что такое плывун в скважине и что делать
При бурении скважины обнаружен плывун. Как его пройти?
Содержание:
Многие из тех, чья деятельность связана с водоснабжением, наверняка знают, что такое плывун в скважине, но пока еще никто не знает ответа на вопрос: почему такое явление вообще возникает. Но, несмотря на то, что причины возникновения плывунов так до конца и не выяснены, бурить скважины на участках, где они присутствуют, люди уже научились. Чтобы понять, насколько сложно пробурить скважину через плывун, следует разобраться, что он из себя представляет.
Плывун — это подземный слой почвы, состоящий из мелкого песка и глины, которые смешаны с водой. Такая смесь, представляющая собой кашеобразную массу, обладает высокой подвижностью, что и затрудняет ее прохождение при бурении скважин.
При бурении скважин через плывун, если не подготовиться к такому процессу основательно, могут возникнуть следующие проблемы:
Между тем, несмотря на такие проблемы, квалифицированные специалисты знают, что делать в таких ситуациях и как пройти плывун, получив в итоге полноценную скважину, которая прослужит своему владельцу много лет.
Эффективные способы бурения скважин с плывуном
Основная задача при бурении скважины с плывуном состоит в том, чтобы пройти этот неустойчивый, подвижный слой почвы, не потеряв при этом буровой колонны. Для ее решения в наше время активно используют три способа.
Способ #1: Бурение методом параллельной обсадки
Суть этого метода состоит в том, что обсадная труба при бурении опускается в скважину одновременно с буром, что значительно замедляет весь процесс и делает его более дорогостоящим.
Способ #2: Бурение с помощью кондуктора
Второй метод предполагает использование специального кондуктора, назначением которого, как и в случае с обсадной трубой, является защита как бурового инструмента, так и стенок получаемой скважины от плывущей породы. Отличие этого способа от первого заключается в том, что кондуктор используют только для того, чтобы проходить плывун, до границы этого слоя бурение производится обычным методом. Скважина также бурится уже традиционным способом, без использования кондуктора, когда плывучий слой почвы полностью пройден.
Способ #3: Бурение с применением клеящих составов или бентонита
Третий способ прохождения плывунов кардинально отличается от первых двух. Смысл этого метода заключается в том, что при бурении скважин с плывунами в них добавляют специальные клеящие составы или бентонит. Делается это для того, чтобы сформировать стенки скважины, укрепить их и защитить от разрушения под воздействием плывущей массы.
Следует иметь в виду, что все перечисленные способы целесообразно использовать в том случае, если производится бурение глубоких скважин. Если же вас вполне устроит неглубокая скважина (10-20 метров), и вы вдруг обнаружили в такой скважине плывун, то пройти его можно традиционным методом ударного бурения. Таким методом обустраивают абиссинские колодцы, и заключается он в том, что трубу просто забивают в почву при помощи тяжелой металлической «бабы». Также, если в скважине появился плывун, то пройти его можно при помощи ударно-канатного способа бурения, предполагающего использование специального ударного стакана, помещаемого внутрь обсадной трубы.
При бурении скважин с плывунами следует иметь в виду, что ни в коем случае в них нельзя устанавливать пластиковые трубы. Конечно, работать некоторое время такая скважина будет, но со временем плывун может смять пластиковую трубу или даже полностью разрушить ее.
Также следует иметь в виду, что при наличии плывуна на вашем участке, на нем не имеет смысла копать обычный колодец. Даже если вам удастся добиться требуемой высоты столба воды в нем, то очень быстро такое колодец придет в негодность и перестанет давать воду.
Как видите, методов, позволяющих пройти плывун при бурении скважины достаточно много, главное применять их с умом и использовать для этого надежную технику и качественные материалы.
Что такое плывун в скважине и как его пройти при выполнении работ по бурению
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.
Плюсы и минусы скважин с самоизливом
Способы обмана при бурении скважин под воду
Вот 4 главные намеренные ошибки при бурении скважин на воду от компаний, которые совершенно не дорожат своим именем:
Подобные хитрости никак вами не будут обнаружены и могут применяться абсолютно без последствий для буровиков. Защититься от написанного выше можно путем отсеивания компаний с самыми низкими ценами на бурение, а также следуя рекомендациям из статьи по выбору буровой компании.
Плывун в колодце: хорошо это или плохо?
В структуру плывуна включены мелкие частицы песка, глины и почвы, при смешивании с водой превращающиеся в вязкую густоватую смесь. После чего она расползается и забивает гидротехническое сооружение. Такой слой залегает в почве на глубине от одного до 20 м.
Что такое плывун в скважине и к чему он приводит? В ходе бурения вся затрубная область шахты заполняется плывуном. Почва расплывается, и буровая установка с трудом справляется со своей задачей, при этом велика вероятность лишиться буровой колонны.
Воздействие плывуна на шахту скважины
Плывун может быть статичным или перемещаться под напором воды, однородным либо неоднородным, с крупными частицами и мелкозернистым, его структура может состоять из обломков твердых пород, содержать уплотненные массы песка. Массивные слои, приходящие в движение под воздействием воды, преодолеть очень трудно, но возможно. Что делать для этого? Потребуется отливная техника с высокой производительностью и значительные финансовые затраты.
Истинный плывун самый опасный – градиент насыщенности у него максимальный. При замерзании такой грунт вспучивается и даже малое давление жидкости заставляет слой двигаться. Водоотдача от такой скважины не превышает 0,5 куб. метра в сутки. Источник такой мощности не способен снабдить водой в достаточном объеме даже небольшой дачный участок.
Однако благодаря ложному плывуну есть возможность бесперебойно снабжать водой частные хозяйства. Вода в гидротехническом сооружении на ложном плывуне способна подняться на уровень от 0,5 до 1,5 м.
Скважины на плывунах
Плывуны представляют собой перенасыщенные влагой залежи мелкого песка, которые после вскрытия герметизирующего слоя, теряют свою форму, текут и вызывают обрушение стенок скважин и проседание грунтов. Предварительно распознать скважину можно только в результате разведочного бурения, так как герметически закупоренные поверхностными слоями плывуны, никак себя не проявляют. Во время прохождения бура через плывун, стенки образованной скважины обрушаются, и могут настолько сильно засосать буровую штангу, что достать ее не удастся. Плывуны оказываются для бурильщиков большой проблемой, для решения которой бывает дешевле начать бурить в новом месте.
Бурение скважин через плывуны
расширяют просверленное отверстие буром большего диаметра;
в образованное отверстие опускается металлическая труба, достигающая дна скважины;
одновременно с бурением отверстия скважины опускается обсадная труба, но только на высоту обнаруженного слоя плывуна;
после прохождения слоя плывуна, бурение продолжается без использования обсадных труб сверлом меньшего диаметра. Такой способ проходки называется кондукторным, и заключается в обсаживании трубой только проблемного участка скважины.
Другие статьи:Плывуны в природеОсобенности обустройства абиссинского колодцаВыбор места под скважинуХарактеристика грунтов Владимирской области
Возврат к списку статей
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.
Меры предосторожности при работе с плывунами
При случайном повреждении водонасыщенного пласта велик риск его прорыва, в этом случае вероятно затопление котлована. Сущность плывуна напоминает воздушный шарик, в который залили воду – в герметичном виде изделие не опасно, но во время разрыва поток невозможно контролировать.
Чтобы свести к минимуму неблагоприятные последствия, необходимо придерживаться рекомендаций профессионалов:
Чтобы предотвратить появление проблем впоследствии необходимо тщательно исследовать застраиваемый участок. Профессиональное изучение поможет раскрыть грунтовые условия, на основе полученной информации выбирают экономически оправданный и безопасный алгоритм строительства.
Плывун и его виды
Настоящие либо настоящие плывуны
Пласты с фальшивой плывучестью
Что такое плывун? Уникальные подземные фото
Давно хотел написать пост про плывун и наглядно на фотографиях и картинках показать, что это такое.
Итак на участке под землей с уровня где-то 3-3.5 метра и до глубины 10 метров расположен водонасыщенный песок — плывун.
Мы пробовали сделать скважину обычным способом — сделали разборный бур из нескольких секций и начали бурить.
Для удобства мы установили треногу.
До глубины 3 метра все шло хорошо. Затем начались проблемы с плывуном. Сколько мы не вынимали песка, глубина погружения бура практически не менялась. Это обычное явление на плывунах.
В песке под землей образуется полость пустоты с водой. Эта полость растет в ширину и практически не углубляется. Так можно вычерпать хоть несколько тонн песка, пока не образуется подземная пещера и грунт сверху не провалится вниз.
Вот как выглядит такой процесс на схеме.
Схема образования полости при бурении плывуна
А вот как это выглядит в реальности. Выкладываю уникальные подземные фото плывуна и образовавшейся в результате бурения полости. Мы опускали фотоаппарат на веревке в скважину.
Первое фото на глубине примерно 3.5 метра в переходном слое между глиной и песком. Т.е. там где нормальная скважина переходит в пустотную полость.
Переход между глиной и плывуном
На этом уровне видна шарообразная полость заполненная на половину водой. Из-за таких полостей бывают провалы грунта над плывунами.
Также видны корни растений повисшие в пустоте. Оказалось, что многие травы дорастают корнями до 4 метров! Мы не ожидали, если честно.
Вот так обваливается песок в плывуне. Бурить обычным способом бесполезно. Просто будем увеличивать подземную пещеру.
Подземная полость в плывуне
Корни растений свисают в полость от плывуна
Чтобы решить такую проблему нужно применять обсадную трубу. Которая не даст песку обваливаться, и бур пойдет потихоньку вниз. Полости при этом не будет. Обсадную трубу нужно периодически забивать все глубже и глубже. На рисунке я пририсовал обсадную трубу красным цветом.
Бурение плывуна с обсадной трубой
Так мы и сделали. Опустили в скважину обсадную трубу.
Затем мы стали бурить внутри обсадной трубы и пробовать просаживать ее все глубже и глубже, периодически выкачивая песок с водой вибрационным насосом Ручеек.
Вибронасос для прокачки плывуна
Мы по неопытности совершили три ошибки:
Итог: у нас ничего не получилось. Покупать стальную обсадную мы не стали, а просто забили рядом скважину-иглу — отчет об этом я уже писал раньше. Пластиковую обсадную сначала хотели вытащить домкратом, но потом решили не мучаться и оставили в земле (нижний ее край на глубине 4-5 метров в воде), пользуемся ею как холодильником. Опускаем туда три бутылки пива на веревке. При желании оттуда можно выкачать ведро грязной воды с песком, но такой необходимости нет.
Ну и напоследок схема установки нашей скважины-иглы со всеми подземными слоями. Надеюсь кому-то мой пост был интересен. Буду и дальше делиться опытом.
Как проходить плывун вручную
Буровые работы в местах расположения плывунов чересчур затруднены, и отнимают множество времени и сил. Поэтому, опытные бурильщики советуют, по возможности избегать таких мест. Узнать о существовании плывуна можно от соседей, которые уже пытались пробуриться рядом с вами. Также можно перед началом буровых работ взять пробу грунта при помощи садового бура. Заглубившись на 1,5-2м можно определить наличие плывуна по характеру погружения инструмента: в плывун он провалится, словно в пустоту.
Такой метод «локальной геологоразведки» при помощи садового бура может принести свои плоды. Обычно плывуны располагаются в непосредственной близости к верхним слоям почвы. Однако, глубина их залегания может порой достигать 10 и даже 20м. Поэтому столкнуться с разжиженным грунтом при бурении можно в любой момент. Другая проблема состоит в том, что плывун под землёй занимает обширные площади, значительно превышающие размеры придомового участка.
В связи с этим, возможности обойти его при выборе места для бурения, чаще всего, не бывает. Здесь приходится использовать одну из технологий, позволяющих решить такую техническую проблему, как плывун в скважине.
Шпунтованная доска
Их требуется столько, чтобы создать защиту по периметру будущей колодезной шахты. Концы их заостряются, после чего доски забиваются в землю на глубину полуметра вплотную друг к другу, чтобы пазы одной из них входили в гребень соседней.
Такая конструкция получается достаточно герметичной, чтобы защитить от проникновения в шахту жидкого грунта. По мере углубления колодца доски забиваются глубже. Учитывая низкую плотность плывуна, заглублять их вручную не составит особого труда. Подобным образом придётся действовать вплоть до полного прохождения плывуна и достижения плотных слоёв грунта.
С помощью досок можно также обустроить колодец в толще плывуна. Для этого потребуется, после заглубления колодезной шахты до водоносного слоя, надёжно защитить стенки и дно от поступления жидкости со взвешенными частицами грунта. На дне колодца устраивается щит из плотно пригнанных друг к другу досок.
В щите сверлятся отверстия диаметров в 10мм, необходимые для поступления воды. Поверх щита обустраивается фильтр из слоя гравия, гальки и крупного песка. Проходя сквозь него, вода из плывуна будет очищаться от загрязняющих механических примесей.
Параллельная обсадка
Данная технология сродни работе с защитными щитами из шпунтованных досок, но применяется не при копке колодезной шахты, а когда обустраивается скважина на плывуне. Вместо щитов используются обсадные трубы, опускаемые вглубь непосредственно вслед за буром.
Подобный метод сложен с технической точки зрения – во время работы придётся контролировать равномерность и синхронность заглубления бура и обсадной трубы. В процессе работы используется специальный бур складной конструкции. Иначе извлечь его на поверхность, не внимая обсадной трубы, будет невозможно.
Метод прохождения кондуктором
Разница с вышеприведённым методом – что до достижения плывуна бурение производится без обсадки. А по достижения неустойчивого грунта бур вынимается, и в скважину опускается защитная труба, именуемая «кондуктор». Затем бурение продолжается буром меньшего диаметра, чтобы он смог поместиться внутри обсадной трубы.
Использование бетонита
Он создаётся на основе сухой глины с добавлением некоторых минеральных присадок. Главное его свойство – способность при контакте с водой увеличиваться в объёме до 15 раз. Внутри скважины, засыпанный в нужных пропорциях порошок, способен создать надёжный барьер для поступления жидкого грунта.
Попадая внутрь скважинной шахты, бетонит вступает в реакцию с водой и разбухает, превращаясь в густой гель. При этом плотность его такова, что он позволяет бурить скважину, не допуская её заполнения жидкостью. После прохождения буровой колонной плывуна необходимость в использовании бетонита отпадает.
Вместо бетонита при бурении скважин в плывунах можно использовать и специальные клеящие вещества на полимерной основе, широко представленные на современном рынке. Способ их действия примерно аналогичен: они укрепляют стенки скважины, предотвращая их оплывание.
Проблемы при бурении скважин на воду
Плывуны – самая частая беда, но не единственная. Есть еще масса задач, возникающих в процессе:
Эффективные способы преодоления
В случае обнаружения плывуна копание колодца необходимо ускорить, чтобы скорее добраться до необходимой глубины, пока песчаная масса не дала о себе знать. При этом нужно соблюдать правила техники безопасности.
Способы, помогающие бороться с явлением:
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.