Kako visok nivo podzemne vode direktno utiče na nestabilnost tla i otežava izgradnju bunara

1. Objašnjenja

Podzemne vode predstavljaju sve vode koje se nalaze ispod površine zemlje, u porama i pukotinama tla i stena. Njihov nivo, poznat kao nivo podzemne vode ili freatski nivo, varira u zavisnosti od sezonskih padavina, geološke strukture terena i ljudskih aktivnosti. Kada se ovaj nivo nalazi blizu površine zemljišta, govorimo o visokom nivou podzemne vode.

Visok nivo podzemne vode može imati značajan uticaj na fizičko stanje tla. Konkretno, dolazi do zasićenja tla vodom, što smanjuje njegove mehaničke osobine, kao što su čvrstoća, nosivost i stabilnost. U geotehničkim terminima, govorimo o smanjenju efektivnog napona, što direktno utiče na ponašanje tla pod opterećenjem.

Za razumevanje ovog fenomena, važno je razmotriti osnovni princip efektivnog napona, koji se izražava formulom:

σ’ = σ – u

Gde je:

• σ’ – efektivni napon
• σ – ukupni napon
• u – porni pritisak vode

Kada se poveća porni pritisak (usled visokog nivoa podzemne vode), efektivni napon se smanjuje, što dovodi do smanjenja otpornosti tla na smicanje. Ovo je osnovni uzrok nestabilnosti tla u zonama sa visokom podzemnom vodom.

2. Implikacije

Uticaj visokog nivoa podzemne vode na izgradnju bunara je višestruk. Prvi problem koji se javlja jeste otežano izvođenje iskopnih i bušačkih radova. Tlo koje je zasićeno vodom lako se urušava, što otežava stabilizaciju zidova bušotine. Ovo povećava rizik od nesreća na terenu, ali i povećava troškove izvođenja radova zbog potrebe za dodatnim merama zaštite.

Druga važna implikacija odnosi se na izbor tehnologije bušenja. U suvim uslovima često se koristi suvo rotaciono bušenje, dok u vlažnim i zasićenim uslovima to nije moguće bez prethodnog obezbeđivanja bušotine. U takvim slučajevima se primenjuje bušenje sa ispiranjem ili uvođenje zaštitnih cevi i bentonitne tečnosti, kako bi se sprečilo kolapsiranje zidova bušotine.

Takođe, visok nivo podzemne vode može dovesti do kontaminacije izvora tokom bušenja. Ako se ne preduzmu odgovarajuće mere, postoji rizik da površinske kontaminacije prodru u vodonosni sloj. Ovo je posebno izraženo u područjima sa plitkim vodonosnicima i nepropusnim slojevima koji nisu dovoljno razvijeni.

Još jedna značajna posledica je promena dinamike filtracije vode. Visok nivo podzemne vode može uzrokovati povećan pritisak u vodonosnicima, što otežava precizno određivanje kapaciteta bunara. Ovo može rezultirati pogrešnom procenom performansi bunara i nedovoljnom eksploatacionom isplativošću.

3. Zašto je ovo važno za vas

Bilo da ste vlasnik zemljišta koji planira izgradnju bunara, izvođač geotehničkih radova ili investitor u poljoprivredne ili industrijske objekte, razumevanje uticaja podzemnih voda na stabilnost tla je od ključnog značaja. Ignorisanje ovog faktora može rezultirati ozbiljnim tehničkim i finansijskim problemima.

Na primer, u slučajevima kada se planira bušenje bunara u blizini reka, močvarnih područja ili u dolinama, visoki nivo podzemne vode je gotovo izvestan. Bez adekvatnih priprema, radovi mogu biti zaustavljeni usled urušavanja tla, poplave u bušotini ili kontaminacije vodozahvata. Rezultat su dodatni troškovi, gubitak vremena i potencijalna pravna odgovornost ako dođe do ekološkog incidenta.

U urbanim sredinama, visok nivo podzemne vode može uticati i na stabilnost temelja okolnih objekata. Ako se bunar buši bez prethodne hidrogeološke i geotehničke analize, može doći do promene režima podzemnih voda, što dalje može uzrokovati sleganje ili podizanje tla ispod objekata. Ovo je čest problem kod starih zgrada sa plitkim temeljima.

Za vlasnike individualnih domaćinstava koji žele sopstveni izvor vode, neadekvatno planiranje može dovesti do neupotrebljivog bunara. Voda može biti mutna, sa promenljivim protokom ili čak zagađena. Ponekad se dešava da bunar mora da se napusti i da se buši novi, što znatno povećava ukupne troškove.

4. Kako se to primenjuje na terenu

Kako bi se prevazišli problemi povezani sa visokim nivoom podzemne vode, na terenu se primenjuje niz mera i procedura koje uključuju:

Istražne radnje pre bušenja

Pre početka bilo kakvih radova, neophodno je izvršiti hidrogeološko ispitivanje. Ovo podrazumeva merenje nivoa podzemne vode, identifikaciju vodonosnih slojeva, njihovu debljinu i sastav, kao i sezonske varijacije. U nekim slučajevima se izrađuju i probne bušotine kako bi se precizno odredile karakteristike tla i dinamika podzemnih voda.

Stabilizacija bušotine

U zonama sa visokim nivoom podzemne vode, standardne metode bušenja često nisu dovoljne za održavanje stabilnosti zidova bušotine. Zbog toga se koriste sledeće tehnike:

• Bentonitna ispiranja – bentonit se koristi za formiranje filter-cake-a na zidovima bušotine, što sprečava kolaps tla.
• Zaštitne cevi – uvođenje zaštitnih cevi odmah po izbušivanju sekcije, čime se sprečava prodor vode i urušavanje zidova.
• Bušenje sa reverzibilnom cirkulacijom – omogućava stabilizaciju usled konstantnog pritiska tečnosti u bušotini.

Odvodnjavanje i snižavanje nivoa podzemne vode

U ekstremnim slučajevima, pre početka bušenja može biti potrebno snižavanje nivoa podzemne vode. Ovo se obično postiže putem dubinskih drenaža, iglenih bunara ili privremenih ispumpavanja. Ove metode se primenjuju kod većih projekata, gde je stabilnost tla ključna, kao što su građevinski temelji ili infrastrukturni objekti.

Monitoring i kontrola

Tokom izvođenja radova, neophodno je kontinuirano pratiti nivo podzemne vode i stanje bušotine. Svaka iznenadna promena može ukazivati na potencijalne probleme. Monitoring se vrši pomoću piezometara, automatskih merača nivoa vode i vizuelnih inspekcija.

Odabir adekvatne opreme

U uslovima visokog nivoa podzemne vode, izbor opreme je od presudnog značaja. Potrebne su bušilice sa snažnim ispiranjem, sistemi za brzo uvođenje cevi i oprema za tretman bušačke tečnosti. Neki sistemi omogućavaju i simultano bušenje i ugradnju cevi, što smanjuje rizik od urušavanja.

Zaštita kvaliteta vode

Da bi se očuvao kvalitet vode, neophodno je hermetičko zatvaranje prostora između cevi i zidova bušotine, tzv. cementiranje anularnog prostora. Takođe, koristi se sedimentacioni filter na dnu bunara, kao i higijenska kapica na samom otvoru bunara, kako bi se sprečio ulazak kontaminanata sa površine.

Zaključak

Visok nivo podzemne vode predstavlja ozbiljan izazov u geotehničkim i hidrogeološkim radovima. Direktno utiče na stabilnost tla, otežava izvođenje bušotina i povećava rizik od kontaminacije. Međutim, uz odgovarajuće planiranje i primenu specijalizovanih metoda, moguće je uspešno izgraditi bunare i u takvim uslovima.

Razumevanje odnosa između podzemnih voda i mehaničkih osobina tla je ključno za svakog izvođača, projektanta i investitora. Samo uz integrisani pristup – koji uključuje istraživanje, tehnologiju i kontrolu kvaliteta – može se obezbediti dugoročan i bezbedan rad bunara.

Za dodatne informacije i konsultacije, možete se obratiti stručnom timu putem kontakt telefona ispod.

Kontakt: bunar.rs | Telefon: 064 669 4209