Технология производства земляных работ при разработке грунта в котлованах и траншеях

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Томский государственный архитектурно-строительный университет»

Серия «Учебники ТГАСУ»

С.В. Коробков, Е.В. Петров

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА

ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ГРУНТА

В КОТЛОВАНАХ И ТРАНШЕЯХ

Рекомендовано Учебно-методическим советом ТГАСУ

в качестве учебного пособия для студентов
направления подготовки «Строительство»

по программам бакалавриата и специалитета

всех форм обучения

Томск

Издательство ТГАСУ

2023

УДК 624.13 (075.8)
ББК 38.58я7

К68

Серия «Учебники ТГАСУ» основана в 2013 году

К68

Коробков, С.В.
Технология производства земляных работ при разработке 

грунта в котлованах и траншеях : учебное пособие / С.В. Коробков, Е.В. Петров. – Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит.
ун-та, 2023. – 350 с.
ISBN 978-5-6050245-3-8

В учебном пособии рассмотрены вопросы проектирования производства зем
ляных работ при устройстве котлованов и траншей. Освещены теоретические положения по технологии земляных работ. Изложен теоретический материал по содержанию курсового проекта и технологической карты в составе выпускной квалификационной работы, а также приведен справочный материал.

Пособие предназначено для студентов очной и заочной форм, обучающихся по 

направлению подготовки бакалавриата 08.03.01 «Строительство» (профили «Промышленное и гражданское строительство», «Городское строительство», «Теплогазоснабжение и вентиляция», «Механизация и автоматизация строительства», «Экспертиза и управление недвижимостью», «Автомобильные дороги», «Автодорожные мосты и тоннели», «Жилищно-коммунальный комплекс», «Инженерно-сметная деятельность в строительстве», «Плазменные технологии в производстве строительных материалов») по дисциплине «Технологические процессы в строительстве», и специалистов, обучающихся по специальности 08.05.01 «Строительство уникальных зданий 
и сооружений» (специализация «Строительство высотных и большепролетных зданий 
и сооружений») по дисциплине «Технология строительных процессов».

УДК 624.13 (075.8)
ББК 38.58я7

Рецензенты:
М.М. Титов, докт. техн. наук, профессор кафедры «Технология 

и организация строительства» НГАСУ (Сибстрин);

А.В. Рубанов, канд. техн. наук, доцент кафедры «Технология 

строительного производства» ТГАСУ.

ISBN 978-5-6050245-3-8
 Томский государственный

архитектурно-строительный
университет, 2023

 Коробков С.В., Петров Е.В., 2023

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение............................................................................................6

1. Основные положения и понятия, принятые 

в технологии строительного производства ..........................10

2. Основные теоретические положения по технологии 

производства земляных работ ................................................13
2.1. Общие положения................................................................13
2.2. Способы разработки грунта................................................16
2.3. Механический способ разработки грунта .........................18

2.3.1. Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами..18
2.3.2. Разработка грунта многоковшовыми экскаваторами..25
2.3.3. Разработка грунта скреперами.................................27
2.3.4. Разработка грунта бульдозерами .............................33

2.4. Укладка и уплотнение грунта.............................................39
2.5. Обеспечение устойчивости земляных сооружений..........42
2.6. Инженерная подготовка строительной площадки............47

2.6.1. Подготовительные организационные 

мероприятия................................................................47

2.6.2. Освобождение и расчистка строительной площадки..48
2.6.3. Перенос инженерных коммуникаций......................50
2.6.4. Планировка площадки ..............................................50
2.6.5. Организация водоотвода, водоотлива 

и водопонижения грунтовых вод .............................51

2.6.6. Обеспечение площадки строительства  

энергоносителями и водой........................................54

2.7. Производство земляных работ при отрицательных 

температурах........................................................................56

2.8. Контроль качества при производстве земляных работ........62
2.9. Безопасность труда при производстве земляных работ........65

3. Общие указания по выполнению

курсового проекта (работы) ....................................................69

4. Методические указания к курсовому проекту (работе)....73

4.1. Исходные данные.................................................................73
4.2. Определение типа и размеров котлована (траншеи) 

под фундаменты здания....................................................117

4.3. Вычисление объемов земляных работ.............................129

4.3.1. Подсчет объемов работ при срезке 

растительного слоя грунта......................................129

4.3.2. Подсчет объемов грунта при разработке 

съездной траншеи ....................................................131

4.3.3. Подсчет объемов грунта при разработке 

котлована, траншей или отдельных котлованов 
под каждый отдельно стоящий фундамент...........131

4.4. Подбор комплекта машин для разработки грунта 

и его транспортирования ..................................................134
4.4.1. Подбор бульдозера..................................................134
4.4.2. Подбор экскаватора «прямая лопата» ...................135
4.4.3. Подбор экскаватора «обратная лопата» 

или драглайн ..............................................................136

4.4.4. Подбор автосамосвала ............................................138

4.5. Составление ведомости объемов земляных работ..........139
4.6. Калькуляция затрат труда и машинного времени ..........142
4.7. Расчет комплекта автосамосвалов  

для транспортирования грунта.........................................147

4.8. Расчет забоя одноковшового экскаватора.......................148

4.8.1. Расчет забоя для экскаватора «прямая лопата»....148
4.8.2. Расчет параметров забоя для экскаваторов  

«обратная лопата» и драглайн ................................151

4.8.3. Расчет параметров забоя для экскаваторов 

«обратная лопата» и драглайн при разработке 
траншей.....................................................................157

4.9. График производства земляных работ.............................160
4.10. Расчет технико-экономических показателей

комплекта машин для земляных работ ..........................162

4.11. Расчет материальных ресурсов для производства 

земляных работ.................................................................164

4.12. Технология и организация производства  

земляных работ.................................................................165

4.13. Контроль качества при производстве 

земляных работ.................................................................166

4.14. Безопасность труда при производстве земляных работ......166
4.15. Состав и содержание графической части ......................167

Контрольные вопросы...............................................................170

Список рекомендуемой литературы.......................................171

Приложение 1. Справочный материал для выполнения 

курсового проекта (работы) ..................................................173

Приложение 2. Справочный материал 

(выборка из ЕНиР) ..................................................................186

Приложение 3. Пример оформления титульного листа......226

Приложение 4. Бланк задания на выполнение 

курсового проекта (работы) ..................................................227

Приложение 5. Примеры выполнения курсового проекта 

(работы).....................................................................................228
Пример выполнения курсового проекта (работы) №1 ..........228
Пример выполнения курсового проекта (работы) №2 ..........281
Пример выполнения курсового проекта (работы) №3 ..........316

ВВЕДЕНИЕ

В настоящем учебном пособии представлены основные 

теоретические положения по технологии производства земляных работ, в том числе способы разработки и уплотнения грунта, обеспечение устойчивости земляных сооружений, организация водоотвода, водоотлива и водопонижения грунтовых вод, 
а также указания по безопасности труда и контролю качества 
при производстве земляных работ. Кроме того, даны указания 
по содержанию пояснительной записки и графической части при 
выполнении курсового проекта (работы) и разработке технологической карты на производство земляных работ, а также приведены необходимые справочные данные.

Цель учебного пособия – формирование у студентов навы
ков проектирования технологии строительных процессов, закрепление теоретического материала раздела «Технология земляных работ» при изучении дисциплин «Технология строительных процессов» и «Технологические процессы в строительстве», 
освоение этапов создания технологической карты и ее разработки в составе выпускной квалификационной работы.

Задача учебного пособия заключается в получении студен
тами соответствующих знаний:

 теоретических основ производства земляных работ;
– содержания основных нормативных документов в строи
тельстве, посвященных производству земляных работ.

Целью курсового проекта (работы) является закрепление

студентами теоретического материала раздела «Земляные работы» при изучении дисциплин «Технология строительных процессов» и «Технологические процессы в строительстве», а также
разработка технологической карты на производство земляных
работ.

Задачей выполнения проекта (работы) является формиро
вание:

 знаний теоретических основ производства земляных работ;
 знаний об основных технических средствах и навыков 

рационального выбора технических средств при производстве 
земляных работ;

 навыков разработки технологической документации 

и ведения исполнительной документации на производство земляных работ;

 умения
проводить количественную и качественную 

оценку выполнения земляных работ;

 умения анализировать пооперационные составы строи
тельных процессов при производстве земляных работ с последующей разработкой эффективных организационно-технологических 
моделей их выполнения.

В результате выполнения курсового проекта (работы) обу
чающийся должен знать:

1) основные нормативные документы в строительстве, по
священные производству земляных работ;

2) основные положения и задачи строительного производ
ства в части производства земляных работ;

3) методы и технологии при выполнении простых и ком
плексных строительных процессов земляных работ с применением средств механизации, включая обычные и экстремальные 
условия строительного производства;

4) требования к качеству строительной продукции и мето
ды ее обеспечения;

5) требования и обеспечение охраны труда и природы при 

производстве земляных работ;

6) методику выбора и документирование технологических 

решений на стадии проектирования производства земляных работ и на стадии их выполнения;

7) методику определения потребных ресурсов для произ
водства земляных работ.

Обучающийся должен уметь:
1) определять состав и объемы выполнения строительных 

процессов при производстве земляных работ;

2) производить расчеты для подбора средств механизации, 

технологической оснастки и потребного количества рабочих при 
выполнении строительных процессов земляных работ;

3) рассчитывать технико-экономическое показатели при 

выполнении строительных процессов земляных работ;

4) разрабатывать организационно-технологические схемы 

выполнения строительных процессов земляных работ;

5) разрабатывать календарное планирование выполнения 

строительных процессов земляных работ;

6) рассчитывать материально-технические ресурсы для 

выполнения строительных процессов земляных работ.

Обучающийся должен владеть:
1) базовой инженерной терминологией в области произ
водства земляных работ;

2) знаниями правил и технологии производства земляных 

работ;

3) способностью вести подготовку документации по ме
неджменту качества типовыми методами контроля качества технологических процессов на производственных участках при 
производстве земляных работ;

4) способностью организации рабочих мест, их техниче
ского оснащения, размещения технологического оборудования, 
а также контролем за соблюдением технологической дисциплины и экологической безопасности при производстве земляных 
работ.

В учебном пособии достаточно подробно представлены 

структура и содержание пояснительной записки и графической 
части по выполнению курсового проекта (работы) и разработки 
технологической карты на производство земляных работ.

Настоящее пособие также может быть использовано при 

подготовке выпускных квалификационных работ в процессе разработки технологических карт на производство земляных работ.

Пособие предназначено для студентов всех форм обучения 

по направлению подготовки 08.03.01 «Строительство», а также по 
специальности 08.05.01 «Строительство уникальных зданий и сооружений» (специализация «Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений») при изучении дисциплин «Технология строительных процессов» и «Технологические процессы 
в строительстве».

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ПОНЯТИЯ,

ПРИНЯТЫЕ В ТЕХНОЛОГИИ 

СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Строительное производство объединяет процессы, выпол
няемые непосредственно на строительной площадке. 

Технология строительного производства – это наука, изу
чающая методы выполнения строительных процессов, которые 
направлены на переработку строительных материалов и конструкций с целью получения продукции заданного качества.

Строительной продукцией является законченный кон
структивный элемент здания или здание целиком (фундамент, 
стена, перекрытие и т. д.).

Строительный процесс – это совокупность операций, техно
логически связанных между собой и направленных на получение 
конечной строительной продукции (например, разработка грунта 
в котловане, укладка бетонной смеси, установка колонны и т. д.).

Для выполнения строительных процессов необходимы ма
териальные элементы (предметы труда) и технические средства 
(орудия труда). Технические средства, управляемые рабочим, 
действуют на материальные элементы, что приводит к созданию 
строительной продукции.

Строительные процессы делятся: по назначению – на заго
товительные, транспортные, подготовительные и монтажноукладочные; по степени сложности – на простые и комплексные; 
по степени механизации – на ручные, полумеханизированные, 
механизированные и автоматизированные.

Строительные процессы характеризуются временны́ ми

и пространственными параметрами. К временны́м относятся: 
продолжительность процесса, сроки выполнения
процесса, 

сменность работы.

Развитие процессов во времени может протекать последо
вательным, параллельным или поточным способами.

К пространственным параметрам относятся: рабочее ме
сто, делянка, захватка, участок, фронт работы.

Совокупность строительных процессов, связанных общно
стью обрабатываемых предметов труда, образует вид строительной работы (например, земляные, бетонные, каменные, 
монтажные работы и др.).

Строительные работы подразделяются на общестроитель
ные, подготовительные и специальные. Они выполняются в три 
цикла: нулевой (подземный), надземный и отделочный.

При техническом нормировании строительных процессов 

устанавливают следующие нормы:

1. Норма времени (Hвр, чел.-ч/ед. продукции) – время, 

необходимое для создания единицы продукции заданного качества одним рабочим в условиях правильной организации труда 
и с соблюдением технологии выполнения процесса.

2. Норма машинного времени (Hм.вр, маш.-ч/ед. продук
ции) – время работы машины для получения единицы продукции в условиях максимального использования эксплуатационной производительности данной машины.

3. Норма выработки (Hвыр, ед. продукции/ед. времени) –

количество доброкачественной продукции, полученное за единицу времени при тех же условиях, что и при назначении нормы 
времени:

Hвыр = 1 / Hвр.
(1.1)

Трудоемкость работ – это затраты труда (времени) для 

выполнения определенного объема работ. Она определяется при 
составлении калькуляции путем умножения нормы времени на 
количество (объем) работ (V):

Тр = Hвр V.
(1.2)

При тарифном нормировании устанавливается расценка

(Р, руб./ед. продукции) – это стоимость единицы, произведенной 

рабочим или звеном продукции требуемого качества. Она зависит от нормы времени и квалификации рабочих.

Для определения заработной платы рабочих при выполне
нии какого-либо процесса необходимо расценку умножить на 
объем (количество) работ.

Нормы времени для различных процессов определяются 

по «Единым нормам и расценкам» (ЕНиР), которые также содержат данные о составе звена, составе работ, технических характеристиках машин, единице измерения объема (количества) 
работ, поправочных коэффициентах к нормам времени.

2. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 

ПО ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА

ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

2.1. Общие положения

Земляные работы объединяют процессы, связанные с пе
реработкой грунта. Они состоят из подготовительных, вспомогательных и основных процессов.

Состав основных процессов зависит от способа разработки 

грунта.

Подготовительные процессы (разбивка земляного соору
жения, понижение уровня грунтовых вод и др.) выполняются до 
начала разработки грунта.

Вспомогательные процессы (рыхление грунта, водоотлив, 

крепление стенок сооружения и др.) могут выполняться как до 
начала разработки, так и во время разработки грунта.

Сооружения, получаемые после выполнения земляных ра
бот, называются земляными сооружениями. Они подразделяются на выемки (котлован, траншея, резерв и др.), насыпи (плотины, дамбы, дорожное полотно, кавальер и др.), обратные засыпки (пазухи котлованов, траншей).

Основными элементами котлована являются: дно, откос, 

берма, подошва откоса, заложение откоса, бровка котлована, его размеры понизу и поверху, высота (глубина) котлована (рис. 2.1).

Откос котлована устраивается с целью обеспечения его 

устойчивости и характеризуется крутизной. Крутизна откоса –
это отношение высоты земляного сооружения (h) к заложению 
откоса (c), обозначается как 1 : m, т. е.

1 : m = h / c.
(2.1)

Из этого соотношения определяем величину заложения откоса:

с = m  h. 
(2.2)