Плывун — кошмар любого котлована: грунт, который ещё вчера держал откос, при вскрытии превращается в текучую массу, вытекает из-под ограждения и затягивает технику. Чаще всего проблема возникает в водонасыщенных мелких и пылеватых песках и супесях. Разбираем, что такое плывун, почему открытая откачка делает только хуже и какие решения применяют при водопонижении.
Что такое плывун
Плывунное состояние — это переход водонасыщенного дисперсного грунта в текучее состояние под статическим, динамическим или фильтрационным воздействием (по терминологии ГОСТ 25100-2020 — разжижение). Определять плывун только по составу «пылеватый песок или супесь» неверно: решает сочетание грунта, водонасыщения и воздействия — например, восходящего фильтрационного потока при откачке воды из котлована.
Признаки плывуна в котловане
- вода выходит со дна или из откосов вместе с частицами грунта — суффозия;
- на дне появляются грифоны — «ключи» с выносом песка;
- откосы оплывают, грунт течёт из-под ограждения;
- насос откачивает воду с большим количеством песка.
При водопонижении дно и откосы открытого котлована осматривают ежедневно, а при грифонах и суффозии защитные меры принимают безотлагательно (СП 45.13330.2017, п. 5.43).
Почему нельзя просто откачивать воду быстрее
Открытый водоотлив из котлована в плывунных грунтах создаёт восходящий фильтрационный поток к дну — именно он и переводит грунт в текучее состояние. Чем быстрее откачка, тем больше градиент и вынос частиц. Поэтому при признаках плывуна откачку не наращивают, а останавливают и меняют схему: воду нужно понижать заранее, до вскрытия, с наружного контура. Единого «безопасного дебита откачки при плывуне» нормы не устанавливают — расход рассчитывают для конкретных грунтов и схемы защиты.
Какие решения применяют
| Решение | Как работает |
|---|---|
| Водопонижение до вскрытия | иглофильтры или скважины снаружи |
| Вакуумное водопонижение | для пылеватых песков и супесей |
| Разгрузочные скважины | снятие напора под дном |
| Фильтрующая пригрузка | обратный фильтр на дне |
| Ограждение котлована | шпунт, «стена в грунте» |
| Закрепление, замораживание | по специальному проекту |
Выбор делают по изысканиям и проекту, а не по универсальной «схеме против плывуна». Для отбора воды из пылеватых песков СП 250.1325800.2016 (п. 7.6.1.7) предусматривает, например, временный пластовый дренаж из двух слоёв — крупный песок 150–200 мм и гравий или щебень 200–250 мм. Для обсыпки фильтров в грунтах с Кф менее 5 м/сут СП 45.13330.2017 (п. 5.11) указывает крупность материала 0,5–5 мм.
Порядок действий при появлении плывуна
- приостановить работы в опасной зоне;
- остановить открытую откачку со дна;
- проверить напоры, уровни и состояние ограждения;
- по решению проектировщика — запустить водопонижение с наружного контура, устроить пригрузку или разгрузочные скважины;
- возобновить разработку только после стабилизации и при контроле уровней.
Водопонижение в плывунных грунтах — Авитек Инжиниринг
При осушении котлованов в плывунных грунтах Авитек Инжиниринг выполняет водопонижение иглофильтрами — в том числе вакуумными — с наружного контура до вскрытия водоносного слоя и ведёт ежедневный контроль дна и откосов.
Итог
- Плывун — переход водонасыщенного грунта в текучее состояние под воздействием, в том числе фильтрационным.
- Открытая откачка со дна усиливает плывун — воду понижают заранее с наружного контура.
- Признаки — грифоны, суффозия, вынос песка; меры принимают безотлагательно.
- Решение выбирают проектом: водопонижение, пригрузка, разгрузочные скважины, ограждение.