Некоторые заблуждения желающих иметь колодец: так ли страшен плывун. Что такое плывун в грунте
что это такое, чем грозит, как с ним бороться
Представьте: начинаете вы копать яму для хозяйственных нужд, рыть колодец или готовить почву под фундамент. Стоите хоть и не на монолитной (земля все-таки), но на достаточно твердой поверхности… и вдруг резко проваливаетесь вниз. Это вы нарвались на плывун.
Начиная с определенной глубины, плывун может оказаться в любом месте вашего участка. Пока не станешь копать или не сделаешь геологическую экспертизу, никогда не узнаешь, где он. Плывун имеет способность передвигаться. Узнав о наличии плывунов в земле, люди боятся капитально строиться. Известны случаи, когда из-за плывуна при установке бетонных колец для колодца многоцентнерные конструкции внезапно сдвигались и хоронили под собой строителей…
А бывает, хозяева и в голову не берут, что вся их земля в плывунах, они с ними просто не сталкиваются. Тут уж как повезет.
Явление природы – плывун
Плывун – это насыщенный водой слой почвы размером от 2 до 10 метров, который способен двигаться под землей в вертикальном направлении. Он может обнаружиться на глубине от метра и ниже.
Плывун – герметичный объект (пока его не заденешь). Мельчайшие частички почвы, из которых он состоит, в силу своей насыщенности водой играют роль смазки по краям плывуна, поэтому он так легко перемещается под землей.
Для понимания явления дадим очень упрощенное сравнение с плывуном. Представьте шарик (хотя вообще-то плывун больше похож на амебу), покрытый сверху скользким слоем и находящийся в толще таких же, только не скользких шаров или другого материала, в котором возможно движение. Как он будет перемещаться, какое действие извне будет влиять на это? Ответы на эти вопросы дадут примерное представление о том, как может вести себя плывун в земле. А если наш условный шарик-плывун задеть чем-то острым, то прорвавшаяся из него наружу масса, доселе находившаяся под давлением, окажется тоже очень скользкой и будет стремиться вверх.
Плывуны классифицируют как:
- Истинные. В их составе находятся мельчайшие частички глины, песка и органики, которые, с одной стороны, как бы склеивают почву в ту самую «амебу», а с другой – обеспечивают ей большую подвижность, и в итоге получается крайне проблемная для хозяев участков скользкая и непредсказуемая масса под землей.
Почвы, в которых обнаруживают истинные плывуны, это, в основном, глинистые пески, супеси, суглинки.
- Ложные. Состоят только из песка и воды. Если такой плывун задеть, повредить, то содержащаяся в нем жидкость начинает выходить наружу вместе с песком. Не так разрушительно, как в первом случае, но все же доставляет ощутимые неприятности при строительстве.
До сих пор даже у ученых нет однозначного ответа, почему образуются плывуны. Логично, что больше всего их выявляется в местах с насыщенными водой почвами. Московская область в этом отношении находится в большой зоне риска. Но даже в пустыне есть образования, схожие по действию с плывунами. Речь о страшных зыбучих песках.
Впрочем, нашего человека «жизнь» плывунов, в основном, начинает интересовать ровно с того момента, когда нужно углубляться в землю.
Плывун – опасная находка
Риск встретиться с плывуном возникает в случаях, когда нужно:
- выкопать колодец;
- подготовить место под фундамент капитальной постройки, дома;
- вырыть глубокую яму, например, для бассейна.
Капитальным постройкам при плывунах быть
Плывуны были, есть и будут в почве всегда, и во все времена люди рыли колодцы и ямы, строили прочные дома.
Сегодня проще всего будет доверить это дело бригаде специалистов. Профессионалы возьмут на себя все риски, связанные с плывунами, выявят наличие этих опасных объектов, обойдут их, дадут экспертный совет: где на участке копать можно, на какую глубину, какие постройки здесь вообще допустимы и т. п.
Если вы все же решили поработать самостоятельно:
- Узнайте, сталкивались ли с плывунами ваши соседи. Если да, велика вероятность, что и вы обнаружите у себя эту «скользкую находку».
- Поинтересуйтесь у соседей, как они решали проблему с плывунами. Так у вас появится возможность воспользоваться их положительным опытом, а отрицательный – отбросить.
- В идеале надо бы заказать инженерно-геологическую экспертизу, но учтите, что это дорого – при копке колодцев далеко не каждый хозяин готов задействовать такие силы.
- Ищите возможность обойти плывун, это реально, если он небольшой.
- При копке старайтесь как можно быстрее пройти сквозь плывун – на большую глубину. Это довольно распространенный способ. К нему можно добавить маленькую хитрость. Зимой, когда грунт промерзает, а вместе с ним замерзает и вода, плывун утихомиривается.
- Используйте защиту при выполнении работ, например:
- Шпунтирование. «Шпунты» – специальные устройства, предназначенные как раз для прохождения плывуна, они оснащены острыми кромками.
- Осадные кольца.
- Опалубку.
Еще сложнее устанавливать фундамент в нестабильной почве с плывунами. В любой момент земля может «поехать», стены дома потрескаться.
Возможные решения строительства фундамента в земле с плывунами:
- Установить хороший водоотвод, дренаж на участке – так появляется вероятность, что плывун не будет подпитываться и «успокоится».
Есть способы осушения плывуна с помощью профессионального оборудования, но в частном строительстве его используют редко, т. к. это слишком дорого.
- Строить дом на сваях, которые уходят в землю на глубину ниже уровня плывуна.
- Строиться на плитах. Толстая, широкая, тяжелая и прочная плита ляжет поверх грунта с плывуном и оградит установленный на ней дом от негативных воздействий.
- Использовать ленточный фундамент, т. к. «ленты» лучше распределяют нагрузку, неизбежно возникающую при движении грунта.
- Всевозможными способами укрепить, стабилизировать почву поверх плывуна, например, насыпать так называемую «подушку» из песка, гравия. Она должна быть не менее 30 см высотой.
- Вокруг готового дома имеет смысл сделать как можно более широкую отмостку.
И последнее. Так или иначе обойдя плывун, приспособившись к его наличию на участке, хозяева порой вовсе о нем забывают. Это не совсем правильно. О почве с плывунами все же надо помнить.
Если речь о колодце, то при чистке (а она обязательно потребуется с годами). Известны случаи, когда человек спускался работать на дно колодца, а там его начинало засасывать.
При пользовании домом, бассейном нужно быть готовым к тому, что фундамент все же может дать трещину, и лучше его почаще проверять, чтобы исправить проблему на ранней стадии.
taxi-pesok.ru
Что такое плывун? Уникальные подземные фото
Давно хотел написать пост про плывун и наглядно на фотографиях и картинках показать, что это такое.
Я уже немного писал об этом в своем посте про скважину-иглу. Здесь немного дополню.Мы пробовали сделать скважину обычным способом — сделали разборный бур из нескольких секций и начали бурить.
Для удобства мы установили треногу.
До глубины 3 метра все шло хорошо. Затем начались проблемы с плывуном. Сколько мы не вынимали песка, глубина погружения бура практически не менялась. Это обычное явление на плывунах.
В песке под землей образуется полость пустоты с водой. Эта полость растет в ширину и практически не углубляется. Так можно вычерпать хоть несколько тонн песка, пока не образуется подземная пещера и грунт сверху не провалится вниз. 🙂
Вот как выглядит такой процесс на схеме.
Схема образования полости при бурении плывуна
А вот как это выглядит в реальности. Выкладываю уникальные подземные фото плывуна и образовавшейся в результате бурения полости. Мы опускали фотоаппарат на веревке в скважину.
Первое фото на глубине примерно 3.5 метра в переходном слое между глиной и песком. Т.е. там где нормальная скважина переходит в пустотную полость.
Переход между глиной и плывуном
Следующие два фото сняты ниже — на глубине около 4-х метров.На этом уровне видна шарообразная полость заполненная на половину водой. Из-за таких полостей бывают провалы грунта над плывунами.
Также видны корни растений повисшие в пустоте. Оказалось, что многие травы дорастают корнями до 4 метров! Мы не ожидали, если честно.
Вот так обваливается песок в плывуне. Бурить обычным способом бесполезно. Просто будем увеличивать подземную пещеру. 🙂
Подземная полость в плывуне
Корни растений свисают в полость от плывуна
Чтобы решить такую проблему нужно применять обсадную трубу. Которая не даст песку обваливаться, и бур пойдет потихоньку вниз. Полости при этом не будет. Обсадную трубу нужно периодически забивать все глубже и глубже. На рисунке я пририсовал обсадную трубу красным цветом.
Бурение плывуна с обсадной трубой
Так мы и сделали. Опустили в скважину обсадную трубу.
Затем мы стали бурить внутри обсадной трубы и пробовать просаживать ее все глубже и глубже, периодически выкачивая песок с водой вибрационным насосом Ручеек.
Вибронасос для прокачки плывуна
Мы по неопытности совершили три ошибки:
- Обсадную трубу надо брать железную. Мы взяли пластиковую, которая при забивании аммортизирует и не идет в глубь. Кроме того, у пластиковой трубы толще стенки. Это тоже не на пользу.
- В обсадной трубе не должно быть отверстий. У нашей же трубы было очень много насверленных дырок. Так как взяли в качестве обсадной трубы то, что было под рукой.
- Воду из скважины выкачивать нельзя. При этом увеличивается внешнее сдавливание песком обсадной трубы и ее трудно забивать глубже. Можно даже сказать больше — лучше заливать внутрь обсадной трубы воду или глинистый раствор, тем самым создавая давление внутри ствола обсадной и помогая продвигать ее все ниже и ниже.
Ну и напоследок схема установки нашей скважины-иглы со всеми подземными слоями. Надеюсь кому-то мой пост был интересен. Буду и дальше делиться опытом.
Почитайте также, как я пробовал очищать воду от железа с помощью белизны.
ogurzov.ru
Что такое плывун. Колодец на плывуне
как нельзя лучше иллюстрирует поговорка «Человек предполагает, а Бог располагает»: успех предприятия зависит не столько от умения строителей, сколько от удачи. Один из примеров невезения — когда колодец попал на
.
Что такое плывун, как с ним бороться и стоит ли — об этом пойдёт речь в публикации.
Это именно о нём ходят рассказы, наводящие ужас: как при копке колодца бетонные кольца вдруг уносятся в неизвестном направлении прорвавшимся потоком воды и песка вместе с бедолагой-копателем. Действительно, в шахте колодца может случиться обвал и человек пострадает, а то и погибнет, задавленный грунтом и сдвинувшимися кольцами. И в том числе причиной деформации ствола шахты может быть плывун.
Правда, вряд ли в случае такой аварии последствия будут как в высокобюджетном голливудском фильме-катастрофе со спецэффектами — с бетонными кольцами, увлекаемыми вдаль бурным потоком. Может, только если вам «повезёт» попасть не на плывун, а проткнуть колодцем бурную подземную реку.
Но плывун действительно опасен и способен натворить немало бед. Чтобы прочувствовать это, предлагаю посмотреть видео.
Печально известный всем петербуржцам перегон метро между станциями «Лесная» и «Площадь Мужества» проходит как раз через такое опасное место. Плывун под «Лесной» приносил неприятности метростроевцам два раза.
Первый — ещё во времена строительства, в 70-е годы (по этим событиям снят советский фильм «Прорыв»). Тогда после аварии для продолжения работ плывун заморозили, закачав в тоннель более 8000 тонн жидкого азота. Но в начале 1995-го года плывун вернулся, и в декабре после многочисленных попыток удержать размыв станции закрыли вплоть до 2004 года.
Плывун находится под давлением в герметичной полости в толще грунта. Когда эта полость вскрывается, например, котлованом или шахтой колодца, плывунные массы приходят в движение под действием того самого давления, и массы песка с водой прорываются в образовавшуюся выработку.
Угадать местонахождение плывуна невозможно. Фото с сайта otvali.ru
Чаще всего такие образования встречаются на болотистых почвах или в поймах рек. Толщина плывунного слоя и его размеры могут быть различными. Внешне на поверхности земли плывун себя ничем не выдаёт, поэтому предугадать его местонахождение невозможно. Как и невозможно принять меры, чтобы встречу с ним избежать. Специалисты различают истинные плывуны и ложные.
Истинный плывун
В его составе кроме пылевидного песка присутствуют гидрофильные частицы глины или ила, которые обволакивают более крупные песчинки, действуя как смазка. Даже при небольшом давлении масса этой супеси приходит в подвижное состояние.Если при копке колодца попался именно истинный плывун, то вам действительно не повезло. Истинные плывуны практически не отдают воду — у них низкий коэффициент фильтрации. Поэтому в таком месте построить колодец не получится: вместо воды в нём будет вязкий глиняно-песчаный раствор.
Ложный плывун
К счастью, истинные плывуны встречаются не так часто. Обычно при копке колодца сталкиваются с псевдоплывунами. В составе ложных плывунов нет коллоидных частиц — это грунт, состоящий из мелкого песка и большого количества воды.
Плотный песок, насыщенный водой, разжижается от давления
Чтобы представить, как себя ведёт плывун, вспомните песок у кромки воды. На вид твёрдый и практически сухой, но стоит наступить, как он становится текучим и появляется вода.
Чтобы ложный плывун, в отличие от истинного, на глубине пришёл в движение, необходимо приложить значительное гидравлическое давление. Если на пути шахты попался ложный плывун, то он не станет помехой устройству колодца. Более того, колодец на плывуне отличается особой водообильностью в сравнении с обычным. Однако он усложнит жизнь и копателям, и владельцу колодца в процессе его эксплуатации.
Как бороться с плывуном
Копать колодец лучше поручить специалистам, которые имеют опыт встречи с плывуном и могут быстро принять правильное решение. Если же вы решили копать самостоятельно, необходимо соблюдать технику безопасности:- стенки колодца необходимо обязательно укреплять, то есть нельзя устраивать колодец на сложных рыхлых грунтах без колец;
- наверху должен находится напарник, а копатель должен иметь страховочную верёвку, чтобы в случае необходимости была возможность сразу поднять человека: плывун может прийти в движение внезапно;
- если есть основания полагать, что плывунный слой небольшой толщины, и принято решение его пройти, то работать нужно максимально быстро, а в случае невозможности прохода — остановиться и устроить водоприёмную часть в плывуне.
Работа в колодце. Фото с сайта stroytolk.ruВ старину для прохода плывуна, помимо скорости работ, укрепления стенок и устройства проходческого щита, отгораживающего плывун и замедляющего поступление воды с песком в колодец, «связывали» водонасыщенный грунт, добавляя вещество, впитывающее воду. Если у ложного плывуна отнять влагу, песок уплотняется и теряет свои плывунные качества. Для этого, к примеру, насыпали в колодец несколько мешков муки и перемешивали её с водно-песчаной жижей. Через некоторое время мука впитывала воду, и можно было продолжать работы.
Другой вариант — копать колодец зимой. В это время, во-первых, УГВ самый низкий, а во-вторых, почва промерзает.
Колодец на плывуне
Не стоит расстраиваться, что при копке шахты попался плывун: более 40% колодцев в Московской области устроены в подобных условиях. Как уже говорилось выше, такие колодцы обычно имеют большой дебит (то есть скорость притока воды в них высокая), а песок — это отличный фильтр. Нужно просто принять неизбежное заплывание песком как одну из особенностей вашего колодца и правильно с ней обходиться.Эксплуатация
Не стоит пытаться откачивать песчаную жижу из колодца: чем больше вы выкачиваете, тем больше её прибывает. А это чревато не только бесполезной тратой сил: песок, поступающий в колодец, выносится водой из-за наружных стенок шахты, и там образуются полости.И вот тут-то как раз получается развитие событий по сценарию фильмов-катастроф: возможна подвижка грунта и смещение колец со всеми печальными последствиями. Кроме того, в полости, образовавшиеся в грунте, может осесть поверхностный слой почвы. А если рядом находится строение, то вероятно ослабление и даже разрушение его фундамента и самого здания.
Станция метро Площадь Мужества в фильме об аварии Ленинградского метро. Фото с сайта masterok.livejournal.com
Некоторая просадка грунта неизбежна — это нормальное явление. Стоит набраться терпения и дождаться, пока почва вокруг нового колодца уплотнится и связка «колодец-водоносный горизонт» придёт в равновесие. Только после этого можно устроить вокруг оголовка колодца отмостку. Процесс уплотнения и просаживания грунта может занять несколько лет.
После того как ситуация стабилизируется, и грунт перестанет активно поступать в шахту, можно попробовать убрать нанесённый песок, пока плывун снова не начнёт проявлять себя. И тогда придётся снова подождать, пока система успокоится. Возможно, процедуру понадобится повторить ещё раз.
Использовать погружной вибрационный насос в колодце на плывуне нельзя, так как он своей работой будет поднимать песок, находящийся на дне. Нужно установить насос с поверхностным забором воды.
Схема подключения поверхностного насоса
Также нельзя залпово (единовременно) откачивать воду, в колодце всегда должна оставаться как минимум треть от обычного объёма, а лучше — не меньше половины. Забор большого количества воды может «разбудить» плывун. Лучше организовать накопительную ёмкость на поверхности, объём которой заведомо превышает суточное водопотребление, и установить маломощный насос, наполняющий её. А всю систему водоснабжения дома развести уже из ёмкости-накопителя.
А самое главное, не стоит использовать щиты и устраивать донный фильтр в попытке удержать плывун. О причинах этого вы сможете узнать в одной из следующих публикаций.
7dach.ru
Фундамент на плывуне – в чем опасность, способы борьбы, особенности возведения
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.
semidelov.ru
Фундамент на плывуне. Сложности и особенности строительства — Стройфора
Плывун в составе грунтовых слоев участка в ряде случаев делает участок непригодным для постройки дома. Все зависит от вида плывуна, глубины его залегания и мощности. Практика строительства на плывунах свидетельствует, что в результате просчета дом может в прямом смысле утонуть в земле вместе со стенами, причем за небольшое время.
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.
Позаботьтесь о своей безопасности, примите меры предосторожности
- Если в толщах грунтов под участком есть плывун, то случайное его вскрытие при земляных работах может обернуться трагедией. Прорыв водонасыщенных текучих песков в котлованы происходит под огромным напором и заполняет выработку за очень короткое время. Поток вязкого жидкого песка не поддается никакому контролю, от него можно только спасаться бегством, утонуть в нем вполне реально. Даже если все, к счастью, обошлось, убрать этот песок из котлована будет крайне проблемно. В практике прорывов плывунов были случаи, когда после прекращения активности плывуна по поверхности выброшенного наверх песка можно было ходить как по асфальту.
- Для укрепления откосов котлованов и траншей нужно использовать деревянные щиты
- В выемке должна быть установлена лестница с выходом на бровку, чтобы была возможность быстро покинуть котлован в случае прорыва плывуна
- Рациональным будет установить дежурство, кто-то должен наблюдать за работами в выемке, находясь наверху – для наблюдения и при необходимости, помощи
- Соблюдение всех правил техники безопасности при земляных работах и технологии устройства подземной части зданий - обязательное условие проведения работ
Устройство фундамента на плывуне имеет особенности
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.
stroyfora.ru
Плывуны истинные и ложные
Плывуны — это насыщенные водой грунты, при вскрытии приобретающие свойства вязкой жидкости.
Они представляют собой большую опасность при выполнении строительных работ. Если плывуны вскрываются подземными выработками, то они сравнительно быстро заполняют её, а вышележащие массы начинают сдвигаться и тоже приходят в движение. В Ленинграде в 1974 г. при строительстве метро проходили подземную выработку в плывунах на глубине примерно 80 м после их замораживания. Однако на одном участке эти пески оказались не промороженными и образовался прорыв. Тысячи кубических метров плывунных грунтов быстро заполнили часть готовой выработки, а па поверхности произошло оседание пород с образованием мульды.
При строительстве Северо-Муйского тоннеля протяженностью 15,3 км было вскрыто несколько десятков разломов, заполненных дезинтегрированным до песка и глины грунтом. Обильно водонасыщенные грунты при вскрытии переходили в плывунное состояние. Наиболее опасными по стабильности перехода в плывунное состояние являлись нарушения, заполненные водопасыщенным грунтом песчано-глинистого состава с содержанием глинистых частиц 3-12% и более. Так, например в 1979 г. выброс плывуна в тоннеле составил 12000 за 10 минут. Вынос водонасыщенного песка повлек за собою человеческие жертвы. В 1986 г. выброс плывуна из разломов превысил 8000 . В 1987 г. во время ведения буро-взрывных работ произошел выброс плывуна. В результате на 100 м от забоя была разброшена буровая установка и породопогрузочная машина массой 27 т.
Установлено, что плывуны — это слабые, неустойчивые породы, требующие специальных методов ведения строительных работ и специальных мероприятий по обеспечению устойчивости сооружений.
В плывунное состояние могут переходить пески, супеси, лессы, суглинки, озерные илы, глины.
Таким образом, плывуны — это не какой-либо определенный тип горной породы, а особое состояние породы.
На практике чаще всего приходится иметь дело с плывунными песками и особенно с песками, содержащими некоторое количество коллоидных частиц. При всем многообразии гранулометрического состава плывунов для всех типов плывунных унтов характерно одно общее качество — частицы этих грунтов в силу различных причин при вскрытии горными выработ-1ми оказываются разделенными прослойками свободной воды, то обусловливает или полное исчезновение структурных связей, или уменьшение их настолько, что они не в состоянии противостоять тем напряжениям, которые приводят плывуны в движение.
Плывуны очень осложняют процесс проходки горных выработок и строительство сооружений. При проходке котлованов происходит обрушение их стенок, разжижение грунтов при сотрясении, выполаживание откосов, заплывание котлована грунтом. Так, например, при строительстве Химкинский плотины произошло оплывание супесей в котловане с образованием угла .Оплывание произошло в результате сотрясения от бетономешалки.
Значительные затруднения возникают и при вскрытии плывунов буровыми скважинами. В этом случае в обсадных трубах образуются «пробки» вследствие того, что плывуны из забоя нажины устремляются вверх по обсадной трубе, обволакивают буровой снаряд и происходит его «прихват».
Давление плывунов часто вызывает искривление стволов шахт, разрушает крепление подземных горных выработок.
Проявление плывунности грунтов может привести к деформации и даже разрушению сооружения. Примером может по служить строительство на Ленинских горах в Москве стометрового лыжного трамплина. Когда трамплин был уже построй строители приступили к срезке грунта в нижней части склона, которому нужно было придать кривизну, обеспечивающую безопасное приземление лыжников. Подрезкой были вскрыты плывунные грунты, устремившиеся в выемку так быстро, что рабочие не успели вывести из нее экскаватор.
Переход грунтов в плывунное состояние возможен при одновременном сочетании следующих четырех факторов:
— благоприятные условия залегания пород;
— наличие разностей напоров подземных вод;
— определенный состав пород;
— определенное состояние рыхлых пород.
Под благоприятными условиями залегания следует понимать обнаженность пород, вскрытых горными выработками, буровыми скважинами или какими-нибудь естественными процессам например, размывом. Если плывуны залегают глубоко и не вскрываются, то плывунность пород не проявляется. Очень часто при строительстве, опасаясь осложнений, сооружения проектируют таким образом, чтобы не вскрывать породы, которые могут перейти в плывунное состояние.
Наличие разности напоров подземных вод также может служить причиной перехода грунтов в плывунное состояние. Разность напоров во многих случаях зависит от геологического строения и геоморфологических условий местности. Следует также иметь в виду, что естественные гидрогеологические условия могут быть изменены в процессе строительства, и тогда устойчивые горные породы могут перейти в плывунное состояние. Так, например, при откачке воды из котлованов может возникнуть разность напоров, что может привести к переходу грунтов в плывунное состояние.
Классификация плывунов
Перечисленные грунты могут перейти в плывунное состояние при наличии избыточного увлажнения их. Анализ причин, которые вызывают переход грунтов в плывунное состояние, позволили А.Ф. Лебедеву подразделить плывуны на истинные ложные.
Истинные плывуны
Истинные плывуны. Группу истинных плывунов составляют рыхлые горные породы — глинистые пески, супеси, суглинки, глины. Они переходят в плывунное состояние не только под воздействием гидродинамического давления, но, главным образом, из-за наличия в их составе минеральных и органических коллоидов. Коллоиды присутствуют в форме коллоидно-дисперсных минералов типа глауконита и монтмориллонита, а также виде гидроокиси Al, Fe и органических соединений. Все они придают частицам плывунов подвижность и, включая большое количество воды, способствуют растяжению структурной сетки.
Это, в свою очередь, обусловливает уменьшение механическое сцепления между частицами. Вода, присутствующая в плывунных грунтах, находится в связанном состоянии, что затрудняет ее удаление.
Истинные плывуны обладают следующими особенностями:
1.Пористость 36-58%, коэффициент пористости 0,67-1,39.
2.Наличие органических и минеральных коллоидов.
3.Наличие частиц размером менее 5 мкм в количестве не менее 3%.
4.Величина максимальной молекулярной влагоемкости превышает 3%.
5.Присутствие коллоидов в составе истинных плывунов обусловливают слабую фильтрационную способность их. Коэффициент фильтрации для истинных плывунов не превышает см/с (0,9-9 см/сут). Чрезвычайно слабая водопроницаемость их и большая водоудерживающая способность исключает возможность осушения плывунов обычными способами.
6.Истинные плывуны обладают очень низким сопротивлением сдвигу. Предельное сдвигающее напряжение не превышает 0,005 МПа.
7.Влажность истинных плывунов близка к пределу текучести.
8.Угол естественного откоса изменяется от (3-4)° до (8-9)°.
9.Плотность истинных плывунов составляет 1,8-2,2 г/см3.
10.Истинные плывуны своеобразно ведут себя при забивке в них свай. При частых ударах небольшой силы плывун приходит в движение и свая легко погружается в грунт. После окончания забивки происходит остановка подвижек и свая приобрела большую несущую способность.
11.Кусочек плывуна, извлеченный из котлована, имеет вид слабовлажного грунта, вода из него не выступает, но если по нему похлопать ладонью, он расплывается и растекающиеся края, каплями падают с руки.
12.При высыхании истинные плывуны сильно цементируются вследствие склеивающего действия коллоидов.
Внешне истинные плывуны обнаруживаются по следующий характерным признакам:
— При взмучивании в дистиллированной воде истинный плывун образует суспензию, которая не осаждается в течение ряда месяцев.
— В истинных плывунах благодаря наличию коллоидных частиц вода в котлованах обычно мутная.
Ложные плывуны
Ложные или псевдоплывуны представляют собой преимущественно среднезернистые или тонкозернистые пески. Переход их в плывунное состояние происходит под влиянием гидродинамического давления потока подземных вод т.е. в результате наличия гидравлического градиента, возникающего при вскрытии выемки, котлована, траншеи, который, взвешивая частицы грунтов, устраняет трение между ними.
Признаки псевдоплывунов:
1.При взмучивании в дистиллированной воде ложный плывун образует суспензию, которая осветляется в десяти сантиметровом слое в течение 2-3 дней;
- В котлованах, вскрывающих ложные плывуны, вода прозрачная или слабо мутная, быстро светлеющая;
- Ложные плывуны сравнительно хорошо отдают воду, и при естественном или искусственном снижении гидравлического (напорного) градиента они легко переходят в устойчивое состояние.
gdta.ru
Что такое плывун в колодце?
Многие наши клиенты спрашивают, что такое плывун? Некоторые думают, что их обманывают и пугают возможными разрушениями, что оставшиеся в колодце после чистки 8 куб.м. песка, не что иное, как наше не до конца выполненное обязательство. Но давайте разберемся. Плывун – это насыщенный водой грунт, как правило, это — песчаные или супесчаные почвы, способные растекаться и разжижаться.
Плывуны бывают истинные и ложные. Истинные плывуны состоят из супесей и пылеватых песков, насыщенных водой, содержат так же глинистые и коллоидные смеси, с размером частиц менее 0,001 мм. Они играют роль смазывающего вещества между крупными частицами грунта, имеют гидрофильные свойства и слабо отдают воду. Истинный плывун при промерзании подвержен сильному пучению, при высыхании приобретает связность, пластичность, в его образовании большую роль играют микроорганизмы. Природа плывунов на сегодняшний день неизвестна. Некоторые ученые высказывали предположения, что причиной появления плывунов являются утечки нечистот из канализационных систем. Но против подобного заявления свидетельствует тот факт, что плывуны встречаются в местах, где нет следов человеческой жизнедеятельности. Ложный плывун – это мелкопористый песок, насыщенный водой. Так как пласт находится на глубине, вода в плывуне испытывает давление больше атмосферного. При вскрытии пласта вода под давлением попадает в шахту и выносит с собой песок. Различным может быть давление и мощность плывуна, что сильно влияет на проведение каких-либо работ. При имеющихся на сегодняшний день технологиях и накопленном опыте, есть возможность пройти слабо мощные плывуны одним или двумя колодезными кольцами. Более мощные плывуны представляют угрозу не только для колодцев, но и для работников. Метростроевцы периодически сталкиваются с таким серьезным противником как плывун. Даже имея передовые технологии, солидные финансовые возможности и огромные ресурсы не всегда удается справиться с поставленными задачами. Борьба с этим природным явлением длится десятилетиями. Плывун заливают специальными буровыми растворами, иногда используют жидкий азот, но рано или поздно плывун все равно о себе напоминает.
В Московской области большая часть колодцев стоит на плывунах, многие из них очень удачные, так как водопроток в таких пластах хороший, лучше, чем в глинистых. Вполне возможно установить автономное, домашнее водоснабжение при небольшом потреблении. Минусом колодца на плывуне является поднимание дна, заплывание песком, маленький дебет. Такой колодец более подвержен сезонным колебаниям, чем колодец, расположенный на глине. Его приходится чаще ремонтировать и чистить. На дно рекомендуется укладывать деревянный щит, а сверху засыпать галькой, создавая тем самым сопротивление к движению дна. Нередки случаи, когда после копки набирается 3 кольца воды, а через год 2,5 кольца песка и только 0,5 кольца воды. Щит из древесины в данном случае выполняет армирующую функцию. Не рекомендуется так же откачивать воду полностью, необходимо оставлять минимум 50 см водяного столба, дабы сохранить динамическое равновесие в системе. Возвращаясь к началу статьи, хочется отметить, что при чистке колодцев, расположенных на плывунах, не стоит требовать от работников изъятия песка в том объеме, который требуется хозяину для строительства, есть возможное для удаления количество. При чрезмерном изъятии песка, шахта разрывается, образуя огромные пространства между колец, возможна просадка всей шахты, а так же горизонтальное смещение колец, образование провалов на поверхности радиусом до 5-6 м от колодца, в данном случае могут пострадать и соседние постройки. Довольно частый случай: В нашу компанию обращается человек с просьбой о помощи. Накануне, для чистки колодца он нанял работников из ближнего зарубежья, без определенных навыков. Они старательно удалили весь песок со дна, а на следующий день песка в колодце стало в два раза больше. И никто не знал, что с этим делать. Везению этих старателей можно только позавидовать не всем так везет. При работе с плывунами необходимо быть предельно осторожными, соблюдать все меры безопасности, выполнять все технологические требования в сочетании с опытом, которым обладают только профессионалы.
skolodez.ru
