Что такое плывун в колодце? Фундамент на плывуне своими руками Дом на плывуне что делать.

За счет открытой пористости пески всегда водопроницаемы. В пылеватых песках к ф не превышает 1 м/сут, в крупнозернистых-до 40-50 м/сут, а в гравелистых- 80-100 м/сут. В плотном сложении пески хорошо воспринимают нагрузки и рассеивают напряжение в основаниях под фундаментами. Модуль деформации песков колеблется от 10 до 50 МПа и закономерно снижается от крупнозернистых к пылеватым разновидностям песков., сопротивление сдвигу –достаточно высокое,за счет величины внутреннего трения, на которое влияет характер поверхности частиц, которая может быть ровной и неровной, бугорчатой, полированной, трещиноватой и т.д. При больших нагрузках угол внутреннего трения песков равен углу их естественного откоса. Крутизна естественных откосов зивисит от крупности песка – чем крупнее, тем больше угол внутреннего трения, а следовательно и угол естественного откоса т. е. возрастает сопротивление сдвигу. Но если через откосы фильтруется вода, то их прочность снижается на 20-30 %. Песчаные грунты являются надежными основаниями для фундаментов сооружений.

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 гидродинамическ ое давление поровой воды, которое создается в результате перепада (градиента) давления грунтовых вод при вскрытии котлована (траншей и т. д.). В связи с обычно малой водопроницае­мостью плывунных пород гидравлический градиент вызывает фильт­рационное давление на частицы породы, обуславливая их движение по направлению градиента или, иначе говоря, в сторону разгрузки, в котлован. Для определения критического значения градиента фильтрации I кр , при котором порода переходит в плывунное состояние, рекомендуют формулу I кр = (р-1)(1-n), где р -плотность грунта; n - пористость (в долях единицы).

В плывунном состоянии породы утрачивают всякие структурные связи. Частицы переходят во взвешенное состояние.

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 мало водо­проницаемы.

Плывуны разделяют на ложные (псевдоплывуны) и истинные.

Ложные плывуны -это грунты, не имеющие структурных связей, различные пески и гравелистые отложения, переходящие в плывунное состояние под действием 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 (< 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 и колеблют­ся 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 образуют довольно сильно сцементированные массы. Характерной особенностью истинных плы­вунов является слабая отдача воды. Они «плывут» в основном за счет физически связанной воды.

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 гидрофильности глинистых частиц и другим факторам. В полевых условиях способность к плывунности пород устанавливается по обра­зованию в скважинах при бурении водопесчаных «пробок».

Можно также использовать некоторые внешние призна­ки. Так, истинный плывун в котлованах дает скопление волы 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 появлением 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

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 лишь 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 k < 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 < 0,2 м/сут иглофильтры применяют в сочетании с электродре­нажом.

Строительный котлован от плывуна можно оградить шпунтовой крепью, задача которой - перерезать 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.

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 3 , 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 (к ф > 0,5 м/сут). Силикатизация требует больших затрат, но весьма эффек­тивна.

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 в колодце – это насыщенный водой грунт , как правило, это - песчаные или супесчаные почвы, способные растекаться и разжижаться.

Виды плывунов в колодце

Плывуны бывают истинные и ложные.

Истинные плывуны

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

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.

Плывун в колодце, что делать?

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 , 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.

Проблемы колодца при плывуне

При работе с плывунами необходимо быть предельно осторожными, соблюдать все меры безопасности, выполнять все технологические требования в сочетании с опытом, которым обладают только профессионалы.

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.

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:

1. Гидрогеологический режим участка необратимо изменится
2. Несущая способность грунтов, находящихся выше плывуна, будет снижена – в лучшем случае, в худшем дом просто уйдет под землю
3. Поверхность почвы даст неравномерную просадку
4. 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.