Roboty ziemne w budownictwie – rodzaje, technologie i sprzęt wykorzystywany podczas prac

Prawidłowo wykonane roboty ziemne mają kluczowe znaczenie dla trwałości i bezpieczeństwa obiektów budowlanych, ponieważ stanowią podstawę pod fundamenty budynków, drogi, mosty, sieci uzbrojenia terenu oraz inne konstrukcje inżynierskie.

Rodzaje robót ziemnych

W zależności od charakteru wykonywanych prac roboty ziemne można podzielić na kilka podstawowych grup.

Wykopy

Polegają na usunięciu gruntu z określonego miejsca w celu wykonania fundamentów, instalacji podziemnych, piwnic lub innych elementów konstrukcyjnych.

Nasypy

Są to roboty polegające na układaniu i zagęszczaniu gruntu w celu podwyższenia poziomu terenu lub wykonania określonej konstrukcji ziemnej, np. nasypu drogowego.

Przemieszczanie mas ziemnych

Obejmuje transport gruntu pomiędzy wykopem a miejscem jego wbudowania lub składowania.

Profilowanie terenu

Polega na nadaniu powierzchni terenu projektowanych spadków i rzędnych wysokościowych.

Zagęszczanie gruntu

Proces zwiększania nośności podłoża poprzez zmniejszenie ilości pustek powietrznych w gruncie.

Podział robót ziemnych na czasowe i stałe

Roboty ziemne czasowe

Są wykonywane wyłącznie na czas realizacji inwestycji i po zakończeniu budowy tracą swoje znaczenie użytkowe.

Przykłady:

• wykopy pod fundamenty,
• rowy odwadniające tymczasowe,
• rowy pod instalacje i urządzenia infrastruktury podziemnej
• drogi technologiczne,
• tymczasowe składowiska gruntu.

Roboty ziemne stałe

Stanowią element docelowy inwestycji i pozostają po zakończeniu budowy.

Przykłady:

• nasypy drogowe,
• wały przeciwpowodziowe,
• zbiorniki ziemne,
• kanały i rowy melioracyjne,
• skarpy.

Roboty ziemne plantacyjne

Do robót plantacyjnych zalicza się między innymi usuwanie warstwy urodzajnej gleby (humusu) oraz odpowiednie kształtowanie terenu w celu osiągnięcia projektowanych rzędnych i poziomów gruntu rodzimego.

Roboty plantacyjne zazwyczaj polegają na niewielkim przemieszczaniu gruntu oraz dokładnym profilowaniu powierzchni.

Podział robót ziemnych ze względu na etap realizacji

Roboty przygotowawcze i porządkowe

Stanowią pierwszy etap prac ziemnych.

Roboty przygotowawcze i porządkowe obejmują działania niezbędne do rozpoczęcia inwestycji, takie jak usunięcie roślinności, wycinka drzew i krzewów, zdjęcie warstwy humusu, rozbiórka istniejących obiektów, przygotowanie zaplecza budowy oraz geodezyjne wytyczenie terenu pod realizację prac.

Roboty podstawowe

To zasadnicza część prac ziemnych związana z przemieszczaniem mas ziemnych.

Do podstawowych robót ziemnych zalicza się wykonywanie wykopów i nasypów, transport oraz przemieszczanie gruntu, profilowanie terenu, odwadnianie wykopów, a także zagęszczanie podłoża w celu uzyskania wymaganych parametrów nośności i stabilności.

Roboty wykończeniowe

Realizowane są po zakończeniu głównych prac ziemnych.

Roboty wykończeniowe obejmują prace związane z ostatecznym ukształtowaniem i zabezpieczeniem terenu. Należą do nich wyrównywanie powierzchni, rozścielanie warstwy humusu, obsiewanie terenu trawą, umacnianie skarp, rekultywacja gruntów oraz wykonanie docelowych systemów odwodnienia.

Podział wykopów

W budownictwie wyróżnia się trzy podstawowe rodzaje wykopów.

• wykopy szerokoprzestrzenne - o szerokości dna przekraczającej 1,5 m oraz o nieograniczonej długości

Wykopy szerokoprzestrzenne wykonuje się najczęściej na gruntach o mniejszej spoistości oraz w przypadku budynków wyposażonych w częściowe lub pełne podpiwniczenie. Ich dno powinno być odpowiednio wyrównane i zlokalizowane poniżej strefy przemarzania gruntu, której głębokość zależy od lokalnych warunków geotechnicznych. Charakterystycznym elementem takich wykopów są skarpy zabezpieczające ściany wykopu, które zazwyczaj formuje się pod kątem około 35–40°, aby zapewnić stateczność gruntu.

• wykopy wąskoprzestrzenne - o szerokości dna mniejszej lub równej 1,5 m oraz o nieograniczonej długości

Wykopy wąskoprzestrzenne wykonuje się najczęściej pod fundamenty obiektów o niewielkim zagłębieniu. Po usunięciu humusu i warstwy powierzchniowej gruntu wykonywane są rowy fundamentowe o głębokości dostosowanej do projektowanych ław i ścian fundamentowych. Ich szerokość powinna umożliwiać swobodne wykonanie prac, w tym montaż szalunków. Dno wykopu musi znajdować się poniżej strefy przemarzania gruntu oraz być odpowiednio ustabilizowane, najczęściej za pomocą cienkiej warstwy betonu podkładowego.

• wykopy jamiste - o szerokości i długości (lub średnicy) dna wynoszącej nie więcej niż 1,5 m.

Projektowanie robót ziemnych

Projektowanie robót ziemnych polega na określeniu sposobu wykonania prac oraz ilości przemieszczanych mas ziemnych.

Proces obejmuje:

• analizę warunków gruntowo-wodnych

Wykonuje się badania geotechniczne określające rodzaj gruntu oraz poziom wód gruntowych.

• opracowanie niwelety terenu

Projektant określa docelowe rzędne wysokościowe.

• bilans mas ziemnych

Porównuje ilość gruntu pozyskiwanego z wykopów z zapotrzebowaniem na wykonanie nasypów.

• dobór technologii wykonania

Uwzględnia rodzaj gruntu, zakres prac, dostępny sprzęt, warunki terenowe.

• projekt odwodnienia

W przypadku wysokiego poziomu wód gruntowych konieczne jest zaprojektowanie systemu odwodnienia.

Sprzęt wykorzystywany do robót ziemnych

Rodzaj wykorzystywanego sprzętu zależy od zakresu oraz charakteru prac.

Koparki

Wykorzystywane do wykonywania wykopów, załadunku gruntu, formowania skarp.

Najpopularniejsze są:

• koparki gąsienicowe,
• koparki kołowe,
• minikoparki.

Spycharki

Stosowane do przemieszczania gruntu na niewielkie odległości, usuwania humusu, profilowania terenu.

Ładowarki

Służą do:

• załadunku materiałów sypkich,
• transportu na krótkich odległościach,
• prac porządkowych.

Równiarki

Wykorzystywane podczas profilowania powierzchni, wykonywania spadków, przygotowania podbudowy drogowej.

Walce drogowe

Służą do zagęszczania gruntu, zagęszczania kruszyw, wykonywania nasypów.

Samochody samowyładowcze

Przeznaczone do transportu ziemi, piasku, kruszyw, materiałów budowlanych.

Zagęszczarki i ubijaki

Stosowane w miejscach niedostępnych dla dużych walców. Wykorzystuje się zagęszczarki stopowe, nazywane również skoczkami lub ubijakami, do zagęszczania gruntu w miejscach o ograniczonej przestrzeni, zagęszczarki rewersyjne (dwukierunkowe), zagęszczarki jednokierunowe, czy zagęszczarki podwieszane.

Katalogi robót ziemnych

Katalogi Nakładów Rzeczowych (KNR) to zbiory norm określających ilość robocizny, materiałów oraz pracy sprzętu niezbędnych do wykonania konkretnych robót budowlanych. Stanowią podstawowe narzędzie wykorzystywane przy sporządzaniu kosztorysów, planowaniu prac oraz szacowaniu kosztów inwestycji.

Katalogi KNR zawierają szczegółowe informacje dotyczące poszczególnych rodzajów robót, np. ziemnych, fundamentowych, drogowych czy instalacyjnych. Dla każdej czynności określają normatywne nakłady pracy ludzi, maszyn oraz zużycia materiałów przypadające na określoną jednostkę obmiarową (np. 1 m³ wykopu).

Katalogi Nakładów Rzeczowych wykorzystuje się przede wszystkim do:

• sporządzania kosztorysów inwestorskich i ofertowych,
• obliczania kosztów realizacji robót budowlanych,
• planowania zapotrzebowania na pracowników, sprzęt i materiały,
• określania czasu wykonania poszczególnych prac,
• porównywania różnych technologii wykonania robót,
• rozliczania robót budowlanych.

Jakie informacje zawierają KNR?

Typowy katalog podaje opis robót, jednostkę obmiaru (m³, m², m, szt.), nakłady robocizny (R), nakłady materiałowe (M), nakłady pracy sprzętu (S).

Przykładowo dla wykonania 1 m³ wykopu katalog określa liczbę roboczogodzin pracowników, czas pracy koparki oraz ewentualne zużycie materiałów pomocniczych.

Rodzaje katalogów

Najczęściej stosowane w budownictwie są:

• KNR – Katalogi Nakładów Rzeczowych,
• KNNR – Kosztorysowe Normy Nakładów Rzeczowych,
• KNR-W – katalogi rozszerzone i zaktualizowane o nowsze technologie,
• KSNR – Katalogi Scalonych Norm Rzeczowych.

W przypadku robót ziemnych kosztorysanci najczęściej korzystają z katalogów KNR i KNNR obejmujących wykopy, nasypy, profilowanie terenu, zagęszczanie gruntu oraz transport mas ziemnych.