Плывун — это… Определение, особенности и методы борьбы, фото

При планировании колодца, скважины или другого гидрологического сооружения на участке в обязательном порядке выполняется обследование местности на предмет залегания грунтовых вод. В дальнейшем это позволяет точнее сформировать план действий и параметры объекта. Однако даже при успешном завершении обследования следует быть готовым к обнаружению плывуна. Это разновидность грунта с верховодкой, которая может доставить массу проблем как в ходе земельных работ, так и при эксплуатации разного рода сооружений на данном участке.

Что такое плывун?

Согласно энциклопедическому определению, под плывуном следует понимать песок, насыщенный водой. В более широком смысле это грунтовый пласт, который может оплывать или растекаться. Также на практике можно встретить малосвязные или несвязные супеси с аналогичными характеристиками. Но в каждом случае предполагается, что плывуны – это некоторый объем из небольших коллоидных частиц диаметром до 0,001 мм. Свойство водонасыщенности является определяющим для таких грунтов, но также для плывуна характерна герметизация. Обычно в естественных природных условиях пласт насыщенного водой ила оказывается замкнутым и не доставляет никаких неудобств. На такой платформе может стоять дом или инженерное сооружение. Проблемы же эксплуатации участков с плывунами возникают в случаях, когда необходимо выполнять земельные работы до уровня нахождения водонасыщенного грунта.

Особенности плывуна

Тесным взаимодействием грунта с водной средой опытного дачника не удивишь. Обустраивая систему индивидуального водоснабжения за счет артезианской скважины или колодца, неизбежно приходится сталкиваться с теми же грунтовыми водами. В чем же принципиальное отличие плывуна от верховодки? Ключевая особенность заключается в специфической способности илистого песка принимать некоторые свойства жидкостной среды. Физически эта характеристика выражается гидродинамическим равновесием, когда нижнее давление уравновешивается массой грунта. Это позволяет удерживать воду в структуре песка. Плывун сохраняет баланс давлений только в условиях герметичности. Как уже говорилось, достаточно вторгнуться в этот пласт при бурении или других земельных работах, как песок направится вверх под действием нижнего давления. Последствия такого поведения грунта могут быть непредсказуемыми и в любом случае зависят от объема плавающих скоплений.

Истинные и ложные плывуны – как отличить?

Ввиду сложностей определения характеристик конкретного плывуна и схожести его свойств с поведением других грунтовых супесей при взаимодействии с водными средами, инженеры разделяют истинные и ложные плывуны. В первом случае подразумеваются пески и супеси, обладающие гидрофильными свойствами. Как правило, их структура формируется очень мелкими коллоидными и глинистыми элементами, также выполняющими функцию смазки между более крупными частицами. В условиях промерзания такие пласты характеризуются сильным пучением и низкой способностью к фильтрации, а после высыхания обретают связность.

В свою очередь, ложный плывун – это тот же песчаный пласт, но без коллоидных частиц, обуславливающих гидродинамические качества массы. Своего рода имитация характеристик истинного плывуна объясняется пористостью мелкого песка. Однако, с точки зрения практических мер защиты от подобных явлений, принципиальной разницы между этими разновидностями водонасыщенных грунтовых масс нет. Ложный плывун также способен при вскрытии выносить песок под действием внутреннего давления, представляя схожие угрозы.

Нюансы строительства на плывунах

Наткнувшись на плывун при выполнении земельных мероприятий, следует ожидать неизбежного изменения структуры грунта в зоне проведения работ. Типичная проблема такого рода возникает при устройстве котлована и последующем выносе песка в его нишу. Это не только усложнит дальнейшие работы в рамках выполняемой операции, но и приведет к грунтовым деформациям в зонах близко расположенных зданий из-за неравномерной осадки. Значит ли это, что копать на плывунах в принципе нельзя? Существуют различные способы их обхода, но в принципе далеко не всегда возможно прогнозирование плывуна и особенно определение его размеров. В любом случае следует учитывать, чем может грозить прямой контакт с водонасыщенными пластами при выполнении земельных строительных мероприятий.

Опасности плывуна

Самая большая угроза относится к ручным земельным мероприятиям, при которых выполняется копка колодца для последующей укладки бетонных колец. Если загерметизированный пласт песка находится под высоким давлением, то в случае прорыва вместе с кольцами может унести всю бригаду рабочих. Также бывают случаи обвалов, сдвигов грунта и как минимум деформации ствола скважины. Все подобные ситуации представляют опасность для жизни копателей. С другой стороны, плывуны – это не всегда плохое явление, поскольку сбалансированный давлением песок в шахте может выступать в качестве фильтрующего барьера, естественно повышающего качество добываемой воды.

Методы обхода плывуна

Используя опыт строителей-геодезистов, вполне можно решить задачу водоснабжения даже на участке с плывуном. Для этого используют один из трех методов обхода опасного пласта:

• Ударно-канатная техника. Способ предполагает бурение скважины ударным оборудованием в нише ствола металлической трубы, которая страхует конструкцию от аварии. Метод достаточно сложный и технически требовательный, но, с точки зрения безопасности, один из лучших.
• Устройство абиссинского колодца. Если стоит вопрос о том, как проходить плывун при бурении небольших скважин, то можно ограничиться простейшими средствами без спецтехники. В частности, применяется металлическая трубка толщиной 2,5 см и насос для перекачивания воды. Труба вбивается на глубину до 15-20 м, а на поверхности устанавливается насосное оборудование.
• Плотный монтаж колодезных колец. Быстрая и точная кладка бетонных колец исключает риски обвалов и затоплений на плывунах. Но реализовать этот способ могут только специалисты с помощью профессиональной мощной техники.

Общие советы по прохождению плывунов

Также специалисты дают несколько рекомендаций по выполнению земельных работ на опасных участках с водонасыщенным грунтом разного типа:

• Даже при успешном прохождении плывуна не стоит сразу приниматься к быстрому откачиванию воды в больших объемах. Формируемая пустота в этом случае будет также быстро заполняться супесью, что ухудшит качество воды.
• Есть свои нюансы и при выполнении данной задачи своими руками. Как пройти плывун вручную с минимальными затратами и без риска аварии? Можно использовать мелкоформатный бур, работая с напарником. Так выполняют небольшие скважины малого диаметра. Но именно для безопасности процесса надо отслеживать гидравлическое равновесие. Для этого необходимо заполнять колодец водой, которая компенсирует давление, смещающее песок со дна колодца вверх.
• На водонесущем горизонте желательно устанавливать дополнительные фильтры.
• Минимизировать гидродинамическую активность плывуна можно с помощью специальных замораживающих растворов. Они оказывают цементирующее действие на песок, отводя от него воду.

Заключение

Человечество давно знакомо с плывунами, однако до сих пор не существует универсальной технологии борьбы с ними. В каждом случае подбирается определенный метод бурения плывуна с учетом результатов геодезических исследований и времени года. Например, многие специалисты успешно практикуют технику прохождения опасного участка в зимнее время, когда почва находится в промороженном состоянии. В остальное время года также нет смысла отказываться от земельных работ, поскольку контроль водонесущего грунта можно осуществлять и обсадными трубами, и специальным гидродинамическим оборудованием.