2.7.2. Плывуны

Плывуны – это водонасыщенные мело- и тонкозернистые пески с примесью глинистого и органического материала, а также супеси, способные мгновенно приходить в текучее состояние.

Плывуны принято делить на ложные и истинные. Ложные плывуны поддаются осушению путем откачки воды скважинами, иглофильтрами или иными способами.

Из истинных плывунов вода практически не удаляется благодаря мелким размерам частиц, а также присутствию глинистого и органического материала, закрывающему промежутки между песчинками.

На территории Московского региона плывуны встречаются в составе аллювиальных, озерных, озерно-ледниковых и других отложений. При изысканиях они обычно бывают зафиксированы. Мощность пластов может составлять до нескольких метров.

Плывунный грунт может залегать на некоторой глубине среди других пород, сверху может находиться городская застройка, и при этом он никакой опасности не представляет.

Плывунные свойства грунтов могут проявляться только при вскрытии их тоннелем, котлованом, подрезке склона и т.п. В спокойных условиях грунт-плывун способен удерживать крутую стенку и своих особенных свойств не проявляет.

Причиной перехода грунта в текучее состояние обычно является сотрясение, вызванное работой строительной техники или сходными причинами. В этом случае плывун мгновенно разжижается, приходит в текучее состояние и растекается по дну выработки, заполняя ее нижнюю часть (рис.2.20а и 2.20б).

Затопленной может оказаться техника, инструмент, электрические кабели, трубопроводы и невысокие конструкции нулевого цикла. Известны случаи гибели людей при прорыве плывунов. Человек не способен быстро двигаться, если уровень плывуна поднялся выше уровня колен. Прорыв плывуна всегда считается серьезной аварией и ликвидация ее последствий всегда требует много затрат, усилий и времени.

а)

б)

Рис. 2.20. Схема прорыва плывуна в строительные выработки:

а) – в котлован; б) – в туннель

Пример 1. В начале 1950-х годов одновременно строились второй выход со станции метро «Красные Ворота» и высотное здание. Выход должен был находиться внутри этого здания.

При строительстве эскалаторного тоннеля произошел прорыв плывуна в выработку тоннеля. С прорывом быстро справились, эскалатор, выход со станции и высотное здание были построены.

Спустя несколько лет после окончания строительства в стене находящейся над эскалатором со двора здания появились трещины. Трещины появляются до настоящего времени, их заделывают. Пример показывает, что прорыв плывуна приводит к некоторому разуплотнению геологической среды, находящейся выше места прорыва и ее полное доуплотнение происходит довольно долго.

Меры борьбы с плывунами. Плывуны, просто залегающие ниже поверхности земли и не вскрытые подземными выработками, опасности не представляют. В том случае, когда на данном месте предполагаются строительные работы, сопряженные с проходкой слоя, обладающего плывунными свойствами, требуется выполнение соответствующих превентивных мер.

Наиболее эффективный и распространенный метод – забивка в грунт металлических балок с последующим устройством по ним шпунтовой затяжки из досок, огораживающей стенки котлована (рис. 2.21).

Рис. 2.21. Схема защиты котлована от прорыва плывуна при помощи шпунтового ограждения

Получающаяся конструкция очень удобна и надежна в условиях стесненных стройплощадок в городе. В сложных условиях, когда устройство шпунтового ограждения невозможно, применяется замораживание грунтов – трудоемкий метод с использованием специального оборудования и требующий продолжительного времени.