Обратная засыпка пазух котлована: что это, порядок действий

Пазуха строительного котлована

Устройство фундамента почти всегда сопровождается земляными работами, объём которых зависит от размера строящегося здания. Вынутый грунт осыпается на строительном участке и в дальнейшем используется для засыпки пазух котлована. Это позволяет решить сразу несколько проблем, связанных с утилизацией извлеченной земли, а также с увеличением устойчивости основания.

Содержание

Цели обратной засыпки

Обратная засыпка пазух котлована производится после того, как завершены все строительно-отделочные работы, связанные с обустройством фундамента здания. Пазухи котлована – это промежуток между его откосами и стенами подвала или цокольного этажа. Они позволяют свободно производить весь спектр строительных работ:

• Устанавливать и демонтировать опалубки для монолитной бетонной заливки.
• Монтировать элементы сборного фундамента.
• Крепить на внешние стены фундамента тепло- и гидроизоляционный материалы.
• Обустраивать вокруг здания дренажную систему для отвода грунтовых, талых и дождевых вод.

Обратная засыпка пазух котлована

После того как все работы, связанные с монтажом и отделкой несущего основания, закончены, пазухи котлована засыпаются грунтом. Весь процесс обратной засыпки на первый взгляд выглядит простым до примитивности. Однако, производить данную работу с соблюдением всех строительных правил и нормативов. Недаром данный процесс регламентируется отдельным СНиП №3-02-01 от 1987 г.

Производить обратную отсыпку следует только после того, как бетонная заливка фундамента наберёт не менее ¾ от своей конечной прочности. Обычно это занимает от 2 до 4 недель в зависимости от погоды и толщины заливки. В противном случае высока вероятность повреждения несущего основания: его растрескивание и деформация.

Единственный вариант, когда следует засыпать пазухи ещё до набора бетоном необходимой прочности – когда прогноз погоды обещает обильные дожди, которые могут привести к вымыванию из бетона цемента или к полной или частичной размывке свежей заливки.

Во избежание этого производится засыпка пазух с соблюдением всех мер предосторожности. После того как пазухи будут заполнены, в обязательном порядке по периметру здания заливается черновая отмостка. Она позволит уменьшить приток дождевых вод непосредственно к стенкам свежезалитого фундамента.

Технологическая схема земельных работ

Заполнение пазух строительного котлована позволяет успешно решить ряд задач, но только при условии неукоснительного соблюдения всех технологий.

• Утепление фундамента. Засыпка пазух позволяет создать дополнительную внешнюю защитную подушку от проникновения холода в подвальные или цокольные помещения.
• Увеличение устойчивости. Устройство пазух вдоль стен фундамента делает более удобным весь процесс его строительства и отделки. Однако подобная технология значительно уменьшает его устойчивость. Засыпка пустот между откосами траншеи или котлована грунтом делает фундаментное основание более прочным, повышает его сопротивление сейсмическим, вибрационным и прочим воздействиям.
• Отведение сточных и подпочвенных вод от фундамента. Отсыпка пазух грунтом с хорошими дренирующими свойствами даёт возможность предотвратить проникновение сырости в подвал.

Устройство защитной дренажной системы

Технология отсыпки

Необходимость соблюдения строительных регламентов превращает довольно простую процедуру в сложный процесс, который состоит из нескольких этапов.

Регулировка влажности грунта

Согласно положениям СНиП, применять для обратной отсыпки можно грунт только определённой влажности. Она должна составлять от 12 до 15% для лёгких грунтов (песок, супесь) и не более 20% для тяжёлых (глина, суглинок, гравийно-песчаная смесь).

Процент влажности устанавливается в лабораторных условиях при помощи специальной аппаратуры. В случае, если грунт за время лежания на строительной площадки чересчур высох, его требуется перед засыпкой увлажнить.

Для увлажнения следует использовать не обычную воду, а цементно-водный раствор. Профессиональные строители называют его цементным молочком.

Приготовить его можно прямо на строительной площадке. Для этого в ёмкость заливается вода, после чего добавляется цемент и тщательно размешивается. Можно использовать для приготовления молочка и бетоносмесители. В итоге должен получиться раствор молочно-белого цвета, при этом консистенция его должна быть, как у простой воды. Слишком прозрачный раствор считается слабым, а чересчур густой — слишком «крепким».

Если же грунт является слишком влажным, то перед засыпкой его следует просушить. Для этого время от времени его разрыхляют и переворачивают с помощью бульдозеров или экскаваторов. Под действием солнца и ветра из грунта удаляется лишняя влага, и, когда он дойдёт до кондиции, его засыпают в пазухи.

Засыпка грунта

При заполнении пазух также нужно соблюдать техусловия проведения работ. Грунт засыпается не сразу, а равномерно по всему периметру тонкими слоями. Толщина каждого слоя не должна превышать 30-50 см. После укладки каждый слой должен проливаться цементным молочком и уплотняться.

Для обратной отсыпки нельзя использовать плодородный верхний слой почвы. Со временем органические включения перегнивают, оставляя после себя пустоты.

Во время проведения вскрышных работ на строительном участке перегной следует складировать отдельно от неорганического грунта. Использовать чернозём можно будет в дальнейшем для обустройства придомовой территории. Внутреннюю отсыпку подвального пространства следует производить только после того, как будут засыпаны все внешние пазухи котлована. Если проектом предусмотрено устройство подвального помещения или цокольного этажа, внутренняя засыпка не производится.

Высота засыпки зависит от конструкции основания. Если в стенах фундамента предусмотрены вентиляционные продухи, то грунт засыпается на 20 – 30 см ниже этих отверстий, а стены без таковых отдушин оборудуются непосредственно до перекрытия 1 этажа. В последнем случае отсыпка может служить основой, на которую производится бетонная заливка черновых полов.

Уплотнение засыпки является обязательным технологическим условием. Чем плотнее грунт, тем обеспечивается большая устойчивость всего несущего основания постройки. В идеале плотность отсыпки должна составлять порядка 0,9 – 0,95 от плотности коренного, не потревоженного земляными работами грунта.

На практике для достижения этого показателя и используется послойная отсыпка с тщательным уплотнением каждого последующего слоя. Это позволяет также избежать последующей просадки засыпки, её вымывания, провисания и разрушения водоотводной отмостки.

Уплотнение почвы виброплитой

Материал для обратной засыпки

Наиболее часто для засыпки используются песок и глина, либо смесь этих видов грунта — суглинок или супесь. Среди инженеров-строителей нет однозначного мнения, какой же тип грунта лучше всего подходит для обратной отсыпки, но большинство специалистов всё же склоняются в пользу песка.

В поддержку приводятся следующие достоинства засыпки пазух песком:

1. Песок относится к материалам с хорошими дренирующими свойствами. Дождевая и талая вода не задерживается надолго в песчаном слое, а уходит в нижние слои почвы. Благодаря этому пространство вокруг несущего основания здания будет избавлено от избытка сырости, а следовательно от неблагоприятного воздействия на бетонную заливку влаги в тёплое время года и сил пучения грунта зимой.
2. Песок неплохо трамбуется и после уплотнения не склонен к повторному разрыхлению при высыхании. Это позволяет дополнительно укрепить стенки фундамента здания, придать им устойчивость и прочность.
3. Песчаный грунт не относится к просадочным почвам: со временем его плотность и несущие способности только увеличиваются. Общая прочность песчаников не велика, но вполне достаточна для обеспечения надёжной фиксации основания постройки.

Все перечисленные плюсы «работают» только при условии, что засыпной песчаный грунт был заранее подготовлен в соответствии со всеми требования СНиП. В противном случае он может стать просто бесполезным «балластом», легко размываемым потоками воды и не обеспечивающим нужной прочности фундаменту.

Использование песка

Для обеспечения длительной службы несущего основания особое внимание следует уделить процессу уплотнения засыпного грунта. Эффективность уплотнения во многом зависит от технических характеристик самого песка. Лучше всего для отсыпки пазух использовать не песок, вынутый при копке котлована.

Если же строительство ведётся на глинистых грунтах, следует засыпать привозной песок, взятый из подпочвенных слоёв — так называемый «овражный песок». В таком материале содержится некоторое количество мельчайших частиц минеральных солей, соединений различных металлов, прежде всего, железа и алюминия, которые при его уплотнении или смачивании образуют прочные связи.

Засыпка внешних пазух экскаватором

Этих достоинств лишён песок, полученный путём дробления горных пород («карьерный песок») и намытый земснарядами со дна рек и озёр («речной песок»). Перед использованием овражный песок следует очистить от органических включений — чернозёма, веток, корневищ, но не рекомендуется промывать, чтобы с водой не вымывались коллагенные частицы, «склеивающие» песчинки между собой.

Ещё более эффективным способом с точки зрения обеспечения плотности засыпки будет использование для обратной засыпки песчано-гравийной смеси (ПГС). Данная смесь обладает достаточными показателями плотности и без участия дополнительных связующих компонентов. Оптимальным соотношением компонентов смеси будет 60% песка и 40% – некрупного гравия. Такая смесь хорошо уплотняется, имеет достаточно большую массу и отлично пропускает сквозь себя влагу, не давая ей скапливаться близ стенок фундамента или цоколя.

Использование глины

В некоторых случаях песок для засыпки пазух бывает недоступен или доставка его на строительную площадку обходится слишком дорого. Тогда приходится использовать глинистый грунт, вынутый во время земляных работ. Заполнение пазух глиной требует от строителей соблюдения ряда технологических правил.

Для обратной отсыпки лучше использовать тощую глину, так как она менее склонна к впитыванию и удержанию воды. Чтобы облегчить процесс трамбовки, к твёрдой тощей глине следует добавить около 5% глины жирных сортов. Такой небольшой процент практически не повлияет на свойства засыпного грунта, но позволит ускорить и упростить весь процесс.

Если глина используется для обратной засыпки фундамента, возведённого на прочных каменистых породах, то она мало отличается по своей эффективности от песка и ПГС.

Жирная глина может применяться при отсыпке пазух для сооружения глиняного замка — водонепроницаемого слоя, предназначенного для воспрепятствования проникновения влаги вглубь засыпного грунта. Для этого после засыпки пазух сверху укладывают слой предварительно размоченной жирной глины толщиной в 15-20 см. Укладку глины следует производить в несколько приёмов, 3-4 слоями по 5 см. При этом каждый последующий слой наносится только после того, как предыдущий слой глины достаточно подсохнет и затвердеет.

Обратная засыпка пазух котлована

Содержание

• Чем так важна операция обратной засыпки
  • Как правильно выполняется обратная засыпка полости пазух
• Технология уплотнения грунта
  • Материалы для заполнения пазух котлована
• Как правильно выбрать материал для обратной засыпки полости пазух
  • Засыпка на основе песка
  • Применение глинистых материалов для засыпки пазух
• Заключение

Одним из условий нормальной остойчивости и долговечности фундамента из армированного бетона является правильная стыковка засыпным грунтом боковых стенок и дна котлована с фундаментной коробкой здания. Несмотря на внешнюю простоту процедуры,обратная засыпка фундамента имеет достаточно большое количество нюансов, которые необходимо учитывать, что добиться расчетных характеристик фундамента. Мало того, проблема обустройства пазух котлована настолько важна для фундамента, что для ее решения был разработан отдельный СНиП № 3.02.01-87.

Чем так важна операция обратной засыпки

При любой конструкции фундамента, за исключением отливки бетона непосредственно в траншею ленточной системы, технология его постройки требует обустройства технологического пространства между стенкой и опалубкой бетонной стены или пазух. Небольшое, с первого взгляда, увеличение габаритов котлована дает возможность:

• Удалить из пространства пазух внешние щиты опалубки фундамента без риска обрушить стену котлована. Кроме того, наличие внешней полости в 15-20 см шириной для котлована или траншеи, всего в метр глубиной пазухи, ускоряют процесс схватывания бетона на 15-20%;
• Выполнить гидроизоляцию и утепление бетонной поверхности стен ленточного фундамента с помощью обмазочной или рулонной гидроизоляции. Даже небольшой размер пазух котлована в 40 см позволяет использовать газовые горелки или роликовое оборудование и выполнить изоляционные работы с высоким качеством;
• Обустроить дренажную систему, удаляющую большую часть грунтовых вод в основании опорной части и пятки фундамента.

Но использование пазух котлована в качестве технологического приема приводит к значительному ухудшению остойчивости фундамента и всей коробки здания в будущем. От того, насколько жесткими и устойчивыми являются слои грунта, сжимающие каркас фундамента, зависит способность постройки противостоять боковым и сдвигающим нагрузкам. Из этого следует, что насколько правильно будет выполнена обратная засыпка пазух котлована, настолько стабильным будет фундамент и несущие элементы здания.

По сути, обратная засыпка траншеи фундамента является вынужденной мерой, направленной на обустройство связки бетонной ленты с материнским грунтом естественной плотности. Кроме того, обратная засыпка грунта позволяет эффективно защитить от обводнения слои, на которые опирается подошва фундамента. Если этого не сделать, или сделать засыпку пазух первым попавшимся под руку материалом, переувлажнение опоры на суглинках или глинистых почвах приведет к растрескиванию фундамента даже без участия сил пучения.

Как правильно выполняется обратная засыпка полости пазух

СНиП 3.02.01-87 определяет несколько главных требований к выполнению процедуры обратной засыпки котлована. Для обеспечения максимального уплотнения материала, уложенного в пазухи котлована, необходимо контролировать наиболее важные параметры грунтовой смеси:

1. Влажность материала и расчетная плотность грунтовой смеси, используемой для загрузки в полость пазух. Для каждого грунта, применяемого для обратной засыпки пазух, существует своя «вилка» оптимальной влажности и плотности;
2. Способность грунтовой смеси, забрасываемой в пазухи котлована, к уплотнению с помощью специального оборудования. Это одна из наиболее важных характеристик материала засыпки.

Важно! Кроме собственно характеристик грунтовой смеси, важно соблюдать технологию и последовательность операций при заполнении пазух котлована.

Для правильного уплотнения грунтовых материалов СНиП установил тип оборудования, количество проходов, толщину и порядок отработки единичного слоя засыпочной смеси. Важно не только вывалить или набросать грунт в полость пазухи котлована, потребуется использовать вибротехнику нужной мощности. Слабый и легкий вибратор просто не сможет уплотнить материал до необходимого уровня плотности, а тяжелые катки и плиты не способны подойти близко к краю фундамента. Избыточно тяжелые или мощные вибраторы при работе на вязких смесях способны срывать слой утеплителя с вертикальной поверхности бетонных стен.

Технологически засыпка пазух не представляет особой проблемы, но есть свои особенности, на которые СНиП обращает особое внимание:

1. Приготовление или подготовка грунтовой смеси для засыпки должна выполняться до момента начала загрузки материала в пространство между коробкой фундамента и стенками котлована;
2. Используемый для обратной засыпки материал должен быть максимально однородным, просеян и очищен от больших камней, древесины, плодородных почвенных масс, растительной органики;
3. Полость пазух котлована также освобождается от мусора и избыточной влаги, при повышенном увлажнении стенок котлована и нижних слоях грунта выполнять обратную засыпку нельзя.

Совет! Наилучшим способом уменьшить обводнение стен котлована и основания фундамента является строительство контурного дренажного канала.

Подобное решение потребует дополнительных капитальных затрат, но эффективный дренаж является единственным способом уменьшить пучение и просадку бетонной конструкции фундамента под воздействием грунтовых вод.

Перфорированная дренажная труба засыпается слоем барьерного материала, чаще всего слоем крупного щебня с подслоем из песчано-гравийной смеси, разделенных полотном геотекстиля. Это даст возможность сохранить работоспособность канала, даже если в материале для обратной засыпки преимущественно будут жирные глины.

Засыпку фундамента не начинают ранее,чем через 14 дней с момента заливки последнего слоя фундамента и возведения цокольной части здания. Зачастую бетонную коробку не рискуют нагружать засыпкой из-за слабости бетона. Вибрационные нагрузки трамбовщиков молотов и ручных трамбовок могут приводить к развитию сетки из мельчайших трещин, через которые воздух и влага легко проникает к телу стальной арматуры, вызывая ее ржавление.

С засыпкой пазух котлована стараются не мешкать только в случае, если прогноз погоды предполагает дожди, а стенки котлована не укреплены полиэтиленовой пленкой. Для песчаных грунтов есть определенная надежда на осадку дождевой воды в процессе естественной убыли. Если стройка выполняется на глинистых почвах, то засыпку пазух котлована необходимо выполнить до дождей, с обязательным обустройством «черновой» отмостки. Если времени не хватает, поверхности выполненной обратной засыпки котлована необходимо спланировать под сливной уклон и просто накрыть толстой полиэтиленовой пленкой.

Технология уплотнения грунта

Положениями СНиПа допускается использование в качестве материала для обратной засыпки котлована большинства грунтовых смесей, при условии, что их характеристики позволяют эффективно уплотнять насыпанный слой с коэффициентом уплотнения 0,95-0,98. Получить столь плотную структуру достаточно сложно, поэтому технология рекомендует трамбовку смеси выполнять относительно тонкими слоями.

Первый слой материала засыпки котлована выкладывается на поверхность ПГС толщиной 15-20 см и тщательно выравнивается шанцевым инструментом и ручной трамбовкой. При уплотнении засыпки инструментом проходят вдоль кромки, прилегающей к стене ленточного фундамента. Первый проход выполняется с усилием не более 70% от рекомендуемой нормативами величины для конкретного материала. Каждый следующий проход по слою засыпки выполняется с перекрытием предыдущего следа на 1/3-1/4 ширины, так, чтобы плита вибратора уплотняла пятно под рабочим элементом не менее 2-х минут.

Совет! Если ширина пазухи котлована не превышает 15-20 см, то примыкающую к бетону кромку иногда подбивают ногой, добиваясь максимального уплотнения в наиболее ответственной зоне пазух.

Несмотря на внешнюю примитивность такого способа, он позволяет достаточно просто решить проблему подбивки в тех местах, где тяжелой ручной трамбовкой или электрическим инструментом можно повредить теплоизоляцию стен фундамента.

Верхние слои обратных пазух укатывают с максимальной нагрузкой и давлением. Для двухэтажных коттеджей и зданий зачастую используют ручные и моторизированные виброкатки, дающие хорошее уплотнение песка и глины.

Завершающим этапом выполнения засыпки пазух котлована является обустройство полноценной отмостки фундамента. Пока естественная осадка грунтовой массы, засыпанной в пазухи котлована, не завершится, как минимум одновременно с осадочными процессами всего фундамента, вся примыкающая к корпусу здания поверхность остается крайне уязвимой для дождевой и верховодной воды. Поэтому обустройство отмостки должно выполняться в самые сжатые сроки.

Материалы для заполнения пазух котлована

Одной из проблем, связанных с выполнением обратной засыпки, является правильный подбор состава смеси для заполнения пазух котлована. Примерно равное количество специалистов рекомендуют применять для наполнения полостей песок или глину. В каждом из двух случаев приводятся многочисленные аргументы и доводы, ссылки на ГОСТы и СНиПы. Практика большинства строительных организаций выглядит еще хуже. Пазухи засыпаются либо поднятым из котлована грунтом, либо покупным материалом самого разного состава, как на видео:

Как правильно выбрать материал для обратной засыпки полости пазух

Засыпка на основе песка

Многочисленные практики считают, что лучшим вариантом будет обратная засыпка песком. Мнение одного из них можно увидеть на видео:

Определенная доля здравого смысла и логики в таком решении существует:

1. Во-первых, отсыпка фундамента песком при эффективном дренаже и правильно спланированных уклонах отмостки позволяет сделать массу, заложенную в пазухи фундамента, жесткой и максимально сухой, а следовательно, забыть о проблемах пучения и подтопления;
2. Во-вторых, песчаные смеси не относятся к просадочным грунтам, что обеспечивает для фундамента здания хороший дополнительный «якорь», удерживающий коробку постройки в неизменном положении;
3. В третьих, песок хорошо трамбуется и «держит» плотность, и соответственно, прочность отсыпки, но при одном условии – пазухи котлована засыпаются подготовленной песчаной смесью.

Последний фактор является наиболее важным условием прочности засыпки. Чтобы песок, уложенный в пазухи котлована, не был простым балластом, легко вымываемым почвенными водами, необходимо, чтобы после трамбовки крупные песчаные частицы связывались промежуточным веществом.

Лучше всего подойдет обычный овражный материал, не карьерный и не речной песок, а именно добытый в тонких подпочвенных слоях, иногда с мелкими включениями глинистого вещества. Песок содержит большое количество растворенных солей и конкреций тощей глины, насыщенной соединениями алюминия и железа. Такой материал для песчаной засыпки пазух подойдет лучше всего. Его категорически нельзя мыть, чаще всего песчаную массу рубят на лопастной или валковой машине, но перед этим обязательно нужно очистить от корней и растительности.

Песок увлажняют и трамбуют в пазухах. С течением времени амфотерные соли алюминия, оксиды железа и кальция бетона связывают кремний песка в одну массу. Прочность ее невелика, но достаточно, чтобы надежно удерживать фундамент и одновременно пропускать сквозь себя воду, избавляясь от проблем пучения. Через несколько тысяч лет эта масса превратится в песчаник.

Более рациональным будет использование ПГС. Смесь песка и мелкого гравия безо всякой связки позволяет сделать засыпку пазух очень тяжелой и плотной. Песчано-гравийная смесь, соотношением 60:40, обладает хорошими механическими свойствами, хорошо трамбуется и пропускает воду, но приготовить своими руками 60-70 тонн материала практически очень тяжело.

Поэтому зачастую прибегают к более универсальному способу – выгружают из машин песок и гравий вдоль кромки пазух фундамента двумя параллельными лентами, после чего увлажняют небольшим количеством воды. С помощью трактора ножом сталкивают обе полоски материала одновременно. При выравнивании уровня с помощью лопат достигается более-менее равномерное перемешивание песка и гравия. Трамбовку обратной засыпки котлована можно выполнять слоями толщиной 40-50 см.

Применение глинистых материалов для засыпки пазух

Половину обратных пазух котлованов заполняют глинами и глинопесчаными смесями. Использование глинистых материалов намного сложнее и требует тщательной подготовки. Прежде всего, для обратной засыпки используют тощие сорта глины, которые впитывают мало воды.

Чтобы работать с комковатой и твердой тощей глиной было легче, для придания массе засыпки пластичности могут добавлять небольшое количество жирной размоченной и перебитой глины с песком. Добавка 5-7% жирной глины на усадку и прочность засыпки не повлияет, но позволит упростить и облегчить процесс трамбовки. Такие засыпки можно выполнять для котлованов на относительно тяжелых каменистых почвах с низким уровнем почвенных вод.

Заключение

Нередко для уменьшения обводнения засыпочных песчаных масс дождевыми и поверхностными водами под подушку отмостки фундамента укладывают так называемый глиняный замок — слой жирной глины, толщиной 15-20 см. Глиняную массу первоначально увлажняют и перебивают до состояния вязкого теста. Укладку замка из глины выполняют на предварительно отсыпанный слой гравия и песка в три-четыре слоя, толщиной по 3-5 см. На поверхность замка укладывается гидроизоляция, засыпается подушка под обустройство отмостки фундамента. Глина находится в пластичном состоянии, практически не промерзает и сохраняет нормальные водоостанавливающие качества на протяжении десятков лет.

• Строим дом из пеноблоков своими руками
• Плавающий фундамент
• Опалубка для фундамента своими руками
• Фундамент под печь в баню

Местное орошение против силы тяжести может привести к лучшему проникновению в пазухи

• Список журналов
• Рукописи авторов HHS
• PMC7902316

В качестве библиотеки NLM предоставляет доступ к научной литературе. Включение в базу данных NLM не означает одобрения или согласия с содержание NLM или Национальных институтов здравоохранения. Узнайте больше о нашем отказе от ответственности.

Int Forum Allergy Rhinol. Авторская рукопись; доступно в PMC 2022 1 февраля.

Опубликовано в окончательной редакции как:

Int Forum Allergy Rhinol. 2021 февраль; 11(2): 198–200.

Опубликовано в Интернете 3 ноября 2020 г. doi: 10.1002/alr.22711

PMCID: PMC7902316

NIHMSID: NIHMS1636084

PMID: 331459 57

, БС, ^{1, 2} , МД, ¹ , МД , ¹ и , PhD ^{1, 2}

Информация об авторе Примечания к статье Информация об авторских правах и лицензии Отказ от ответственности

Дополнительные материалы лечение различных заболеваний носовых пазух, а также послеоперационный уход ^1,4–6 . Учитывая его широкую полезность, активные исследования с использованием эндоскопии живых пациентов или трупов с ирригантами, насыщенными красителями, или с использованием компьютерной томографии (КТ) контрастных веществ или радиоактивных индикаторов ^1–3 исследовали различные факторы (положение головы, степень хирургического вмешательства и т. д.), которые могут улучшить распределение промывания носа ⁷ . Тем не менее, один фактор в значительной степени упускается из виду — пациентов обычно инструктируют вводить раствор для промывания через верхнюю ноздрю, когда голова наклонена в одну сторону (например, см. неявную рекомендацию FDA ⁹ ). Интуитивно это позволит потоку жидкости через верхнюю ноздрю под действием силы тяжести заполнить околоносовую полость, а затем выйти через нижнюю ноздрю. Тем не менее, было мало объективных доказательств того, что это оптимальный метод промывания носа. Здесь мы исследуем, как ведут себя ирригации, когда жидкость обратно поступает через нижнюю ноздрю и выходит из верхней ноздри против силы тяжести (метод обратной засыпки).

Компьютерная гидродинамика (CFD) смоделировала ирригацию 240 мл физиологического раствора со скоростью 12 мл/с (типичная для нети-пота или Sinugator®) через верхнюю (обычную) или нижнюю (засыпную) ноздрю на основе одного послеоперационного пациента в использовались три положения головы: наклон на 45° влево, 90° влево, 45° влево и 45° вперед (). Эта послеоперационная модель, а также метод CFD ранее были опубликованы и утверждены ^8,10 . Пациент был 47-летним мужчиной с хроническим риносинуситом, которому были выполнены двусторонние широкие верхнечелюстные антростомии, тотальные этмоидэктомии, сфеноидотомии и лобная синусотомия по Draf III. Вкратце, 3D-модель была создана на основе КТ пациентов с использованием ряда программ: AMIRA (Thermo Fisher Scientific, Уолтем, Массачусетс) и программного обеспечения ICEM CFD (Ansys Inc., Канонсбург, Пенсильвания) с окончательным объемом носовых дыхательных путей. заполненный 3,7 миллионами крошечных элементов или сетки (). Моделирование ирригации было выполнено на основе этих элементов с помощью коммерческого программного обеспечения CFX (Ansys Inc., Канонсбург, Пенсильвания) с использованием многофазного метода свободной поверхности, моделирующего взаимодействие между жидким раствором (в данном случае физиологическим раствором) и воздухом. На соответствующей плоскости ноздри было создано круглое отверстие диаметром 4 мм, имитирующее входное отверстие обычного ирригационного устройства. Противоположная ноздря служила бы выходным отверстием для массового потока. Предполагалось, что носоглоточное отверстие закрыто мягким небом (небно-глоточное закрытие), отражающее задержку дыхания во время ирригации. Модель турбулентности k-ε использовалась для имитации движения воздуха и жидкости вместе с переходной схемой с обратным Эйлером второго порядка для захвата движения жидкости в течение всего времени моделирования.

Открыть в отдельном окне

Результаты ирригации носа с использованием засыпки по сравнению с обычными методами с переменным положением головы со скоростью 12 мл/с в течение 20 с. A) Наклон головы на 45° влево: обратная ирригация привела к более быстрому заполнению левой верхнечелюстной пазухи (полное заполнение за 6 с) по сравнению с обычным заполнением за 20 с и лучшему заполнению решетчатой ​​пазухи. B) Наклон головы на 45° влево и 45° вперед: обратная ирригация привела к более быстрому и большему заполнению левой верхнечелюстной пазухи, а также других пазух (левой лобной, решетчатой) по сравнению с обычной ирригацией. Последним не удалось добиться полного заполнения верхнечелюстной пазухи. В) Наклон головы 90° влево: оба метода пломбирования позволили полностью заполнить левую верхнечелюстную пазуху. Однако методика засыпки позволила увеличить заполнение других пазух (решетчатой, лобной и др.). D) 3D-модель носовых дыхательных путей была создана с использованием компьютерной томографии пациента. Интерфейс слизистой оболочки и внутренний объем носовых дыхательных путей были заполнены 3,7 миллионами тетраэдрических и треугольных элементов с более плотным количеством элементов на границах.

Это исследование получило соответствующее одобрение Институционального наблюдательного совета (IRB), и все идентифицирующие изображения, включенные в рисунки, были сделаны с надлежащего согласия.

Во всех положениях головки техника обратной засыпки обеспечивала значительно лучшее проникновение и более быстрое заполнение, чем обычная техника (). Для 45° влево и 45° вперед требовалось 6 с для полного заполнения верхнечелюстной пазухи при входе через нижнюю ноздрю (обратное заполнение), по сравнению с полными 20 с для заполнения только половины верхнечелюстной пазухи при входе через верхнюю ноздрю (традиционное). Для засыпки под углом 45° влево снова потребовалось 6 с для полного заполнения по сравнению с 11,5 с для почти полного заполнения при верхнем входе. Проникновение в другие пазухи (решетчатую, клиновидную, лобную) также было лучше при закладке, чем при обычной. Для 90° влево, как засыпка, так и традиционная техника достигли 100% заполнения левой верхнечелюстной пазухи, однако техника засыпки также достигла 60–70% заполнения лобной и решетчатой ​​пазух, по сравнению с традиционной техникой, достигшей только ~ 50% для этих пазух. . Мы считаем, что разные результаты между этими двумя методами могут быть связаны с ориентацией узкого устья пазухи и основных носовых дыхательных путей. При заполнении через верхнюю ноздрю путь потока жидкости может не попасть в устье, что приведет к низкому проникновению. Даже в том случае, когда путь жидкости достиг устья, поток жидкости может устремиться через устье и выйти из нижней ноздри до того, как у него будет достаточно времени для проникновения в отверстие устья. Однако при заполнении методом обратной засыпки жидкость будет выталкиваться против силы тяжести и скапливаться у устья. Это может дать больше времени и давления жидкости, чтобы облегчить проникновение жидкости, прежде чем она сможет вылиться в верхние ноздри. Этот эффект демонстрируется в дополнительном видео 1, где в качестве демонстрации в акриловой коробке были просверлены два отверстия. Акриловая коробка представляет собой основной носовой дыхательный путь, а два отверстия (одно диаметром 2,4 мм и другое диаметром 4,8 мм) представляют типичный размер устья до операции и после операции соответственно. Затем жидкость заливалась в коробку над скважиной под действием силы тяжести (традиционная техника) и под скважиной против силы тяжести (метод обратной засыпки). Для обоих размеров отверстий обычная ирригация показала ограниченное проникновение жидкости через «устье», даже когда оба отверстия полностью открыты для пути потока быстро движущейся жидкости. Однако при проталкивании жидкости с использованием техники обратной засыпки против силы тяжести жидкость скапливалась и заливала отверстия, что приводило к сильному проникновению жидкости через оба устья.

Вопреки общепринятому мнению, проталкивание ирригационного раствора против силы тяжести через нижнюю часть ноздри может позволить ирригационному раствору скапливаться вокруг устья для улучшения проникновения в околоносовую полость. Ограничения исследования заключаются в том, что это исследование моделирования с ограниченными данными. Тем не менее, в будущем крупномасштабном клиническом исследовании следует выяснить, может ли эта новая парадигма в целом улучшить результаты методов ирригации (выдавливающая бутылка и т. д.), которые включают наклон головы в сторону.

alr22711-sup-0001-videoS1

Видео 1: Видео ирригационных смоделированных положений головы и методов ирригации на модели носа, созданной с помощью вычислительного гидродинамического моделирования с использованием ANSYS CFX, а также демонстрация акриловой коробки, которая показывает обычные и засыпное заполнение двух отверстий, представляющих собой устьевые отверстия.

Нажмите здесь для просмотра. ^{(9.5M, mov)}

Это исследование было поддержано NIH NIDCD R01 DC013626 и R21 DC017530 для KZ.

У авторов нет финансовой заинтересованности и конфликта интересов, о которых следует сообщать.

1. Вормалд П.Дж., Каин Т., Оутс Л. и др. Сравнительное исследование трех методов промывания носа. Ларингоскоп 2004 г.; 114: 2224–2227. [PubMed] [Google Scholar]

2. Doellman M, Chen PG, McMains KC, et al. Проникновение в пазухи промывания солевым раствором и распылителя в модели трупного полипа и аллергического грибкового синусита. Аллергия Ринол 2015 г.; 6: 8–11. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

3. Harvey RJ, Goddard JC, Wise SK, et al. Влияние эндоскопической хирургии пазухи и устройства доставки на промывание пазухи трупа. Отоларингол. Шея Серг 2008 г.; 139: 137–142. [PubMed] [Google Scholar]

4. Jervis-Bardy J, Boase S, Psaltis A, et al. Рандомизированное исследование полосканий синоназа мупироцином по сравнению с физиологическим раствором при резистентном к хирургическому вмешательству стафилококковом хроническом риносинусите. Ларингоскоп 2012 г.; 122: 2148–2153. [PubMed] [Google Scholar]

5. Yoon HY, Lee HS, Kim IH и др. Послеоперационное орошение кортикостероидами при хроническом риносинусите после эндоскопической хирургии носовых пазух: метаанализ. клин. Отоларингол 2018; 43: 525–532. [PubMed] [Академия Google]

6. Rawal RB, et al. Послеоперационные промывания будесонидом у пациентов с полипозом: слепое рандомизированное контролируемое исследование. Ринол. Дж 2015 г.; 53: 227–234. [PubMed] [Google Scholar]

7. Singhal D, et al. Влияние положения головы и хирургического вскрытия на проникновение ирригационного раствора в пазухи у трупов. Ларингоскоп 2010 г.; 120: 2528–2531. [PubMed] [Google Scholar]

8. Крейг Дж. Р., Палмер Дж. Н. и Чжао К. Вычислительное гидродинамическое моделирование положения головы от носа к потолку для ирригации клиновидной пазухи: ирригация клиновидной пазухи. Междунар. Форум Аллергия Ринол 2017; 7: 474–479. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

9.