Плывун в колодце, что это?

Плывун в колодце, что это?

Плывуном называют погребенный грунт, насыщенный водой. Этот обводненный слой никак не проявляет себя, пока его не вскрыли при рытье котлована или других работах. После этого твердая фракция обретает текучесть. То есть плывун не является определенным видом грунта, это его специфическое состояние при избыточном обводнении.

Толща грунтового плывуна может быть различной, от десятков сантиметров до 10 метров и более. Такие породы доставляют много проблем при строительстве. Сильная обводненность может сделать участок полностью непригодным для ведения какой-либо хозяйственной деятельности.

Общая информация

Гидрогеология делит плывуны на истинные и ложные. Они отличаются по составу, который определяет их свойства.

  1. Истинные плывуны представляют собой слой мелкозернистого песка, супеси, пропитанных водой. В воде содержится большое количество взвешенных глинистых частиц, органического ила и коллоидных образований, которые связывают грунт и играют роль смазки во время движения. Истинные плывуны обладают гидрофильными свойствами, хорошо удерживают воду и плохо фильтруют ее. В образовании коллоидных частиц активное участие принимают микроорганизмы. При вскрытии пласта твердые частицы и вода сразу начинают выжиматься в свободное пространство, подвижная масса заполняет котлован, колодец или скважину. Такие грунты переходят в состояние плывунов даже при небольшом напорном градиенте. Коэффициент фильтрации редко превышает 0,5 м/сут. После высыхания твердая фракция образует прочную сцементированную массу. Только что извлеченный грунт имеет специфический, затхлый, неприятный запах. Истинные плывунные породы при замерзании значительно увеличивают объем, из-за чего на местности появляются сезонные бугры пучения.
  2. Ложный плывун (псевдоплывун) состоит из одного мелкозернистого песка. Порода хорошо принимает воду и быстро отдает ее, так как давление внутри пласта превышает атмосферное, а жидкость ничего не связывает. При вскрытии ложного плывуна песчано-водная смесь очень быстро заполняют выработку или котлован. Когда внутрипластовое давление снизится, вынос твердого вещества прекратится. Ложные плывуны переходят в текучее состояние только при достаточно большом гидравлическом напоре. После высыхания твердая фракция превращается в обычный рыхлый песок.

Причины образования плывуна

Грунтовые пласты, не нарушенные вмешательством человека и природы, существуют на протяжении столетий и более. Местные жители могут не подозревать, что во время строительных работ им придется столкнуться с явлением, которое уничтожит их труд.

К причинам и факторам образования плывунов относят:

  1. Большую обводненность региона.
  2. Расположение водоносных горизонтов в непосредственной близости к поверхности.
  3. Наличие условий для образования линзообразных залежей подземных вод.
  4. Наличие пластов водопроницаемых пород (песка, супесей).
  5. Наличие водонепроницаемых пластов, на которых задерживается вода — глин и суглинков, коренных пород.
  6. Отсутствие условий для разгрузки водоносных горизонтов.

Основная причина появления плывуна на поверхности земли и в выработках — давление воды, содержащейся в пласте после его вскрытия. Твердые частицы, «смазанные» жидкостью, сразу начинают двигаться в сторону разгрузки.

Последствия

Изучение гидрогеологических особенностей территории поможет свести вред от плывунов к минимуму. Игнорирование проблемы приведет к серьезным последствиям:

  • При вскрытии плывунных пород в больших котлованах, карьерах может измениться естественный гидрогеологический режим местности, понизится уровень воды в скважинах и колодцах.
  • После разгрузки пласта несущая способность лежащих выше грунтов значительно снизится.
  • На поверхности земли могут образоваться впадины, так как грунт даст неравномерную просадку.
  • Строения могут накрениться, в фундаментах, на стенах появятся трещины, деформируются оконные и дверные проемы. Дома станут непригодными для проживания. При сильных просадках здания полностью уходят в грунт.
  • В результате подвижек и проседания поверхности случаются разрывы трубопроводов, канализации и подземных газопроводов, электросетей, деформация дорог.
  • Плывуны провоцируют образование малых и больших оползней.
  • Изменяется режим питания корневой системы растений, может наблюдаться высыхание деревьев и кустарника.

Прорывы обводненных пород особенно опасны для метрополитенов и тоннелей. Текучая песчаная масса может полностью перегородить путь, а на ликвидацию завалов уйдет много времени и средств. Вскрытие плывуна надолго остановит работу любого промышленного предприятия.

Выводы и рекомендации

Если в месте строительства обнаружены обводненные породы, следует принять меры, чтобы минимизировать вред от этого явления. Важное значение имеет правильный выбор фундамента. Если мощность обводненного слоя невелика, его можно перекрыть сваями. Хорошо показали себя опоры с широким основанием, поставленные ниже плывуна, на слой водонепроницаемых пород, свайный фундамент с песчаной и гравийной подушкой.

При бурении скважин на воду и частном строительстве следует изучить все доступные материалы, касающиеся гидрогеологических условий местности, обратиться к специалистам в данной области. Неплохо изучить опыт соседей, выяснить, появлялись ли плывуны на близлежащих участках, какова глубина залегания насыщенного водой слоя и из чего он состоит.

При бурении и ремонте скважин нужно следовать нескольким правилам:

  1. При чистке скважины и колодца нельзя разом выкачивать большое количество воды, так как она быстро заполнится суспензией, которая забьет фильтры.
  2. При бурении колодца (скважины) важно быстро заполнять пустое пространство водой, чтобы сохранить гидродинамическое равновесие.
  3. В колодцы и скважины фильтры устанавливают не только на дно, но и строго на водоносный горизонт.

В промышленном строительстве для борьбы с плывунами используют вакуумирование, иглофильтры, электродренаж. Эффективно и возведение шпунтовых стен. В плывуные породы под давлением закачивают жидкое стекло. Также используется методика замораживания грунта.

Плывун представляет серьезную опасность при подземных горных работах. Плывунные свойства грунтов проявляются при наличии гидродинамического давления в подземной воде, возникающего вследствие развития гидравлического градиента. Гидравлический градиент возникает при вскрытии водоносных горизонтов. Движение плывунов в стенках котлованов, а также в основании гидротехнических сооружений, построенных на плывунных песчаных отложениях на дне озера или моря, происходит обычно внезапно. При подобных явлениях иногда приходят в движение огромные массы песка.
Из приобретенного опыта в отношении прорывов плывунных песков в подземные выработки, заплывания котлованов, забивки свай, разжижения песков под ногами в забое и других связанных с плывунами явлений, А. Ф. Лебедев (1882 — 28 января 1936, почвовед, гидрогеолог, грунтовед, агрофизик, пользовавшийся мировой известностью) дает перечень следующих выводов о произведенных за плывунами наблюдениях: Песок плывет, когда вода по законам гидравлики должна прийти в движение и действительно движется, т. е. когда имеется некоторый гидравлический или напорный градиент. Приходят в движение рыхлые породы, имеющие большую пористость. Порода до начала ее движения не имеет внешних признаков ее пресыщенности водой, но уже при начале движения происходит перегруппировка частиц, и вода показывается на поверхности. Это указывает на то, что пористость песка уменьшается и, не умещающаяся в порах вода, начинает двигаться (фильтроваться). Отнятие воды из рыхлой породы или иммобилизация ее путем замораживания лишает плывун подвижности.
Чем труднее порода отдает воду, тем труднее побороть ее плывунные свойства. Если в песках присутствуют гидрофильные коллоиды, то песчинки, облепленные этими коллоидами, вследствие связывания ими воды уменьшают свой средний удельный вес, что увеличивает их способность долго оставаться во взвешенном состоянии. У таких песков — «истинных плывунов» плывунные свойства особенно стойки.
От большинства других плывунных песков («ложных плывунов») вода отнимается сравнительно легко, после чего они плывунных свойств не проявляют. Проницаемость истинных плывунных песков очень мала, также мала их водоотдача.
Таким образом, из сказанного следует, что плывунное состояние не есть специфическое, всегда свойственное какому-либо типу породы состояние, а появляется или создается в известных гидродинамических условиях. Для одних пород такие условия создаются трудно при больших градиентах, для других легче, а в «истинных плывунах» движение идет при ничтожных градиентах.
Как работать в плывуне читайте в следующей нашей статье.

Во время работ по устройству шахты можно встретить плывун в колодце. Для успешного решения этого вопроса следует изучить причину данного явления и то, как с ним бороться.

Что это такое и какие опасности он несет

Это насыщенная жидкостью подвижная песчаная или глинистая масса, имеющая тестообразную консистенцию.

Возводя источник, эту зону лучше избегать. Его наличие увеличивает стоимость работ по устройству шахты, так как возникают дополнительные затраты на материалы и технику.

Появляется в неустойчивой почве, когда отдельные части грунта слабо соединены друг с другом. Прежде всего это касается пылеватых или слабо насыщенных влагой торфяных грунтов. Также встречается в песчаной и глинистой почве.

Развиваясь и перемещаясь, примеси забивают собой водоносный слой, что приводит к замыванию ствола и ухудшению водоснабжения. Если необходимо обеспечить нормальную подачу воды в дом, следует изучить вопрос плывуну в колодце. При должной организации работы это явление можно победить за короткий промежуток времени с использованием минимального набора инструментов. Для этого не потребуется никакого дополнительного подъёмного оборудования.

Опасности:

  • наличие в воде мелких примесей песка;
  • со временем жидкость становится непригодной для питья;
  • начав двигаться, плывун сдвигает кольца источника;
  • разгерметизация шахты.

Важно: если площадь участка, выделенного под колодец, ограниченна, и вы столкнулись с явными признаками плывуна, работы можно продолжать. Но следует изучить, как решать возникшие в связи с этим проблемы.

Признаки

Характерным признаком является его перемещение в грунте и внезапное появление. На его присутствие указывают провалы в почве. Плавун приходит в движение под воздействием земляных работ, проводимых на поверхности.

Он долгое время остаётся на одном месте вблизи прохождения шахты, а затем начинает перемещаться из-за влияния движения водных масс под поверхностью земли. Механическое влияние на окружающую почву тоже приводит к движению этой разжиженной песчаной массы.

Приметой нахождения в грунте примесей является:

  • мелкофракционный песок в грунте;
  • высокий уровень грунтовой воды;
  • источник расположен к поверхности на расстоянии до 1 метра.

Подвижный слой песка располагается внутри земли на расстоянии от 1,5 до 10 метров. Он даже считается водоносным и жидкость в нем хорошо прибывает. Но она не пригодна для использования, так как там содержатся мелкие песчинки и другие частицы.

Ложный и истинный

Любые грунты становятся подвижной песчаной массой от их избыточного переувлажнения. В зависимости от состава различают два вида плавунов:

  • истинный;
  • ложный.

Истинные – глина, глинистый песок, то есть рыхлые породы. Они состоят из подвижных частиц, имеющих минимальное механическое сцепление. Вся эта масса сильно увлажненная. Под внешним воздействием она приходит в движение.

Признаки:

  • пористость составляет до 58% массы;
  • наличие органических коллоидов;
  • в состав входят микроскопические частицы, масса которых составляет 3%;
  • водоудерживающая способность, что затрудняет возможность осушения плывуна;
  • низкое сопротивление к сдвигу;
  • своеобразная реакция на сваи. При их забивке плывун начинает двигаться, и свая свободно входит в почву. Затем при остановке свая приобретает огромную несущую способность;
  • слабая водопроницаемость;
  • части примесей, выбранные из шахты, напоминают влажный грунт;
  • при высыхании эта масса цементируется под воздействием коллоидов.

Если поместить в дистиллированную воду и взболтать этот состав, образуется суспензия, которая не выпадает в осадок несколько месяцев. Из-за коллоидных частиц жидкость, поступающая в шахту, имеет мутный вид.

Ложные – в основном среднезернистый и тонкозернистый песок. Он переходит в движение под давлением подземных вод, в результате вскрытия траншеи или котлована.

Признаки:

  • жидкость, поступающая в шахту прозрачная или слабо мутная;
  • если взболтать в дистиллированной воде примеси, образуется суспензия, которая осветлится на десять сантиметров за два-три дня;
  • вода в источник прибывает достаточно быстро;
  • достаточно легко перевести в устойчивое состояние. Следует только искусственно снизить гидравлический (напорный) градиент.

Что делать при обнаружении песка

Колодец, расположенный на плывуне, можно эффективно использовать, если учитывать особенности этого явления.

Если образование текучей массы произошло давно, или источником длительное время не пользовались, вода в него может поступать очень медленно. Следует определить, как быстро она вычерпывается и через какой промежуток времени восстанавливается в необходимой точке.

При длительном возобновлении уровня воды следует обратиться к специалистам по бурению. Поскольку своими руками углубить шахту, чтобы пройти это место, не представляется возможным.

Если в новом источнике из-за влияния примесей начал снижаться дебит воды, можно исправить ситуацию своими руками с небольшими затратами, придерживаясь следующих рекомендаций:

  • не следует сразу выкачивать воду в больших объемах. При её интенсивном отборе появляются мелкие частицы песчаника, которые оседают, и шахта становится мелкой и теряет свою функциональность;
  • улучшает состояние источника установленный донный фильтр. Он мешает попаданию внутрь песка и сводит его влияние на чистоту воды к минимуму.

Придерживаясь этих советов, можно продлить срок службы шахты без проведения капитального ремонта.

Важно: если в начале работ по рытью шахты игнорировать признаки появления плывуна, в дальнейшем придется постоянно чистить колодец или же вода из него может вовсе уйти.

Как правильно пройти при копке

В некоторых случаях достаточно просто углубить дно, минуя опасный участок.

Этот метод предусматривает ускоренное выполнение работ по выкапыванию шахты, каждая минута на счету. Длительные перерывы в работе губительны для источника, так как в неё будет поступать большой объем воды, загрязненной песком. Следует постоянно использовать дренажный насос, чтобы прокачивать этот осадок.

Эффективным методом является использование в прокладке колодца стальной опалубки, которая в диаметре немного меньше стандартных бетонных колец. Её опускают прямо в мягкую массу, где она герметично перекрывает поступление в шахту скважины разжиженного песка. Затем устанавливают бетонные кольца, которые при замазывании соединительных швов герметичным материалом не обеспечивают целостность конструкции колодца.

Гораздо проще решать вопрос в самом начале работ.

Совет! Лучше проходить зимой, когда уровень воды минимальный и ставить по 3 скобы на соединение.

Выкопать одно кольцо плывуна сопоставимо с пятью обычного грунта, поэтому мало кто хочет браться за такой труд!

Как избавиться

Функционирование старого источника можно восстановить, правильно почистив шахту. Для этого используют специальный стальной щит, защищающий воду от проникновения частиц песчаника. Его устанавливают на стыки колодезных колец.

Кольца монтируются с помощью нержавеющих анкеров, а промежуток между ними и бетоном заделывается битумными герметиками. Способ предотвращает попадание в шахту скважины крупных частей песка, хотя и не защищает воду от микрочастиц. Благодаря этому методу колодец не мелеет и сохраняет необходимый для эксплуатации объем.

Также чистят трубопровод, отходящий от источника, и выполняют ревизию насосов. Проведение этих мероприятий позволит сделать эксплуатацию колодца продолжительной и обеспечить дом качественной водой.

Полезные советы и рекомендации, как его убрать

Если поблизости от вашего участка нет другого источника, лучше провести пробное бурение вручную, на предмет выявления плывунов.

Работу проводят ручным буром, достигающим глубины 15-20 м. Внимательно изучая вынимаемый грунт, определяют, когда бур вошел в плавун. После этого:

  • по количеству смонтированных шахт устанавливают уровень, на котором расположен плавун, размер его тела, глубину нахождения водоносного слоя. На основе этих данных решают, какой тип колодца будет сооружен;
  • если обнаружено небольшое количество примесей, а под ними не больше чем десять метров от земли расположен водоносный слой, выбирают вариант возведения трубчатого колодца. В случае более глубокого залегания воды следует бурить скважину.

Если же вы приступили к устройству шахты без разведочного бурения и обнаружили плывун, в таком случае трудно определить толщину его тела и принять какое-то взвешенное решение. Может возникнуть и другая ситуация – в давно используемом колодце стала пропадать вода. Начало ухудшаться её качество, а источник со временем стал мелеть.

Решением этих проблем является бурение вглубь колодца. Стоимость работы окажется ниже, поскольку оно проводится не от поверхности. В шахте затем установят насосное оборудование.

Полезное видео

Что это, своими глазами:

Можно ли победить:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *