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.

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.

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.

Яма, 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.

Преимущества 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.

Для 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.

Армирование 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.

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).

Какой бы чистой вода ни была, пить её, поскрипывая песком на зубах, не очень приятно. Проблему создаёт плывун, проходящий через колодец. Плывун - это слой грунта, насыщенный водой. Часто его путают с водоносным горизонтом, однако истинное происхождение плывунов учёным пока не известно.

В состоянии покоя плывун находится под давлением, поэтому стоит на одном месте. Как только грунт испытывает деформацию или давление, плывун приходит в активное движение.

При деформации грунта плывун переходит в активное состояние

Виды плывунов

Различают два вида плывунов: истинный и ложный. Истинный плывун содержит частички глины, которые склеивают песок. Получившиеся образования движутся в водоносном слое, создавая проблемы для колодцев. Ложный плывун - удача для владельца участка. Плывун содержит только смесь из песка и воды. Песок хорошо отдаёт воду, поэтому не доставляет проблем при строительстве и эксплуатации колодца.

Чем опасен плывун?

Он содержит воду с примесями песка и других веществ, содержащихся в грунте - жидкость становится непригодной для питья;

Может привести к сдвигу колец колодца или его разрушению;

Разгерметизирует колодец;

Грунт вокруг колодца может проседать.

Обычно о плывуне узнают ещё при раскопке ямы для колодца. Первый признак - появление воды на уровне до 1 метра. Если проблему не замечать, то при эксплуатации колодца могут возникнуть следующие проблемы: необходимость частой очистки колодца, его разрушение изнутри или и вовсе уход воды.

Если у вас ограничена площадь для выбора места под колодец, то нельзя исключать его строительства на месте плывуна

Так делают многие. Только приготовьтесь к тому, чтобы решать дополнительные проблемы.

Как обойти плывун?

Колодец на плывуне можно построить, используя следующие методы:

1. Ударно-канатный способ. Он заключается в бурении скважины ударным станком внутри металлической трубы. Используя этот метод нужно знать, что он затрудняет установку дна обсадной колонны.

2. Абиссинский колодец. Здесь всё просто: металлическая труба диаметров в 2,5 сантиметра вбивается в землю ручным способом на глубину до 20 метров, а сверху ставится насос.

3. Плотное скрепление колец колодца так, чтобы не было стыков, через которые может просочиться вода.

При строительстве колодца не выкачивайте очень много воды, поскольку пустота тут же будет заполняться суспензией;

Если используете бур, то старайтесь быстро заполнять колодец водой, не давая при этом смещать гидравлическое равновесие, которое будет вытягивать песок вверх колодца;

Устанавливайте фильтры только на водоносный горизонт.

С плывунами хорошо могут бороться специальные замораживающие растворы, которые закрепляют песок, отводя от него жидкость.

Что точно не нужно делать, так это пытаться вычерпать всю мутную воду из колодца. Чистая вода появится на небольшое количество времени, затем будет снова суспензия и ил. Также вряд ли поможет углубление колодца. Воды под плывуном может не быть - потом в результате рытья можно получить лишь жёлтый песок.

Как видно, плывун доставляет много проблем для владельца участка, однако все они решаемы в короткие сроки.

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

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

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

где р - плотность породы; п - пористость.

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

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

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

Плывуны разделяют на ложные (псевдоплывуны) и истинные.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Все способы борьбы с плывунами можно разделить на 3 группы:

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

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

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

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

Рис. 164.

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

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

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

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

Описание и виды плывуна в колодце

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Как определить наличие плывуна в колодце

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

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

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

Существуют следующие признаки близкого залегания полужидкой массы:

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

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

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

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

Как пройти плывун в колодце

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

Как пройти плывун с помощью бетонных колец

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

Последовательность работ следующая:

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

Использование щитов из шпунтованных досок

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

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

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

Донный фильтр

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

Выполните следующие операции:

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

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

Другие способы, как пройти плывун в колодце

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

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

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

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

Профилактические меры для предупреждения появления плывуна

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

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

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

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