Котлован – это не просто выемка в грунте в указанном месте, это достаточно сложное сооружение, требующее солидной инженерной подготовки. В частности, еще до начала работ необходимо решить комплекс задач: какие землеройные механизмы придется использовать для выполнения работ в кратчайшие сроки; как закрепить вертикальные борта, либо выполнить откосы, значительно увеличив объемы земляных работ; как убрать из котлована грунтовые воды, если их отметка выше отметки дна котлована.

Без ответов на эти и другие вопросы нельзя приступать к разработке грунта, поэтому необходим проект производства работ (ППР) на устройство котлована, где будут изложены мероприятия, позволяющие устранить проблемы и в сжатые сроки отрыть котлована и передать его под устройство оснований и фундаментов.

Разработка котлована

Конфигурация котлована зависит от очертания строящегося здания в плане, а его глубина определяется глубиной сезонного промерзания грунтов в районе строительства, отметкой грунтовых вод, наличием подвального или цокольного этажа строящегося здания. Котлованы бывают:

  • в зависимости от конфигурации пятна здания — квадратными, прямоугольными, трапецеидальными;
  • в зависимости от глубины котлована и вида грунта – с наклонными или вертикальными бортами;
  • в зависимости от особенностей крепления вертикальных бортов – подкосной, анкерной или шпунтовой конструкции.

Необходимость устройства наклонных бортов определяется типом грунта, в частности нормативные документы разрешают выполнять котлована с вертикальными стенками глубиной до 1 м в песчаных и гравелистых грунтах, а в плотных грунтах – до 2 м. При большей глубине, котлован выполняется с откосами бортов, величина уклона которых позволяет не допустить осыпания грунта, обеспечивая тем самым условия безопасных работ.

Необходимость устройства ограждения котлована определяется на стадии разработки проектной документации, определяется проектом организации строительства (ПОС) и зависит от особенностей строительной площадки. Например, при возведении здания в условиях существующей высокоплотной застройки размеры стройплощадки крайне ограничены и котлован с откосами может занять всю территорию, не оставив места для размещения грузоподъемных механизмов и площадок складирования. В таких условиях выполняется крепление вертикальных откосов, конструкцию которых и технологию их устройства разрабатывается в ППР на устройство котлована.

В других случаях работы по рытью котлована должны производиться с формированием откосов, уклон которых исключает осыпание грунта и обеспечивает безопасность работающих или после крепления стенок. Необходимость устройства крепления стенок котлована предусматривается ПОС и включается в смету, а конструкция крепления, технология его устройства, а также технология разработки грунта определяется ППР.

ППР на разработку котлована

Что необходимо включить в ППР на устройство котлована?

При разработке ППР на устройство котлована используются следующие нормативные документы:

  • СП 48.13330.2011;
  • СП 45.13330.2012;
  • СНиП 12-03-2001 и другие технические регламенты, правила проектирования, определяющие состав и методику разработки ППР.

ППР предусматривает, что до начала работ по разработке котлована должны быть выполнены подготовительные работы – ограждение площадки, расчистка территории, устройство временных автодорог с устройством пунктов мойки колес, монтажом бытового городка, вынос инженерных сетей, попадающих в контур котлована, обеспечение площадки электроэнергией, вынос в натуру разбивочной основы здания. Кроме этого, в ППР указывается на необходимость издания приказа по предприятию о назначении лица, ответственного за безопасное производство работ.

В ППР на разработку котлована должны быть разработаны мероприятия по водопонижению (при необходимости), определена возможность устройства вертикальных стенок котлована или разработаны мероприятия по их креплению с составлением технологической карты (ТК) на устройство ограждающей стенку конструкции. К ППР прикладываются привязанные к конкретному объекту типовые ТК на разработку грунта экскаватором. 

Ограждение котлована

При устройстве котлована на малогабаритной площадке, в условиях плотной застройки, при значительной глубине котлована и слабых грунтах, когда выполнение откосов оказывается невозможным, ПОС предусматривает крепление стенок котлована. Существует несколько конструктивных схем такого крепления:

  • подкосами;
  • анкерными тягами, закрепленными сваями и удерживающими забирки, которые огораживают стенки;
  • шпунтовыми стенками, которые используются при невозможности использования других методов. Стенки могут выполняться из шпунта Ларсена, стальных труб, буронабивных свай или за счет химического закрепления грунта.   

В котлованах небольшой ширины верх креплений может крепиться распорками, которые, несколько ограничивают возможности свободной работы грузоподъемных механизмов, но упрощают конструкции шпунтовых ограждений. В рабочих чертежах может быть предусмотрено устройство железобетонного ограждения котлована, которое является одновременно стеной подвального помещения строящегося здания. В этом случае крепление стены может быть выполнено с использованием грунтовых анкеров, для чего потребуется отдельный ППР

 Разработка грунта

В ППР на разработку котлована должен быть обоснован выбор землеройного механизма. Мелкие котлованы на просторной площадке можно откапывать бульдозером, а грунт буртовать по сторонам котлована. Глубокие котлованы, чаще всего разрабатываются гидравлическими гусеничными экскаваторами. В зависимости от длины рукояти экскаватора и глубины выемки землеройный механизм может устанавливаться на дне котлована или на его бровке. В первом случае используется ковш «прямая лопата», а во втором «обратная лопата». Для съезда экскаватора и автосамосвалов, вывозящих грунт на отвал на дно котлована, выполняется аппарель.

  В ППР, с учетом предусмотренной исходным графиком строительства продолжительности земляных работ рассчитывается требуемая производительность экскаватора – емкость ковша, категория грунта, а также необходимое количество автосамосвалов, позволяющих избежать простоев землеройной техники. 

Обратная засыпка пазух котлована

На этапе завершения строительных работ нулевого цикла возникает необходимость обратной засыпки пазух котлована – оставшегося пустых траншей между бортом котлована и стеной подвальной или цокольной части строящегося здания. Привязанная к конкретному объекту строительства ТК на обратную засыпку пазух котлована должна быть разработана и включена в состав ППР на разработку котлована.

Некачественная обратная засыпка пазух котлована приводит к разрушению отмостки и замачиванию атмосферными осадками фундаментов и грунта под ними. Для предупреждения возникновения такой ситуации в ППР предусматривается:

  • обратная засыпка пазух котлована немерзлым грунтом без крупных включений;
  • послойное уплотнение грунта обратной засыпки пазух котлована, для чего используются виброплиты различной массы.

Соблюдение этих требований позволит сохранить отмостку и отвести осадки в сторону от фундаментов.