Плывуны в колодце: чем опасны и как с ними справиться? Некоторые заблуждения желающих иметь колодец: так ли страшен плывун Сваи в плывуне что делать.

Под плывуном понимается слой грунта, насыщенного влагой. При активном влиянии неблагоприятных факторов пласт деформируется, становится менее густым и в итоге проваливается в гидротехническое сооружение. Что делать если в скважине плывун и как избежать негативных последствий?

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.

Признаки плывуна и способы устранения

Первым признаком является проявление и нескончаемый поток водно-песчаной суспензии в скважине. Во избежание проблем с добычей воды можно предпринять следующие действия:

• прохождение слоя до последующего водоносного пласта;
• укрепление стенок ствола прочно скрепленными между собой кольцами из железобетона;
• устройство водозабора в слое размягченного грунта.

Недостатки обустройства колодцев на плывуне:

• изменение положения гидротехнической конструкции;
• частые засыхания;
• регулярное попадание нечистот в воду.

Не стоит устанавливать на плывуне донное фильтрационное устройство по причине того, что оно впоследствии будет разломано, перемешано и поглощено грязевой массой.

Способы прохождения плывунов

Как пройти плывун при бурении скважины вручную? Можно попробовать применить один из нескольких достаточно эффективных методов.

Шпунтованная доска

Данный вариант эффективен при неглубоком водоносном горизонте. Пройти плывун поможет высушенная обрезная доска толщиной в 50 мм и длиной 2 м. Один ее конец заостряется. Определенное число брусьев должно быть скреплено между собой в форму единого щита таким образом, чтобы паз находился с одной стороны, а гребень — с противоположной.

Доска шпунтованная

Доска, забитая вглубь до 400 см по окружности шахты, содействует ускорению бурения. Затем земля в скважине удаляется до заостренного в нижней части шпунта. Далее шпунт вбивают еще глубже и продолжают проходку. Такие действия следует повторять до полного прохождения плывуна.

В колодце на дне устанавливается полутораметровая деревянная коробка. В ней обязательно следует проделать небольшие отверстия для поступления грунтовых вод. Днище конструкции должно быть заполнено двумя слоями: 30 см некрупного щебня и 20 см песка. Такое очистительное устройство не допустит проникновения в гидротехническую конструкцию ила и масс песка, сохранит воду чистой.

Коробчатая конструкция из дерева

Такой способ защиты от плывуна будет эффективен в тех случаях, когда грязевой поток не поступает под большим напором.

Параллельная обсадка

Обсадная труба опускается вместе с осуществляющим бурение аппаратом следом за буровым долотом. По завершении процесса для вытаскивания обсадной колонны применяется специальный бурильный станок складного типа.

Прохождение «кондуктором»

Под «кондуктором» понимается обсадная металлическая труба, защищающая стенки от влияния плывущей породы, внутрь которой встроено долото. Для прохождения плывуна необходимо изъять бур и поместить в шахту «кондуктор». Дальнейшие действия выполняются буровым долотом.

Шахта с кондукторами

Применение бетонита

Бетонит – особая глинистая субстанция, способная заблокировать плывун. Глинистая масса при взаимодействии с водой превышает свой изначальный объем до 16 раз. В итоге образуется отличный гидроизоляционный состав. Важно своевременно уловить плывун и вовремя засыпать бетонит, тогда скважина будет устроена без каких-либо проблем.

При прохождении плывуна не следует торопиться. В противном случае может обрушиться порода, причем с высокой скоростью. Велика вероятность не только потери бурового инструмента, но и полного заваливания колонны.

Использование бетонита

Другие методы

Как пройти плывун? При обнаружении плывуна можно попробовать ударно-канатный метод бурения скважины на воду. Ударный стакан устанавливается во внутреннюю часть обсадной трубы. В этом же месте и выполняется бурение. Проблема герметизации днища обсадной трубы решается изготовлением и установкой заглушки. Для этого необходимо взять мешочек из ткани, по размеру равный диаметру колонны, наполнить его песочно-цементной смесью в соотношении 1:1. Заполненный мешок положить на дно и оставить на 72 часа до полного застывания цемента.

Абиссинский колодец получается путем забивания дюймовой металлической трубы так называемой «бабой». Таким образом, получается скважина глубиной от 10 до 20 м. В подобной шахте практически невозможно разместить глубинный насос. Поднимать грунтовые воды придется вручную либо поверхностным гидравлическим аппаратом.

Проблемы при выполнении бурения

При выполнении бурения скважины на плывуне велика вероятность столкнуться со следующими проблемами:

• Неподходящий водоносный пласт или неверно подобранное место. Неверный выбор обуславливается отсутствием знаний о местности. Например, при выходе воды начинается откачивание жидкости. Через некоторое время поток воды иссякает. Причина заключается в слабо наполненном водоносном пласте либо сезонном наполнении. В таком случае следует пробурить другую шахту либо выполнить проходку еще глубже.
• Перебур. Водоносный слой пробуравлен глубже положенного ввиду того, что его изначально признали недостаточным. Однако проблемы с шахтой в будущем неизбежны. В данном случае рекомендуется перекрытие водоносного слоя и ликвидация верхних границ при помощи вспомогательной обсадной трубы. Промежуток между труб следует в обязательном порядке заполнить цементом в целях профилактики перетоков. После чего можно приступать к бурению шахты круглого сечения требуемой глубины;
• Недобур. В качестве водоноса ошибочно принимается сезонный пласт грунта. В этой ситуации необходимо установить в обсадной трубе аппарат с фильтрационной конструкцией меньшего диаметра и войти в грунт на требуемую глубину;
• Ошибочный выбор и неправильная установка фильтрационного аппарата. Данная проблема обуславливает систематическое загрязнение воды, выход из строя насосов и засорение скважины. В целях недопущения подобных действий следует незадолго до начала работ уточнять габариты и характеристики фильтра. Лучше всего сделать индивидуальный заказ. Такой шаг поможет избежать всевозможных проблемных ситуаций. Устанавливать фильтр следует прочно и ровно;
• Неполная герметизация обсадной колонны. Это случается, если металлическая труба скручена, что недопустимо. Части металлической конструкции следует сваривать.

Организовывать бурение скважины лучше всего в осенне-зимний период в связи с тем, что земля еще не успела промерзнуть и уровень грунтовых вод невысокий.

Плывун – грунт в виде песка и супеси, насыщенный водой. При обработке или рытье котлованов на плывуне происходит разжижение грунта.

В естественных условиях плывун герметичен, а частицы песка, насыщенные жидкостью, находятся под давлением.

Плывуны могут встречаться повсеместно, но чаще бывают на болотистой местности. Строить на плывуне непросто, этот вид грунта относится к одним из самых проблемных.

Грунт плывуна не отдаёт воду. При малейшем воздействии начинает расплываться и течь. В зимнее время года плывуны подвержены сильному морозному пучению. Опасность плывуна заключается в том, что если нарушить его целостность и вырыть котлован, то он начинает разрушаться, со стенок сыпется песок. Уровень воды и песка, не смотря на углубление, все время поднимается.

Здание, построенное на плывуне, может затянуть в нижние слои почвы. Стены дома лопаются от собственного веса, а фундамент разрушается.

Чтобы успешно построить здание на плывуне, необходимо соблюдать ряд технических особенностей.

При выборе фундамента, на который будет опираться всё строение, учитывают глубину залегания плывуна и его толщину.

При обустройстве фундамента на плывуне помните о следующих моментах:

1. Нежелательно использовать тяжёлую строительную технику, чтобы не повредить целостность грунта и не затопить траншею.
2. Земляные работы не должно затрагивать проблемный слой.
3. Фундамент должен быть максимально широким. В случае использования ленточного фундамента увеличивается ширина ленты до максимально возможной величины.
4. При обустройстве основания обязательным этапом будет выполнение дренажа на участке застройки.
5. Устройство любого фундамента, исключая свайный тип, проходит на песчано–гравийной подушке.
6. Из-за сильного пучения плывунов, в фундамент встраивают усиленный арматурный пояс.

Для строительства здания на плывуне, применяют следующие типы фундамента:

1. Ленточный.
2. Свайный.
3. Плитный монолит.

При залегании плывуна на уровне 1 метра, а устойчивого грунта на глубине 3 — 5 метров, в качестве основы под дом выполняют свайный фундамент с ростверком из монолита.

Ленточный мелкозаглубленный фундамент применяют при нахождении плывучей прослойки от нулевого уровня не ниже трёх метров.

Монолитная плита используется при залегании неустойчивого грунта на уровне 1 метра, при этом устойчивое основание должно достигать 5 метров.

Узнать самостоятельно глубину плывучего и устойчивого основания затруднительно, воспользуйтесь профессиональной помощью строителей.

Поэтапная постройка фундамента на плывучем грунте

Перед заложением фундамента нужно бурить скважину и брать пробы грунта, чтобы определить тип плывучего слоя. От величины песчаных фрагментов зависит степень плывучести.

Когда траншея для фундамента готова, излишки воды удаляют насосом и прокладывают дренажный слой. На дренаж укладывают гидроизоляцию. Далее заливают бетонный слой, грунт в дальнейшем не размокает и не рушится при строительстве.

В течение 3 – 5 дней бетон застывает, после чего переходят к следующим этапам строительства.

Свайный фундамент используют только тогда, когда известна точная глубина залегания плывуна. Основание фундамента размещают ниже расположения плывуна в устойчивом слое. Для укрепления свай проводят обвязку ростверка железобетонными столбами.

Монолитный фундамент конструируют при строительстве здания из кирпича и камня. Перед закладкой основания определяют толщину бетонной заливки. Для каждого строения она индивидуальна. Оптимальная ширина монолита для плывуна не должна быть тоньше 35 мм. В монолитном основании используют усиленный арматурный каркас с сечением прутьев от 12 до 16 мм.

Монолитный фундамент следует заливать за один раз, без перерывов, чтобы избежать крошения плиты в будущем.

Утепление фундамента на плывуне

Утепление фундамента позволяет защитить фундамент от воздействия низких температур и исключит промерзание. Наружное утепление предотвратит попадание грунтовых вод и осадков.

Утепление бетона снаружи улучшит его качества и сохранит конструкцию на длительный период.

Для утепления используют пенополистирол, пенопласт. Его размещают на фундаменте и закрепляют строительной мастикой.

Утепление пенополиуретаном проводится при помощи напыления вещества, которое превращается в пену. Данный вид утеплителя самый оптимальный, так как удерживает тепло в 3 раза лучше и наносится за один день.

Плывуны приносят много проблем в строительстве. Если нарушить плывучее основание, то потоки воды заполнят траншею, а грунт расплывется. Из такого участка тяжело убрать строительную технику. Поэтому перед заложением фундамента грунт тщательно исследуют на толщину устойчивого основания и плывучей части, чтобы избежать проблем с заложением фундамента.

На участках, где преимущественно песчаный грунт, либо когда-то была река или озеро, на заболоченной местности застройщика может ожидать неприятный сюрприз – наличие в толще грунта плывуна. Плывуном называют песок или супесь, насыщенные водой. Проблема в том, что он отличается текучестью, разжижается под нагрузкой. Какой фундамент строить на плывуне, на что обратить внимание в такой ситуации – обо всем этом мы поговорим в данной статье.

Строительство фундамента дома на плывуне

Несмотря на то, что песок часто используют в качестве материала для подушки (о песчаной подушке читайте ), его наличие в грунте может негативно сказываться на фундаменте. Все зависит от размера частиц-песчинок. Как вы знаете, пески по фракции бывают не только крупными и средними, но встречаются также мелкие и пылеватые. Последние как раз и представляют опасность при их наличии в грунте на строительной площадке. Дело в том, что при насыщении водой они приобретают свойство текучести, что негативно сказывается на несущей способности такого грунта. Ситуацию усугубляют примеси глины, которые обычно имеются в составе плывунов. Учитывая низкое значение сопротивления влажного песчано-пылеватого грунта (см. в таблице ниже), недопустимо расположение подошвы фундамента на плывуне.

Как узнать, что в мы имеем дело с плывуном

Без геологических исследований не обойтись. Лучше всего еще перед началом строительства заказать инженерно-геологические изыскания в профессиональной фирме. Но если вы решили делать фундамент своими руками, то и на подобных услугах можно сэкономить:

• если ваши соседи по участку уже построили дом, велика вероятность, что у них имеется необходимая информация по грунту. Самый простой вариант – спросить у них;
• самостоятельное исследование грунта под будущим пятном застройки сводится к выкапыванию шурфа на глубину не ниже ГПГ либо бурение скважин. О наличии плывуна будет свидетельствовать оползание стенок шурфа, заполнение скважины пастообразной смесью «жидкого песка»;
• если при исследованиях почвы обнаружен плывун, самостоятельно узнать толщину пласта текучего грунта практически невозможно. Т.е. рассматривая в качестве основы дома фундамент на винтовых сваях или столбчатое основание, заглубленное ниже плывуна, придется раскошеливаться на профессиональные услуги

Варианты фундаментов

В целом, если речь идет о строительстве дома на участке с плывуном, в качестве его фундамента можно рассматривать едва ли не все типы – все зависит от конкретных условий:

• свайный фундамент с ростверком подходит в случаях, если известна толщина плывуна и она незначительна. В качестве опор можно использовать забивные железобетонные сваи или винтовые стальные изделия. Идея состоит в том, чтобы расположить подошву фундамента ниже залегания плывуна. Обвязка опор осуществляется ж/б ростверком;
• ленточный мелкозаглубленный фундамент можно применять в двух случаях: плывун находится на существенной глубине (больше 3 м) либо возможно устройство дренажной системы для фундамента. Последний вариант удобен на участке с уклоном – осушая плывун, мы просто нивелируем его негативные свойства;
• фундамент-плита чаще всего используется в случаях, когда нагрузка от дома значительна, а плывун находится недалеко от поверхности земли (1-2 м). В этих ситуациях экономия на устройстве вышеперечисленных типах оснований выглядит сомнительной, поэтому заливают именно плиту

Меры предосторожности при работе с плывунами

Представьте себе воздушный шарик, который наполнили водой и завязали. Как только вы проколите его, вода тут же хлынет наружу. Похожая ситуация и с плывунами: они ведут себя более-менее предсказуемо, пока находятся в толще грунта и доступ к ним ограничен вышележащими пластами. Стоит только проколоть «оболочку», текучий песок вырвется на свободу. Поэтому при разработке котлованов (или глубоких траншей) под фундамент, в местах, где возможно обнаружение плывунов, необходимо работать как минимум вдвоем: один занимается выемкой грунта, второй – контролирует процесс.

В целом, строительство фундамента на плывуне связано с теми же трудностями, которые имеют место при работе с любым другим пучинистым грунтом. Возводите ли вы фундамент на торфе , глине, суглинке или супеси – всегда нужно учитывать способность таких увлажненных грунтов вспучиваться на всю толщу по ГПГ. Поэтому предпочтение обычно отдается монолитным конструкциям, способным адекватно реагировать на местные нагрузки.

«Колодец на плывуне» - один из малоутешительных (и довольно распространенных) для поклонников загородной жизни «приговоров». Что такое «плывун» («плавун»)? Как избавиться от мутной суспензии в колодце? И есть ли перспективы у такого автономного источника водоснабжения?

Плывун – это водой насыщенный грунт, характеризуемый высокой тиксотропностью («текучестью»). Такой слой почвы - частая причина:

Сдвига колодезных колец,

Вертикального разрыва ствола колодца с образованием зазоров и пустот между смежными кольцами (и, как следствие, нарушение герметичности),

Интенсивной осадки и провалов вокруг источника водоснабжения с образованием пустот.

Что такое плывун?

Плывун может быть истинным (состоит из пылеватых песков, насыщенных водой, супесей, глинистых и коллоидных смесей, размер частиц которых может быть меньше 0,001 мм) и ложным (мелкопористый песок) (в соответствии с классификацией ученого А.Ф. Лебедева, 1935 г). Свойства ложного плывуна проявляются только при увеличенном гидродинамическом давлении потока фильтрующейся воды. Неприятности, спровоцированные истинным плывуном (сильное пучение слоя при промерзании, невысокое качество воды), активно проявляют себя даже при незначительном механическом воздействии.

Способы борьбы

Исходя из вышеуказанной классификации, различаются и методы борьбы с плывунами. Истинный плывун трудно отделяет воду, поэтому при высушивании такого слоя используют электродренаж или вакуумирование. Для борьбы с ложным плывуном применяют иглофильтры (особый интерес представляют устройства, созданные Ярцевым В.К и Аргуновым П.П.) и трубчатые колодцы.

При проведении строительных или горных работ также активно используются проходческие щиты, кессоны и технология замораживания грунтов.

В ограниченных условиях приусадебного участка борьба с плывунами сводится к соблюдению следующих рекомендаций:

НЕ ВЫКАЧИВАТЬ СРАЗУ БОЛЬШОЕ КОЛИЧЕСТВО ВОДЫ (при чистке колодца), поскольку в таком случае образовавшиеся пустоты быстро затягиваются суспензией,

При бурении колодца и в перерывах важно быстро заполнять ствол водой, не допуская смещения гидродинамического равновесия, при котором песок, лишенный естественного пригруза, «пойдет вверх»,

Устанавливать специальные фильтры строго НА ВОДОНОСНЫЙ ГОРИЗОНТ,

Не бояться небольшой высоты столба воды в колодце при плывунах (в норме от 050 см до 1,5 м), построенного по всем правилам, поскольку главное не высота столба воды, а водоотдача (дебит) колодца.

Методы работы

Стены шахты перед плывунами необходимо дополнительно укрепить колодезными кольцами, срубом или проходческими щитами. Сегодня в подавляющем большинстве используют для этих целей железобетонные кольца. Перед возведением колодца в плывунах стыковые промежутки между соседними кольцами затирают или заделывают цементным раствором, поскольку в зыбкой почве это сделать не представляется возможным.

Если попытка пройти слой суспензии (обязательно без остановок и перерывов) не увенчалась успехом, водоприемную часть колодца приходится устраивать в плывуне. При этом дисперсные частицы будут всегда подниматься на определенную высоту и попытки «вычерпать ил» не увенчаются успехом.

Сегодня помимо традиционных инструментов строительства колодца активно используются технологии обезвоживания, согласно которым ложные плывуны закрепляют посредством снижения напора воды и, как следствие, уплотнением слоя песка. Это достигается при помощи иглофильтров, дренажных траншей и специальных «замораживающих растворов».

Современные компании («Гидроинжстрой») и тд предлагают против плывунов щит с мелкой сеткой из металла и специальную трубку, обтянутую мелкой сеткой, которая вбивается в землю ниже плывуна не несколько метров. Так получают дополнительный слой осветленной воды без мутного осадка.

Другим вариантом «обхода» плывуна является установка металлических труб при помощи кувалдометра на глубину водоносного слоя. К трубе приваривается конус, в котором рассверливаются отверстия. После этого конус обтягивается двойным слоем капроновой ткани. Такая самодельная «насосная станция» может использоваться в случае, если толщина слоя плывуна небольшая.

Ошибки работы

1. Очень часто «закрыть» суспензию непрофессионалы предлагают круглым щитом из досок, «придавливают» который щебнем или галькой. Не стоит забывать о том, что под давлением столба воды щит опускается, оставляя между стенками бетонных колец зазор, через который песок снова поднимается, образуя мутный слой поверх такой «пробки».

2. Часто муть предлагают просто вычерпать. В результате чистой воды хватает ненадолго – суспензия и ил снова образуются на дне колодца.

3. Нередко дачникам предлагают и третьей радикальное решение в борьбе с плывунами – углубление колодца. Однако увеличивать глубину шахты без предварительной разведки (бурения) рискованно, поскольку в результате можно получить не только желтоватый цвет воды, но и неприятный сюрприз в виде «сухого колодца».

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

Следующие два фото сняты ниже — на глубине около 4-х метров.

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:

1. Обсадную трубу надо брать железную . Мы взяли пластиковую, которая при забивании аммортизирует и не идет в глубь. Кроме того, у пластиковой трубы толще стенки. Это тоже не на пользу.
2. В обсадной трубе не должно быть отверстий . У нашей же трубы было очень много насверленных дырок. Так как взяли в качестве обсадной трубы то, что было под рукой.
3. Воду из скважины выкачивать нельзя . При этом увеличивается внешнее сдавливание песком обсадной трубы и ее трудно забивать глубже. Можно даже сказать больше — лучше заливать внутрь обсадной трубы воду или глинистый раствор, тем самым создавая давление внутри ствола обсадной и помогая продвигать ее все ниже и ниже.