Base de bricolaje sobre arenas movedizas. Algunos conceptos erróneos de quienes quieren tener un pozo: ¿Tan terribles son las arenas movedizas? Había arenas movedizas y ahora buena tierra
La fundación sobre arenas movedizas es un tema extremadamente serio. Las arenas movedizas en las capas del suelo en algunos casos hacen que el sitio no sea adecuado para construir una casa. Todo depende del tipo de arenas movedizas, su profundidad y potencia. La práctica de construir cimientos sobre arenas movedizas muestra que, como resultado de un error de cálculo, no solo los cimientos sobre arenas movedizas, sino también toda la casa pueden hundirse literalmente en el suelo junto con las paredes, y en poco tiempo.
¿Qué son las arenas movedizas?
Las arenas movedizas son rocas que son capaces de exhibir las propiedades de los líquidos bajo ciertas condiciones, es decir, flotando o fluyendo. La composición de las rocas de arenas movedizas es de finas arenas limosas, arcillas poco cohesivas y margas. Hay arenas movedizas verdaderas y falsas. Las verdaderas arenas movedizas contienen sustancias orgánicas que sirven como lubricante coloidal para rocas sueltas y son capaces de convertirse muy rápidamente en un estado fluido con un ligero choque mecánico o vibración. Si la humedad de las arenas movedizas verdaderas es insignificante y la densidad es lo suficientemente alta, entonces las arenas movedizas son duraderas. Cuando se congela, se producen fuertes arcadas. Las falsas arenas movedizas se diferencian de las verdaderas por la ausencia de materia orgánica en su composición y por el hecho de que las propiedades de las arenas movedizas se manifiestan principalmente bajo la acción de la presión hidráulica que se produce cuando se abren los acuíferos.
De toda esta teoría se desprende una conclusión práctica: si no se tocan las arenas movedizas, no son peligrosas. Pero si se rompe su estanqueidad, la presión de la roca líquida comenzará a salir a la superficie. Las consecuencias probables serán:
- El régimen hidrogeológico del sitio cambiará irreversiblemente
- La capacidad de carga de los suelos ubicados sobre arenas movedizas se reducirá; en el mejor de los casos, en el peor, la casa simplemente quedará bajo tierra.
- La superficie del suelo mostrará un asentamiento desigual.
- Posibles daños: roturas de tuberías, deformación de edificios cercanos. Las deformaciones pueden ser de cualquier grado, desde la distorsión de las aberturas de puertas y ventanas hasta la destrucción completa de los cimientos.
Al construir cimientos sobre arenas movedizas, la principal dificultad es garantizar la imposibilidad de despresurizar las capas saturadas de agua.
Tratar con arenas movedizas ubicadas debajo de una obra de construcción no es una tarea fácil y es extremadamente costosa. En la práctica, el drenaje de arenas movedizas a veces es posible si se coloca un sistema de drenaje debajo de las capas que pueden crear problemas con las arenas movedizas. Un sistema de drenaje eficaz puede evitar la aparición de arenas movedizas en el futuro, pero las inspecciones, limpieza y mantenimiento sistemático de este sistema son obligatorias. Pero incluso el sistema de drenaje más perfecto no siempre es posible disponer, y por razones técnicas, y no sólo económicas, si la capa de arenas movedizas es gruesa y profunda.
Si es imposible drenar las arenas movedizas, entonces es necesario utilizar una variante de los cimientos del edificio que elimine o minimice el contacto con las arenas movedizas.
Tipos de cimentaciones utilizadas según la profundidad de las arenas movedizas.
La base más confiable es una losa. Incluso cuando las arenas movedizas se encuentran cerca de la superficie, hasta de uno a un metro y medio, y al mismo tiempo cuando las capas densas de suelo se encuentran a una profundidad de 5 a 6 metros o más.
En el caso de arenas movedizas con un espesor de capa pequeño, ubicadas a poca profundidad de la superficie (0,5 m - 1 m), y lo más importante, si debajo de las arenas movedizas hay capas de suelo denso con suficiente capacidad de carga, entonces Es posible apoyar la futura estructura sobre ellos mediante pilotes. Los pilotes deben atravesar arenas movedizas y descansar sobre capas sólidas de suelo.
El caso más simple es cuando las arenas movedizas se encuentran por debajo de la profundidad de congelación del suelo. En este caso, no habrá agitación ni contacto con las arenas movedizas. En este caso, se puede tomar una base: cinta de poca profundidad.
En los casos en que el nivel del agua subterránea es alto y las arenas movedizas se encuentran cerca de la superficie de la tierra, en algunos casos se opta por fortalecer la superficie creando un terraplén artificial a partir de suelo no agitado: piedra triturada, arena y una mezcla de grava. La almohada se fabrica mediante compactación capa por capa, pero exclusivamente a mano, con un apisonador o una placa vibratoria. Se excluye el equipo pesado, ya que las cargas y vibraciones pueden tener un efecto negativo en las arenas movedizas.
De todo lo dicho, queda claro que sin datos de estudios geológicos, tomar decisiones sobre la construcción en un sitio y elegir una opción de cimentación no es racional. Necesita saber acerca de las arenas movedizas: a qué profundidad se encuentran y cuál es su potencia o grosor. También es necesario conocer el nivel del agua subterránea por temporada. Quizás los vecinos ya hayan construido, perforado o cavado pozos cerca, esto puede proporcionar alguna información.
La presencia de arenas movedizas es más probable en una tierra baja, en una zona donde solía haber un pantano o embalse, aunque sea muy pequeño. Una forma de detectar arenas movedizas por su cuenta es cavar un hoyo o perforar un pozo con una profundidad mayor que la profundidad de congelación del suelo (según el estándar regional). Si las paredes comienzan a flotar y los huecos se llenan con arena líquida que fluye, podemos sacar conclusiones sobre la presencia de arenas movedizas debajo del área. Pero sólo los especialistas pueden decir qué espesor tiene después de un estudio geológico. Está claro que las arenas movedizas no sólo crean problemas, sino que también pueden ser peligrosas y no conviene bromear con ellas.
Precauciones al trabajar con arenas movedizas
Cuida tu seguridad y toma precauciones
Características de la construcción de cimientos sobre arenas movedizas.
La fuerza de presión de la base sobre el suelo depende del área de esta base. Si se elige una losa monolítica como base, se logrará la distribución óptima de cargas siempre que las dimensiones del edificio en planta coincidan con los contornos de la losa. Esto no siempre está justificado desde un punto de vista económico. Si se adoptan cimientos tipo tira, el ancho de su base debe ser lo más grande posible. Las arenas movedizas tienen poca rigidez y es necesario reducir la presión sobre ellas tanto como sea posible.
Todos los trabajos de excavación deben realizarse con mucho cuidado. Si se rompe la estanqueidad de las arenas movedizas, las arenas que fluyen subirán a la superficie y, como resultado, las capas del suelo se desplazarán con el hundimiento. Además, son posibles accidentes en los servicios públicos en funcionamiento, roturas y roturas, así como deformaciones de diversos grados de gravedad en las estructuras portantes de los edificios cercanos. La regla es que todos los trabajos de excavación se realizan exclusivamente por encima de la profundidad de las arenas movedizas.
Es imposible utilizar equipo especial pesado para construir cimientos sobre arenas movedizas, esto puede provocar la apertura de las arenas movedizas debido a su inestabilidad en condiciones de vibración e influencias mecánicas. Todos los trabajos de excavación deberán realizarse manualmente. Por lo tanto, cuando hay una opción, los constructores prefieren los cimientos de pilotes.
Quicksand contiene arena, arcilla y agua. Las arenas movedizas exhibirán fuerzas agitadas a la profundidad de congelación. En cualquier caso, el levantamiento del suelo es posible en diversos grados, por lo que el refuerzo de los marcos de refuerzo se proporciona en cimientos (rejas) sobre arenas movedizas.
La almohada de arena, grava o piedra triturada debajo de la base tiene un espesor de 300-400 mm, con un dispositivo de impermeabilización obligatorio. Se vierte una tira de cimentación, losa o una combinación de ellas sobre una capa de material en rollo. El relleno de los cimientos se realiza con arena.
Es obligatoria una amplia zona ciega alrededor del perímetro de la base terminada para proteger las estructuras subterráneas del agua atmosférica.
La base sobre arenas movedizas debe garantizar, en condiciones bastante difíciles, una estabilidad aceptable y rigidez de diseño de toda la estructura. Después de todo, las arenas movedizas, en la mayoría de los casos, se consideran un área de suelo completamente inadecuada para la construcción.
Sin embargo, gracias a las tecnologías modernas, los cimientos se pueden construir incluso en condiciones que no son las más aceptables. Y en este artículo veremos la estructura típica de una base sobre arenas movedizas, ofreciendo a nuestros lectores varias opciones para el proceso de construcción de una base en condiciones de suelo inestables.
¿Cuál es el peligro de las arenas movedizas?
Una arena movediza típica es un tipo de suelo muy especial, que se basa en arena fina (polvo) empapada en una gran cantidad de agua. Por lo tanto, las arenas movedizas debajo de los cimientos son simplemente una pesadilla para cualquier desarrollador: después de todo, ese suelo no tiene suficiente rigidez y no puede soportar el peso del edificio.
Es decir, un edificio erigido sobre arenas movedizas simplemente será "arrastrado" al suelo. Además, durante el proceso de "inmersión", tanto los cimientos como las paredes del edificio simplemente estallarán por su propio peso. Sin embargo, tal efecto sólo se puede observar si el propietario de la casa ignora el peligro de las arenas movedizas y no toma medidas para nivelar la estabilidad insuficiente del suelo.
Estas contramedidas suelen utilizar cimientos excesivamente profundos que penetran en las arenas movedizas en busca de un suelo más estable, o cimientos excesivamente anchos que distribuyen el peso de la estructura en el área máxima, lo que reduce la presión sobre el suelo.
Tecnología para construir cimientos sobre arenas movedizas
Al decidir qué base construir sobre arenas movedizas, es necesario tener en cuenta la profundidad del suelo inestable y el grosor de la capa de arena.
El primer parámetro se define como la distancia desde el nivel cero hasta el límite de arenas movedizas. El segundo parámetro es la profundidad de las arenas movedizas: la distancia desde el comienzo de la capa de arena hasta la capa estable de suelo.
Además, tanto el primer como el segundo parámetro se determinan mediante estudios geológicos realizados dentro de los límites del sitio. No hay otra opción para determinar la profundidad de las arenas movedizas y la distancia desde el nivel cero hasta el suelo estable.
Como resultado, si la profundidad de las arenas movedizas no excede los tres metros, entonces en el proceso de construcción de la base se debe utilizar la tecnología de base poco profunda, una base de tira.
Si la profundidad de las arenas movedizas no supera el metro y la profundidad del suelo estable es de cuatro a cinco metros, durante el proceso de construcción se debe utilizar una base tipo pilote con una rejilla monolítica.
Cuando el suelo estable se encuentra a una profundidad significativa (más de seis metros) y las arenas movedizas son poco profundas (menos de un metro), se utiliza como base una losa monolítica vertida sobre el nivel cero.
Qué son las arenas movedizas, sus variedades. Cómo determinar su presencia en un pozo, qué hacer en este caso. Las tecnologías y medidas preventivas más efectivas.
Descripción y tipos de arenas movedizas en el pozo.
Las arenas movedizas son suelos sueltos y sueltos muy saturados de humedad, formados por arena o franco arenoso. Las partículas más pequeñas están interconectadas por el agua y forman una masa gelatinosa que puede moverse en la capa de agua. En un pozo, la mezcla espesa obstruye las venas y crea muchos otros problemas.
Es muy difícil superar capas voluminosas de sustancia viscosa: el espacio desocupado se llena inmediatamente con arena húmeda. La profundidad de las arenas movedizas varía entre 1,5 y 10 m y depende de la estructura del suelo y del tamaño del acuífero. La masa suelta puede permanecer inmóvil por el momento, y luego, al comenzar a cavar el pozo, las arenas movedizas comienzan a moverse bajo la influencia de la vena de agua.
Existe un gran peligro de que se produzcan formaciones molestas si el pozo se excava en una capa de arena fina. El impulso para el inicio de la contaminación del pozo puede ser el movimiento de las capas subterráneas o el impacto mecánico, por ejemplo, esto sucede a menudo durante la construcción de los cimientos de un edificio residencial.
Para completar la educación se utilizan tecnologías especiales que no permiten que la arena entre en la mina. Sin embargo, si la entrada de agua de las arenas movedizas resulta ser muy grande, habrá que detener el trabajo y buscar otra ubicación para el pozo.
Hay dos tipos de arenas movedizas: verdaderas y falsas. La primera opción es la más peligrosa. Se basa en suelos arcillosos, que al congelarse se hinchan y pueden destruir la mina. Es muy difícil extraer agua de las verdaderas arenas movedizas; se bombean menos de 0,5 m 3 por día.
Las falsas formaciones consisten únicamente en arena fina y polvo, pegados con agua. A diferencia del primer caso, las falsas arenas movedizas liberan bastante humedad. En un pozo construido sobre una masa similar, el nivel del líquido alcanza los 1,5 m.
Si no se aborda este fenómeno en la etapa de construcción del pozo, en el futuro surgirán los siguientes problemas:
- El agua en la fuente se vuelve turbia. El frasco debe limpiarse con frecuencia.
- En invierno se producen intensos temblores. Como resultado, los anillos inferiores del eje se desplazan en el plano horizontal, lo que puede provocar la aparición de espacios entre ellos.
- A menudo, después de un corto período de uso, el pozo se seca.
- Cuando se utilizan anillos de hormigón, las arenas movedizas pueden absorber completamente los elementos inferiores y arrastrarlos hacia un lado.
- Después de una excavación desordenada del suelo de un pozo, pueden aparecer sumideros cerca de la mina.
Cómo determinar la presencia de arenas movedizas en un pozo.
La presencia de arenas movedizas en un pozo está determinada por el bajo nivel de agua en el pozo, que no se puede aumentar de ningún modo. En el fondo se acumula un líquido turbio de color marrón. Cavar un hoyo es fácil, pero el volumen de tierra removida es muchas veces mayor que cuando se trabaja con tierra común.
Esto se explica por la propiedad de la masa semilíquida de moverse rápidamente hacia el lugar del suelo extraído, por lo que la profundidad del pozo prácticamente no cambia. No se puede utilizar una bomba para cavar un hoyo, una alta velocidad de extracción de arena puede provocar la deformación de las paredes del pozo y su destrucción. Además, la composición de las arenas movedizas es heterogénea: a menudo contienen grandes trozos de roca dura que pueden dañar los equipos. El movimiento rápido de piezas grandes priva al pozo de un soporte sólido y lo destruye.
La presencia de arenas movedizas en la zona se determina con gran precisión sólo mediante perforaciones de prueba, pero en algunos casos su presencia se puede predecir de antemano.
Existen los siguientes signos de la aparición cercana de una masa semilíquida:
- A poca profundidad de la superficie hay una capa de arena o polvo muy fino.
- El agua subterránea está demasiado cerca de la superficie.
- La aparición de humedad en el pozo a una profundidad mucho menor que la aparición de una capa útil, determinada mediante cálculo.
- Quicksand ocupa un área bastante grande, por lo que si sus vecinos no encontraron tal problema, usted tampoco lo tendrá.
- La formación aparece con mayor frecuencia en lugares donde es posible el desplazamiento del suelo. Estos incluyen taludes, barrancos, canteras, etc.
- Hay agujeros en el suelo del sitio.
- Mueva el pozo a otro lugar;
- Negarse a profundizar la fuente y utilizar el pequeño volumen de agua que se acumula en la mina;
- Continúe excavando utilizando una tecnología especial para atravesar áreas problemáticas.
Cómo pasar arenas movedizas en un pozo.
No será posible atravesar la formación viscosa utilizando los métodos tradicionales utilizados para cavar pozos. Para profundizar entre 20 y 30 cm, deberá sacar de 50 a 60 cubos de tierra a la superficie. Para solucionar el problema se utilizan tanto técnicas antiguas como las últimas tecnologías.
Cómo pasar arenas movedizas usando anillos de hormigón
Para trabajar necesitarás productos con un diámetro de 1-1,5 m, una altura de 0,25-0,5 my un espesor de al menos 5 cm, cuanto más grandes sean los anillos, más fácil será trabajar en el interior, pero mayor será el peso. . Para atravesar la capa problemática, se utiliza el método de descenso.
La secuencia de trabajo es la siguiente:
- Excave el pozo hasta que aparezcan signos de arenas movedizas en el fondo del pozo.
- Amplíe el diámetro del agujero para que los anillos de hormigón encajen libremente en él.
- Coloque la zapata de corte en la parte inferior.
- Coloca el primer anillo encima. Verifique la verticalidad de la pared del elemento.
- Retire la tierra de la cavidad interior, primero alrededor del perímetro y luego en el centro. El eje bajará por su propio peso.
- Comprueba la verticalidad de la pared. Si es necesario, nivelelo quitando la tierra de un lado.
- Coloque el segundo anillo sobre el primero. Asegúrese de sellar la junta utilizando compuestos cristalizantes de penetración profunda para suelos y mortero de cemento plastificado.
- Conecte de forma segura los elementos entre sí con placas de metal atornilladas. Los soportes crean una estructura monolítica y no permiten que las arenas movedizas destruyan el eje.
- Seleccione la tierra dentro del hoyo hasta que los anillos caigan a un nuevo nivel.
- Realice la operación para instalar la siguiente pieza y asegurar los elementos entre sí. La aparición de un líquido marrón y turbio significa que el tronco está entrando en el espesor de las arenas movedizas.
- Repita el procedimiento hasta que desaparezca la formación. La profundidad del pozo después de atravesar la masa semilíquida puede aumentar en 10 metros.
Usando tableros machihembrados
Este método ha funcionado bien para formaciones de aguas poco profundas, así como en el caso de baja presión de una masa semilíquida. Para trabajar, necesitará una tabla con bordes secos de 5 cm de espesor y 2 m de largo, uno de los cuales es puntiagudo.
- Haga escudos fuertes con madera. Sus dimensiones deben permitir que los productos se muevan dentro del eje.
- Introduzca los paneles en el fondo del pozo a lo largo de las guías a 400 mm utilizando un cabezal de hierro fundido u otro dispositivo para hincar pilotes. Como resultado, se debe formar una caja que aísle el tronco de la masa en movimiento y permita eliminar la sustancia viscosa. Al conducir, proporcione amortiguación a las lengüetas.
- Retire la tierra desde el interior de la estructura hasta el borde de las tablas.
- Vuelva a introducir la lengüeta 40 cm y repita la operación hasta que las arenas movedizas hayan pasado por completo. Si el pozo es profundo, se utilizan lenguas inclinadas, que se introducen secuencialmente, con espaciadores. Este diseño puede soportar la presión de una formación semilíquida de 2 m de espesor.
- Después de pasar el área problemática, haga una caja de madera de al menos 1,5 m de altura e instálela en el fondo del pozo. Haga pequeños agujeros en el fondo por donde fluirá el agua.
- Primero se vierte en el fondo una capa de piedra triturada de tamaño mediano de 30 cm de espesor y luego 20 cm de arena. Tal "pastel" no permitirá que entre arena y suciedad en el maletero.
Filtro inferior
El dispositivo se instala en el pozo cuando no era posible atravesar la masa semilíquida y no se encontraba una solución para eliminar las arenas movedizas del pozo. En este caso, el manantial comienza a explotarse en las mismas condiciones en las que se detuvo la construcción. Su uso se justifica cuando hay una gran afluencia de agua, cuando las arenas movedizas son verdaderas. Si la formación es falsa, la arena obstruirá rápidamente los orificios del filtro y bloqueará el flujo de humedad hacia el pozo. El producto está fabricado de madera resistente al agua, como por ejemplo el álamo temblón.
Realice las siguientes operaciones:
- Derribe un escudo de tablas, cuyas dimensiones sean 5 cm más pequeñas que el tamaño del pozo. Asegúrese de que no haya espacios entre las tablas.
- Clave las vigas desde abajo, que actúan como patas.
- Taladre agujeros con un diámetro de 5-6 mm en el escudo.
- Baje el escudo hasta el fondo y nivelelo hacia el horizonte a lo largo de la superficie del agua.
- Para mejorar la filtración, coloque al menos 3 capas de piedra sobre él. El pastel debería verse así: la capa inferior son guijarros de río de tamaño mediano; el segundo son pequeños guijarros; el tercero es arena de cuarzo; el de arriba es shungit. El espesor de cada capa es de al menos 15 cm, pero la capa superior se puede verter más fina, dentro de los 50 mm. El espesor total del filtro puede alcanzar los 500 mm.
Otras formas de pasar arenas movedizas en un pozo.
Para esto puedes usar método de cuerda de choque, cuando las arenas movedizas se abren paso con la ayuda de un cristal de choque que se mueve dentro de la carcasa. Una vez pasada la formación, es necesario sellar el fondo del pozo para que la arena no fluya desde abajo. Para hacer esto, necesitará una bolsa de lona cuyo diámetro cuando esté lleno sea igual al diámetro del pozo. Llénelo con arena y cemento en una proporción de 1:1 y bájelo hasta el fondo. Después de 24 horas, la mezcla se endurecerá y el agua quedará inmediatamente más limpia.
Es una estructura hecha de un tubo metálico delgado con un diámetro de 1,5 a 2 pulgadas, cuya parte inferior actúa como filtro. Con su ayuda, el líquido se extrae desde poca profundidad, independientemente de la composición de la capa de agua. El tubo se introduce en el suelo hasta la profundidad requerida. La aparición de humedad se controla mediante un dispositivo especial. Las desventajas de un pozo de este tipo incluyen el pequeño volumen de líquido extraído y el uso de una bomba instalada en la superficie.
Caja inferior Se utiliza para pasar arenas movedizas muy líquidas. El diseño es una caja con un cuchillo cortante en la parte inferior y una tapa en el otro. Coloque el producto en el fondo del pozo y presiónelo contra el suelo tanto como sea posible. Abre la tapa y retira la arena de la caja. De esta forma podrás cavar un hoyo de no más de un metro de profundidad.
Dentro pegando la masa en movimiento Para pasar arenas movedizas, se permite utilizar sustancias especiales que, al interactuar con el agua, aumentan su volumen decenas de veces. Estos incluyen, por ejemplo, la bentonita. Vierta el producto en el pozo y espere hasta que endurezca. Como resultado, se forma una excelente composición impermeabilizante que permitirá que esta sustancia pase sin dificultad.
Medidas preventivas para prevenir la aparición de arenas movedizas.
Para no provocar la aparición de una masa viscosa, es necesario cumplir con las siguientes reglas:
- No bombee toda el agua del pozo. La falta de líquido contribuye a la formación de arenas movedizas.
- No intente aumentar el nivel de humedad en el pozo, puede cambiar a lo largo del año.
- No dañe la integridad del filtro inferior, esto tendrá consecuencias irreversibles.
- El uso de un filtro inferior reducirá la contaminación de arena en la mina.
- No hagas descansos prolongados mientras las arenas movedizas pasan por el pozo.
- Después de 5-6 años, limpie el pozo y reemplace el panel de madera.
La masa semilíquida de arena, arcilla y agua es un serio obstáculo y a menudo provoca pánico. Para solucionar el problema, es necesario recopilar la mayor cantidad de información posible sobre las arenas movedizas (velocidad del flujo, su potencia, tamaño y profundidad, etc.) y elegir una de las opciones comentadas anteriormente para solucionarlo. Sin embargo, la mejor solución es trasladar el pozo a otra ubicación, lo que ahorrará dinero y esfuerzo para otros trabajos.
Arena movediza Son rocas sueltas saturadas de agua, generalmente arenas, que, cuando se abren por diversas labores mineras, se licuan, comienzan a moverse y se comportan como un líquido pesado y viscoso.
Además de las arenas, las margas limosas y margas arenosas, es decir, rocas con una porosidad importante, pueden presentar propiedades de arenas movedizas en determinadas condiciones.
La razón principal de la manifestación de las propiedades de las arenas movedizas en las rocas es hidrodinámico presión del agua de poro, que se crea como resultado de una diferencia (gradiente) en la presión del agua subterránea al abrir un pozo (zanjas, etc.). Debido a la generalmente baja permeabilidad al agua de las rocas de arenas movedizas, el gradiente hidráulico provoca una presión de filtración sobre las partículas de roca, provocando que se muevan en la dirección del gradiente o, en otras palabras, hacia la descarga, hacia el pozo. Para determinar el valor crítico del gradiente de filtración /cr, al cual la roca pasa al estado de arenas movedizas, se recomienda la fórmula
donde p es la densidad de la roca; PAG- porosidad.
En estado de arenas movedizas, las rocas pierden todas las conexiones estructurales. Las partículas se mueven a una posición suspendida, es decir Esencialmente, las arenas movedizas en este momento tienen la densidad de un líquido viscoso.
La intensidad de los fenómenos de arenas movedizas en las rocas depende de la magnitud del gradiente, la composición granulométrica y mineral de la forma de las partículas, la densidad de la roca y varios otros factores.
Las arenas movedizas que están en reposo liberan débilmente agua y tienen baja permeabilidad.
Las arenas movedizas se dividen en falsas (pseudoarenas movedizas) y verdaderas.
falsas arenas movedizas- Se trata de rocas que no tienen conexiones estructurales, normalmente en forma de diversas arenas. La transición al estado de arenas movedizas se produce bajo la influencia de una alta presión hidrodinámica del flujo de agua subterránea. El coeficiente de filtración alcanza 1-2 m/día o más. Las partículas de roca están en suspensión. La fricción entre ellos se reduce a cero. Las arenas de este tipo de arenas movedizas nadan con mucha facilidad. La densidad en estado anhidro oscila entre 1,5 y 1,75 t/m3. El agua es clara o ligeramente turbia. El efecto suspensivo del agua en determinadas condiciones también se manifiesta en las arenas de algunas costas marinas, formando las llamadas arena movediza playa. Bajo la influencia de la presión hidrodinámica, no sólo las arenas, sino también algunas otras rocas sueltas pueden quedar suspendidas.
Un rasgo característico de las arenas movedizas falsas es su liberación de agua con bastante facilidad. Cuando se secan, forman una masa suelta o débilmente cementada.
verdaderas arenas movedizas- Se trata de rocas con coagulación o enlaces mixtos en forma de arenas arcillosas, así como franco arenosas y francas. Los enlaces estructurales se deben a la presencia de partículas arcillosas (menos de 0,001 mm) con altas propiedades hidrófilas. La transición al estado de arenas movedizas está determinada por la baja presión hidrodinámica y la presencia de partículas de arcilla que atraen la humedad (hidrófilas). Alrededor de estas partículas se forman películas de agua unida, lo que debilita la cohesión estructural y reduce la permeabilidad al agua de las rocas. Los valores del coeficiente de filtración son muy bajos: de 0,005 a 0,0001 cm/s.
La densidad de las verdaderas arenas movedizas en estado anhidro es de 1,8 a 2,2 t/m 3 . La licuefacción de arenas movedizas se produce a una humedad inferior a la capacidad total de humedad. Las partículas de arcilla tiñen el agua de un color lechoso grisáceo. Al secarse se forman verdaderas arenas movedizas debido a la acción adhesiva de las partículas de arcilla.
hay masas bastante fuertemente cementadas. Un rasgo característico de las verdaderas arenas movedizas es el bajo retorno de agua. "Flotan" principalmente debido al agua unida físicamente.
Existe cierta evidencia (V.V. Radina, 1975) de que en las verdaderas arenas movedizas, se desarrollan colonias de microorganismos sobre la materia orgánica presente en ellas, cuyos productos de desecho contribuyen a la manifestación de las propiedades de las arenas movedizas.
En la práctica de la construcción, es importante determinar la capacidad de una roca para transformarse en un estado de arenas movedizas y el tipo de arenas movedizas. Esto se puede hacer basándose en una serie de signos externos y pruebas de laboratorio.
La tendencia de una roca a pasar al estado de arenas movedizas puede determinarse por la cantidad de pérdida de agua, la alta porosidad (más del 43%), la hidrofilicidad de las partículas de arcilla y otros factores. En condiciones de campo, la capacidad de las rocas para fluir está determinada por la formación de "tapones" de agua y arena en los pozos durante la perforación.
Lo más difícil de determinar es el tipo de arenas movedizas. Para hacer esto, es necesario estudiar todo el complejo de condiciones ingeniería-geológicas e hidrogeológicas. También puedes utilizar algunos signos externos. Así, las verdaderas arenas movedizas en los pozos producen una acumulación de agua en forma de leche de “cemento”. La arena extraída del pozo parece tierra con poca humedad, no libera agua y poco a poco flota hasta formar una torta.
Las arenas movedizas complican la construcción. Crean grandes dificultades para impulsar las obras de construcción, tratando de llenar el espacio minado. En un espacio reducido, las arenas movedizas pueden ser bases confiables, pero crear ese contorno es difícil. Es posible que las arenas movedizas sobresalgan de debajo de los cimientos, lo que provoca deslizamientos de tierra, fallas en la superficie y deformación de edificios y estructuras. El drenaje abierto de los pozos es peligroso debido a la manifestación de infusión en el área circundante. Cortar una pendiente que permita escapar las arenas movedizas es peligroso. Un ejemplo es el caso del trampolín de 100 metros en Vorobyovy Gory en Moscú. Después de construir el salto, los constructores comenzaron a cortar el suelo al final de la pendiente para darle la curvatura necesaria para que los esquiadores aterrizaran de manera segura. Las arenas movedizas quedaron expuestas, lo que rápidamente llenó la excavación e inundó la excavadora y provocó el hundimiento de la pendiente. Las arenas movedizas son muy sensibles a las vibraciones y a los choques dinámicos, incluso a distancias significativas del lugar de la perturbación.
La lucha contra las arenas movedizas es difícil y las medidas adoptadas no siempre dan los resultados deseados. En tales casos hay que rechazar
desde hacer pozos y usar una versión de pilotes de cimientos o no llevar la base de los cimientos a la capa de rocas de arenas movedizas. Al elegir un método de control, el tipo de arenas movedizas es de suma importancia.
Todos los métodos para combatir las arenas movedizas se pueden dividir en 3 grupos:
- drenaje artificial de rocas de arenas movedizas durante el período de construcción (bombeo de agua a cielo abierto desde pozos, pozos, etc.);
- cercar arenas movedizas creando muros de tablestacas (Fig. 164);
- fijación de arenas movedizas cambiando sus propiedades físicas (silicización, cementación, congelación, etc.).
Todos los métodos de control son aplicables a las arenas movedizas falsas. En la lucha contra las verdaderas arenas movedizas puedes utilizar esgrima, congelación Y consolidación electroquímica. Al excavar obras subterráneas, se utiliza una mayor presión para equilibrar la presión del agua de las arenas movedizas.
La posibilidad de secar arenas movedizas depende de su coeficiente de filtración. En k f > De los pozos se extrae 1 m/día de agua; en para f 1,0...0,2 m/día, se deben utilizar instalaciones especiales: filtros de punto de pozo, que permiten el drenaje a una profundidad de 5 a 6 m, y con filtros de punto de pozo de una configuración especial, hasta 12 a 15 mo más. En k f
El foso de construcción se puede proteger de las arenas movedizas soporte de tablestacas, cuya tarea es cortar una capa de arenas movedizas y asumir su presión. El hincado de tablestacas de madera está limitado a una profundidad de 6 a 8 m, el de metal, de 20 a 25 m. En presencia de guijarros y capas de suelo denso (margas, etc.), no es posible hincar pilotes de láminas.
Arroz. 164.
Congelación Las arenas movedizas son un evento temporal y poco confiable. Para ello se utilizan la estación helada o unidades de refrigeración especiales. En invierno, la excavación de pozos se realiza por etapas, después de cada período de congelación del suelo a una profundidad de 20-30 cm, la congelación artificial se realiza alrededor del pozo haciendo circular una solución de CaCl 2 enfriada a - 20-40 °C en los pozos. Esto crea una zona de suelo permeable y congelado alrededor del pozo.
silicación- inyección de vidrio líquido en arenas movedizas. Esto es posible con una permeabilidad al agua suficientemente alta de las arenas movedizas. (kf > 0,5 m/día). La silicación es cara, pero muy eficaz.
La aplicación correcta y oportuna de determinadas medidas para combatir las arenas movedizas permite realizar con éxito los trabajos de construcción.
La presencia de arenas movedizas en las capas del suelo complica la construcción de la parte subterránea de la estructura y, a menudo, contribuye al reconocimiento del sitio como inadecuado para la construcción. Pero las tecnologías modernas permiten hacer frente a condiciones geológicas especiales e instalar una base sobre arenas movedizas. Hay varias opciones para construir los cimientos de una casa en suelos inestables. Su elección está determinada por la ubicación de las arenas movedizas en relación con el nivel cero, así como por su espesor.
¿Por qué son peligrosas las arenas movedizas?
Las arenas movedizas son una capa sellada que consiste en suelo arenoso o franco arenoso saturado de agua bajo presión. Tiene una consistencia semilíquida viscosa. En sí misma, dicha capa no es insidiosa, pero ante la menor violación de la integridad de las arenas movedizas, la masa de agua bajo presión comienza a atravesar la abertura, llevándose arena y otras partículas del suelo. Como resultado:
- cambios en el régimen hidrogeológico del sitio;
- reducción de la capacidad de carga de los suelos ubicados sobre las arenas movedizas;
- asentamiento desigual de la superficie del suelo;
- deformación de estructuras ubicadas muy cerca;
- destrucción de servicios públicos.
Además, las arenas movedizas saturadas con partículas de arcilla son peligrosas durante el período de congelación del suelo, ya que están sujetas a fuertes agitaciones. Este hecho debe tenerse en cuenta en la documentación de diseño.
La principal dificultad al construir una base sobre arenas movedizas es garantizar que sea imposible exponer y dañar la solidez de la formación saturada de agua.
En el proceso de diseño y construcción de una casa en suelos inestables, es necesario tomar medidas relacionadas con nivelar la capacidad de carga de las capas de tierra. Hay que recordar que ignorar las medidas propuestas por los diseñadores puede tener consecuencias nefastas, que van desde aberturas torcidas hasta graves hundimientos y destrucción.
Maneras de luchar
El sistema de drenaje ubicado debajo del nivel de la formación problemática puede drenar las arenas movedizas del suelo. En el futuro podrá evitar su reaparición, pero para el correcto funcionamiento del drenaje serán necesarias auditorías sistemáticas.
Cuando las arenas movedizas son profundas, colocar un sistema de drenaje puede resultar demasiado difícil o económicamente poco rentable, por muy perfecto que sea, por lo que se presta más atención a la elección del tipo de base. Si es imposible realizar el drenaje, es necesario elegir una opción de diseño para la parte subterránea que evite que entre en contacto con arenas movedizas. En casos extremos, lo reducirá al mínimo.
- Una base de tira poco profunda es adecuada para condiciones de suelo con arenas movedizas por debajo de la marca de congelación del suelo.
- Se instala una base de pilotes cuando una capa problemática de pequeño espesor se encuentra entre 0,5 y 1 m de la superficie del suelo, si debajo hay suelos estables que puedan soportar cargas verticales de la futura estructura. El objetivo es que los pilotes atraviesen la capa débil y descansen sobre una base sólida.
- La base de losa ha demostrado ser positiva en situaciones en las que se encuentran suelos densos a grandes profundidades (más de 6 metros) y arenas movedizas a poca profundidad (aproximadamente 1-1,5 m).
Cuando el nivel del agua subterránea es alto y las arenas movedizas se encuentran cerca de la superficie de la tierra, a menudo se consideran opciones para la construcción preliminar de un terraplén a partir de suelos no agitados en el sitio de construcción. En este caso, el apisonamiento de las capas de arena y grava debe realizarse sin la intervención de equipos pesados, ya que las cargas elevadas tienen un efecto negativo sobre las arenas movedizas.
Las condiciones del terreno del sitio de construcción se determinan mediante investigaciones geológicas. Al mismo tiempo, se aclara el nivel freático, la profundidad de las arenas movedizas y su espesor. Los vecinos que ya hayan construido una casa pueden informarle sobre la posible ubicación de suelo problemático en el sitio. Pero si no hay ninguno, vale la pena intentar determinar de forma independiente su presencia o ausencia.
La probabilidad de encontrar arenas movedizas en tierras bajas, en antiguos humedales o en lugares donde había al menos una pequeña masa de agua es bastante alta.
Puede conocer la capa problemática cavando un hoyo o perforando un pozo en el sitio de construcción a una profundidad mayor que el indicador estándar de congelación del suelo en una región determinada. Si la excavación se llena con arena líquida y sus paredes flotan, entonces se puede decir que hay arenas movedizas en el área. Para determinar el grosor de la capa, conviene llamar a especialistas, ya que usted mismo no podrá determinar su profundidad.
Características de la construcción de cimientos sobre arenas movedizas.
Para construir correctamente una base sobre arenas movedizas con sus propias manos, deberá seguir ciertas reglas recomendadas por expertos. Te presentamos los más significativos de ellos.
Para los trabajos de excavación no se debe utilizar equipo de construcción pesado, por lo que las zanjas para las tiras y losas monolíticas deberán cavarse manualmente. Debido a esta circunstancia, los desarrolladores dan preferencia a las estructuras de pilotes, que eliminan una gran cantidad de trabajo.
La presencia de agua y partículas de arcilla en las arenas movedizas implica que el suelo se está agitando. Independientemente de su profundidad, las deformaciones estacionales de las capas del suelo se manifestarán en un grado u otro. Una jaula de refuerzo reforzada instalada en el cuerpo de la base o reja ayudará a nivelar las cargas.
Cuanto más ancha sea la base, menos presión ejercerá sobre el suelo. Si consideramos el problema de las arenas movedizas desde la perspectiva de la distribución óptima de las cargas del edificio, entonces, como parte subterránea, sería más correcto elegir una losa monolítica, cuyos contornos coincidan con las dimensiones de la casa en planta. Pero esta opción de fundación no siempre está económicamente justificada. En cuanto a la estructura de la cinta, requerirá el mayor ancho posible.
Las arenas movedizas no tienen suficiente rigidez, por lo que conviene reducir al máximo la presión sobre ellas.
Las zanjas deben cavarse con cuidado para evitar abrir las arenas movedizas. Si se viola la integridad, la arena que fluye puede desprenderse y, como resultado, el desplazamiento de las capas de suelo y el hundimiento de las capas de suelo. Esta situación está plagada de la aparición de deformaciones en las estructuras de soporte de los edificios cercanos y la aparición de situaciones de emergencia en las tuberías de servicios públicos existentes. No olvide que cualquier excavación debe ubicarse por encima del nivel de las arenas movedizas. Queda prohibida la excepción a esta norma.
La tira monolítica y la losa se deben verter con hormigón sobre un lecho de arena y grava colocado encima de la impermeabilización. El espesor de la capa subyacente debe estar entre 35...40 cm. A lo largo del perímetro de la base terminada, será necesario hacer un área ciega amplia que pueda proteger la estructura subterránea de la humedad mediante el drenaje organizado de la precipitación.
Medidas de seguridad
Una actitud negligente con las precauciones de seguridad cuando se trabaja en un área donde hay arenas movedizas en el suelo puede provocar una tragedia. Si por casualidad una capa expuesta de arena saturada de agua se rompe bajo presión y forma un pozo, lo inundará en cuestión de minutos. Una arena movediza es como un globo lleno de agua, que en estado sellado no es peligroso, pero cuando se rompe es incontrolable. Será difícil esconderse del flujo de arena viscosa y sacarlo de la excavación será una tarea difícil. Por ello, conviene tomar precauciones y máximas medidas de seguridad con antelación. Para hacer esto necesitarás:
- fortalecer las pendientes de un pozo o zanja con escudos de madera;
- instale una escalera en un lugar determinado para poder subir rápidamente al borde de la excavación en caso de que se rompa la masa líquida;
- dejar a uno de los trabajadores arriba para monitorear visualmente el sitio y brindar asistencia si es necesario;
- siga las reglas generales y la tecnología para la construcción de cimientos en suelos problemáticos.
Un examen exhaustivo de la composición del suelo en el área que se está construyendo le ayudará a tomar la decisión correcta a la hora de elegir una base a tiempo y le protegerá de posibles problemas posteriores. No debemos olvidar que solo la investigación real proporciona información verdadera sobre las condiciones del suelo, teniendo en cuenta qué expertos encontrarán la opción óptima y económicamente viable para una base confiable para una casa.