4.2.3 Плывуны

В строительстве и горном деле плывунами называют – водонасыщенные рыхлые породы (чаще пылеватые пески), которые при вскрытии горными выработками разжижаются и ведут себя как тяжелые вязкие жидкости. Кроме песков плывунными свойствами обладают пылеватые суглинки и супеси.

Причина – гидродинамическое давление поровой воды в результате перепада давления грунтовых вод при вскрытии котлована.

Плывуны бывают ложные и истинные.

Ложные (псевдоплывуны) – различные пески при высоком гидродинамическом давлении грунтовых вод. Отличие – легко отдают воду, при высыхании образуют рыхлую массу.

Истинные плывуны – глинистые пески, пылеватые супеси и суглинки, при малом градиенте, плывут за счет физически связанной воды. Отличие – слабая отдача воды, которая окрашена за счет глинистых частиц в серый цвет (цементное молоко), при высыхании – сцементированная масса. Напоминают свежий бетон (раствор).

При проходке строительных выработок плывуны заполняют выработанное пространство, трудности при бурении.

Оползни, провалы поверхности, деформации зданий при выпирании плывунов из-под фундамента.

Опасны подрезки склонов, вскрывающие плывуны. Пример: 100 м трамплин на Воробьевых горах подрезали в нижней части склона – стремительное заполнение выемки с экскаватором и оседание откоса.

Опасны динамические удары и вибрация.

Особенности строительства.

Свайные фундаменты или не доводить подошву фундамента до плывунных пород.

Осушение котлована на период строительства (откачка при к_ф>1 м/сутки), иглофильтры – только для ложных плывунов.

Ограждение шпунтовыми стенками. Шпунтовая крепь перерезает слой плывуна и принимает давление на себя. Деревянный шпунт 6–8 м, металлический – 20–25 м. (без прослоев галечника, и плотного грунта).

Изменение физических свойств плывунов: силикатизация (нагнетание жидкого стекла – дорого, но эффективно); цементация для ложных; электрохимическое закрепление и замораживание (проходка поэтапная по 20–30 см в зимний период или циркуляция в скважинах вокруг котлована раствора СаCl ₂ при tº=–20º–40º С для истинных.

Применяется повышенное давление при проходке.