Грунт в котловане: Разработка котлована

Разработка грунта в котловане экскаватором.

Содержание:

    Подготовка к началу разработки

    Строительство фундамента предполагает разработку грунта, так как необходимо углубление. В зависимости от типа постройки будет сделан выбор в пользу котлована или небольшой траншеи. Котлованы подготавливают для строительства многоэтажных домов, коттеджей, а также сооружений с цокольным этажом или подвалом.

    Планирование – важный этап в организации котлованных работ. Перед началом рытья траншей необходим ряд экспертиз и исследований. По их результатам выясняют следующие параметры:

    • Состав почвы;
    • Плотность почвенных пластов;
    • Наличие грунтовых вод и их объем;
    • Нагрузку на основание будущего строения.

    Грунтовые воды могут стать препятствием в строительстве. Однако применяют различные методики по выведению излишков воды. В зависимости от того, какие грунты преобладают в месте строительства, меняются и откосы в траншеях. Угол наклона при рытье котлованов рассчитывается с учетом особенностей почвы.

    После составления схем и чертежей все данные переносятся на реальную территорию. Во время геодезических разметок определяют точные показатели ширины траншеи и глубины котлована.

    Перед началом разработки грунта необходимо скорректировать рабочую территорию. Поверхность должна быть очищена от растительности и неиспользуемых строений. Любые неровности почвы должны быть устранены: выбоины засыпаются, а бугры равняются с верхним слоем почвы. Только после тщательной подготовки начинается обустройство котлована.

    Разработка грунта под фундамент включает в себя множество этапов:

    • Отведение грунтовых вод. В большинстве случаев простое откачивание воды не принесет результата. Это временная мера, которая не подходит под обустройство домов. Некачественное отведение спровоцирует вымывание грунта под фундаментом, что, соответственно, создаст угрозу безопасности постройки. Эффективным является возведение дамб и стоков.
    • Срез верхнего слоя грунта с растительностью.
    • Выемка грунта и его перемещение.
    • Разравнивание почвы и трамбовка грунта.
    • Разработка котлована или траншеи.
    • Финишная отделка стенок котлована.
    • Подготовка строительной площадки для установки фундамента.

    Котлованная разработка

    Выемку грунта под котлован и траншею лучше всего производить при помощи экскаватора. В некоторых случаях невозможно доставить технику к определенному участку. Для того, чтобы не рыть котлован вручную, выстраивают временные дороги и подъезды. Так организовываются перемещения экскаваторов к месту проведения разработки.

    В зависимости от величины котлована используют различные виды спецтехники. Если разрабатывают траншею небольшого размера, то применяются небольшие модели экскаваторов. При глубоком котловане используется более мощная техника. Универсальным считается использование одноковшовых экскаваторов. Они отлично справляются с поставленными задачами и могут применяться при любых условиях работы.

    Процесс подготовки грунта под фундаменты включает несколько этапов. Наряду с одноковшовым экскаватором, в разработке грунта участвует и другая техника. После выемок почвы необходимо удалить ее со строительной площадки. Впоследствии с помощью специализированных машин укрепляются откосы выемки.

    Для рытья котлованов могут использовать экскаваторы с прямой и обратной лопатой. Если во время работы техника устанавливается выше уровня грунта, то применяют способ копания обратной лопатой. Такой вариант применяется для неглубоких котлованов и траншей. Экскаватор зачерпывает грунт на себя, а затем отсыпает его в сторону, разворачивая ковш. Прямая лопата используется при установке техники ниже уровня грунта. В данном случае почва грузится на сам экскаватор или же отгружается в отвал. Процесс черпания происходит «от себя».

    Разработка котлована экскаватором не является сложным процессом, но важно соблюдать все этапы работы, а именно:

    • Исследование местности.
    • Оценка состояния почвы.
    • Подбор спецтехники.
    • Изучение подземных коммуникаций. При обнаружении водопроводов, канализационных систем или каналов подачи газа все эти сооружения необходимо обойти.
    • Определение размеров котлована.
    • Начало разработки. Рытье котлована начинается с одной стороны.
    • Постепенная выемка грунта. Разработка происходит слой за слоем.
    • Укрепление откосов.

    На каждом этапе важно соблюдать условия безопасности. Геодезисты отслеживают правильность разработки. При необходимости такой специалист может скорректировать работу экскаваторщика. Во время рытья котлована важно соблюдать непрерывный темп работы экскаватора со своевременным вывозом грунта.

    Оборудование для разработки грунта

    Среди навесного оборудования, предназначенного для разработки грунта, стоит выделить ковши для экскаватора. Они бывают различных типов, в том числе общеземельные, траншейные и планировочные.

    Ковши траншейного назначения, как следует из названия, применяются для прокладки траншей. Они имеют специальный профиль, который препятствует налипанию грунта в процессе работ. А бокорезы, установленные на траншейных ковшах, снижают нагрузку на рабочее оборудование.

    Для создания насыпей и откосов используются планировочные ковши. Данные ковши изготавливаются с меньшим объемом и большей шириной по сравнению с универсальным общеземельным ковшом, что позволяет им легко выравнивать поверхность и работать с грунтом.

    Общеземельные ковши имеют стандартное назначение и применяются для широкого перечня работ с грунтом.

    Статья была полезной?

    Если после данного обзора у вас все же остались вопросы, недостающую информацию вы всегда можете получить у менеджеров Группы компаний «Традиция».

    Задать вопрос специалисту

    Если у вас все же остались вопросы, недостающую информацию вы всегда можете получить у менеджеров Группы компаний «Традиция»

    Связанные тэги

    • #Технологии строительства

    • #Экскаватор

    Разработка котлованов 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).

    Рис. 1. Схема разработки котлована экскаватором: 1 — экскаватор; 2 — грунт для обратной засыпки; 3 — недобор грунта экскаватором 10—15 см Рис. 2. Крутизна откосов котлованов и траншей в грунтах естественной влажности: а — песчаный грунт; б — супесь; в — глины и суглинки 

    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).

    Рис. 3. Схема котлована с переменной глубиной заложения фундамента 

    Рис. 5. Схема обратной засыпки пазух фундамента: 1 — фундамент; 2 — стена подвала; 3 — гидроизоляция; 4 — асбестоцементные плоские листы; 5 — бетонный пол подвала; 6 — зона уплотнения грунта вручную; 7 — граница засыпки дренажа песком; 8 — дренажная труба; 9 — засыпка дренажа щебнем; 10 — слои грунта, уплотняемые легкими механическими трамбовками; 11 — отмостка; 12 — вентиляционный короб; 13 — перекрытие подвального этажа; 14 — утепленная кирпичная стена. Примечание. Толщина отсыпаемого слоя грунта принимается до 0,25 м.  

    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 фундаментостроительные 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.

    Искусство земляной ямы – Биогеохимия почвы – следы металлов и питательных веществ

    Копать земляную яму – это отодрать единственный известный нам слой Земли, чтобы увидеть, что находится под ним. Почвенные ямы — это способ путешествовать во времени, чтобы увидеть, как выглядела почва до того, как растения и время взяли верх.
    Однако существует множество способов копания почвы, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

    Типичный профиль почвы (Typic Haplorthod в Нью-Гэмпшире).

     
    Самая основная цель лицевого профиля почвы состоит в том, чтобы выявить различные горизонты для анализа. Почвенный карьер позволяет определить весь спектр свойств почвы: глубину горизонта, цвет, текстуру, структуру, плотность корней, фракцию породы и т. д. для профиля почвы. Это проверенный временем метод, от любителя почв до опытного почвоведа. Тем не менее, это может быть очень трудно или легко копать.
    Копание всего профиля почвы может быть затруднено в почвах с высоким содержанием горных пород и почти невозможно в почвах с сильными ограничивающими слоями из-за цементации глинами, карбонатами или кремнеземом.

    Высокие фракции камней на дне этой земляной ямы было чрезвычайно трудно прорыть!

    Тем не менее, почва со слабой структурой, низким содержанием глины и небольшим количеством корней деревьев легко перекапывается.

    Эта земляная яма была вырыта двумя людьми за 3 часа, потому что она была очень песчаной и слабоструктурированной.

    Следующим важным моментом, о котором следует подумать при раскопках грунтовой ямы, является выяснение того, как она будет анализироваться. Многие ученые предпочитают выкапывать почвенные ямы на основе заранее определенных интервалов глубины. Выбирая приращения по глубине, а не по горизонтам и врожденной структуре почвы, ученые часто упускают уникальные особенности каждого горизонта. Конечно, для расчетов в ландшафтном и глобальном масштабе гораздо проще предположить, что почвы однородны, и использовать интервалы глубины. Однако, как показано на рисунке ниже, важные функции упущены.

    Анализ почвенной ямы по приращениям глубины, а не по горизонту. Обратите внимание, как очень разные горизонты могут быть свалены в одну кучу.

    Наконец, земляные ямы должны быть вырыты в зависимости от их назначения. Если цель состоит в том, чтобы взять образец почвенного профиля до коренной породы, убедитесь, что вы копаете его достаточно широко. Общее правило заключается в том, что каждый фут в глубину должен иметь один фут в ширину и один фут в горизонтальном измерении. Если вы не будете следовать этому грубому правилу, вы можете в конечном итоге съесть и носить много земли!

    Если вы не сделаете почвенную яму достаточно большой, вам придется проделать некоторые акробатические трюки, чтобы собрать образцы!

    Если конечной целью проекта является масштабирование результатов до ландшафтного или глобального масштаба, то наилучшим методом является копание количественных почвенных ям. Он может адекватно оценить почву, корень и горную массу в заданном объеме, если все сделано правильно. Их можно раскопать несколько раз в мелком масштабе (15 см на 15 см) или несколько раз в более крупном масштабе (50 см х 50 см).

    Небольшие количественные пробы почвы на неглубоких почвах. Это как резать именинный торт!

    Начало раскопок количественного грунтового карьера. Важно убедиться, что стены прямые, и измерить камни, которые охватывают стены.

    Существует много других способов анализа почвы без рытья почвенной ямы, например, бурение керном и ручное бурение.

    Тем не менее, нет лучшего способа приблизиться и увидеть различные горизонты почвы в том виде, в каком они существуют в ландшафте, чем вырыть земляную яму.

    Удачных копаний!

    Обработка почвы: рытье земляной ямы

    27 июля 2012 г. | Категория: Блог, Повышение урожайности, Структура почвы

    Джоди Деджонг-Хьюз углубляется в свои исследования почвы в качестве преподавателя Университета Миннесоты. Почвенные ямы в поле — один из ее любимых учебных инструментов для демонстрации фермерам важности глубокой структуры почвы, а также важности управления почвой. Ее сообщение двоякое: то, что происходит наверху, может либо улучшить структуру почвы, корневую зону и корневую систему, либо нанести долгосрочный ущерб, снижающий урожайность. Если вы хотите получить более высокую урожайность, управление почвой имеет жизненно важное значение.

    Почвенные ямы проливают новый свет на тайны подземелья. «Это то, что находится под землей, а продукт все наверху», — объясняет ДеДжонг-Хьюз. «Если у вас нет правильной структуры почвы внизу, меня не волнует, какую генетику вы поместите сверху — вы снизите урожайность. Когда мы открываем почвенную яму, мы действительно ищем идеальное здоровье корней».

    Она обращает внимание фермеров на их самых опасных демонов внизу: такие вещи, как недостаток питательных веществ, движение воздуха и воды являются результатом конкуренции, плотного севооборота, агрессивной обработки почвы, эрозии, выброса углерода и постоянного насыщения почвы из-за плохого дренажа. ДеДжонг-Хьюз предлагает практические идеи о том, как победить этих демонов.

    «Мы действительно не говорим о больших изменениях в полевых методах фермера. Дело в том, что вы не сможете вырастить успешный урожай, если корни не смогут опуститься туда, где они могут исследовать профиль почвы и поглощать питательные вещества, возможно, на глубине от 1,5 до 2 футов под поверхностью».

    Строительство идеальной ямы

    Для выемки грунтовой ямы обычно требуется экскаватор или погрузчик с бортовым поворотом. Рабочая яма обычно имеет ширину копающего ковша и пересекает четыре ряда культур на глубину 4 фута.

    На этой глубине хорошо видны слои различной почвы в профиле, а также корневая система растений. Яма должна быть достаточно просторной, чтобы в нее могли зайти несколько человек для детального осмотра профиля.

    Ясное августовское утро приносит несколько фермеров из Миннесоты к свежевырытой яме на кукурузном поле в Гранит-Фолс, штат Миннесота, на ферме Говарда Гэтчелла-младшего и его сына Дориана, который работает агрономом в местной элеваторной компании. ДеДжонг-Хьюз использует край ямы в качестве подиума, царапая землю ножом, чтобы подчеркнуть свою точку зрения. Почвенный профиль в этой яме имеет здоровую корневую систему и не менее фута рыхлого черного суглинка, под которым лежит темно-желтый слой дневного света.

    Первое, на что она указывает, это норы дождевых червей. «Здесь дождевые черви — наши лучшие друзья», — говорит она собравшимся, отмечая, что, ежегодно обрабатывая тысячи фунтов почвы на акр, черви помогают сохранить плодородные суглинки мягкими и пористыми. Пористость является ключом к обеспечению хорошей циркуляции питательных веществ, воздуха и воды.

    «Обработка почвы – враг №1 структуры почвы. Уплотнение — враг хорошей структуры, а хорошая структура почвы — ваша защита №1 от уплотнения», — говорит она. Затем Деджонг-Хьюз объясняет, что такое хорошая структура почвы и как она достигается.

    Здоровая почва дает фермеру более глубокую и темную почву, ее легче вспахивать или обрабатывать, что снижает затраты на топливо.