Если уровень вод находится ниже поверхности земли, бурят скважины малого диаметра. Для этого можно использовать садовый удлиненный до 2 м бур или специальный ложковый бур, позволяющий бурить и отбирать пробу грунта на глубине до 5 м. После того как пробурили скважину, необходимо через сутки замерить в ней уровень воды. Если в последующие дни он не изменился, то можно считать его зеркалом подземных грунтовых вод. При залегании воды на большей глубине необходимо обследовать близлежащую территорию: осмотреть колодцы, родники, карьеры, понижения на поверхности и др. Зная отметки топографии местности, можно ориентировочно установить глубину уровня воды на участке.
Если грунтовые воды не обнаружены на глубинах 35 м, то не обязательно устанавливать их поверхность, так как они не представляют опасности для строительства фундаментов строений или погребов. Но для строительства шахтного колодца или скважины обязательно знание расположения уровня грунтовых вод. При этом необходимо знать и вид пород, в которых содержатся грунтовые воды, мощность этих пород и механический состав. Эти данные также можно получить путем обследования или обратиться в геологические территориальные организации.
Скважины сооружают на глубину 30 м и более. С их помощью можно забирать не только грунтовую воду, но и более глубоко залегающую, что дает возможность получить питьевую воду высокого качества. Скважины бурят ударным или вращательным способом специальным инструментом и оборудуют фильтром, трубами и насосом. Бурить можно вручную или с помощью механизмов (буровых станков). Механизмы применяют для скважин большой глубины. Мелкие скважины обычно бурят вручную с применением малой механизации, что позволяет создавать их на ограниченном пространстве.
Существует много методов и приспособлений для бурения скважин. Остановимся лишь на наиболее приемлемых и распространенных и дадим основные схемы их сооружения. В каждом конкретном случае, исходя из собственных возможностей, имеющихся материалов и приспособлений, можно избрать свой вариант сооружения скважины. Общие представления о схемах и процессах бурения необходимо иметь также для контроля выполнения работ, если они ведутся посторонней бригадой.
В зависимости от глубины залегания водоносного слоя, его строения и характера вышележащих пород скважина может иметь различную конструкцию и отличаться устройством водоприемной части, а также иметь только одну обсадную трубу.
В конструкцию некоторых трубчатых колодцев входят также детали для подключения водоподъемных насосов.
Процесс сооружения скважины включает бурение ствола скважины, оборудование ее трубами и фильтром, прокачку и установку насоса. Скважина представляет собой цилиндрическую горную выработку в породе, имеющую малый диаметр и довольно большую глубину. Она предназначена для отбора подземных вод, содержащихся в песках (иногда в песчаниках или трещиноватых известняках, мелах и других породах). Место, где скважина выходит на поверхность, называется устьем, дно скважины забоем, боковая цилиндрическая поверхность стенками. Глубина скважины зависит от глубины залегания водоносных песков, а ее диаметр от насоса, который устанавливается в нее и обеспечивает необходимую подачу воды. Обычно для мелких хозяйств потребность в воде небольшая, поэтому нужно стремиться к возможно минимальному диаметру скважины. Это в свою очередь ускоряет работы по сооружению скважины и удешевляет их. Необходимо заранее установить геологическое строение участка, выявить потребность в воде для хозяйства и определить тип насоса. Бурение заключается в последовательном разрушении породы и извлечении ее с забоя специальным инструментом, который опускают и поднимают с помощью металлических штанг, троса или каната. В устойчивых породах скважину бурят без применения обсадных труб. В рыхлых породах используют трубы, позволяющие удерживать стенки от обрушения в процессе бурения. Однако во всех случаях скважина оборудуется трубами, в которых размещается насос.
Трубчатый колодец, если он правильно построен и грамотно обслуживается, обеспечит водоснабжение не хуже шахтного и не уступит ему в долговечности. К тому же он совершенно не пропускает поверхностные загрязнения при условии, что стыки обсадной трубы плотные и вода в нем не застаивается из-за малого объема водоприемной части. Этому способствует также и то, что в него не опускают обычное ведро, а воду поднимают насосом. Используя простейшее бурильное оборудование при благоприятных климатических условиях, трубчатый колодец часто можно построить быстрее (всего за 23 дня и даже за несколько часов) и на большую глубину, чем шахтный. Его сравнительно легко построить, скажем, глубиной 2530, 50 м и более. Но все это возможно только в том случае, когда породы, которые надо пройти скважиной, имеют, как говорят, хорошую буримость.
Горных пород, слагающих земную кору, великое множество, и для процесса бурения важна не их структура, а такие характеристики, как плотность, твердость, устойчивость. Исходя из этого, все породы по буримости можно разбить условно на три группы: пластичные, способные резаться давать стружку; твердые, которые могут только дробиться раскалываться; сыпуче-плывучие, отличающиеся неустойчивостью способностью оползать, осыпаться и заполнять пробуренную в них скважину. Практика бурения выработала соответственно и три типа рабочих буровых инструментов.