Технология крепления откосов
Крепление откосов котлована Обрушение стенок котлованов могут вызвать различные факторы: осадки, низкая плотность и высокая влажность грунта, вибрационное воздействие. Чтобы предотвратить обрушение выполняется укрепление стенок котлованов. Способ зависит от глубины выемки и геодезических данных участка. Стены ограждают по периметру следующими материалами:
- трубы;
- шпунт различных видов (Ларсена, плоский);
- сваи;
- металлопрокат;
- железобетонные конструкции.
Шпунтирование экономически выгоднее сооружения бетонной конструкции. Металлическое ограждение быстрее возводится, его можно демонтировать и применять повторно. Распространенный вариант – установка труб. Их забивают по периметру дизель-молотом или гидравлической капровой установкой.
При укреплении котлованов трубами при необходимости выполняется забивка досками (чтобы не просыпался грунт). При использовании пиломатериалов требуется меньше металлических изделий, часть стен перекрывается досками. В узких траншеях шпунт укрепляется распорками. Шпунт Ларсена создает герметичный барьер, он рекомендуется при угрозе подтопления грунтовыми водами.
Технологии закрепления грунтов
В зависимости от геологических характеристик строительного участка и климатических особенностей местности, глубины выемки, особенностей сооружаемой или реконструируемой постройки на практике применяют различные способы закрепления грунтов. Технологии позволяют улучшить их в плане сопротивления разрушению. В СНиП111-4-80 выделены следующие способы закрепления:
- термический;
- цементный;
- с помощью цементного раствора.
Очень часто используют различные виды механических креплений. По конструкции различают такие их типы:
- подкосные;
- консольно-распорные;
- распорные;
- консольно-анкерные;
- консольные.
Выбор типа крепления производят на основании вышеизложенных факторов, влияющих на правильное проведение работ.
По исполнению и возможности быстрого монтажа-демонтажа выделяют следующие разновидности крепежа:
- стационарный;
- инвентарный;
- с промежутками;
- сплошной.
Закрепление стен выемки
Верхняя часть креплений после их монтажа должна возвышаться над бровкой котлована или траншеи более чем на 0,15 м. При этом саму установку выполняют сверху вниз во время выемки земляных масс, а разборку – в обратном направлении при засыпке.
Распорный тип креплений получил наибольшее распространение. Используют данный вариант, если глубина траншеи не превышает 3 м. Состоит конструкция из таких элементов:
- щитов;
- распорок винтовых, либо рам;
- стоек.
Закрепление боковых поверхностей траншей проводят сразу после их отрывки.
На слабых, влажных почвах используют консольно-распорные или консольные типы креплений. Глубина выемок при этом должна находиться в пределах 3 м.
Разновидностью креплений консольного типа являются шпунтовые. Ими закрепляют стены глубоких котлованов, где присутствуют большое давление с боков и тяжелые гидрогеологические условия.
Подкосные ограждения используют редко, потому что они затрудняют проведение работ.
В роликах ниже показаны различные способы закрепления грунта склонов котлована.
Процесс формирования уклона экскаватором продемонстрирован в следующих видео.
Придание устойчивости боковым поверхностям котлованов – это первое требование, которое предъявляется при их создании. С целью обеспечения безопасных условий труда, предотвращения осыпей и соблюдения технологии строительства возводят выемки с откосами требуемой крутизны.
Если глубина котлована не превышает 1 м, то на любом виде грунта уклон на боковых поверхностях не делают, а для твердых пород оставляют вертикальные стены выемки и при заглублениях до 2 м. Откосы котлованов формируют по таблицам СНиП, если глубина до 5 м. После превышения этого значения – выполняют специальные расчеты.
Глубина фундамента и виды почв в зоне строительства
Часто, глубина, на какой должен быть фундамент, зависит еще от одного важного компонента – вида почв, находящихся непосредственно в зоне проведения строительных работ. Именно от их качества и водопроницаемости в большей степени зависит пучинистость грунта
Прежде чем определять, какой глубины делать фундамент под дом, необходимо провести качественное исследование почв. Лучший способ составить полную картину грунтов – копка нескольких шурфов глубиной не менее 2-х метров. Как уже отмечалось, можно совместить процесс исследования с копкой колодца, но это не даст полного представления о почвах на всем участке.
Среди наиболее распространенных видов почв, характерных для средней полосы нашей страны, можно выделить следующие:
- Песчаная пылеватая характеризуется очень мелкими фракциями составляющих ее компонентов;
- Супесчаная и суглинистая почвы представлены разноколичественным соотношением в их составе песка и глины;
- Глинистая почва достаточно плотная, но и она подвержена пучинистости из-за высокой влагоемкости глины.
Чтобы более точно определить, на какую глубину заливается ленточный фундамент необходимо уточнить и такую характеристику грунтов разного состава, как капиллярное смачивание. Оно представляет собой уровень, на который влага может подниматься по почвам вверх от подземных вод. Для различных типов почв эта величина может варьироваться от нескольких дециметров до нескольких метров:
- Пылеватые почвы из-за меньшей плотности способны проводить влагу вверх лишь на 0,3-0,5 метра;
- У супесчаных данная величина может достигать 1 метра;
- Для суглинков уровень подъема капиллярной воды приближается к 1, 5 метра;
- Для глинистых почв эта величина приближается к трем метрам.
Таким образом, однозначно указать, на сколько копать фундамент не сможет ни один даже самый опытный строитель, не изучивший всех характеристик грунта в месте строительства. Досконально провести необходимые исследования сложно и дорого, но экономия на этом этапе может привести к разрушению уже готового дома.
Основной акцент в данном обзоре был сделан именно на том, какой глубины должен быть фундамент. Множество других вопросов будет рассмотрено или уже было рассмотрено в других статьях. Изучив их, вы узнаете, с чего начать копать фундамент, какой глубины и ширины должен быть фундамент для дома из блоков и других материалов, какой должен быть выбран фундамент в зависимости от условий строительства.
Материал для цокольного этажа
Если вы строите нулевой этаж в доме из пеноблоков, то нет никакого смысла возводить бетонный цоколь. Подойдут те же самые облегченные блоки. Для дома из кирпича же, напротив, подойдет только бетонное основание.
Также сегодня популярностью пользуется строительство из бетонных блоков. Такой монтаж выполняется значительно быстрее. Бетонные блоки прочные и прекрасно справляются с повышенными нагрузками. Кроме этого, такое строительство обойдется довольно дешево, так как процесс монтажа в этом случае намного проще. Блоки монтируются по периметру цокольного этажа. На этом этапе учитывается, где будут проходить коммуникации и в нужных местах между панелями оставляются зазоры. После этого элементы скрепляются между собой при помощи цементного раствора.
Также некоторые используют блоки ФБС и пенобетонные блоки. Они укладываются на фундамент и крепятся при помощи раствора. Как и любая другая укладка этого типа осуществляется рядами с обязательным выравниванием по горизонтальной и вертикальной оси. Желательно также укладывать гидроизоляцию после каждого последующего слоя.
Правила копки фундамента
В случае самостоятельного копания траншеи для фундамента рекомендуется четко следовать всем правилам проведения работ
Среди основных принципов нужно уделить внимание следующим нюансам:
- фундамент любого типа должен быть оборудован гидроизоляцией, в целях защиты от жидкостей на большой глубине;
- все работы по обустройству фундамента, включая копание и засыпку траншеи, должны проводиться без остановки;
- работы по копке необходимо проводить в полном соответствии с предварительно составленным проектом (это касается как методов копания, так и размеров).
Также важно воздержаться от каких-либо изменений проекта в целях упрощения проведения копания фундамента. Лучше выбрать сложный и относительно дорогостоящий проект, гарантирующий долговечность и надежность, чем облегченную версию, неспособную прослужить и 10 лет
Устройство цокольного этажа
Цоколь представляет собой продолжение фундамента, поэтому он может быть выполнен из того же материала, что и сам фундамент, или с использованием материала стен.Обычно для возведения цокольного этажа используют монолитный бетон, готовые блоки или кирпич. Толщина стен цоколя определяется расчетом.
Роль пола цокольного этажа играет бетонная плита, ее выполняют методом заливки или кладут готовые железобетонные плиты. Перекрытия цокольного этажа могут быть как бетонными, из плит, так и деревянными. При значительной надземной высоте цоколя в нем могут быть сделаны двери и окна, при этом следует располагать их на южной, восточной или западной стороне. Расположение окон на северной стене цоколя может привести к излишнему скоплению снега и продавливанию оконных рам.
Стены цоколя требуют обязательной гидроизоляции. Заглубленную часть цоколя рекомендуется обрабатывать гидроизоляционными материалами как снаружи, так и изнутри для повышения надежности. Надземную часть допускается гидроизолировать только снаружи.
Гидроизоляция
Когда песчано-гравийная подушка готова, требуется сформировать гидроизоляцию. Она требуется для того, чтобы оградить бетонный массив ленты от взаимодействия с большим количеством воды.
Именно так – абсолютной герметичности добиться здесь не получится. Задача сделать так, чтобы непосредственно с бетоном не контактировали мини-ручейки воды: чтобы, во-первых, не насыщали массив бетона влагой, а во-вторых, не размывали его. (Здесь уместна пословица: «Вода и камень точит»).
Еще 20 лет назад для этих целей использовался гудрон, которым бетонный массив обмазывался снаружи. Однако это требует рытья значительно более широкой траншеи (а потом еще и засыпать лишнее пространство). Современные технологии позволяют избежать лишних манипуляций: стенки траншеи вместе с дном (или же щиты опалубки и дно траншеи) просто выкладываются по периметру своего сечения гидроизолирующим материалом – плотной полиэтиленовой мембраной, листы которой склеиваются между собой специальным влагостойким полимерным клеем.
На поверхности обязательно нужно оставить выпуски. Выкладывая периметр траншеи (по сечению) мембраной, недопустимо оставлять провисы – они могут привести к разрыву полиэтилена под воздействием массы бетона.
В итоге с помощью современных материалов есть возможность сформировать почти что герметичный с точки зрения влагопроницаемости полиэтиленовый «кокон», в который впоследствии будет заливаться бетон.
Выбор типа фундамента в соответствии с грунтом
Если он непучинистый, то можно планировать обычный ленточный или столбчатый фундамент, если же земля пучинистая или слабопучинистая, то придется делать монолитную плиту или свайное основание.
Рассмотрим основные типы фундаментов для одноэтажного дома с учетом глубины заложения:
- Ленточный фундамент, который может быть как мелкозаглубленным (для деревянных одноэтажных построек легкого веса), так и заглубленным.Данный тип самый легкий для самостоятельного устройства и наиболее дешевый. Если не требуется большая глубина и масса самой конструкции небольшая, то можно выбрать именно его.
- Столбы и сваи могут стать укреплением ленточного или обычного фундамента, при этом для дома, более легкого по весу, лучше использовать столбы.Если же материалами для строительства служат кирпич или камень, то лучше вбивать сваи, которые выдерживают большие нагрузки, распределяя весь несущий вес по периметру и глубоко укрепляясь в грунте.
- Монолитная плита может быть использована в случае пучинистых грунтов и при выявлении грунтовых вод.
Такая конструкция наиболее надежна и выдержит любые воздействия и вес, но и обойдется она дорого, а также будет тяжелой для самостоятельного монтажа.
Пример такой плиты показан ниже.
Монолитная плита — основа
Расчет глубины заложения фундамента
Когда вы окончательно смогли определиться с видом почвы и фундамента, можно делать окончательный расчет, по которому будет выявлена глубина фундамента для одноэтажного дома.
Некоторые стараются сделать фундамент «с запасом», то есть углубить его больше требуемого уровня для надежности.
Но это будет только лишней финансовой затратой и трудоемкой работой, и если все расчеты произведены правильно, то никакого запаса не требуется.
Любой фундамент укладывается из расчета уровня промерзания земли и закладывается на 10% ниже, то есть если глубина промерзания 1 метр, то закладывать следует на глубину 1.1 метра, этого будет достаточно.
Если климатические условия в регионе постройки умеренные и грунты сыпучие, то уместнее всего заложить мелкозаглубленный ленточный фундамент, который легко сделать своими руками, и он будет долговечным.
Он может быть как монолитным с залитым самостоятельно раствором, так и сборным с готовыми блоками.
По средним меркам такой фундамент закладывается на глубину от 45 см до 1 метра. Такой фундамент выглядит, как показано ниже.
Готовый ленточный фундамент
В более суровых зимних условиях или при неоднородности грунтовой массы лучше сделать более углубленный и надежный фундамент, глубина которого может быть от 1 метра до 2 метров.
Для одноэтажного дома из обычного кирпича вполне приемлемым будет заглубленный ленточный фундамент со столбами, которые укрепят всю несущую конструкцию.
Если местность болотистая или сильно глинистая, то придется закладывать монолитную плиту со сваями, даже если сама конструкция дома легкая.
Это повлечет за собой немалые финансовые затраты, но за надежность конструкции можно не переживать. Этот фундамент может достигать глубины до 2,5 метра.
Выбор материалов для дома с учетом глубины
Наиболее экономичным вариантом в наши дни являются деревянные одноэтажные дома загородного типа, в которых можно сделать и мансарду.
При выборе таких материалов дом будет достаточно легким и шанс разрушения фундамента минимальным, поэтому можно выбрать мелкую глубину и самостоятельно заложить фундамент при любых сложностях.
Такая постройка выглядит так, как на фото ниже.
Деревянный одноэтажный дом
Одноэтажные дома из пеноблоков также легкие в строительстве и не требуют большой глубины заложения, но должны быть более расширены, так как стена в таких домах для теплостойкости должна быть около 60 см.
Кирпич или каменная кладка требуют того, чтобы заложенный фундамент выдержал большую нагрузку, поэтому целесообразно выбрать как большую глубину закладки, так и укрепление с помощью свай.
Такой фундамент выглядит, как на изображении ниже.
Свайный фундамент
Учитывая все эти факторы, можно сказать, что глубина фундамента для одноэтажного дома может быть очень разной, но все вышесказанные факторы следует учесть для надежности конструкции.
Основной же точкой отсчета остается глубина промерзания грунта, которая лежит в основе всех расчетов углубления.
Видео расчеты глубины заложения фундамента одноэтажного дома
В следующем видео специалисты расскажут, какие правила должны быть соблюдены при расчетах глубины фундамента, что поможет вам правильно определить все параметры, и вы сумеете самостоятельно построить ваш дом, который простоит очень долго.
Правильность расчетов
Перед началом земляных работ необходимо правильно оценить грунт. От вида почвы зависит, на какую глубину следует углубить траншею, какой формы лучше копать фундамент под дом и как стоит его закреплять. Кроме того, следует твердо знать уровень грунтовых вод и глубину промерзания почвы в районе.
Рытье траншей предполагается под осуществление работ по устройству глубокозаглубленного и мелкозаглубленного ленточного фундамента:
| Тип основания | Глубина | Тип почвы | Масса дома |
|---|---|---|---|
| глубокозаглубленный | ниже уровня промерзания грунта (до 2 м) | любая | нет ограничений |
| мелкозаглубленный | 0,5-0,7 м | песчаная | легкие постройки |
Как посчитать объем котлована
Различия в составе залегающих на участке пород приводят к тому, что для одних и тех же оснований вынимаемые объёмы будут отличаться за счет угла наклона откосов.
Процедура расчета является обязательной. Если в проекте строительства частного дома этот момент не отражен, его выполняют самостоятельно до начала рытья котлована.
Способы подсчета
Проведение земляных работ необходимо при возведении большинства конструкций промышленного и гражданского назначения. Способ, которым делают подсчет для котлована, траншеи или насыпи, выбирается в каждом случае индивидуально. Это зависит от следующих факторов:
- масштаба работ;
- назначения объекта (фундаменты зданий, опор, прокладка технологических коммуникаций, устройство колодцев, открытые дренажные системы);
- особенности рельефа строительной площадки;
- способа выемки и удаления земли (ручной, механизированный), который определит необходимость обустройства дополнительных заездов в рабочую зону;
- плотности застройки участка.
Объемы работ по разработке грунтов разделяют на те, которые относящиеся к планировке участка (срезке верхнего слоя почвы) и касающиеся устройства котлованов. Часть из них может производиться бульдозером, зачистку делают вручную.
- Определение контура расчета. При помощи топографической съемки определяются характерные точки и высотные отметки почвы, нижней подстилающей поверхности котлована, сопутствующих выемок, насыпей, перепадов, хребтов.
- Последующая камеральная обработка устанавливает дополнительные (промежуточные) точки, нужные для корректного определения всех значений (контура, объемов, площади нулевых работ). Производится оценка геологических показателей данного участка.
- Составление технического отчета с указанием условий, оснований, результатов, фактических и допустимых погрешностей.
Отчет с данными, которые рассчитаны специализированной организацией, будет также являться обоснованием определения стоимости работ.
В случаях, когда выемка представляет собой фигуру сложной формы, ее разбивают на простые геометрические тела (призмы, имеющие в основании треугольник, прямоугольник, пятиугольник). Суммирование всех результатов дает нужное значение объема выемки в котловане.
Зная величину площади котлована и всех высот в составляющих ее фигурах, удобно воспользоваться сервисом «онлайн калькулятор». Пример можно увидеть на таком рисунке:
В относительно простых подсчетах, там, где значение возможной погрешности не велико, используется формула, соответствующая приближенному размеру земляного сооружения:
На площадках сложного рельефа общая длина траншеи разбивается на фрагменты с одинаковым уклоном, объем которых складывается в общее значение.
Требования к откосам
Ответ, какую крутизну должны иметь откосы у земляного сооружения, содержится в строительных нормах. Отклонение от заданных стандартов вызывает не только увеличение объема работ при обрушении стенки, но и опасность получения травмы работником.
Основными определяющими параметрами являются плотность грунта, образующего боковую поверхность, и глубина выемки:
Сопутствующим фактором оказывается длина котлована – при больших прямых участках также могут возникать обрушения края вертикального борта. На коротких промежутках у круглых колодцев такая вероятность ниже.
На практике при выполнении работ по устройству котлованов присутствуют специфические операции, которые нужно учитывать.
- рытье ямы одноковшовым экскаватором включает в себя допустимые недоборы грунта, которые устраняются при помощи лопаты;
- траншея под прокладку труб вручную обустраивается приямками в местах выполнения стыков;
- для повышения несущей способности трубы на 30 – 40% увеличивают площадь опирания ее на основание путем выборки в подстилающей поверхности борозды по Ø трубы с углом охвата 120°;
- размер обратной отсыпки определяется разницей между объемами котлована и подземной части здания.
Минимизировать количество вывозимого или привозного грунта для завершения на участке всех земляных работ можно, если еще на стадии проектирования рассчитать нулевой уровень, который обеспечит баланс объемов выемки и отсыпки.
Крутизна откосов котлованов, траншей и др. выемок по нормам
Крутизна откосов котлованов, траншей и др. выемок приведена в следующих группах нормативных документов:
- СП 45.13330.2017 Земляные сооружения, основания и фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87. (обязательный к применению с 01 августа 2020 согласно постановлению Правительства РФ от 04 июля 2020 г. N 985)
- Правила по охране труда при строительстве, реконструкции и ремонте.Утверждены приказом Минтруда России №883н от 11 декабря 2020 г. (действуют с 01.01.2021)
- Правила по охране труда в строительстве. Утверждены Приказом Минтруда России N 336н от 1 июня 2015 года (действуют до 01.01.2021)
- СП 45.13330.2012 Земляные сооружения, основания и фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87. (действующий и обязательный до 01 августа 2020 к применению согласно постановлению Правительства РФ от 26 декабря 2014 г. N 1521
- СНиП 12-04-2002 «Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство» (рекомендательный)
Выделим требований приведенных в данных документах, которые касаются непосредственно величины крутизны откосов.
Виды опалубки
Ленточный фундамент
Опалубочные системы (формы под заливку) можно поделить по методу изготовления и способу монтажа. Систему можно собирать (изготавливать) непосредственно на месте строительства, а можно приобрести готовые комплектующие. В любом случае форму необходимо устанавливать на площадке перед заливкой бетона.
Щитовая
Щитовая опалубка
Щитовая
Самый распространённый тип системы. На строительной площадке из досок собираются плоскости требуемого размера. Затем, в соответствии с разметкой, форма монтируется, раскрепляется дополнительными приспособлениями. В качестве укрепляющих элементов служат: распорки, стяжки, клинья и колья
С наружной стороны формы устанавливаются колья, к которым крепятся клины в виде треугольников, удерживающие конструкцию в вертикальном положении.
Для выдерживания геометрических размеров фундамента, применяются стяжки (шпильки), которые после устройства основания извлекаются, а также распорки, установленные между щитами. Распорки остаются внутри залитого бетоном фундамента.
Применяется такой вид системы при устройстве ленточных, свайных (ростверковых) оснований.
Съёмная
Съёмная опалубка
Съёмная
Съёмная или, как её ещё называют, разборная форма монтируется из листов влагостойкой фанеры, толщиной не менее 22 мм. Такие конструкции предназначены для многоразового использования. Как правило, применяются при устройстве перекрытий зданий. Листы фанеры имеют стандартный размер 1,25 * 2,5 м.
Комплекты продаются вместе с опорными, регулируемыми стойками, которые подпирают листы снизу или выступают в качестве распорок при устройстве ленточного фундамента. Также в комплекте идут замки и детали углов.
Такие листы подойдут при устройстве оснований высокого цокольного этажа.
Несъёмная
Несъёмная опалубка
Несъёмная
Также, в основном, покупной тип системы. Элементы конструкции изготавливаются из легкого пенополистирола. Блоки легко монтируются на месте строительства. В комплекты также входят углы. Такой тип опалубки позволяет сконструировать форму основания сложных размеров, вплоть до закругленных.
Преимуществом такого вида системы является простота монтажа со строгим соблюдением геометрических размеров. К тому же конструктив остается в земле и выполняет дополнительно роль утеплителя. Бетон с обеих сторон оказывается окруженным пенополистеролом, который также выступает в роли гидроизоляции основания строения.
Фундамент: виды, устройство, пошаговая инструкция закладки ленточного фундамента своими руками | Фото & Видео +Отзывы
Устройство котлована под фундамент
Под большую монолитную постройку котлован роют с привлечением спецтехники
Устройство котлована состоит из нескольких этапов:
- выполнение расчетов, выбор формы и параметров;
- подготовительные работы;
- выемка грунта;
- укрепление откосов, если котлован под фундамент глубже 125 см.
Чтобы грамотно определить подходящий тип котлована, требуется провести геодезическое исследование участка и составить проект здания, рассчитать нагрузку на фундамент. На основании полученной информации выбирается форма и глубина грунтовой выемки. Оценив объем работы, строители делают вывод о том, как будет происходить копка:
Даже если рыть котлованы экскаватором, остается много работы, которую придется выполнять вручную. Это выравнивание и укрепление стенок, трамбовка дна, обратная засыпка.
Расчет объема траншеи
Для подсчета объемов земляных работ потребуются следующие значения:
- Длина – зависит от назначения траншеи.
- Ширина. Этот параметр измеряют внизу и наверху, если делается расширение ближе к поверхности. В последнем случае говорят о траншее с откосами и используют формулы, позволяющие учесть эту особенность.
Определить ширину и длину траншеи для вычисления ее объема можно самостоятельно с помощью специальных формул. Зачастую особая точность в этом процессе не нужна. Но если необходимость в точных расчетах присутствует, удобно пользоваться строительными калькуляторами. Достаточно указать известные данные: длину и ширину траншеи у поверхности, длину и ширину по дну, глубину выемки.
Без откосов
Проще всего подсчитать объем траншеи без откосов, вырытой на ровной местности. Но условия, в которых возможна подготовка такой выемки, ограничены. Ее роют зимой, когда грунт заморожен и не обваливается или когда стенки траншеи фиксируют с помощью механических креплений.
Для расчета объема траншеи нужно знать длину, ширину и глубину выемки, которые обозначаются так:
- a – ширина в м;
- H – высота в м;
- L – длина в м.
Объем траншеи вычисляется по формуле V=a×H×L, т.е. если ширина траншеи равна 1 м, глубина – 1,5 м, а длина 12 м, то V=1×1,5×12=18 м³.
Другой вариант траншеи – с вертикальными стенками и перепадом высот. В этом случае необходимо знать помимо ширины и длины глубину траншеи – H1 и глубину траншеи H2.
Формула для вычисления объема следующая: V=a×(H1+H2)/2×L.
Пусть H1=1,3 м, H2=1,6 м, a=1 м, L=12 м, тогда V=1×(1,3+1,6)/2×12=17,4 м³.
С откосами
Для расчета объема траншеи с откосами используются формулы, учитывающие ширину верха и основания, а также тип почвы. В формулах далее:
- L – длина траншеи, м;
- H – глубина траншеи, м;
- a1 – ширина основания, м;
- a2 – ширина верха, м.
От типа почвы зависит коэффициент (m), который подставляется в формулу, поскольку ширина верха траншеи определяется этим параметром. В таблице представлены коэффициенты для разных грунтов.
| Тип грунта | Коэффициент m |
| Насыпной неуплотненный | 1 |
| Песчаный и гравийный | 1 |
| Супесь | 0,67 |
| Суглинок | 0,5 |
| Глина | 0,25 |
| Лессы и лессовидные | 0,5 |
Чтобы рассчитать ширину верха выемки, нужно воспользоваться формулой a2=H×m+a1+H×m.
Пусть a1=1 м, высота траншеи H=1,5 м, а грунт – глина, тогда a2=1,5×0,25+1+1,5×0,25=1,75 м
Далее объем траншеи, вырытой на ровной местности, вычисляется по формуле V=(a1+a2)/2×H×L
Если принять, к примеру, L=12 м, получится V=(1+1,75)/2×1,5×12=24,75 м³
Наиболее сложные вычисления потребуются для расчета объема траншеи с откосами на местности с перепадом высот. Вводятся обозначения:
- a1 – ширина основания выемки, м;
- a2 – ширина верха в низшей точке, м;
- a3 – ширина верха в наивысшей точке, м.
Параметры a2 и a3 рассчитываются по уже известной формуле. Но нужно также знать высоту H1 и H2, соответственно. H1 пусть будет 1,5 м, а H2=2,5, a1=1 м, грунт – глина. Сначала определяется a2, а затем a3:
a2=H1×m+a1+H1×m=1,5×0,25+1+1,5×0,25=1,75 м
a3=H2×m+a1+H2×m=2,5×0,25+1+2,5×0,25=2,25 м
Помимо прочего, для вычисления объема нужно рассчитать площадь поперечного сечения выемки для низменного участка и высотного – F1 и F2, соответственно.
F1=(a1+a2)/2×H1=(1+1,75)/2×1,5=2,0625 м²
F2=(a1+a3)/2×H2=(1+2,25)/2×2,5=4,0625 м²
Примем L=12 м, возьмем коэффициент грунта для глины m=0,25 и подсчитаем объем выемки, учитывая вычисленные параметры:
V=(F1/2+F2/2-m×(H1-H2)2/6)×L=(2,0625/2+4,0625/2-0,25×(1,5-2,5)2/6)×12=36,25 м³
Разновидность котлованов под фундаменты
Перед тем, как заняться устройством котлована под заданный фундамент, нужно понять, какие виды существуют в принципе. Вот они:
- траншеи – отверстия в земле в форме трапеции, более широкой сверху и сужающейся книзу (используются для ленточного фундамента);
- котлованы – глубокие ямы в виде параллелепипеда, куба или полусферы (для плитного основания);
- отверстия для свай (если фундамент будет свайно-винтовым).
Различается и форма стенок. Они бывают:
- ступенчатыми;
- наклонными с откосами;
- вертикальными;
- с угловыми креплениями.
Незаглублённый плитный фундамент обычно обходится неглубоким котлованом с вертикальными стенками. Ступенек, откосов и дополнительного укрепления требуют заглублённые основания, чтобы стены не рассыпались, когда почва даст усадку.
Чтобы определиться, какой из видов нужен вам, следует изучить ландшафт:
- степень сыпучести почвы – для песчаной допускается глубина около 1 м., для глинистой – 1,5 м., для плотной каменистой – 2 м.
- глубину промерзания – низшая точка котлована должна быть на 0,5 м. глубже этой величины;
- положение грунтовых вод – дно котлована должно быть на 0,5 м. выше этой отметки.
Также учитываются высота здания и материал, из которого оно будет построено. Затем производятся расчёты, и только после этого можно переходить непосредственно к работе.
Подготовка к рытью и строительству фундамента
Для каждого типа фундамента требуется обустроить котлован соответствующей формы. Поэтому, прежде чем начинать копать, следует определиться с типом и характеристиками фундамента. Для этого требуется:
Проанализировать грунт в месте запланированного строительства, определить его тип и состояние. Произвести анализ параметров будущего строения: его размеров, общей массы, величину нагрузки на грунт
Изучить особенности климата и (важно!) сезонного движения грунтов в данной местности
На основании полученных результатов можно оптимально подобрать тип и параметры фундамента под запланированное строение. А уже определившись с типом и размерами фундамента, можно рассчитать характеристики требующегося котлована.
Производство земляных работ: Откосы котлована и траншеи.
Согласно СП 104-34-96:
3.7. Траншеи с вертикальными стенками могут разрабатываться без крепления в грунтах естественной влажности с ненарушенной структурой при отсутствии грунтовых вод на глубину (м):
- в насыпных песчаных и гравелистых грунтах……… не более 1;
- в супесях……………………………………………………………… не более 1,25;
- в суглинках и глинах……………………………………………. не более 1,5;
- в особо плотных нескальных грунтах…………………… не более 2.
При разработке траншей большой глубины необходимо устраивать откосы различного заложения в зависимости от состава грунта и его влажности (табл. 1).
Допустимая крутизна откосов траншей
| Грунт | Отношение высоты откосов к его заложению при глубине выемки, м | ||
| до 1,5 | до 3,0 | до 5,0 | |
| Насыпной естественной влажности | 1 : 0,67 | 1 : 1 | 1 : 1,25 |
| Песчаный и гравийный влажный (ненасыщенный) | 1 : 0,50 | 1 : 1 | 1 : 1 |
| Супесь | 1 : 0,25 | 1 : 0,67 | 1 : 0,85 |
| Суглинок | 1 : 0 | 1 : 0,50 | 1 : 0,75 |
| Глина | 1 : 0 | 1 : 0,25 | 1 : 0,50 |
| Лессовидный сухой | 1 : 0 | 1 : 0,50 | 1 : 0,50 |
| Скальные на равнине | 1 : 0,2 | 1 : 0,2 | 1 : 0,2 |
Грунт: группы и виды
Из-за того, что земляные сооружения создают в грунтах, обязательно следует знать основные их характеристики. От них напрямую зависит подходящий тип фундамента. Выбор осуществляют с учетом достижения максимально возможного уровня надежности и стойкости возводимого основания.
Основные свойства грунта определяются следующими факторами:
- формой, размером, прочностью, расположением частиц, входящих в его состав;
- степенью взаимосвязи между ними;
- способностью составляющих веществ к растворимости, поглощению влаги.
Грунт характеризуют с помощью таких коэффициентов:
- сжимаемости;
- трения;
- пластичности;
- разрыхления.
Классификация предусматривает деление грунтов по различным критериям. Существуют следующие их виды:
- песчаные;
- пылеватые;
- глинистые;
- скалистые;
- обломочные.
Грунт разных видов
В зависимости от содержания воды выделяют грунт:
- сухой (присутствует до 5% влаги);
- влажный (5-30%);
- мокрый (содержит больше 30 % воды).
Деление по группам представлено в таблице далее.
| Категория | Входящие разновидности грунта |
|---|---|
| 1 | супесь, песок, суглинок лёгкий (влажный), торф, грунт растительного слоя |
| 2 | легкая влажная глина, мелкий и средний гравий, суглинок |
| 3 | плотный суглинок, средняя и тяжелая (разрыхленная) глина |
| 4 | мерзлые грунты (глинистые, суглинистые, торфяные, песчаные, супесчаные, растительный слой), тяжелая глина |
| 5 | непрочный известняк и песчаник, сланец крепкий глинистый, вечномерзлые (с примесями щебня, гальки, валунов, гравия до 10%), моренные и речные (с содержанием крупных размеров валунов и гальки до 30%) |
| 6 | крепкие сланцы, глинистый песчаник, известняк мергелистый, непрочные змеевик и доломит, речные и моренные (включения валунов и гальки – до 50%), вечномерзлые (с долей гравия, валунов, гальки, щебня – до 20%) |
| 7 | твердый известняк и песчаник, доломит, змеевик, слюдяные и окварцованные сланцы, мрамор, вечномерзлые (каменные компоненты составляют до 70% объема) |
- плывуны;
- мягкие;
- средние;
- крепкие.