Типы экскаваторов и способы их применения для разработки грунта

Что представляет собой котлованная яма?

Выемка в грунте определенного размера, предусмотренная планом земляных работ и предназначенная для обустройства основы возводимой постройки, называется котлованом. Он имеет собственные размеры и различные формы.

Его габариты – высота, ширина, площадь и объем находятся в прямой зависимости от:

• географических особенностей области;
• уровня залегания грунта;
• условий эксплуатации будущей постройки;
• способности к почвенному промерзанию.

Углубления в земле принимают на себя нагрузку от возводимой конструкции, поэтому должны быть сделаны глубоко и надежно.

Здесь имеют значение:

• период осуществления работ;
• размеры и форма;
• запланированный порядок действий;
• выбор нужной техники.

План-чертеж земляных работ может выглядеть так:

Правильная организация рытья земли заключается в учете показателей уровня грунтовых вод, а также во взятии проб грунта, с целью ее исследования. В лабораторных условиях проводятся химические и геологические опыты, которые определяют качество и плотность грунтового материала.

Разработка котлована проводится по всем правилам. В начале и конце работ (сдача готового объекта) обязательно составляются акты, с приложенной сметой по затратам на технику, оборудование, количество привлеченных работников.

Форма и габариты будущей планируемой котлованной ямы всегда зависит от типа основы, выбор которой принадлежит заказчикам.

Траншея под фундамент

Чтобы разработать траншею для фундамента, необходимо определить тип грунта на стройплощадке. Влажные почвы (глина, торфяники) требуют большой глубины – до 1.5 — 2 м. На суглинках и песчаных почвах возможна усадка здания.

Здесь лучше строить негабаритные дома, подкоп которых составит свыше 80 см или уровень промерзания земли + 40 см. Если есть опасность подтопления грунтовыми водами, то лучше сделать окоп бульдозером не только для фундамента, но и дренажа вокруг дома.

Выбор ширины траншеи для фундамента зависит от общей ширины конструкции. Чтобы определить ее правильно, необходимо прибавить размер самого фундамента, опалубки, гидроизоляции, крепления для опалубки, а также плюс по 20 технических сантиметров. Позже, когда бетонная конструкция будет готова, с помощью техники, например, бульдозером, или, используя подручные инструменты, производится обратная засыпка фундамента.

Для решения задач частного строительства применяется одноковшовый экскаватор. Его мощность и трудоемкость смогут справиться с выемкой за один день.

Рытье траншеи под канализацию

Подкоп для канализационных труб роется с учетом места расположения участка. Существует три вида работ по обустройству канализации: придомовые, городские и загородные. Подкоп под водоотвод возле дома делается с учетом тех же правил, что и для траншеи для фундамента. Может использоваться техника от 1.5 до 5 тонн. Чем больший объем грунтовых масс нужно выбрать, тем габаритней техника должна быть.

Если речь идет загородных или домовых участках, требуется уклон для эффективного отвода стоков. Его также подтверждает акт, как в случае с газопроводом. Из-за этой особенности, работы могут вестись на глубине, как в 1 м, так и – 6 м.

Главное, определить слой промерзания почвы, ведь стоки ни в коем случае не должны замерзнуть. Также необходимо учитывать размер трубы. К примеру, для 110-миллиметровой трубы роется подкоп шириной – 0.6 м, глубиной – на 0.05 м больше, чем производиться прокладка трубы.

Документация на обустройство траншеи: акт скрытых работ

Акт скрытых работ выдается для тех случаев, когда невозможно проверить их качество, так как строительно-монтажные работы уже были завершены. Конструкции, которые потом не возможно будет проверить, еще на этапе закладки должны пройти освидетельствование. После чего застройщик получает акт работ. Он нужен при рытье любого типа выемки: траншеи для фундамента или газопровод.

Проводит свидетельствование и выдает акт скрытых работ орган государственного надзора или экспертная комиссия. Если речь идет про газопровод, то осматриваются открытые траншеи, их глубина и соответствие техническим требованиям.

При осмотре фундамента акт включает такие позиции, как: открытый ров, наличие песчаной подушки, устройство фундамента, армированного пояса и т.д.

Работы по разметке траншеи под фундамент

Выполнять разметку будущего основания дома следует очень тщательно, точно соблюдая все размеры и правильно определяя углы.

Все нестыковки потребуют дополнительных корректировок, чтобы потом не нарушать равновесия нагрузок.

Разметку основания дома необходимо выполнять на выровненной строительной площадке, с которой удаляется плодородный слой земли, выкапываются деревья и кусты, снимается дерн, засыпаются щебнем ямы. Допускается небольшой уклон участка под фундаментом.

Для проведения разметки необходимо иметь следующий инструмент:

Схема разметки траншеи под фундамент.

• рулетка;
• строительный уровень и гидроуровень;
• деревянные колышки;
• молоток;
• гвозди;
• капроновый шнур;
• пила;
• лопата;
• топор;
• деревянные бруски или доски;
• чертежи дома и генеральный план участка.

Разметку фундамента выполняют в двух вариантах:

• под ручную копку траншеи;
• под рытье котлована экскаватором.

Начинают разметку из образования первого угла и обозначения двух сторон будущего фундамента. Забивается три колышка таким образом, чтобы образовался прямой угол. Колышки забивают строго вертикально. Вертикальность проверяется строительным уровнем. Между колышками натягивают шнур.

Определяют местоположение первой стены, причем лучше, если это будет ближайшая к границе участка и параллельная ей стена. Идеальный случай, когда она и самая длинная – это поможет избежать погрешностей в возведении постройки.

На веревке маркером отмечаются заданные размеры стены, шнур выкладывается на площадке, а в местах, отмеченных маркером, забиваются колышки. Внутреннюю границу фундамента отмечают так же, как и наружную, отступив от наружной границы на проектную ширину фундамента. Внутренние углы также отмечают колышком и натягивают капроновый шнур.

Схема устройства траншеи под фундамент.

Таким же образом размечают остальные стены и внутренние перегородки. Для хорошего натяжения шнура и удобства выполнения разметки по внешним углам строительной площадки мастерят и устанавливают обноски. Они изготавливаются из доски размером 5×10 см или 2,5×10 см с помощью гвоздей и молотка. Обноски изготавливают шириной и высотой 60-90 см.

Прямолинейность углов проверяется теоремой Пифагора: квадрат гипотенузы равняется сумме квадратов катетов. Строители теорему называют метод «3-4-5». Этот метод позволяет в считанные минуты проверить правильность разметки стен на местности. Для этого на одной стене отмеряют 3 м, на другой 4 м и если отрезок, соединяющий первые, равняется 5 м, то угол между стенами равен 90º.

Правильность разметки проверяют измерением диагоналей полученной фигуры. Диагонали должны быть одинаковыми и соответствовать длине, указанной в проекте.

Выполнение основного процесса

Разработка грунта в выемках осуществляется экскаваторам и механизмами, разрабатывающими грунт послойно, — бульдозерами, скреперами, грейдерами.

Рассмотрим основные технологические правила выполнения земляных работ по устройству выемок с применением этих машин

Работа одноковшовых экскаваторов организуется по двум схемам:

1) транспортной — грунт грузится в самосвалы и отвозится в заданное место;

2) бестранспортной — грунт разрабатывается и укладывается в отвал, карьер или земляное сооружение.

Выбор схемы производства работ зависит от особенностей строительства. Так, в дорожном строительстве преобладают бестранспортные схемы работ, а в промышленном и производственном строительстве — транспортные.

Для своевременного и качественного выполнения работ по устройству выемки необходимо подобрать экскаватор с техническими характеристиками, которые соответствовали бы условиям работ.

Экскаваторы на гусеничном ходу рекомендуется применять при сосредоточенных объемах работ, при разработке слабых грунтов и скальных пород; экскаваторы на колесном ходу — при раз работке грунтов с высокой несущей способностью, при рассредоточенных объемах работ, при работе в городских условиях с частым перемещением (переменой рабочего места); экскаваторы на пневмоколесном ходу — при рассредоточенных объемах работ и в условиях отсутствия дорог.

Рациональную организацию земляных работ разрабатывают учетом места работы строительных машин и бригады рабочих оформляют в виде технологической схемы. Технологическая схема разработки грунта одноковшовым экскаватором может быть представлена схемой экскаваторного забоя — места, где экскаватор выполняет работу. Проектирование экскаваторного забоя состоит из определения его формы и оптимальных размеров.

Форма и размеры забоя зависят от технических (рабочих) характеристик экскаватора, типа сменного оборудования (прямая или обратная лопата, драглайн, грейфер), вида транспорта и параметров земляного сооружения.

Основными рабочими характеристиками одноковшовых экскаваторов являются: Rраб — рабочий радиус резания грунта, принимаемый равным 0,9 максимального радиуса резания Rmax; Rв — радиус выгрузки грунта; hк — высота копания, принимаемая равной 0,7-0,8 максимальной высоты копания hmax;

Rу.ст — радиус на уровне стоянки экскаватора, lп — длина одной передвижки экскаватора вдоль проходки, lп= Rраб — Rу.ст высота выгрузки.

Последовательное перемещение экскаватора из забоя в забой образует экскаваторную траншею или проходку.

Рассмотрим некоторые особенности технологии выполнения земляных работ по устройству выемки при различном сменном оборудовании.

Способы копания

Ручной труд при разработке грунтов относится к категории тяжелых физических работ, на выполнение которых человек тратит немало усилий.

Существует несколько способ ручной разработки траншейных выемок:

1. Лопатой. Технология выемки земли лопатой нельзя назвать сложной. Вначале штыковой лопатой снимается верхний плодородный слой почвы, рыхлый грунт вынимается совковой. Для траншей идеально подходит ступенчатый способ разработки земли с послойной выемкой земляных масс.
2. Мотоблоком и мотобуром. Ускорить процесс разработки грунта можно с помощью мотобура или мотоблока. Для этого по периметру размеченной траншеи пробуривается ряд отверстий и после этого грунт легко снимается лопатой. Мотоблок применяют для глубокого разрыхления земли с последующей выемкой грунтовых масс совковой лопатой. Ускоренный способ применим для разработки неглубоких траншей глубиной до 2 метров.
3. Траншеекопателем. Малая механизация ручного труда намного облегчает трудоемкий процесс копки траншей и позволяет сократить время на выполнение земляных работы.

   Для этих целей часто применяется траншеекопатель заводского изготовления или самодельное устройство, собранное на базе мотоблока или большой бензиновой пилы.

   Заводской инструмент обеспечивает пользователям удобство и максимальную безопасность. Его основная особенность заключается в отсутствии во время работы обратного удара, что приводит к снижению скорости вращения и усилению углубления в грунт.

   Основного режущего элемента – цепи заводского траншеекопателя хватает на копку траншеи протяженностью до 1000 метров. Этот показатель зависит от скорости работы механизма, глубины разработки и категории грунта.

4. Бензопилой. Выкопать земляную траншею можно бензопилой типа «Дружба» или «Урал», оборудованной старой автомобильной шиной и цепной передачей. Технология выполнения работ заключается в нарезке грунта мелкими кубиками, что намного упрощает его уборку. Домашние мастера, применяющие бензопилу в качестве основного инструмента для копки, отмечают увеличение скорости разработки в четыре – пять раз по сравнению с ручной копкой лопатой.

О копке траншеи лопатой расскажет эта статья, мотоблоком — эта, траншеекопателем — эта.

Минусы траншеекопателей

Траншеекопатели имеют множество преимуществ, однако потребители отмечают и их минусы. Среди прочих и первых следует выделить высокую стоимость. Она порой влияет на то, что покупатель не может позволить себе такую узкопрофильную технику, ведь пользоваться ею приходится нечасто. Еще одним минусом можно назвать дорогую аренду техники. Кроме того, пользоваться ею можно, лишь имея определенные навыки. А вот если вы всё же приобрели подобное оборудование, то можете столкнуться с проблемой его хранения, ведь для этого потребуется выделять отдельное место.

Впрочем, траншеекопатель в частном хозяйстве может пригодиться лишь один или два раза, когда вы будете осуществлять возведение дома и надворных построек. Поэтому перед приобретением подобного агрегата необходимо трижды подумать, ведь в противном случае вы можете потратиться на нерентабельное приобретение.

Как пользоваться калькулятором

Калькулятор земляных работ очень простой в использовании. Вам надо внести всего несколько параметров, а именно:

1. Выбрать форму
2. Длину
3. Ширину (или радиус)
4. Глубину
5. Стоимость за м3 .

Нажмите кнопку «Рассчитать» и в результате получите все необходимые данные по объему и цене, а также площади, которая будет задействована под земляные работы.

С помощью калькулятора вы посчитаете объем котлована или траншеи любой формы — прямоугольной, с усеченными краями (трапециевидной) и круглой

Это важно, особенно когда необходимо вывозить землю с участка

При рытье котлована или траншеи придерживаются таких рекомендаций:

• траншея для заливки ленточного фундамента должна быть на 60 см шире пректнойширины самого фундамента;
• на плотных грунтах, например, глинистых, можно копать котлован с отвесными (прямоугольными) стенками;
• при сыпучих грунтах надо копать стенки под уклоном, чтобы избежать обвала и обсыпания, проектная площадь — это дно котлована или траншеи.

Как облегчить копку в ручную траншеи.

Важно, чтобы материал не сминался и не впитывал влагу – иначе потеряет теплоизолирующие свойства. В умеренном климате при условии, что земля в месте залегания находится под снегом, для утепленных труб достаточная глубина прокладки — не менее 1-1,2 м. Как проложить трубопровод в земле:

Как проложить трубопровод в земле:

Выкопайте траншею. Ширина траншеи остается на усмотрение строителя. Водопроводные коммуникации должны проходить на расстоянии от других инженерных магистралей – не менее чем на 0,5 м. Трубы, которые подлежат прокладке, сваривают специальным аппаратом. На дно траншеи кладут 10-сантиметровый слой песка. Этот слой компенсирует возможные подвижки грунта. Укладывают утепленные трубы в траншею. Делают это с легким наклоном (2-3 см на каждый метр водопровода) в вертикальной плоскости по направлению в сторону дома. Это создает правильное давление в трубе при ее заведении в дом. Монтируют узлы входа и выхода коммуникации из земли. Для мороза это наиболее уязвимые участки

Их утеплению уделяют пристальное внимание, сооружают в этих местах колодцы. После соединения всех участков тестируют работоспособность водопровода в течение суток

Смотрят, как подается вода в дом, хорошее ли давление, нет ли подтеканий из трубы

Увеличивают угол положения водопровода, если это потребуется. Если тестирование прошло успешно, закапывают траншею. Начинают с еще одного 10-сантиметрового слоя песка. Получается, что трубы лежат в компенсирующем слое песка. Далее послойно засыпают землей.

Прокладка водопроводных труб из стали

Сегодня стальные трубы прокладывают редко. Они громоздки, трудоемки. Кроме того, сталь подвержена коррозии. В действительности организация водопровода с использованием стальных конструкций не имеет никаких преимуществ перед полипропиленом.

Куда девать выкопанный грунт

Верхний плодородный слой почвы лучше сразу отделить от остальных грунтов и равномерно распределить по участку. Это актуально для ручного способа рытья траншей.

Песчаными и глинистыми почвами можно заполнять внутренний периметр фундамента в зданиях без подвала. Если на участке имеются сильные перепады рельефа, избыток грунта поможет их сгладить.

Посмотрите видео:

Постарайтесь заранее рассчитать объем удаленных слоев почвы, подумать, сколько кубометров пригодно для дальнейшего использования. Все излишки надо вывезти с участка и выгрузить в согласованном с компетентными органами месте.

Подготовительный процесс

Перед рытьем котлована делается разметка

В целях безопасности необходимо провести обследование участка. До начала земляных работ следует удостовериться, что не будут повреждены линии электропередач, газовые или водопроводные трубы. После осмотра снимается слой дерна до 20-30 см, убирается кустарник и другая растительность.

На площадку наносится разметка направлений выемки почвы. Схема должна соответствовать генеральному плану. Правильность нанесения проверяется измерением диагоналей. Допустимая погрешность 2 см. На рабочей площадке разметка происходит строительным шнуром, натянутым между колышками. Затем вдоль него насыпают меловые дорожки. При необходимости организуется дренаж для отвода воды.

Расчет размеров траншеи

Расчет размеров траншеи выполняется в соответствии с требованиями к прокладке трубопровода. Так, при диаметре трубы в 1 метр и при глубине выемки грунта 3 метра ширина траншеи составит порядка 2 метров (внешний диаметр трубы + 1 метр), а в случае глубины выемки более 3 метров к ширине траншеи добавляется по 20 см на каждый дополнительный метр глубины.

При расположении траншеи ниже подошвы насыпь ее профиль может иметь трапециевидную, прямоугольную или смешанную форму зависимо от гидрогеологического состояния местности. При устойчивом грунте без избыточной влажности возможно рытье каналов с вертикальными стенками без устройства креплений. Глубина будет напрямую зависеть от установленного типа грунта:

1. Насыпные песчаные, гравелистые – максимум 1 метр.
2. Супесчаные, суглинистые – до 1.25 метра.
3. Глинистые – до 1.5 метра.

При выемке грунта на значительные глубины стоит обеспечить трапециевидные профиль стенок. В любом случае он рассчитывается на стадии проектирования с учетом всех установленных инженерных изысканий.

Какое количество насыпи необходимо?

На этом рисунке схематично показаны объемы выемок, которые заключёны в призмы со стороной «а» и различными отметками по четырем углам h1,2,3,4.

При этом отметки, имеющие знак «-» относятся к выполнению насыпи, а «+» — котлована. Общий объём выбранного грунта устанавливают, как результат сложения объемов индивидуальных призм, расположенных на площадке.

Когда имеется неравномерное земельное покрытие с замкнутыми горизонтальными линиями, применяется метод трехгранных призм. В этом случае количество работы рассчитывают с помощью дробления прямоугольников либо квадратов по диагонали на треугольники. При таком способе получается достаточная точность обработки результатов.

После строительства котлована, имеются различные незаполненные пазухи в его стенах, а также въездные/выездные пути, которые должны быть засыпаны грунтом с объёмом засыпки V засып.

Как правильно копать котлован экскаватором?

Экскаватор очень часто используется для земляных работ. Напомним, что существует широкая линейка подобной техники. Многие профильные фирмы могут предоставить весьма миниатюрные модели, которые вполне могут быть использованы даже на малогабаритном земельном участке. При этом, механизация позволяет достигать невероятно высокой продуктивности в создании траншей, копке котлованов. На самом деле в рытье котлована нет ничего сложного, необходимо лишь соблюдать технические правила. Безусловно, приступать к процессу категорически не рекомендуется до тех пор, пока не будет разработан полноценный план земляных работ. Кроме того, перед началом копки котлована важна оценка качественного состава грунта. На сайте https://strent.com.ua/razrabotka-kotlovanov Вы сможете получить профессиональную помощь в отношении выполнения земляных работ. Но не всегда профессионалы соглашаются на участие в проекте (в пример можно привести чрезвычайно удалённый от города объект). В этом случае рассчитать придётся только на собственные силы и перечисленные ниже рекомендации.