Плывун — это грунт, интенсивно насыщенный влагой, имеющий пористую и рыхлую структуру, состоящий из несвязанных между собой частиц. Из-за большого содержания воды этот грунт проявляет свойства жидкости, что приводит к его текучести.
Некоторые заблуждения желающих иметь колодец: действительно ли плывун так страшен?
Устройство колодца является наглядным примером пословицы: Человек предполагает, а Бог располагает. Здесь успех реализации задуманного зависит не столько от профессиональных навыков строителей, сколько от удачи в ходе работ. Один из ярких примеров невезения – это ситуация, когда колодец попадает на плывун.
При создании колодца действительно требуется доля везения.
В данной публикации будет рассмотрено, что представляет собой плывун, каким образом с ним справляться, и стоит ли его опасаться.
Плывун: Великий и Ужасный
Именно о плывуне циркулируют зловещие истории, описывающие, как при бурении колодца бетонные кольца неожиданно уносятся в неизвестность под мощным потоком воды и песка вместе с несчастным копателем. Действительно, в шахте колодца может произойти обвал, в результате которого человек может пострадать или даже погибнуть, оказавшись задавленным поддвинутым грунтом и смещающимися кольцами. В числе причин, приводящих к деформации стенок шахты, может быть и плывун.
Однако, вероятнее всего, в случае такой аварии последствия не будут столь драматичными, как в голливудских фильмах-катастрофах с множеством спецэффектов, где бетонные кольца безжалостно уносятся в бурный поток. Возможно, подобный случай произойдет только в том случае, если вам повезет не наткнуться на плывун, а пробурить колодец в месте, где под землей протекает бурная подземная река.
Тем не менее, плывун действительно представляет серьезную опасность и может причинить немало бед. Чтобы наглядно продемонстрировать это, предлагаю посетителям ознакомиться с соответствующим видео.
Известный всем петербуржцам перегон метро, который связывает станции Лесная и Площадь Мужества, проходит как раз через зону, где расположен опасный плывун. Этот плывун под Лесной доставил немало хлопот работникам метростроя дважды.
Первый инцидент произошел еще во время строительства в 1970-х годах (по этим событиям был снят советский фильм «Прорыв»). Тогда после аварии, чтобы продолжить работы, плывун заморозили, закачав в тоннель свыше 8000 тонн жидкого азота. Однако в начале 1995 года плывун снова напомнил о себе, и в декабре, после множества неудачных попыток сдержать размыв, станцию закрыли до 2004 года.
Что же такое плывун?
Плывуном называют такой грунт, который может, при определенных механических воздействиях, довольно легко переходить в состояние, схожее с жидкостью. Подобная трансформация может происходить также и при обнажении таких слоев, например, в процессе выемки грунта для котлованов или иного рода строительных работ. Как правило, плывуны состоят как из песка, так и из веществ, схожих по структуре и свойствам. Другая формулировка гласит, что плывун представляет собой специфический герметичный объём, располагающийся среди почвенных слоёв, где увлажненные пески мелкой и пылеватой фракции сжаты вышележащими слоями. Толщина таких образований может колебаться от 2 до 10 метров.
Научно установленные причины образования плывунов пока не раскрыты в полной мере, однако достоверно известно, что они возникают на фоне повышенной влажности и особенности структуры земных толщ. Эффективные механизмы появления и эволюции подобных образований пока не задокументированы. Практический опыт людей показывает, что плывуны:
- чаще всего встречаются в болотистых местностях;
- обладают продолговатой формой;
- перемещаются преимущественно по вертикали, но не в горизонтальном направлении.
Важной особенностью поведения вещества в плывунах является их аналогия с вязкой жидкостью.
В подобные геологические структуры вовлекаются не только песчаные частицы, но и другие рыхлые вещества с высоким содержанием пор, среди которых можно выделить суглинки и супеси. Присутствие других пород в плывунах может быть незначительным и ограничиваться несколькими частицами, что не влияет на основную характеристику. Такие образования представляют интерес не только для специалистов-геологов, но и для более широкой аудитории, что становится очевидным при изучении их различных типов.
Грунтовые пласты с такими качествами, пока они сохраняются в недоступности, могут существовать в неизменном состоянии веками и даже тысячелетиями. Геологи и другие профессионалы уверены, что это вполне возможно. Поэтому столкнуться с плывуном можно даже в тех местах, где отсутствуют какие-либо явные визуальные признаки его присутствия на поверхности. Основные факторы, способствующие возникновению таких проблемных образований:
- высокая увлажненность местности;
- расположение водоносных слоев близко к поверхности Земли;
- наличие водяных горизонтов, напоминающих линзу;
- смыкание проницаемых для влаги пород с непроницаемыми (упор в глину, суглинок или коренную породу препятствует свободному уходу воды);
- ограниченные возможности по разгрузке водоносного горизонта.
Описание видов плывунов
Давайте подробнее рассмотрим их особенности.
Истинные плывуны
Данный вид плывуна включает не только песчаные частицы, но и небольшое количество глинистых частиц, которые действуют как связующее вещество, объединяя песчаную массу. Движение плывуна происходит внутри водоносных слоев, и истинные плывуны могут оказаться крайне опасными при прокладке колодцев и других видов хозяйственной деятельности. Этот тип включает мелкозернистый песчаный слой или пласт супеси, имеющий в своем составе значительное количество жидкости.
Истинные плывуны содержат большое количество глиняной взвеси, ила, а также коллоидные компоненты, которые связывают остальные материалы и ускоряют любые движения.
Истинный плывун способен впитывать воду благодаря своим гидрофильным свойствам и неэффективно отфильтровывать её. Коллоидные частицы в таком грунте во многом образуются за счет жизнедеятельности микроорганизмов. При вскрытии подобного пласта происходит вытекание твердых частиц и воды в свободные пространства, что и приводит к заполнению движущейся массой колодцев, скважин, котлованов и отверстий под сваи. По этой причине принято считать, что истинный плывун лучше не трогать.
Он начинает проявлять активность даже при небольшом градиенте напора. Суточный коэффициент фильтрации для него обычно не превышает 50 см. Как только твердая фракция высыхает, она становится настолько прочной, что напоминает кремний. Вскрытый плывун обладает затхлым и резким неприятным запахом, что легко распознается. При замораживании истинные плывунные породы существенно увеличивают свой объем, и в определенные сезоны это приводит к образованию бугров на поверхности.
Ложные плывуны
Подземные плывуны не всегда принадлежат к истинному типу. Еще одним видом являются псевдоплывуны, состоящие исключительно из мелкозернистого песка. Такой грунт хорошо впитывает воду и так же быстро ее отдает. Это происходит из-за того, что внутреннее давление в слое превышает атмосферное, а жидкость не связана химически или физически с частицами. При вскрытии ложного плывуна смесь песка и воды моментально расходится по всему объему выработки.
Тем не менее опасность ложных плывунов относительно невелика. Как только давление внутри слоя снижается, твердые частицы перестают вытекать наружу. Ложные плывуны находятся в текучем состоянии лишь при значительном гидравлическом напоре. В случае высыхания они становятся неотличимыми от обычного рыхлого песка. Поэтому если на вашем участке присутствует не истинный, а ложный плывун, это следует расценивать как преимущество.
Как обнаружить плывун на земельном участке?
Как проверить наличие плывуна на земельном участке? Признак его существования можно выявить в процессе бурения колодца или котлована для фундамента. Основной индикатор присутствия такой прослойки почвы – это быстрое наполнение водой шахты или траншеи. Кроме того, частыми бывают обвалы стенок шахты или проседание грунта.
Перед началом бурения колодца имеет смысл воспользоваться услугами геодезической разведки, которая проведет анализ земельного участка. Однако такая экспертиза часто стоит немало, поэтому обычно к ней прибегают лишь в тех случаях, когда возводят дома на плывунах. В таких ситуациях она помогает выявить оптимальные методы решения возникающих проблем.
Можно ли осушить подвижный грунт?
С проблемой плывунов можно бороться различными способами. Чаще всего специалисты используют технические решения, позволяющие проходить через водянистый грунт. Однако в некоторых случаях выбирать приходится метод осушения плывунов.
Это осуществляется путем создания дренажной системы, которая помогает отводить излишки влаги из водянистой массы. Она проектируется ниже проблемного слоя и требует регулярного контроля. Однако не всегда удается избавиться от проблемы с её помощью.
Если же нет возможности удалить плывун, специалисты используют различные технологии (например, устанавливают металлические конструкции для обрезки потоков).
Внимание! Активность влажных масс (склонность к произвольному движению) зависит от глубины их залегания. Чем глубже находится проблемный слой, тем более агрессивно он проявляет себя. Поэтому при бурении колодцев на большую глубину необходимо соблюдать меры безопасности, включая использование страховочных ремней для работников, находящихся на дне скважины.
Очистка колодца
Если во время строительства колодца был обнаружен плывун, очень важно регулярно проводить профилактическую очистку, цель которой — защитить дно шахты от намыва песчаного слоя. Качественная чистка позволит избежать перекрытия доступа к водоносному горизонту, что обеспечит наличие воды в колодце.
Процесс чистки колодца, который расположен на активном плывуне, должен вестись с соблюдением определённых правил и рекомендаций:
- Чтобы предотвратить обрушение грунта, нельзя извлекать большое количество илистых отложений одновременно;
- Чистку колодца целесообразно производить только в летний период, в сухую погоду;
- На дне железобетонной шахты необходимо обустраивать донный фильтр.
После очистки воды в колодце могут находиться мелкие частички песка. Такую воду нельзя употреблять в пищу. Для её очистки устанавливают деревянный донный щит, который помещают на дно шахты для защиты от плывуна. Обычно он выполняется в форме круга или цилиндра с небольшими отверстиями, что обеспечивает свободный доступ воды в шахту.
Типы фундаментов для строительства на плывуне
Если вы выявили наличие плывуна на своем участке, не стоит отчаиваться — есть несколько апробированных вариантов для постройки. Рассмотрим их подробнее:
- Если глубина активного слоя ниже уровня промерзания, оптимальным будет использование мелкозаглубленного ленточного фундамента;
- Свайный фундамент станет хорошим выбором в тех случаях, когда под плывуном располагается устойчивый грунт и нет подвижек почвы, подземных толчков. Этот вариант предполагает установку свай, которые располагаются ниже уровня плывуна;
- Плитный фундамент является идеальным решением, если устойчивый слой почвы находится на значительной глубине, превышающей 6 метров, но при условии нахождения плывуна близко к поверхности.
- Во всех случаях рекомендуется создавать широкий отмосток вокруг дома.
При возведении фундамента на плывуне следует избегать использования тяжелых тракторов, чтобы не создавать излишнего давления на подвижный грунт.
Траншеи, как правило, выкапывают вручную, но предпочтительным вариантом является свайный фундамент, так как здесь требуется меньше земляных работ.
Вода в плывуновой прослойке содержит большое количество глинистых взвесей, что приводит к образованию пучинистого грунта. В результате этого можно ожидать появление сезонных деформаций. Стальной арматурный каркас, встроенный в фундамент, поможет нивелировать подвижки грунта и предотвратит его растрескивание.
При выемке траншеи важно помнить, что плывун не отличается прочностью, вследствие чего давление на него должно быть минимальным. В связи с этим, траншеи рекомендуется делать шире. Идеальным вариантом будет установка бетонной плиты на весь периметр дома, однако данный проект может оказаться слишком затратным для большинства.
Фундамент из монолитной бетонной ленты заливается поверх гидроизоляции, которая размещена на слое засыпного песчаного гравия. Толщина данной подушки должна составлять не менее 40 см, а слой — быть уложен равномерно. Широкая отмостка поможет отводить влагу от фундамента, которой и без того в недрах предостаточно.
Если плывун в колодце
Если в процессе эксплуатации колодца вы обнаружили наличие плывуна, в первую очередь необходимо проверить погружной насос на предмет его заиливания поступающей суспензией. Если такое произошло, его следует тщательно промыть. Также крайне важно прочистить трубы, соединяющие колодец с домом, поскольку возможное попадание глины в систему может привести к поломке оборудования.
Если донный фильтр состоит из щебня крупных фракций, необходимо сверху уложить слой чистого щебня более мелкой фракции, толщиной от 20 до 30 см.
Иногда для спасения колодца требуется установка специальных стальных щитов — колец, которые крепятся на швы между кольцами при помощи анкеров из нержавеющей стали. Стыки следует обработать специальным герметиком на битумной основе.
Такая защита предотвратит попадание нежелательных глинистых примесей в скважину, а вода останется максимально чистой и пригодной для использования.
Данный вариант требует знаний и навыков, поэтому стоит привлечь специалистов в этой области. Услуги профессионалов обойдутся все равно дешевле, чем впоследствии устанавливать в подвале специальные системы для очистки воды. Необходимо помнить и о том, что нужен теплый и просторный подвал, где будут размещены две емкости: одна для чистой воды и другая для грязной.
Изучение участка, выбранного для начала земляных работ, поможет избежать неприятных сюрпризов. Если было обнаружено наличие плывуна, по возможности лучше обойти его. Размеры плывунов могут колебаться от 2 до 10 метров в диаметре.
Также не будет лишним проконсультироваться с опытными мастерами, которые способны дать дельные советы по данной теме.
