Вопрос 22

Плывун — насыщенный водой грунт, который при вскрытии выработкой приходит в движение и принимает характер тяжелой подвижной жидкости. Таким образом, плывун — это не какой-то тип грунта, а особое состояние насыщенной водой породы. В плывунное состояние могут переходить пески, супеси и да­же суглинки. Основной причиной возникновения плывунности является гидродинамическое давление воды, которое создается при вскрытии насыщенных грунтов выработкой. Гидравличе­ский градиент (i = Δh/l) вызывает фильтрационное давление на частицы грунта, и они вместе с водой перемещаются в сторону разгрузки, т.е. к выработке (котловану, тоннелю, штольне). Плы­вунные грунты залегают в виде слоев, линз на разных глубинах. В четвертичных отложениях они наиболее часто связаны с речными долинами, озерными котловинами и приморскими равнинами. Плывуны разделяются (по А.Ф. Лебедеву) на две группы: ложные (псевдоплывуны) и истинные. Ложные плывуны — рыхлые грунты — различные пески. Их оплывание происходит под действием гидродинамического дав­ления потока подземных вод. Характерной особенностью этих плывунов является довольно легкая отдача ими воды. При стекании воды они образуют рыхлую несвязную массу. Истинные плывуны представлены глинистыми песками, супе­сями, суглинками, т.е. грунтами, в которых присутствуют пылевато-глинистые частицы и органическое вещество, образованное микроорганизмами. Их плывунные свойства обусловлены как гидродинамическим давлением, так и присутствием физически связной воды, которая прочно удерживается на поверхности пылевато-глинистых частиц. Повышенное содержание физически связной воды обуславли­вает повышенную подвижность плывунов и исключает возмож­ность их осушения обычными методами водопонижения. В ис­тинных плывунах возможно присутствие гравия, галечника и даже крупных валунов при условии, что эти крупнообломочные фракции не составляют скелета породы. Тиксотропией называется способность коллоидных систем разжижаться под влиянием механического воздействия (встря­хивания, вибрации), а после устранения воздействия переходить в прежнее связное состояние. При частых ударах (динамических сотрясениях) физически связная вода частично переходит в сво­бодную, связи между частицами грунта исчезают, свая легко по­гружается. После забивки связи в грунтах восстанавливаются, возникают связи между грунтом и сваей. Борьба с плывунами осуществляется различными способами: 1. Искусственное осушение плывунных грунтов на период строительства 2. Шпунтовое ограждение применяется при небольшой глу­бине залегания плывуна. Вокруг будущего котлована забиваются деревянные, металлические шпунты, образующие сплошной за­бор глубиной до водоупора, защищающий котлован от плывуна, после чего проходится котлован и ведется откачка воды откры­тым способом. 3. Устройство противофильтрационных завес (барражи - под­земные плотины). По периметру котлована проходится тесный ряд скважин, в который нагнетается водонепроницаемый мате­риал (глиноцементный раствор, асфальтобетон, буронабивные сваи). Глубина завесы — до водоупора, ширина - - несколько десятков сантиметров. 4. Закрепление методами технической мелиорации (силикати­зация, цементация, замораживание). Искусственное заморажива­ние плывунов наиболее часто применяется при проходке транс­портных тоннелей на период строительства После возведения сооружения и уст­ройства качественной гидроизоляции ледопородная защита лик­видируется. 5. При проходке подземных транспортных выработок приме­няется опережающее бурение для предупреждения катастрофи­ческих притоков (прорывов) плывунов. В поединке с ложными плывунами применяются все способы борьбы. В борьбе с истинными плывунами используются лишь замораживание, шпунтовое заграждение и электрохимическое закрепление.