Ложные плывуны

Ложный плывун — мелкий пористый песок, насыщенный водой. Поскольку пласт находится на глубине, вода в порах плывуна находится под давлением больше атмосферного. При вскрытии пласт обнажается, и вода под давлением попадает в котлован и выносит с собой песок.

Плывунные свойства грунтов проявляются при наличии гидродинамического давления в подземной воде, возникающего вследствие развития гидравлического градиента. Гидравлический градиент возникает при вскрытии водоносных горизонтов.

Борьба с плывунами сложна и не всегда принятые меры приносят желаемый результат.

В таких случаях приходится отказываться от 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;

- искусственное закрепление грунтов.

Для ложных плывунов применимы все способы. В борьбе с истинными плывунами

можно использовать лишь ограждение и искусственное закрепление (замораживание, электрохимическое закрепление).

Возможности осушения плывунов зависит от их коэффициента фильтрации. Строительный котлован от плывуна можно оградить шпунтовой крепью, задача которой – перерезать слой плывунной породы и принять на себя ее давление.

Искусственное закрепление грунтов — это такое воздействие на грунт, в результате которого повышается его прочность: он становится неразмываемым, а в некоторых случаях и водонепроницаемым, и применяется с целью создания водонепроницаемых ограждений при отрывке котлованов и траншей, борьбы с оплыванием откосов, а также укрепления оснований фундаментов. В строительстве применяется поверхностное — на глубине менее 1 м, и глубинное — на глубине в несколько метров, закрепление грунта. Искусственное закрепление грунтов может выполняться: замораживанием, цементацией, силикатизацией, битумизацией, термическими и электрохимическими способами и др.

Различают следующие основные методы замораживания грунтов: с параллельным или последовательным включением скважин; зональный, локальный (из забоя ствола) и ступенчатый. К новым методам заморозки грунтов и получающим распространение в практике строительства подземных сооружений, относятся: методы безрассольного и воздушного замораживания грунтов. Способы замораживания в грунтах с проточной водой, метод горизонтального замораживания и др. Наряду с этим освоены: устройство котлованов без крепления с использованием замороженных грунтов в качестве ограждающих конструкций, дифференцированный способ и др.

Существенными недостатками метода являются временный эффект замораживания, длительный процесс оттаивания, необходимость разрабатывать весьма прочный мерзлый грунт. Однако технология замораживания хорошо отработана и способ широко применяется.

Цементация применяется для закрепления крупно-, среднезернистых песков и трещиноватых скальных пород путем нагнетания в грунт цементного раствора через инъекторы. В зависимости от размера трещины и пористости песка применяют суспензию с отношением цемента к воде от 1:1 до 1:10, а также цементные растворы с добавками глины, песка и других

инертных материалов. Силикатизация применяется для повышения прочности, устойчивости и водонепроницаемости песчаных и водонасыщенных грунтов с коэффициентом фильтрации от 2 до 80 м/сут. Способ силикатизации успешно применяется для закрепления грунтов в основаниях существующих зданий в целях ликвидации их просадок. Силикатизация может быть двух- и однорастворной. Двухрастворная силикатизация заключается в последователь-

ном нагнетании в грунт сначала водного раствора силиката натрия (жидкого стекла), а затем хлористого кальция, которые в результате химической реакции образуют гель кремниевой кислоты, гидрат окиси кальция (известь) и хлористый натрий. При этом прочность грунта достигает 1,5-3 МПа.

Замораживание применяют в водонасыщенных грунтах (плывунах) при возведении фундаментов, сооружении шахт и др. Замораживание грунтов, искусственное охлаждение грунтов в природном залегании до отрицательных температур в целях их закрепления и достижения необходимой водонепроницаемости. В результате охлаждения грунта вокруг выработки

образуется прочное льдогрунтовое ограждение, преграждающее доступ воде или плывунам в выработку. Замораживание грунтов применяется при возведении фундаментов зданий и сооружений, строительстве шахт, метрополитенов, противофильтрационных завес, плотин, подземных хранилищ и др. сооружений, а также в борьбе с оползнями. Замораживание

— наиболее совершенный способ закрепления водонасыщенных грунтов; его можно применять при различных глубинах, сочетаниях грунтов, скоростях движения грунтовых вод и степени их минерализации.