Строительство на «плывуне» — рассказ геотехника о фатальных ошибках частных застройщиков

Когда я слышу от заказчика фразу «да там просто водичка близко, песочек мокрый», у меня начинает дергаться глаз. Люди часто путают обычное водонасыщение с истинным плывуном, а разница здесь принципиальная, я бы даже сказал — катастрофическая для кошелька. Обычный мокрый песок воду отдает. Плывун — нет. Он ее держит в себе за счет поверхностного натяжения и специфической формы частиц.

С точки зрения механики грунтов, мы имеем дело с герметичной системой. Пока этот грунт лежит в массиве, зажатый со всех сторон, он ведет себя вполне прилично. Несет нагрузку, имеет определенный модуль деформации. Но стоит только нарушить это равновесие, вскрыть этот «ящик Пандоры» лопатой или ковшом, как свойства меняются мгновенно. Это тиксотропность в чистом виде. Грунт переходит из твердого состояния в текучее при механическом воздействии. Вы стукнули по нему — он потек. Перестали бить — он вроде бы снова застыл.

Я видел, как взрослые мужики, опытные прорабы, чуть ли не плакали, глядя в траншею. Потому что это не просто грязь. Это неньютоновская жидкость. Пылеватые частицы, глинистые включения и вода создают такую смесь, которая работает как смазка. Трение между песчинками исчезает. И вот эта масса начинает вести себя как вода, только очень тяжелая и вязкая. Если вы встанете на такой грунт, вас может просто засосать, как в болоте. И никакие законы обычной статики тут не работают так, как написано в простых учебниках для техникумов.

Самая распространенная глупость, которую я наблюдаю на частных стройках, — это попытка «прокопать» плывун насквозь. Логика у людей железная: если здесь жидко, значит, ниже должно быть твердо. Надо просто углубиться еще на полметра. Экскаваторщик начинает вычерпывать жижу. Ему кажется, что дно уже близко. Но тут происходит неприятная вещь. Вынимая грунт, вы снимаете пригруз. Давление сверху уменьшается. А давление снизу и с боков никуда не делось. Плывун начинает выдавливать дно вашего котлована вверх. Вы черпаете, а оно поднимается. Это сизифов труд. Можно выкопать объем грунта, равный трем таким котлованам, а глубина ямы не увеличится ни на сантиметр. Более того, разуплотнение идет не только снизу, но и по бокам. Стенки начинают оплывать, причем часто это происходит внезапно, пластами.

Был у меня случай в практике, когда мы зашли на объект после такой самодеятельности. Частник решил сэкономить на геологии и нанял обычную бригаду с техникой. Они копали два дня. В итоге экскаватор, стоявший на, казалось бы, сухом берегу, начал крениться. Грунт под гусеницами поплыл, потому что они выбрали слишком много породы из котлована, и воронка разуплотнения дошла до техники. Еле успели вытащить трактором. Если бы продолжили еще час — доставали бы экскаватор краном, и ремонт гидравлики обошелся бы дороже всего фундамента.

В таких ситуациях вообще нельзя копать открытым способом без специального крепления стенок. Это аксиома. Но кто ж слушает инженеров, когда «у соседа же нормально стоит». Только сосед, может, на линзу глины попал, а у вас тут полноценный плывунный горизонт.

Откачка воды и риск обрушения соседского дома

Следующий этап «гениальных» решений, когда копать не получается, — это водопонижение кустарными методами. Привозят насосы, кидают шланг в жижу и начинают качать. Вода идет мутная, с песком. Строители радуются: уровень воды в яме падает. Можно заливать бетон. Ну, они так думают.

На самом деле происходит процесс, который называется суффозия. Механический вынос частиц грунта потоком воды. Вы не просто воду откачиваете, вы вымываете скелет грунта из-под собственного участка и, что гораздо хуже, из-под участков соседей. Вода в грунте движется по капиллярам и порам. Когда вы создаете депрессионную воронку (то есть понижаете уровень в одной точке), вода устремляется к насосу со всей округи, захватывая с собой мельчайшие частицы песка.

В итоге образуются подземные пустоты. Земля становится похожей на пористый шоколад, только очень рыхлый. А потом происходит осадка. И хорошо, если осядет просто газон. Часто трещины идут по отмостке, а потом и по стенам соседского гаража или дома. Недавно коллеги, проектно строительной группы БурИнжСтрой, рассказывали, как им пришлось спасать фундамент коттеджа, который буквально повис в воздухе из-за того, что на соседнем участке решили «осушить плывун» дренажным насосом без фильтрационной защиты.

Юридически это прямой путь к судебному иску. Доказать причинно-следственную связь для эксперта не составляет труда. Вы качали мутную воду? Качали. Объем вынесенного грунта можно расчитать. Трещины появились сразу после ваших работ? Появились. И все, вы оплачиваете ремонт чужого дома. А ваш собственный котлова в это время все равно наполняется водой, как только вы выключаете насос.

Для понимания масштаба бедствия я набросал простую таблицу, что происходит с грунтом при неправильном водопонижении:

Работать с плывуном можно, но только обманывая природу, а не пытаясь ее пересилить грубой силой. Здесь нужны шпунты, кессоны или специальные методы закрепления грунтов, но никак не бытовой насос «Гном» и бригада землекопов с лопатами.

Сборный фундамент из блоков фбс почему на плывунах это гарантированный приговор для геометрии здания

Я понимаю, почему все так любят ФБС. Это же конструктор для взрослых. Привез, краном кинул, раствором помазал — и к вечеру у тебя вроде как готовый цоколь. Дешево, сердито и никакой возни с опалубкой и вязанием арматуры. Но на плывуне это лотерея, в которой вы почти наверняка проиграете. Дело в том, что сборный фундамент не имеет никакой жесткости на изгиб. Вообще никакой. Представьте себе цепочку из костяшек домино, положенную на водяной матрас. Если нажать в одном углу, вся конструкция начнет гулять. Плывун — это подвижное основание. Оно никогда не бывает однородным. Где-то он плотнее, где-то жиже. И вот ваш дом из блоков начинает «дышать». Один угол просел на два сантиметра, другой — на пять. Монолитная лента или плита в такой ситуации сработали бы как единая рама, перераспределили бы нагрузку и, возможно, просто немного наклонились бы целиком. А блоки ФБС просто разъезжаются.

Швы между блоками раскрываются, гидроизоляцию рвет мгновенно, и вы получаете полный подвал воды с песком. Я не раз видел дома, где из-за такой экономии перекашивало дверные проемы так, что двери переставали закрываться уже через год. Исправить это почти невозможно. Приходится делать обоймы, стягивать дом швеллерами, но первоначальную геометрию уже не вернешь. Поэтому на слабых, водонасыщенных грунтах — только жесткий пространственный армированный монолит. Без вариантов.

Миф о подушке из щебня когда попытка укрепить дно превращает фундамент в дренажный бассейн

Вот это моя любимая ошибка, которую совершают из самых лучших побуждений. Логика строителя-любителя такая: «Тут жидко, давайте выберем эту грязь поглубже и засыпем все крупным щебнем, он же твердый!». Ну, звучит разумно, да? А теперь давайте включим голову и немного физики.

Вы копаете яму в водоупорном слое (или в слабопроницаемом плывуне) и засыпаете ее материалом с огромной пористостью. Что вы сделали? Вы построили идеальный колодец. Вода со всего участка, и поверхностная, и грунтовая, радостно устремляется в вашу щебеночную подушку, потому что там сопротивление движению минимально. Вы собственноручно создали бассейн под домом.

Но это полбеды. Самое страшное начинается потом. Мелкодисперсный песок плывуна под воздействием воды начинает проникать в пустоты между камнями щебня. Щебень-то никуда не девается, он лежит, а вот грунт вокруг него разжижается и затекает внутрь подушки. Фундамет начинает «клевать» носом. Подушка как бы тонет в плывуне, хотя на самом деле это плывун просачивается в нее. Чтобы этот метод сработал, нужно разделять слои геотекстилем высокой плотности, причем делать это грамотно, с перехлестами и заведением на стенки, создавая «корыто». А просто насыпать щебня в жижу — это деньги на ветер, причем буквально.

Единственные рабочие решения шпунтовое ограждение проходка под защитой тиксотропных растворов и свайные поля

Ну хорошо, а как тогда строить, спросите вы? Если копать нельзя, качать нельзя, блоки нельзя. Решения есть, просто они вам не понравятся своей ценой. Инженерная задача на плывуне сводится к двум стратегиям: либо пройти сквозь него и опереться на твердое, либо изолировать зону работ.

Самый надежный вариант для глубоких котлованов — шпунт Ларсена. Это такие металлические профили, которые вибропогружателем загоняют в землю по периметру, создавая герметичный стакан. Замки шпунта не пропускают воду и, главное, отсекают приток грунта. Внутри такого стакана можно спокойно копать, откачивать воду (она уже не тянет за собой грунт снаружи) и вязать арматуру. Дорого? Безумно. Аренда шпунта и работа вибропогружателя стоят как половина коробки дома. Но зато вы спите спокойно.

Второй путь — сваи. Но не всякие. Забивные сваи в плывуне могут просто «утонуть» или не дать отказа, хотя иногда это работает, если плывун неглубокий. Лучше всего работают буронабивные сваи с обсадной трубой. Труба держит стенки, пока вы бурите и бетонируете. Либо метод CFA (полый шнек), когда бетон подается под давлением прямо через бур при его извлечении, не давая скважине схлопнуться. Иногда применяют бентонитовые растворы (тиксотропные), которые держат стенки скважины вместо трубы, но это уже высший пилотаж для частного домостроения.

Вот список того, что реально работает, в порядке возрастания надежности и цены:

• Винтовые сваи (только если плывун маломощный и под ним близко твердый грунт).
• Забивные железобетонные сваи (требуется серьезный расчет отказа).
• Буронабивные сваи с обсадной трубой (золотой стандарт для сложных условий).
• Шпунтовое ограждение котлована (когда нужен именно подвал).

Зимнее строительство почему мороз лучший но опасный союзник при проходке водонасыщенных грунтов

Есть один старый дедовский способ обмануть плывун, который использовали еще наши предки. Это «вымораживание». Суть проста: вы ждете сильных морозов. Вода в грунте замерзает, и плывун превращается в камень. Копать его становится тяжело, нужен гидромолот, зато стенки котлована стоят идеально ровно и не плывут. Никакой воды, никакой грязи.

Многие геотехники, и я в том числе, любят зимнюю копку на таких грунтах. Можно сделать работу аккуратно, без шпунта и спецтехники. Но тут есть огромный подвох. Бетон. Заливать фундамент в промороженный котлован — это искусство. Грунт имеет отрицательную температуру. Если вы просто плюхнете туда бетон, даже с противоморозными добавками, он может замерзнуть раньше, чем наберет прочность. Тепло гидратации уйдет в ледяную землю.

И еще один момент, о котором забывают. Когда весной этот замороженный плывун вокруг готового фундамента начнет оттаивать, он даст осадку. Причем неравномерную. Замерзшая вода занимала больше объема, чем жидкая. Грунт станет рыхлым. Поэтому пазухи котлована зимой нужно засыпать не родным грунтом, а непучинистым песком, и очень качественно трамбовать, что на морозе делать то еще удовольствие. Так что зима — это хороший союзник для экскаваторщика, но головная боль для бетонщика.