УСТРОЙСТВО КОТЛОВАНОВ

Котлован представляет собой выемку, предназначенную для возведения части здания и сооружения, расположенной ниже поверхности земли, и для устройства фундаментов. Котлованы бывают двух типов - с вертикальными стенками и откосами. Первый тип котлованов обычно требует крепления.

Согласно СНиП, допускается рытье котлованов с вертикальными стенками без креплений в грунтах естественной влажности с ненарушенной структурой, при отсутствии грунтовых вод и глубине котлована в насыпных, песчаных и гравелистых грунтах не более 1 м, в супесчаных и суглинистых грунтах- 1,25 м, в глинистых грунтах - 1,5 м и в особо плотных грунтах - 2 м (приведённые данные относятся также к траншеям, выполненным с вертикальными стенками).

Крепление стен широких котлованов бывает подносное, анкерное и шпунтовое (рис. III.9, а, б). Подкосное крепление затрудняет производство работ внутри котлована, анкерное в этом отношении создает более благоприятные условия. Стойки прикрепляют деревянными или металлическими анкерными тягами к забитым сваям, расположенным от бровки на расстоянии

В отдельных случаях анкерные тяги можно изготовлять не из дерева, как показано на рис. III.9, а из проволочных скруток.
Чтобы анкерные тяги не мешали передвижению людей, их располагают несколько ниже поверхности грунта. Горизонтальную забирку устраивают из досок толщиной 5 см с прозорами на ширину доски при связных грунтах естественной влажности и глубине котлована до 3 м. При глубине более 3 м забирку делают сплошной. В грунтах сыпучих и повышенной влажности, независимо от глубины котлована, прозоров не оставляют.

В грунтах, насыщенных водой, если не производится водопонижение, при опасности выноса частиц грунта устраивают шпунтовое крепление, применяя деревянные или стальные шпунты. Крепления требуют большого расхода леса, увеличивают трудоемкость и стоимость работ. Поэтому крепить стенки широких котлованов необходимо только тогда, когда стесненность площадки не позволяет устраивать откосы.

Наибольшую допускаемую крутизну откосов котлованов в грунтах естественной влажности и при отсутствии грунтовых вод принимают для выемок глубиной до 1,5 м - от 1 : 0,25 до 1 : 0; глубиной 1,5-3 м от 1 : 1 до 1 : 0,5 м; глубиной 3-5 м от 1 : 1,25 до 1 : 1,5 (приведенные данные относятся также и к траншеям, выполненным с откосами).

Устройство котлована включает такие рабочие процессы: разработку грунта с выгрузкой на бровку или в транспортные средства; транспортирование грунта; планировку дна котлована; обратную засыпку пазух между стенками фундамента и котлованом с разравниванием и уплотнением грунта. Рытье котлована является ведущим процессом; по объему и характеру его выбирают наиболее эффективный метод производства, обеспечивающий комплексную механизацию и поточное производство работ в заданный срок.
Грунт разрабатывают одноковшовыми экскаваторами, автогрейдерами, бульдозерами и гидромеханическим способом. Котлованы под жилые здания роют экскаваторами с ковшом емкостью 0,15-0,65 м³ и самоходными скреперами. При устройстве котлованов с большим объемом земляных работ (под промышленные объекты) применяют более мощные экскаваторы с ковшом емкостью 0,5-2 м³.

Разработку котлованов экскаватором, оборудованным прямой лопатой, ведут с погрузкой грунта в транспортные средства. Емкость ковша подбирают в зависимости от характеристики грунта, объема работ и глубины котлована.

Рис. III.10. Схемы разработки котлованов экскаваторами, оборудованными прямой лопатой:

а - лобовая проходка с расположением автосамосвалов выше уровня подошвы забоя; б - боковая проходка; в - лобовая проходка с односторонней погрузкой грунта в самосвалы; г - то же, с двусторонней погрузкой грунта; д - то же, с перемещением экскаватора по зигзагу; е - уширенная проходка с перемещением экскаватора поперек котлована; ж - разработка ярусами; I-IV последовательность проходок экскаватора.

При высоком уровне грунтовых вод прямая лопата может работать только в тех случаях, когда обеспечивается водоотвод. Устройство котлованов ведут лобовыми и боковыми проходками (рис. III.10, а, б). Возмояшость разработки котлована лобовыми проходками с расположением транспортных средств выше уровня подошвы забоя зависит от характеристики рабочего оборудования экскаватора и глубины котлована, которая при разработке по данной схеме должна быть равна или меньше величины, получаемой из выражения

Максимальная ширина забоя от оси экскаватора до бровки у погрузочного пути

Размеры части забоя, противоположной погрузочному пути, определяют по формуле (III.34).
Если ширина котлована превышает максимальные поперечные размеры одной лобовой проходки, разработку начинают лобовой и продолжают далее несколькими боковыми проходками. Максимальная ширина каждой боковой проходки

Узкие котлованы шириной 1,5 R (рис. III.10, в) разрабатывают лобовой проходкой с односторонней погрузкой в транспортные средства. При ширине котлована от 1,5 до 1,9 R разработку ведут лобовой проходкой с двусторонней подачей транспортных средств (рис. III.10, г). Наибольшая ширина лобовой проходки при перемещении экскаватора по прямой

Котлованы шириной до 2,5 R целесообразно разрабатывать уширенной, лобовой проходкой с перемещением экскаватора по зигзагу (рис. III.10, д), а при пурине до 3,5 R - с перемещением поперек котлована (рис. III.10. е).

Котлованы шире 3,5 R разрабатывают вначале лобовой, а затем басовыми проходками. Котлованы значительной глубины, превышающей максимальную высоту резания для данного типа экскаватора, роют ярусами (рис. III.10, ж). Для ввода экскаватора в забой, въезда и выезда автомобильного транспорта устраивают въездные траншеи с уклоном 0,1-0,15. Ширину траншеи по низу принимают 3-3,5 м при одностороннем движении и 7-7,5 - при двустороннем. Объем земляных работ для устройства въездных траншей определяют по формуле (III.25).

При разработке глубоких котлованов прямой лопатой неизбежны бросовые работы по устройству въездных траншей. Для уменьшения их в некоторых случаях более экономично применять экскаватор с обратной лопатой или драглайн (рис. III.11, а, б).

Обратной лопатой роют котлованы, выгружая грунт главным образом в транспортные средства. Максимальная глубина котлована при емкости ковша 0,5 м³ составляет 4 м. Это ограничивает область применения обратных лопат.

Драглайн целесообразно использовать для выемки грунта с выгрузкой в отвал или непосредственно в насыпь, а на стесненных площадках с выгрузкой грунта также в транспортные средства. Глубина котлованов, разрабатываемых драглайнами на гусеничном ходу, может достигать 16-20 м.

Разработку котлованов экскаватором, оборудованным обратной лопатой или драглайнож, выполняют торцовыми и боковыми проходками.
При двусторонней подаче транспортных средств, торцовой проходке и движении экскаватора по прямой (рис. 111.11, в) наибольшую ширину проходки устанавливают по формуле (III.47). Чтобы уменьшить угол поворота экскаватора, транспортные средства подают к той стороне забоя, где производится разработка грунта.

Рис. III.11. Схемы разработки котлована экскаватором с обратной лопатой или драглайном и бульдозером

а - обратной лопатой; б - драглайном; в - торцовой проходкой при перемещении экскаватора по прямой; г - двумя торцовыми проходками; д - при зигзагообразном перемещении экскаватора; е - при поперечно-торцовом перемещении; ж - поперечно-челночная разработка драглайном; и - разработка драглайном боковой проходкой; к - разработка бульдозером.

Длину рабочей передвижки определяют по формуле

lп = R - R3 м                         &