Котлован под подпорную стену 14,4 м: 94,94 м³ грунта и засыпка

Уголковая подпорная стена держит перепад, но стоит ниже нижней площадки: подошву закапывают, а вокруг оставляют место для опалубки. Котлован выходит в несколько раз больше бетона, зато почти весь грунт потом возвращают за стену и перед ней. Как стена работает и почему её считают по проекту, разобрано в статье о подпорной стене.

Ниже — пример на стену из расчёта бетона: сколько грунта вынуть, сколько засыпать обратно, где держать отвал и сколько вывезти.

Условия примера

• Стена — прямая уголковая, длиной 14,4 м. Подошва 1,4 × 0,3 м: перед стенкой выступ 0,3 м, под стенкой 0,25 м, за стенкой 0,85 м. Стенка толщиной 0,25 м и высотой 1,6 м от верха подошвы — как в расчёте бетона.
• Перепад. Сейчас между нижней и верхней площадкой земляной склон 1:1 высотой 1,1 м. Лицевая грань стенки встаёт у его низа (условно).
• Отметки от нижней площадки: низ подошвы −0,7 м, верх подошвы −0,4 м, верх стенки +1,2 м, верхняя площадка +1,1 м (условно).
• Основание под подошвой — 0,1 м, шире подошвы на 0,1 м с каждой стороны; из чего его делают, задаёт проект (условно).
• Место под подкосы. Щиты стенки держат подкосы с обеих сторон, их колья стоят в 1,5 м от щита — как в расчёте опалубки. Дно котлована доходит на 1,8 м от каждой грани стенки, на торцах — на 0,6 м за подошву (условно).
• Откосы 1:0,5 со всех сторон (условно).
• Грунт — плодородный слой 0,2 м, ниже суглинок (условно).
• Коэффициент разрыхления — у почвы 1,2, у суглинка 1,25; плотность суглинка в природном сложении — 1,8 т/м³; самосвал — кузов 10 м³, 13 т (условно), как в расчёте грунта под подвал.

Сечение котлована

Дно лежит на отметке −0,8 м: низ подошвы на −0,7 м и под ним 0,1 м основания. По ширине оно складывается так:

• спереди — 1,8 м от лицевой грани стенки, из них 0,3 м занимает выступ подошвы;
• под стенкой — 0,25 м;
• сзади — 1,8 м от задней грани, из них 0,85 м занимает подошва.

Всего 3,85 м. Спереди глубина 0,8 м, и откос уходит вверх на 0,4 м. Сзади до верхней площадки 1,9 м, и откос выходит на 0,95 м. Склон, который стоял на месте стены, вынимают целиком: верх котлована сзади проходит в 2,75 м от задней грани стенки.

На 1 м стены сечение котлована — около 5,79 м²:

Объём с торцами

По длине стены 14,4 м выходит 5,7925 × 14,4 ≈ 83,41 м³. Но котлован длиннее стены: на торцах нужна рабочая полоса под борта подошвы и откосы. Если считать котлован целиком, с длиной дна 15,6 м и откосами по углам, — около 94,94 м³ в природном сложении.

Торцы добавляют 11,53 м³ — почти столько же, сколько бетона во всей стене. Этот грунт весь возвращают на место, но в отвал он попадает и место там занимает.

Плодородный слой

Почву снимают первой — с нижней площадки, со склона и с верхней площадки по всей ширине котлована, это 5,2 м поперёк стены:

• В природном сложении: около 17,15 м³.
• В отвале с разрыхлением: 17,15 × 1,2 ≈ 20,59 м³.

Её кладут в свой отвал и в засыпку не берут: по СП 45 почву сохраняют, чтобы использовать потом, — подробнее в разделе о плодородном слое. После засыпки её возвращают наверх слоем 0,2 м. Поверхность, которую надо закрыть, — около 84,37 м², почвы на неё нужно 16,87 м³, и снятой хватает почти без остатка.

Суглинок

Всё, что ниже почвы:

• В природном сложении: 94,94 − 17,15 ≈ 77,79 м³.
• По массе: 77,79 × 1,8 ≈ 140,01 т.
• В кузове или отвале: 77,79 × 1,25 ≈ 97,23 м³.

Сколько вернётся за стену

Когда стена готова, котлован засыпают до проектных отметок: перед стенкой — до нижней площадки, за стенкой — до верхней. На 1 м стены место под засыпку такое:

• перед стенкой — 1,60 м³ за вычетом выступа подошвы и основания под ним, 1,47 м³;
• за стенкой — 4,32 м³ до отметки +1,1 за вычетом подошвы и основания, 3,97 м³.

На 14,4 м это 5,4425 × 14,4 ≈ 78,37 м³, и ещё 11,53 м³ возвращают на торцах. Всего 89,90 м³, из них 16,87 м³ — почва сверху, остальные 73,03 м³ — суглинок, если проект разрешит засыпать местным грунтом.

За стенкой место под засыпку больше, чем вынули: там, где стоял склон, грунт насыпают выше прежней земли — до верхней площадки. Этот клин — 0,36 м³ на метр, 5,2 м³ на всю стену, — а верхняя площадка становится шире на 0,85 м, на 12,24 м².

Каким грунтом засыпать пазуху за стеной и как его уплотнять, задаёт проект — об этом раздел о засыпке подпорной стены. Если проект разрешит местный суглинок, он должен отвечать требованиям приложения М СП 45 (п. 7.2). Засыпку ведут слоями и уплотняют каждый, а рыхлый слой отсыпают толще уплотнённого: глинистые грунты на 15–20 % (п. 7.14). Условно считаем, что уплотнённая засыпка занимает столько же, сколько грунт в природном сложении.

Сколько вывезти

Лишним остаётся только то место, которое займут бетон и основание ниже прежней земли, за вычетом клина склона:

• Подошва, низ стенки и основание — 0,71 м³ на метр, 10,24 м³ на всю стену.
• Клин склона за стенкой — 5,2 м³.
• Разница — 5,04 м³: 0,28 м³ почвы и 4,76 м³ суглинка.

Суглинка на вывоз — 4,76 × 1,8 ≈ 8,57 т, в кузове 4,76 × 1,25 ≈ 5,95 м³. Это один рейс и по объёму, и по массе.

Отвал на время набора прочности

Засыпать грунт за стену можно, только когда бетон набрал прочность, заданную проектом. До этого весь грунт на засыпку лежит рядом:

• Суглинок: 73,03 × 1,25 ≈ 91,28 м³ в рыхлом виде. Отвал высотой 2 м займёт не меньше 45,64 м², а с откосами больше.
• Почва: около 20,59 м³ в своём отвале.

Отвал не ставят на краю котлована: откос за стенкой высотой 1,9 м стоит открытым, пока бетон набирает прочность, и нагрузка у его верха может его обрушить. Расстояние от края задаёт проект производства работ. Место под отвал выбирают до начала копки: в стороне от подъезда миксера и от тех мест, где будут ставить подкосы.

Если засыпку везут

Если проект задаёт засыпку за стену привозным грунтом или суглинок негде хранить, его вывозят весь. Для сравнения — песок с коэффициентом запаса 1,15 и насыпной плотностью 1,5 т/м³ (условно):

Рейсы во второй строке считали по большему числу: вывоз по массе — 140,01 ÷ 13 ≈ 10,77, то есть 11; песок по массе — 125,97 ÷ 13 ≈ 9,69, то есть 10. Чем засыпать, решают до копки: от этого зависит, нужен ли на месте отвал на 91 м³ и сколько машин заказать.

Недобор и перебор

При черновой копке по СП 45 оставляют недобор и потом зачищают его — подробнее в разделе о недоборе. Дно здесь 3,85 × 15,6 = 60,06 м², недобор 10 см — около 6,01 м³. Он уже входит в 77,79 м³ суглинка и уходит в тот же отвал.

Перебор под подошвой засыпать грунтом из отвала нельзя. Если ковш под основанием ушёл на 5 см глубже, это 1,6 × 14,4 × 0,05 ≈ 1,15 м³. Чем восполнять, решает проект.

Что считают отдельно

• Основание под подошвой. Материал и его слои задаёт проект; в примере это 0,16 м³ на метр, 2,30 м³ на стену.
• Бетон, арматура и опалубка — в расчёте бетона и расчёте опалубки.
• Отвод воды из-за стены — как задано в проекте; если он займёт часть пазухи, засыпки станет меньше, а вывоза — больше. Почему вода за стеной опасна, сказано в разделе о воде.
• Вода с верхней площадки. Её уводят от верха стены уклоном — подробнее в статье об уклоне и отводе воды.
• Вода в котловане. Откачка — отдельная работа, о ней раздел о воде в котловане.

Где ошибаются

Чек-лист перед копкой

1. Взять из проекта стены сечение, отметку низа подошвы и основание под ней.
2. Взять отметки нижней и верхней площадки и снять, где проходит склон.
3. Задать ширину дна с местом под колья подкосов с обеих сторон и рабочую полосу на торцах.
4. Взять из проекта производства работ крутизну откосов.
5. Посчитать сечение на метр и котлован целиком, с торцами.
6. Посчитать почву отдельно и выбрать место под её отвал.
7. Решить по проекту, чем засыпают за стену, — местным грунтом или привозным.
8. Сверить вывоз: бетон и основание ниже прежней земли за вычетом клина склона.
9. Найти место под отвал на засыпку в стороне от края котлована и засыпать, только когда бетон набрал прочность.