Этапы правильного устройства котлована для фундамента: пошаговое руководство

Правильное устройство котлована под фундамент начинается с тщательной подготовки, включая выбор подходящего места и анализ грунта. Необходимо учитывать размеры фундамента и глубину заложения, которая зависит от типа почвы и проектных нагрузок. Перед excavation следует убрать верхний слой грунта и провести разметку, чтобы обеспечить точность размеров котлована.

Сам процесс копания котлована должен проходить в соответствии с установленными нормами безопасности, особенно если глубина превышает один метр. Рекомендуется использовать механизированные средства для ускорения работ, однако с учетом возможного обрушения стенок котлована, следует обеспечить их укрепление. По завершении работ необходимо проверить горизонтальность и вертикальность стенок, а также удалить все остатки породы и мусор для подготовительного слоя под фундамент.

Котлован под фундамент: что нужно учесть при работе?

Строительство дома начинается с возведения фундамента. Заливке ленточного фундамента, укладке плитного основания или забивке свай предшествует рытье котлована . Это сложный процесс, требующий определенных исследований, расчетов и применения тяжелой техники. Первый этап подготовки котлована под фундамент – изучение грунта.

Исследование грунта

Изучение особенностей грунта требуется не только для выбора технологии рытья котлована под закладку основания, но и для проектировки объекта в целом. Оценка слоя позволит вывести максимальные габариты будущего дома, планируемую массу конструкции и степень возможной нагрузки на почву. Чтобы в будущем дом не просел, необходимо определить устойчивость и плотность, состояние грунтового пласта на предполагаемом месте застройки.

Для расчета глубины фундамента инженер учитывает два фактора.

1. Глубина промерзания грунта. Подошва основания должна располагаться ниже уровня промерзания грунта на 30 см. Если бетонное основание ляжет выше линии промерзания, то зимой возникнет проблема вспучивания грунта под подошвой, что приведет к образованию трещин и планомерному разрушению основы. Строение может частично просесть и образовать перекос.
2. Уровень пролегания грунтовых вод. Этот показатель существенно ограничивает глубину котлована. Слишком влажная среда будет способствовать насыщению бетона водой. Это может спровоцировать появление плесени и грибка, снижению прочностных характеристик бетона, преждевременному разрушению основания. Если грунт насыщен влагой, а застройку необходимо начать, проводится прочная и долговечная гидроизоляция фундамента и основания. Это существенно увеличивает стоимость строительства.

Идеально, чтобы фундамент залегал под плоскостью промерзания не доходя до грунтовых вод. Подобные условия крайне редки, поэтому необходимо находиться в полной готовности своевременно обеспечить защиту основания.

Тонкости работы

Наиболее распространенная проблема, возникающая в процессе рытья котлована, это перекоп. Заглубление экскаватором необходимо контролировать с помощью нивелира. Важно понимать, что взрыхленный грунт невозможно утрамбовать до первоначальной плотности. Появляется риск проседания грунта и целого ряда неблагоприятных последствий, связанных с этим явлением.

Если котлован получился глубже необходимого уровня, то недостающий объем заполняется песком с последовательным виброуплотнением. Песчаная подушка должна располагаться вдоль всей горизонтальной поверхности основания, чтобы давление на грунт формировалось равномерно. Получившийся перекоп в одной точке котлована следует выровнять по всей площади дна.

Все эти манипуляции отражаются на стоимости строительства. Оператор экскаватора снимет дополнительный пласт почвы. Затем грунт вывозится за пределы площадки. Завезти и засыпать песок, утрамбовать его – это дополнительные статьи расходов, которые будут включены в смету.

Вторая проблема – определение правильного угла откосов котлована. Если откосы будут крутыми, то при большой глубине котлована, возникает риск обрушения на этапе монтажных работ по прокладке инженерных коммуникаций. Это может быть опасным для здоровья работников, а устранение последствий приведет к дополнительным финансовым вложениям. Большой объем обрушенного грунта может повредить трубопровод.

Чтобы избежать дополнительных затрат и нарушения графика выполнения работ, следует придерживаться правил и технологии рытья котлована.

Основные правила

Процесс рытья котлована опирается на ряд правил, также необходимо учитывать множество пунктов, внимание к которым позволит обеспечить безопасность и избежать дополнительных затрат. Важно придерживаться последовательности.

• Выровнять площадку, освободить ее от мусора, деревьев и прочих ненужных объектов.
• Отметить проектные оси будущего строения.
• Организовать временные дороги, подъездные пути из плит, если в проекте предусмотрены подъезды.
• Подготовить площадки для хранения грунта от рытья, он потребуется для обратной засыпки.
• Доставка оборудования – бульдозер, экскаватор, погрузчик и т.д.
• Создать пункт мойки колес.
• Рытье котлована экскаватором, отгрузка и вывоз грузовыми машинами.
• Осуществлять контроль глубины котлована в процессе выемки грунта.

Рытье котлована под фундамент необходимо проводить в нормальных климатических и погодных условиях. Грунт и основание не должны пропитываться дождями и схватываться морозами. Накопленная влага приведет к снижению прочностных показателей фундамента.

Этапы разработки котлована под фундамент

• Создание проекта. Инженер тщательно изучает и анализирует чертеж здания, математические расчеты параметров фундамента, протоколы геологической разведки и изучения грунта, после чего приступает к разработке проекта. Только так будущий котлован будет соответствовать всем требованиям и стандартам проведения строительных работ.
• Организация технического процесса. Согласно проектных расчетов учитывается лишний грунт после обратной засыпки котлована, прорабатывается возможность его утилизации или использования. Подбирается комплект необходимого оборудования для рытья котлована. Если будет задействован целый парк разнообразной техники (землеройное, транспортировочное, уплотнительное оборудование), выстраивается схема наиболее плодотворного взаимодействия машин, чтобы выстроить непрерывный процесс.
• Подготовка территории. Организация процесса включает не только формирование подъездных путей для техники, но и размещение бытовок для рабочих, инфраструктуры для отдыха, стоянки автомобилей сотрудников.
• Рытье котлована с соблюдением всех правил и норм рабочего процесса.
• Уборка строительной площадки после завершения работ, вывоз техники, демонтаж или передача бытовок следующей бригаде строителей.

Из чего складывается стоимость работ?

Расчет стоимости рытья котлована складывается из объема и сложности работ, привлечения единиц техники, необходимости организации проживания, питания и отдыха рабочих. Аренда бытовок и спецтехники – основная статья расходов. Увеличить стоимость услуги может необходимость утилизации глины на специальных полигонах. Если подготовка площадки к рытью и ее уборка после будет выполняться бригадой, то затраты Возрастут.

Устройство котлованов: копка, откосы, крепление

Строительная компания БЕСТ-СТРОЙ (Москва) выполняет полный цикл устройства котлованов: земляные работы, копка, откосы, крепление стен, устройство распорной системы или грунтовых анкеров, свайного фундамента.

Закажите расчёт устройства котлована для вашего объекта!

На строительном участке проводится разметка в соответствии с технологической картой котлована: периметр, подъездные пути под вывоз грунта и место складирования породы под обратную засыпку. Выполняется транспортировка спецтехники на участок: экскаваторов, бульдозеров, погрузчиков. Все постройки, наружные и скрытые коммуникации, находящиеся на территории участка, подлежат переносу или сносу по согласованию с соответствующими организациями. Также проводится вырубка деревьев и планирование местности.

Земляные работы

После завершения подготовительных действий спецтехника приступает к основным земляным работам на котловане. Высокоэффективная механизированная разработка котлована экскаватором позволяет выполнить выемку на полный объём котлована в кратчайшие сроки. Вынутый грунт частично остаётся в пределах строительной площадки для обратной засыпки пазух на этапе строительства здания. Объём оставляемой породы известен из ранее проведённых по проекту расчётов. По остальному объёму производится вывоз грунта самосвалами на площадку утилизации.

Земляные работы и шпунтирование стен выемки трубами с забиркой из доски

Расчёт объёма котлована и вывоз грунта

При расчётах выемки породы учитывается эффект разрыхления при копке. Плотность веками слежавшихся осадочных пород нарушается при рытье экскаватором и при перемещении в отвал или в кузов самосвала. В зависимости от вида или видов разрабатываемых грунтов даётся поправочный коэффициент 20-30%.

Таким образом, например, если длина котлована 70 м, ширина 30 м и глубина 5 м с прямыми шпунтованными стенками на спланированной местности, то расчёт объёма котлована даёт нам значение 10500 куб.м. Но под вывоз грунта нужно расчитывать объём больше, как минимум, на 20%: 70х30х5х1,2=12600 куб.м. Выполнение откосов увеличивает объём котлована и вынятого грунта, но это же количество зачастую идёт в обратную засыпку, поэтому не вывозится за территорию стройплощадки.

Стены и откосы котлована

В благоприятных условиях, если грунт особо плотный и глубина до 2 метров, выкапывают котлован с вертикальными стенами без крепления. Если грунт глинистый — до глубины 1,5 метров, супесь и суглинок — до 1,25 метра, насыпные и песчаные — до 1 метра.

При необходимости устройства котлована на глубину до 5 метров, выше уровня грунтовых вод — на помощь проектировщику приходит таблица СНиП, приводящая зависимость угла откоса (отношение высоты к заложению) от вида грунта и глубины котлована.

Таблица 1. Крутизна откосов котлованов

В случае наличия близлежащих сооружений, грунтовых вод и необходимости водопонижения, грунтов с неравномерной структурой, глубины котлована более 5 метров необходим индивидуальный расчёт угла откосов или крепления стен.

Крепление стен котлована

Крепление вертикальных стен выполняется при строительстве котлованов в неплотных и водонасыщенных грунтах. Крепление защищает не только от обрушения стен выемки, но и препятствует смещению грунта под весом соседних зданий, оберегает их основания от деформаций.

Применяются следующие технологии укрепление стенок:

• Шпунтирование — шпунтовое ограждение котлована из металлопроката:

• из труб, с забиркой из доски либо без неё,
• прокатного профиля, с забиркой либо без неё,
• специализированного шпунта Ларсена.

• бурокасательные и буросекущие сваи,
• стена в грунте.

Все приведённые технологии применяются до рытья котлована. Заглубление ограждения выполняется по периметру выемки строго согласно технологической карты. В определённых условиях выполняется предварительное бурение скважин: обеспечение вертикальности погружения, снижение вибрационных воздействий через грунт на основания близко расположенных сооружений при забивке.

Шпунтовое ограждение из труб с обвязочным поясом из металопроката

Самым ресурсосберегающим методом является погружение шпунта из труб. Этот материал дёшев и обладает высокой оборачиваемостью, то есть возможностью многократного использования. Погружение труб выполняется забивкой копром с дизель-молотом или гидравлической копровой установкой, а также с помощью вибропогружателя. Альтернативный способ — погружение с помощью свайной буровой установки методом вдавливания и ввинчивания.

Забирку устраивают в случае критичного просыпания породы между шпунтинами, из доски толщиной 40-50 мм.

Ограждение котлована из шпунта Ларсена

При необходимости мер водопонижения применяют шпунтовое ограждение из шпунта Ларсена. Каждая из таких шпунтин имеет корытообразный прочный профиль и замковые пазы для жёсткой связи друг с другом. Таким образом можно сформировать прочную и герметичную стену сколь угодно большой длины. Погружение выполняется забивкой или вибропогружением.

Шпунт Ларсена, также, как и трубы и прокатный профиль, обычно извлекают после завершения строительства, обратной засыпки, и используют повторно уже на других объектах. Иногда его не извлекают, и тогда ограждение устраивают из специального оставляемого профиля.

Крепление стенок котлована железобетонными конструкциями обеспечивает высокие механические и водоизолирующие свойства будущего основания сооружений. Они также могут служить фундаментом и одновременно стенами подземной части здания.

Крепление стен котлована буросекущими сваями и грунтовыми анкерами

Бурокасательные и буросекущие сваи выполняются методом бурения, армирования и бетонирования диаметром от 400 до 1500 мм глубиной до 45 м. Сначала по периметру котлована подготавливается форшахта — небольшая укреплённая траншея-кондуктор. В ней бурятся нечётные скважины с шагом 0,9 диаметра между боковыми краями скважин. Заполняют бетонной смесью.

К тому моменту, когда начинают бурить чётные скважины бетон уже схватился и шнек буровой установки сечёт две соседние нечетные сваи, выполняя скважину для чётной между ними. Затем в скважину погружают заранее подготовленный армирующий каркас, сваренный из специального армирующего прута и проволоки, и бетонируют. В итоге после застывания бетона получается очень прочная монолитная железобетонная стена. На следующем этапе происходит рытьё котлована уже с готовым креплением ж-б стеной.

Технологическая схема устройства стены в грунте, и последующей разработки котлована

Технология «Стена в грунте» обеспечивает высокопрочное ограждение и крепление стен котлована толщиной от 300 до 1200 мм, и глубиной до 60 м. Применяется сложная спецтехника — грейферная установка. Грейфер представляет собой узкий, на ширину стены двухковшевый землеройный инструмент, погружаемый в грунт на жёсткой штанге или подвесе, с гидравлическим или полиспастным приводом.

Разрабатываемая траншея защищается от обвала глинистым бентонитовым раствором. По достижении проектной глубины в неё погружается армокаркас и заливается бетон, который вытесняет глинистый раствор, который в свою очередь собирается в резервную ёмкость для дальнейшего использования. Разработка ведётся участками (захватками) через одну. Второй очередью разрываются промежуточные захватки и получают монолитную стену. После того, как бетон наберёт прочность можно проводить копку котлована.

Устройство распорной системы котлована

Не смотря на все инженерно-технические ухищрения, иногда, особенно для глубоких котлованов в тяжёлых грунтовых условиях и плотной городской застройке, шпунтовое ограждение может оказаться недостаточно прочным для удержания давления грунтовой массы.

На последнем этапе возведения котлована на помощь приходят 2 технологии крепления ограждений.

Вид на распорную систему котлована вблизи автомагистрали и соседних строений

Первая из них — распорная система. По периметру устанавливается обвязочный пояс из металлопроката, равномерно распределяющий нагрузку по всему поясу. В пояс упираются распорки — как между противоположными стенками, так и между дном. Все конструкции выполняются в соответствии с точным механическим расчётом и изложены в ППР (плане производства работ).

Но распорная система крадёт внутреннее пространство выемки, которая и устраивалась специально для свободного манёвра в процессе строительных работ. Особо нагруженные конструкции распорных систем создают невероятно стеснённые условия для строителей. Это сокращает производительность и удлиняет сроки сдачи объекта.

Устройство грунтовых анкеров (якорей)

Компания БЕСТ-СТРОЙ рекомендует применение, и производит крепление шпунтовых стен грунтовыми анкерами, принимающими на себя выдёргивающую нагрузку от массива породы. Этот метод не на много более трудоёмок и незначительно сложнее устройства распорок, но в итоге даёт ничем не ограниченный оперативный простор, оборачивается значительной экономией ресурсов, повышением производительности и сокращением сроков строительства.

Схема монтажа грунтового анкера

По итогам тщательно проведённых изыскательских и расчётных работ производится бурение скважин в стенах котлована, выполнение «якоря», закрепление тяги, фиксация её на анкеруемом шпунте. При этом важно учитывать расположение оснований близлежащих сооружений и зданий.