La presencia de arenas movedizas en las capas del suelo complica la construcción de la parte subterránea de la estructura y, a menudo, contribuye al reconocimiento del sitio como inadecuado para la construcción. Pero las tecnologías modernas permiten hacer frente a condiciones geológicas especiales e instalar una base sobre arenas movedizas. Hay varias opciones para construir los cimientos de una casa en suelos inestables. Su elección está determinada por la ubicación de las arenas movedizas en relación con el nivel cero, así como por su espesor.
¿Por qué son peligrosas las arenas movedizas?
Las arenas movedizas son una capa sellada que consiste en suelo arenoso o franco arenoso saturado de agua bajo presión. Tiene una consistencia semilíquida viscosa. En sí misma, dicha capa no es insidiosa, pero ante la menor violación de la integridad de las arenas movedizas, la masa de agua bajo presión comienza a atravesar la abertura, llevándose arena y otras partículas del suelo. Como resultado:
- cambios en el régimen hidrogeológico del sitio;
- reducción de la capacidad de carga de los suelos ubicados sobre las arenas movedizas;
- asentamiento desigual de la superficie del suelo;
- deformación de estructuras ubicadas muy cerca;
- destrucción de servicios públicos.
Además, las arenas movedizas saturadas con partículas de arcilla son peligrosas durante el período de congelación del suelo, ya que están sujetas a fuertes agitaciones. Este hecho debe tenerse en cuenta en la documentación de diseño.
La principal dificultad al construir una base sobre arenas movedizas es garantizar que sea imposible exponer y dañar la solidez de la formación saturada de agua.
En el proceso de diseño y construcción de una casa en suelos inestables, es necesario tomar medidas relacionadas con nivelar la capacidad de carga de las capas de tierra. Hay que recordar que ignorar las medidas propuestas por los diseñadores puede llevar a tristes consecuencias, que van desde aberturas torcidas hasta graves hundimientos y destrucción.
Maneras de luchar
El sistema de drenaje ubicado debajo del nivel de la formación problemática puede drenar las arenas movedizas del suelo. En el futuro podrá evitar su reaparición, pero para el correcto funcionamiento del drenaje serán necesarias auditorías sistemáticas.
Cuando las arenas movedizas son profundas, colocar un sistema de drenaje puede resultar demasiado difícil o económicamente poco rentable, por muy perfecto que sea, por lo que se presta más atención a la elección del tipo de base. Si es imposible realizar el drenaje, es necesario elegir una opción de diseño para la parte subterránea que evite que entre en contacto con arenas movedizas. En casos extremos, lo reducirá al mínimo.
- Una base de tira poco profunda es adecuada para condiciones de suelo con arenas movedizas por debajo de la marca de congelación del suelo.
- Se instala una base de pilotes cuando una capa problemática de pequeño espesor se encuentra entre 0,5 y 1 m de la superficie del suelo, si debajo hay suelos estables que puedan soportar cargas verticales de la futura estructura. El objetivo es que los pilotes atraviesen la capa débil y descansen sobre una base sólida.
- La base de losa ha demostrado ser positiva en situaciones en las que se encuentran suelos densos en gran profundidad(más de 6 metros) y arenas movedizas, pequeñas (alrededor de 1-1,5 m).
En alto nivel agua subterránea y la ubicación de arenas movedizas cerca de la superficie de la tierra, opciones para la construcción preliminar en sitio de construcción Terraplenes de suelos no agitados. En este caso, el apisonamiento de las capas de arena y grava debe realizarse sin la intervención de equipos pesados, ya que las cargas elevadas tienen un efecto negativo sobre las arenas movedizas.
Las condiciones del terreno del sitio de construcción se determinan mediante investigaciones geológicas. Al mismo tiempo, se aclara el nivel freático, la profundidad de las arenas movedizas y su espesor. Los vecinos que ya hayan construido una casa pueden informarle sobre la posible ubicación de suelo problemático en el sitio. Pero si no hay ninguno, vale la pena intentar determinar de forma independiente su presencia o ausencia.
La probabilidad de encontrar arenas movedizas en tierras bajas, en antiguos humedales o en lugares donde había al menos una pequeña masa de agua es bastante alta.
Puede conocer la capa problemática cavando un hoyo o perforando un pozo en el sitio de construcción a una profundidad mayor que el indicador estándar de congelación del suelo en una región determinada. Si la excavación se llena con arena líquida y sus paredes flotan, entonces se puede decir que hay arenas movedizas en el área. Para determinar el grosor de la capa, conviene llamar a especialistas, ya que usted mismo no podrá determinar su profundidad.
Características de la construcción de cimientos sobre arenas movedizas.
Para construir correctamente una base sobre arenas movedizas con sus propias manos, deberá seguir ciertas reglas recomendadas por expertos. Te presentamos los más significativos de ellos.
Para los trabajos de excavación no se debe utilizar equipo de construcción pesado, por lo que las zanjas para las tiras y losas monolíticas deberán cavarse manualmente. Debido a esta circunstancia, los desarrolladores dan preferencia a las estructuras de pilotes, que eliminan una gran cantidad de trabajo.
La presencia de agua y partículas de arcilla en las arenas movedizas implica que el suelo se está agitando. Independientemente de su profundidad, las deformaciones estacionales de las capas del suelo se manifestarán en un grado u otro. Una jaula de refuerzo reforzada instalada en el cuerpo de la base o reja ayudará a nivelar las cargas.
Cuanto más ancha sea la base, menos presión ejercerá sobre el suelo. Si consideramos el problema de las arenas movedizas desde la perspectiva de la distribución óptima de las cargas del edificio, entonces, como parte subterránea, sería más correcto elegir una losa monolítica, cuyos contornos coincidan con las dimensiones de la casa en planta. Pero esta opción de fundación no siempre está económicamente justificada. Sobre diseño de tira, entonces requerirá tanto ancho como sea posible.
Las arenas movedizas no tienen suficiente rigidez, por lo que conviene reducir al máximo la presión sobre ellas.
Las zanjas deben cavarse con cuidado para evitar abrir las arenas movedizas. Si se viola la integridad, la arena que fluye puede desprenderse y, como resultado, el desplazamiento de las capas de suelo y el hundimiento de las capas de suelo. Esta situación está plagada de la aparición de deformaciones en las estructuras de soporte de los edificios cercanos y la aparición de situaciones de emergencia en las tuberías de servicios públicos existentes. No olvide que cualquier excavación debe ubicarse por encima del nivel de las arenas movedizas. Queda prohibida la excepción a esta norma.
La tira monolítica y la losa se deben verter con hormigón sobre un lecho de arena y grava colocado encima de la impermeabilización. El espesor de la capa subyacente debe estar entre 35 y 40 cm. A lo largo del perímetro de la base terminada, será necesario hacer un área ciega amplia que pueda proteger la estructura subterránea de la humedad mediante el drenaje organizado de la precipitación.
Medidas de seguridad
Una actitud negligente con las precauciones de seguridad cuando se trabaja en un área donde hay arenas movedizas en el suelo puede provocar una tragedia. Si por casualidad una capa expuesta de arena saturada de agua se rompe bajo presión y forma un pozo, lo inundará en cuestión de minutos. arenas movedizas parece globo, lleno de agua, que en estado sellado no es peligroso, pero si se rompe, es incontrolable. Será difícil esconderse del flujo de arena viscosa y sacarlo de la excavación será una tarea difícil. Por ello, conviene tomar precauciones y máximas medidas de seguridad con antelación. Para hacer esto necesitarás:
- fortalecer las pendientes de un pozo o zanja con escudos de madera;
- instale una escalera en un lugar determinado para poder subir rápidamente al borde de la excavación en caso de que se rompa la masa líquida;
- dejar a uno de los trabajadores arriba para monitorear visualmente el sitio y brindar asistencia si es necesario;
- observar reglas generales y tecnología para la construcción de cimientos en suelos problemáticos.
Un examen exhaustivo de la composición del suelo en el área que se está construyendo le ayudará a tomar la decisión correcta a la hora de elegir una base a tiempo y le protegerá de posibles problemas posteriores. No debemos olvidar que solo la investigación real proporciona información verdadera sobre las condiciones del suelo, teniendo en cuenta qué expertos encontrarán la opción óptima y económicamente viable para una base confiable para una casa.
La construcción de una base sobre arenas movedizas es un proceso complejo, ya que aquí es necesario tener en cuenta las características específicas de la aparición profunda de capas de suelo sobresaturadas de humedad. Es necesario diseñar los trabajos de construcción de tal manera que no perturben formaciones altamente inestables.
Este tipo especial de suelo está formado por agua y arena de grano fino; esta masa flotante (de ahí el nombre) no es apta para cargas pesadas. Si los cimientos no están diseñados correctamente, la casa puede hundirse significativamente. Hay arenas movedizas verdaderas y falsas.
verdadero origen
Este suelo se compone de franco, arena arcillosa, franco arenoso y presenta altas propiedades hidrofóbicas. El suelo absorbe agua rápida y abundantemente; las partículas se caracterizan por interacciones moleculares. Las arenas movedizas se pueden reconocer por una película específica que tiene un grado mínimo de purificación. Para determinar la esencia del suelo, se pueden utilizar signos externos: en el fondo del pozo aparece “lechada de cemento”, cuando se extrae una muestra de allí, esta última se vuelve borrosa instantáneamente. Para verificar con precisión la presencia de dicho suelo en un sitio, la muestra debe examinarse en el laboratorio.
Un hoyo cavado en un área así se llenará rápidamente de agua y el líquido tendrá un tinte rojizo. Al secarse forma una masa densa y viscosa. Una capa flotante de este tipo puede complicar el trabajo de instalación, ya que durante el proceso de construcción la tierra puede penetrar en cualquier hueco. En tales condiciones es más difícil formar un circuito cerrado.
origen falso
El componente principal en este caso es la grava y la arena. Las formaciones no son tan peligrosas como en el caso anterior, ya que la composición no contiene enlaces moleculares fuertes. El líquido que aparece en el fondo suele ser ligero, se evapora rápidamente, dando como resultado la formación de una masa suelta.
Tipos de cimientos aceptables para arenas movedizas
En condiciones tan difíciles, los especialistas diseñan cimientos de tiras, losas y pilotes. Cada una de las variedades es apta para situaciones especificas, que se discutirá a continuación.
Cinta
Si las arenas movedizas se encuentran a no más de 1,5 m de profundidad en un suelo ligeramente agitado, la solución óptima sería una base de tira poco profunda. En el caso de que el diseño del edificio incluya un sótano completo, la base se dispone de tal manera que se eleve sobre el nivel del suelo (aquí no se pueden sumergir estructuras adicionales en el suelo).
Losa
Esta base es aconsejable en zonas húmedas y agitadas, si la capa inestable es lo suficientemente profunda. Los costes de materiales y trabajos de instalación en el caso de una base de losa serán significativamente mayores en comparación con una base de tira. Pero esta solución se caracteriza por una alta estabilidad y una impresionante capacidad operativa.
El segundo nombre de la técnica de construcción es cimentación flotante. Durante las heladas y el levantamiento del suelo, dicha base puede soportar cargas importantes, ya que puede moverse junto con la estructura sin causar daños a esta última.
Montón
Si las arenas movedizas están cerca de la superficie, la única opción segura es instalar una base de pilotes. Esta opción será apropiada solo si hay una capa densa y estable debajo de la capa saturada de agua. Las condiciones corresponden a franco arenosos limosos húmedos, los cuales son extremadamente difíciles de drenar, por lo que es más fácil la instalación de pilotes.
Ventajas de la solución:
- versatilidad: se puede utilizar en todo tipo de suelo;
- la capacidad de organizar el trabajo sin tener en cuenta las condiciones climáticas;
- altas características de carga;
- lista limitada de movimientos de tierra requeridos.
En comparación con una base de tiras, el coste de una base de pilotes es casi la mitad.
Cómo hacer una base sobre arenas movedizas: tecnologías y reglas.
Las instrucciones de construcción dependen enteramente del tipo de cimentación elegida, por lo que vale la pena brindar orientación detallada sobre cada opción.
Construcción de una base de tira.
Después de examinar el sitio, se elaboran dibujos de la estructura futura, que indican el espesor, las dimensiones de los segmentos y las características del relleno. El área se limpia de escombros y vegetación, se nivela y se coloca un pozo sobre ella.
Para evitar el ascenso capilar del agua desde abajo, se introduce un sistema de drenaje horizontal. La profundidad máxima permitida del pozo es de 70 cm, se crea un cojín de piedra triturada en la parte inferior y la parte superior se cubre con arena gruesa, humedeciéndola y compactándola.
La altura del encofrado debe corresponder a la futura base, está hecho de metal, tableros laminados o plástico, lo más conveniente es utilizar variaciones plegables. La cavidad se rellena con fieltro para tejados o una película impermeabilizante y se realiza el refuerzo.
Para el vertido se requiere hormigón de alta calidad, al introducirlo se utilizan vibradores para eliminar las burbujas de aire. Se nivela la superficie y se deja espesar durante al menos 26 días. La base debe cubrirse con una película para evitar los efectos destructivos del sol y las precipitaciones.
Cuando el hormigón se haya secado, se pueden iniciar las medidas de impermeabilización y aislamiento. A continuación, el hoyo se llena con tierra arenosa.
Tecnología para crear una base de losa.
El dibujo de diseño se elabora teniendo en cuenta las características específicas del sitio. Se calcula el espesor y tamaño de la losa óptima, el método y lugar de su colocación. La zona de trabajo se limpia, nivela y cubre con una capa de piedra triturada de 50 centímetros. La pieza de trabajo se compacta completamente y se empapa en agua. La zona se marca con cuerda y estacas.
Coloque secciones subterráneas de líneas de alcantarillado y suministro de agua. Antes de verter la base se realizan todas las medidas de aislamiento térmico e impermeabilización. Sobre la pieza de trabajo se coloca una base de poliestireno expandido y aislamiento y se cubre con impermeabilización enrollada.
El encofrado se forma a partir de tableros o tableros de al menos 50 cm de altura, el material debe ser duradero y capaz de soportar cargas elevadas debido al peso del hormigón. La superficie preparada se cubre con polietileno para que las juntas se puedan fijar con cinta adhesiva. Gracias a la película, el mortero de hormigón permanecerá dentro del encofrado y no se filtrará. Dicha losa será móvil en caso de que el suelo se agite.
El refuerzo se realiza con varillas onduladas, cuyo diámetro oscila entre 1,2 y 1,6 cm, el material se coloca en forma de malla y las zonas de unión se refuerzan con alambre. El refuerzo se coloca sobre guías de plástico y debe quedar completamente sumergido en la solución.
El encofrado se rellena con hormigón y, tras nivelarlo, se le aplica un vibrador. La regla ayudará a enderezar la superficie. Si el clima es seco y cálido, la solución se secará en 3-4 semanas; en condiciones frías tardará hasta 6 semanas. Para evitar que se moje, la base se cubre con polietileno.
Se retira la capa superior de aproximadamente 10 cm del área y se crean marcas en ella de acuerdo con el dibujo previamente elaborado. Dependiendo del tipo de arenas movedizas, del peso futuro y de las dimensiones del edificio, se calcula el número óptimo de pilotes a introducir.
Los expertos sugieren utilizar estructuras de metal u hormigón, la primera opción es la más utilizada. La instalación de pilotes metálicos es más sencilla, tiene un coste menor y su eficiencia y fiabilidad no son inferiores a las de hormigón. Los pilotes de acero se instalan sin utilizar equipo especial, todas las manipulaciones se pueden realizar en un par de días.
Las modificaciones de los tornillos no requieren perforación previa, durante el proceso de atornillarlos al suelo no hay riesgo de inundación, no es necesario bombear agua. Todos los puntos de implementación están indicados en el dibujo, se presta especial atención a las áreas de las esquinas, las áreas que forman la intersección de paredes y las estructuras de carga.
El atornillado en variantes de acero lo pueden realizar 2 trabajadores utilizando una palanca giratoria especial. Durante el proceso se controla constantemente la uniformidad de la inserción. Los pilotes de hormigón requieren el uso de tecnología.
Una vez alcanzada la capa dura, la pila se sumerge otro metro. La estructura se puede ampliar según sea necesario. Para eliminar el exceso necesitarás una amoladora. En la etapa final, se instala un arnés para los pilotes introducidos.
Precauciones al trabajar con arenas movedizas
Si una formación saturada de agua se daña accidentalmente, existe un alto riesgo de que se rompa, en cuyo caso es probable que se inunde el pozo. La esencia de las arenas movedizas se asemeja a un globo lleno de agua: cuando está sellado, el producto no es peligroso, pero durante una ruptura el flujo no se puede controlar.
Para minimizar los efectos adversos, debes seguir las recomendaciones de los profesionales:
- reforzar las pendientes de zanjas y fosos con paneles de madera;
- Asignar a uno de los trabajadores para monitorear desde una posición elevada todas las etapas del trabajo en el sitio, de modo que en caso de emergencia podría tomar medidas de emergencia;
- instale una escalera en un lugar conveniente que le permita subir rápidamente a la superficie si se produce un hueco.
Para evitar que surjan problemas más adelante, es necesario examinar cuidadosamente el área que se está construyendo. Un estudio profesional ayudará a revelar las condiciones del suelo, con base en la información recibida se selecciona un algoritmo de construcción económicamente viable y seguro.
Maneras de lidiar con las arenas movedizas
Para construir los cimientos de una casa sobre arenas movedizas, debe elegir el mejor de tres métodos:
- formación de vallas a partir de muros de tablestacas;
- fijación del área donde se produce suelo inestable;
- drenaje artificial.
En este último caso, se organiza un bombeo de agua abierto. Si la formación está ubicada a una profundidad de no más de 600 cm, es mejor usar puntos de pozo, si el nivel es más bajo, se necesitarán dispositivos de drenaje eléctricos.
Los muros de tablestacas son capaces de bloquear la capa de arenas movedizas y crean presión que conduce a la contención de la carga. El tablero machihembrado se introduce en el suelo hasta 10 m, si se utilizan productos metálicos se puede colocar hasta 35 m, este método no se puede utilizar si existen capas densas de suelo cerca de las arenas movedizas.
Las arenas movedizas se pueden fijar mediante tres métodos: congelación, silicatización o cementación. La más efectiva es la silicatización; en este caso, se bombea vidrio líquido al suelo, lo que ayuda a aumentar la resistencia de la base y eliminar la movilidad del suelo. La congelación es extremadamente poco fiable, incluso después de la exposición a potentes unidades de refrigeración Las arenas movedizas pronto se derretirán.
Un paso obligatorio es la creación de un sistema de drenaje completo que se encuentre debajo del nivel del problema. Las arenas movedizas están formadas por pequeñas partículas unidas por agua, el drenaje ayuda a secar esta zona y la estructura del suelo gana fuerza. Durante el funcionamiento del edificio, es importante auditar periódicamente el sistema; esta es una medida de seguridad clave.
Si las arenas movedizas están por debajo del nivel de congelación del suelo, está permitido instalar una base monolítica en tiras con un relleno poco profundo, aquí un relleno de grava será un elemento obligatorio. Si las arenas movedizas se encuentran por debajo de 50 cm de la superficie y tienen un espesor insignificante, se puede instalar cimientos de pilotes(debe haber suelo sólido debajo del acuífero).
Las arenas movedizas son suelos en forma de arena y marga arenosa, saturados de agua. Al procesar o cavar hoyos en arenas movedizas, el suelo se licua.
En condiciones naturales, las arenas movedizas están selladas y las partículas de arena saturadas de líquido están bajo presión.
Las arenas movedizas se pueden encontrar en todas partes, pero se encuentran con mayor frecuencia en zonas pantanosas. Construir sobre arenas movedizas no es fácil, este tipo de suelo es uno de los más problemáticos.
El suelo de las arenas movedizas no suelta agua. Al menor impacto comienza a desdibujarse y fluir. En invierno, las arenas movedizas están sujetas a fuertes heladas. El peligro de las arenas movedizas radica en el hecho de que si se viola su integridad y se cava un pozo, comienza a colapsar y cae arena de las paredes. El nivel del agua y de la arena, a pesar de la profundización, aumenta constantemente.
Un edificio construido sobre arenas movedizas puede hundirse en las capas inferiores del suelo. Las paredes de la casa estallan por su propio peso y los cimientos se derrumban.
Para construir con éxito un edificio sobre arenas movedizas, se deben observar una serie de características técnicas.
Al elegir una base sobre la que descansará toda la estructura, tenga en cuenta la profundidad de las arenas movedizas y su espesor.
Al disponer una base sobre arenas movedizas, recuerde los siguientes puntos:
- No es deseable utilizar equipos de construcción pesados para no dañar la integridad del suelo e inundar la zanja.
- Los trabajos de excavación no deberían afectar la capa problemática.
- La base debe ser lo más amplia posible. En caso de uso base de tira el ancho de la cinta aumenta hasta el máximo valor posible.
- Al organizar los cimientos, un paso obligatorio será realizar drenaje en el sitio de construcción.
- La construcción de cualquier cimentación, excepto la de pilotes, se realiza sobre un lecho de arena y grava.
- Debido al fuerte levantamiento de las arenas movedizas, se incorpora un cinturón de refuerzo reforzado en la base.
Para construir un edificio sobre arenas movedizas, se utilizan los siguientes tipos de cimientos:
- Cinta.
- Montón.
- Monolito de losa.
Cuando las arenas movedizas se encuentran a un nivel de 1 metro y el suelo estable está a una profundidad de 3 a 5 metros, se utiliza una base de pilotes con una rejilla hecha de monolito como base para la casa.
Cinta Fundación superficial Se utiliza cuando la capa flotante se ubica desde el nivel cero hasta al menos tres metros.
Se utiliza una losa monolítica cuando el suelo es inestable a un nivel de 1 metro, mientras que una base estable debe alcanzar los 5 metros.
Es difícil descubrir por sí solo la profundidad de una base flotante y estable; busque ayuda profesional de los constructores.
Construcción paso a paso de una base sobre suelo flotante.
Antes de colocar los cimientos, es necesario perforar un pozo y tomar muestras de suelo para determinar el tipo de capa flotante. El grado de flotabilidad depende del tamaño de los fragmentos de arena.
Cuando la zanja para la base está lista, se elimina el exceso de agua con una bomba y se coloca una capa de drenaje. Se coloca impermeabilización sobre el drenaje. A continuación se vierte una capa de hormigón, el suelo no se moja posteriormente y no se colapsa durante la construcción.
En 3 a 5 días, el hormigón se endurece y luego pasa a las siguientes etapas de construcción.
Una base de pilotes se utiliza sólo cuando se conoce la profundidad exacta de las arenas movedizas. La base de la base se coloca debajo de las arenas movedizas en una capa estable. Para reforzar los pilotes, la reja se ata con pilares de hormigón armado.
Se construye una base monolítica durante la construcción de un edificio de ladrillo y piedra. Antes de colocar los cimientos, determine el espesor del vertido de hormigón. Es individual para cada edificio. Ancho óptimo El monolito para arenas movedizas no debe tener un grosor inferior a 35 mm. La base monolítica utiliza un marco de refuerzo reforzado con una sección de varillas de 12 a 16 mm.
La base monolítica se debe verter de una vez, sin interrupciones, para evitar que la losa se desmorone en el futuro.
Aislamiento de la base sobre arenas movedizas.
Aislar la base le permite protegerla de los efectos de las bajas temperaturas y evitar la congelación. El aislamiento externo evitará la entrada de agua subterránea y precipitaciones.
Aislar el hormigón del exterior mejorará su calidad y preservará la estructura durante un largo período.
Para el aislamiento se utilizan espuma de poliestireno y espuma de poliestireno. Se coloca sobre los cimientos y se fija con masilla de construcción.
El aislamiento con espuma de poliuretano se realiza pulverizando una sustancia que se convierte en espuma. Este tipo de aislamiento es el más óptimo, ya que retiene el calor 3 veces mejor y se aplica en un día.
Las arenas movedizas causan muchos problemas en la construcción. Si se altera la base flotante, los flujos de agua llenarán la zanja y la tierra se esparcirá. Es difícil retirar equipos de construcción de una zona así. Por lo tanto, antes de colocar los cimientos, se examina cuidadosamente el suelo para determinar el grosor de la base estable y la parte flotante para evitar problemas al colocar los cimientos.
En la práctica de la construcción, el concepto de "arenas movedizas" se encuentra con bastante frecuencia. Especialmente cuando se realizan trabajos de construcción en las grandes ciudades. La naturaleza de las arenas movedizas no se ha estudiado completamente, existen muchas hipótesis sobre su origen. También se supone que la causa de la formación de arenas movedizas es la fuga de aguas residuales de los sistemas de alcantarillado. Pero las arenas movedizas también se encuentran en lugares donde no hay rastros de actividad humana.
Las arenas movedizas son algunas variedades de suelos franco arenosos y otros suelos de grano fino, licuados por el agua, que bajo ciertas condiciones se vuelven tan móviles que fluyen como un líquido. Me gustaría señalar que las arenas movedizas y los ríos subterráneos son cosas completamente diferentes. Si un río subterráneo se encuentra, por regla general, en un estado estable, entonces el comportamiento de las arenas movedizas sólo puede predecirse mediante la realización de un número suficientemente grande de estudios geológicos.
En su manifestación, las arenas movedizas son un volumen sellado por la propia naturaleza, en cuyo interior arena fina saturada de agua se encuentra bajo una presión de varias atmósferas. Como lo demuestran los estudios de ingeniería geofísica realizados con el método de perfil sísmico espectral (SSP), las arenas movedizas del suelo se dibujan como halos cerrados.
No lo toques, de lo contrario...
Debido a su movilidad y baja capacidad de carga, las arenas movedizas no son adecuadas para su uso como cimentación. Al mismo tiempo, una casa puede estar sobre arenas movedizas y no experimentar ningún inconveniente, porque las arenas movedizas pueden soportar una presión muy alta. Pero sólo con una condición: mantener la estanqueidad. Si surgen oportunidades para que las arenas movedizas se muevan (por ejemplo, una zanja o un hoyo cavado), entonces la tierra puede simplemente "flotar" debajo de la casa. En este caso, la base pierde total o parcialmente su soporte, como resultado de lo cual aquellas partes del edificio que se encuentran directamente sobre las arenas movedizas comienzan a hundirse en el suelo. Luego se desarrollan microperturbaciones en el suelo y a través de él también comienzan a emerger arenas movedizas.
La primera manifestación del inicio del proceso es la inundación de sótanos. A veces parece que allí el suelo se está elevando, pero no es así; de hecho, la casa se está hundiendo. La tasa de asentamiento depende del trabajo que se realice en el vecindario, del estado del suelo y del grado de violación de las condiciones hidrológicas. La siguiente etapa es el desarrollo de grietas en las estructuras de soporte de la casa. Entonces, como resultado de la liberación de arenas movedizas de debajo de la sección sur de la casa número 8 en la calle. Dvinskaya en San Petersburgo, este tramo perdió apoyo y se cayó.
Como resultado del colapso (en julio de 2002), murieron 4 personas. En el proceso de realización de trabajos destinados a ampliar el terraplén del Canal Obvodny en San Petersburgo, el contenido de las arenas movedizas que se encontraban allí comenzaron a fluir directamente al canal. La casa número 48, ubicada a más de 50 m del canal, inmediatamente después de comenzar a colocar el Tablestaca en su parte media, comenzó a hundirse bruscamente en el suelo y colapsar. De manera similar, las casas en la autopista Kashirskoe en Moscú se derrumbaron después de que comenzaron a hacer un pozo para un garaje subterráneo a cierta distancia de ellas. Y como consecuencia del inicio de la construcción de un edificio en el parque que lleva su nombre. Sajarov (San Petersburgo) era la pendiente de la casa punteada ubicada al lado del sitio de construcción.
Otro ejemplo es la casa Muruzi en Liteiny Prospekt de San Petersburgo, donde en 2006 se produjo un movimiento de tierra debajo de los cimientos debido a las obras de construcción en un sitio vecino. La situación se desarrolló exactamente de la misma manera durante la construcción del hotel Corinthia Nevsky Palace (Nevsky, 57): después de que los edificios vecinos 55 y 59 reventaran, tuvieron que ser reubicados y demolidos apresuradamente.
Una característica insidiosa de las arenas movedizas es que durante los trabajos de construcción y bajo la influencia de una estructura que ya funciona, su límite superior se eleva, a menudo acercándose mucho a la superficie. Así, la más mínima penetración en el suelo, por ejemplo al reparar las comunicaciones (que todavía estaban fuera de las arenas movedizas cuando se colocaron), puede tener las consecuencias más indeseables.
Hemos construido y seguiremos construyendo
Ya en la antigüedad los constructores encontraban arenas flotantes saturadas de agua. Y cuando surgió la necesidad de erigir edificios de piedra, pensaron seriamente en domesticar las arenas movedizas. En San Petersburgo, que en el sentido más amplio de estas palabras fue construido sobre un pantano, las casas se instalaron sobre poderosas balsas de madera, que servían para distribuir uniformemente la carga. El árbol no se pudrió por falta de oxígeno.
A medida que pasó el tiempo, los proyectos de construcción aumentaron en escala y los métodos para lidiar con las arenas movedizas se volvieron más efectivos. Los constructores de metros tuvieron que utilizarlos especialmente a menudo en la práctica. En la excavación de túneles y minas se utilizaban tradicionalmente medidas de protección como escudos especiales, cajones y congelación.
El último método se convirtió en el más popular, pero no siempre se justificó. La confirmación de esto es la erosión en el metro de San Petersburgo entre las estaciones Lesnaya y Ploshchad Muzhestva. La condición previa para el accidente fue la construcción acelerada de un escenario profundo para el 25º Congreso del Partido, que debía pasar a través de arenas acuíferas. Para atravesar rápidamente las arenas movedizas, se utilizó la tecnología de congelar el suelo con costosos equipos criogénicos. En 1974, el agua ingresó al túnel, que aún estaba en construcción. En la superficie apareció un agujero de 400 por 200 my 3 m de profundidad en la calle Polytechnicheskaya. El asfalto se levantó, los raíles del tranvía estallaron, varios edificios se inclinaron peligrosamente, aparecieron grietas y el edificio administrativo de la fábrica Octubre Rojo quedó destruido. Luego se congeló el suelo, pero en 1995 hubo que cerrar el tráfico en el lugar durante 9 años, hasta que se pusieron en funcionamiento nuevos túneles de circunvalación.
Sin embargo, también hubo ejemplos exitosos de congelación de arenas movedizas. La experiencia de construir un edificio de gran altura del Ministerio de Ferrocarriles en la Puerta Roja de Moscú puede considerarse verdaderamente sin precedentes. Al realizar un reconocimiento del suelo, resultó que parte del futuro pozo está ocupado por arenas movedizas y parte por arcilla. En consecuencia, el borde de los cimientos de la parte alta debería haberse elevado durante el proceso de congelación.
Y el borde opuesto se asentará bajo la influencia del peso de las estructuras de acero y hormigón. Después de realizar los cálculos de control, los diseñadores decidieron instalar el edificio con una desviación de la vertical para que después del deshielo vuelva a su posición normal. Además, cada nivel tenía sus propias desviaciones de la vertical. Como resultado, después de que los cimientos se asentaron, el marco se libró de la inclinación inicial y recibió solo una ligera inclinación en la dirección opuesta.
El edificio de la Universidad Estatal de Moscú también se encuentra sobre arenas movedizas. Durante su construcción, potentes unidades de congelación ubicadas debajo de los cimientos mantuvieron las arenas movedizas en condiciones estables. Además, el edificio se construyó sobre una base fundamentalmente nueva en forma de caja, que se "adapta" al comportamiento del suelo: desciende o sube según por dónde se abren las arenas movedizas. Aquí hay un ahorro directo: no es necesario llenar un pozo gigante con concreto, como hicieron los estadounidenses cuando construyeron sus rascacielos.
Sin embargo, lamentablemente, hay muchos ejemplos de pérdida de control sobre arenas movedizas. Sólo en San Petersburgo hay una docena de grandes objetos escandalosos. Un pozo cerca de la estación de tren Moskovsky, en cuyo lugar está previsto construir un complejo comercial y de entretenimiento en mayo de 2010, la segunda etapa del Teatro Mariinsky, casas en Nevsky Prospect, la calle Kolokolnaya...
En general, según los expertos, San Petersburgo necesita un programa de “Fortalecimiento de los cimientos”, es decir, suelos débiles, y uno tan a gran escala como el programa de restauración de fachadas.
Moscú flotando
Pero no es sólo San Petersburgo el que enfrenta el problema de las arenas movedizas. Cada vez más, comenzaron a escucharse voces alarmantes en la prensa, temiendo que la capital pronto comenzara a pasar lentamente a la clandestinidad. Los expertos consideran que las zonas en el extremo sur del bulevar Gogolevsky están a punto de colapsar en huecos subterráneos, consideran que las arenas movedizas cerca de New Arbat y Bolshaya Dmitrovka están plagadas de accidentes graves y señalan el riesgo de rupturas horizontales en el parque Filevsky, alrededor del cual se está desarrollando activamente . El popular sitio web Apartment.Ru ofrece al público una lista de zonas potencialmente peligrosas de Moscú en las que no es deseable comprar una vivienda.
"Arenas movedizas" es un concepto muy conocido entre los moscovitas. En los años 60, comenzaron a aparecer cráteres y sumideros en la autopista Khoroshevskoye, que inmediatamente cayeron en varios edificios nuevos. Los vacíos bajo esta zona son consecuencia del drenaje constante de los embalses subterráneos. Hay información muy interesante de que el número total de pozos que penetran en Moscú en todo el territorio puede llegar a 900 000. Hay que tener en cuenta que el río Moscú, al pasar por la ciudad, conduce al menos un tercio de sus aguas bajo tierra. Naturalmente, todos se acumulan en los depósitos subterráneos existentes, kársticos y artificiales, acabando en arenas del Pleistoceno. Y esta es una buena condición para la formación de arenas movedizas.
La emergencia de 2001, cuando una casa en Malaya Dmitrovka se derrumbó durante la instalación de una alcantarilla, está fresca en la memoria de los moscovitas. En la calle Aviatsionnaya (noroeste de Moscú), a orillas del río Moscú, comenzó la construcción de un complejo residencial en los años 90. Velas escarlatas» Con más de 190 m de altura, los potentes cimientos de hormigón de la instalación cubrieron formas naturales agua subterránea que llenó la llanura aluvial de Strogino. Se desconoce cuáles serán las consecuencias de esta construcción.
¿Tratamiento o prevención?
Pocos residentes de Ulyanovsky Prospekt en Krasnoyarsk saben que su vecindario está ubicado sobre arenas movedizas, lo que en un momento (hace casi 20 años) generó serias preocupaciones sobre la confiabilidad de los edificios. Actualmente, los cimientos de las casas están reforzados y las arenas movedizas no suponen ningún peligro. La situación en Moscú Cheryomushki se desarrolló según un escenario similar.
Hoy en día existen suficientes técnicas que te permiten elegir tu propia estrategia para afrontar las arenas movedizas para cada caso concreto. En primer lugar, es necesario recordar que las arenas movedizas pueden ser tanto verdaderas como falsas (según la clasificación del científico soviético A.F. Lebedev). Así, las arenas movedizas que tienen partículas coloidales de menos de 0,001 mm de tamaño, que esencialmente actúan como lubricantes, se denominan verdaderas, y las arenas movedizas, cuyas propiedades aparecen sólo bajo una presión hidrodinámica significativa del agua que se filtra a través de ellas, se denominan falsas. Las verdaderas arenas movedizas sufren fuertes agitaciones cuando se congelan, filtran débilmente el agua y cuando se secan se vuelven cohesivas; los microorganismos juegan un papel importante en su formación. Dado que las verdaderas arenas movedizas no desprenden bien el agua, a la hora de escurrirlas se utiliza aspiración y drenaje eléctrico; Para drenar las arenas movedizas falsas, se utilizan pozos y pozos entubados.
Para combatir las arenas movedizas durante la construcción de objetos grandes, el método "muro en el suelo" es popular hoy en día. Se utilizará en la construcción del segundo escenario del Teatro Mariinsky de San Petersburgo. Para implementar con éxito el proyecto a largo plazo, los constructores deberán perforar 2.278 pozos en el lugar y cementar 2.190 de ellos. Esto le permitirá sostener tanto el pozo como los edificios alrededor del sitio de construcción.
Lo más importante es no olvidar que, si en algunos lugares es posible construir edificios de cien pisos, en otros incluso la construcción de nueve pisos se está convirtiendo en una empresa peligrosa. El éxito de cualquier empresa reside en su cuidadosa preparación. Por lo tanto, antes de comenzar la construcción, es necesario realizar un estudio geológico competente del sitio utilizando el método SSP. Dado que las arenas movedizas están controladas por zonas de perturbaciones tectónicas, deberían cartografiarse. La efectividad de tal pronóstico del impacto de los trabajos de construcción en casas ya construidas se ha probado muchas veces. Entonces, si una zona de perturbaciones tectónicas pasa debajo de la casa, entonces puede estar seguro de que los trabajos de construcción en la continuación de esta zona provocarán la liberación de arenas movedizas.
En áreas donde el suelo es predominantemente arenoso, o donde alguna vez hubo un río o lago, el desarrollador puede esperar una sorpresa desagradable en los humedales: la presencia de arenas movedizas en el suelo. Las arenas movedizas son arena o marga arenosa saturada de agua. El problema es que es fluido y se licua bajo carga. Qué base construir sobre arenas movedizas, a qué prestar atención en tal situación; hablaremos de todo esto en este artículo.
Construcción de los cimientos de una casa sobre arenas movedizas.
A pesar de que la arena se utiliza a menudo como material para un cojín (lea aquí sobre los cojines de arena), su presencia en el suelo puede afectar negativamente a la base. Todo depende del tamaño de las partículas de arena. Como sabes, las arenas no sólo son de tamaño grueso y mediano, sino también finas y polvorientas. Estos últimos suponen un peligro si se encuentran en el suelo de una obra. El hecho es que cuando se saturan con agua, adquieren la propiedad de fluidez, lo que afecta negativamente la capacidad de carga de dicho suelo. La situación se ve agravada por las impurezas de la arcilla, que suelen encontrarse en las arenas movedizas. Teniendo en cuenta el bajo valor de resistencia del suelo húmedo arenoso-limoso (consulte la tabla a continuación), la ubicación de la base de la base sobre arenas movedizas es inaceptable.
Cómo saber que estamos ante arenas movedizas
Es imposible prescindir de la investigación geológica. Es mejor solicitar estudios geológicos y de ingeniería a una empresa profesional antes de comenzar la construcción. Pero si decide hacer la base usted mismo, puede ahorrar en servicios similares:
- Si sus vecinos en el sitio ya construyeron una casa, existe una alta probabilidad de que tengan la información necesaria sobre el suelo. La opción más sencilla es preguntarles;
- La exploración independiente del suelo debajo de un futuro sitio de construcción se reduce a cavar un pozo a una profundidad no inferior a la GPG o perforar pozos. La presencia de arenas movedizas será indicada por el deslizamiento de las paredes del pozo y el llenado del pozo con una mezcla pastosa de “arena líquida”;
- Si se encuentran arenas movedizas durante la investigación del suelo, es casi imposible determinar de forma independiente el espesor de la capa fluida del suelo. Aquellos. considerando la base sobre la pilas de tornillos o una base de columnas enterrada debajo de las arenas movedizas, tendrás que desembolsar servicios profesionales
Opciones de base
En general, si hablamos de construir una casa en un sitio con arenas movedizas, casi todos los tipos pueden considerarse como su base; todo depende de las condiciones específicas:
- una base de pilotes con rejilla es adecuada en los casos en que se conoce el espesor de las arenas movedizas y es insignificante. Como soporte se pueden utilizar pilotes de hormigón armado hincados o productos de acero atornillados. La idea es colocar la base de los cimientos debajo de las arenas movedizas. Los soportes se atan con una reja de hormigón armado;
- Se puede utilizar una base de tira poco profunda en dos casos: las arenas movedizas se encuentran a una profundidad significativa (más de 3 m) o es posible instalar un sistema de drenaje para la base. La última opción es conveniente en un sitio con pendiente: al drenar las arenas movedizas, simplemente neutralizamos sus propiedades negativas;
- Una base de losa se usa con mayor frecuencia en los casos en que la carga de la casa es significativa y las arenas movedizas se encuentran no lejos de la superficie de la tierra (1-2 m). En estas situaciones, los ahorros en la instalación de los tipos de cimientos anteriores parecen dudosos, por lo que se vierte la losa.
Como alternativa, si el nivel freático es alto y las arenas movedizas son poco profundas, se puede considerar la opción de construir una base de terraplén. Para estos fines, se lleva al sitio el volumen requerido de material (generalmente arena, grava, etc., suelo no agitado) y luego se erige una base sobre suelo a granel.
Precauciones al trabajar con arenas movedizas
Imagina un globo lleno de agua y atado. Tan pronto como lo perfores, el agua saldrá inmediatamente. La situación es similar con las arenas movedizas: se comportan de forma más o menos predecible mientras están en el suelo y el acceso a ellas está limitado por las capas superpuestas. Una vez que se perfora la “concha”, la arena que fluye se liberará. Por lo tanto, al desarrollar pozos (o zanjas profundas) para los cimientos, en lugares donde se pueden encontrar arenas movedizas, es necesario trabajar al menos juntos: uno se dedica a la excavación y el segundo sigue el proceso.
