Все тонкости копки котлована под фундамент: расчеты, чертежи и средняя стоимость

Чтобы сделать устойчивой основу строящегося здания, с высокой плотностью и длительным периодом эксплуатации, нужно придерживаться правил по формированию места для его основы.

Рыть котлован под фундамент необходимо по специально разработанному плану, с чертежом и инженерным расчетом, используя не только транспорт, но и ручной труд.

Лучше всего работы доверить профессионалам, так как они правильно подготовят территорию, и в короткие сроки выполнят все необходимые работы.

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. Такие исследования помогают с допустимостью строительства дома в конкретном месте, на основании чего, инженер проектирует чертеж.

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.

Виды фундаментных ям и требования к ним

Строительные углубления нужно выбирать, учитывая характеристики планируемого здания.

Разновидностями для оснований являются котлованные ямы:

• для плитных конструкций;
• под столбчатые основания.

Встречаются также котлованы с откосами или без них, требующие укрепления, наклонные, со ступеньками, вертикальные, прямоугольные, круглые и трапециевидные, а также ленточные и стаканные.

Такой котлован делают для многоэтажных зданий. Яму под монолитные плиты готовят из бетона. По внешнему виду она представляет собой прямоугольник или трапецию. Вертикальное углубление стенок при этом всегда будет больше 50 см.

Такому виду фундамента подходят земляные работы по ступенчатой технологии. Земельный грунт равномерно послойно снимается, по заданной толщине слоев – 50 см. Последующий уровень, за первым, выкапывают таким образом, чтобы получились ступени, ширина которых по единице составляет 25 см.

Данный процесс можно проследить на примере рытья ямы по заданной глубине в 100 см:

1. По земляной плоскости размечается прямоугольник, габариты которого превышают показатели будущей постройки со всех сторон на 0,5 м.
2. По заданной разметке вынимают землю по глубине – 50 см, с одновременным формированием вертикальных стенок.
3. На дне ямы делают прямоугольную разметку, с отступом от боков на 25 см.
4. Затем вынимают грунтовую смесь до глубины – 50 см.

По такому же принципу происходит рытье для очень глубоких выемок.

Габариты поверхности такого вида строительных ям инженер определяет по очень простой формуле:

• L = l + 25 Н / 50, где:
• L – заданная длина или ширина; l – длина здания (ширина); Н – глубина.

Большие ямы под столбчатые основания делают по такому принципу:

1. Проведение работ по подготовке (очистка, разравнивание и разметка территории).
2. Рытье траншеи для фундамента дома по заданной разметке, определение места, будущего установления столбов, по стыкам внутренних стен и всему периметру постройки, при шагах – 1,6 – 2, 2 м.
3. Формирование траншейных углублений с глубиной до 40 см, и шириной до 100 см.
4. В местах, отведенных под установку столбов, роют квадраты, размером до 70 см, с глубиной, соответствующей плану.
5. При необходимости, ямы закрепляют изнутри щитами и прутьями из дерева либо металла.

Котлованы для основ под столбы проводят вручную, лопатой. Если земля очень тяжело копается – применяют кирку или лом.

Для данной разновидности углубление в почве выкапывают по такому же принципу, как и плитный:

1. Вначале делают подготовку: чистят участок и убирают слой плодородного грунта до 20 см.
2. Затем, согласно плану проекта, делают разметку для стен выемки, а также под траншеи, глубина которых должна составлять – 50 см.

Специалисты рекомендуют будущим несущим стенам здания – 80 см. Стены выкопанных углублений в почве не должны быть вертикальными. Основное требование – они внешне должны напоминать откосы и располагаться под определенным углом (наклоном), размеры которого указываются в проекте.

Размечать основу лучше всего с помощью кольев. Их нужно забить по углам, в конце периметров постройки (стыков стен). После чего отмечают нужную ширину траншеи и натягивают шнуры, которые отмечают минимальные границы в яме.

Копку и выборку земли начинают от самого большого угла по высоте. При достижении глубины 70 см, по бокам устанавливают щиты с распорками, которые потом пригодятся при монтаже опалубки.

Для разметки котлована под ленточные основания используют рулетку и линейку из металла. Контроль можно осуществлять с помощью строительного уровня.

Как определить, какая потребуется яма и ее размеры?

Проектирование котлованной ямы происходит с учетом фундамента, на котором будет проходить стройка.

Само расположение проекта зависит от некоторых природных факторов:

• типа земли и уровня ее возможного промерзания;
• габарита и массы будущего сооружения;
• вида выбранной основы;
• сейсмичности;
• уровневого подхода вод в грунте.

Процесс работ начинается на участке только после геологической разведки и лабораторного исследования климатических условий. При этом всегда учитываются нормы СНиП 3.02.01. Имеют значение также выбранная форма котлованного углубления (ленточная, круглая, свайная или прямоугольная).

Объемы котлованной выемки рассчитываются с помощью такой формулы:

V = (H / 6) (ab + cd + (a + c) (b+d), где:

• Н – заданная глубина;
• a, b — ширина + длина днища;
• c, d — ширина + длина верхушки.

Когда разрабатывается котлован по механизированному способу, учитывается отсутствие отметки до проектного показателя в 0,1 м. Недобор необходим, чтобы исключить нарушения в природном грунте. Поэтому здесь применяют только ручные работы. При процессах обратной засыпки вычитают объем основания из получившегося объема всей разработки.

Рассмотрим несколько вариантов выемок и как сделать правильный расчет в каждом конкретном случае.

Выемка с вертикальными стенами

1. Ширина (L1), м – 4.
2. Длина (L2), м – 6.
3. Высота (H), м – 2.
4. Объем (V) = 48 м3 – V = L1 * L2 * H = 4 * 6 * 2 = 48 м3.
5. Площадь (F) = 24 м2 – F = L1 * L2 = 4 * 6 = 24 м2.

Углубление с вертикальными стенами, при разных величинах вершин

1. Начало формы.
2. Ширина (L1), м – 4.
3. Длина (L2), м – 6.
4. Высота (м):
   • (H1) – 2.
   • (H2) – 2.
   • (H3) – 2.
   • (H4) – 2.
5. Объем (V) = 48 м3, V = L1 * L2 * (H1 + H2 + H3 + H4) / 4 = 4 * 6 * (2 + 2 + 2 + 2) / 4 = 48 м3.
6. Площадь по плану (F) = 24 м2, F = L1 * L2 = 4 * 6 = 24 м2.

С откосами

1. Ширина(L1), м – 4.
2. Длина (L2), м – 6.
3. Высота (H), м – 2.
4. Выбран грунт: суглинки > коэф. m = 0,5.
5. Объем углубления (V) = 70,667 м3.
6. Ширина верха (L3) = 6 м2.
7. Длина верха (L4) = 8 м2.
8. V = (H / 6 * (2 * L1 + L3) * L2 + (2 * L3 + L1) * L4) = (2 / 6 * (2 * 4 + 6) * 6 + (2 * 6 + 4) *8) = 70, 667 м3.
9. L3 = H * m + L1 + H * m = 2 * 0.5 + 4 + 2 * 0, 5 = 6 м.
10. L4 = H * m + L2 + H * m = 2 * 0.5 + 6 + 2 * 0, 5 = 8 м.

Главным правилом устройства выемки является следующее – подошва основания возводимого здания не должна быть ближе, чем 50 см от вод в грунте. Чем выше это значение, тем лучше.

Чтобы правильно произвести расчеты по земельным работам, нужно всегда помнить о том, что показатели (высота, ширина и длина) периметра просто перемножаются между собой. – Это и есть объем.

Чтобы производить инженерные расчеты, необходимо профильное образование (инженерное). Например, при утверждении плана, подсчитывают угол наклона откоса, который зависит от вида почвы. Правильно его просчитать может только специалист.

В таблице СНиП 12-03-99 указаны глубины грунтов, которые используют при определении объемов работ по коэффициентам разрыхления, оформленных по таблицам в этих правилах.

Состав грунта определяется с помощью способов геодезии. Расчет сопротивления грунта определяется по формуле, указанной на фотографии:

Пример: Рассчитать сопротивление глины при К пористости е = 0,85, текучести IL = 0,45, ширине фундамента b = 2, при глубине d = 2,5 м и удельном весе выше подошвы ?' = 17 кН/м3.

Показатели грунта посмотреть по таблице, и вставить значения.

Главная формула расчета сопротивления грунта в данном случае выглядит так:

R0 относится к фундаментам, с шириной b1 = 1 м и глубиной d1 = 2 м, поэтому:

Ответ: 265 кПа

Уровень расположения почвы, ее сейсмичность, грунтовых воды и способность к промерзанию определяются по ГОСТу 24847-2017. Посмотреть их можно на сайте. Согласно данному документу, выбираются методы измерения, виды работ с землей при определенных условиях. Сезонное промерзание измеряется мерзлотомером Ратомского (MP) с помощью специальных способов бурения.

До принятия решения о рытье углублений, проводят также расчеты по несущей способности почвы. Для этого используют следующую формулу:

а=f/a (мн /m*m)

Нагрузка дома всегда разделяется по площади нижней части фундамента. Чтобы определить площадь подошвы из железобетона, примерные показатели делят на значение грунта и показатель допустимой нагрузки.

Разработка объемно-планировочного решения возводимого здания и составление проекта должно быть одобрено специалистами отдела архитектуры местных уполномоченных органов власти.

Как именно выполняется чертеж плана котлована, разработанный под конкретный фундамент, можно посмотреть в документе на фото:

Если при земляных работах используется специальный транспорт, нарушается плотность залежавшихся почвенных слоев. Поэтому при проведении расчетов, всегда учитывают, что при разработке земли используют значение К – 20-30%. Данный коэффициент считается поправочным.

С вывозом грунта

1. Длина – 70 м
2. Глубина – 5 м
3. Ширина – 30 м
4. Общий объем = 70*5*30 =10 500 м3

Для вывоза земли общий объем всегда будет больше. Для этого нужно:

10 500 м3*20 % = 12 600 м3

Ответ: 12 600 м3

От точности расчетов и учета всех факторов технологического, лабораторного и природного значения зависит правильность проведения земельных работ и стойкость сооружения.

Траншеи под фундамент бывают с вертикальными, наклонными и укрепленными стенками.

Процесс и технология образования выемок

Рытье начинают с подготовительных и геодезических работ, разработки, расчетов по глубине и размерам ямы, принятия плана. Как только технологическая карта будет готова, приступают к земляным работам.

Для этого привлекают специальную технику:

• машины, которые роют котлованы (экскаваторы одно- и многоковшовые);
• транспортно-землеройные (бульдозеры, грейдеры, канавокопатели).

Также используют ручной труд – специалисты проводят контроль выборки почвы, формируют откосы, трамбуют и засыпают пазухи котлована.

Строители должны точно знать:

• предполагаемую нагрузку, которую должен выдерживать фундамент;
• тип основания постройки;
• особенности почвы;
• конечную точку при возможном промерзании грунта;
• количество предполагаемого годового выпадания осадков и уровень влажности земли.

Опытные специалисты рекомендуют проводить работы в благоприятное время года: начало мая – конец октября. В это время почва мягкая и податливая, и рыть яму легче, чем в холодный период, стоимость работ в котором увеличивается в несколько раз.

Глубину рытья нужно учитывать, с учетом промерзания почвы. Если она имеет место, тогда дно ямы нужно опустить до 40 см. Также имеет значение расположение подземных вод. Выемка всегда должна быть выше, на 50 см.

После определения типа грунта, при расчете глубины, учитываются такие моменты (в см), которые разрешают копку:

• песчаник – 1 100;
• супесчаник – 1 300;
• глина и суглинки – 1 400;
• плотный грунт – 1 800.

Если цифры выше или ниже перечисленных показателей, то проводить работы запрещается. Но это правило действует для слишком заглубленного основания. Если фундамент будет мелкой глубины, то углубление должно составлять 40-70 см.

Перед рытьем обязательно выполняют следующие действия:

1. Проверяют место на отсутствие подземных коммуникаций. Это можно уточнить в местной администрации, при подаче и регистрации чертежа (во время оформления документов на стройку).
2. Срезают плодородный строй (до 40 см) и оставляют его в месте, из которого он будет утилизирован, при наведения порядка на прилегающей территории и устройства ландшафта, по окончании стойки.
3. Откачивают или отводят поверхностные воды с помощью насосов (если в этом есть необходимость).
4. Размечают место. Для этого используют теодолит или нивелир, закрепляют углы (используют колья, натягивают разметочные шнуры).
5. Начинают копку с низовой стороны.
6. Делают укрепление при больших глубинах.
7. Вывозят лишний грунт.

Общие правила по проведению подготовительных работ, разработки и копки существуют для всех основных видов фундаментов (ленточного, монолитного и столбчатого). Нюансы заключаются лишь в индивидуальных размерах и расчетах. При требуемых малых объемах котлованов с низким заглублением (ленточный и столбчатый фундамент) земляные работы проводят ручным способом. При массивных и плитных фундаментов используют экскаваторы с обратным и прямым ковшом, а также погрузчиками.

Закрепление котлованных стенок проводится с помощью:

• цементовки (для плотных построек);
• шпунтовки (подойдет песчаной, ослабленной и заболоченной почве);
• свай (позволительно для глубоких ям).

Дно котлована нужно обязательно выровнять. Поэтому в конце работы (10 оставшихся см) нужно доделать именно ручным способом. Засыпку пазух лучше выполнить дренирующей грунтовой смесью.

Если рядом с местом разметки находятся другие постройки, то проводить разработку нужно ниже их фундаментов.

Главные сложности и ошибки

Чтобы не ошибиться при рытье углублений, необходимо действовать в соответствии с разработанной технологической картой, которая содержит нужные расчеты.

Этап разработки считается важным процессом, так как он учитывает нюансы, которые помогут точно заложить фундамент в вырытый котлован, ведь от него зависит дальнейшая судьба и эксплуатация строения. Из-за неправильного рытья может просесть фундамент.

Одними из главных ошибок устройства котлована являются:

1. 

   Перекоп, из-за выборки земли ниже заданной отметки. Здесь стоит обратить внимание на функции, выполняемые экскаватором, за которыми должны следить специалисты.

   Если земляные работы проведут ниже заданной отметки, и грунта заберут больше, чем нужно, то очень сложно будет его утрамбовать, так как пострадает общая плотность. Если ошибка будет допущена –придется заполнять яму овражным песком средней зернистости, с последующей ее трамбовкой виброуплотнителем.

2. Неправильно сделанные откосы. На этот момент стоит обратить особое внимание, так как, если откосы будут сделаны излишне крутыми, то они могут обрушиться. А для того, чтобы провести восстановление, понадобится отдельное проведение монтажных работ, что приведет к дополнительным финансовым затратам. В данном случае придется использовать ручной труд.

Поэтому, чтобы не допускать ошибок, необходимо выработать последовательность действий в работе:

1. Провести разведку почвы и ее лабораторные пробы.
2. Просчитать уровень удаленности грунтовых вод.
3. Правильно подготовить место, убрав мусор, зеленые насаждения и плодородный слой.
4. Сделать разметку, согласно утвержденной схемы работ.
5. Использовать технику и труд опытных строителей (бригады).
6. Соблюдать требуемые нормы и технологии.
7. Следить за техникой безопасности и охраной труда.
8. Извлекать почвенные слои постепенно и равномерно.
9. По окончании работ – утилизировать ненужную землю, и расчистить строительную площадку.

Любые тонкости в такой работе имеют значение, а разработка плана должна проводиться квалифицированным специалистом. Для засыпки пазух котлована используют отработанный грунт, песок или ПГС, которые максимально утрамбовывают.

При необходимости, из выемок можно проводить откачку воды, укреплять стены, удалять торф.

Цена копки

Чтобы определить сколько стоит вырыть вырыть котлован, а также сделать расчет затраченных средств по обустройству ямы для закладки фундамента, нужно учесть использованные методы для рытья (ручной, механический, транспортный), тип почвы, затраченное время, средства производства, количество человек для подряда.

В среднем, цена за то,чтобы вырыть один куб от 180 до 250 рублей. В местностях с тяжелыми и скальными почвами, стоимость за проведенные земельные работы всегда будет на порядок выше.

При этом, транспортировка и утилизация грунтовой смеси, при ее вывозе самосвалом (10м3), будет составлять от 400 до 700 рублей.

Приезд тяжелой техники (экскаватор, трактор, погрузчик, КамА или самосвал) оплачивается по отдельному пункту, напрямую зависящим от используемого вида машины (по мощности), а также расстояния, которое преодолевает автотранспорт до места работ. В центральных областях РФ цены на услуги тяжелой техники составляют от 10 до 30 000 рублей за день.

По отдельной стоимости рассматривают создание проекта инженером. Многие строительные компании, которые предоставляют данные услуги, совмещают разработку котлована с основным видом работ и утилизацией вынутой земли, делая клиентам хорошие скидки.

В среднем, проект + подготовительные работы + копка + вывоз грунта = 500 руб. / м3.

Выгоднее платить не за кубатуру выкопанной земли, а время работы рытья экскаватором. Почасовая оплата составит в таком случае 600 рублей, а день работы – от 5 000.

Полезное видео

Как на практике происходит копка котлована смотрите в видео:

Заключение

Котлован роют строго по технологической карте и схеме, разработанной инженером. Размеры и форма углублений зависят от выбранной технологии постройки основания.

На участке можно проводить механические и ручные работы. Различают несколько видов котлованов, в зависимости от фундамента, который будет укладываться. Яма всегда делается по периметру на 50 см больше, чем стены основания.

Стенки котлована можно укреплять деревянными приспособлениями, шлакоблоком и металлическими прутьями.

Перед началом и после окончания земляных работ составляется акт приемки. Прежде чем начать копку, делают расчеты и лабораторную земельную экспертизу. Работы лучше всего осуществлять в подходящие дни, когда нет ливней и мороза. Все проводимые функции должны быть выполнены не только согласно плану, но и в соответствии с нормами СНиП 3.02.01.

После того, как котлован будет готов, вынутый грунт можно частично оставить на территории строительной площадки, для обратной засыпки пазух. Часть оставленного объема должна соответствовать документам по расчетам засыпки. Остальная часть грунтовой смеси вывозится специальной техникой за пределы строительства, для ее утилизации.

Во время формирования ямы необходимо постоянно контролировать качество и точность выполненной работы и сверяться с составленным планом. При планировании земляных работ также нужно руководствоваться СП 48.13330.2011, а также СП 45.13330.2012.

Доверить расчеты и организацию лучше всего профессиональным строительным бригадам от проверенных российских компаний. Правильно проведенные подготовительные работы перед заливкой фундамента, с учетом особенностей, влияют на ровность будущих возведенных стен.