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 здесь), 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
В качестве альтернативы при высоком УГВ и неглубоком залегании плывуна можно рассмотреть вариант устройства насыпного основания. В этих целях на площадку привозят необходимый объем материала (как правило, песка, гравия и т.д. – непучинистого грунта) и далее возводят фундамент на насыпном грунте.
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.
Строительство дома иногда сопряжено с рядом трудностей, связанных с тяжелыми геологическими условиями. В первую очередь это связано с составом грунта и положением грунтовых вод. Опасным явлением, которое встречается иногда на участке, является плывун. Это грунт, насыщенный водой до такой степени, что способен разжижаться под воздействием механических нагрузок и вести себя как жидкость.
Плывуны состоят из песка или супеси. Он находится под давление окружающих его слоев, которые и закупоривают его, не давая растекаться. Толщина образования от 2 до 10 м. Устройство фундамента на плывуне требует грамотного расчета и профессионального исполнения работ.
Как узнать о плывуне на участке?
Для определения состава и свойств основания под зданием, необходимо провести инженерную подготовку. Эти работы требуют затрат, и не все застройщики хотят их заказывать, предпочитая обходиться собственными силами. Для анализа подойдут такие методы:
- Сбор данных об основании соседних участков. Если рядом уже есть построенные здания, необходимо опросить их хозяев и использовать эту информацию. Это не даст полной уверенности в наличии или отсутствии плывуна под домом, но поможет в дальнейших исследованиях.
- Провести самостоятельные работы. Для этого выкапываются или высверливаются шурфы ниже глубины промерзания. При плывуне шурф будет заполняться текучей смесью песка и воды. Узнать толщину и другие параметры образования вы самостоятельно не сможете.
- Заказать исследование у специализированной компании.
Плывуны чаще встречаются в болотистой местности.
Фундаменты на плывунах
Основной трудностью при работе на плывуне является сложность выкапывания траншеи или котлована. Если при работе плывун вскрывается, то дно котлована покрывается текучей смесью, которая существенно затрудняет строительные работы. Хотя если он остается невскрытым, то, в большинстве случаев, никак не влияет на находящиеся над ним здания и сооружения. Устройству фундамента в таких условиях уделяют большое внимание, иначе существует опасность создать неустойчивую и опасную конструкцию.
Проще всего работать в условиях, когда расстояние до плывуна и его толщина известны, для этого и важно проводить профессиональную геологоразведку. Тогда можно избежать случайной раскупорки и связанных с ней трудностей. На плавунах применимы такие фундаменты:
- Свайные . Устраивают как винтовые, так и набивные сваи. При устройстве такого фундамента важно знать толщину плывуна, так как свая должна доходить до устойчивого основания под ним и передавать на него нагрузку от дома. Распределение веса здание на стержни осуществляется ростверком.
- Ленточные . При частном малоэтажном строительстве нагрузка от здания мала, и не способна нарушить равновесие плавуна. Основная проблема при таком фундаменте заключена в подготовке траншеи. Ее роют таким образом, чтобы не вскрыть плавун. Также распространено применение мелкозаглубленных лент, когда грунт в траншее заменяется песком, а на нем устраивается фундамент. Это уменьшает воздействие сил пучения.
- Плитные . Сооружаются по тому же принципу что и плитные. Целесообразно применять при большой нагрузке или при плавуне недалеко от поверхности земли.
При строительстве здания в таких условиях целесообразно сооружать системы дренажа, которые будут осушать грунт около фундамента и уменьшать его пучинистость. Выбор типа фундамента и его расчет необходимо делать с помощью специалистов, это позволит убрать или уменьшить негативное влияние плавуна на здание.
Наличие плывуна в составе грунтовых слоев осложняет возведение подземной части строения, а нередко способствует признанию участка непригодным для строительства. Но современные технологии позволяют справляться с особыми геологическими условиями и устанавливать фундамент на плывуне. Существует несколько вариантов устройства основания дома на неустойчивых грунтах. Их выбор обусловливается отметкой залегания плывуна относительно нулевого уровня, а также его толщиной.
Чем опасен плывун
Плывун является герметичным пластом, состоящим из водонасыщенного песчаного или супесчаного грунта, находящегося под давлением. Он имеет вязкую полужидкую консистенцию. Сам по себе такой слой не коварен, но при малейшем нарушении целостности плывуна, водная масса под напором начинает прорываться через вскрытие, вынося с собой песок и другие грунтовые частицы. В результате происходит:
- изменение гидрогеологического режима на участке;
- снижение несущей способности расположенных над плывуном грунтов;
- неравномерная осадка поверхности почвы;
- деформация сооружений, расположенных в непосредственной близости;
- разрушение инженерных коммуникаций.
Кроме того, плывуны, насыщенные глинистыми частицами, опасны в период промерзания грунта, так как подвергаются сильному пучению. Данный факт должен учитываться в проектной документации.
Основной трудностью возведения фундамента на плывуне является обеспечение невозможности оголения и повреждения монолитности водонасыщенного пласта.
В процессе проектирования и строительства дома на неустойчивых грунтах требуется принимать меры, связанные с нивелированием несущей способности земляных слоев. Необходимо помнить, что игнорирование предложенных проектировщиками мероприятий может привести к печальным последствиям, начиная от перекоса проемов и заканчивая серьезными просадками и разрушениями.
Способы борьбы
Осушить плывун в грунте под силу дренажной системе, расположенной ниже уровня залегания проблемного пласта. В дальнейшем она способна предотвратить его повторное появление, но для правильного функционирования дренажа потребуется систематическое проведение ревизионных проверок.
При глубоком расположении плывуна проложить дренажную систему бывает либо слишком сложно, либо материально невыгодно, какой бы совершенной она ни была, поэтому большее внимание уделяют выбору типа фундамента. При невозможности выполнения осушения, требуется остановиться на таком варианте устройства подземной части, который не допустит ее контакта с плывуном. В крайнем случае, сведет его к минимуму.
- Мелкозаглубленный ленточный фундамент подойдет для грунтовых условий с залеганием плывуна ниже отметки промерзания грунта.
- Свайный фундамент устраивается при расположении проблемного пласта небольшой толщины в пределах 0,5-1м от поверхности почвы в том случае, если под ним находятся устойчивые грунты, способные выдержать вертикальные нагрузки от будущего строения. Смысл заключается в прохождении сваями слабого слоя и их опоре на твердое основание.
- Плитный фундамент зарекомендовал себя с положительной стороны в ситуациях, когда плотные грунты располагаются на большой глубине (более 6 метров), а плывун – на малой (около 1-1,5м).
При высоком уровне грунтовых вод и близком от поверхности земли расположении плывуна, нередко рассматриваются варианты предварительного возведения на строительной площадке насыпи из непучинистых грунтов. Трамбовка песчано-гравийных слоев, в этом случае, должна производиться без привлечения тяжелой техники, так как усиленные нагрузки оказывают на плывуны негативное воздействие.
Грунтовые условия строительной площадки определяют путем геологических исследований. При этом уточняют уровень подземных вод, глубину расположения плывуна и его толщину. О возможном расположении на участке проблемного грунта могут рассказать соседи, уже построившие дом. Но если таковых не найдется, следует попробовать самостоятельно определить его наличие или отсутствие.
Вероятность обнаружения плывунов в низинах, на ранее заболоченных участках или в местах, где был хотя бы маленький водоем, довольно высока.
Узнать о проблемном слое можно, выкопав шурф или пробурив скважину на площадке застройки на глубину более нормативного показателя промерзания грунта в данном регионе. Если выемка заполнится жидким песком, а ее стенки оплывут, то вполне можно утверждать о том, что плывун на участке присутствует. Для определения толщины пласта следует вызвать специалистов, так как самостоятельно узнать, насколько он заглублен, не получится.
Особенности устройства фундамента на плывуне
Чтобы верно возвести фундамент на плывуне своими руками, потребуется выполнить определенные правила, рекомендованные специалистами. Приведем наиболее значимые из них.
Для земляных работ не следует привлекать тяжелую строительную технику, поэтому траншеи для монолитных лент и плит придется копать вручную. В связи с данным обстоятельством, застройщики отдают предпочтение свайным конструкциям, исключающим большой объем работ.
Наличие в плывунах воды и глинистых частиц подразумевает, что грунт является пучинистым. Вне зависимости от его глубины залегания, сезонные деформации почвенных слоев будут проявлять себя в той или иной мере. Нивелировать нагрузки поможет усиленный арматурный каркас, установленный в теле фундамента или ростверка.
Чем шире будет фундаментное основание, тем меньшее давление оно станет оказывать на грунт. Если посмотреть на проблему плывуна с позиции оптимального распределения нагрузок от здания, то в качестве его подземной части правильнее было бы выбрать монолитную плиту, очертания которой совпадают с габаритами дома в плане. Но данный вариант фундамента далеко не всегда экономически оправдывается. Что касается ленточной конструкции, то она потребует как можно большей ширины.
Плывуны не имеют достаточной жесткости, поэтому давление на них должно быть максимально снижено.
Выкапывать траншеи следует аккуратно во избежание вскрытия плывуна. При нарушении целостности может произойти прорыв текучего песка наружу, а как результат – смещение слоев грунта и просадка почвенных слоев. Подобная ситуация чревата появлением деформаций в несущих конструкциях близлежащих строений и возникновением аварийных ситуаций на действующих инженерных трубопроводах. Не стоит забывать о том, что любые земляные выемки должны располагаться выше уровня расположения плывуна. От этого правила отступать запрещается.
Монолитную ленту и плиту следует заливать бетоном по песчано-гравийной подушке, уложенной поверх гидроизоляции. Толщина подстилающего слоя должна быть в пределах 35…40см. По периметру готового фундамента в обязательном порядке необходимо будет выполнить широкую отмостку, способную защитить подземную конструкцию от увлажнения путем организованного отвода атмосферных осадков.
Меры безопасности
Халатное отношение к технике безопасности при работе на участке, где в толще грунта присутствуют плывуны, может привести к трагедии. Если случайно вскрытый пласт водонасыщенного песка прорвется под напором в котлован, то затопит его в считанные минуты. Плывун похож на воздушный шарик, заполненный водой, который в герметичном состоянии не опасен, а при разрыве – бесконтролен. От потока вязкого песка будет сложно укрыться, а удалить его из выемки окажется трудно осуществимой задачей. Поэтому стоит заранее предпринять меры предосторожности и максимальной безопасности. Для этого потребуется:
- укрепить откосы котлована или траншеи деревянными щитами;
- установить в определенном месте лестницу для возможности быстрого подъема на бровку выемки в случае прорыва жидкой массы;
- оставить одного из работников наверху для визуального контроля за площадкой и оказания помощи в случае необходимости;
- соблюдать общие правила и технологию устройства фундаментов на проблемных грунтах.
Тщательное обследование состава грунта на застраиваемом участке поможет вовремя принять правильное решение по выбору фундамента и оградит от возможных проблем впоследствии. Не следует забывать, что только фактические исследования дают правдивую информацию о грунтовых условиях, учитывая которые, специалисты найдут оптимальный и экономически обоснованный вариант надежного основания для дома.
Зачастую на земельных участках с песчаными грунтами, на которых ранее была заболоченная местность или река, будущих застройщиков может поджидать неприятный сюрприз в виде плывуна. Обычно это супесь или песок, слой грунта с различными примесями и высоким уровнем влажности. Такие почвы характеризуются текучестью и непрочностью, могут разжижаться при различных климатических изменениях или при значительных нагрузках. Чтобы построить фундамент на плывуне своими руками, следует учесть множество различных показателей и факторов, провести тщательное обследование территории и подобрать наиболее оптимальную конструкцию основания.
Подготовительные работы
Перед тем как построить фундамент на участке , следует провести подготовительные работы, определить тип грунта и размер в нем частиц-песчинок. По фракции плывуны бывают с крупными, средними и мелками частицами. Однако самыми опасными и непредсказуемыми считаются пылеватые частицы, которые при насыщении влагой становятся текучими, угрожая зданиям и сооружениям потерей несущей способности и прочности. Ситуацию усугубляет наличие глины в грунтах, которая снижает устойчивость основания здания и всей конструкции.
До того, как начать возводить фундамент на плывуне, необходимо провести геологические исследования и инженерные изыскания собственными усилиями или с помощью квалифицированных специалистов. Данные о фактическом состоянии почвы и ее составе можно взять у ближайших соседей по участку, особенно если они недавно построили дом. Самостоятельно можно исследовать грунты после бурения скважины или выкапывания грунта. При наличии плывуна в шурфе или скважине будет наблюдаться жидкая смесь почвы, глины и песка, оползание стенок и проседание земли.
Если при обследованиях участка или работах по рытью котлована обнаружился плывун, то узнать самостоятельно его толщину и состав пласта практически невозможно. Желательно обратиться для более точных расчетов в профессиональную инжиниринговую компанию.
Особенности устройства и подготовки стройплощадки
Планируя обустроить фундамент и определившись с конструкцией основания, в первую очередь роют траншею или котлован. После выемки грунта следует снизить в яме содержание грунтовых вод, используя дренажные системы, а при высокой воде – насосы. После осушения, чтобы предотвратить размокание и сползание грунта, быстро делают основание в виде тощего бетона , которое поможет в дальнейшем избежать проблем с проседанием почвы в процессе проведения работ. Сначала укладывают из отсева или крупного щебня дренирующий слой. Сверху щебня заливают бетонный раствор и дают ему схватиться в течение 2-3 дней в теплый сезон.
До начала возведения фундамента под несущую конструкцию следует обязательно уложить слой гидроизоляции с нахлестом и выводом ее на наружные стены. Кстати, после проведения работ следует также тщательно изолировать внешние элементы основания.
Подбирать конструкцию фундамента необходимо до начала проведения работ с учетом расчетных нагрузок всего каркаса здания, перекрытий и крыши. В принципе, по заключению специалистов при грамотном выполнении работ можно возвести любые опорные элементы.
- Свайные основания с ростверком. Оптимально подходят при четком определении толщины плывуна. Обычно для этого типа используют винтовые стальные сваи или забивные железобетонные изделия. Главное, обустраивая такой фундамент, необходимо расположить подошву основания ниже плывуна. Обвязку ростверка выполняют с помощью железобетонных опор.
- Монолитная плита . Ее обычно используют при возведении мощных конструкций, например, многоуровневых кирпичных домов и неглубоком залегании плывуна. Параметры монолитной конструкции и ее толщину рассчитывают до проведения работ в индивидуальном порядке. Главное – это проведение заливки бетонного раствора в непрерывном режиме и использование для вязки арматурных прутов сечением не меньше 12-16 мм в диаметре.
- Ленточный фундамент . Как правило, такие основания используются в мелкозаглубленном варианте. Обычно в зависимости от расположения плывуна обустраивают вначале качественную дренажную систему или выполняют эффективный отвод влаги с помощью уклона, нивелируя в дальнейшем негативные свойства грунтов.
При неглубоком залегании на участке плывуна и одновременно высоком уровне грунтовых вод можно рассмотреть возможность подготовки насыпного основания. Во время проведения фундаментных работ и подготовки к ним следует приобретать только качественные сертифицированные материалы, которые обеспечат надежность и долговечность всей конструкции.
Видео
Если вам нужно возвести фундамент на плывуне, а вы не можете определиться с типом фундамента, посмотрите видеоматериал о достоинствах свайного фундамента.
