Плывунами называют водонасыщенные рыхлые породы, обычно пески, которые при вскрытии различными горными выработками разжижаются, приходят в движение и ведут себя подобно тяжелой вязкой жидкости.
Плывунные свойства, кроме песков, при определенных условиях могут проявлять пылеватые суглинки, супеси, т. е. породы, обладающие значительной пористостью.
Основной причиной проявления у пород плывунных свойств является гидродинамическое давление поровой воды, которое создается в результате перепада (градиента) давления грунтовых вод при вскрытии котлована (траншей и т. д.).
Плывуны разделяют на ложные (псевдоплывуны) и истинные. Ложные плывуны — это породы, не имеющие структурных связей в виде различных песков. Переход в плывунное состояние происходит под действием высокого гидродинамического давления потока подземных вод. Коэффициент фильтрации достигает 1—2 м/сут и более. Частицы породы находятся во взвешенном состоянии.
Характерной особенностью ложных плывунов является довольно легкая отдача ими воды. При высыхании они образуют рыхлую или слабо сцементированную массу.
Истинные плывуны — это породы с коагуляционными или смешанными связями в виде глинистых песков, а также супесей, суглинков. Структурные связи обусловлены присутствием глинистых (< 0,001 мм) частиц с высокими гидрофильными свойствами.
Плывуны осложняют строительство. Они создают большие трудности в проходке строительных выработок, стремясь заполнить выработанное пространство. При условии замкнутого пространства плывуны могут быть надежными основаниями, но создать такой контур трудно. Возможно выпирание плывунов из-под фундаментов, вызывает оползни, провалы поверхности, деформацию зданий и сооружений. Открытый водоотлив из котлованов опасен появлением суффозии на окружающей территории.
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;
• закрепление плывунов путем изменения их физических свойств (силикатизация, цементация, замораживание и т. д.).
Для ложных плывунов применимы все способы борьбы. В борьбе с истинными плывунами можно использовать лишь ограждение, замораживание и электрохимическое закрепление. При проходке подземный выработок используют повышенное давление, уравновешивающее давление воды плывуна.