44.Плывуны

Плывунами называют водонасыщенные рыхлые породы, обыч­но пески, которые при вскрытии различными горными выработ­ками разжижаются, приходят в движение и ведут себя подобно тяжелой вязкой жидкости

Плывунные свойства, кроме песков, при определенных усло­виях могут проявлять пылеватые суглинки, супеси, т. е. породы, обладающие значительной пористостью

Основной причиной проявления у пород плывунных свойств является гидродинамическое давление поровой воды, которое со­здается в результате перепада давления фунтовых вод при вскрытии котлована (траншей и т. п.)

В плывунном состоянии породы утрачивают всякие структур­ные связи. Частицы переходят во взвешенное положение, т.е. по существу, плывуны имеют в этот момент плотность некоей вяз­кой жидкости

Плывуны, находящиеся в покое, слабо отдают воду и малово­допроницаемы

Плывуны разделяют на ложные (псевдоплывуны) и истинные

Ложные плывуны — это породы, не имеющие структурных свя­зей, обычно в виде различных песков. Переход в плывунное со­стояние происходит под действием высокого гидродинамического давления потока подземных вод. Частицы породы находятся во взве­шенном состоянии. Трение между ними сводится к нулю. Пески этого вида плывунов очень легко оплывают. Вода светлая или слабо мутная. Взвешивающее действие воды при определенных условиях проявляется также в песках некоторых морских побере­жий, образуя так называемые зыбучие пески. Характерной особенностью ложных плывунов является до­вольно легкая отдача ими воды. При высыхании они образуют рыхлую или слабо сцементированную массу

Истинные плывуны — это породы в виде глинистых песков, а также супесей, суглинков. Структурные связи обусловлены присутствием глини­стых (менее 0,001 мм) частиц с высокими гидрофильными свой­ствами. Переход в плывунное состояние определяется невысоким гидродинамическим давлением и присутствием притягивающих к себе влагу глинистых частиц. Вокруг этих частиц формируются пленки связанной воды, что ослабляет структурное сцепление и уменьшает водопроницаемость пород. Глинистые частицы окрашивают воды в серовато-молочный цвет. При высыхании истинные плы­вуны вследствие склеивающего действия глинистых частиц образуют довольно сильно сцементированные массы. Характерной особенностью истинных плывунов является слабая отдача воды. Они «плывут» в основном за счет физически связанной воды

В строительной практике важно определить способность по­роды переходить в плывунное состояние и вид плывуна. Это можно сделать по ряду внешних признаков и на основе лабора­торных анализов

Склонность породы переходить в плывунное состояние мож­но установить по величине водоотдачи, высокой пористости, по гидрофильности глинистых частиц и другим факто­рам. В полевых условиях способность к плывунности пород устанавливается по образованию в скважинах при бурении водо­песчаных «пробок»

Наиболее сложно определить вид плывуна. Можно использовать некоторые внешние признаки. Так, истинный плывун в котлованах дает скопление воды в виде «цементного» молока. Песок, взятый из котлована, имеет вид маловлажного грунта, воду не отдает и по­степенно оплывает в лепешку

Плывуны осложняют строительство. Они создают большие трудности в проходке строительных выработок, стремясь запол­нить выработанное пространство. При условии замкнутого про­странства плывуны могут быть надежными основаниями, но со­здать такой контур трудно. Возможно выпирание плывунов из-под фундаментов, что вызывает оползни, провалы поверхно­сти, деформацию зданий и сооружений. Открытый водоотлив из котлованов опасен проявлением суффозии на окружающей тер­ритории. Опасна подрезка склона, дающая выход плывунам. Плывуны очень чувствительны к вибрации и динамическим ударам, даже на значительно удаленных расстояниях от места возмущения

Борьба с плывунами сложна и не всегда принятые меры дают желаемые результаты. В таких случаях приходится отказыватьсяот устройств котлованов и применять свайный вариант фунда­ментов или подошву фундамента не доводить до слоя плывунных пород. В выборе метода борьбы важнейшее значение имеет вид плывуна.

Все способы борьбы с плывунами можно разделить на 3 группы:

• искусственное осушение плывунных пород в период строите­льства (открытая откачка воды из котлованов, иглофильтры и др.);

• ограждение плывунов путем создания шпунтовых стен (рис. 164);

• закрепление плывунов путем изменения их физических свойств (силикатизация, цементация, замораживание и т. д.).

Для ложных плывунов применимы все способы борьбы. В борьбе с истинными плывунами можно использовать ограждение, замораживание и электрохимическое закрепление. При проходке подземных выработок используют повышенное давление, уравно­вешивающее давление воды плывуна.

Строительный котлован от плывуна можно оградить шпунто­вой крепью, задача которой — прорезать слой плывунной породы и принять на себя ее давление.

Замораживание плывунов является временным и ненадежным мероприятием. Для этого используют или морозное время года, или специальные холодильные установки. В зимнее время про­ходку котлованов проводят поэтапно, после каждого периода промораживания грунта на глубину 20—30 см. Искусственное за­мораживание осуществляют вокруг котлована путем циркуляции в скважинах раствора СаС1₂, охлажденного до — 20—40 °С. Это создает вокруг котлована зону замороженного водопроницаемого грунта

Силикатизация — нагнетание в плывуны жидкого стекла. Это возможно при достаточно высокой водопроницаемости плывунов. Силикатизация требует больших затрат, но весь­ма эффективна

Билет 20