Ремонт стены в грунте от плывуна. Плывуны в качестве оснований: российский опыт. Свайный фундамент с ростверком на плывуне

На участках, где преимущественно песчаный грунт, либо когда-то была река или озеро, на заболоченной местности застройщика может ожидать неприятный сюрприз – наличие в толще грунта плывуна. Плывуном называют песок или супесь, насыщенные водой. Проблема в том, что он отличается текучестью, разжижается под нагрузкой. Какой фундамент строить на плывуне, на что обратить внимание в такой ситуации – обо всем этом мы поговорим в данной статье.

Строительство фундамента дома на плывуне

Несмотря на то, что песок часто используют в качестве материала для подушки (о песчаной подушке читайте ), его наличие в грунте может негативно сказываться на фундаменте. Все зависит от размера частиц-песчинок. Как вы знаете, пески по фракции бывают не только крупными и средними, но встречаются также мелкие и пылеватые. Последние как раз и представляют опасность при их наличии в грунте на строительной площадке. Дело в том, что при насыщении водой они приобретают свойство текучести, что негативно сказывается на несущей способности такого грунта. Ситуацию усугубляют примеси глины, которые обычно имеются в составе плывунов. Учитывая низкое значение сопротивления влажного песчано-пылеватого грунта (см. в таблице ниже), недопустимо расположение подошвы фундамента на плывуне.

Как узнать, что в мы имеем дело с плывуном

Без геологических исследований не обойтись. Лучше всего еще перед началом строительства заказать инженерно-геологические изыскания в профессиональной фирме. Но если вы решили делать фундамент своими руками, то и на подобных услугах можно сэкономить:

• если ваши соседи по участку уже построили дом, велика вероятность, что у них имеется необходимая информация по грунту. Самый простой вариант – спросить у них;
• самостоятельное исследование грунта под будущим пятном застройки сводится к выкапыванию шурфа на глубину не ниже ГПГ либо бурение скважин. О наличии плывуна будет свидетельствовать оползание стенок шурфа, заполнение скважины пастообразной смесью «жидкого песка»;
• если при исследованиях почвы обнаружен плывун, самостоятельно узнать толщину пласта текучего грунта практически невозможно. Т.е. рассматривая в качестве основы дома фундамент на винтовых сваях или столбчатое основание, заглубленное ниже плывуна, придется раскошеливаться на профессиональные услуги

Варианты фундаментов

В целом, если речь идет о строительстве дома на участке с плывуном, в качестве его фундамента можно рассматривать едва ли не все типы – все зависит от конкретных условий:

• свайный фундамент с ростверком подходит в случаях, если известна толщина плывуна и она незначительна. В качестве опор можно использовать забивные железобетонные сваи или винтовые стальные изделия. Идея состоит в том, чтобы расположить подошву фундамента ниже залегания плывуна. Обвязка опор осуществляется ж/б ростверком;
• ленточный мелкозаглубленный фундамент можно применять в двух случаях: плывун находится на существенной глубине (больше 3 м) либо возможно устройство дренажной системы для фундамента. Последний вариант удобен на участке с уклоном – осушая плывун, мы просто нивелируем его негативные свойства;
• фундамент-плита чаще всего используется в случаях, когда нагрузка от дома значительна, а плывун находится недалеко от поверхности земли (1-2 м). В этих ситуациях экономия на устройстве вышеперечисленных типах оснований выглядит сомнительной, поэтому заливают именно плиту

Меры предосторожности при работе с плывунами

Представьте себе воздушный шарик, который наполнили водой и завязали. Как только вы проколите его, вода тут же хлынет наружу. Похожая ситуация и с плывунами: они ведут себя более-менее предсказуемо, пока находятся в толще грунта и доступ к ним ограничен вышележащими пластами. Стоит только проколоть «оболочку», текучий песок вырвется на свободу. Поэтому при разработке котлованов (или глубоких траншей) под фундамент, в местах, где возможно обнаружение плывунов, необходимо работать как минимум вдвоем: один занимается выемкой грунта, второй – контролирует процесс.

В целом, строительство фундамента на плывуне связано с теми же трудностями, которые имеют место при работе с любым другим пучинистым грунтом. Возводите ли вы фундамент на торфе , глине, суглинке или супеси – всегда нужно учитывать способность таких увлажненных грунтов вспучиваться на всю толщу по ГПГ. Поэтому предпочтение обычно отдается монолитным конструкциям, способным адекватно реагировать на местные нагрузки.

Давно хотел написать пост про плывун и наглядно на фотографиях и картинках показать, что это такое.

Итак на участке под землей с уровня где-то 3-3.5 метра и до глубины 10 метров расположен водонасыщенный песок — плывун.

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:

1. 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.
2. 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.
3. 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.

Фундамент на плывуне – это постройка на грунте, который обладает текучестью. Оттуда и слово «плывун». Такие участки земли очень непрочны и способны разжижаться при воздействии разных выработок.

Плывун имеет разнообразные примеси и насыщен влагой. Представляет собой грунт из песка или рыхлых горных пород – супесей.

Виды плывунов и плывунные свойства

В зависимости от того какой грунт, плывун так и проявляет плывунные свойства. Они обусловлены плотностью горной породы, величиной и формой частиц, минеральным и гранулометрическим составом.

Плавуны могут быть:

1. Истинными (глинистые пески, суглинки, супеси);
2. Псевдоплывунами или ложными (гравелистые пески).

В истинных плывунах глинистые частицы имеют высокие гидрофильные свойства. Эти почвы хорошо впитывают влагу, при этом характеризуются молекулярной интенсивностью взаимодействия. При плавунном состоянии около частичек образуется влажная пленка. Коэффициент фильтрации минимален (0,005 -0,0001 см/с).

Истинный состав можно иногда определить по внешним признакам. На дне скважины скапливается «цементное молоко». Земля, взятая со дна, расползается в лепешку. Есть и другой способ определения плавунной способности. Бурят водопесчаные пробки. Высокая пористость спровоцирует заполнение отверстий водой. Наиболее точно плавунные способности можно определить в лаборатории.

При истинной плавающей почве яма заполняется водой грязно-молочного цвета. Такую окраску ей придает глина. Когда они высыхают, глинистые частички склеиваются и создают очень прочную массу.

Плавающая прослойка очень усложняет монтажные работы при строительстве. Во время выработок прослойка земли старается заполнить пустое пространство. Создание закрытого контура очень тяжело. Если была бы такая возможность, отложение было бы прочным основанием. В случае выхода плавуна за площадь основания возникают провалы и оползни.

Открытый водоотлив проводить опасно, так как это может вызвать проседание почвы.

В ложных плывунах частицы гравия, а также песка не имеют структурные связи. Они переходят в разжиженное состояние от давления воды. Вода на дне будет светлой, слегка мутной. Ложные плывуны легко отдают воду. А когда высыхают, из них создается рыхлая масса.

Перед тем как сделать на плывуне дом, надо тщательно выяснить содержание грунта, чтобы узнать вид плывущей земли, а также его свойства.

Борьба с плывунами

Борьба с плавающей прослойкой – это сложный процесс, от которого не всегда получают положительный результат.

Методы борьбы с прослойкой:

1. Способ искусственного осушения;
2. Создание шпунтовыми стенами ограждений;
3. Преобразование физических свойств от закрепления плывуна.

Искусственное осушение производится открытой откачкой воды. Если необходимо осушить землю по глубину до 6 метров, применяют иглофильтры, а на глубину более 15 метров специальные детали, имеющие электродренаж.

При ограждении шпунтовыми стенами происходит перерезка ими всего слоя плывуна. Это позволяет провести через себя все давление. Деревянный шпунт забивается на глубину 5-9 м, а металлический – в глубину до 30 м. В случае наличия прослойки плотного грунта забить шпунт не получится.

Закрепление прослойки происходит при помощи цементации, замораживания и силикатизации.

Замораживание – ненадежный способ. При этом методе пользуются морозными погодными условиями или специальными установками.

Силикатизация является очень эффективным методом. Заключается он в качании жидкого стекла в почву.

При истинных непрочных слоях используют только следующие закрепления:

• Электрохимическое;
• Замораживание;
• Ограждение.

Плавунная земля чаще всего расположена на болотистых территориях. В таких местах тяжело проводить работы. Поэтому стенки укрепляются, когда роется котлован или траншея. Эти работы являются обязательными.

Виды фундаментов на плывуне

Глубина залегания и толщина непрочного слоя играют роль при выборе вида основы строительства.

Различают:

• ленточный фундамент на грунтах c прослойкой плывуна;
• свайный с ростверком;
• монолитный.

Мелкозаглубленная основа – наиболее часто применяемый вид при неглубоком залегании плавающей прослойки. Излишки воды отводятся при помощи дренажа. В ряде случаев используют уклон местности.

Для воздвижения тяжелых домов применяют монолитное основание. Толщина плиты рассчитывается в конкретном примере. Сущность этого способа заключается в постоянной заливке бетоном. В опалубке используют арматурные прутки для придания прочности конструкции.

Если плывун под фундаментом имеет небольшую ширину, то под строение применяют сваи.

При неглубоком залегании иногда применяют насыпной метод. На территорию привозят песок или гравий и засыпают площадку. Затем возводят строительство на этом основании.

Во время монтажных работ надо соблюдать технику безопасности. Прослойка может проявить себя непредсказуемо, как только будут нарушены пласты, которые сдерживали его.

Планирование фундамента

Исследовать землю можно самому. Для этого необходимо выкопать своими руками грунт или при помощи техники пробурить скважины. Если на дне в котловане появится кашеобразная смесь, и можно заметить, как оползают стенки, это будет означать о наличии в почве ползуна. За помощью можно обратиться к хозяевам, которые имеют дом поблизости и уже знают характеристики почвы.

Для определения точного состава отложения в почве придется обратиться к специализированным исследованиям. И только после этого можно начать укладывать фундамент дома на плывуне.

Роется котлован, извлекается грунт. Если котлован заполняется большим количеством воды, то её откачивают при помощи насосов. Если воды немного, то прибегают к дренажной системе.

Как только скважина высушена, необходимо сразу тонко забетонировать основание. Затем его покрывают дренирующим составом (щебень, отсев). После этих работ все бетонируют. Это предотвратит проседание грунта после возведения строения. В течение недели бетон затвердеет и можно приступать к гидроизоляции.

Фундамент для неглубокого плывуна

Если плывун залегает по небольшой глубине до 2 метров, то под строительство используют ленточный фундамент на плывуне.

Возведение основы происходит поэтапно:

• Подготовка основания. Расчистка поверхности почвы, рытьё, обустройство дренажной системы. Котлован роется на глубину до метра, потом засыпается дренажом. Все заливают водой, утрамбовывают;
• Укладывание опалубок высотой не более полуметра;
• Заливка бетоном. Затвердение его в течение месяца;
• Проведение работ по гидроизоляции, утеплению основания.

Для расчёта мелкозаглубленного основания надо знать деформацию и несущую способность земли.

Свайный фундамент с ростверком на плывуне

Такой фундамент дома на плывуне используется в тех территориальных районах, которые часто затапливаются. Свайный метод с ростверком позволит поднять строение на высоту до 3 метров от почвы. Поэтому во время паводка первые этажи не затопляются.

Существует буронабивной и забивной способ укладки. При забивном способе воронку пробивает строительный бур. В зависимости от нагрузок на здание рассчитывают необходимое количество столбов. Желательно между столбами выдержать расстояние до 1 метра.

На высоте более 2,5 метра укладывают ростверку. Ширина её не должна выходить за наружную стену более чем на 50 см. Ленту армируют, используя длинные пруты. Их размер должен перекрыть всю стену.

Свайный фундамент на плывуне очень надежен и долговечен. Его возводят также в неблагоприятных геологических районах, где есть оползни и карсты.

Особенности строительства на плывуне дома из пеноблоков

Часто дом строится из пористого искусственного камня. Постройка такого дома недорогая.

Фундамент на плывуне для дома из пеноблоков может быть ленточным и свайным. При непучинистом грунте укладывают мелкозаглубленное основание. Выбирают этот вид, чтобы снизить затраты на бетон. Важно чтобы вся поверхность, как ленточной основы, так и концы столбов находились на одной плоскости.

Блоки имеют пористую структуру, а при малейшем уклоне начнут трескаться. В зависимости от того, какой фундамент подойдёт, рассчитывается пропорция бетона. При бурении исследуют образцы земли с частотой 15 см. Бурение надо проводить в нескольких местах. Это позволит точнее определить расположение непрочных отложений в земле.

Плывуном, как известно, принято называть насыщенный водой грунт, способный свободно растекаться («оплывать») в толще земли. По своему составу это образование напоминает густую смесь с высокой степенью вязкости, состоящую из грунтовых вод, глины и песка. Подготовка фундамента на таком грунте потребует от исполнителя наличия определённых знаний и навыков в проведении земляных работ.

Перед принятием решения по будущему основанию строения необходимо тщательно обследовать состав почвы на участке предполагаемого строительства. Для проведения подобных изысканий лучше всего пригласить специалистов, что позволит вам избежать ошибок в расчетах. Помимо этого, всю необходимую информацию по фактическому составу почвы вы сможете получить у соседей по участку (желательно у тех, кто совсем недавно закончил строительство дома).

Что касается самостоятельной разведки участка, то вы можете исследовать грунт путём бурения скважины (при помощи имеющихся в вашем распоряжении подручных средств) или после его глубинного ручного вскрытия. При этом о наличии плывуна в шурфе будет свидетельствовать появление в отработке жидкой смеси глины и песка, а также сильное оползание его стенок и проседание отдельных участков земли. Кроме того, в ходе комплексного обследования вы должны получить все необходимые данные, касающиеся таких характеристик обустраиваемого участка, как:

• глубина промерзания насыщенного водой грунта;
• данные по залеганию грунтовых вод;
• толщина самого вышеупомянутого грунта (глубина его расположения).

Опираясь на эти данные, вы сможете выбрать тип основания, который соответствовал бы основным проектным требованиям. Из всех возможных вариантов самостоятельного обустройства реально осуществимыми представляются следующие виды опорных конструкций:

• ленточные основания (при глубине грунта не более 1,5 метра);
• опорные на основе железобетонных плит;
• ростверковые свайные основания.

Использование ленточного фундамента

При толщине плывуна менее 1,4 метра можно воспользоваться вариантом подготовки малозаглубленного ленточного основания. Для реализации этого проекта в первую очередь вам следует подготовить траншею глубиной порядка 0,6-0,7 метра, дно которой засыпается слоем щебня и песка (т.е. подготавливается так называемая «подушка»). Кроме того, вам необходимо будет вырыть дренажную канаву, располагающуюся рядом с будущим строением (на глубине чуть ниже подошвы последнего).

Для этого вам нужно будет подготовить еще одну траншею, прокладываемую параллельно основной. Дно дренажной канавы также закрывается подушкой из гравия и песка, на которую затем укладывается слой геотекстиля. Поверх материала размещаются сточные трубы, имеющие прямой выход к специальному инспекционному колодцу, обеспечивающему возможность проведения профилактических мероприятий. В завершении работ траншея с уложенными в ней элементами дренажа засыпается слоем песка и гравия.

Обустройство фундаментной траншеи начинается с подготовки внутренней опалубки, для изготовления которой используются обычные доски или готовые щиты.

Открытые стенки опалубки необходимо проложить рубероидом, играющим роль гидроизоляции.

Подготовка и заливка бетона осуществляется в соответствии с общепринятыми правилами и нормами, оговоренными в соответствующих документах.

Подготовка плитного и ростверкового оснований

К преимуществам основаниям плитного типа можно отнести следующие его отличительные характеристики:

• способность выдерживать повышенные нагрузки;
• отсутствие деформаций при значительных перепадах температур;
• возможность применения на влажных почвах с глубоким залеганием плывуна.

Монолитную плиту рекомендуется использовать при возведении значительных по объёму строений, примером которых может служить многоэтажный кирпичный дом. При этом размеры и другие технологические параметры монолита должны выбираться с учётом индивидуальных особенностей реализуемого проекта.

Необходимо, чтобы заливка бетонного основания производилась в непрерывном режиме, а для его укрепления использовались арматурные прутья диаметром 13-15 мм.

Фундамент может быть подготовлен также с использованием так называемых ростверковых свай. К данной категории опорных изделий относятся такие известные конструкции, как современные винтовые и забивные железобетонные сваи. Главное, на что необходимо обратить внимание при их обустройстве – это правильный выбор места фиксации подошвы конструкции, которое должно располагаться ниже уровня самого грунта, насыщенного водой.

Видео

Свой выбор можно остановить на винтовых сваях. Подробнее об этом способе устройства смотрите ниже: