8.7.5. Пливуни

Пливунний стан - це такий стан насичених водою пухких піщаних і пилуватих ґрунтів, за якого вони здатні розріджуватись і переходити до стану в'язкої рідини під час розкриття їх виробками. В пливунному стані порода втрачає структурні зв'язки, частки переходять у зважений стан.

Головними чинниками пливучості є величина гідравлічного градієнту, гранулометричний, мінералогічний склад, щільність ґрунту, наявність у його складі органо-мінеральних колоїдів.

Пливуни бувають справжні (істинні) і несправжні (псевдопливуни). Справжні пливуни - це породи, що мають коагуляційні або змішані зв'язки: глинисті піски, супіски, суглинки. Вони переходять у пливунний стан під дією високого гідродинамічного тиску і наявності в їх складі органомінеральних гідрофільних колоїдів (часток діаметром менше 0,0001 мм). Навкруг себе ці частки мають зв'язану плівкову воду, яка послаблює структурне зчеплення і знижує водопроникність порід (коефіцієнт фільтрації 0,006...0,0001 см/с) Розрідження відбувається при вологості меншій за повну вологоємкість. При розмішуванні у воді утворюється стійка суспензія сірувато-молочного кольору. Воду справжні пливуни майже не віддають, при висиханні утворюють зцементовану масу.

Несправжні пливуни - це головним чином піщані породи, які у пливунний стан переходять під дією високого гідродинамічного тиску підземних вод (при коефіцієнтах фільтрації 1...2 м/добу). Псевдопливуни досить легко віддають воду, освітлюються за 1...2 години, при висиханні утворюють пухку масу.

У будівельній практиці важливо визначити схильність породи до пливучості і тип пливунів. Породи здатні переходити у пливунний стан, якщо їх пористість більше 43%, за наявності різнорідного за гранулометричним складом ґрунту, гідрофільних колоїдів і глинистих часток.

Для визначення типу пливунів користуються деякими зовнішніми прикметами. Так справжній пливун утворює в котловані накопичення рідини у вигляді цементного „молока”. Грудка піску має вигляд маловологого ґрунту, воду не віддає і поступово розтікається в „корж”.

Пливуни ускладнюють будівництво, заповнюють котловани, траншеї, здатні випирати з під фундаментів. Вони викликають зсуви, провалля, суфозію, деформації будівель і споруд. Протипливунні заходи поділяються на три групи:

• штучне осушування пливунів (відкачування з котловану, застосування голкофільтрових пристроїв та ін.);

• закріплення пливунів (заморожування, електрохімічні методи);

• застосування шпунтових огорож.

Для несправжніх пливунів застосовують всі ці методи, для справжніх - тільки шпунтові огорожі, заморожування, електрохімічне закріплення.

8.7.6. Суфозія

Р озрізняють механічну і хімічну суфозію. При механічній суфозії (рис.14) вода виносить частки ґрунту у зваженому стані, при хімічній - у розчиненому вигляді.

Рис.14. Схема виникнення механічної суфозії: 1 - суфозійна порожнина в лесових породах, 2 - вапняк-черепашник; 3 – будівлі.

Внаслідок суфозії в породах утворюються пустоти і зони розпушення.

Процес суфозії розвивається за певних умов:

а) за наявності турбулентного руху водного потоку, що виникає в пісках при гідравлічному градієнті більше 5;

б) в різнозернистих пісках, де є каркас з часток великого розміру, через пори якого вільно проходять дрібніші зерна;

в) на контакті двох шарів, якщо співвідношення коефіцієнтів фільтрації їх більше 2.

Цей процес відбувається в піщаних, лесових ґрунтах, поблизу від поверхні землі і на глибині, особливо на схилах і укосах, при швидкому спаді води, в місцях дренування підземних вод, виходу джерел, на зрошуваних територіях,

В укосах суфозія призводить до осідання поверхні, утворення провалів, зсувів, вирв.

Хімічна суфозія протікає в карбонатних, сульфатних, галоїдних породах. Цей процес довгостроковий. При значних обсягах розчинення порід хімічна суфозія переходить в карстовий процес.

Основою всіх протисуфозійних заходів є припинення фільтрації води, регулювання поверхневого стоку, тампонування місць виходу води, спорудження дренажів. Ослаблені внаслідок суфозії породи закріплюють шляхом цементування, силікатизації тощо.