Чтобы определить глубину котлована под фундамент, необходимо учитывать несколько факторов, таких как тип грунта, климатические условия и вес конструкции. Обычно глубина заложения фундамента должна быть ниже уровня промерзания грунта, что позволяет избежать возможных деформаций из-за морозного пучения.
Для точного определения глубины котлована также рекомендуется провести геологические изыскания, которые помогут выяснить структуру и свойства грунта на строительном участке. После анализа этих данных можно выбрать оптимальную глубину, обеспечивающую надежность и долговечность фундамента.
Объём котлована: данные, формулы для расчета
О чем речь? Объем котлована – важная информация, необходимая для корректного составления сметы, расчета работ. В зависимости от формы определяется по разным формулам. Принимают во внимание высоту и угол наклона стенок, площадь, кривизну дна.
Что учесть? Зная точный объем выемки грунта из котлована, легче подобрать подходящую спецтехнику. В основном для работ покупают или берут в аренду экскаваторы: гусеничный, колесный или погрузчик.
Из этого материала вы узнаете:
- Особенности разработки котлована
- Данные для расчета объема котлована
- Формулы для расчета объема котлована
- Типы экскаваторов для рытья котлованов
- Что учитывать при составлении сметы на земляные работы
- Часто задаваемые вопросы об объеме котлована
Особенности разработки котлована
Вся деятельность, которая связана с разработкой, перемещением и уплотнением грунта, называется земляной. Расчет объемов работ производится не только на стадии проектирования, но и при фактическом их выполнении. В первом случае подсчет ведется по чертежам, а во втором – по натуральным замерам.
Чтобы определить объемы по каждому виду земляных работ, применяются разные методики расчета и формулы. На выбор их варианта влияют рельеф местности, размер, конфигурация, иные особенности сооружения, способы производства.
Особенности разработки котлована
Земляные работы состоят из:
- Вертикальной планировки площадок. Целью данных действий является выравнивание естественного рельефа поверхности земли, на которой будет осуществляться дальнейшее строительство зданий, сооружений, благоустройство территории. Во время земляных работ производят выемку грунта, его перемещение, отсыпку и дальнейшее уплотнение на других участках. Объемы труда измеряют в квадратных метрах.
- Разработка котлованов и траншей. Масштабы этой деятельности определяются по формулам объема геометрических фигур, которые определяют форму будущего земляного сооружения. Во время расчетов принято считать, что мера грунта ограничивается плоскостями. Поэтому наличие отдельных неровностей на их точность никак не повлияет. Единицей измерения является кубометр.
Определение объема грунта сводится к расчету объемов разных геометрических фигур, которые образуются при земляных работах. Как правило, они непрямоугольной формы, так как котлованы и траншеи должны иметь откосы, которые препятствуют обрушению. Сложные фигуры разбивают на более простые, объемы их впоследствии складываются.
Данные для расчета объема котлована
Для расчета объема грунта необходимо наличие следующей информации:
- геодезические изыскания;
- архитектурно-строительные особенности разрабатываемого объекта и его размеры по периметру;
- по какой технологии будет возводиться объект;
- уровень залегания подпочвенных вод, так как фундамент зданий и сооружений не может приближаться к ним ближе, чем на 500 мм;
- значение глубины промерзания грунта (оно должно быть не менее 300 мм);
- рельеф земельного участка.
Если предстоит возведение сложных объектов, то расчет должен быть произведен и представлен в разделе земляных работ проекта строительства. Специалисты, зная все перечисленные данные, определяют глубину будущего котлована так, чтобы на его месте создать надежный фундамент.
Как посчитать объем котлована? Данный этап необходим, чтобы корректно определить трудозатраты и стоимостные показатели по выемке грунта. В зависимости от того, какие объемы земли планируется освоить, определяют методы выполнения работ, создают технологические схемы для наиболее важных процессов строительства, рассчитывают сметы строительно-монтажных работ (СМР) и основные технико-экономические показатели. На основании этих результатов выявляют численность персонала, строительной техники, транспортных машин и строительных материалов.
Ключом к вычислениям является площадь. В большинстве случаев используются размеры простых геометрических фигур, от прямоугольника и круга до параллелограмма. Чтобы определить объем котлована, полученное значение площади умножают на высоту. Если него сложная форма и ее квадратуру невозможно посчитать формулами, то ее разбивают на классические фигуры.
Важным показателем является глубина котлована. На ее значение влияет высота фундамента и изолирующих слоев, таких как: подушка из песка и щебня, бетонных изделий и пластиковых дренажей. При этом каких-либо принципиальных отличий по определению объема глубины заложения монолитной плиты или ленточного фундамента не существует.
Плановые характеристики днища должны быть определены на этапе проектирования. При этом надо учитывать геометрическую форму фундамента, методы возведения, необходимые для установки опалубки промежутки. Этот параметр прямую зависит от таких базовых характеристик, как глубина промерзания почвы и уровень подпочвенных вод по всему параметру котлована.
Высоту выемки грунта можно определить исходя из проекта: от уровня земли до отметки заложения основания фундамента. При этом надо учитывать толщину снятия плодородного слоя земли. Определяя длину и ширину котлована, следует принимать во внимание характеристики подвалов и фундаментов, толщину изоляционного слоя (при его наличии), опалубку с механизмами ее крепления.
Данные для расчета объема котлована
Отношение высоты выработки к длине откоса называется крутизной откоса котлована. Данный показатель зависит от качества грунта и высоты. Для определения объема выемки грунта котлована необходимо знать базовые величины. Рассмотрим это на примере:
- ширина котлована (В) – 10 м;
- длина (L) – 16 м;
- глубина (Н) – 3 м;
- соотношение глубины выемки к длине откоса – 1:2 (один к двум);
- периметр выемки – 52 м;
- площадь котлована – 160 м 2 ;
- кубатура грунта – 948 м 3 .
Если у разработчика есть информация о поперечном сечении поля, то ее использование при расчете объема предпочтительно. Данные поперечного сечения должны быть представлены в проекте – это информация о высоте и выносе точек на грунт. С их помощью можно рассчитать метраж.
Но наиболее оперативным методом выявления площади фигур, которые имеют неправильную форму, является применение электромеханического цифрового планиметра. В нем в масштабе прорисовывается форма, после чего контурный определитель отслеживает сложную геометрическую форму. Затем в планиметр следует ввести масштабный коэффициент – и он выполнит цифровое считывание площади.
Формулы для расчета объема котлована
Любой котлован представляет собой геометрическую фигуру какой-либо формы. Чтобы рассчитать его объем, необходимо определить кубатуру этой фигуры:
Котлован прямоугольной формы
Определение объемов котлована прямоугольной формы с вертикальными стенками считается самым простым вариантом. Для этого применяется следующая формула:
V = b * L * h,
- V – объем котлована в м 3 ;
- b – ширина в метрах;
- L – длина в м метрах;
- h – высота в метрах.
Котлован прямоугольной формы с разной высотой стенок
Если разработку грунта нужно выполнять на склоне, то противоположные стенки имеют разную высоту. Тогда определение объема грунта в котловане проводят с помощью следующей формулы:
V = b * h + b * H 2 * L,
- h – высота меньшей стенки в метрах;
- b – ширина котлована в метрах;
- H – высота большей стенки в метрах;
- L – длина котлована в метрах.
Котлован прямоугольной формы с разной высотой стенок
Котлован прямоугольной формы с откосами
При расчете объема котлована с откосами используют формулу площади трапеции:
S = a+b2 * h,
Формула расчета объема котлована с откосами имеет следующий вид:
V = a+b2 * h * L,
Котлован в форме многоугольника с откосами
Для определения объема сложной фигуры ее следует разбить на несколько простых, после чего суммируется общий результат.
Но и на этот случай предусмотрена общая формула:
V = (F1 + F2 + Fср) * h6,
- F1 – площадь дна котлована;
- F2 – площадь его по верху;
- Fср – площадь котлована на середине его высоты;
- h – его высота.
Круглый котлован без откосов
Для расчета такого объема необходимо использовать формулу площади круга:
V = Sкр * h = π r2 * h,
Круглый котлован с откосами
Для определения объема грунта при разработке такого котлована используется формула:
V = (R2 + r2 + R * r) * h3,
Типы экскаваторов для рытья котлованов
Разработка котлована является не только базовым, но и одним из самых важных этапов строительства. Для его выполнения привлекается много разной техники. По продолжительности эта работа может занимать от нескольких дней до нескольких недель, в зависимости от объема котлована. На скорость рытья влияет вид используемого оборудования, его функциональные и технические характеристики.
Гусеничный экскаватор
К его особенностям относятся большие габариты, мощность и повышенная проходимость. У такой техники объем ковша зависит от кубатуры котлована. Наличие гидравлической системы позволяет использовать различное навесное оборудование.
Гусеничный экскаватор
С помощью гусеничного шасси достигается оптимальная устойчивость техники даже на рыхлых и влажных грунтах. К другим его преимуществам относятся:
- возможность работы на полях, болотах, и неровных площадках;
- превосходные ходовые качества на заболоченных участках;
- большая проходимость, благодаря которой машина может работать даже на склонах;
- сбалансированный центр тяжести.
Из минусов стоит отметить только невысокую скорость самостоятельного передвижения, для чего при доставке на стройплощадку требуются услуги специального грузового транспорта.
Экскаватор-погрузчик
Наибольшая универсальность и практичность характерны для экскаватора-погрузчика, сочетающего в себе две функции – копку и погрузку. Так проведение работ намного эффективнее. Эта техника имеет колесное шасси, благодаря чему обладает высокой маневренностью и высокой скоростью самостоятельного передвижения. Применяется в основном на твердых покрытиях.
Основными рабочими инструментами экскаваторов-погрузчиков являются:
- ковш с фронтальной системой загрузки, расположенный в передней части машины;
- задний ковш с экскаваторной стрелой, с его помощью производят рытье котлованов большой глубины.
Такая техника ценится за высокие показатели маневренности и универсальность, способность работать на небольших участках. Кроме рытья котлованов экскаватор-погрузчик может осуществлять погрузку грунта и его выравнивание.
Колесный экскаватор
Мощность его вполне сопоставима с производительностью гусеничных моделей. Могут также оснащаться различными ковшами. Благодаря колесному шасси эта техника готова работать в любой местности, на асфальтированных площадках. Преимущества таких экскаваторов:
- при движении машины колеса не повреждают асфальт или бетонную поверхность;
- высокая мобильность, благодаря чему экскаваторы способны самостоятельно передвигаться по дорогам общего назначения на большие расстояния.
Выбирая специальную технику для рытья котлованов, необходимо учитывать требуемую глубину, тип и сложность грунта, необходимость его перенесения на грузовой транспорт и т. д.
Колесный экскаватор
Что учитывать при составлении сметы на земляные работы
При составлении сметы на земляные работы нужно принимать во внимание следующие факторы:
- Объём и вид планируемого объекта. Это необходимо для того, чтобы правильно спланировать и организовать работы по месту и времени.
- Метод производства. Работы могут производиться двумя методами – механизированным или ручным. Чаще всего используется комбинированный, при котором в основном используется первый вариант организации труда, а дополнением к нему идет второй.
- Используемые механизмы. При производстве земляных работ используется большое количество техники – экскаваторы, бульдозеры, самосвалы, погрузчики и т. д. На выбор конкретного механизма влияют объем работ и вид сооружения. Если же надо прокопать небольшую траншею в ограниченном пространстве, то целесообразнее ручной труд.
- Перемещение грунта. В процессе выемки его можно складировать в отвал, или вывезти на грузовом транспорте. Во втором случае необходимо уточнить, куда и на какое расстояние предстоит транспортировка.
- Крепления стенок. Это важный момент формирования откосов траншей и котлованов. Если планируется быстрая обратная засыпка, то в этом нет необходимости.
- Грунтовые воды и водоёмы. Нужно определить, потребуется ли откачка. Отвод грунтовых вод можно производить единоразово либо в течение всего времени производства работ.
- Классификация грунтов. Их характеристики должны быть определены по каждому разрабатываемому земельному участку в соответствии с инженерно-геологическими данными. Исходя из этого устанавливается группа грунта и наличие «мокрых» почв, что влияет на сложность и методы труда. К примеру, при скальном или «мокром» участке значительно повышается трудоёмкость, требуются специфические механизмы.
Смета на производство земляных работ будет составлена правильно и грамотно, если правильно рассчитан объем труда при формировании котлована, корректно определены виды деятельности.
Устройство и размеры котлована под фундамент
Характеристики котлована под фундамент определяются технологией строительства. В процессе сооружения оснований наиболее востребованы фундаменты столбчатого, ленточного и плитного типа. Речь пойдет об особенностях таких технологий и необходимых застройщику материалах.
Форма и размеры котлована
Тип фундамента определяет форму котлована. Столбчатое основание потребует обустройства на площадке большого числа скважин или шурфов. Котлован-траншея роется для фундамента ленточного типа. Прямоугольный котлован необходим при выборе основания плитного типа. Габариты котлована рассчитываются по определенным правилам.
Глубина котлована
При определении глубины учитываются высота грунтовых вод и уровень промерзания грунта. Подошву основания располагают ниже уровня промерзания почвы на 30-40 см. Но грунтовые воды корректируют глубину установки подошвы фундамента, вода не должна приближаться к подошве основания на расстояние менее 50 сантиметров. Этот фактор уменьшает глубину.
Водянистая почва вблизи фундамента потребует дополнительных затрат на сооружение надежной гидрозащиты. Выбор экономически выгодной стройплощадки – важный этап строительства.
Длина и ширина
Эти размеры котлована определяются габаритами строения и глубиной установки фундамента. На нижнем уровне ширина и длина должны быть увеличены по сравнению с шириной и длиной строения на глубину котлована. На уровне подошвы фундамента размеры котлована по сравнению с размерами фасада здания должны быть увеличены на 30-40 см. Различия обусловлены тем, что поперечный профиль котлована по правилам безопасности должен иметь трапецеидальную форму. Котлован допустимо выполнить с вертикальными стенками, если глубина установки подошвы менее полуметра.
Разработка котлована под фундамент ленточного типа
При выборе такой технологии необходимо провести земляные работы, вырыть заглубленную в землю траншею, ввести внутрь опалубку. Внешние размеры котлована-траншеи должны превышать размеры строения на 30-40 см (и по ширине, и по длине). Необходимо выдержать ширину самой траншеи не менее 1м. Перед прокладкой траншеи верхний слой плодородной почвы снимают.
Начинают работу с самого высокого угла, постепенно увеличивая глубину погружения по периметру траншеи. При заглублении стенок котлована более полуметра, их необходимо укрепить щитами. Часть извлеченного грунта (лучше песок) можно использовать для засыпки и дренажа.
Разработка котлована под фундамент плитного типа
Размеры прямоугольного котлована в Воронеже при малозаглубленном строительстве соответствуют размерам фасада здания. Длина и ширина увеличивается на высоту фундамента при планировании заглубленного строительства. На стенках котлована при рытье выполняются ступеньки высотой 50 см и шириной 25 см. Для этого грунт снимается этапами, габариты каждого последующего слоя меньше. Такой котлован можно вырыть только с помощью тяжелой техники.
Порядок работы:
- с площадки снимают слой плодородного грунта глубиной 30 см;
- очерчивают контур котлована;
- выполняют первую выемку глубиной 50 см, перемещаясь от центра к внешним границам;
- продолжают вынимать грунт до достижения дна котлована, уменьшая габариты каждого последующего слоя по ширине и длине на 25 см.
Разработка котлована под столбчатый фундамент
В этом случае потребуется траншея глубиной до полуметра. Отрывают ее по границам фасада здания. Шурфы укладывают на дне траншеи. В эти выемки будут укладываться промежуточные и угловые столбы.
Порядок работы:
- с участка счищают плодородный верхний слой почвы глубиной 20-30 см;
- по разметке роют траншею шириной 70-100 см;
- на дне траншеи, начиная от угла, роют выемки — шурфы размером 50 см х 50 см х 50 см. Расстояние между ними примерно 1.5-2 м. В дальнейшем там будет залита подошва под столбы.
Существует свайный фундамент, не требующий котлована. Сваи монтируются в скважины, высверленные буром. Преимущества такой технологии очевидны.
Глубина котлована под фундамент
Котлован – выемка в грунте, предназначенная для монтажа заглубляемых конструкций или их частей: туннелей, колодцев, фундаментов зданий. Их разновидность – траншеи, имеющие при малой ширине большую длину, и шахты, уходящие глубоко при небольших размерах в плане. Глубина котлована определяется расчетом, а проект разработки – неотъемлемая частью общего проекта объекта.
Выкопанная траншея под фундамент Вернуться к оглавлению
Когда на разработку котлована требуется проект
Часть проекта, согласно которой на объекте производятся земляные работы, называется ПРК (проект разработки котлована). Такой проект составляют, когда глубина разработки превышает 2 м (это может быть дом с подвалом), а также когда для безопасности работ надо укрепить стенки или сделать глубинное водопонижение.
ПРК (или ППР котлована) включает в себя чертежи в плане и разрезе, технологические и другие схемы, в которых содержится информация, вплоть до мест расстановки землеройной техники и самосвалов.
Обязательная часть проекта – экспликация материалов, необходимых для выполнения основных и вспомогательных работ.
Если котлован разрабатывают рядом с существующим сооружением, либо его глубина превышает уровень заложения последнего, в проекте определяют меры против осадки грунта и деформации конструкций.
Это может быть возведение шпунтовых стен, усиление грунтов цементацией либо силикатизацией, устройство нового, более глубокого фундамента под старым.
Выбор защиты зависит от глубины котлована и гидрогеологических условий.
Как форма стенок котлована зависит от его глубины
Свойства грунтов и наличие в них подземных вод определяют структуру котлована, который может иметь вертикальные стенки или пологие.
Составление проекта комбинированного дома
Вертикальные без креплений можно делать в плотных сухих грунтах, и только, когда котлован не остаётся открытым на продолжительное время.
Если есть вертикальные откосы (если рядом нет сооружений), глубина не может превышать:
- в твёрдых глинах и суглинках – 3м;
- в полутвёрдых глинах и суглинках – 2м;
- в тугопластичных глинах – 1,5 м;
- в текучих глинах и твёрдых супесях – 1,25 м;
- в песчаных, гравийных и лёссовых грунтах – 1,0 м.
Когда надо рыть на большую глубину, в котловане предусматривают пологие (иногда ступенчатые) стенки, либо выбирают один из вариантов крепления стенок.
Когда глубина более 5 метров, крутизна откосов принимается по таблице в СНиП и зависит от типа грунта. Этот параметр – отношение глубины к проекции откоса на горизонталь (на схеме снизу).
Определение размеров котлована
Глубина котлована – важный параметр, который определяется сложением толщин фундамента и подстилающих слоёв. Это: песчано-щебневые подушки, бетонные подготовки и пластовый дренаж.
Разницы нет, под ленточный фундамент роют котлован или под монолитную плиту. Она тоже может значительно заглубляться, когда в здании предусмотрен цокольный этаж или подвал.
Есть ещё несколько важных размеров. Это периметр дна котлована и его размеры поверху, которые значительно отличаются, если есть пологие стенки.
Размеры дна в плане назначают при проектировании, учитывая параметры фундамента и способ возведения, необходимое пространство для опалубки, удобство бетонирования или монтажа сборных элементов.
Сверху размер котлована больше дна на суммарную ширину откосов и элементов крепления стенок.
Часто размеры котлована по дну и поверху различаются незначительно, потому что пологие стенки увеличивают объём земляных работ. На практике чаще делают вертикальные откосы, не смотря на необходимость укрепления.
Проектирование кирпичных домов
Этапы работ при рытье котлована под фундаменты
Ленточный фундамент можно возводить в траншее и в полноценном котловане, это зависит от глубины заложения. Если это траншеи, их ширина принимается на 30 см больше ширины ленты.
- Строительную площадку очищают от растительности и снимают растительный слой почвы около 20 см. При необходимости проводят осушение или дренаж участка.
- Траншеи роют в местах расположения внешних и внутренних несущих стен. Их размечают, выставляя угловые колышки со шнурами.
- Копают от угла, продвигаясь по периметру будущего фундамента и контролируя глубину выемки опускаемой в траншею вехой.
- Если глубина превышает 70 см, вдоль стенок устанавливают боковые щиты, поддерживаемые распорками, которые одновременно могут служить и элементами опалубки.
Рытьё большого котлована под монолитную плиту зависит от глубины. Если она незначительная, стенки делают вертикальными, а размеры верха и дна будут одинаковыми.
При большой глубине работа идет ступенчато, грунт вынимают постепенно, слоями по 50 см.
Периметр каждой последующей выемки сужается, пока размер не уменьшится до проектного размера дна. Копку производят от центра к краям котлована, с выравниванием каждого слоя.
Что касается точечных фундаментов: столбчатых, свайных, стаканных, выемку грунта под них можно делать комбинированно. Сначала копают сам котлован, на дне которого забивают сваи и роют траншеи под ростверки или квадратные шурфы под опоры колонн.
