Фундамент на плывуне своими руками. Некоторые заблуждения желающих иметь колодец: так ли страшен плывун Был плывун стал хороший грунт

17.08.2023

Фундамент на плывуне вопрос крайне серьезный. Плывун в составе грунтовых слоев в ряде случаев делает участок непригодным для постройки дома. Все зависит от вида плывуна, глубины его залегания и мощности. Практика строительства фундамента на плывунах свидетельствует, что в результате просчета, не только фундамент на плывуне, но и весь дом может в прямом смысле утонуть в земле вместе со стенами, причем за небольшое время.

Что такое плывун

Плывуны – это породы, способные проявлять при определенных условиях свойства жидкостей, то есть плыть или течь. Состав пород плывунов – это тонкие пылеватые пески, малосвязные глины и суглинки. Различают плывуны истинные и ложные. Истинные плывуны содержат органические вещества, служащие коллоидной смазкой для рыхлых пород, и способны очень быстро перейти в текучее состояние при небольшом механическом сотрясении или вибрациях. Если влажность истинного плывуна незначительная, а плотность достаточно высока, то плывун прочен. При его замерзании происходит сильное пучение. Ложные плывуны отличаются от истинных отсутствием органики в составе и тем, что плывунные свойства проявляют в основном при действии гидравлического давления, возникающего при вскрытии водоносных пластов.

Из всей этой теории следует один практический вывод – если плывун не трогать, он не опасен. Но если нарушить его герметичность, напор жидкой породы начнет прорываться на поверхность. Вероятными последствиями будут:

Гидрогеологический режим участка необратимо изменится
Несущая способность грунтов, находящихся выше плывуна, будет снижена – в лучшем случае, в худшем дом просто уйдет под землю
Поверхность почвы даст неравномерную просадку
Возможные разрушения – прорывы трубопроводов, деформации близлежащих строений. Деформации могут быть любой степени – от перекоса оконных и дверных проемов до полного разрушения фундамента

При устройстве фундаментов на плывунах основная трудность – это обеспечить невозможность разгерметизации водонасыщенных пластов.

Бороться с плывуном, расположенным под участком строительства – дело нелегкое и крайне затратное. На практике осушение плывуна иногда возможно, если заложить дренажную систему ниже залегания пластов, способных создать плывунные проблемы. Эффективная система дренажа может предотвратить проявление плывуна и в дальнейшем, но ревизии, чистка и систематическое обслуживание этой системы обязательны. Но даже самую совершенную дренажную систему не всегда возможно устроить, причем по техническим, а не только по экономическим соображениям – если пласт плывуна мощный и заложен глубоко.

Если невозможно осушить плывун, то необходимо применить вариант устройства фундамента здания, исключающий или сводящий к минимуму контакт с плывуном.

Виды применяемых фундаментов в зависимости от глубины залегания плывунов

Самый надежный фундамент – плита. Даже при залегании плывуна близко к поверхности, до одного – полутора метров, и одновременно при расположении плотных слоев грунта глубоко – 5-6 метров и более

В случае плывуна с небольшой толщиной пласта, расположенного на малой глубине от поверхности (0,5 м – 1 м) , а главное, если под плывуном расположены слои плотных грунтов с достаточной несущей способностью, то есть возможность опирания на них будущего строения посредством свай. Сваи должны пройти плывун и опираться на твердые слои грунта.

Наиболее простой случай – когда плывун залегает ниже глубины промерзания грунта. В таком случае не будет как пучения, так и контакта с плывуном. Фундамент в этом случае можно принять – мелкозаглубленную ленту.

В случаях, когда уровень грунтовых вод высокий, а плывун залегает близко под поверхностью земли, в некоторых случаях принимают вариант укрепления поверхности созданием искусственной насыпи из непучинистого грунта – щебня, песчано-гравийной смеси. Подушка выполняется с послойным уплотнением, но исключительно ручным способом – трамбовкой или виброплитой. Тяжелая техника исключена, так как нагрузки и вибрации могут оказать на плывун негативное действие.

Из всего сказанного понятно, что без данных геологического исследования принимать решения о строительстве на участке и о выборе варианта основания вряд ли рационально. Нужно знать о плывуне – на какой глубине он расположен, и какова его мощность, или толщина. Еще обязательно надо знать отметку грунтовых вод, по сезонам. Возможно, рядом уже строились, бурили скважины или копали колодцы соседи, это может дать часть информации.

Наиболее вероятно наличие плывуна в низине, на участке, где раньше было болото или водоем, даже совсем небольшой. Один из способов обнаружить плывун самостоятельно – выкопать шурф или пробурить скважину глубиной, большей глубины промерзания грунта (по районному нормативу). Если начнется оплывание стенок, а выемки будут заполняться текучим жидким песком, можно сделать выводы о наличии под участком плывуна. А вот какой он толщины, сказать могут только специалисты после проведения геологического обследования. Понятно, что плывун не просто создает проблемы, он может быть и опасен, и шутить с ним не стоит.

Меры предосторожности при работе с плывунами

Позаботьтесь о своей безопасности, примите меры предосторожности

Особенности устройства фундамента на плывуне

Сила давления фундаментного основания на грунт зависит от площади этого основания. Если в качестве фундамента выбрана монолитная плита, то оптимальное распределение нагрузок будет выполнено при условии, когда габарит здания в плане будет совпадать с контурами плиты. Это не всегда оправдано с экономической точки зрения. В случае принятия ленточных типов фундаментов, то ширина их подошвы должна быть максимально большей. Плывун имеет малую жесткость, и нужно максимально снизить давление на него.

Все земляные работы нужно вести очень осторожно. Если герметичность плывуна будет нарушена, то текучие пески выйдут наверх, и в результате произойдет смещение слоев грунтов с просадкой. Кроме того, возможны аварии на рабочих инженерных коммуникациях, прорывы и обрывы, и деформации разной степени тяжести несущих конструкций расположенных рядом зданий. Правило – все земляные работы проводятся исключительно выше глубины залегания плывуна.

Применение для работ по устройству фундаментов на плывунах тяжелой спецтехники невозможно, это может привести к вскрытию плывунов из-за их нестабильности в условиях вибраций и механических воздействий. Все земляные работы придется выполнять вручную. Поэтому, когда есть выбор, строители предпочитают свайные фундаменты.

В плывунах присутствуют как песок, так и глины, и вода. Плывун будет проявлять силы пучения на глубине промерзания. В любом случае, пучение грунта возможно в разной степени, поэтому в фундаментах (ростверках) на плывунах предусматривают усиление арматурных каркасов.

Песчано-гравийная или щебеночная подушка под фундамент принимается толщиной 300-400 мм, с обязательным устройством гидроизоляции. По слою рулонного материала выполняют заливку бетоном фундаментной ленты, плиты, или их комбинации. Обратная засыпка фундамента делается песком.

Выполнение широкой отмостки по периметру готового фундамента обязательно, для защиты подземных конструкций от атмосферной воды.

Содержание статьи

Фундамент на плывуне обязан обеспечить, в достаточно непростых условиях, приемлемую устойчивость и расчетную жесткость конструкции всего строения. Ведь плывун, в большинстве случаев, рассматривается, как совершенно непригодный для строительства участок почвы.

Однако благодаря современным технологиям фундамент можно построить даже в таких, не самых приемлемых, условиях. И в этой статье мы рассмотрим типовое устройство фундамента на плывуне, предложив нашим читателям несколько вариантов процесса возведения основания в условиях неустойчивого грунта.

В чем опасность плывуна?

Типовой плывун представляет собой совершенно особый тип грунта, в основе которого находится мелкодисперсный песок (пыль), пропитанный большим количеством воды. Поэтому плывун под фундаментом – это просто страшный сон любого застройщика: ведь такой грунт не имеет достаточной жесткости и не может выдержать вес постройки.

То есть, воздвигнутое на плывуне здание, попросту «затянет» в почву. Причем в процессе «погружения» и фундамент, и стены строения попросту лопнут под собственным весом. Впрочем, такой эффект можно наблюдать только в том случае, если владелец дома проигнорирует опасность плывуна и не примет меры, нивелирующие недостаточную стойкость грунта.

В качестве таких контрмер обычно используют либо излишне глубокие основания, проникающие сквозь плывун в поисках более устойчивого грунта, либо излишне широкие фундаменты, распределяющие вес строения по максимальной площади, что уменьшает давление на грунт.

Технология строительства фундаментов на плывунах

Решая, какой фундамент строить на плывуне, необходимо принять во внимание глубину залегания неустойчивого грунта и толщину самой песчаной прослойки.

Первый параметр определяется, как расстояние от нулевого уровня до границы плывуна. Второй параметр – это глубина самого плывуна – расстояние от начала песчаной прослойки до устойчивого слоя грунта.

Причем и первый, и второй параметр определяют с помощью геологических изысканий, проводимых в границах участка. Иного варианта, определить глубину залегания плывуна и расстояние от нулевого уровня до устойчивого грунта, нет.

В итоге, если глубина залегания плывуна не превышает трех метров, то в процессе сооружения основания следует применять технологию мелкого заложения, ленточного фундамента.

Если глубина залегания плывуна не превышает одного метра, а глубина залегания устойчивого грунта – четырех-пяти метров, то в процессе строительства следует использовать фундамент свайного типа с монолитным ростверком.

При значительной глубине залегания устойчивого грунта (более шести метров) и малой глубине залегания плывуна (менее одного метра) в качестве фундамента используют монолитную плиту, заливаемую поверх нулевого уровня.

Что такое плывун, его разновидности. Как определить его наличие в колодце, что делать в таком случае. Самые эффективные технологии и профилактические меры.

Описание и виды плывуна в колодце

Плывуны представляют собой сильно насыщенные влагой рыхлые и сыпучие грунты, состоящие из песка или супеси. Мельчайшие частицы связаны между собой водой и образуют желеобразную массу, которая способна перемещаться в водяном слое. В колодце густая смесь забивает жилы и создает массу других проблем.

Объемные пласты вязкого вещества преодолеть очень трудно - освободившееся пространство сразу же заполняется мокрым песком. Глубина плывуна колеблется в пределах 1,5-10 м и зависит от структуры почвы и размера водоносного слоя. Сыпучая масса может быть неподвижна до поры до времени, а затем в начале копки колодца плывун начинает двигаться под действием водяной жилы.

Существует большая опасность возникновения неприятного образования, если шахта выкопана в слое мелкодисперсного песка. Толчком к началу загрязнения колодца может стать перемещение подземных слоев или механическое воздействие, например, такое часто происходит при строительстве фундамента под жилой дом.

Для прохождения образования используют специальные технологии, которые не позволяют песку перемещаться в шахту. Однако, если приток воды из плывуна окажется очень большим, работу придется остановить и искать для колодца другое место.

Существует два вида плывунов - истинные и ложные. Первый вариант наиболее опасный. Его основу составляют глинистые почвы, которые вспучиваются при замерзании и способны разрушить шахту. Выделить воду из истинного плывуна очень трудно, в сутки выкачивают менее 0,5 м 3 .

Ложные образования состоят только из мелкого песка и пыли, склеенных водой. В отличие от первого случая из ложного плывуна выделяется достаточно много влаги. В колодце, построенном на подобной массе, уровень жидкости достигает 1,5 м.

Если не бороться с этим явлением на стадии строительства колодца, в дальнейшем возникнут такие проблемы:

Вода в источнике становится мутной. Криницу необходимо часто чистить.
Зимой происходит интенсивное пучение. В результате нижние кольца шахты сдвигаются в горизонтальной плоскости, что может привести к появлению зазоров между ними.
Часто после небольшого срока эксплуатации криница пересыхает.
При использовании бетонных колец плывун может полностью поглотить нижние элементы и унести в сторону.
После бессистемной выемки грунта из колодца рядом с шахтой могут появиться провалы.

Существует несколько технологий добычи воды из криницы с плывуном: прохождение образования и выкапывание шахты до следующего водоносного слоя; укрепление ствола с помощью бетонных колец; выкачивание жидкости специальными устройствами, способными функционировать в размягченном грунте.

Как определить наличие плывуна в колодце

Наличие плывуна в колодце определяют по небольшому уровню воды в шахте, который нельзя увеличить никакими способами. На дне собирается мутная жидкость коричневого цвета. Копается яма легко, но объем удаляемого грунта во много раз больше, чем при работе с обычной почвой.

Это объясняется свойством полужидкой массы быстро перемещаться на место удаленного грунта, поэтому глубина шахты практически не меняется. Использовать насос при копании ямы нельзя, большая скорость удаления песка может привести к перекосу стенок шахты и ее разрушению. К тому же состав плывуна неоднородный, в нем часто встречаются крупные куски твердой породы, которые могут вывести из строя оборудование. Быстрое перемещение больших кусков лишает ствол колодца твердой опоры и разрушает его.

Наличие плывуна на участке определяется с большой точностью только с помощью пробного бурения, однако в некоторых случаях его присутствие можно заранее предугадать.

Существуют следующие признаки близкого залегания полужидкой массы:

На небольшой глубине от поверхности есть слой очень мелкого песка или пыли.
Подземные воды находятся слишком близко к поверхности.
Появление влаги в колодце на гораздо меньшей глубине, чем залегание полезного пласта, определенное расчетным путем.
Плывун занимает достаточно большую площадь, поэтому если соседи не сталкивались с такой проблемой, то и у вас ее не будет.
Образование чаще всего появляется в местах, где возможно смещение грунта. К ним относятся склоны, овраги, карьеры и т.д.
На участке есть провалы в грунте.

При появлении подозрительного образования в колодце необходимо принять решение о дальнейших действиях. Можно выбрать один из предложенных вариантов:

Перенести криницу на другое место;
Отказаться от углубления источника и использовать тот небольшой объем воды, который собирается в шахте;
Продолжить копание по специальной технологии прохождения проблемных участков.

Чтобы сделать выбор, поинтересуйтесь у соседей, сталкивались ли они с подобной проблемой и как они ее решили. Таким образом можно воспользоваться опытом работ, который привел к положительному результату. При отсутствии информации закажите инженерно-техническую экспертизу, но она стоит дорого и не все хозяева согласны тратиться на нее.

Как пройти плывун в колодце

Пройти вязкое образование традиционными способами, с помощью которых копают колодцы, не получится. Чтобы углубиться на 20-30 см, понадобится вынуть на поверхность 50-60 ведер грунта. Для решения проблемы применяются как старинные методики, так и новейшие технологии.

Как пройти плывун с помощью бетонных колец

Для работы понадобятся изделия диаметром 1-1,5 м, высотой 0,25-0,5 м и толщиной не менее 5 см. Чем больше кольца, тем легче внутри работать, но больше вес. Чтобы пройти проблемный слой, применяют опускной способ.

Последовательность работ следующая:

Выкопайте шахту до появления признаков плывуна на дне колодца.
Расширьте диаметр ямы, чтобы в нее свободно поместились бетонные кольца.
Установите на дно режущий башмак.
Сверху на него положите первое кольцо. Проверьте вертикальность стенки элемента.
Удалите грунт из внутренней полости, сначала по периметру, а затем в центре. Шахта под собственным весом опустится вниз.
Проконтролируйте вертикальность стенки. При необходимости выровняйте ее удалением грунта с одной стороны.
Установите второе кольцо на первое. Обязательно загерметизируйте стык с помощью кристаллизующихся грунтовых составов глубокого проникновения и пластифицированного цементного раствора.
Надежно соедините элементы между собой металлическими пластинами, которые крепятся на болтах. Скобы создают монолитную конструкцию и не позволяют плывуну разрушить шахту.
Выберите грунт внутри ямы до тех пор, пока кольца не опустятся на новый уровень.
Выполните операцию по установке следующей части и креплению элементов между собой. Появление бурой мутной жидкости означает вхождение ствола в толщу плывуна.
Повторите процедуру, пока образование не будет пройдено. Глубина колодца после прохождения полужидкой массы может увеличиться на 10 метров.

Использование щитов из шпунтованных досок

Такой метод хорошо себя зарекомендовал при неглубоком залегании водного пласта, а также в случае небольшого напора полужидкой массы. Для работы понадобится высушенная обрезная доска толщиной 5 см и длиной 2 м, одна сторона которой заострена.

Сделайте прочные щиты из пиломатериалов. Их размеры должны позволять перемещаться изделиям внутри шахты.
Забейте щиты в дно колодца по направляющим на 400 мм с помощью чугунной бабы или другого приспособления для забивания свай. В результате должен образоваться короб, который отгораживает ствол от подвижной массы и дает возможность удалять вязкую субстанцию. При забивании предусмотрите амортизацию для шпунтов.
Удалите грунт внутри конструкции до острия досок.
Вновь забейте шпунт на 40 см и повторите операцию до полного прохождения плывуна. Если колодец глубокий, используйте косые шпунты, которые забивайте последовательно, с распорками. Такая конструкция способна выдержать давление от полужидкого образования толщиной 2 м.
После прохождения проблемного участка изготовьте деревянный короб высотой не менее 1,5 м и установите его на дно колодца. В днище выполните небольшие отверстия, через которые будет поступать вода.
Насыпьте на дно сначала слой щебня средних размеров толщиной 30 см, а затем 20 см песка. Такой «пирог» не пропустит песок и грязь в ствол.

Для прохождения массивного плывуна используется шпунт в виде переборки высотой 80 см со скошенными краями. После удаления песка внутри конструкции сверху закрепите вторую часть изделия. Обе части соедините между собой, а внутри установите распорки. Забейте изделие на 40 см в дно и удалите внутри грунт. Процесс повторяйте, пока не дойдете до твердого грунта.

Донный фильтр

Приспособление устанавливается в шахту, когда не удалось пройти полужидкую массу и решение, как избавиться от плывуна в колодце, не было найдено. В этом случае криницу начинают эксплуатировать в том состоянии, на котором была остановлена стройка. Его использование оправдано при большом притоке воды, когда плывун истинный. Если образование ложное, песок быстро забьет отверстия фильтра и перекроет поступление влаги в колодец. Изготавливают изделие из водостойких пород древесины, например, из осины.

Выполните следующие операции:

Сбейте из досок щит, размеры которого на 5 см меньше размера колодца. Проконтролируйте, чтобы между досками не было щелей.
Снизу прибейте брусья, которые играют роль ножек.
Просверлите в щите отверстия диаметром 5-6 мм.
Опустите щит на дно и выровняйте в горизонт по водной поверхности.
Для улучшения фильтрации насыпьте на него не менее 3 слоев камня. Пирог должен выглядеть следующим образом: нижний слой - речная галька среднего размера; второй - мелкая галька; третий - кварцевый песок; верхний - шунгит. Толщина каждого пласта - не менее 15 см, однако верхний слой можно насыпать тоньше, в пределах 50 мм. Общая толщина фильтра может достигать 500 мм.

Донный фильтр можно эксплуатировать 5-6 лет, после чего его необходимо заменить. Конструкцию поднимают на поверхность и вместо нее устанавливают новую. Если на плывуне не устанавливать деревянный щит, чистить колодец придется каждый год.

Другие способы, как пройти плывун в колодце

Для этого можно воспользоваться ударно-канатным методом , когда плывун пробивается с помощью ударного стакана, который перемещается внутрь обсадной трубы. После прохождения образования необходимо загерметизировать дно криницы, чтоб снизу не поступал песок. Для этого понадобится полотняный мешок, диаметр которого в заполненном состоянии равен диаметру скважины. Наполните его песком и цементом в пропорции 1:1 и опустите на дно. Через 24 часа смесь застынет, и вода сразу станет чище.

Представляет собой конструкцию из тонкой металлической трубы диаметром 1,5-2 дюйма, нижняя часть которой играет роль фильтра. С его помощью добывают жидкость с небольшой глубины независимо от состава водяного слоя. Трубку забивают в грунт на необходимую глубину. Появление влаги в ней контролируют с помощью специального устройства. К недостаткам такого колодца относится небольшой объем добываемой жидкости и использование насоса, который устанавливается на поверхности.

Донный ящик используется для прохождения очень жидкого плывуна. Конструкция представляет собой короб с режущим ножом в нижней части и крышкой с другой. Установите изделие на дно колодца и максимально вдавите в грунт. Откройте крышку и удалите песок из короба. Таким способом можно выкопать яму глубиной не более одного метра.

В рамках склеивания подвижной массы для прохождения плывуна допускается применять специальные вещества, которые при взаимодействии с водой увеличивают свой объем в десятки раз. К ним относится, например, бетонит. Высыпьте в колодец средство и подождите, пока оно затвердеет. В результате образуется отличный гидроизоляционный состав, который позволит без труда пройди эту субстанцию.

Профилактические меры для предупреждения появления плывуна

Чтобы не спровоцировать появление вязкой массы, необходимо придерживаться таких правил:

Не выкачивайте всю воду из криницы. Отсутствие жидкости способствует образованию плывуна.
Не пытайтесь увеличить уровень влаги в колодце, он может меняться на протяжении года.
Не нарушайте целостность донного фильтра, это приведет к необратимым последствиям.
Использование донного фильтра снизит загрязнение шахты песком.
Во время прохождения плывуна в колодце не устраивайте длительные перерывы.
Через 5-6 лет выполните чистку колодца и замените деревянный щит.

Что делать, если в колодце плывун - смотрите на видео:

Полужидкая масса из песка, глины и воды является серьезным препятствием и часто вызывает панические настроения. Чтобы решить проблему, необходимо собрать максимум информации о плывуне (скорость потока, его мощность, размеры и глубину залегания и т.д.) и выбрать один из рассмотренных выше вариантов борьбы с ним. Однако наилучшим решением является перенос колодца в другое место, что сохранит средства и силы на другие работы.

Плывунами называют водонасыщенные рыхлые породы, обычно пески, которые при вскрытии различными горными выработками разжижаются, приходят в движение и ведут себя подобно тяжелой вязкой жидкости.

Плывунные свойства, кроме песков, при определенных условиях могут проявлять пылеватые суглинки, супеси, т. е. породы, обладающие значительной пористостью.

Основной причиной проявления у пород плывунных свойств является гидродинамическое давление поровой воды, которое создается в результате перепада (градиента) давления грунтовых вод при вскрытии котлована (траншей и т. п.). В связи с обычно малой водопроницаемостью плывунных пород гидравлический градиент вызывает фильтрационное давление на частицы породы, обусловливая их движение по направлению градиента или, иначе говоря, в сторону разгрузки, в котлован. Для определения критического значения градиента фильтрации / кр, при котором порода переходит в плывунное состояние, рекомендуют формулу

где р - плотность породы; п - пористость.

В плывунном состоянии породы утрачивают всякие структурные связи. Частицы переходят во взвешенное положение, т.е. по существу, плывуны имеют в этот момент плотность некоей вязкой жидкости.

Интенсивность плывунных явлений в породах зависит от величины градиента, гранулометрического и минерального состава формы частиц, плотности породы и ряда других факторов.

Плывуны, находящиеся в покое, слабо отдают воду и маловодопроницаемы.

Плывуны разделяют на ложные (псевдоплывуны) и истинные.

Ложные плывуны - это породы, не имеющие структурных связей, обычно в виде различных песков. Переход в плывунное состояние происходит под действием высокого гидродинамического давления потока подземных вод. Коэффициент фильтрации достигает 1-2 м/сут и более. Частицы породы находятся во взвешенном состоянии. Трение между ними сводится к нулю. Пески этого вида плывунов очень легко оплывают. Плотность в безводном состоянии колеблется от 1,5 до 1,75 т/м 3 . Вода светлая или слабо мутная. Взвешивающее действие воды при определенных условиях проявляется также в песках некоторых морских побережий, образуя так называемые зыбучие пески. Под действием гидродинамического давления во взвешенное состояние могут переходить не только пески, но некоторые другие рыхлые породы.

Характерной особенностью ложных плывунов является довольно легкая отдача ими воды. При высыхании они образуют рыхлую или слабо сцементированную массу.

Истинные плывуны - это породы с коагуляционными или смешанными связями в виде глинистых песков, а также супесей, суглинков. Структурные связи обусловлены присутствием глинистых (менее 0,001 мм) частиц с высокими гидрофильными свойствами. Переход в плывунное состояние определяется невысоким гидродинамическим давлением и присутствием притягивающих к себе влагу (гидрофильных) глинистых частиц. Вокруг этих частиц формируются пленки связанной воды, что ослабляет структурное сцепление и уменьшает водопроницаемость пород. Значения коэффициента фильтрации очень низкие - от 0,005 до 0,0001 см/с.

Плотность истинных плывунов в безводном состоянии равна 1,8-2,2 т/м 3 . Разжижение плывунов происходит при влажности, меньшей полной влагоемкости. Глинистые частицы окрашивают воды в серовато-молочный цвет. При высыхании истинные плывуны вследствие склеивающего действия глинистых частиц обра-

зуют довольно сильно сцементированные массы. Характерной особенностью истинных плывунов является слабая отдача воды. Они «плывут» в основном за счет физически связанной воды.

Есть некоторые данные (В.В. Радина, 1975), что в истинных плывунах на имеющейся в них органике развиты колонии микроорганизмов, продукты жизнедеятельности которых способствуют проявлению плывунных свойств.

В строительной практике важно определить способность породы переходить в плывунное состояние и вид плывуна. Это можно сделать по ряду внешних признаков и на основе лабораторных анализов.

Склонность породы переходить в плывунное состояние можно установить по величине водоотдачи, высокой пористости (более 43 %), по гидрофильное™ глинистых частиц и другим факторам. В полевых условиях способность к плывунности пород устанавливается по образованию в скважинах при бурении водопесчаных «пробок».

Наиболее сложно определить вид плывуна. Для этого необходимо изучить весь комплекс инженерно-геологических и гидрогеологических условий. Можно также использовать некоторые внешние признаки. Так, истинный плывун в котлованах дает скопление воды в виде «цементного» молока. Песок, взятый из котлована, имеет вид маловлажного грунта, воду не отдает и постепенно оплывает в лепешку.

Плывуны осложняют строительство. Они создают большие трудности в проходке строительных выработок, стремясь заполнить выработанное пространство. При условии замкнутого пространства плывуны могут быть надежными основаниями, но создать такой контур трудно. Возможно выпирание плывунов из-под фундаментов, что вызывает оползни, провалы поверхности, деформацию зданий и сооружений. Открытый водоотлив из котлованов опасен проявлением суффозии на окружающей территории. Опасна подрезка склона, дающая выход плывунам. Примером может служить случай со 100-метровым трамплином на Воробьевых горах в Москве. После строительства трамплина строители начали подрезать грунт в нижней части склона, чтобы придать ему необходимую кривизну для безопасного приземления лыжников. Были вскрыты плывуны, которые стремительно заполнили выемку и затопили экскаватор и вызвали оседание откоса. Плывуны очень чувствительны к вибрации и динамическим ударам, даже на значительно удаленных расстояниях от места возмущения.

Борьба с плывунами сложна и не всегда принятые меры дают желаемые результаты. В таких случаях приходится отказываться

от устройств котлованов и применять свайный вариант фундаментов или подошву фундамента не доводить до слоя плывунных пород. В выборе метода борьбы важнейшее значение имеет вид плывуна.

Все способы борьбы с плывунами можно разделить на 3 группы:

искусственное осушение плывунных пород в период строительства (открытая откачка воды из котлованов, иглофильтры и др.);
ограждение плывунов путем создания шпунтовых стен (рис. 164);
закрепление плывунов путем изменения их физических свойств (силикатизация, цементация, замораживание и т. д.).

Для ложных плывунов применимы все способы борьбы. В борьбе с истинными плывунами можно использовать ограждение, замораживание и электрохимическое закрепление. При проходке подземных выработок используют повышенное давление, уравновешивающее давление воды плывуна.

Возможность осушения плывунов зависит от их коэффициента фильтрации. При к ф > 1 м/сут откачку воды производят из скважин; при к ф 1,0...0,2 м/сут следует использовать специальные установки - иглофильтры, позволяющие произвести осушение до глубины 5-6 м, и при иглофильтрах особой конфигурации-до 12-15 м и более. При к ф

Строительный котлован от плывуна можно оградить шпунтовой крепью , задача которой - прорезать слой плывунной породы и принять на себя ее давление. Забивка деревянного шпунта ограничивается глубиной 6-8 м, металлического - 20-25 м. При наличии галечников и прослоев плотных грунтов (мергели и др.) погрузить шпунт не удается.

Рис. 164.

Замораживание плывунов является временным и ненадежным мероприятием. Для этого используют или морозное время года, или специальные холодильные установки. В зимнее время проходку котлованов проводят поэтапно, после каждого периода промораживания грунта на глубину 20-30 см. Искусственное замораживание осуществляют вокруг котлована путем циркуляции в скважинах раствора СаС1 2 , охлажденного до - 20-40 °С. Это создает вокруг котлована зону замороженного водопроницаемого грунта.

Силикатизация - нагнетание в плывуны жидкого стекла. Это возможно при достаточно высокой водопроницаемости плывунов (кф > 0,5 м/сут). Силикатизация требует больших затрат, но весьма эффективна.

Правильное и своевременное применение тех или иных мер борьбы с плывунами позволяет успешно осуществлять строительные работы.

Наличие плывуна в составе грунтовых слоев осложняет возведение подземной части строения, а нередко способствует признанию участка непригодным для строительства. Но современные технологии позволяют справляться с особыми геологическими условиями и устанавливать фундамент на плывуне. Существует несколько вариантов устройства основания дома на неустойчивых грунтах. Их выбор обусловливается отметкой залегания плывуна относительно нулевого уровня, а также его толщиной.

Чем опасен плывун

Плывун является герметичным пластом, состоящим из водонасыщенного песчаного или супесчаного грунта, находящегося под давлением. Он имеет вязкую полужидкую консистенцию. Сам по себе такой слой не коварен, но при малейшем нарушении целостности плывуна, водная масса под напором начинает прорываться через вскрытие, вынося с собой песок и другие грунтовые частицы. В результате происходит:

изменение гидрогеологического режима на участке;
снижение несущей способности расположенных над плывуном грунтов;
неравномерная осадка поверхности почвы;
деформация сооружений, расположенных в непосредственной близости;
разрушение инженерных коммуникаций.

Кроме того, плывуны, насыщенные глинистыми частицами, опасны в период промерзания грунта, так как подвергаются сильному пучению. Данный факт должен учитываться в проектной документации.

Основной трудностью возведения фундамента на плывуне является обеспечение невозможности оголения и повреждения монолитности водонасыщенного пласта.

В процессе проектирования и строительства дома на неустойчивых грунтах требуется принимать меры, связанные с нивелированием несущей способности земляных слоев. Необходимо помнить, что игнорирование предложенных проектировщиками мероприятий может привести к печальным последствиям, начиная от перекоса проемов и заканчивая серьезными просадками и разрушениями.

Способы борьбы

Осушить плывун в грунте под силу дренажной системе, расположенной ниже уровня залегания проблемного пласта. В дальнейшем она способна предотвратить его повторное появление, но для правильного функционирования дренажа потребуется систематическое проведение ревизионных проверок.

При глубоком расположении плывуна проложить дренажную систему бывает либо слишком сложно, либо материально невыгодно, какой бы совершенной она ни была, поэтому большее внимание уделяют выбору типа фундамента. При невозможности выполнения осушения, требуется остановиться на таком варианте устройства подземной части, который не допустит ее контакта с плывуном. В крайнем случае, сведет его к минимуму.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент подойдет для грунтовых условий с залеганием плывуна ниже отметки промерзания грунта.
Свайный фундамент устраивается при расположении проблемного пласта небольшой толщины в пределах 0,5-1м от поверхности почвы в том случае, если под ним находятся устойчивые грунты, способные выдержать вертикальные нагрузки от будущего строения. Смысл заключается в прохождении сваями слабого слоя и их опоре на твердое основание.
Плитный фундамент зарекомендовал себя с положительной стороны в ситуациях, когда плотные грунты располагаются на большой глубине (более 6 метров), а плывун – на малой (около 1-1,5м).

При высоком уровне грунтовых вод и близком от поверхности земли расположении плывуна, нередко рассматриваются варианты предварительного возведения на строительной площадке насыпи из непучинистых грунтов. Трамбовка песчано-гравийных слоев, в этом случае, должна производиться без привлечения тяжелой техники, так как усиленные нагрузки оказывают на плывуны негативное воздействие.

Грунтовые условия строительной площадки определяют путем геологических исследований. При этом уточняют уровень подземных вод, глубину расположения плывуна и его толщину. О возможном расположении на участке проблемного грунта могут рассказать соседи, уже построившие дом. Но если таковых не найдется, следует попробовать самостоятельно определить его наличие или отсутствие.

Вероятность обнаружения плывунов в низинах, на ранее заболоченных участках или в местах, где был хотя бы маленький водоем, довольно высока.

Узнать о проблемном слое можно, выкопав шурф или пробурив скважину на площадке застройки на глубину более нормативного показателя промерзания грунта в данном регионе. Если выемка заполнится жидким песком, а ее стенки оплывут, то вполне можно утверждать о том, что плывун на участке присутствует. Для определения толщины пласта следует вызвать специалистов, так как самостоятельно узнать, насколько он заглублен, не получится.

Особенности устройства фундамента на плывуне

Чтобы верно возвести фундамент на плывуне своими руками, потребуется выполнить определенные правила, рекомендованные специалистами. Приведем наиболее значимые из них.

Для земляных работ не следует привлекать тяжелую строительную технику, поэтому траншеи для монолитных лент и плит придется копать вручную. В связи с данным обстоятельством, застройщики отдают предпочтение свайным конструкциям, исключающим большой объем работ.

Наличие в плывунах воды и глинистых частиц подразумевает, что грунт является пучинистым. Вне зависимости от его глубины залегания, сезонные деформации почвенных слоев будут проявлять себя в той или иной мере. Нивелировать нагрузки поможет усиленный арматурный каркас, установленный в теле фундамента или ростверка.

Чем шире будет фундаментное основание, тем меньшее давление оно станет оказывать на грунт. Если посмотреть на проблему плывуна с позиции оптимального распределения нагрузок от здания, то в качестве его подземной части правильнее было бы выбрать монолитную плиту, очертания которой совпадают с габаритами дома в плане. Но данный вариант фундамента далеко не всегда экономически оправдывается. Что касается ленточной конструкции, то она потребует как можно большей ширины.

Плывуны не имеют достаточной жесткости, поэтому давление на них должно быть максимально снижено.

Выкапывать траншеи следует аккуратно во избежание вскрытия плывуна. При нарушении целостности может произойти прорыв текучего песка наружу, а как результат – смещение слоев грунта и просадка почвенных слоев. Подобная ситуация чревата появлением деформаций в несущих конструкциях близлежащих строений и возникновением аварийных ситуаций на действующих инженерных трубопроводах. Не стоит забывать о том, что любые земляные выемки должны располагаться выше уровня расположения плывуна. От этого правила отступать запрещается.

Монолитную ленту и плиту следует заливать бетоном по песчано-гравийной подушке, уложенной поверх гидроизоляции. Толщина подстилающего слоя должна быть в пределах 35…40см. По периметру готового фундамента в обязательном порядке необходимо будет выполнить широкую отмостку, способную защитить подземную конструкцию от увлажнения путем организованного отвода атмосферных осадков.

Меры безопасности

Халатное отношение к технике безопасности при работе на участке, где в толще грунта присутствуют плывуны, может привести к трагедии. Если случайно вскрытый пласт водонасыщенного песка прорвется под напором в котлован, то затопит его в считанные минуты. Плывун похож на воздушный шарик, заполненный водой, который в герметичном состоянии не опасен, а при разрыве – бесконтролен. От потока вязкого песка будет сложно укрыться, а удалить его из выемки окажется трудно осуществимой задачей. Поэтому стоит заранее предпринять меры предосторожности и максимальной безопасности. Для этого потребуется:

укрепить откосы котлована или траншеи деревянными щитами;
установить в определенном месте лестницу для возможности быстрого подъема на бровку выемки в случае прорыва жидкой массы;
оставить одного из работников наверху для визуального контроля за площадкой и оказания помощи в случае необходимости;
соблюдать общие правила и технологию устройства фундаментов на проблемных грунтах.

Тщательное обследование состава грунта на застраиваемом участке поможет вовремя принять правильное решение по выбору фундамента и оградит от возможных проблем впоследствии. Не следует забывать, что только фактические исследования дают правдивую информацию о грунтовых условиях, учитывая которые, специалисты найдут оптимальный и экономически обоснованный вариант надежного основания для дома.