Опасные геологические процессы – плывуны
Тел: +7 (495) 728-94-19 e-mail: mail@buroviki.ru выполняем работы по г. Москве
Заказать геологию
Геологические изыскания
Тел: +7 (963) 659-59-00
Москва, Олонецкий пр. д. 4/2
и всей Московской области
Библиотека
Опасные явления
Опасные явления
Оползни и борьба с ними
Эрозия
Подтопление
Плывуны в котловане
Карст, карстовые явления
суффозия
Библиотека
Нормативы, CНиПы, СП
Статьи по геологическим изысканиям
Новости отрасли
Полезные ресурсы
Статическое зондирование грунтов
Фундамент - общие сведения
Грунтовые воды
Опасные геологические явления
Лабораторные исследования грунтов
Общие сведения о грунтах
Бурение геологических скважин
Свойства строительных материалов
Для студентов
ООО «Буровики»:
Контакты
Рекомендательные письма
Допуски и Лицензии
Цены и сроки, прайс лист
Написать письмо
Геология Порядок работ Библиотека Цены Контакты
Главная > Библиотека > Опасные явления > Плывуны в котлованах
Плывуны в строительных котлованах
Способность песков в насыщенном водой состоянии оплывать, разжижаться, засасывать в себя тяжелые предметы, растекаться известна строителям с незапамятных времен. Плывунами могут быть породы разнообразного механического состава, начиная с гравийных и галечных песков до суглинков. Таким образом, механический состав породы не является решающим фактором в создании ее плывунного состояния. Также нет определенного мнения в отношении
характерного
минералогического состава плывунов. Считают, что для них характерна примесь листочков слюды и хлорита. Однако слюдистые пески являются плывунами не чаще, чем другие типы песков.
1 400 рублей за метр. Подробнее
Почему стоит заказать именно у нас
Разные авторы характеризуют плывуны различно. Это объясняется тем, что в плывунном состоянии могут находиться различные по своему характеру породы, и поэтому проявление плывунных свойств их будет протекать неодинаково. В подавляющем большинстве случаев плывунные свойства проявляются у очень мелких песков, в большей или меньшей степени пылеватых и илистых, и вообще у несвязных пород, не обладающих пластичностью. В одних случаях отмечают, что плывунный песок после высушивания теряет свои плывунные свойства. В других случаях высушенный плывунный песок после вторичного насыщения его водой опять становится плывунным.
Стенки вырытого в плывунах котлована вскоре после отрывки начинают обрушаться. Из них вываливаются глыбы песка, который расплывается по дну котлована; поверхность оплывшей массы приобретает уклон до 3—4°.
Движение плывунов в стенках котлованов, а также в основании гидротехнических сооружений, построенных на плывунных песчаных отложениях на дне озера или моря, происходит обычно внезапно. При подобных явлениях иногда приходят в движение огромные массы песка.
Из приобретенного опыта в отношении прорывов плывунных песков в подземные выработки, заплывания котлованов, забивки свай, разжижения песков под ногами в забое и других связанных с плывунами явлений, А. Ф. Лебедев дает перечень следующих выводов о произведенных за плывунами наблюдениях:
- Песок плывет, когда вода по законам гидравлики должна прийти в движение и действительно движется, т. е. когда имеется некоторый гидравлический или напорный градиент.
- Приходят в движение рыхлые породы, имеющие большую пористость.
- Порода до начала ее движения не имеет внешних признаков ее пересыщенности водой, но уже при начале движения происходит перегруппировка частиц, и вода показывается на поверхности. Это указывает на то, что пористость песка уменьшается и не умещающаяся в порах вода начинает двигаться (фильтроваться).
- Отнятие воды из рыхлой породы или иммобилизация ее путем замораживания лишает плывун подвижности.
- Чем труднее порода отдает воду, тем труднее побороть ее плывунные свойства.
- Если в песках присутствуют гидрофильные коллоиды, то песчинки, облепленные этими коллоидами, вследствие связывания ими воды уменьшают свой средний удельный вес, что увеличивает их способность долго оставаться во взвешенном состоянии. У таких песков—«истинных плывунов» плывунные свойства особенно стойки. От большинства других плывунных песков («ложных плывунов») вода отнимается сравнительно легко, после чего они плывунных свойств не проявляют.
- Проницаемость типичных плывунных песков очень мала, также мала их водоотдача.
Таким образом, из сказанного следует, что плывунное состояние не есть специфическое, всегда свойственное какому-либо типу породы состояние, а появляется или создается в известных гидродинамических условиях. Для одних пород такие условия создаются трудно при больших градиентах, для других—легче, а в «истинных плывунах» движение идет при ничтожных градиентах.
В увеличении плывунной способности песков роль глинистых частиц заключается, в том, что последние легче других переходят во взвешенное состояние; благодаря этому объемный вес жидкой фазы увеличивается, а с этим увеличивается и взвешенное давление воды, уменьшающее внутреннее трение между частицами песка. Учитывая влияние гидродинамического давления на устойчивость рыхлых пород, можно вывести понятие о критическом градиенте фильтрации.
На основании, описаний плывунных явлений и опытов можно принять следующие положения:
- Для характеристики способности породы перейти в плывунное состояние может быть использован критический градиенте фильтрации.
- Критический градиент фильтрации должен быть определен на образце породы с такой же пористостью, какую порода имеет в естественных условиях.
- Характеристикой легкости перехода породы в плывунное состояние может быть испытание водоотдачи породы с естественным и нарушенным сложением и с естественным суммарным содержанием воды.
- Причины трудной водоотдачи должны быть выяснены, чтобы выявить наличие истинных плывунов.
- Механический состав породы имеет только иллюстративное значение. Без данных о естественной, минимальной и максимальной пористости и водосодержании судить о степени плывучести породы по механическому составу нельзя.
- Так как опыты и наблюдения указывают на вынос водой, уходящей из оплывающей породы, ее мельчайших частичек (суффозия), изучение плывунности породы должно сопровождаться изучением наличия в породе ресурсов для суффозионного разрушения и устойчивости образующейся суспензии.
Изучение суффозионных ресурсов породы (механических и технических) может служить в некоторых случаях для выявления возможности приобретения породой плывунной способности за счет выноса мелких составляющих. Так как легкости перехода в плывунное состояние способствует затруднение водоотдачи, то примесями, сообщающими породе это свойство, должны быть какие-либо гидрофильные коллоиды, адсорбированные поверхностью частиц породы.
В качестве признака наличия в песке ресурсов, облегчающих переход его в плывунное состояние, желательно иметь простое определение какого-либо физического свойства, непосредственно связанного с гидрофильностью коллоидов в породе, например содержания воды, верхнего предела пластичности и величины набухания.
Таким образом, для оценки способности песка переходить в плывунное состояние могут служить следующие характеристики: естественная пористость, водонасыщенность, гранулометрический состав. Для выявления свойств истинного плывуна можно рекомендовать определение набухания и предела текучести. Так как при высыхании коллоиды истинных плывунов необратимо сворачиваются, то все определения следует проводить на образцах, сохранивших естественную влажность, и приводить характеристики к весу сухой массы с учетом естественной влажности.
Признаками, указывающими на склонность породы переходить в плывунное состояние, являются: высокая пористость (43—45%) и механический состав двух преобладающих в породе фракций, резко различающихся по величине диаметра частиц , это облегчает возможность суффозии при малом содержании наиболее мелкой из этих фракций (2—4%) или при большем содержании мелких фракций иных диаметров, но при гидрофильности их составляющих.
Способность многих песков, пришедших в плывунное состояние, после прекращения движения вновь приобретать прочность используется строителями при забивке свай. Забивка производится частыми ударами небольшой силы, свая легко входит в песок. Песок вокруг сваи при этом не вспучивается, а иногда, наоборот, даже опускается. Спустя короткое время после забивки свая приобретает очень большую несущую способность. Это явление объясняют способностью плывунных песков к тиксотропному структурообразованию. Удары, встряхивания и вибрация разрушают тиксотропную структуру и песок «плывет». По истечении некоторого времени, в спокойном состоянии структура восстанавливается, а вместе с ней и прочность песка, которую он имел в естественных условиях.
Известно, что явления тиксотропии свойственны коллоидам. Поэтому проявление тиксотропии у плывунных песков следует приписать присутствию в них гидрофильных коллоидов.
При бурении в водоносных песках, особенно с применением желонки, часто происходит поддача песка с забоя в скважину. Однако, далеко не всегда при образовании «пробки» в скважине, пробуренной в песках, эти пески следует считать плывунными. Под влиянием создающейся в результате работы желонкой разницы гидростатического давления в скважине и вне ее происходит фильтрация через песок в забое скважины при значительном градиенте падения напора. Этот градиент может оказаться больше критического для породы, вообще не склонной легко переходить в плывунное состояние в дне и стенках котлована.
Таким образом, оценка способности песка переходить в плывунное состояние требует не только исследования состава и свойств песка в лаборатории, но и изучения гидрогеологических условий и прогноза их изменения в разные моменты производства строительных работ.
Основными приемами для преодоления трудностей, создаваемых при строительстве плывунами, являются замораживание, химическое закрепление и осушение. Все эти методы с успехом применялись при строительстве высотных зданий и метрополитена в Москве.
Замораживать можно любые породы, а химическое закрепление и осушение возможно только при достаточной величине водоотдачи породы. Так, силикатизация возможна в песках, обладающих коэффициентом фильтрации от 2 до 80 м/сутки, т. е. в среднезернистых, чистых мелкозернистых и глинистых песках.
Хорошие результаты при осушении плывунных песков дает применение иглофильтров, удешевляющих и ускоряющих устройство водопонизительной системы с частым расположением скважин.
Если песок настолько мелкозернистый, что высота капиллярного поднятия в нем больше, чем требуемое понижение, то для укрепления его не потребуется удаления всей воды из осушаемого пространства, а достаточно понижения напора.
Геологические изыскания под частный дом
Стоимость геологических изысканий
Как происходит работа: Договор > Бурение > Технический отчет
Содержание технического отчета
Сделать заказ на геологические изыскания