Как отсечь грунтовые воды от скважины

Обновлено: 03.07.2022

Грунтовые и поверхностные воды играют большую роль при сооружении на участке колодца или скважины, что очень важно для правильного обеспечения водой его владельца. При проведении исследований почвы специалисты определяют высоту водоносного слоя, структуру почвы.

Наличие влаги негативно влияет на фундамент, ландшафт участка. Что такое верховодка и грунтовые воды рассматривается в этой статье.

Виды грунтовых вод

Верховодка, образуется от поверхности земли на первом водоупорном пласте или в водоносной толще, в прослойках водоупорных отложений. Она распространяется локально и имеет сезонный характер существования. Появляется верховодка в период большого увлажнения почвы, а в засушливое время она исчезает.

Чем отличается верховодка от грунтовых вод? Грунтовые воды располагаются на водоупорном слое, а формируются в водоносном водопроницаемом горизонте. Грунтовые воды имеют незначительные колебания уровня и относительно стабильное поступление в течение года

Изучая почву, следует учитывать, какая взаимная связь грунтовых вод с поверхностными. Возможна ли замена подземных вод, из источников поверхностных.

Высокий уровень грунтовых вод часто становится причиной разрушения строения или затрудняет изначально его сооружение. Это становится первопричиной проведения специальных исследований, что позволяет с точностью определить необходимые характеристики грунта.

Одним из самых неблагоприятных явлений считается верховодка – это скопление воды близко к поверхности, которая называется зоной аэрации.

Схема, по которой формируются грунтовые воды

По схеме одну часть породы занимают полости с воздухом, другую – водой, что делает почву очень неустойчивой, и даже опасной для строительства.

Верховодка чаще всего появляется над водоупорами там, где:

  • Плотные прослойки различных пород.
  • Глина.
  • Суглинок.

Обильный водоносный горизонт чаще появляется при таянии снега, сильных дождях весной и осенью. Почва приобретает разжиженный вид, становится непригодной для строительства. При наличии на ней построек, может наблюдаться растрескивание фундаментов.

Верховодка характеризуется сезонным изменением:

  • Стабильностью – летом или зимой.
  • Весной и осенью – ситуация обратная.

Совет: Изыскания рекомендуется проводить лишь весной или осенью, особенно если на данном участке верховодка наблюдалась раньше или подобные изменения грунта имеются у соседей.

Что такое артезианский слой

Грунтовые воды распространенное явление, их различие лишь в глубине расположения. Мощность сравнительно не большая, они не ограничены водоупорными слоями.

Их уровень может быть выше возле водоемов и рек, дальше от таких образований – ниже, но чтобы точно определить залегание грунтовых вод, требуется проведение специальных изысканий. Обычно во время дождей и таяния снега грунтовые воды усиливаются, что должно учитываться при возведении построек и организации систем дренажа.

Чтобы определить артезианские слои требуется геологическая экспертиза. Обнаружить такой пласт, залегаемый на приемлемой для колодца и скважины глубине, не всегда можно.

Это зависит от типа грунтов, как проходят на местности водоносные артезианские жилы.

Совет: Для образования таких вод существуют разнообразные, условия, но чаще всего они появляются в изломах, трещинах породы.

Обнаружить артезианские воды, отличающиеся чистотой, можно после бурения. По его результатам определяется возможность сооружения в этом месте скважин.

От климатических условий, рельефа и направления слоя зависит его мощность. Может изменяться направление водоносных жил.

Совет: При рытье скважин различен химический состав и вкусовые качества артезианских вод, что требуется учитывать.

Для чего нужны геологические изыскания

Для определения качества грунтовых вод и глубину их залегания на участке, следует проводить геологическое исследование.

После проделанных операций можно получить такие данные:

  • Есть или нет в этом месте водоносные слои.
  • Характер грунтовых вод.
  • Какой химический состав жидкости.
  • Объем притоков влаги, скорость наполнения котлована или траншеи.

Причинами, по которым необходимо проводить такие исследования, являются:

  • Все грунтовые воды имеют способность менять структуру грунта, что оказывает отрицательное воздействие на прочность и устойчивость фундамента дома.
  • Грунт, насыщенный водой становится рыхлым, часто может возникать просадки почвы, что вызывает разрушение дома.
  • Водонасыщенные грунты вызывают вымывание бетона из плит фундамента, что приводит к образованию пустот, резкому снижению прочности.

Как отводить грунтовые воды

Чтобы убрать излишек грунтовых и поверхностных вод потребуется принятие срочных мер.

Для этого следует выполнить:

  • Устроить поверхностный водоотлив или понизить уровень воды открытым способом (см. Водопонижение уровней грунтовых вод на строительных площадках: что можно предпринять).
  • Использовать закрытый метод водопонижения. В этом случае устанавливаются дренажи различного типа, применяются иглофильтры и другое оборудование.

При выборе определенного метода следует учитывать такие факторы:

  • Форму и размеры будущего котлована.
  • На какой уровень проникает вода в почву в месте строительства.
  • Величина глубины водопонижения, определяемая глубиной залегания грунтовой жидкости.
  • Характеристики перемещения и направления слоя воды.
  • Наличие рядом участков строительства различных сооружений и конструкций, на которые осушение может оказать влияние.

После выбора способа вода отводится от участка.

В этом случае применяются:

  • Трубы.
  • Насосы.
  • Рытье траншей.

Часто для котлованов используются специальные приямки, для сбора влаги, просачивающейся через грунт.

Совет: Следует быть предельно осторожным, вода, стекающая по стенкам, размывает и нарушает структуру грунта, которая может стать неустойчивой. В этом случае требуются меры по укреплению, иначе осушение не будет эффективным. Стены котлована делаются не отвесными, а под наклоном, для надежного их укрепления.

Какие существуют виды дренажных систем

При наличии на участке верховодки, часто планируются меры по отводу воды или осушению территории. Если этого не делать, может случиться подтапливание, заболачивание и другие неприятности, которые приводят к тому, что цена эксплуатации участка будет увеличиваться. Устройство дренажной системы – оптимальный вариант против верховодки.

Для ее обустройства используется несколько способов:

  • Без использования труб. В этом случае инструкция по устройству дренажа своими руками включает:
  1. роется траншея нужной глубины;
  2. на ее дно укладывается фильтрующий специальный материал. Это могут быть: камень; щебенка; песок; хворост. Укладка наполнителя выполняется слоями;
  3. для предохранения траншеи от проникновения воды, сверху устройство защищается с помощью специального замка из чистой или смешанной с песком глины. Толщина глиняного замка примерно 50 сантиметров;
  4. предохраняется дренаж от загрязнений и забивки использованием фильтрующих слоев из торфа, мха.
  • Дренажи с использованием труб. Это система из полимерных перфорированных специальных труб. Они бывают самого разного типа, что зависит от вида грунта, особенностями их укладки. Глубина, но которой они закладываются, составляет от 1,5 до двух метров. Этого достаточно, чтобы обеспечить отличный отвод верховодки.

Совет: Устраивая такой дренаж, следует сразу предусмотреть установку дренажного специального колодца, используемого в точках поворотов, в местах монтажа коллекторов. Это необходимо для регулярного осмотра и промывки системы.

При необходимости в системе устраиваются специальные смотровые колодцы, для контроля ее исправности.

Устройство глубинного дренажа

Если нужна защита грунта от верховодки на глубине более пяти метров от поверхности почвы, дренаж уже не стоит использовать, рекомендуется применять специальные иглофильтры. Для этого берется труба или связка элементов, на конце ее находится специального типа фильтр.

Для работы применяется вакуумный коллектор и шланг из резины, присоединяемый к установленному насосу, размещенному на поверхности. Для того, чтобы расположить иглофильтр следует пробурить скважину небольшого диаметра (см. Дренажная скважина при высоких грунтовых водах: один из вариантов строительного водопонижения). На фото представлена схема фильтра.

Схема иглофильтровой установки

  • Поз. 1 – труба;
  • Поз. 2 – муфта;
  • Поз.3 – перфорированная труба или иглофильтр;
  • 4 –фильтровальная защитная сетка;
  • 5 – наконечник;
  • 6 –труба воздушно-промывная;
  • 7 – форсунка;
  • 8 – место установки пробки;
  • 9 –краны для спуска воздуха;
  • 10 – трубопровод;
  • 11 – устройство для отделения воды;
  • 12 – клапан;
  • 13 – устройства поплавка;
  • 14 – тройники;
  • 16 – трубы;
  • 17 –вакуум-насос;
  • 18, 19 – краны для регулировки;
  • 20 – манометры.

Совет: Установка для осушения от верховодки в один ярус способна работать до пяти метров. При большей глубине для осушения используются многоярусные иглофильтры.

Как отличить верховодку от грунтовых вод подробно расскажет видео в этой статье.



03.08.16 16:13

Отсечение водоносных слоев

Добрый день!
Прошу совета - халтурщики пробурили 20 метров скважины, пройдя на первом
этапе грунтовые воды и первый водоносный слой на 15 м, на втором этапе из-за большого
количества железа пошли на 21 м (у соседей вода на данный глубине чистая)и
оставили со следующими проблемами
На втором этапе использовали бинтонит из-за обрушения скважины и на данный момент
после двух недельной прокачки в воде запах железа от первого слоя и затхлый от грунтовых.
Труба после монтажа обсыпалась гравием
Вопрос знатокам - как отсечь нижний водоносный слой?
Заранее благодарю


уже ни как. в смысле вы сами уже ничего не сделаете. и в обще разделение на малых глубинах малоэффективно. порода молодая не сцементированная не слежавшаяся. одним словом наносная.


А что, железо имеет запах?




04.08.16 10:44

Да - запах воды как из железного водопровода и на солнце мутнеет.
Мне те архраровцы что бурили посоветовали между обсадной трубой и стенкой скважины метра
полтора глиняного грунта засыпать - принесет ли это результат?


ну во первых надо было не архаровцев нанимать а бурильщиков и не за стакан горилки а за нормальные деньги(образно говоря).
во вторых заказывать нужно было солидную скважину на солидную глубину и опять же солидным бурильщикам а не вчерашним пэтэушникам двоечникам неудачникам.
и в третьих сам же пишеш что было обрушение а значит порода перемешалась и ствола как такового естественного и цельного нет то есть смешивание горизонтов будет проходить через породу с нарушенной целостностью и глина не поможет.
глиняные замки эффективны в крепком целостном стволе и высотой не менее 5 метров.




04.08.16 13:44

По части бурения - у нас с авторитетными трудно. Все гарантируют только выход на
определенную глубину с установкой обсадной трубы и обсыпкой.
Прокачка и прочие гемморой заказчика. да и ценник у всех одинаковый - так что
ориентируешься в основном по рекомендациям.
- так что посоветуете делать. Нанимать бурильщиков и исправлять?
Бурить другую? Если исправлять - то как?


як сказал Козьма Прутков. зрите в корень . то есть в коренные породы . то есть в известняк ..то есть артезианскую скважину.

а 20 метров это детская дырочка делается маленькими деточками с их маленькими прялочками на всяких там прицепчиках и треножках и гнать их надо взашей . сами же их архаровцами кличите.

конечно бурить другую так как здесь уже валило породу.
авторитетные есть везде но не каждый способен переступить через свою жабу жадности. авторитетные за тарелку борща работать не будут.




06.08.16 09:21

Правильно Николай . в корень их всех. даже если этот корень с глубины 200-300 метров начинается, а домик в деревне по цене 200000 руб. за то с авторитетом пообщаются, который с компьютером мозги пополощет.





08.08.16 09:37

Спасибо Полковник! - за конкретный ответ.
Труба 125 мм, глубина 21, Трубы до дна скважины, обсыпка гравием 2 м,
с глиной попробывал, может субъективно, но вода чище пошла. Буду прокачивать
- потом на анализ. Не знаю к месту вопрос по системе фильтрации -
какого либо производителя может кто порекомендовать.
Система безреагентная, в воде предварительно железо и возможно сероводород.
Мощность порядка 250 литров/час. Суточная потребность около 200 литров фильтрованой воды.

Существует несколько мифов относительно возможности бурении и эксплуатации скважины на воду на участке с высоким уровнем грунтовых вод. Как правило, мнение о невозможности создания источника водоснабжения на заболоченных участках высказывают обыватели, незнакомые с современными технологиями бурения и обустройства скважин для воды. Какие сомнения одолевают владельцев участков, наблюдающих весеннее «наводнение», заливающее лужайки и дорожки возле дома?

  • Будет ли скважина давать воду, пригодную для питья?
  • Не слишком ли высока стоимость бурения на участке с высоким уровнем грунтовых вод?
  • Не станет ли вода заливать участок еще сильнее после того, как завершаться работы по бурению и обустройству водозабора?

На все три вопроса специалисты буровой компании уверенно отвечают: «Нет!»

Защита скважины от проникновения грунтовых вод

Существует два технических решения для защиты устья от загрязнений во время резкого весеннего повышения уровня грунтовых вод:

В герметичном кессоне в скважину не попадут грунтовые воды даже в отсутствие оголовка: воде препятствуют стенки кессона и герметичный ревизионный люк. Скважинный адаптер – недорогая альтернатива кессону, пользуется популярностью у владельцев индивидуальных источников. От грунтовых вод устье защищено герметичным оголовком, а механизм присоединения адаптера к водоподъемной трубе конструктивно не допускает течи.

Функции осадной колонны

Скважина на воду – сложное гидротехническое сооружение: обсадные трубы, герметично соединенные между собой, отсекают водоносные пласты, лежащие выше основного водозабора. Поэтому сквозь стенки обсадной колонны не проникают грунтовые воды. В нижней части колонны обсадных труб монтируется скважинный фильтр, не дающий песку и частичкам глины попасть в воду.

Самую надежную защиту от грунтовых вод обеспечивает двойная обсадка: наружная обсадная колонна собирается из стальных труб, внутренняя – эксплуатационная – из пластиковых.

Минусы и плюсы одинарной и двойной обсадки скважины

При одинарной обсадке, когда обсадная колонна выполняет одновременно роль эксплуатационной, существует риск проникновения в скважину грунтовых вод вследствие износа стенок из-за коррозии. Риск проникновения в скважину грунтовых вод увеличивается если обсадные трубы соединены посредством сварки. Но, как правило, срок службы скважины короче, чем стальной трубы. К тому же только в скважине с одинарной обсадкой можно подключить к водоподъемной трубе скважинный адаптер.

Двойная обсадная колонна представляет собой внешнюю оболочку, смонтированную из стальных труб, и внутреннюю – из труб ПНД. Такая обсадка гарантирует полную защиту от попадания в скважину грунтовых вод. Качество воды в таком источнике выше, так как материал, из которого изготовлены трубы, инертен и не вступает в реакцию с водой, а контакт воды с металлом внешних труб полностью отсутствует. Но стоимость двойной обсадки выше, чем одинарной, и возможность присоединения скважинного адаптера отсутствует.

Специалисты буровых компаний иногда сталкиваются с нерешительностью своих клиентов, сомневающихся в возможности обустройства скважины на их участке.

Сомнения, как правило, связаны с геологической особенностью местности, а именно, с высоким уровнем грунтовых вод.

Хозяева дачных наделов, по которым весной и в сезон дождей можно передвигаться лишь в резиновых сапогах, считают:

  • чистой воды в скважинах не будет, ее загрязнят грунтовые воды;
  • стоимость бурения скважины на участке с высоким уровнем грунтовых вод в разы выше стоимости проведения работ на сухих участках;
  • бурение скважины приведет к заболачиванию почвы;
  • ландшафт участка будет испорчен безвозвратно.

Мнение специалистов буровой компании относительно качества воды

Уровень грунтовых вод не повлияет на чистоту воды в скважине при условии, что все работы по бурению и обустройству скважины будут выполнены профессионально и с соблюдением всех норм. Скважина на воду считается сложным с технологической точки зрения гидротехническим сооружением, устройство которого исключает контакт подземных вод с грунтовыми.

Нижняя часть обсадной колонны, являющейся основной защитой от попадания в скважину грунта, поверхностных и грунтовых вод, оканчивается специальным фильтром, предотвращающим проникновение в воду мелких частиц породы. С целью увеличения защиты от грунтовых вод в отдельных случаях предлагается монтаж двойной обсадной колонны.

Одинарная обсадная колонна

Для одинарной обсадки используются стальные трубы с резьбовым соединением. В одинарную обсадную трубу можно установить скважинный адаптер. Недостатком одинарной обсадной трубы специалисты считают контакт воды с металлом.

Двойная обсадная колонна

Двойная обсадная колонна сооружается по технологии “труба в трубе”. Сначала в шахту опускается внешняя стальная труба, а затем внутрь нее вставляется пластиковая.

  • отсутствие контакта воды с металлом;
  • гарантированная защита от проникновения грунтовых вод;
  • длительный срок службы.
  • высокая цена;
  • невозможность монтажа скважинного адаптера.

Эксплуатация скважины на участке с высоким уровнем грунтовых вод

Кессон

Герметичный кессон защищает устье скважины от попадания грунтовых вод и мусора. Ревизионный люк исключает несанкционированный доступ к скважине.

Скважинный адаптер

Устройство, обеспечивающее подключение водоприемной трубы сбоку обсадной колонны. Устье скважины при этом герметично защищено оголовком.

Ландшафт и буровые работы

Учитывая, что для бурения скважины требуется специальное оборудование и вспомогательные приспособления, в большинстве случаев без применения грузовой техники не обойтись. Чтобы минимизировать вред, приносимый ландшафту во время проведения буровых работ, для скважины выбирают место, к которому удобно подъехать, не окруженное зелеными насаждениями. Ограды и заборы перед началом работ демонтируют.

Если тип и глубина скважины позволяют использовать компактные буровые установки, применяемые для бурения скважин на ограниченной площади (например, в подвале дома), ландшафт участка удается сохранить в полном объеме.

Чтобы отсечь от основного водоносного горизонта, вскрытого во время бурения скважины, верхнележащие водонасыщенные породы и верховодку и предотвратить проникновение в горизонт с питьевой водой загрязненных вод с поверхности, необходимо герметизировать затрубное пространство. Для этого специальные вяжущие растворы закачиваются в зазор между обсадной колонной и стенкой шахты скважины – проводят цементирование затрубного пространства.

Иногда процесс герметизации или разобщения водоносных пластов неверно называют тампонажем. Нужно различать эти два понятия: тампонаж скважины по своей сути – это ничто иное как ликвидация источника водоснабжения, когда путем тампонирования обсадной трубы цементным или густым глинистым раствором полностью перекрывается водоприток воды из водонасыщенного пласта.

Методы герметизации затрубного пространства

Цементация скважины дополнительно укрепляет обсадную колонну, снижая риск ее деформации и появления течи в стыках из-за сдвига и давления грунтов. Перед началом работ по герметизации выполняется ряд обязательных процедур:

  • Анализ скважины, в процессе которого измеряется глубина скважины и величина зазора между стенками шахты и обсадной колонной. Проверяется геометрия всей конструкции. Выясняются характеристики грунтов – типы пород, пористость, трещиноватость и иные геологические и гидрогеологические свойства.

Рабочий раствор для герметизации скважины

С учетом геологических особенностей участка определяется тип смеси для цементации. Цементно-песчаный раствор применяется для герметизации затрубного пространства скважины, пробуренной в глинистых породах. Пористые грунты требуют использования смесей с добавлением волокнистых материалов, таких как асбест, или битума. Применение стандартной цементно-песчаной смеси приведет к тому, что пористые породы поглотят значительный объем раствора. Это обусловит значительный перерасход строительных материалов.

Технология герметизации скважины

Основные способы цементирования:

  • Один из самых простых методов – прямая закачка смеси в затрубное пространство, когда раствор самотеком заполняет свободный зазор за счет гравитационных сил. Недостатком методики можно считать возможное образование пустот, когда смесь не полностью заполняет пространство между обсадной трубой и стенкой шахты.
  • Обратная герметизация – более приемлемый вариант. Технология подразумевает подачу раствора непосредственно в обсадную колонну, и смесь заполняет затрубное пространство снизу вверх. Для отсечения водоносного пласта используется специальная диафрагма.

Для глубоких скважин разработана схема поэтапной цементации. Требования к образовавшемуся цементному слою:

  • отсутствие пустот;
  • механическая прочность;
  • адгезия с поверхностями;
  • способность противостоять напору грунтовых вод, возможно, содержащих агрессивные растворы химических веществ.

Оборудование для герметизации скважин

Для выполнения процедуры цементации затрубного пространства применяются различные агрегаты, в том числе:

  • цементно-смесительное оборудование для приготовления смеси;
  • агрегаты для подачи раствора под требуемым давлением;
  • оборудование для промывки скважины от следов бурового раствора, снижающего адгезионные свойства цементирующей смеси.

На всех этапах проведения процедуры цементирования затрубного пространства и герметизации скважины необходимо жестко соблюдать технологию выполнения операций, чтобы обеспечить качественный результат.

Читайте также: