Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Пливуни́ (рос. плывуны, англ. drift sand, floating sand, running sand, heaving sand, quicksand, нім. Schwimmsande m pl, Fliesssande m pl, Treibsande m pl, schwimmendes Gebirge n) — водонасичені малозв'язані нещільні породи, насичені водою з високим вмістом колоїдних частинок, які при розкриванні виявляють здатність до розпливання і переміщення (істинні пливуни). Це — піски, що містять гідрофільні колоїди. Такі ж породи, але без колоїдних частинок, можуть мати пливунні властивості при наявності гідродинамічного тиску води (несправжні, фальшиві пливуни). Пливуни суттєво ускладнюють ведення гірничих робіт. Як захисні заходи при проходженні пливунів застосовують спеціальні щити, кесони, опускні колодязі (див. опускні споруди), заморожування, випереджальну проходку і закріплення ґрунтів.
Загальний опис
Пливуни поділяються на псевдопливуни (несправжні) та істинні (справжні) пливуни.
Псевдопливунами називають такі ґрунти, що переходять у пливунний стан під впливом висхідного руху води. Такий рух можливий у місцях виходу на поверхню по розривних тектонічних порушеннях артезіанських вод або вод, які фільтруються з гребель і дамб, а також за відкритого водовідведення з котлованів. Висхідний тимчасовий рух надмірної води може виникати також і у товщах пісків після їх ущільнення, наприклад під час землетрусу. При цьому фундаменти будинків та споруд заглиблюються в них. Також можливе розрідження (опливання) затоплених ухилів, зроблених із піску земляних гребель, дамб, транспортних насипів у заплавах річок тощо.
Це можна проілюструвати таким чином: якщо через посудину, наповнену піском, пропускати знизу вгору воду, поступово збільшуючи напір, то за певного гідравлічного градієнта пісок переходить у зважений стан, що обумовлюється гідродинамічним тиском на окремі його частки. У такий момент ці частки починають рухатися, через що пісок розпушується, а вагова гиря, поставлена на пісок, занурюється у нього. Маючи значну водопроникність, несправжні пливуни добре віддають воду, тому за зниження гідравлічного градієнта вони швидко переходять із пливунного стану в стійкий.
Істинними пливунами називають ґрунти, які переходять у пливунний стан внаслідок порушення в них структурних тискотропно-коагуляційних зв'язків під впливом ударних і вібраційних навантажень, а також внаслідок зминання. Така якість справжніх пливунів пояснюється вмістом у них суспензійних органо-мінеральних частинок. Перехід у пливунний стан таких порід відбувається у випадку порушення їх природної структури за рахунок вібрації, гідродинамічного тиску, зволоження, за наявності зсувних зусиль. Органічно-мінеральні суспензії (високомолекулярні органічні сполуки, , гелі і колоїдно-дисперсні мінерали) утворюють гелеподібні системи, які внаслідок ударної та вібраційної дій переходять у суспензії, що й призводить до їх розрідження. Але через деякий час, після своєрідного «відпочинку», суспензії знову переходять у гелеподібний стан і порушені структурні зв'язки поновлюються. Такі перетворення називають тиксотропією. Фільтраційний тиск у цьому процесі не має істотного значення. Оскільки більша частина води у справжніх пливунах знаходиться у зв'язаному стані і видалити її важко, то переведення такого пливуна в стійкий стан є складною проблемою.
Властивості справжніх пливунів сильно змінюються залежно від властивостей навколишнього середовища, бо на них впливає зміна концентрації водневих йонів та ємності їх поглинання. Висушування пливунів на повітрі призводить до утворення нетискотропних, щільних і водостійких порід.
Пливуни можуть виникати лише за сприятливих умов залягання пухких гірських порід, розкритих будівельними котлованами, гірничими виробками, буровими свердловинами, або внаслідок дії природних процесів (розмивання, сповзання порід тощо). За глибокого залягання таких порід прояви пливунності не спостерігаються.
Ознаки пливунів такі: велика щільність (1,8–2,2 т/м³), низька водопроникність (kf = 0,01–0,5 м/добу), цементація мінеральних частинок під час висихання, утворення стійкої суспензії за скаламучення у воді.
В умовах непорушеного залягання типові справжні пливуни можуть бути основою будівель та споруд. Але їх наявність створює серйозні проблеми під час будівництва.
Боротьба з пливунами
Серед основних методів боротьби з пливунами виділяють:
- 1. Штучне осушення водонасичених порід на термін виконання будівельних робіт різними способами:
а) пониженням рівня підземних вод за допомогою відкачувань води зі свердловин; б) установкою забивних і опускних фільтрів;
в) встановленням голкофільтрів.
Для водозниження в ґрунтах із коефіцієнтом фільтрації 1-2 м/добу можуть бути використані легкі голкофільтрові установки. Основна складова частина установки — голкофільтри довжиною 8,5 м (Рис. 1). У нижній частині вони мають приймальну ланку діаметром 60 мм із клапаном і латунною сіткою. Голкофільтри занурюють у ґрунт за допомогою підмиву. Відстань між голкофільтрами призначається згідно з розрахунком, виходячи з необхідної величини зниження рівня води та водопроникності ґрунту. Голкофільтри з'єднуються з колекторною трубою. На цій трубі є муфти з відстанню між ними 0,75 м, куди можна підключати шланги від голкофільтрів. Повітря й вода відбираються з колекторної труби за допомогою насосного агрегату. Під час роботи голкофільтрової установки рівень води в середині контура знижується на 4,5-5 м.
У ґрунтах із нижчою водопроникністю (kf = 0,01–3 м/добу) застосовують установки вакуумного водозниження, які можуть відкачувати воду і повітря при високих вакуумах в усмоктувальних колекторах.
У ґрунтах із коефіцієнтом фільтрації kf < 1 м/добу, які практично не віддають воду, застосовують електроосушення (електроосмотичне водозниження). Обладнання, необхідне для проведення електроосушення, складається з легкої голкофільтрової установки, джерела постійного струму з напругою 60 В (може бути електрозварювальний агрегат), комплекту труб або стрижнів. Принципова схема установки показана на рисунку. Електроосушення основується на тому, що вода, в тому числі зв'язана, переміщується від анода до катода. У зв'язку з переміщенням раніше зв'язаної води пористість ґрунту зростає і як наслідок — підвищується його водопроникність. Одночасно в ґрунті відбуваються явища електрофорезу, внаслідок чого в зоні катода накопичуються важкорозчинні солі, котрі цементують ґрунт.
Міцність ґрунту при цих заходах підвищується. Встановлено, що властивості, одержані ґрунтом, зберігаються. Після осушення ґрунтів їх розроблення в котловані відбувається звичайним способом. Всі ці способи застосовуються в основному для боротьби з несправжніми пливунами, але у поєднанні з іншими методами (електродренажем) можуть давати ефект і у боротьбі з істинними пливунами.
- 2. Закріплення пливунів за допомогою шпунтових огорож, забивного кріплення, опускних колодязів. Забивання кріплень застосовується за порівняно неглибокого залягання пливунів (до 25 м). Шпунтове кріплення застосовують під час розкриття пливунів котлованами або траншеями. Для цього навколо майбутньої виїмки забивають дерев'яні, залізобетонні, а найчастіше — залізні шпунти, які утворюють суцільну огорожу глибиною до 20 м, котра захищає останню від пливуна.
- 3. Заморожування пливунів застосовується для тимчасового надання міцності породам. Для цього буряться свердловини, в які нагнітається концентрований охолоджений розчин хлористого кальцію. Навколо свердловин утворюється зона охолодження порід до -30…-40 °С.
- 4. Застосування стисненого повітря (з тиском до 2,5 Па) під час проходження пливунів. Повітря, що нагнітається до кесонних камер, врівноважує тиск води, нейтралізуючи одну з причин утворення пливунів.
- 5. Силікатизація порід одно- чи дворозчинним способами. За однорозчинного способу в ґрунт за допомогою системи трубок-ін'єкторів нагнітається рідинне скло (Na2SO4) з додаванням різних кислот (наприклад, фосфорної). Завдяки цьому порода стає водонепроникною і зміцнюється. Під час використання дворозчинного способу нагнітається спочатку силікат натрію, а вже потім розчин хлористого кальцію (CaCl2). В процесі хімічної реакції між обома розчинами виділяється твердіючий гель кремнієвої кислоти, внаслідок чого порода перетворюється на породу напівскельного типу.
Див. також
Література
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2007. — Т. 2 : Л — Р. — 670 с. — .
- Інженерна геологія (з основами геотехніки): підручник для студентів вищих навчальних закладів /Колектив авторів: В. Г. Суярко, В. М. Величко, О. В. Гаврилюк, В. В. Сухов, О. В. Нижник, В. С. Білецький, А. В. Матвєєв, О. А. Улицький, О. В. Чуєнко.; за заг. ред. проф. В. Г. Суярка. — Харків: Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, 2019. — 278 с.
Посилання
- Пливуни // Термінологічний словник-довідник з будівництва та архітектури / Р. А. Шмиг, В. М. Боярчук, І. М. Добрянський, В. М. Барабаш ; за заг. ред. Р. А. Шмига. — Львів, 2010. — С. 153. — .
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Plivuni ros plyvuny angl drift sand floating sand running sand heaving sand quicksand nim Schwimmsande m pl Fliesssande m pl Treibsande m pl schwimmendes Gebirge n vodonasicheni malozv yazani neshilni porodi nasicheni vodoyu z visokim vmistom koloyidnih chastinok yaki pri rozkrivanni viyavlyayut zdatnist do rozplivannya i peremishennya istinni plivuni Ce piski sho mistyat gidrofilni koloyidi Taki zh porodi ale bez koloyidnih chastinok mozhut mati plivunni vlastivosti pri nayavnosti gidrodinamichnogo tisku vodi nespravzhni falshivi plivuni Plivuni suttyevo uskladnyuyut vedennya girnichih robit Yak zahisni zahodi pri prohodzhenni plivuniv zastosovuyut specialni shiti kesoni opuskni kolodyazi div opuskni sporudi zamorozhuvannya viperedzhalnu prohodku i zakriplennya gruntiv Zagalnij opisPlivuni podilyayutsya na psevdoplivuni nespravzhni ta istinni spravzhni plivuni Psevdoplivunami nazivayut taki grunti sho perehodyat u plivunnij stan pid vplivom vishidnogo ruhu vodi Takij ruh mozhlivij u miscyah vihodu na poverhnyu po rozrivnih tektonichnih porushennyah artezianskih vod abo vod yaki filtruyutsya z grebel i damb a takozh za vidkritogo vodovidvedennya z kotlovaniv Vishidnij timchasovij ruh nadmirnoyi vodi mozhe vinikati takozh i u tovshah piskiv pislya yih ushilnennya napriklad pid chas zemletrusu Pri comu fundamenti budinkiv ta sporud zagliblyuyutsya v nih Takozh mozhlive rozridzhennya oplivannya zatoplenih uhiliv zroblenih iz pisku zemlyanih grebel damb transportnih nasipiv u zaplavah richok tosho Ce mozhna proilyustruvati takim chinom yaksho cherez posudinu napovnenu piskom propuskati znizu vgoru vodu postupovo zbilshuyuchi napir to za pevnogo gidravlichnogo gradiyenta pisok perehodit u zvazhenij stan sho obumovlyuyetsya gidrodinamichnim tiskom na okremi jogo chastki U takij moment ci chastki pochinayut ruhatisya cherez sho pisok rozpushuyetsya a vagova girya postavlena na pisok zanuryuyetsya u nogo Mayuchi znachnu vodoproniknist nespravzhni plivuni dobre viddayut vodu tomu za znizhennya gidravlichnogo gradiyenta voni shvidko perehodyat iz plivunnogo stanu v stijkij Istinnimi plivunami nazivayut grunti yaki perehodyat u plivunnij stan vnaslidok porushennya v nih strukturnih tiskotropno koagulyacijnih zv yazkiv pid vplivom udarnih i vibracijnih navantazhen a takozh vnaslidok zminannya Taka yakist spravzhnih plivuniv poyasnyuyetsya vmistom u nih suspenzijnih organo mineralnih chastinok Perehid u plivunnij stan takih porid vidbuvayetsya u vipadku porushennya yih prirodnoyi strukturi za rahunok vibraciyi gidrodinamichnogo tisku zvolozhennya za nayavnosti zsuvnih zusil Organichno mineralni suspenziyi visokomolekulyarni organichni spoluki geli i koloyidno dispersni minerali utvoryuyut gelepodibni sistemi yaki vnaslidok udarnoyi ta vibracijnoyi dij perehodyat u suspenziyi sho j prizvodit do yih rozridzhennya Ale cherez deyakij chas pislya svoyeridnogo vidpochinku suspenziyi znovu perehodyat u gelepodibnij stan i porusheni strukturni zv yazki ponovlyuyutsya Taki peretvorennya nazivayut tiksotropiyeyu Filtracijnij tisk u comu procesi ne maye istotnogo znachennya Oskilki bilsha chastina vodi u spravzhnih plivunah znahoditsya u zv yazanomu stani i vidaliti yiyi vazhko to perevedennya takogo plivuna v stijkij stan ye skladnoyu problemoyu Vlastivosti spravzhnih plivuniv silno zminyuyutsya zalezhno vid vlastivostej navkolishnogo seredovisha bo na nih vplivaye zmina koncentraciyi vodnevih joniv ta yemnosti yih poglinannya Visushuvannya plivuniv na povitri prizvodit do utvorennya netiskotropnih shilnih i vodostijkih porid Plivuni mozhut vinikati lishe za spriyatlivih umov zalyagannya puhkih girskih porid rozkritih budivelnimi kotlovanami girnichimi virobkami burovimi sverdlovinami abo vnaslidok diyi prirodnih procesiv rozmivannya spovzannya porid tosho Za glibokogo zalyagannya takih porid proyavi plivunnosti ne sposterigayutsya Oznaki plivuniv taki velika shilnist 1 8 2 2 t m nizka vodoproniknist kf 0 01 0 5 m dobu cementaciya mineralnih chastinok pid chas visihannya utvorennya stijkoyi suspenziyi za skalamuchennya u vodi V umovah neporushenogo zalyagannya tipovi spravzhni plivuni mozhut buti osnovoyu budivel ta sporud Ale yih nayavnist stvoryuye serjozni problemi pid chas budivnictva Borotba z plivunamiSered osnovnih metodiv borotbi z plivunami vidilyayut 1 Shtuchne osushennya vodonasichenih porid na termin vikonannya budivelnih robit riznimi sposobami a ponizhennyam rivnya pidzemnih vod za dopomogoyu vidkachuvan vodi zi sverdlovin b ustanovkoyu zabivnih i opusknih filtriv v vstanovlennyam golkofiltriv Ris 1 Shema golkofiltrovoyi ustanovki 1 nasosnij agregat 2 kolektorna truba 3 shlang 4 golkofiltr za M Zocenkom 2005 Ris 2 Ustanovka dlya elektroosushennya 1 golkofiltr 2 katod 3 anod 4 truba strizhen 5 napryam peremishennya vodi 6 dzherelo postijnogo strumu Dlya vodoznizhennya v gruntah iz koeficiyentom filtraciyi 1 2 m dobu mozhut buti vikoristani legki golkofiltrovi ustanovki Osnovna skladova chastina ustanovki golkofiltri dovzhinoyu 8 5 m Ris 1 U nizhnij chastini voni mayut prijmalnu lanku diametrom 60 mm iz klapanom i latunnoyu sitkoyu Golkofiltri zanuryuyut u grunt za dopomogoyu pidmivu Vidstan mizh golkofiltrami priznachayetsya zgidno z rozrahunkom vihodyachi z neobhidnoyi velichini znizhennya rivnya vodi ta vodoproniknosti gruntu Golkofiltri z yednuyutsya z kolektornoyu truboyu Na cij trubi ye mufti z vidstannyu mizh nimi 0 75 m kudi mozhna pidklyuchati shlangi vid golkofiltriv Povitrya j voda vidbirayutsya z kolektornoyi trubi za dopomogoyu nasosnogo agregatu Pid chas roboti golkofiltrovoyi ustanovki riven vodi v seredini kontura znizhuyetsya na 4 5 5 m U gruntah iz nizhchoyu vodoproniknistyu kf 0 01 3 m dobu zastosovuyut ustanovki vakuumnogo vodoznizhennya yaki mozhut vidkachuvati vodu i povitrya pri visokih vakuumah v usmoktuvalnih kolektorah U gruntah iz koeficiyentom filtraciyi kf lt 1 m dobu yaki praktichno ne viddayut vodu zastosovuyut elektroosushennya elektroosmotichne vodoznizhennya Obladnannya neobhidne dlya provedennya elektroosushennya skladayetsya z legkoyi golkofiltrovoyi ustanovki dzherela postijnogo strumu z naprugoyu 60 V mozhe buti elektrozvaryuvalnij agregat komplektu trub abo strizhniv Principova shema ustanovki pokazana na risunku Elektroosushennya osnovuyetsya na tomu sho voda v tomu chisli zv yazana peremishuyetsya vid anoda do katoda U zv yazku z peremishennyam ranishe zv yazanoyi vodi poristist gruntu zrostaye i yak naslidok pidvishuyetsya jogo vodoproniknist Odnochasno v grunti vidbuvayutsya yavisha elektroforezu vnaslidok chogo v zoni katoda nakopichuyutsya vazhkorozchinni soli kotri cementuyut grunt Micnist gruntu pri cih zahodah pidvishuyetsya Vstanovleno sho vlastivosti oderzhani gruntom zberigayutsya Pislya osushennya gruntiv yih rozroblennya v kotlovani vidbuvayetsya zvichajnim sposobom Vsi ci sposobi zastosovuyutsya v osnovnomu dlya borotbi z nespravzhnimi plivunami ale u poyednanni z inshimi metodami elektrodrenazhem mozhut davati efekt i u borotbi z istinnimi plivunami 2 Zakriplennya plivuniv za dopomogoyu shpuntovih ogorozh zabivnogo kriplennya opusknih kolodyaziv Zabivannya kriplen zastosovuyetsya za porivnyano neglibokogo zalyagannya plivuniv do 25 m Shpuntove kriplennya zastosovuyut pid chas rozkrittya plivuniv kotlovanami abo transheyami Dlya cogo navkolo majbutnoyi viyimki zabivayut derev yani zalizobetonni a najchastishe zalizni shpunti yaki utvoryuyut sucilnu ogorozhu glibinoyu do 20 m kotra zahishaye ostannyu vid plivuna 3 Zamorozhuvannya plivuniv zastosovuyetsya dlya timchasovogo nadannya micnosti porodam Dlya cogo buryatsya sverdlovini v yaki nagnitayetsya koncentrovanij oholodzhenij rozchin hloristogo kalciyu Navkolo sverdlovin utvoryuyetsya zona oholodzhennya porid do 30 40 S 4 Zastosuvannya stisnenogo povitrya z tiskom do 2 5 Pa pid chas prohodzhennya plivuniv Povitrya sho nagnitayetsya do kesonnih kamer vrivnovazhuye tisk vodi nejtralizuyuchi odnu z prichin utvorennya plivuniv 5 Silikatizaciya porid odno chi dvorozchinnim sposobami Za odnorozchinnogo sposobu v grunt za dopomogoyu sistemi trubok in yektoriv nagnitayetsya ridinne sklo Na2SO4 z dodavannyam riznih kislot napriklad fosfornoyi Zavdyaki comu poroda staye vodoneproniknoyu i zmicnyuyetsya Pid chas vikoristannya dvorozchinnogo sposobu nagnitayetsya spochatku silikat natriyu a vzhe potim rozchin hloristogo kalciyu CaCl2 V procesi himichnoyi reakciyi mizh oboma rozchinami vidilyayetsya tverdiyuchij gel kremniyevoyi kisloti vnaslidok chogo poroda peretvoryuyetsya na porodu napivskelnogo tipu Div takozhTrivkist girskih porid GidrovulkanLiteraturaMala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Donbas 2007 T 2 L R 670 s ISBN 57740 0828 2 Inzhenerna geologiya z osnovami geotehniki pidruchnik dlya studentiv vishih navchalnih zakladiv Kolektiv avtoriv V G Suyarko V M Velichko O V Gavrilyuk V V Suhov O V Nizhnik V S Bileckij A V Matvyeyev O A Ulickij O V Chuyenko za zag red prof V G Suyarka Harkiv Harkivskij nacionalnij universitet imeni V N Karazina 2019 278 s PosilannyaPlivuni Terminologichnij slovnik dovidnik z budivnictva ta arhitekturi R A Shmig V M Boyarchuk I M Dobryanskij V M Barabash za zag red R A Shmiga Lviv 2010 S 153 ISBN 978 966 7407 83 4