Разработка котлована экскаватором: особенности использования спецтехники

Из этого материала вы узнаете:

Виды экскаваторов

Экскаватор – это строительная машина, предназначенная для выполнения земляных работ. Оснащен ковшом, прикрепленным к механической руке, которая может вращаться на 360 градусов, и управляется гидравлическими механизмами с бензиновым или дизельным двигателем.

Операции вращения кабины экскаватора и управление его ковшом, манипулятором и другими элементами контролируются человеком. Степень квалификации водителя напрямую влияет на его производительность. Опытные экскаваторщики являются ценными сотрудниками на стройке, они выполняют работу не только быстро, но и высококачественно.

Виды экскаваторов

Интересен тот факт, что в мире даже проводятся соревнования среди экскаваторщиков, где задачей участников является перенос яйца, помещенного в ложку, из одной точки в другую, при использовании только обратной лопаты в качестве инструмента.

Устройство экскаватора очень надежное и предельно простое в плане функционирования, и именно это делает его таким ценным. Этот механизм обладает высокой степенью устойчивости к повреждениям, гидравлические системы способны выдерживать значительные нагрузки, и в случае неисправности можно оперативно заменить запчасти.

Существующие модели экскаваторов отличаются своей спецификацией и методикой работы при копке и выемке грунта.

Экскаваторы по типу ковша

У нас широко используются:

• Обратная лопата. Обычно установлена на передней части экскаватора и предназначена для копки траншей, котлованов и выемки грунта. Принцип работы довольно прост: ковш погружается в грунт и, двигаясь вниз и назад (в сторону оператора в кабине), выполняет копку котлована. Чаще всего экскаваторы с обратной лопатой применяются в строительной индустрии.
• Прямая лопата. Стандартный ковш, используемый для поднятия и перемещения материалов, грунта, песка или камней. С ее помощью осуществляется разработка грунта котлована. Она упрощает добычу грунта снизу вверх, особенно при формировании стенок котлована. Операция с этой лопатой довольно проста: ковш входит в грунт снизу и захватывает его, двигаясь вниз и прямо.
• Драглайн. Редко применяются на обычных стройках, но об их существовании нельзя забывать. Драглайновые экскаваторы оснащены прямым ковшом, который перемещается вдоль стрелы благодаря сложной системе тросов. Они используются для копки шахт, добычи материала из воды или глубоких котлованов, разработки грунта и других задач.
• Грейфер. Силовой двойной ковш с захватывающим механизмом, который помимо захвата грунта может использоваться для сбора, поднятия и перемещения крупных объектов: деревьев, камней или металлических обрезков. Часто он используется на кранах, но экскаваторщики также могут воспользоваться этим типом оборудования.

Устройство грейфера напоминает схватывающие челюсти. После опускания на обработанный грунт в открытом положении его створки сомкнутся и поднимутся. Под воздействием давления грейфер закроется, удерживая определенное количество грунта.

Экскаваторы по типу ковша

Экскаваторы по количеству рабочих инструментов

Можно разделить на:

• Одноковшовые. Классический мобильный экскаватор со средней производительностью.
• Двухковшовые. Мощная машина, способная выполнять более объемные задачи. Чаще всего одноковшовый экскаватор оснащен обратной лопатой (сзади машины) и бульдозерным ковшом на фронтальной части, что придает этой технике высокую функциональность.

Кабина таких экскаваторов поворотная, что позволяет водителю, с одной стороны, управлять ходовой частью спецтехники, а также бульдозерным отвалом. А в другом положении кабина фиксируется на опорах, и осуществляется процесс копки и выемки грунта.

Экскаваторы по ходовой части

Делятся на два типа:

• Колесные. Мобильны, но не подходят для всех типов местности. Колеса могут повредиться на сложных участках с арматурой и другими препятствиями, которые встречаются на стройке.
• Гусеничные. Мощные и проходимые, но их не рекомендуется использовать в течение длительного времени на бетоне или асфальте, так как они могут повредить покрытие. Однако они не требуют дополнительной стабилизации и обладают великолепной проходимостью.

Подготовка к началу разработки котлована

Разработка котлована экскаватором – это процесс удаления грунта и формирования ямы, предназначенной для будущего строения. Подготовка к началу разработки включает в себя несколько этапов, которые зависят от конкретных условий стройплощадки, типа здания, геологических и инженерно-геологических характеристик почвы и других факторов.

подготовка к началу разработки котлована

Перед началом разработки проводят предварительные мероприятия:

• Геодезические работы для определения границ стройплощадки, уровня поверхности земли, а также создания плана местности.
• Геологические исследования для анализа характеристик почвы: состав, плотность, наличие грунтовой воды и ее объема.
• Проектируется основание здания, определяются размеры и форма котлована, а также нагрузка на фундамент.

После всех предварительных мероприятий приступают к фактической разработке котлована. Производится очистка стройплощадки от растительности и других препятствий. Затем уровни земли выравниваются в соответствии с проектом.

Согласно геодезическим данным делают разметку границ, глубины и осей котлована. В некоторых случаях проводят бурение для получения образцов грунта и проведения тестов на его прочность и другие характеристики. Разрабатывается система дренажа для предотвращения скопления воды.

Разработка проектного решения

Подготовка устройства котлована включает в себя создание двух ключевых документов.

Проект производства работ (ППР)

Содержит пояснительные записки, планы и чертежи с подробной информацией о земляных работах в конкретных условиях. В ходе разработки учитываются индивидуальные предпочтения заказчика и соответствие нормативным технико-архитектурным требованиям.

Например, типовой ППР для использования экскаватора при разработке котлована включает в себя начальные данные, пошаговое описание работ, характеристики ограждений, график и другие детали.

Технологическая карта

Определяет последовательность операций. Этот документ включает в себя описание геодезических и планировочных мероприятий, процесса разработки грунта, действия по погрузке и разгрузке, последующую доработку с очисткой основания созданного котлована.

Подготовка стройплощадки

Перед тем как приступить к землеройным работам на стройплощадке, необходимо тщательно организовать проездной путь, особенно если его отсутствие может затруднить доступ. Ответственный подход также требуется к вопросу вырубки деревьев на участке. Согласно правилам, деревья старше 5-6 лет, особенно неплодовые, могут быть устранены только после получения разрешения от местной администрации. После вырубки деревьев важно заполнить образовавшиеся ямы песком крупной фракции до уровня, соответствующего основанию будущего фундамента.

Подготовка стройплощадки

В процессе обустройства стройплощадки целесообразно отметить зоны, где будет удален плодородный слой почвы. Эта информация станет полезной при последующих сельскохозяйственных работах в окрестностях дома. Рекомендуется заранее предусмотреть площадки или емкости для сбора вынимаемой ценной земли в процессе разработки котлована экскаватором. Этот плодородный слой может быть пригодиться в будущем, поэтому его следует складывать в местах, не засоренных строительным мусором или прочими хозяйственными отходами.

Этапы разработки котлована экскаватором

Теперь рассмотрим, как происходит разработка котлована экскаватором. Эта технология обеспечивает безопасность и эффективность выполнения работ. Ниже перечислены основные этапы:

• Подготовка территории: удаление растительности, мусора и других препятствий на участке, чтобы обеспечить свободный доступ для экскаватора. Также проводится маркировка границ будущего котлована.
• Определение необходимой глубины котлована с учетом проектных параметров и целей строительства. Разметка границ и размеров будущего котлована.
• Проверка наличия в грунте труб, электрических сетей, канализации и других инженерных коммуникаций перед началом процесса выемки грунта. При необходимости осуществляется их временное отключение, подготовка к переносу, а затем их размещение с сохранением функциональности.

На данном этапе необходимо получить соответствующие документы от регулирующих органов, подтверждающие разрешение на проведение работ по переносу, а также утвержденный план строительных мероприятий для указанной локации. Параллельно проводятся работы по удалению верхнего слоя почвы и разрыхлению грунта. Затем начинается основной процесс разработки котлована экскаватором с применением выбранного метода:

• При повышенном уровне грунтовых вод необходимо обязательное укрепление внутренних стен вырытого котлована. Качество этого укрепления непосредственно влияет на долговечность фундамента и всего строительного объекта, а также обеспечивает безопасность пользователей.
• Для увеличения прочности и обеспечения безопасности подвальные отверстия заполняются специально подобранными материалами, после чего устанавливаются перекрытия. Процесс засыпки может быть выполнен с использованием навесных трамбующих установок (вибрационных, трамбующих или пневматических), а также может быть проведен вручную.

Этапы разработки котлована экскаватором

Перед началом земляных работ необходимо провести ряд подготовительных мероприятий:

• ограждение территории стройки;
• очистка площадки;
• установка вертикальной планировки стройплощадки;
• отведение поверхностных вод;
• удаление растительного слоя грунта;
• установка небольших объектов санитарно-бытового назначения;
• проведение временного электро- и водоснабжения для площадки;
• размещение прожекторов;
• создание временных дорожных путей;
• устройство мойки для колес на выезде с территории;
• выбор местоположения для грунта в случае невозможности его вывоза в будущем.

Укрепление стен котлована

Согласно нормам СНиП, стены котлованов, особенно тех, чья глубина превышает пять метров и которые находятся в слабовыветривающихся и рыхлых грунтах, должны быть укреплены. Один из наиболее эффективных методов укрепления – это использование «стен в грунте», которые формируют устойчивую вертикальную поверхность, созданную из бетонитовой суспензии. Такие стены способны выдерживать гидростатическое давление и предотвращать оседание грунта.

Разработка котлована экскаватором в условиях нестабильных грунтов с высоким уровнем грунтовых вод является одной из самых ответственных операций, требующей завершающего шпунтового укрепления стен. Этот вид укрепления представляет собой вариацию использования армированных металлических элементов, где вместо бетонной основы применяется волнистый или гофрированный стальной забор. В некоторых ситуациях используются буронабивные установки, чтобы создать сплошное высокопрочное ограждение.

Особенности разработки котлована экскаватором на песке

Работы по выемке грунта на песчаных почвах представляют собой определенные трудности, что обычно подразумевает использование ручного труда в таких условиях. Однако при необходимости обработки обширных участков механизированная техника становится очень востребованной. В этом случае применение универсального одноковшового экскаватора оказывается весьма полезным, позволяя выполнять разнообразные задачи. Смена навесного оборудования позволяет оператору осуществлять различные операции: очистку дна, удаление крупных элементов, отделку откосов, уплотнение и рыхление грунта.

В контексте работы с песчаными почвами преимуществом использования одноковшовых экскаваторов является возможность выполнения операций по замачиванию и утрамбовке. Адекватная обработка такой основы минимизирует риски оседания фундамента даже при возможных сейсмических движениях. После завершения работ требуется оперативное создание откосов выемки с соблюдением безопасного уклона.

Часто задаваемые вопросы о разработке котлована экскаватором

Зачем нужен котлован для здания?

Разработка котлована экскаватором проводится для углубления фундамент и подготовки площадки для строительства. Эта необходимость обусловлена требованием размещения фундаментной основы ниже уровня земли. Затем на этой углубленной базе формируется стабилизирующая подушка, обеспечивающая прочность будущим строениям. Ошибки в процессе создания котлована могут привести к серьезным проблемам для будущих жильцов, самая роковая из которых – быстрое разрушение нового здания.

Как рассчитать площадь котлована?

Площадь поперечного сечения выемки, траншеи, кюветы и котлована (S) определяется с использованием следующей формулы:

S = B х H + m х H², где:

• B – ширина основания выемки, траншеи, кюветы или котлована;
• H – глубина выемки, траншеи, кюветы или котлована;
• m – отношение крутизны откосов (1:m), где m – это отношение высоты откоса к его ширине.

Крутизна откосов определяется согласно таблице.

Когда лучше приступать к рытью котлована?

Порядок устройства котлована регламентируется в соответствии с требованиями СНиП 3.02.01-87. Оптимальным временем для начала работ специалисты считают весенний период. С приходом первых теплых дней грунт начинает оттаивать, что уменьшает сложность и временные затраты на выемку. Иногда работы проводятся и зимой, но следует учитывать, что при низких температурах процесс обустройства фундамента бетонированием становится более сложным.

Также важно тщательно продумать начало работ с котлованом осенью: существует вероятность, что весной потребуется повторная выемка почвы из-за таяния снега. А это может привести к оплыванию и обрушению стенок котлована.

Когда лучше приступать к рытью котлована

При организации землеройных работ рекомендуется рассмотреть применение экскаватора для оперативного и эффективного выполнения задач. Этот вид спецтехники, оснащенный мощным двигателем, регулируемыми отвалами, вращающимся ковшом и другими функциональными возможностями, обеспечит бесперебойную работу от начала до конца проекта.