Фундамент на плывуне. Сложности и особенности строительства. Плывуны грунтовые особенности причины последствия
Плывуны в качестве оснований: российский опыт
В строительной практике понятие «плывун» встречается достаточно часто. Особенно при проведении строительных работ в крупных мегаполисах. Природа плывунов изучена не до конца, существует множество гипотез их происхождения. Есть и предположение, что причиной формирования плывунов являются утечки нечистот из канализационных систем. Но плывуны встречаются и в таких местах, где нет никаких следов человеческой деятельности.
Плывуны — некоторые разновидности супесей и других мелкозернистых грунтов, разжиженные водой, которые при определенных условиях становятся настолько подвижными, что текут подобно жидкости. Хотелось бы заметить, что плывуны и подземные реки — совершенно разные вещи. Если подземная река имеет, как правило, стабильное состояние, то предугадать поведение плывуна можно, лишь проведя достаточно большой объем геологических изысканий.По своему проявлению плывун — загерметизированный самой природой объем, внутри которого находится под давлением в несколько атмосфер водонасыщенный мельчайший песок. Как показали инженерно-геофизические исследования, выполненные с помощью метода спектрально-сейсморазведочного профилирования (ССП), плывуны в грунте прорисовываются замкнутыми ореолами.
Не тронь, а то…
Вследствие своей подвижности и незначительной несущей способности плывуны малопригодны для использования в качестве оснований. В то же время дом может стоять на плывуне и при этом не испытывать никаких неудобств, ведь плывун способен выдержать очень большое давление. Но только при одном условии — сохранении герметичности. Если же возникают возможности для перемещения плывуна (например, вырытая траншея или котлован), то грунт может просто «уплыть» из-под дома. При этом фундамент целиком или частично теряет свою опору, вследствие чего начинают уходить в землю те части здания, которые находятся непосредственно над плывуном. Затем развивается микронарушенность грунта, и сквозь него тоже начинает выходить плывун.
Первое проявление начала процесса — обводнение подвалов. Иногда кажется, что там поднимается почва, но это не так — на самом деле, опускается дом. Скорость осадки зависит от работ, происходящих по соседству, от состояния грунтов, от степени нарушения гидрологических условий. Следующий этап — развитие трещин в несущих конструкциях дома. Так, в результате выхода плывуна из-под южной секции дома № 8 по ул. Двинской в Петербурге эта секция потеряла опору и отвалилась.
В результате обрушения (в июле 2002 г.) погибли 4 человека. В процессе проведения работ, направленных на расширение набережной Обводного канала в Петербурге, содержимое залегавших там плывунов стало выходить непосредственно в канал. Дом № 48, отстоящий от канала более чем на 50 м, сразу после начала забивки шпунта в средней своей части начал резко погружаться в грунт и разрушаться. Аналогичным образом разрушились дома на Каширском шоссе в Москве после того, как на некотором расстоянии от них стали делать котлован под подземный гараж. А следствием начала строительства здания в парке им. Сахарова (СПб) стал наклон находящегося рядом со строительной площадкой точечного дома.
Еще один пример — дом Мурузи на Литейном пр. Петербурга, где в 2006 г. произошла подвижка грунта под фундаментом из-за проведения строительных работ на соседнем участке. Точно так же развивалась ситуация при строительстве отеля «Коринтия Невский палас» (Невский, 57): после того, как соседние 55-й и 59-й дома затрещали по швам, их пришлось спешно расселять и сносить.
Коварной особенностью плывуна является то, что в ходе строительных работ и под воздействием уже функцио-нирующего сооружения его верхняя граница поднимается, часто вплотную приближаясь к поверхности. Таким образом, малейшее проникновение в грунт, например при ремонте коммуникаций (которые при прокладке находились еще вне плывуна), может вызвать самые нежелательные последствия.
Строили и строить будем
Еще в древности строители встретились с оплывающими, насыщенными водой песками. А когда встала необходимость возводить каменные здания, всерьез задумались об укрощении плывунов. В Петербурге, который в самом полном смысле этих слов построен на болоте, дома устанавливали на мощные деревянные плоты, служившие для равномерного распределения нагрузки. Дерево не гнило за счет отсутствия доступа кислорода.
Время шло, строительные проекты становились масштабнее, а методы борьбы с плывунами — эффективнее. Особенно часто применять их на практике приходилось строителям метрополитена. При проходке туннелей, горных выработок традиционно использовались такие меры защиты, как специальные щиты, кессоны и замораживание.
Последний способ стал наиболее популярен, но и он не всегда себя оправдывал. Подтверждение тому — размыв в Петербургском метрополитене между станциями «Лесная» и «Площадь Мужества». Предпосылкой аварии стало ускоренное строительство к XXV партийному съезду перегона глубокого заложения, который должен был пройти в толще водоносных песков. Для быстрого прохода через плывун была применена технология замораживания грунта дорогостоящим криогенным оборудованием. В 1974 г. в еще строившийся тоннель хлынула вода. На поверхности появилась яма 400 на 200 м и глубиной 3 м. На Политехнической ул. вздыбился асфальт, полопались трамвайные рельсы, опасно накренились несколько зданий, пошли трещины, был разрушен административный корпус завода «Красный Октябрь». Тогда грунт удалось заморозить, однако в 1995 г. движение на участке пришлось закрыть на 9 лет — до ввода в эксплуатацию новых обходных тоннелей.
Впрочем, были и удачные примеры замораживания плывунов. Воистину беспрецедентным можно считать опыт строительства высотного здания Министерства путей сообщения на Красных Воротах в Москве. При проведении разведки грунта выяснилось, что часть будущего котлована занимает плывун, а часть — глина. Соответственно, край фундамента высотной части в процессе заморозки должен был приподняться.
А противоположный край под действием веса стальных и бетонных конструкций дать осадку. После проведения контрольных расчетов проектировщики приняли решение вести монтаж здания с отклонением от вертикали с таким расчетом, чтобы после оттаивания грунта оно приняло нормальное положение. При этом для каждого яруса были определены свои отклонения от вертикали. В результате после усадки фундамента каркас избавился от первоначального наклона, получив лишь незначительный крен в противоположную сторону.
Здание МГУ тоже стоит на плывунах. При его строительстве расположенные под фундаментом мощные морозильные установки удерживали плывуны в стабильном состоянии. Кроме того, здание возводилось на принципиально новом коробчатом фундаменте, который «приспосабливается» к поведению грунта: опускается или поднимается в зависимости от того, в каком месте прорываются плывуны. Здесь и прямая экономия: не надо заливать бетоном гигантский котлован, как это делали американцы при строительстве своих небоскребов.
Однако примеров потери контроля над плывунами, к сожалению, очень много. Только в Петербурге насчитывается с десяток крупных скандальных объектов. Яма у Московского вокзала, на месте которой к маю 2010 г. планируется возвести торгово-развлекательный комплекс, вторая сцена Мариинского театра, дома на Невском пр., Колокольной ул...
Вообще, по мнению экспертов, Санкт-Петербург нуждается в программе «Усиление оснований», то есть слабых грунтов, причем такой же масштабной, как программа реставрации фасадов.
Москва плывущая
Но с проблемой плывунов сталкивается не только Петербург. Все чаще в прессе стали раздаваться тревожные голоса, опасающиеся, что в скором времени столица начнет медленно уходить под землю. Специалисты оценивают участки в южном конце Гоголевского бульвара как готовые к обрушению в подземные пустоты, называют чреватыми серьезными авариями плывуны возле Нового Арбата и Большой Дмитровки, указывают на риск горизонтальных разрывов в Филевском парке, вокруг которого идет активная застройка. Популярный сайт Аpartment.Ru предоставляет общественному вниманию список потенциально опасных московских районов, где нежелательно покупать жилье.
«Плывун» для москвичей — хорошо знакомое понятие. Еще в 60-х на Хорошевском шоссе начали появляться воронки и провалы, в которые сразу же угодило несколько новостроек. Пустоты под этим районом — следствие постоянного осушения подземных водоемов. Существует весьма интересная информация о том, что общее число скважин, пронизывающих Москву по всей территории, может достигать 900 тыс. Следует иметь в виду, что Москва-река, проходя через город, как минимум треть своих вод проводит под землей. Естественно, что все они скапливаются в имеющихся подземных резервуарах, карстовых и искусственных, попадая и в плейстоценовые пески. А это — хорошее условие для образования плывунов.
Свежо в памяти москвичей ЧП 2001 г., когда при прокладке коллектора разрушился дом на Малой Дмитровке. По улице Авиационной (северо-запад Москвы) на берегу Москва-реки еще в 90-х началось строительство жилого комплекса «Алые паруса» высотой более 190 м. Мощный бетонный фундамент объекта перекрыл естественные пути грунтовых вод, наполнявших Строгинскую пойму. Каковы будут последствия этого строительства — неизвестно.
Лечение или профилактика?
Мало кто из жителей Ульяновского проспекта в Красноярске знает, что их микрорайон стоит на плывуне, что в свое время (почти 20 лет назад) вызывало серьезные опасения за надежность эксплуатации зданий. В настоящее время фундаменты домов укреплены, и плывун не представляет никакой опасности. Ситуация в московских Черемушках развивалась по аналогичному сценарию. На сегодняшний день существует достаточно методик, позволяющих для каждого конкретного случая выбрать свою стратегию борьбы с плывуном. Прежде всего необходимо помнить, что плывун бывает как истинный, так и ложный (по классификации советского ученого А. Ф. Лебедева). Так, плывун, имеющий коллоидные частицы размером менее 0,001 мм, по сути выполняющие роль смазки, называют истинным, а плывун, свойства которого проявляются только при значительном гидродинамическом давлении фильтрующейся через него воды, — ложным. Истинный плывун подвергается сильному пучению при промерзании, слабо фильтрует воду, при высыхании приобретает связность, в его образовании большую роль играют микроорганизмы. Так как истинные плывуны плохо отдают воду, при их осушении применяют вакуумирование и электродренаж; для осушения же ложных плывунов используют иглофильтры и трубчатые колодцы.
Для борьбы с плывунами при строительстве крупных объектов сегодня популярен метод «стена в грунте». Именно он будет использован в процессе возведения второй сцены Мариинского театра в Петербурге. Для успешной реализации долгоиграющего проекта строителям придется пробурить на площадке 2278 скважин и зацементировать 2190 из них. Это позволит поддерживать как сам котлован, так и здания вокруг стройплощадки.
Самое главное — не забывать, что если в одних местах можно строить и стоэтажные здания, то в других даже строительство девятиэтажек уже становится опасной затеей. Успех любого предприятия заключается в его тщательной подготовке. Поэтому перед началом строительства необходимо проводить грамотное геологическое обследование участка методом ССП. Поскольку плывуны контролируются зонами тектонических нарушений, то именно их и следует картировать. Эффективность такого прогноза влияния строительных работ на уже построенные дома проверялась многократно. Так, если под домом проходит зона тектонических нарушений, то можно быть уверенным, что ведение строительных работ на продолжении этой зоны вызовет выпуск плывуна.
fsr-stroy.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
Фундамент на плывуне: какой лучше выбрать, устройство
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.
↑Особенности процесса возведения основания на плывунах
Сооружая фундамент на песчаном грунте пылевого типа (плывуне), необходимо руководствоваться следующими правилами обустройства:
- Во-первых, земляные работы на плывунах придется организовывать без использования тяжелой строительной техники. Именно поэтому ленточный тип фундамента, для обустройства которого придется рыть довольно габаритную траншею, является менее популярным способом обустройства оснований, чем монолитный или свайный варианты, не требующие объемных земляных работ.
Во-вторых, в конструкции любого варианта фундамента придется использовать усиленный арматурный каркас. Ведь плывуны относятся к пучинистым грунтам. И совершенно не важно, на какой глубине они залегают – последствия сезонной деформации почвы будут ощутимы в любом случае. Поэтому фундамент должен быть усилен максимально. Иначе он лопнет, тем самым спровоцировав разрушение всего строения.- В-третьих, ширина фундамента должна быть максимальной. То есть, лучшим вариантом основания является монолитная плита – ширина фундамента, в данном случае, совпадает с габаритами его периметра. Ленточные фундаменты строятся с учетом увеличенной толщины ленты. Только такая конструкция позволит оптимизировать силу давления строения на почву, которая обратно пропорциональна площади соприкосновения основания с грунтом.
- В-четвертых, строительство фундаментов ленточного типа необходимо организовывать на площадках, оснащенных системой дренажа. Причем дренажные траншеи и колодцы следует обустраивать над уровнем залегания плывуна. Иначе они будут заполнены влагой из насыщенных водой горизонтов.
- В-пятых, при строительстве фундамента на неустойчивом грунте необходимо очень внимательно следить за процессом земляных работ. Поскольку малейший прокол на границе глубины залегания сложного грунта провоцирует смещение слоев почвы в самом плывуне. Поэтому все траншеи, как самого фундамента, так и инженерных коммуникаций, прокладывают над уровнем залегания проблемного грунта.
- В-шестых, любой фундамент, за исключением свайного варианта, обустраивается на 30-40 сантиметровой подушке, состоящей из песчано-гравиевой смеси. Причем эта подушка укладывается на дно котлована, поверх гидроизолирующего слоя или пленки с односторонней проницаемостью.
- В-седьмых, вокруг готового основания необходимо обустроить широкую отмостку, защищающую грунт под фундаментом от увлажнения дождевой и талой водой.
opalubok.ru
Меры борьбы с суффозией
1. Предотвращение поступления воды в грунт путем регулирования поверхностного стока.
2. Устройство подземных дренажей.
3. Противофильтрационные защитные завесы.
4. Уничтожение полостей силикатизацией, цементацией и т.д.
Плывуны
Плывунами называется насыщенный водой грунт, который при вскрытии его приобретает свойства текучего тела. Такими свойствами могут обладать пески, глинистые пески, супеси, т.е. плывуны – это не какой-то определенный тип грунта, а его особое состояние при насыщении водой.
Плывуны осложняют проходку котлованов, горных выработок, ведение строительных работ, из-за того, что происходит заиливание этих выемок.
Пример – строительство лыжного трамплина на Ленинских горах в Москве, когда уже после строительства трамплина надо было провести уполаживание откоса в нижней части. После вскрытия плывунных песков они устремились в выемку с большой скоростью, полностью залив экскаватор.
Очень часто плывуны приходят в движение от вибрации.
Причины образования плывунов.
По причинам образования плывуны подразделяются на ложные и истинные.
Ложные плывуны образуются при наличии гидродинамического давления воды, которое взвешивает мелкие частицы.
Такие плывуны можно наблюдать, например, там, где грунтовые воды выходят на поверхность в виде родников.
Ложные плывуны хорошо отдают воду, а при снижении напорного градиента переходят в устойчивое состояние.
Истинные плывуны обусловлены наличием в них коллоидных частиц и микроорганизмов – особых бактерий. Обычно представлены они глинистыми песками, супесями с низким коэффициентом фильтрации. Их характерной особенностью является слабая водоотдача, а при высыхании они образуют сцементированные массы.
Меры борьбы с плывунами
Борьба с плывунами – довольно сложное дело, особенно для истинных плывунов.
Для борьбы с ложными плывунами используются следующие методы:
1. Искусственное осушение плывунных грунтов с помощью дренажа.
2. Крепление стенок котлована шпунтовыми ограждениями.
3. Закрепление плывунов силикатизацией, цементацией, замораживанием и т.д.
4. Применение сжатого воздуха для создания давления, уравновешивающего давление воды. Обычно при проходке тоннелей, сооружении мостовых опор и т.д.
Для истинных плывунов водопонижение неприменимо из-за низкого коэффициента фильтрации. По этой причине невозможно применение силикатизации и цементации.
Для борьбы с истинными плывунами используется либо шпунтовое ограждение, либо замораживание.
Подтопление
Подтоплением называется процесс подъема грунтовых вод выше отметки наиболее заглубленных частей здания.
Причин развития этого процесса довольно много, но в городах наиболее важной причиной являются утечки из водопроводной и канализационной сетей.
На территории Волгоградской агломерации, например, уровень грунтовых вод поднимается со скоростью до 1 м в год.
Влияние подтопления на условия строительства:
1. Уменьшение прочности и увеличение сжимаемости глинистых грунтов – расчетные характеристики уменьшаются в 1,5-2 раза. В результате – аварии.
2. Агрессивное воздействие грунтовых вод на бетон и металл и их разрушение.
3. Затопление подвалов и подземных коммуникаций.
4. Просадка и набухание, оползни.
studfiles.net
возможные варианты и меры безопасности
Возведение фундамента на плывуне является сложным процессом, так как здесь приходится учитывать специфику глубинного залегания почвенных слоев, перенасыщенных влагой. Необходимо проектировать строительные работы таким образом, чтобы не нарушить крайне неустойчивые образования.
Виды и особенности плывунов
В основе даннной особой разновидности почвы – вода и мелкозернистый песок, эта плавучая масса (что и обуславливает название) не приспособлена для больших нагрузок. Если неправильно спроектировать фундамент, дом может изрядно просесть. Встречаются плывуны истинные и ложные.
Истинного происхождения
Такой грунт состоит из суглинка, глинистого песка, супесей, он проявляет высокие гидрофобные свойства. Почва быстро и обильно впитывает воду, частицы характеризуются молекулярным взаимодействием. Плывуны можно узнать по специфической пленке, имеющей минимальную степень очистки. Для определения сущности почвы можно использовать внешние признаки: на дне скважины появляется «цементное молочко», когда оттуда извлекают пробу, последняя моментально расплывается. Чтобы в точности удостовериться в наличии на участке подобной почвы, пробу необходимо исследовать в лаборатории.
Как выглядит плывунЯма, вырытая на такой территории, быстро заполнится водой, притом жидкость будет иметь красноватый оттенок. По мере высыхания в ней образуется плотная, тягучая масса. Подобная плавающая прослойка может стать причиной усложнения монтажных работ, так как в процессе строительства почва способна проникнуть в любые углубления. В таких условиях труднее сформировать закрытый контур.
Ложного происхождения
Основным компонентом в данном случае служит гравиевый песок. Образования не столь опасны, как в предыдущем случае, так как в составе не присутствуют крепкие молекулярные связи. Жидкость, появляющаяся на дне, обычно светлая, она быстро испаряется, в результате формируется рыхловатая масса.
Типы допустимых фундаментов для плывунов
В подобных непростых условиях специалисты проектируют ленточные, плитные и свайные основания. Каждая из разновидностей целесообразна в конкретных ситуациях, которые будут рассмотрены далее.
Ленточный
Если плывун находится не глубже 1,5 м в грунте слабопучинистого типа, оптимальным решением станет мелкозаглубленный ленточный фундамент. В том случае, когда в проекте здания предусмотрен полноценный подвал, цоколь обустраивают таким образом, чтобы он возвышался над уровнем земли (здесь нельзя погружать дополнительные конструкции в почву).
Плитный
Такое основание целесообразно на влажном и пучинистом участке, если неустойчивый слой находится достаточно глубоко. Расходы на материалы и монтажные работы в случае с плитным фундаментом будут существенно выше, по сравнению с ленточным. Но подобное решение характеризуется высокой устойчивостью и впечатляющими эксплуатационными возможностями.
Второе название строительной методики – плавающее основание. Во время заморозков и пучения почвы такой фундамент выдерживает серьезные нагрузки, так как способен смещаться вместе со строением, не приводя к повреждению последнего.
Свайный
Если плывун находится близко к поверхности, единственный безопасный выход – установка свайного фундамента. Этот вариант будет уместен только в том случае, если под водонасыщенной прослойкой имеется плотный устойчивый пласт. Условия соответствуют влажным пылеватым супесям, их крайне сложно осушить, поэтому легче установить сваи.
Свайный фундамент на плывунеПреимущества решения:
- универсальность – возможность применения во всех типах почвы;
- возможность организации работ без привязки к погодным условиям;
- высокие несущие характеристики;
- ограниченный список необходимых земляных работ.
По сравнению с ленточным фундаментом, себестоимость свайного почти вдвое ниже.
Как сделать фундамент на плывуне: технологии и правила
Инструкция по возведению полностью зависит от выбранного типа основания, в связи с чем стоит привести подробное руководство относительно каждого варианта.
Строительство ленточного фундамента
После исследования участка составляют чертежи будущей конструкции, в которых указывают толщину, габариты сегментов, особенности заливки. Участок очищают от мусора и растительности, выравнивают, закладывают на нем котлован.
Чтобы предотвратить капиллярный подъем воды снизу, вводят систему горизонтального дренажа. Максимально допустимая глубина котлована – 70 см, на дне создают щебеночную подушку, сверху ее покрывают крупнозернистым песком, увлажняя и трамбуя его.
Высота опалубки должна соответствовать будущему цоколю, ее изготавливают из металла, ламинированных досок либо пластика, удобнее всего использовать разборные вариации. Полость заполняют рубероидом или гидроизоляционной пленкой, выполняют армирование.
Ленточный фундамент на плывунеДля заливки необходим высококачественный бетон, при его введении используют вибраторы, чтобы избавиться от воздушных пузырей. Поверхность выравнивают и оставляют для загустения минимум на 26 дней. Фундамент необходимо закрыть пленкой, чтобы предотвратить разрушительное воздействие солнца и атмосферных осадков.
Когда бетон высохнет, можно приступать к гидроизоляционным и утеплительным мероприятиям. Далее котлован засыпают песчаным грунтом.
Технология создания плитного фундамента
Чертеж конструкции составляется с учетом специфики участка. Рассчитываются толщина и размер оптимальной плиты, способ и место ее размещения. Рабочую зону расчищают, выравнивают и засыпают 50-сантиметровым слоем щебня. Заготовку тщательно трамбуют и пропитывают водой. Площадку размечают с помощью шнура и кольев.
Прокладывают поземные участки канализационных и водопроводных коммуникаций. До заливки основания выполняют все теплоизоляционные и гидроизоляционные мероприятия. Подсыпку, состоящую из пенополистирола и утеплителя, укладывают на заготовку, ее покрывают рулонной гидроизоляцией.
Опалубку формируют из панельных щитов либо досок высотой не менее 50 см. Материал должен быть прочным, способным выдержать большую нагрузку из-за веса бетона. Подготовленную поверхность застилают полиэтиленом так, чтобы стыки можно было зафиксировать с помощью скотча. Благодаря пленке бетонный раствор останется внутри опалубки, не вытечет. Такая плита в случае пучения грунта будет подвижной.
Плитный фундамент на плывунеАрмирование выполняют с помощью рифленых прутьев, диаметр которых находится в пределах 1,2-1,6 см. Материал укладывают в виде сетки, зоны стыков укрепляют с помощью проволоки. Арматуру укладывают на пластиковые направляющие, она должна полностью погрузиться в раствор.
Опалубку заполняют бетоном, после выравнивания воздействуют на нее вибратором. Правило поможет расправить поверхность. Если погода сухая и теплая, раствор будет высыхать в течение 3-4 недель, в холодных условиях понадобится до 6 недель. Чтобы предотвратить намокание, фундамент укрывают полиэтиленом.
Свайный фундамент на плывуне
С участка удаляют верхний слой примерно на 10 см, на нем создают разметку в соответствии с составленным ранее чертежом. В зависимости от типа плывуна, будущего веса и габаритов здания рассчитывают оптимальное количество вводимых свай.
Специалисты предлагают использовать металлические либо бетонные конструкции, чаще всего применяется первый вариант. Установка металлических свай проще, имеет меньшую себестоимость, притом их эффективность и надежность не уступает бетонным. Стальные сваи монтируются без привлечения спецтехники, все манипуляции можно выполнить за пару дней.
Винтовые модификации не нуждаются в предварительном бурении, в процессе их ввинчивания в почву нет риска затопления, здесь не понадобится откачка воды. Все точки внедрения прописываются в чертеже, особое внимание уделяется угловым зонам, участкам, образующим пересечение стен, несущим конструкциям.
Ввинчивание стальных вариаций могут осуществить 2 рабочих с помощью специального поворотного рычага. В процессе постоянно контролируется ровность введения. Бетонные сваи подразумевают применение техники.
После того, как будет достигнут твердый слой, сваю погружают еще на 1 метр. По мере необходимости можно осуществить наращивание конструкции. Для удаления излишков понадобится болгарка. Для введенных свай на конечном этапе обустраивают обвязку.
Меры предосторожности при работе с плывунами
При случайном повреждении водонасыщенного пласта велик риск его прорыва, в этом случае вероятно затопление котлована. Сущность плывуна напоминает воздушный шарик, в который залили воду – в герметичном виде изделие не опасно, но во время разрыва поток невозможно контролировать.
Чтобы свести к минимуму неблагоприятные последствия, необходимо придерживаться рекомендаций профессионалов:
- укрепить с помощью деревянных щитов откосы траншей и котлованов;
- поручить одному из работников отслеживание с возвышения всех этапов работы на площадке, чтобы он в случае чрезвычайной ситуации мог предпринять экстренные меры;
- в удобном месте установить лестницу, которая позволит быстро подняться на поверхность, если возникнет разрыв.
Чтобы предотвратить появление проблем впоследствии необходимо тщательно исследовать застраиваемый участок. Профессиональное изучение поможет раскрыть грунтовые условия, на основе полученной информации выбирают экономически оправданный и безопасный алгоритм строительства.
Способы борьбы с плывунами
Чтобы построить фундамент дома на плывуне, нужно выбрать оптимальную из трех методик:
- формирование ограждений из шпунтовых стен;
- фиксация зоны залегания неустойчивого грунта;
- искусственное осушение.
В последнем случае организуется открытая откачка воды. Если пласт находится на глубине не более 600 см, лучше взять на вооружение иглофильтры, если уровень залегания ниже, понадобятся электродренажные аппараты.
Шпунтовые стенки способны перекрыть слой плывуна, они создают давление, ведущее к сдерживанию нагрузки. Шпунтованную доску вводят в почву до 10 м, если использовать металлическую продукцию, ее можно поместить до отметки 35 м. Этот способ нельзя использовать, если возле плывуна есть плотные слои грунта.
Фиксацию плывуна можно организовать тремя методами – замораживанием, силикатизацией либо цементацией. Наиболее эффективна силикатизация – в этом случае в почву закачивают жидкое стекло, что способствует увеличению прочности основания, ликвидации подвижности грунта. Замораживание крайне ненадежно, даже после воздействия мощных холодильных установок плывун в скором времени оттаивает.
Обязательный шаг – создание полноценной дренажной системы, залегающей ниже проблемного уровня. Плывун состоит из объединенных водой мелких частиц, дренаж способствует осушению этого участка, структура грунта обретает прочность. Во время эксплуатации строения важно периодически ревизировать систему – это ключевая мера безопасности.
Если плывун находится ниже уровня промерзания грунта, допустима установка ленточного монолитного основания с мелкой закладкой, здесь обязательным элементом станет гравийная засыпка. Если плывун расположен ниже 50 см от поверхности и имеет незначительную толщину, можно установить свайный фундамент (под водоносным слоем должна быть твердая почва).
stroypomochnik.ru
Возводим фундамент на плывунах. Сложности при устройстве фундамента своими руками
Строительство дома на плывунах - сложный процесс. Плывун - это соединение почвы с водой, локализованное на определенной глубине. При необходимости возведения фундамента, возникает ряд вопросов, о том как не нарушить это образование. Ознакомьтесь с вариантами фундамента на плывунах и технологией их сооружения.
Оглавление:
- Дом на плывунах своими руками: особенности и виды плывунов
- Строительство фундамента на плывунах своими руками: как бороться с плывунами
- Варианты фундамента на плывунах: мелкозаглубленный ленточный фундамент своими руками
- Какой фундамент делать на плывуне: технология возведения плитного фундамента
- Сложности возведения фундамента на плывунах: свайный фундамент на плывунах своими руками
Дом на плывунах своими руками: особенности и виды плывунов
Тепловой плывун это разновидность почвы, основа которого содержит песок мелкозернистого типа и большое количество воды. Так как эта масса достаточно плавучая, она не выдерживает большую нагрузку, а это отрицательно сказывается на строительном процессе.
Неправильно построенный дом, может просто затянуть под землю, причем со стенами. Поэтому, к возведению здания на плывунах следует отнестись с огромной ответственностью.
В соотношении с типом почвы, выделяют несколько видов плывунов, каждый из которых имеет индивидуальные характеристики и особенности. Плывуны бывают:
- истинного происхождения - в виде глинистого песка, суглинка или супесей;
- ложного происхождения - в виде гравиевого песка.
Первый вариант отличается высокими гидрофобными характеристиками. Такая почва хорошо впитывает воду, имеет молекулярное взаимодействие между частицами. Плавунное состояние образует специальную пленку с минимальным коэффициентом очистки. Истинный состав определяется наружными признаками. Дно скважины залито “цементным молочком”, при взятии почвы со дна плывуна, она моментально расплывается. Для определения плывунов на участке, почва сдается в лабораторию.
Если вырыть яму на участке, то она моментально заполнится водой красного оттенка. После высыхания, создается довольно плотная по консистенции масса. Плавающая прослойка придает сложности при проведении монтажных работ, почва, во время строительства заполняет любые углубления. Довольно тяжело создать закрытый контур.
Ложные плывуны менее опасны, их состав не имеет насколько крепких молекулярных связей. Вода на дне плывуна светлая, и легко испаряется из почвы. После высыхания образуется масса со слегка рыхлой структурой. Перед строительством дома на плывуне, определитесь с содержанием почвы и видом плывущей земли в лаборатории.
Строительство фундамента на плывунах своими руками: как бороться с плывунами
К борьбе с плывунами подходите с особой ответственностью, начинайте этот процесс уже после определения типа плывуна. Выделяют три варианта устранения негативных последствий плывунов:
- искусственное осушение;
- создание ограждения с помощью шпунтовых стен;
- фиксация плывуна на почве.
Первый вариант подразумевает открытую откачку воды с плывуна. При необходимости осушения земли глубиной до 600 см, рекомендуем воспользоваться иглофильтрами. При большей глубине орошения, специалисты используют специальные электро дренажные приспособления.
Шпунтовые стенки перерезают слой плывуна. Таким образом, создается определенное давление и возможность выдерживать нагрузку. Деревянную шпунтованную доску забивают на глубину до 10 м, а металлические варианты подходят для глубины до 35 метров. Этот метод не работает при наличии плотных грунтов между плывуном.
Фиксация плывуна на участке выполняется тремя способами:
- замораживанием;
- цементацией;
- силикатизацией.
Первый вариант достаточно ненадежный. Для его выполнения используют специальные морозильные установки, однако, при высокой температуре плывун все равно оттаивает.
Силикатиция отличается высокой эффективностью и подразумевает закачивание во внутрь почвы жидкое стекло. Подходит для ложных плывунов. Предотвращает подвижки грунта и улучшает прочность основания.
При истинном плывуне актуальны только такие методы борьбы:
- электрохимический;
- замораживание;
- оградительный метод.
При рытье котлована или траншеи на участке, в обязательном порядке выполняют укрепление их стенок.
Кроме того, в процессе борьбы с плывунами, обустраивают дренажную систему, которая находится ниже уровня заложения почвы. Плывун содержит мелкие пылеватые частицы, соединенные с водой, с помощью качественного дренажа, выполняется его осушение, структура становится прочной и грунт выдерживает нагрузку. Однако, при эксплуатации здания, периодическая ревизия дренажной системы - обязательный процесс.
При расположении плывуна ниже промерзания почвы, возможен вариант монолитного ленточного фундамента мелкого заложения с обязательным присутствием гравийной засыпки.
Если глубина заложения плывуна составляет более 50 см, при этом, толщина небольшая, а под них находится твердая почва, то рекомендуем остановиться на свайном варианте фундамента.
Варианты фундамента на плывунах: мелкозаглубленный ленточный фундамент своими руками
При заложении плывуна до 150 см на слабопучинистой почве рекомендуем остановиться на мелкозаглубленном ленточном фундаменте. Если в доме будет сооружаться подвал, то цоколь поднимается над почвой, но ни в коем случае не заглубляется во внутрь земли.
Инструкция по сооружения мелкозаглубленного фундамента:
1. Проведите исследование почвы на определения типа плывуна на участке. Создайте чертежи фундамента, в них указан его размер, толщина, способ заливки.
2. Подготовьте участок к работе. Удалите растительность и мусор, выровняйте поверхность, сделайте котлован, согласно размерам фундамента.
3. Обустройте горизонтальный дренаж, во избежание капиллярного подъема влаги из нижних слоев грунта. Глубина котлована под фундамент не должна превышать 70 см. На дне котлована установите подушку из щебня, далее засыпьте песок крупнозернистой фракции. Тщательно утрамбуйте основание специальным инструментом, постепенно увлажняя его.
4. На высоте цокольной части строения, соорудите опалубку. Для ее изготовления используйте ламинированную доску, металл или пластик. Рекомендуем остановиться на разборном варианте. Ровность монтажа опалубки проверьте уровнем. Во внутрь опалубки положите гидроизоляционную пленку или рубероид - данные материалы обеспечивают дополнительную гидроизоляцию фундамента на плывунах и предотвращают утечку бетонного молочка при заливке.
5. Далее в соотношении с ранее проведенными расчетами и чертежами, выполняется армирование. Для этого используют специальную сварную и антикоррозийную арматуру. Количество элементов определяется индивидуально и зависит от общего размера и веса дома.
6. Следующий этап - заливка мелкозаглубленного фундамента. Для работы потребуется бетонный раствор высокого качества минимум Марки 300. Для удаления воздушных пузырей из бетона и для улучшения сцепления его с поверхностью используют специальное оборудование в виде вибратора по бетону.
7. Далее необходимо выровнять поверхность обычной доской или специальными приспособлениями. Время созревания бетонного состава составляет минимум 26 дней. На протяжении этого времени фундамент укрывается пленкой, во избежание попадания осадков на его поверхность и защищается от солнечного излучения.
8. После высыхания бетонного состава следует процесс гидроизоляции и утепления фундамента. Далее следует обратная засыпка котлована песчаным грунтом.
Какой фундамент делать на плывуне: технология возведения плитного фундамента
Плитный фундамент используется в том случае, если плывун залегает глубоко на пучинистой и влажной почве. Стоимость возведения плитного фундамента в несколько раз выше, чем ленточного. Однако, данный вариант отличается большей стойкостью и хорошими эксплуатационными характеристиками.
Плитный фундамент еще называется плавающим, он выдерживает большие по нагрузке здания, а при пучении почвы или морозах, смещается непосредственно со всем домом, не повреждая его.
Инструкция по сооружению плитного фундамента на плывуне:
1. В соотношении с типом почвы создайте чертежи фундамента на плывунах. В них определяется размер и толщина плиты, место ее расположения, способ заливки и другие индивидуальные особенности строения.
2. Разровняйте площадку, удалите мусор и растительность. Засыпьте ее щебнем минимум на 50 см, плотно утрамбуйте и залейте водой. Сделайте разметку территории, используя колышки и шнур.
3. Проложите подземные коммуникации в виде водопровода и канализации. Гидроизоляция и теплоизоляция фундамента выполняются до его заливки. Для этого, подсыпка из утеплителя и пенополистирол укладывают на поверхность, далее следует гидроизоляционная прослойка в виде рубероида или другого рулонного материала.
4. Для изготовления опалубки плитного фундамента используйте доски или панельный щит, высотой около 50 см. Следите за прочностью опалубки, так как бетон довольно тяжелый по весу и оказывает большую нагрузку на основание.
5. Подготовленная поверхность, в обязательном порядке застилается полиэтиленовой пленкой, стыки между материалов проклейте с помощью обычного скотча. Пленка предотвратит вытекание бетонного раствора и сделает плиту подвижной, при пучении грунта.
6. Для армирования плитного фундамента используют рифленый пруток диаметром 1,2-1,6 см. Укладка материала производится в форме сетки, с интервалом 15 см. В местах пересечения прутьев, для связки используют проволоку. Укладка арматуры выполняется поверх пластиковых направляющих, материал должен полностью утонуть в бетонном растворе.
7. Приготовьте бетонный раствор. Для этих целей используется специализированная спецтехника или готовый заводской бетон. Так как объем работы очень обширный, обычная бетономешалка не подойдет.
8. В ранее подготовленную опалубку залейте бетонный раствор, выровняйте его и обработайте специальным вибратором. Для разглаживания используйте правило. Время высыхания бетона составляет около 3-4 недель в сухую и теплую погоду и 5-6 недель в холодную. Рекомендуется укрыть фундамент полиэтиленовой пленкой, во избежание его намокания.
Сложности возведения фундамента на плывунах: свайный фундамент на плывунах своими руками
При близком расположении плывуна к поверхности, рекомендуем остановиться на свайном фундаменте. Данный вариант актуален в том случае, если под плывунами находится мощная, устойчивая почва.
Данная ситуация характерна на влажных пылеватых супесях, где осушить плывун не удается и единственным вариантом остается монтаж свай. Среди преимуществ металлического свайного фундамента отметим:
- подходит под любой тип почвы;
- отличается минимальным количеством земляных работ;
- возводится в любое время года;
- стоимость возведения почти в половину меньше, чем у ленточного фундамента;
- отличается высокими несущими способностями.
Инструкция по сооружению свайного фундамента на плывунах своими руками:
1. Очистите участок от верхнего слоя почвы на 10-12 см. Проведите разметку в соотношении с ранее составленными чертежами. Количество свай определяется индивидуально зависит от общего веса здания, его размера и типа плывуна, расположенного в почве.
2. Возможен вариант использования бетонных или металлических свай. Рекомендуем остановиться на втором варианте. Данный способ менее трудоемкий, доступный по стоимости и не уступает по эффективности бетонным сваям. Для монтажа стальных свай не требуется специальная техника, а работа выполняется за 1-2 дня.
3. Винтовые сваи - идеальный вариант. Данные приспособления не требуют предварительного бурения. Они устанавливаются и ввинчиваются в почву. Поэтому, риск затопления скважины и откачки воды отсутствует.
4. Места установка свай определяются в чертеже, обязательными являются угловые участки, места пересечения стен, а также с интервалом в 200 см между стенами несущего назначения.
5. Для завинчивания металлических свай потребуется минимум два человека. Специальная конструкция отличается рычагом, который необходимо поворачивать при завинчивании. Обязательно проверяйте ровность конструкции. Не разрешается вынимать сваю из почвы и ввинчивать ее еще раз в том же месте.
6. Для монтажа бетонных свай, потребуется специализированное оборудование. Предварительно под них сооружают скважины.
7. После достижения твердого грунта, свая углубляется в него минимум на 100 см. При необходимости, выполняется наращивание металлической сваи. Для удаления излишков фундамента, используют болгарку, а затем обустраивают обвязку металлическими конструкциями.
Выполняя любые земляные работы необходимо придерживаться техники безопасности. При повреждении целостности плывуна, котлован затопляется на протяжении нескольких секунд. Кроме того, выбраться из данной массы достаточно сложно. Поэтому, при работе обязательно укрепляйте стены котлована деревянными досками, при большой глубине котлована, установите лестницу, для быстрого подъема к верху. Все работы проводите минимум с одним, а лучше с двумя, тремя людьми.
Фундамент на плывунах видео:
strport.ru
