленточный либо плитный).

Обустройство выемок с вертикальными стенами без их укрепления может осуществляться при глубине разработки:

• не больше 100 см — на насыпных, песчаных и гравелистых почвах;
• до 125 см — на супесчаных и суглинистых грунтах;
• не больше 150 см — на глинистой почве;
• до 200 см — на очень плотном грунте.

Во всех остальных случаях стенки рва упрочняются. Делается это сразу же после выработки котлована. Определяя, как можно приклеить или прикрепить доску к земляной стене, специалисты сверяются со СНиПами (строительные нормы и правила).

Обустройство системы распорок в котловане

В некоторых случаях, особенно если котлован глубокий и вырыт в ненадежном грунте, шпунтовое ограждение оказывается непрочным. Оно не способно выдержать давление. Тогда используют два способа укрепления ограды.

Первым из них является распорная система:

1. По всей длине рва монтируется обвязка из металлического проката. Этот пояс равномерно распределяет давящее воздействие на стенки геодезического объекта.
2. В обвязку упираются распоры. Они располагаются поверху противоположных стен и у дна котлована.
3. Установка креплений откосов котлована производится исходя из расчетов, описанных в плане производства работ (ППР).

Однако система распорок значительно сужает пространство внутри рва. Сильно нагруженные конструкции мешают работать строителям. Из-за этого падает производительность труда, и удлиняются сроки ввода здания в строй. Поэтому распорная система укрепления стенок выемки часто заменяется анкерным аналогом.

Устройство анкеров-якорей в грунте

Упрочнение стенок котлована шпунтами с анкерами или нагелями гораздо надежнее. При этом выдергивающую нагрузку от грунтового массива на себя принимают стальные стержни (анкеры или нагели).

Крепление котлована нагелями чуть более трудоемкое и лишь немного сложнее обустройства распорок. Однако при его использовании:

• обеспечивается оперативный простор;
• экономятся трудовые и материальные ресурсы;
• увеличивается производительность труда;
• уменьшается период строительства.

Нагельное крепление стенок котлована производится таким образом:

1. В стенках выемки бурятся скважины.
2. Осуществляется заглубление анкерных якорей.
3. На шпунте закрепляется и фиксируется тяга.

Шпунтовое укрепление стенок

• а — безраспорное;
• б — анкерное;
• в — консольно-распорное;
• 1 — затяжки;
• 2 — сваи;
• 3 — растяжки;
• 4 — анкер;
• 5 — распорки.

На сыпучих и плавучих почвах укрепление стен выемок осуществляется шпунтовым рядом. Это сплошная конструкция из деревянных планок и маячных свай. Согласно разработкам Мосинжпроекта, рамное крепление котлованов одновременно является и оградой при водоотведении от объекта.

Шпунтовый ряд делается так:

1. В дно выемки заглубляются маячные сваи.
2. К этим опорам фиксируются направляющие брусья.
3. Меж ними заколачивается шпунт.
4. Затем пролеты скрепляются поверху насадкой с пазами и гнездами.
5. Насадка фиксируется к свайным опорам скобками.
6. Чтобы грунт не обрушил шпунтовой ряд, в точках забивки свай ставятся распорки.

Технологии закрепления грунтов

Вертикальные стенки котлованов обязательно упрочняются в неплотных и насыщенных влагой грунтах. Эта процедура не только защищает их от осыпания, но и пресекает подвижки почвы под массой соседствующих строений.

Крепление стенок котлованов и траншей по СНиП №3.02.0/87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты» осуществляется благодаря двум технологиям:

1. Первая из них — это шпунтирование.
2. Вторая — использование железобетонных конструкций.

При шпунтировании применяется ограждение выемки из металлического проката. Это могут быть:

• трубы с забиркой из досок либо без нее;
• стальной профиль с дощатой забиркой или без таковой;
• специализированный шпунт Ларсена.

Конструкции из железобетона могут представлять собой:

• буронабивные сваи;
• буросекущие аналоги;
• монолитную стенку в грунте.

Заглубление ограждения производится по длине рва строго по технологической карте.

Расчет объема котлована и вывоз грунта

При расчётах выемки грунта следует учитывать его разрыхление при копании. Плотность слежавшейся почвы уменьшается при ее рытье спецтехникой и перемещении в самосвал.

Исходя из типа грунта, при расчетах используется уточняющий коэффициент 20-25%.

1. Длина выемки составляет 50 м, ширина 25 м, глубина 4 м. При перемножении этих величин мы получаем объем котлована в 5000 м³.
2. Однако для вывоза породы необходимо вычислить больший объем: 50∙25∙5∙1,2 (20%)=6000 м³.

Как нужно устанавливать распорки

Согласно строительным нормам и правилам (СНиП) крепление откосов котлована осуществляется щитами и распорками, размещаемыми по его длине:

• с шагом не более 200 см при глубине выемки (в сухой или сыпучей почве) до 375 см;
• с промежутками до 150 см при глубине котлована (в сыпучем, увлажненном и мокром грунте) больше 375 см.

Щиты из дерева или металла

Щиты, укрепляющие стены выемки, могут быть сделаны из дерева либо стали.

1. Для плывунов и сыпучих почв применяются сплошные рамные элементы.
2. При плотном грунте и выемке глубиной до 300 см крепление котлована досками имеет свои особенности. Щиты из них собираются с зазорами между досок. При этом промежутки между планками рамного элемента не должны быть больше ширины досок (она составляет не более 20 см).
3. Крепление стенок котлована инвентарными щитами из металла производится при его средней ширине.
4. Крепежи из стальных труб монтируются в выемках с вертикальными стенами шириной 80-180 см. В данном случае используются изделия сечением до 6 см и протяженностью до 300 см.

У распорок инвентарного крепежа есть резьбовые части. Прокручивая винты на них, возможно делать трубы длиннее и прижимать стойки к щитам.

Немного о том, как производится разборка креплений вертикальных стенок котлована. Для этого достаточно ослабить винты на распорках и снять их с рамного элемента.

При расчете крепления стенок котлованов и траншей досками следует учесть, что инвентарный металлический крепеж стоит больше, чем изделия из дерева. Однако он окупается благодаря неоднократному использованию.

Забивка маячных свай

При монтаже шпунтового ограждения самая трудоемкая часть работы — это заглубление свай. Когда ров небольшой либо крепеж забивается в легкую почву, то оптимальный вариант — использовать простое оборудование. Например, копр-треножник.

Работает тренога так:

1. Тяжелый железный молот («баба») на тросе с откидываемым крючком подвешивается на блоке. Через него к лебедке идет трос.
2. При вращении лебедки молот поднимается наверх на высоту 0,5-2 м.
3. При обратном перемещении барабана он устремляется вниз и своей массой заглубляет сваю.

При малом объеме работ задействуют простейшие треноги из дерева или стали, с ручными лебедками и молотом весом от 200 до 1000 кг.

Механические копры

Если необходимо забить большое количество свай, то применяются механизированные копры. К ним относятся пневматические и дизельные агрегаты. Работают они по одному принципу: для удара используется сила давления сжатого воздуха либо свободного падения бабы.

Используя механический копр, за несколько минут возможно заглубить сваю на 5-7 м. Это убыстряет монтаж шпунтовых рядов.