Современное водоснабжение загородного дома из колодцев с развитием бытовых технологий нуждается в интенсификации. Наличие стиральных и посудомоечных машин, высокопроизводительных душевых кабин с подогревом требует повышенного расхода воды. Существующие издавна колодцы не всегда удовлетворяют сегодняшних дачников. Одни видят выход в углублении шахт, другие считают, что выходом из ситуации станет скважина в колодце. Расскажем, как ее пробурить, и когда бурение внутри колодца имеет смысл

Низкая эффективность колодцев может быть вызвана их заиливанием, обрушением обсадной колонны, наличием плывуна. Но есть еще один повод, который многих вынуждает прекратить пользоваться водой. Обычно вода залегает на глубине 5-10 м, источник воды в них – ручьи.

Поверхностные воды берут начало в дождях и сугробах. Выпадающий на землю в виде осадков дистиллят до того, как просочиться в колодец, проходит дополнительную фильтрацию природным песком. Незначительные вредные примеси сорбируются активными почвенными ингредиентами. В конно-тягловую эпоху вода чистой была всегда – независимо от их глубины. Единственный фактор, которой мог испортить вкус воды, определялся наличием болота рядом с колодцем.

В условиях индустриальной перестройки мира дожди приобрели устойчивый кислотный привкус и щелочную мылкость. Пески и суглинки собрали с бескрайних удобряемых полей все вносимые компоненты. Колодцы из источников кристально-чистой воды превратились в накопители нитратов, гербицидов и солей тяжелых металлов

Современные методики добычи пресной воды рекомендуют забуриваться вглубь земли – до уровня грунтовых вод или, еще лучше, – до артезианских водоносов. Среди множества способов, позволяющих устроить эффективное домашнее водообеспечение, наиболее бюджетным выглядит вариант – сделать скважину в колодце.

Скважина внутри колодца

Сразу нужно заметить: не во всех случаях бурение скважины в дне подземного водоема позволит сэкономить средства. Нередко бывает, что эффективнее пробурить шурф рядом. Это утверждение почти всегда верно для тех случаев, когда проходку выполняет профессиональная бригада бурильщиков: мощность их оборудования позволяет выполнять бурение в промышленных объемах за короткий срок. Производительность машины обеспечивает достижение уровня глубины большинства колодцев за четверть часа. Выполнение работы займет времени меньше, чем подготовка установки к бурению.

По этой причине большинство специализированных компаний предпочитают выполнять бурение на целине. Стоимость работ в любом случае рассчитывается от нулевой отметки – уровня почвы. В такой точке зрения содержится рациональное зерно и для заказчика. Если приглашать буровиков, целесообразнее пробивать скважину на воду в месте, максимально удобном для обслуживания источника, прокладки труб и выполнения самого бурения, – там, где не мешают заборы, деревья и декорированные дорожки.

За работы по углублению существующих источников, в том числе изготовление трубчатых колодцев, берутся индивидуальные бригады, оборудование которых обладает меньшей мощностью, а специалисты готовы уделить внимание таким «мелочам», как укрепление стенок, создание усиливающих каркасов, фиксацию обсадных труб и строительство дополнительных кондукторов. Заказчик при этом получает бонус в виде снижения стоимости проходки за счет уже существующего шурфа.

В каких случаях углубление имеет смысл?

Чтобы спрогнозировать качество результата, необходимо иметь представление о структуре водоносных слоев и грунтовых пластов.

Под черным плодородным слоем залегают глины, суглинки и супеси. В отдельных карманах, в структуре которых содержится песчаник, могут протекать подземные ручьи, образованные поверхностными потоками.

Ниже верхнего слоя песчаников под глиняной коркой снова располагается слой песков (иногда с галькой), в котором протекают подземные реки. В большинстве случаев эти грунтовые воды являются продолжением наземных водоемов. Пески на этой глубине могут перемещаться вместе с водяными потоками, образуя «плывуны».

Глубже располагаются глины с валунами и гранитами. Третий слой песков, смешанных с водой, лежит, как правило, на поверхности пористых известняков, в толще которых текут мощные потоки артезианского уровня.

Существующие колодцы доходят до поверхностных или грунтовых вод. Нередко их наполняемость ограничена плывунами, малозаметными пользователям. При регулярном пользовании в толще песка образуется линза, в которой накапливается вода. Ее дебит колеблется – от 300 л/сутки до 600 л в час.

Для минимального водопользования этого объема может быть и достаточно, однако такого количества влаги не хватит на обеспечение среднестатистической современной семьи. Попытки углубить колодец оканчиваются неудачей: вместо отобранного песка подземный поток приносит новый, и природный баланс восстанавливается.

В таком старом колодце можно попытаться пробурить скважину: заглубление обсадной трубы в нижележащие пески не потребует больших физических усилий. Процесс устройства должен пройти без лишних осложнений, если под плывуном не обнаружится гранитное дно.

В каком колодце можно делать скважину?

Отдельного ГОСТа или СНиПа с требованиями к элементам скважины в колодце не существует. Заказчики и исполнители руководствуются здравым смыслом при выборе методов, отдавая предпочтение наиболее функциональным и безопасным.

В первую очередь необходимо удостовериться в том, что скважина не станет причиной обрушения стенок в колодец. Для этого существующую конструкцию тщательно обследуют, выявляют явные и потенциальные дефекты, устраняют их.

Колодцы, выложенные из бревен, в 90 процентах случаев нуждаются в дополнительной обвязке и усилении. Бетонные кольца более надежны и долговечны, но и они требуют предварительного изучения. Кладка должна быть без щелей, разрушений, шатающихся элементов. Трасса шахты должна быть вертикальной.

Нарушение соосности колец может свидетельствовать о том, что песчаная подушка неустойчива, на нее активно действует водный поток. Вновь пробитая вглубь скважина может стать причиной попадания в колодец новых масс воды, которые просто смоют кольцо со всем, что внутри него находилось.

Укрепляющие и усиливающие конструкции

Усилению подлежат два элемента: обсадная кладка и устанавливаемый кондуктор. Операцию по армированию проще выполнить в прочном бетонном колодце. Для выполнения работы в стенки верхнего, нижнего и одного из средних элементов вмуровывают по четырем осям анкерные болты, к которым впоследствии прикручивают вертикальные стойки из стального профиля. Стойки обваривают на двух-трех уровнях окантовывающими стержнями, которые должны образовать квадраты. В вершины квадратов вваривают арматурные прутья, скрепляющие их между собой.

Укрепление кондуктора выполняют таким образом. Намечают точку, в которую войдет скважина, вокруг нее в колодец заглубляют уголки, расположенные строго вертикально. Уголки обваривают между собой по периметру. Если перед этим была сделана обвязка колец, конструкции соединяют, обеспечивая жесткую фиксацию.

Над шахтой размещают буровую вышку, которая оборудована блоком с воротом на оси, и бабкой на тросе или цепи. Вышку располагают на твердой поверхности, в некоторых случаях под ее пятки помещают бетонные плиты или заливают монолитное основание.

Время для изготовления скважины

Бурить скважину в колодце лучше всего поздним летом, в начале осени, когда в почве содержится наименьшее количество воды. Можно работы выполнять и зимой, в этом случае воду можно попытаться заморозить. Для этого в самые лютые морозы с поверхности земли в колодец нагнетают холодный воздух. При интенсивном охлаждении водное зеркало может застыть на третий-седьмой день.

Сама технология бурения схожа с традиционной. Единственное отличие заключается в том, что до начала работ в дно колодца забивают трубу – кондуктор. Высота трубы должна доходить до верхнего края колодца. Длина кондуктора должна быть достаточной, чтобы максимально его заглубить, – защитить канал бурения от движущихся масс воды и песка. При необходимости трубу удлиняют с помощью муфт.

Шахту модернизированного колодца после завершения работ часто засыпают. Скважина должна быть защищена от верхних сточных вод, попадающих в колодец с поверхности почвы.

Устройство колодца как нельзя лучше иллюстрирует поговорка «Человек предполагает, а Бог располагает»: успех предприятия зависит не столько от умения строителей, сколько от удачи. Один из примеров невезения - когда колодец попал на плывун .

При устройстве колодца необходимо везение

Что такое плывун, как с ним бороться и стоит ли - об этом пойдёт речь в публикации.

Плывун: Великий и Ужасный

Это именно о нём ходят рассказы, наводящие ужас: как при копке колодца бетонные кольца вдруг уносятся в неизвестном направлении прорвавшимся потоком воды и песка вместе с бедолагой-копателем. Действительно, в шахте колодца может случиться обвал и человек пострадает, а то и погибнет, задавленный грунтом и сдвинувшимися кольцами. И в том числе причиной деформации ствола шахты может быть плывун.

Правда, вряд ли в случае такой аварии последствия будут как в высокобюджетном голливудском фильме-катастрофе со спецэффектами - с бетонными кольцами, увлекаемыми вдаль бурным потоком. Может, только если вам «повезёт» попасть не на плывун, а проткнуть колодцем бурную подземную реку.

Но плывун действительно опасен и способен натворить немало бед. Чтобы прочувствовать это, предлагаю посмотреть видео.

Печально известный всем петербуржцам перегон метро между станциями «Лесная» и «Площадь Мужества» проходит как раз через такое опасное место. Плывун под «Лесной» приносил неприятности метростроевцам два раза.

Первый - ещё во времена строительства, в 70-е годы (по этим событиям снят советский фильм «Прорыв»). Тогда после аварии для продолжения работ плывун заморозили, закачав в тоннель более 8000 тонн жидкого азота. Но в начале 1995-го года плывун вернулся, и в декабре после многочисленных попыток удержать размыв станции закрыли вплоть до 2004 года.

Что такое плывун

Плывун - это насыщенный влагой пористый, рыхлый грунт, состоящий из несвязанных между собой частиц. Из-за большого количества воды такой грунт получает свойства жидкости - начинает течь.

Плывун находится под давлением в герметичной полости в толще грунта. Когда эта полость вскрывается, например, котлованом или шахтой колодца, плывунные массы приходят в движение под действием того самого давления, и массы песка с водой прорываются в образовавшуюся выработку.

Угадать местонахождение плывуна невозможно. Фото с сайта otvali.ru

Чаще всего такие образования встречаются на болотистых почвах или в поймах рек. Толщина плывунного слоя и его размеры могут быть различными. Внешне на поверхности земли плывун себя ничем не выдаёт, поэтому предугадать его местонахождение невозможно. Как и невозможно принять меры, чтобы встречу с ним избежать. Специалисты различают истинные плывуны и ложные .

Истинный плывун

В его составе кроме пылевидного песка присутствуют гидрофильные частицы глины или ила, которые обволакивают более крупные песчинки, действуя как смазка. Даже при небольшом давлении масса этой супеси приходит в подвижное состояние.

Если при копке колодца попался именно истинный плывун, то вам действительно не повезло. Истинные плывуны практически не отдают воду - у них низкий коэффициент фильтрации. Поэтому в таком месте построить колодец не получится: вместо воды в нём будет вязкий глиняно-песчаный раствор.

Ложный плывун

К счастью, истинные плывуны встречаются не так часто. Обычно при копке колодца сталкиваются с псевдоплывунами . В составе ложных плывунов нет коллоидных частиц - это грунт, состоящий из мелкого песка и большого количества воды.

Плотный песок, насыщенный водой, разжижается от давления

Чтобы представить, как себя ведёт плывун, вспомните песок у кромки воды. На вид твёрдый и практически сухой, но стоит наступить, как он становится текучим и появляется вода.

Чтобы ложный плывун, в отличие от истинного, на глубине пришёл в движение, необходимо приложить значительное гидравлическое давление. Если на пути шахты попался ложный плывун, то он не станет помехой устройству колодца. Более того, колодец на плывуне отличается особой водообильностью в сравнении с обычным. Однако он усложнит жизнь и копателям, и владельцу колодца в процессе его эксплуатации.

Как бороться с плывуном

Копать колодец лучше поручить специалистам, которые имеют опыт встречи с плывуном и могут быстро принять правильное решение. Если же вы решили копать самостоятельно, необходимо соблюдать технику безопасности:

• стенки колодца необходимо обязательно укреплять, то есть нельзя устраивать колодец на сложных рыхлых грунтах без колец;
• наверху должен находится напарник, а копатель должен иметь страховочную верёвку, чтобы в случае необходимости была возможность сразу поднять человека: плывун может прийти в движение внезапно;

• если есть основания полагать, что плывунный слой небольшой толщины, и принято решение его пройти, то работать нужно максимально быстро, а в случае невозможности прохода - остановиться и устроить водоприёмную часть в плывуне.

Работа в колодце. Фото с сайта stroytolk.ru

В старину для прохода плывуна, помимо скорости работ, укрепления стенок и устройства проходческого щита, отгораживающего плывун и замедляющего поступление воды с песком в колодец, «связывали» водонасыщенный грунт, добавляя вещество, впитывающее воду. Если у ложного плывуна отнять влагу, песок уплотняется и теряет свои плывунные качества.

Для этого, к примеру, насыпали в колодец несколько мешков муки и перемешивали её с водно-песчаной жижей. Через некоторое время мука впитывала воду, и можно было продолжать работы.

Другой вариант - копать колодец зимой. В это время, во-первых, УГВ самый низкий, а во-вторых, почва промерзает.

Колодец на плывуне

Не стоит расстраиваться, что при копке шахты попался плывун: более 40% колодцев в Московской области устроены в подобных условиях. Как уже говорилось выше, такие колодцы обычно имеют большой дебит (то есть скорость притока воды в них высокая), а песок - это отличный фильтр. Нужно просто принять неизбежное заплывание песком как одну из особенностей вашего колодца и правильно с ней обходиться.

Эксплуатация

Не стоит пытаться откачивать песчаную жижу из колодца: чем больше вы выкачиваете, тем больше её прибывает. А это чревато не только бесполезной тратой сил: песок, поступающий в колодец, выносится водой из-за наружных стенок шахты, и там образуются полости.

И вот тут-то как раз получается развитие событий по сценарию фильмов-катастроф: возможна подвижка грунта и смещение колец со всеми печальными последствиями. Кроме того, в полости, образовавшиеся в грунте, может осесть поверхностный слой почвы. А если рядом находится строение, то вероятно ослабление и даже разрушение его фундамента и самого здания.

Станция метро Площадь Мужества в фильме об аварии Ленинградского метро. Фото с сайта masterok.livejournal.com

Некоторая просадка грунта неизбежна - это нормальное явление. Стоит набраться терпения и дождаться, пока почва вокруг нового колодца уплотнится и связка «колодец-водоносный горизонт» придёт в равновесие. Только после этого можно устроить вокруг оголовка колодца отмостку. Процесс уплотнения и просаживания грунта может занять несколько лет.

После того как ситуация стабилизируется, и грунт перестанет активно поступать в шахту, можно попробовать убрать нанесённый песок, пока плывун снова не начнёт проявлять себя. И тогда придётся снова подождать, пока система успокоится. Возможно, процедуру понадобится повторить ещё раз.
Использовать погружной вибрационный насос в колодце на плывуне нельзя, так как он своей работой будет поднимать песок, находящийся на дне. Нужно установить насос с поверхностным забором воды.

Схема подключения поверхностного насоса

Также нельзя залпово (единовременно) откачивать воду, в колодце всегда должна оставаться как минимум треть от обычного объёма, а лучше - не меньше половины. Забор большого количества воды может «разбудить» плывун. Лучше организовать накопительную ёмкость на поверхности, объём которой заведомо превышает суточное водопотребление, и установить маломощный насос, наполняющий её. А всю систему водоснабжения дома развести уже из ёмкости-накопителя.

А самое главное, не стоит использовать щиты и устраивать донный фильтр в попытке удержать плывун. О причинах этого вы сможете узнать в одной из следующих публикаций.

Самым опасным явлением, способным разрушить колодезную шахту и угрожать человеку, находящемуся внутри, при обустройстве гидротехнических сооружений, является плывун в колодце, что делать с ним вопрос наболевший. Смещения песчаного или супесчаного грунта, перенасыщенного водой и находящегося в коллоидном состоянии, при появлении свободного пространства, представляющего собой выборку в земле под водозабор, могут привести к проседанию почвы вокруг шахты на значительную глубину, если обустраивается колодец на плавуне, а также стать причиной искривления и разрушения ствола гидротехнического сооружения.

Плюсы и минусы плывуна

Представляя собой мельчайшие частицы песка и глины, являющейся гидрофильным веществом, отдающим воду с большим трудом, плывун свидетельствует о наличии обильных водяных масс, которые могут стать источником водоснабжения. Обуздать стихийную мощь, которой наделен текучий пласт породы, располагающийся на глубине от 1,5 до 10 метров от поверхности, достаточно сложно и имея возможность избежать этого, следует ею воспользоваться, однако, свойства плывуна позволяют судить о возможности обустройства водозабора даже в таких условиях.

Истинный плавун

Самый опасный и непреодолимый из плывунов – истинный, градиент насыщенности которых максимален и для приведения слоя в активное движение требуется небольшое давление жидкости, а возможная водоотдача не превышает 0,5 куб. метра в сутки, а значит подобный источник не позволит удовлетворить потребности в воде даже дачного надела. Опасность такого почвенного образования заключается также в том, что при замерзании его происходит значительное пучение грунта, а потеря пластичности возможна только при снятии нагрузки, в качестве которой выступает открытая шахта водозабора, не позволяющая плывуну обрести сплошную структуру.

Истинный плывун в колодце явление крайне редкое и опытные мастера, занимающиеся обустройством гидротехнических сооружений профессионально, не считают возможным его укрощение, которое может быть помимо прочего крайне опасно, так как все воздвигнутые укрепления будут раздавлены под непрекращающимся давлением текучего потока песка с глиной.

Ложный плавун

Избыточное пластовое давление может стать причиной выброса мелкодисперсного песка с крупным размером пор, насыщенного водой, но не содержащего коллоидных включений, которыми являются частицы глины и сродных ей пород. Снижение давления, характерного для земной толщи, сопровождающее выброс песчано-водной смеси в шахту колодца, приводит к повышению плотности суспензии, в результате чего происходит редуцирование пластичности и грунт перестает течь. Подъем уровня воды в колодце на ложном плывуне может достигать от 0,5 до 1,5 метров, а дебет бывает очень высоким и достаточным для водоснабжения приусадебного хозяйства и частного владения.

Таким образом, обнаружив плывун в колодце и решая хорошо это или плохо, следует различать характер пластичного слоя земной коры, так как, если он ложный, а это бывает в большинстве случаев, то является мощным источником воды и подлежит обустройству водозабора, несмотря на сложности сооружения гидротехнического сооружения в этом случае.

Как укротить плывун

Обнаружив при копке или бурении шахты водозабора плывун в колодце и принимая решение что дальше делать, необходимо учитывать опыт, накопленный годами и применять наработки в зависимости от глубины пластичного слоя почвы и интенсивности притока суспензии в шахту.

Порядок действий при обнаружении плывуна

Симптомом достижения пластичного слоя грунта при выполнении проходки является появление и постоянный приток жидкости в шахте, представляющей собой водно-песчаную суспензию. Если при дальнейшем углублении приток не уменьшается, а напротив наблюдается рост уровня, то свидетельство достижения плывуна на лицо. Перед тем, как продолжать проходку следует сделать перерыв, подготовив необходимые инструменты и расходные материалы, так как выполнение работ в пластичном слое не следует растягивать на несколько дней, ввиду возможности обрушения ствола шахты и проседания грунта на прилегающей территории, что сделает работу бесполезной.

В зависимости от глубины плывуна выбирается алгоритм действий:

1. Слой проходится полностью, при этом достигается следующий водоносный горизонт, а стенки ствола тщательно укрепляются при помощи железобетонных колец, жестко связанных между собой, с герметизацией стыков.
2. Водозабор обустраивается непосредственно в слое пластичного грунта, используя один из известных способов. Применять донный фильтр для очистки воды в колодце, устраиваемом на плывуне категорически не рекомендуется, так как он будет поломан, смешан и поглощен пластичной массой, а полезный уровень водозабора уменьшиться.

Способы «укрощения» плывуна

Для того, чтобы проводить работы в колодце при наличии плывуна, стенки шахты обязательно должны быть укреплены, для чего применяются многочисленные способы, часть из которых имеет устоявшийся опыт применения, а другие отличаются новаторством и используются недавно.

Сооружение щитов из шпунтованных досок внутри колодезной шахты имеет длительный положительный опыт применения и не требует особых материалов или технологий. При помощи вбивания щитов, собранных из элементов шип – паз (шпунтов), с заостренными концами в вязкое дно колодца, сооружается короб внутри укрепления ствола, из которого производится выемка грунта, а сруб впоследствии осаживается и наращивается. Если вбивание щитов произвести по направлению изнутри-наружу, то осаживание сруба станет невозможным и полученный шатер будет использоваться в качестве водоприемной части, которая может быть наращена еще рядом досок. Так как собрать круг из щитов невозможно, метод имеет ограниченное применение для прямоугольных срубов или шахт.

Проходческий ящик, повторяющий форму колодезной шахты, имеющий острую нижнюю кромку и откидывающуюся крышку вверху конструкции, является модификацией технологии вбивания щитов из шпунтованных досок. Процесс заключается в забивании ящика в плывун, открывании крышки и выборке грунта, после чего производится осаживание и наращивание шахты, а процедура повторяется, пока не будет достигнута нужная отметка.

Более инновационными, но требующими специальных материалов и приспособлений, а потому неподходящими для выполнения своими руками, являются следующие способы проходки плывунов:

• замораживание – подразумевает обустройство системы скважин по периметру шахты, предназначенных для подачи охлажденного в специальной камере раствора, и понижении температуры грунта вокруг проходки;
• силикатизация – введение в грунт жидкого стекла или карбамидных смол, приводящее к уплотнению плывунов, исторически устоявшимся аналогом, является использование ржаной муки, обильное добавление которой в пластичный грунт приводит к его обезвоживанию;
• куст бетонных свай – используется для тоннельного строительства и подразумевает бурение и заполнение бетоном нескольких скважин по периметру проходки.

Пять дней коллеги-копатели погибшего 25-летнего парня работали на месте обрушения колодца. Перед этим в райисполкоме была созвана комиссия по чрезвычайным ситуациям, там выработали план дальнейших действий. Исполнителем – тем, кто будет откапывать тело – был назначен индивидуальный предприниматель, профессионально занимающийся строительством колодцев. Комиссия поручила МЧС предоставить ему всю необходимую технику, а местной милиции – установить посты.

Тело молодого человека было обнаружено примерно в восемь часов вечера, 21 июля, но извлечь его удалось только сегодня утром, 22 июля, примерно в 7.40.

Родные до последнего надеялись на чудо, поэтому высказывали немало претензий по тому поводу, что оперативные службы не приступили к операции по спасению максимально быстро. Однако результаты обследования места ЧП показали: риск повторного обрушения слишком высок, чтобы приступать к работам незамедлительно. При этом, учитывая все факторы, шансов на спасение мужчины живым почти не было. "Речь велась не о работах по спасению, а об операции по извлечению тела" , - констатировали ранее в МЧС.

После выяснилось, что колодец копали еще с мая 2014 года двое рабочих: погибший 25-летний парень и 42-летний напарник. 15 июля, накануне обрушения, старший, более опытный мужчина отказался продолжать работу, когда увидел смещение колец и сколы на уровне 27-го. Специалисты потом установили факт отклонения от вертикали ствола колодца.

Молодой рабочий решил все же закончить колодец, на следующий день, 16 июля, он нашел себе другого помощника. Позже свидетель происшествия рассказал: после извлечения порядка 15 ведер грунта он услышал пять хлопков снизу из колодца, где находился копатель. Это были звуки "сложившихся" нижних колец.

Специалисты констатируют: сложнейшие работы по копанию колодцев правильнее доверять квалифицированным и опытным специалистам. Это опасная деятельность, в которой необходим чрезвычайный контроль. Это подтверждает и сухая статистика - за минувшие пять лет в Беларуси 20 человек погибли при обрушении грунта. Многие из этих случаев произошли во время работ в колодцах.

Так, 30 августа 2010 года в деревне Селище (Чаусский район, Могилевская область) на одном из частных подворий при углублении колодца глубиной в 10 метров обвалился грунт. На месте была задействована различная техника и десятки рабочих, но погибшего мужчину удалось извлечь из-под завала лишь на пятые сутки. Для этого потребовалось выкопать огромный котлован диаметром в 20-25 метров и глубиной до 12 метров.

12 августа 2014 года на территории садового товарищества "Дражня" в Минске 31-летнего мужчину засыпало в тот момент, когда он рыл колодец на глубине 5,6 метра. Несколько часов бригады МЧС и спецтехника работали на месте, но, увы, мужчину спасти не удалось.
2 ноября 2014 года аналогичный случай произошел на территории садового товарищества "Солнечное" возле деревни Курганы (Минский район). 29-летний рабочий "халтурил" на одном из приусадебных участков. Он тоже погиб под завалами земли.

Когда появляется в колодце плывун, можно ожидать многочисленных проблем как при строительстве, так и во время эксплуатации. Наличие такого подземного явления существенно сказывается на качестве воды, вплоть до ее полной непригодности для питья.

Большие сложности возникают и при рытье колодезной шахты при прохождении такого нестабильного слоя. Однако все проблемы можно решить. Лучше всего с этим справятся профессионалы из специализированных организаций, но можно все сделать и собственными руками.

По своей сути, плывун представляет собой грунтовый слой с водяным насыщением и толщиной от 1 до 15 м. Как правило, это ограниченный, удлиненный объем в земляной толще, заполненный песком и супесью (часто с твердыми частицами различных примесей). В нормальном состоянии он герметичен и стабилен, но при механическом воздействии способен легко растекаться.

403 Forbidden

403 Forbidden

nginx

Под напором воды такой пласт начинает двигаться. В целом, плывуны могут иметь достаточно однородную или совершенно хаотичную (неоднородную) структуру с мелко- или крупнозернистой основой. Они часто имеют в своем составе каменистые обломки и сцементированные песочные массы.

На глубине плывун чаще всего находится в гидродинамическом равновесии, т.е. давление, создающееся внутри него, уравновешивается силами, обеспечивающимися массой грунта, расположенного над ним. В таком состоянии пласт может находиться сколько угодно долго, пока не будет нарушено это равновесие. При его вскрытии внутреннее давление становится преобладающим, что выталкивает песок вверх.

Различают 2 основных типа плывунов:

1. Истинная разновидность в своем составе имеет многочисленные глинистые и коллоидные пылеобразные частички, которые начинают играть роль смазки, соединяя крупные частицы. Такие пласты способны сохранять воду внутри и имеют низкий коэффициент фильтрации, что не позволяет внешней воде проходить через пласт. В зимнее время при промерзании они проявляют значительное вспучивание. При высыхании истинные плывуны сильно уплотняются.
2. Ложная разновидность состоит из мелкого песчаника с водяным насыщением. С учетом глубины залегания такого пласта вода в них находится под избыточным давлением, а при вскрытии выталкивает песок.

Какие проблемы возникают

Проблемы с наличием плывунов могут возникать на стадии строительства и при эксплуатации колодца. В первом случае затруднения вызываются, если такой пласт находится в месте рытья колодезной шахты, и его необходимо пересечь, т.е. когда возникает условие: плывун располагается выше водоносного пласта.

При копании котлована приходится вскрывать плывун, что вызывает его подвижку. Разжиженная масса начинает заполнять шахту, делая невозможным дальнейшее ее углубление. Формирующаяся полость приводит к высокой вероятности смещения грунтовых пластов.

Таким образом, возникает обязательное требование: работы по рытью шахты могут проходить только при условии закрепления стенок и блокировании плывуна.

Большие неприятности возникают при эксплуатации, когда плывун располагается в придонной зоне колодца . В действующем сооружении такое явление, прежде всего, загрязняет воду. Однако это далеко не самая большая проблема. Плывун затрудняет приток воды и, в принципе, может привести к полному истощению колодца.

Кроме того, большую опасность вызывают возможные механические нагрузки. В нижней части колодца существует риск поперечного сдвига или осаждения бетонных колец или венцов сруба. При замерзании пласта в срединной части шахты возникает интенсивное вспучивание, что создает очень высокие нагрузки на шахтные стенки. Другими словами, действующий колодец в плывуне выдвигает такие повышенные требования: периодическая чистка придонной зоны, упрочняющие мероприятия и т.п.

Тонкости монтажа колодцев

Как указывалось выше, для того чтобы пройти плывун при формировании необходимой глубины колодца, следует принять меры, предотвращающие подвижку насыщенного водой песка в яму для шахты.

Эти меры зависят от типа плывуна, его размеров, подвижности (податливости), мощности, состава и других характеристик. Иногда, когда он не столь велик, оказывается достаточным ускорение рытья или бурения с быстрым началом обустройства стен. Интенсивная работа совмещается с откачкой воды и очисткой ствола.

Такие действия возможны при копании неглубоких ям, а также в обстоятельствах, когда прохождение опасного участка проводится в нижней части колодца.

В таких случаях важно соблюдать технику безопасности и контролировать риск обрушения стенок. Появляющийся осадок надо откачивать в постоянном режиме с использованием дренажного насоса необходимой мощности, не допуская накопления просачивающейся массы в колодезной шахте.

Вообще, самый верный способ избежать проблем — выявление наличия плывуна на стадии изыскательских работ и перенос строительства колодца на другое, более безопасное место.

Принятие технических мер

При значительных размерах плывуна, когда насос не справляется с откачкой массы, применяются различные технические способы проходки. При возведении стенок в виде колонны бетонных колец нередко применяется технология их осаждения. Способ реализуется путем выборки грунта под бетонным кольцом, которое затем под собственным весом медленно опускается вниз.

Естественно, что пройденный таким образом опасный участок сразу же герметизируется, затирая швы между кольцами. При опускании блоков применяются небольшие дополнительные механические нагрузки сверху. Важное условие — равномерное осаживание, не допускающее перекосов колец.

Еще один вариант проходки плывуна — крепление шпунтов в опасной зоне. Такое приспособление представляет собой стенку, переборку, щит из досок или брусьев, скрепленных надежно между собой с использованием четвертей или углов, при этом в нижней части торцы досок шпунтов заостряются для возможности их вбивания сверху.

При локализации плывуна близко от водоносного пласта, питающего колодец, проходку можно осуществить с использованием шпунтового ящика. Такой шпунт вбивается строго вертикально с контролем отвесом с помощью деревянного обуха или ручной бабы. Он погружается на глубину 32-40 см между направляющей и распорной рамами.

После удаления грунта без оголения торцов досок приспособление снова забивается. Если толщина слоя плывуна составляет более 1 м, то воздействие придется производить с использованием копра и бабы из чугуна, которая перемещается по направляющим.

В тех случаях, когда наполнение плывуна сильно разжижено, применяется специальный придонный ящик с крышкой и разрезающим металлическим башмаком. Это приспособление опускают в придонную зону и вдавливают в дно шахты (непосредственно в плывун).

Процесс осаждения ящика осуществляется с помощью клиньев или домкратов, воздействующих на брус, закрепленный на срубе. Домкраты или клинья устанавливаются симметрично, с двух противоположных сторон ящика. По мере его наполнения содержимым плывуна крышка открывается, а масса извлекается и поднимается вверх. В это же время сруб колодца постепенно опускается созданием нагрузки. Данный метод применим при прохождении пластов размером порядка 0,8-1,2 м.

Трубная проходка

Достаточно эффективным и надежным способом, реализующим прохождение мощных плывунов при строительстве колодца, является стальная опалубка из труб с диаметром немного меньшим, чем размер колодезных бетонных колец. Такая опалубка погружается прямо в толщу плывуна, что обеспечивает полное блокирование и герметизацию разжиженного грунта.

Необходимо отметить, что бетонные кольца даже при максимальной герметизации создать такую защиту не могут. Другими словами, в зоне вскрытия плывуна монтируется стальной кессон без днища. Вместо герметичного дна формируется фильтрующий слой из промытого щебня фракции 50-70.

Второй способ трубчатой проходки основывается на применении стальных труб, гарантирующих подпор воды с глубины, что исключает подъем песка водой с верхних горизонтов пласта. С этой целью используется труба диаметром порядка 30-55 мм, которая вбивается на глубину до 25-30 м (до верхнего водоносного пласта со стабильным дебитом) при помощи бурильной установки.

Таким способом строится что-то среднее между скважиной и колодцем, при этом давление, обеспечиваемое глубинной водой, препятствует проникновению песка из плывуна.

Мероприятия на действующих колодцах

Плохо блокированный при строительстве придонный плывун в процессе эксплуатации способен вызвать вышеуказанные проблемы с поступлением воды. Для того чтобы исключить такое явление, колодцы с плывунами периодически подвергаются чистке. Наиболее тщательно очищается придонный фильтр.

Для исключения дальнейших влияний плывуна применяется способ обустройства двойного шатра в зоне забора воды. Для этого углубляется шахта и устанавливается нижний шатер. Затем на расстоянии 40-45 см от него устанавливается дополнительный водосборный шатер.

Следует обратить особое внимание на монтаж этого элемента — его следует тщательно законопатить по всей длине мхом и расшивкой рейками. Принцип действия такого фильтра прост: песок из нижнего шатра остается между стенками элементов, а вода откачивается вверх .

При проведении профилактических и ремонтных работ в колодцах на плывунах следует учитывать тот факт, что водяной столб в шахте сдерживает подъем песка из пласта, а значит, не следует откачивать из нее всю воду.

Минимальный водяной пласт должен иметь высоту 35-40 см. Для исключения риска проникновения песка в питьевую воду дно колодца часто оборудуется специальным фильтром. В частности, находит применение осиновый щит. Иногда на него насыпается дополнительный фильтрующий слой из песка и щебня.

Плывун при строительстве или эксплуатации колодца может вызвать серьезные проблемы. Однако известно множество способов, позволяющих эффективно преодолевать такие трудности. Все мероприятия можно осуществить своими руками.