Грунтовые воды на какой глубине – Как отличить верховодку от высокого уровня грунтовых вод при выборе автономной канализации загородного дома | Андрей Ратников

Как узнать на какой глубине грунтовые воды для фундамента?

Глубина заложения фундамента — проектируемая величина, которая зависит от типа здания или сооружения, климатической зоны, грунтов на участке и уровня залегания подземных вод. На эту величину также оказывает влияние конструкция здания (с подвалом или без), принцип его использования (с отоплением или без), этажность и масса.

Если говорить предметно, это та величина, на которую нужно будет закопать фундамент, для того чтобы он обеспечивал стабильную опору для сооружения. Бывают они двух видов:

Согласно нормам строительства для того чтобы противостоять силам морозного пучения, подошву необходимо заглублять на 15-20 см ниже уровня промерзания для грунта. При выполнении этого условия фундамент называют «глубокого заложения» или «заглубленный».

При глубине промерзания больше 2 метров проведение земляных работ имеет очень большие объемы, велик также расход материалов и очень высока цена. В этом случае рассматривают другие типы фундаментов — свайные или свайно-ростверковые, а также возможность заложения выше нормативной точки промерзания. Но это возможно только при наличии грунтов с нормальной несущей способностью, обязательном утеплении цоколя и фундамента, а также при устройстве утепленной отмостки.  В этом случае глубина заложения уменьшается в разы и обычно составляет менее метра.

Иногда фундамент заливают прямо на поверхности. Это — вариант для хозпостроек, причем, скорее всего из древесины. Только она в таких условиях способна  компенсировать возникающие перекосы.

Предварительные изыскания

Перед началом планирования дома, вы должны решить, в каком месту участка хотите поставить дом. Если геологические исследования уже есть, учитывайте их результаты: чтобы меньше было проблем с фундаментом, имел он минимальную стоимость, желательно выбрать самый «сухой» участок: там, где грунтовые воды находятся как можно ниже.

Первым делом вы должны определиться с местом для дома на участке

Далее в выбранном месте проводят геологические исследования почвы. Для этого бурят шурфы на глубину от 10 до 40 метров: зависит от строения пластов и планируемой массы здания. Скважин делают как минимум, пять: в тех, точках, где планируются углы и посередине.

Средняя стоимость такого исследования — порядка 1000 $. Если стройка планируется масштабная, сумма не сильно отразится на бюджете (средняя стоимость дома 80-100 тыс. долларов), а уберечь может от многих проблем. Так что в этом случае заказывайте исследование у профессионалов. Если же поставить хотите небольшую постройку — небольшой дом, дачу, баню, беседку или площадку с мангалом, то вполне можно сделать исследования самостоятельно.

Исследуем геологию своими руками

Для проверки геологического строения грунтов своими руками вооружаемся лопатой. Во всех пяти точках — под углами будущего строения и в середине — придется копать глубокие ямы. Размер: метр на метр, глубина — не менее 2,5 м. Стенки делаем ровные (хотя бы относительно). Выкопав яму, берем рулетку и листок бумаги, замеряем и записываем слои.

Чтобы исследовать грунт под фудамент самостоятельно, нужно будет копать подобные шурфы на глубину порядка 2,5 метров

Что можно увидеть в разрезе:

  • Сверху идет самый темный слой — плодородный. Его толщина от 10 см до 1,5 метров, иногда больше. Этот слой обязательно удаляется. Во-первых, он рыхлый, во-вторых, в нем живут разные животные/насекомые/бактерии/грибки. Потому сразу после разметки фундамента первым делом этот слой удаляют.
  • Ниже расположен естественный грунт. Таким он был до «обработки» животными и микроорганизмами. Тут могут быть такие грунты;

Часто сложности возникают при попытках различить глиносодержащие грунты. Иногда достаточно только на них посмотреть: если преобладает песок и имеются вкрапления глины — перед вам супесь. Если преобладает глина, но есть и песок — это суглинок. Ну а глина не содержит никаких вкраплений, копается тяжело.

Есть еще один метод, который поможет вам удостоверится насколько правильно вы определили грунт. Для этого из увлаженного грунта скатывают руками валик (между ладонями, как когда-то в детском саду) и сгибают его в бублик. Если все рассыпалось — это малопластичный суглинок, если развалилось на куски — пластичный суглинок, если осталось целым — глина.

Определившись с тем, какие грунты у вас находятся на выбранном участке, можно приступать к выбору типа фундамента.

Глубина заложения фундамента в зависимости от уровня грунтовых вод

Все особенности проектирования описаны в СНиП 2.02.01-83*. Обобщенно все можно свести к следующим рекомендациям:

  • При планировании на скальных, песчаных крупной и средней крупности, гравелистых,  крупнообломочных с песчаным заполнителем грунтах глубина залегания фундамента от уровня  расположения подземных вод не зависит.
  • Если под подошвой фундамента находятся мелкие или пылеватые пески, то при уровне подземных вод расположенных на 2 метра ниже уровня промерзания грунта, глубина заложения фундамента может быть любой. Если воды находятся выше этой отметки, то закладывать фундамент нужно ниже уровня промерзания.
  • Если под подошвой находится будут глины, суглинки, крупнообломочные грунты с пылеватым или глинистым заполнителем, то фундамент однозначно должен быть ниже уровня промерзания (от уровня подземных вод не зависит).

    Таблица с рекомендуемой глубиной заложения фундамента в зависимости от типа грунта и уровня подземных вод (чтобы увеличить размер картинки, щелкните по ней правой клавишей мышки)

Как видите, в основном уровень заложения фундамента фундамента определяется наличием подземных вод и тем, насколько сильно промерзают грунты  в регионе. Именно морозное пучение становится причиной проблем с фундаментами (или изменение уровня грунтовых вод).

Глубина промерзания грунтов

Чтобы примерно определить до какого уровня промерзают грунты в вашем регионе, достаточно взглянуть на расположенную ниже карту.

По этой карте можно примерно определить уровень промерзания грунтов в регионе (чтобы увеличить размер картинки, щелкните по ней правой клавишей мышки)

Но это  — усредненные данные, так что для конкретной точки определить значение можно с очень большой погрешностью.  Для пытливых умов приведем методику расчета глубины промерзания грунта в любой местности. Вам нужно будет знать только средние температуры за зимние месяцы (те, в которых среднемесячная температура имеет отрицательные значения). Можете посчитать сами, формула и пример расчета выложены ниже.

Формула расчета глубины промерзания

Dfn — глубина промерзания в данном регионе,

Do — коэффициент, учитывающий типы грунта:

  • для крупнообломочных грунтов он равен 0,34;
  • для песков с хорошей несущей способностью 0,3;
  • для сыпучих песков 0,28;
  • для глин и суглинков он равен 0,23;

Mt — сумма среднемесячных отрицательных температур за зиму в вашем районе. Находите статистику службы метрологии по вашему региону. Выбираете месяца, в которых среднемесячная температура ниже нуля, складываете их, находите квадратный корень (есть функция на любом калькуляторе). Результат подставляете в формулу.

Например, собираемся строиться на глине. Средние зимние температуры в регионе: -2°C, -12°C, -15°C, -10C, -4°C.

Расчет промерзания грунта будет таким:

  1. Mt=2+12+15+10+4=43, находим квадратный корень из 43, он равен 6,6;
  2. Dfn= 0,23*6,6= 1,52 м.

Получили, что расчетная глубина промерзания по заданным параметрам: 1,52 м. Это еще не все, учесть нужно будет ли отопление, и, если будет, какие температуры будут поддерживаться в нем.

Если здание неотапливаемое (баня, дача, стройка будет идти несколько лет), применяют повышающий коэффициент 1,1, который создаст запас прочности. В этом случае глубина заложения фундамента 1,52 м * 1,1 = 1,7 м.

Если здание будет отапливаться, грунт тоже будет получать порцию своего тепла и промерзать будет меньше. Потому при наличии отопления коэффициенты понижающие. Их можно взять из таблицы.

Коэффициенты, учитывающие наличие отопления в здании. Получается, чем теплее в доме, тем на меньшую глубину нужно заглублять фундамент (чтобы увеличить размер картинки, щелкните по ней правой клавишей мышки)

Итак, если в помещениях будет постоянно поддерживаться температура выше +20°С, полы с утеплением, то глубина заложения фундамента будет 1,52 м * 0,7 = 1,064 м. Это уже меньшие затраты, чем углубляться на 1,52 м.

В таблицах и на картах приведен средний уровень за последние 10 лет. Вообще, наверное, в расчетах стоит использовать данные за самую холодную зиму, которая была за последние 10 лет. Аномально холодные и бесснежные зимы бывают примерно с такой периодичностью. И при расчетах желательно ориентироваться на них. Ведь вас мало успокоит, если отстояв 9 лет, на 10-й ваш фундамент даст трещину из-за слишком холодной зимы.

На какую глубину копать фундамент

Вооружившись этими цифрами и результатами исследования участка, нужно подобрать несколько вариантов фундаментов. Самые популярные — ленточный и столбчатый или свайный. Большинство специалистов сходится во мнении, что при нормальной несущей способности грунта их подошва  должна находиться на 15-20 см ниже глубины промерзания. Как ее посчитать, мы рассказали выше.

Глубина заложения фундамента — это уровень, на который необходимо углубить фундамент

При этом учитывайте следующие рекомендации:

  • Опираться подошва должна на грунт с хорошей несущей способностью.
  • Фундамент должен погружаться в несущий слой минимум на 10-15 см.
  • Желательно чтобы грунтовые воды располагались ниже. В противном случае необходимо принимать меры по отведению воды или понижению их уровня, а это требует очень больших средств.
  • Если несущий грунт находится слишком глубоко, стоит рассмотреть вариант свайного фундамента.

Выбрав несколько типов фундамента, определив для них глубину заложения, проводят ориентировочный подсчет стоимости каждого. Выбирают тот, который будет экономичнее.

Еще обратите внимание, что для уменьшения глубины заложения фундамента можно применять утепленную отмостку. При строительстве ленточного фундамента мелкого заложения отмостка обязательна.

Мелкозаглубленный фундамент

Иногда фундамент глубокого заложения строит очень дорого. Тогда рассматривают свайный (свайно-ростверковый) или фундаменты мелкого заложения (мелкозаглубленные). Их еще называют «плавающими». Их только два вида — это монолитная плита и лента.

Плитный фундамент считается самым надежным и легко предсказуемым. У него такая конструкция, что она может получить значительные повреждения только при грубых просчетах при проектировании. Тем не менее, и его можно испортить.

Тем не менее, застройщики плитные фундаменты не любят: они считаются дорогими. На них уходит много материала (в основном арматуры) и времени (на вязку той же арматуры). Но иногда плитный фундамент получается дешевле ленточного глубокого заложения или даже свайного. Так что не сбрасывайте его сразу со счетов. Он бывает оптимальным, если строить хотят тяжелое здание на пучнистых или сыпучих грунтах.

Фундамент мелкого заложения

Мелкозаглубленная лента может иметь глубину от 60 см. При этом она должна опираться на грунт с нормальной несущей способностью. Если глубина плодородного слоя больше, то глубина заложения ленточного фундамента увеличивается.

С ленточными фундаментами  мелкого заложения под легкие здания все очень просто: они работают хорошо. Комбинация со срубом из бревна или бруса — это экономный и в то же время надежный вариант. Если и случаются перегибы ленты, то упругая древесина отлично с ними справляется. Почти также хорошо себя на такой основе чувствует себя каркасный дом.

Более внимательно нужно просчитывать если на мелкозаглубленном ленточном фундаменте собираются строить задние из легких строительных блоков (газобетона, пенобетона, и т.п.). Они на изменения геометрии реагируют не самым лучшим образом. Тут нужна консультация опытного и, обязательно, компетентного специалиста с большим опытом.

Строение плитного фундамента

А вот под тяжелый дом мелокзаглубленный ленточный фундамент ставить невыгодно. Чтобы передать всю нагрузку, его нужно делать очень широким. В этом случае, скорее всего, дешевле будет плитный.

Как работает мелкозаглубленый фундамент

Этот тип используется тогда, когда бороться с силами пучения слишком дорого и не имеет смысла. В случае с фундаментами мелкого заложения с ними и не борются. Их, можно сказать, игнорируют. Просто делают так, что фундамент и дом поднимаются и опускаются вместе с вспучившимся грунтом. Потому их еще называют «плавающими».

Все что при этом необходимо — обеспечить стабильное положение и жесткую связь всех частей фундамента и элементов дома. А для этого нужен правильный расчет.

Основная задача фундамента – принять на себя нагрузку от дома и распределить ее равномерно на грунт. Поэтому при заложении фундаментной основы необходимо принять во внимание тип грунта и расположение уровня грунтовых вод (УГВ). Последний показатель может оказаться слишком высоким, то есть, вода находится близко к поверхности почвы.

Заливать в таких условиях фундамент сложно и затратно. Поэтому перед производителем работ стоит вопрос, какой фундамент нужен для частного дома, если грунтовые воды близко? Этот вопрос затрагивает не только вид фундаментной конструкции, но и дополнительный выбор, который касается именно глубины закладки: ниже уровня грунтовых вод или выше.

Влияние грунтовых вод

В строительной среде ходит такой термин – цементная бацилла. Это когда бетонная конструкция разрушается под действием негативных факторов, к которым относятся и грунтовые воды. Но надо понимать, что на бетон негативно влияет не сама вода, а растворенные в ней соли и различные химические вещества. Они проникают в тело бетона, где взаимодействуют с цементом или наполнителями, разрывая их связи между собой. Отсюда и появление всевозможных налетов, темных пятен и неприятных запахов.

Высокое УГВ – это проблемы еще на стадии копки котлована. Внутри собирается вода, которая размягчает дно, что приводит к снижению несущей способности грунта. Если это произошло, то придется в первую очередь продумать и заложить систему дренажей, с помощью которой появится возможность откачать воду.

Есть технологии, которые не требуют осушки  участка. Для закладки фундамента используют свайный метод с забиванием столбов в глубину земли до плотных слоев. Неплохой вариант, но затратный и трудоемкий. Без наличия специальной техники такой фундамент не соорудить. Для частного домостроения эту технологию используют редко. Поэтому к устройству фундамента при высоком уровне грунтовых вод подходят с позиции именно осушения.

И еще один отрицательный момент. Опасное время для таких участков – зима с минусовыми температурами. Промерзание грунта зимой превращается в опасную для фундамента ситуацию. Морозное пучение и высокий УГВ могут разрушить конструкцию основы дома за один сезон.

Определяем уровень

Уровень грунтовых вод, то есть, сам показатель зафиксирован в геологической организации, филиал которой есть в любом большом городе. Получить информацию по УГВ можно там. А можно замер уровня провести самостоятельно. Для этого придется выкопать яму глубиною 3 м. Или пробурить скважину на ту же глубину. Диаметр скважины 20 см будет нормальным, для чего потребуется всего лишь садовый бур.

Замеры надо делать весной, когда сошел снег. Этот период, когда УГВ находится в максимально пиковой точке. Закрываете яму пленкой, чтобы не попали в нее атмосферные осадки. И через сутки проверяете, сколько воды в ней скопилось. Проверить можно шестом: опустили его до конца, чтобы он коснулся дна. Вытащили и размерили сухой участок от влажного до метки, которая определяет уровень грунта (метку надо поставить при замере в яме). Это и есть УГВ.

  1. Если данный показатель больше 2 м, значит, в районе строительства дома умеренный уровень грунтовых вод. Можно закладку фундамента проводить без дополнительных мероприятий.
  2. Если длина сухого участка меньше 2 м, значит уровень воды высокий. Придется продумывать систему отвода воды, проводить ее сооружение, обеспечивать фундаментную конструкцию защитными материалами.
  3. Именно вторая позиция – при высоких грунтовых водах – потребует от производителя работ выбора типа фундамента.

Глубина промерзания почвы и УГВ

Присутствие высокого уровня прохождения грунтовых вод затрагивает несколько позиций, связанных с закладкой фундамента. Они четко прописаны в СНиПах. И чаще всего в правилах встречается соотношение УГВ с уровнем промерзания почвы. Потому что эти два показателя являются главными факторами, снижающие прочность бетонной конструкции. Вот несколько позиций.

  1. Если уровень воды меньше уровня промерзания, то расчет фундамента производится по обычной схеме, то есть, только на нагрузку от дома.
  2. Если почва на строительном участке слабая, мягкая и подвижная, то закладка фундамента производится ниже УПГ. При этом обязательно организуется дренажная система для отвода подземных вод.
  3. Если уровень грунтовых вод очень высокий, то ленточный фундамент не рекомендуется возводить.
  4. Если в районе застройки частые подтопления, то приемлем единственный вариант – дом на сваях. При этом столбы забиваются в землю ниже уровня ее промерзания.

Внимание!

Если УГВ достаточно высок, и организовано дренирование участка, то велика вероятность проседания грунта. Особенно это часто происходит на песчанистых почвах.

УГВ ближе, чем на 0,5 м

В этой ситуации единственное решение – сваи. Здесь три варианта: монолитные готовые, винтовые из стальной трубы и буронабивные.

  1. Идеальный вариант – монолитные. Их давно применяют в строительстве, у них повышенная несущая способность, они легко выдерживают морозное пучение. К тому же нет необходимости думать о дренировании грунта. Правда, для этого потребуется специальная техника.
  2. Винтовые сегодня стали очень популярны. В малом частном домостроении такие фундаменты для высоких грунтовых вод – оптимальное и дешевое решение. Единственный их недостаток – не самая высокая несущая способность. Поэтому придется рассчитать количество свай и расстояние между ними. Рекомендуется устанавливать винтовые сваи на глубину не больше 3 м.
  3. Что касается буронабивных конструкций, то это неплохой вариант, который имеет высокую несущую способность. Но есть у данной технологии и свой минус – придется проводить большой объем осушительных мероприятий.

От 0,5 м и более

При выборе типа фундамента предпочтение надо отдать плитной модели. Все дело в том, если разговор идет о доме, столбчатые конструкции в такой ситуации не смогут обеспечить необходимую несущую способность большого строения.

Ленточный фундамент использовать можно, но только мелкозаглубленный, который обычно сооружается под небольшие легкие постройки. В принципе, каркасный коттедж он выдержит. При этом рекомендуется сооружать фундамент с расширенным основанием.

К вопросу, как сделать фундамент плиту. Заливая ее на глубину до полуметра, надо понимать, что ее толщина и способ армирования будет зависеть от этажности строения, а также от типа материалов, из которых в основном будут возводиться стены. При этом придется продумать технологию теплоизоляции. Кстати, это важный этап сооружения плиты.

Внимание!

Увеличить несущую способность плиты поможет замена грунта. Его вынимают до УГВ и вместо засыпают песок или щебень с тщательной трамбовкой.

Если почва на участке очень слабая, то подушку под фундамент дома для высоких грунтовых вод засыпают до тех пор, пока ее материалы не вытеснят лишнюю влагу и не перестанут уходить вглубь.

1,5 м и более

Сравнивая описанные выше условия, надо отметить, что в этом случае можно использовать устройства фундаментов на грунтовых водах ленточного типа и плитного. Но обе конструкции должны быть мелкозаглубленного вида.

Варианты при близком расположении грунтовых вод

Выше уже были даны варианты фундаментов при близких грунтовых водах. В принципе, плитная конструкция в этом случае самая часто используемая конструкция. Для нее нет необходимости сооружать дренажные канавы, продумывать способы защиты, потому что все проводится по стандартной технологии.

Высокие грунтовые воды —  строим дом без подвала

Здесь все достаточно просто, если используется поверхностная или мелкозаглубленная плита в качестве основы. То есть, сооружается дом без подвала цокольного этажа, а стены поднимаются сразу от плиты. Вот последовательность проводимых работ:

  1. Выкапывается котлован до УГВ;
  2. Засыпается подушка из песка и щебня с трамбовкой;
  3. Гидроизоляция рулонным материалом;
  4. Установка армокаркаса;
  5. Заливка бетона.

Если сооружается утепленное основание, то под каркас укладывается утеплитель. На участках с высоким уровнем подпочвенной воды это идеальный вариант фундамента.

Защита от высокого УГВ

В строительстве фундаментов на таких почвах используют три разновидности гидроизоляции, с помощью которые необходимо обеспечить защиту конструкции основания и самого дома.

  1. Обмазочная, когда на сам фундамент наносятся битумные мастики в несколько слоев, за счет чего на поверхности конструкции образуется гладкий водонепроницаемый слой.
  2. Рулонная, когда конструкцию обкладывают гидроизоляционными пленками или мембранами в несколько слоев.
  3. Штукатурная, когда наносятся цементные смеси, в состав которых входят гидроизоляционные добавки.

Толщина слоя гидроизоляции определяется из расчета пролегания грунтовых вод. Чем выше их уровень, тем толще изоляционное покрытие.

Устройство фундамента на плавающей подушке

 Что собой представляет плавающая подушка ? Это толстый слой подосновы из нескольких материалов, которые между собой разграничены изоляционными пленками. Для высоких грунтовых вод ее делают очень часто. Вот последовательность:

  • На дно котлована или траншеи засыпается крупнозернистый песок, который хорошо утрамбовывается.
  • Засыпка производится послойно с трамбовкой каждого слоя. При этом окончательный результат – слой толщиною 50 см.
  • Укладывается гидроизоляционная пленка, лучше рубероид.
  • Засыпается щебень, трамбуется до толщины 30 см.
  • Еще один слой рулонной гидроизоляции.
  • Заливка стяжки толщиною 10 см.

После чего можно заливать монолитную железобетонную конструкцию самого фундамента. Подушка создает условия, при которых фундамент может смещаться относительно нее. Такой фундамент часто называют плавающий монолитный.

Ленточный

Ленточный фундамент на почвах с высоким УГВ заливается точно так же, как описано в предыдущих разделах. Здесь важно понимать, что сильное основание в виде ленты – это большие материальные затраты. В основном они касаются расхода бетона и арматуры. При этом стараются саму ленту сооружать с расширенной подошвой.

Если постараться на чем-то сэкономить, то конечный результат может привести к ослаблению фундаментной конструкции, а, следовательно, начнут возникать проблемы с самим домом. Поэтому нельзя отступать от технологии сооружения и от точной последовательности проводимых строительных операций.

Свайного типа

 Как уже говорилось, свайный фундамент при высоком уровне грунтовых вод – оптимальное решение. Главное – правильно выбрать тип закладываемых элементов.

Как показывает практика, при возведении большого тяжелого дома используют монолитные железобетонные столбы, которые изготавливаются на заводах ЖБИ.

Данная технология называется ТИСЭ. Это правда не самая дешевая технология из всех свайных, но она самая надежная.

И хотя винтовой фундамент является более дешевым, он не обеспечивает необходимую несущую способность под тяжелое строение. При этом необходимо учитывать, что проведение гидроизоляции в устройстве свайного винтового или другого типа является обязательным мероприятием.

Заключение по теме

Итак, вопрос, какой фундамент делать, если близко грунтовые воды, сегодня для многих частных застройщиков очень актуален. В статье были разобраны практически все ситуации, с которыми они могут столкнуться, а также были рекомендованы типы фундаментных конструкций. На само деле важно понимать, что сам выбор основан не только на типах грунтов и УГВ.

Важно в первую очередь осознавать, какой дом будет воздвигнут в районе с такой почвенной ситуацией. Если планируется большая постройка из кирпича или блоков, то придется на ее сооружение выделить приличный бюджет. И здесь экономить нельзя, потому что высокий УГВ – это подвижные неустойчивые пласты, у которых слабая несущая способность.

Подземные воды и грунтовые воды, классы подземных вод. — Стройфора

Не все подземные воды – грунтовые. Отличие грунтовых вод от других видов подземной воды состоит в условиях их залегания в толще горных пород.

Подземные воды и грунтовые воды 1647

Название «подземные воды» говорит само за себя – это вода, которая находится в под землей, то есть в земной коре, в верхней ее части, причем находиться там она может в любом из своих агрегатных состояний – в виде жидкости, льда или газа.

Основные классы подземных вод

Подземная вода бывает разная. перечисли основные виды подземных вод.

Подземные воды и грунтовые воды 1648

Почвенная вода

Почвенная вода содержится в почве, заполняя промежутки между ее частицами, или поровое пространство. Почвенная вода может быть свободной (гравитационной) и подчиняться только силе тяжести, и связанной, то есть удерживаться силами молекулярного притяжения.

Грунтовая вода

Грунтовая вода и ее подвид, называемый верховодкой – это ближайший к поверхности земли водоносный горизонт, залегающий на первом водоупоре. (Водоупор, или водоупорный слой грунта - это почвенный слой, который практически не пропускает воду. Фильтрация сквозь водоупор или очень низкая, или же слой полностью водонепроницаем – например, толщи скальных грунтов). Грунтовая вода крайне непостоянна по многим факторам, и именно грунтовая вода влияет на условия строительства, диктует выбор фундамента и технологии при проектировании сооружений. Дальнейшая эксплуатация созданных руками человека построек также находится под неустанным влиянием меняющегося поведения грунтовой воды.

Межпластовая вода

Межпластовая вода – находится ниже грунтовой воды, под первым водоупором. Эта вода ограничена двумя водоупорными слоями и может находиться между ними под значительным давлением, заполняя водоносный горизонт полностью. Отличается от грунтовой воды большим постоянством своего уровня, и конечно, большей чистотой, причем чистота межпластовой воды может быть следствием не только фильтрации.

Артезианская вода

Артезианская вода – так же, как и межпластовая, заключена между слоями водоупоров и находится там под давлением, то есть относится к напорным водам. Глубина залегания артезианских вод – примерно от ста до тысячи метров. Различные геологические подземные структуры, мульды, впадины и т.п., располагают к образованию подземных озер – артезианских бассейнов. Когда такой бассейн вскрывается при бурении шурфов или скважин, артезианская вода под давлением поднимается выше своего водоносного пласта и может дать очень мощный фонтан.

Минеральная вода

Минеральная вода - интересна для строителя, наверное, только в одном случае, если ее источник окажется на участке, хотя и не вся эта вода полезна для человека. Минеральная вода – это вода, содержащая растворы солей, биологически активных веществ и микроэлементы. Состав минеральной воды, ее физика и химия - очень сложный, это система коллоидов и связанных и несвязанных газов, и вещества в этой системе могут находится как недиссоциированными, в виде молекул, так и в виде ионов.

Подземные воды и грунтовые воды 1649

Грунтовые воды

Грунтовые воды – это первый от поверхности почвы постоянный водоносный горизонт, находящийся на первом водоупоре. Поэтому поверхность этого слоя – свободна, за редкими исключениями. Иногда над потоками грунтовых вод встречаются участки плотных пород – водонепроницаемая кровля.

Залегают грунтовые воды недалеко от поверхности, и поэтому очень зависят от погоды на поверхности земли – от количества атмосферных осадков, движения поверхностных вод, уровня водоемов, все эти факторы влияют на питание подземной воды. Особенность и отличие грунтовой воды от других видов – она безнапорная. Верховодка, или скопления воды верхнего водонасыщенного грунтового слоя над водоупорами из глин и суглинков с малой фильтрацией – это разновидность грунтовой воды, проявляющаяся временно, по сезонам.

На грунтовую воду и непостоянство ее состава, поведения и мощности горизонта влияют как природные факторы, так и деятельность человека. Горизонт грунтовой воды непостоянный, он зависит от свойств горных пород и их водосодержания, близости водоемов и рек, климата местности – температуры и влажности, связанных с испарением и т. далее.

Но серьезное и все более опасное влияние на грунтовую воду оказывает человеческая деятельность – мелиорация и гидротехническое строительство, подземные работы по добыче полезных ископаемых, нефти и газа. Не менее результативной в контексте опасности стала агротехника с применением минеральных удобрений, пестицидов и ядохимикатов, и конечно, промышленные стоки.

Грунтовая вода очень доступна, и если роют колодец или бурят скважину – то в большинстве случаев получают именно грунтовую воду. И свойства ее могут оказаться весьма негативны, поскольку эта водичка зависит от чистоты почвы и служит ее показателем. Все заражения от канализационных протечек, свалок, пестициды с полей, нефтепродукты и прочие результаты деятельности человека попадают в грунтовые воды.

Подземные воды и грунтовые воды 1650

Грунтовая вода и проблемы для строителей

Морозное пучение грунтов находится в прямой и непосредственной зависимости от присутствия грунтовой воды. Разрушения от сил морозного пучения могут быть огромны. При замерзании глинистые и суглинистые грунты получают питание в том числе и от нижнего водоносного горизонта, и в результате этого подсоса могут образовывать целые прослойки из льда.

Подземные воды и грунтовые воды 1651

Давление на подземные части сооружений может достигать огромных величин – 200 Мпа, или 3,2 тн/см2 далеко не предел. Сезонные подвижки грунтов на десятки сантиметров нередки. Возможные последствия действия сил морозного пучения, если их не предусмотрели или учли недостаточно, могут быть: выталкивание фундаментов из земли, затопление подвалов, разрушение дорожных покрытий, затопление и размывание траншей и котлованов и много еще разного негатива.

Подземные воды и грунтовые воды 1652

Кроме физического влияния, грунтовые воды способны разрушать фундаменты и химически, все зависит от степени их агрессивности. При проектировании эта агрессивность исследуется, проводятся как геологические, так и гидрологические изыскания.

Влияние грунтовых вод на бетон

Агрессивность грунтовых вод к бетону различают по типам, рассмотрим их ниже.

По общекислотному показателю

При водородном числе рН менее 4 агрессивность к бетону считают наибольшей, при значении рН более 6,5 – наименьшей. Но малая агрессивность воды вовсе не отменяет необходимости защиты бетона устройством гидроизоляции. Кроме того, имеется сильная зависимость влияния агрессии воды от видов бетона и его вяжущего, в том числе от марки цемента.

Выщелачивающие, магнезиальные и углекислотные воды

Все так или иначе разрушают бетон или способствуют процессу разрушения.

Сульфатные воды

Сульфатные воды относят к наиболее агрессивным к бетону. Ионы сульфатов проникают в бетон и реагируют с соединениями кальция. Образующиеся кристаллогидраты вызывают вспучивание и разрушение бетона.

Методы минимизации рисков от грунтовых вод

Но даже в тех случаях, когда имеется информация о неагрессивности грунтовых вод к бетону в данной местности, отмена устройства гидроизоляции подземных частей здания чревата хорошим уменьшением срока службы бетонных конструкций. Слишком большое влияние оказывают на природу, в том числе грунтовую воду и степень ее агрессии техногенные факторы. Возможность близкого строительства – это одна из причин подвижек грунта и как следствие, изменения поведения грунтовых вод. А химия и ее «накопление», в свою очередь, находится в прямой зависимости от близости сельскохозяйственных угодий.

Подземные воды и грунтовые воды 1665

Учет уровня грунтовых вод, а также сезонных изменений этого уровня – для частной стройки архиважен. Высокая грунтовая вода - это ограничение в выборе. От нее зависит если не вся, то огромная доля экономики индивидуального строителя. Без учета поведения и высоты грунтовой воды нельзя выбирать тип фундамента для дома, принимать решения о возможности устройства подвала и подвального помещения, устраивать погреба и канализационный септик. Дорожки, площадки и все благоустройство участка, включая и озеленение, также требуют на стадии проектирования серьезнейшего учета влияния грунтовой воды. Дело осложняется тем, что ее поведение находится в тесной связи со структурой и видами грунтов на участке. Воду и грунты надо изучать и рассматривать в комплексе.

Подземные воды и грунтовые воды 1654

Верховодка, как разновидность грунтовой воды, может создавать огромные проблемы, и не всегда сезонные. Если у вас песчаные грунты, а дом построен на высоком берегу реки, то сезонных верховодок вы можете и не заметить, вода уйдет быстро. Но если рядом озеро или река, и дом стоит на низком берегу, то даже при наличии песочка в основании участка вы будете на одном уровне с водоемом – как сообщающиеся сосуды, и в этом случае борьба с верховодкой вряд ли будет успешной, как и любая борьба с природой.

Подземные воды и грунтовые воды 1657

В случае, когда грунт – не песок, водоемы и реки далеко, но грунтовая вода очень высокая, ваш вариант – это создание эффективной дренажной системы. Каким будет ваш дренаж - кольцевым, пристенным, пластовым, самотечным или с использованием откачивающих насосов, решается индивидуально, и учесть надо многие факторы. Для этого надо иметь информацию о геологии участка.

Подземные воды и грунтовые воды 1662

В некоторых случаях дренаж не поможет, например, если вы находитесь в низине, а мелиорационного канала поблизости нет и воду отводить некуда. Также не всегда под первым водонесущим слоем оказывается безнапорный слой, в который возможно отвести верховодку, эффект от бурения скважины может быть и обратный – вы получите ключ или фонтан. В случаях, когда устройство дренажа не принесет результата, прибегают к устройству искусственных насыпей. Поднять участок на уровень, где грунтовые воды не достанут вас и ваш фундамент - затратное экономически, но иногда единственно верное решение. Каждый случай индивидуален, и решения хозяин принимает исходя из гидрогеологии своего участка.

Подземные воды и грунтовые воды 1655

Но в очень многих случаях вопрос решается именно дренажом, и важно правильно выбрать его систему и грамотно организовать водоотвод.

Подземные воды и грунтовые воды 1656

Узнать уровень грунтовой воды у себя на участке и отслеживать его изменения – с этими вопросами владельцы индивидуальных участков справляются самостоятельно. Весной и осенью обычно УГВ выше, чем зимой и летом, это связано с интенсивным снеготаянием, сезонностью атмосферных осадков, возможно с затяжными дождями в осенний период. Узнать уровень грунтовой воды можно, измерив его в колодце, шурфе или скважине, от водяного зеркала до поверхности грунта. Если пробить несколько скважин у себя на участке, по его границам, то несложно отследить сезонные изменения УГВ, а на полученных данных возможно принимать решения по строительству - начиная от выбора фундамента и систем водоотвода, и заканчивая планированием огородных посадок, разбивки сада, благоустройством, а также разработкой ландшафтного дизайна.

Подземные воды и грунтовые воды 1660

Грунтовые воды: глубина залегания, как определить

В широком смысле, под грунтовыми понимают любые виды вод, залегающих под землей.

Но в буровой промышленности подземные водоносные слои классифицируют по глубине залегания.

Варианты использования залегающей жидкости могут быть совершенно разные. От употребления человеком питьевой до водоснабжения скотоводческих ферм и промышленных производств.

Классификация слоев

Верховодка.

Малообъемный и непостоянный слой воды, расположенный на глубине до 3 м под уровнем почвы.

Объема верховодки недостаточно для обеспечения технического водоснабжения производства или частного дома.

В качестве источника воды, она также не подходит из-за сильного загрязнения.

Непосредственно, грунтовые воды. Это первый постоянный слой водоносного горизонта, расположенный выше водоупорного глинистого грунта.

Отличается свободной поверхностью, над ним нет «крыши» из водонепроницаемых пород.

Межпластовые воды. Располагаются ниже первого водоупорного слоя на глубине от 100 м.

Делятся на напорные и артезианские.

Виды грунтовых вод

Источниками формирования грунтовых вод могут быть расположенные вблизи пресные водоемы (реки, озера) и любые атмосферные осадки, в т.ч. тающий снег.

От верховодки, грунтовые воды отличаются постоянством, т.е. они всегда присутствуют в местах залегания, но их объем варьируется в зависимости от времени года.

Весной, во время половодья, слой грунтовых вод достигает своего пика, а в самые жаркие месяцы лета иссякает.

А известно ли вам, как установить счетчик на воду в квартире? Пошаговая инструкция, связанная с врезкой расходомеров горячей и холодной воды размещена в полезной статье.

Как проложить по участку дренажные трубы для отвода грунтовых написано на этой странице.

Но ниже всего грунтовые воды опускаются не летом, а зимой — тогда водоносный горизонт уходит глубоко в землю.

Отличием грунтовых вод от артезианских является отсутствие напора. Для поднятия их на поверхность требуются особые системы, называемые каптажами.

Самый распространенный вид каптажных систем — колодцы с подъемным барабаном. Более прогрессивным видом каптажей считаются скважинные колодцы с погружным насосом, работающим от электрической сети.

Они позволяют поднимать на поверхность большие объемы грунтовых вод.

В зависимости от глубины расположения, выделяют высокий и низкий уровень грунтовых вод.

Этот критерий имеет важное значение при строительстве — если возвести дом на участке с высоким уровнем грунтовых вод, они быстро подтопят фундамент.

От уровня грунтовых вод зависят и несущие свойства грунта, поэтому здания, выстроенные заболоченных почвах и в низинах, со временем рискуют уйти под землю.

Высоким, считается уровень залегания грунтовых вод до 2 м под поверхностью земли или меньше. Соответственно, верхний водоносный слой, расположенный ниже 2 м, будет считаться низким.

Уровень водоносного слоя, обязательно, учитывают при заливке фундамента:

  • по всем технологиям он закладывается не менее, чем за полметра выше грунтовых вод.

Если точка залегания грунтовых вод меньше глубины фундамента, производят их откачку с последующей гидроизоляцией дна котлована.

Но даже при таких мерах существует опасность подтопления цокольных этажей и подвальных помещений, поэтому для строительства многоквартирных домов и прочих высотных зданий выбирают участки с низким уровнем залегания.

Влияние на прочность сооружений

Колебания уровня подземных вод, под уже возведенными зданиями, может вызвать деформации не только фундамента, но и стен. Это может быть обусловлено следующими факторами:

  1. насыщенность грунта легкорастворимыми в воде минералами.
    С течением времени, грунт меняет свою структуру, из него исчезают вещества, растворенные в подземных водах.
    Под давлением стен, утративший свою плотность грунт проседает, и строение падает.
    Чтобы этого избежать, перед началом строительства проводят химический анализ грунта на предмет концентрации легкорастворимых веществ;
  2. расположение строения на т.н. плывунах — мелкопесчаных грунтах, которые при подтоплении подземными водами начинают скользить.
    Если на участке под строительство есть места выхода грунтовых вод на поверхность, риск того, что здание «уплывет» вместе с грунтом, значительно увеличивается.
    Для предотвращения этого явления при проектировании построек на плывунах учитывают направление и скорость движения подземных вод, характер рельефа и т.д.;
  3. расположение здания на глинистых грунтах.
    Как и в случае с плывунами, при подтоплении грунтовыми водами такие почвы сильно теряют в устойчивости.
    Учитывая распространение глинистых грунтов на территории нашей страны, строительство высотных зданий на них возможно, если перед началом работ проведены меры по отводу водоносного слоя.

А вы знаете, как сделать канализацию в частном доме? Советы и рекомендации профессиональных мастеров-сантехников прочитайте в полезной статье.

Про недорогие садовые душевые кабины для дачи написано здесь.

На странице: http://ru-canalizator.com/vodosnabzhenie/oborudovanie/solnechnyj-kollektor.html написано, как сделать солнечный коллектор из медных трубок своими руками.

Существуют также т.н. агрессивные грунтовые воды, отличающиеся высокой концентрацией растворенных в них щелочей и кислот.

Такие воды разрушают бетонные основания зданий гораздо быстрее, чем обычные.

Источники водоснабжения в промышленности и сельском хозяйстве

Несмотря на то, что грунтовые воды значительно чище, чем верховодка, в них содержится достаточно минеральных примесей, чтобы сделать их непригодными для питья.

Подземным источником питьевой воды служит нижний, межводный слой.

Грунтовые воды используются в технических целях для орошения участков либо для обеспечения нужд производственного цикла.

Использовать для питья (как найти воду на садовом участке прочитайте здесь) их можно только после нескольких этапов фильтрации.

Как определить уровень залегания

В древности, подземные источники воды искали по характерным внешним признакам. Даже, если земля не выглядит заболоченной, но на ней произрастают влаголюбивые растения:

  • наперстянка,
  • болиголов,
  • камыш и т.п.
    — это говорит о близости воды к уровню почвы.

Кроме того, о глубине залегания грунтовых вод может рассказать и характер зеленого «ковра» — если растения высокие, зеленые и сочные — это значит, что корни в обилии получают влагу из земли.

Также определить места близкого выхода грунтовых вод к поверхности земли помогают насекомые.

Если над участком постоянно вьется мошкара, которую привлекают места с повышенной влажностью, или там много муравейников, значит, грунтовые воды находятся высоко.

Сейчас существуют более точные методы определения уровня водоносного слоя.

Осмотр близлежащих колодцев

В радиусе 3-5 км уровень грунтовых вод не будет сильно различаться, поэтому для его определения на выбранном участке достаточно заглянуть в ближайшие колодцы.

Они наполняются только из водоносного слоя, соответственно, узнать его глубину можно, измерив расстояние от поверхности земли до воды с помощью рулетки.

Бурение пробных скважин

Если в непосредственной близости к участку нет колодцев, используют буровой метод.

С помощью садового бура по периметру участка пробивают несколько шурфов в земле, глубиной 2,5 м, и наблюдают за ними в течение 3-х суток.

Если за это время они не наполнились водой, значит, в данной местности низкий уровень расположения подземных вод и можно смело начинать строительство.

Если же скважина наполнится, необходимо определить происхождение жидкости (верховодка или грунтовые воды). В любом случае, найденная вода может быть использована для орошения участка (посмотрите видео про капельный полив на даче своими руками).

С точностью это сможет сделать только геоморфолог — специалист по рельефу земной поверхности.

Существует еще один метод поиска грунтовых вод — экстрасенсорный.

Человек, обладающий способностью чувствовать тонкие материи, ходит по участку с двумя железными прутами, согнутыми в форме буквы «Г».

Считается, что в местах, над которыми концы прутов расходятся в стороны, грунтовые воды залегают низко.

Такой метод довольно спорный, и, разумеется, не применяется для анализа грунтов при строительстве.

Заключение

В заключение хочется напомнить, что вода несет не только жизнь, но и разрушения.

Наша публикация преследует цель познакомить читателя с тем, какие водоносные слои несут пользу, а какие лучше отвести с участка, чтобы сохранить фундаменты капитальных строений от разрушения.

Посмотрите в предлагаемом видеосюжете, как осуществляется пробное бурение шурфов для определения высоты выхода водоносного слоя к поверхности земли.

Понравилась статья? Подписывайтесь на обновления сайта по RSS, или следите за обновлениями В Контакте, Одноклассниках, Facebook, Google Plus или Twitter.

Подписывайтесь на обновления по E-Mail:

Расскажите друзьям!


Грунтовая вода — Википедия

Верховодка и грунтовые воды

Грунто́вая вода́ — вода первого от поверхности Земли постоянно существующего водоносного горизонта, расположенного на первом водоупорном слое. Имеет свободную водную поверхность. Обычно над ней нет сплошной кровли из водонепроницаемых пород[1].

Грунтовая вода заключена в рыхлых и в слабосцементированных породах (вода пластового типа) или заполняет трещины в каких-либо хорошо сцементированных породах (вода трещинного типа)[1]. Она может находиться и в порах пород (поровые воды).

Грунтовые воды формируются в основном за счёт инфильтрации атмосферных осадков и поверхностных вод[2]. Область питания грунтовых вод обычно совпадает с областью распространения водоносного горизонта[1]. Мощность горизонта непостоянна и зависит от свойств водосодержащих пород, расстояния до области разгрузки, интенсивности питания и т. д.

Главная характерная особенность грунтовых вод, отличающая их от более глубоких артезианских вод — отсутствие напора.

Наиболее существенное влияние на режим грунтовых вод оказывают метеорологические условия (атмосферные осадки, испарения, температура, атмосферное давление и т. д.), гидравлические условия (изменение режима поверхностных водоёмов, питающих или дренирующих П. в.), хозяйственная деятельность человека (строительство гидротехнических и гидромелиоративных сооружений, откачка воды и нефти из недр, добыча полезных ископаемых, удобрение сельскохозяйственных земель, промстоки и др.).

Грунтовые воды оказывают разрушающее влияние на бетон и другие строительные материалы.

При возведении сооружений грунтовые воды исследуют на агрессивность. Различают следующие типы агрессивности.

  • Общекислотная. Водородный показатель воды меньше 6. Повышается растворимость карбоната кальция. В зависимости от марки цемента и значений pH агрессивность воды различна: при pH < 4 наибольшая, при pH = 6,5 — наименьшая.
  • Выщелачивающая. Вода содержит более 0,4—1,5 мг экв. гидрокарбоната. Проявляется в растворении карбоната кальция и выносе из бетона гидроксида кальция. Степень агрессивности воды определяется растворимостью карбоната кальция. Вынос гидроксида кальция увеличивается в присутствии хлорида магния, который вступает в обменную реакцию с гидроксидом кальция, образуя хорошо растворимый хлорид кальция.
  • Магнезиальная. Вода содержит более 750 мг/л магния двухвалентного. Предел допустимой концентрации ионов магния зависит от марки цемента, условий, конструкции сооружения, содержания сульфатных ионов и изменяется в широких пределах: от 1,0 до 2,5 %.
  • Сульфатная. Вода содержит свыше 250 мг/л сульфатных ионов. Присутствующие в воде в больших концентрациях сульфатные ионы, проникая в бетон, при кристаллизации образуют кристаллогидрат сульфата кальция, являющийся причиной вспучивания и разрушения бетона.
  • Углекислотная. Вода содержит свыше 3—4 мг/л углекислоты. Растворение карбоната кальция под воздействием растворённого диоксида углерода с образованием легкорастворимого гидрокарбоната кальция провоцирует процесс разрушения бетона.

Грунтовые воды — источник водоснабжения[править | править код]

Шипот — подземный источник водоснабжения

Грунтовые воды относительно легкодоступны, и поэтому имеют большое значение для водоснабжения промышленных предприятий и различных населённых пунктов[2].

Для добычи грунтовых вод делают колодцы, скважины с гравийной отсыпкой в сочетании с фильтрами из сетки галунного плетения.

Грунтовые воды можно использовать в качестве обширного резервуара для запасания воды во время наводнений и её расходования во время засух[3].

Во влажном климате интенсивно происходят инфильтрация и подземный сток. При этом горные породы и почвы выщелачиваются, и из них выносятся легко растворимые соли — хлориды и сульфаты. Грунтовые воды в таких условиях пресные; они содержат лишь относительно малорастворимые соли (в основном гидрокарбонаты кальция). В засушливом тёплом климате (в сухих степях, полупустынях и пустынях) вследствие кратковременности выпадения и малого количества атмосферных осадков, а также слабой дренированности местности подземный сток грунтовых вод не развивается; вместо этого они испаряются и засоляются[2]. Вблизи рек, водоемов, водохранилищ и т. п. грунтовые воды в значительной степени опреснены и по качеству могут удовлетворять нормам питьевой воды.

Минерализация — сумма всех минеральных веществ, растворённых в воде, выраженная в граммах абсолютно сухого остатка, полученного выпариванием 1 л воды. Классификация вод по степени минерализации:

  • Пресные — до 1 г/л. Преобладающий химический тип вод: гидрокарбонатные кальциевые.
  • Слабосолоноватые — 1—3 г/л. Сульфатные, реже хлоридные.
  • Солоноватые — 3—10 г/л. Сульфатные, реже хлоридные.
  • Солёные — 10—15 г/л. Сульфатные, хлоридные.
  • Рассолы — больше 50 г/л. Хлоридно-натриевые.

Жёсткость воды обусловлена присутствием в воде ионов кальция и магния. Различают:

  • общую жёсткость (сумма мг экв. ионов Ca и Mg в литре воды),
  • карбонатную (величина рассчитывается по количеству гидрокарбонатных и карбонатных ионов) и
  • некарбонатную (жёсткость общая за вычетом жёсткости карбонатной).

По общей жёсткости воды подразделяются на 5 типов:

  • очень мягкая: <1,5 мг экв./л,
  • мягкая: 1,5—3 мг экв./л,
  • умеренно жёсткая: 3—6 мг экв./л,
  • жёсткая: 6—9 мг экв./л,
  • очень жёсткая: >9 мг экв./л.

Вблизи свалок, скотобаз, скотомогильников, различного рода химических, радиоактивных захоронений грунтовые воды заражены. Грунтовые воды являются показателем чистоты почв, местности.

Количество воды, просачивающейся через пористые породы, определяется по формуле: Q=kω0I{\displaystyle Q=k\omega _{0}I}, где I{\displaystyle I} - падение напора на единицу длины пласта в направлении фильтрующегося потока, ω0{\displaystyle \omega _{0}} - площадь сечения пласта плоскостью, перпендикулярной к направлению потока, k{\displaystyle k} - коэффициент фильтрации: k=Cdeμ{\displaystyle k=C{\frac {d_{e}}{\mu }}}, где C=0,80{\displaystyle C=0,80} для очень плотных песков, C=1,55{\displaystyle C=1,55} для песков средней пористости, C=2,00{\displaystyle C=2,00} для песков, составленных из округлённых частиц почти одинакового диаметра, de{\displaystyle d_{e}} - эффективный диаметр частицы, определяемый на основе данных механического анализа образца грунта, μ{\displaystyle \mu } - вязкость фильтрующейся жидкости[4].

  • Словарь по инженерной геологии / В. Д. Ломтадзе; Санкт-Петербургский горный ин-т СПб, 1999.
  • Пашков Н. Н., Долгачев Ф. М. Гидравлика. Основы гидрологии.. — М,: Энергия, 1977. — 408 с.

На какой глубине находятся грунтовые воды

В большинстве домов обустроено централизованное водоснабжение. Но в силу отдаленности от населенного пункта или по другим причинам в некоторых загородных коттеджах, на дачах его нет. Хозяевам приходится бурить скважину или обустраивать колодец.

Для определения горизонта залегания источника приходится прибегать к помощи профессионала. Его услуги обойдутся недешево. Глубина залегания грунтовых вод может быть установлена самостоятельно. При этом получится существенно сэкономить средства семейного бюджета на обустройство системы водоснабжения. Для этого применяется несколько несложных подходов. Перед началом работы необходимо рассмотреть всю процедуру подробно.

Вид подземных вод

Глубина залегания уровня грунтовых вод разная. От этого показателя зависит тип источника. Его учитывают при проведении системы водоснабжения. Самый близкий к поверхности слой называется верховодкой. Он расположен на глубине 2-3 м. Такой источник применим только в технических целях.

на какой глубине находятся грунтовые воды

Далее следуют грунтовые воды со свободной поверхностью. Также есть межпластовые безнапорные и напорные артезианские источники. Самой чистой, пригодной для питья считается последняя разновидность. Химический состав и качество — самые высокие среди всех источников. Слой воды может проходить в песчаных, глинистых почвах или в гравии.

Особенности грунтовых вод

Перед тем как определить глубину залегания грунтовых вод, необходимо узнать об их особенностях. В первую очередь на их расположение влияет тип местности. В степи, где поверхность ровная, пласты пролегают равномерно. В любой точке их глубина одинакова.на какой глубине находятся грунтовые воды

Но при наличии ухабов, горок вода также расположена изгибисто. Эксперты рекомендуют при создании скважины учитывать такие особенности рельефа. Если нужна вода в технических целях, можно использовать первый слой. Он ближе других подходит к поверхности.

В питьевых целях необходимо применять воду хотя бы из второго слоя. Если местность холмистая, бурить скважину лучше на возвышенности. В этом случае слой почвы лучше отфильтрует такую воду.

В болотистой местности грунтовые воды могут подходить к поверхности на глубине всего 1 м. Разрабатывая скважину, к этому нужно быть готовым.

Грунтовые воды Московской области

Перед бурением скважины владельцы собственного дома должны навести справки об особенностях слоев подземных источников. Например, глубина залегания грунтовых вод в Московской области характеризуется неоднородностью.

Здесь выделяется 5 основных слоев. Все они неодинаково расположены и обладают разной мощностью. Первые три слоя характеризуются низким напором. Их применяют в технических целях. Водоразгрузка происходит в небольших ручьях и реках. Эти грунтовые воды пополняются в весенний период, когда снега начинают таять.на какой глубине находятся грунтовые воды

В доломитовых и известняковых породах залегают два нижних слоя. Глубина их залегания составляет около 100 м. Именно эти источники пригодны в питьевых целях. В Московской области центральное водоснабжение проложено именно из этих источников.

Подготовка к замеру

Условия увлажнения и глубина залегания грунтовых вод довольно тесно связаны. Собираясь производить измерения, необходимо правильно выбирать время. При этом не должно быть ни засухи, ни затяжных дождей. Все погодные условия влияют на результат замеров.на какой глубине находятся грунтовые воды

Чтобы определить глубину нахождения грунтовых вод, необходимо воспользоваться одним из несложных способов. Для этого необходимо подготовить все подручные средства и материалы. Из инструментов потребуются обычная штыковая лопата, бур, рулетка. Также необходимо подготовить длинную веревку.

Помимо инструментов нужны определенные химические элементы. Это сера, негашеная известь и медный купорос. Для разных методик потребуются те или иные подручные средства.

Бурение

Определение глубины залегания грунтовых вод возможно при помощи нескольких способов. Самым надежным из них считается бурение. При этом удается точно определить, какая глубина у подземного источника, нет ли на пути к нему значительных препятствий в виде камней.на какой глубине находятся грунтовые воды

Для работы подойдет обычный заводской бур. При желании на его лопасти приваривают дополнительные лезвия. Инструмент врезается в мягкий грунт. Его достают вместе с землей на поверхность. Чтобы размягчить грунт, его поливают водой.

При помощи резьбового, втулочного соединения бур скрепляют с трубами, чтобы углубиться на нужный уровень. Далее при помощи веревки делают замеры. Скважина должна быть на 0,5-1 м глубже, чем поверхность воды. К веревке крепят бумагу и проверяют, на каком уровне она намокнет.

Применение химикатов

Если бурить скважину не хочется, есть более простой способ того, как узнать глубину залегания грунтовых вод. Для этого лопатой в предполагаемом месте роют ямку. Она может быть около 0,5 м глубиной. В нее требуется установить глиняный горшок.

В сосуде в равных пропорциях смешивают негашеную известь, серу и медный купорос. Далее яму закапывают и оставляют на сутки. После этого горшок достают на поверхность и взвешивают. Чем тяжелее он стал, тем ближе грунтовые воды подходят к поверхности. Этот метод является недостаточно точным, но его применяют с самых давних времен. Только сейчас его усовершенствовали.

Барометр

Еще одним надежным способом определить то, какова глубина залегания грунтовых вод в данной местности, является применение барометра. Однако следует учесть, что для его применения требуется присутствие в округе водоема.

Если таковой имеется, можно приступать к замеру. Каждое деление барометра соответствует 1 м глубины. Сначала с прибором необходимо подойти к водоему. Здесь показания барометра записывают.

Далее отходят от водоема до предполагаемого места бурения скважины. Показания прибора помечают. Разница между первым и вторым замером приблизительно равна глубине подземного источника.на какой глубине находятся грунтовые воды

Этот метод также не очень точный. Погрешность искажает реальную картину. Но общий принцип понять можно.

Народный способ

Глубина залегания грунтовых вод может быть определена народными методами. В первую очередь необходимо обратить внимание на растительность. Где источник близко подходит к поверхности, она зеленее, ярче. В таких местах любят расти камыш, плющ, незабудка и прочие влаголюбивые представители флоры.

Народный подход предполагает следующее. Необходимо в мыльном растворе вымыть и хорошо высушить шерсть. На предполагаемом месте для опыта убирают растительность.

На земле раскладывают шерсть. На нее укладывают сырое яйцо и всё накрывают сковородкой. Утром оценивают результат опыта. Если яйцо и подстилка из шерсти покрылись каплями росы, значит, вода близко подходит к поверхности. Но проводить такую процедуру нужно в сухую погоду.

Рассмотрев то, как определяется глубина залегания грунтовых вод, можно самостоятельно произвести замеры. В зависимости от выбранного способа можно получить более точный или приблизительный результат. Всю работу можно произвести самостоятельно. При этом получится значительно сэкономить средства семейного бюджета.

≡  24 Июль 2016   ·  Рубрика:

Скважины

Размер текста

Первая задача на приобретенном участке – определение глубины залегания грунтовых вод. Ведь она нужна не только на личное потребление на даче, но, и в больших количествах, на строительство дома и хозяйственных построек на будущей даче. Эти две задачи решить одновременно возможно только с определенными оговорками. Например, верховодный слой может дать воду только на хозяйственные нужды, даже после кипячения ее качество вызывает опасения. При какой глубине заполненной водой скважины она будет, без дополнительной обработки, пригодна к употреблению, рассмотрено в этой статье.

Подпочвенные воды

на какой глубине находятся грунтовые воды

Рис.1. Схема размещения водоносных пластов и изолирующих водонепроницаемых слоев грунта

Подпочвенный водоносный слой находится непосредственно под грунтами, это так называемая верховодка. Образуется талыми и дождевыми водами, проникшими через тонкий слой рыхлых почв, и поэтому практически не фильтруется. Часто она бывает насыщена растворенными удобрениями с полей и отходами жизнедеятельности человека и скота с близлежащих ферм. По качеству вода может быть использована только на технические нужды и полив огорода на даче.

Такой водоносный слой может залегать на глубине от 2-х метров в средние периоды, а весной и осенью часто выходит на поверхность. В этих местах строительство зданий и сооружений под большим вопросом ввиду неустойчивых грунтов. Перед принятием решения должна быть тщательно изучена карта гидрогеологической обстановки в районе застройки.

на какой глубине находятся грунтовые воды

Рис.2. Пример гидрогеологической карты

На примере рис.2 показана карта с очерченными разведанными запасами грунтовых вод, их характеристика, виды водозаборов и глубина залегания с характеристиками воды.

В таких местах целесообразно отказаться от застройки из-за близкого залегания грунтовых вод, либо применить свайный вариант фундамента и бурить лидерные скважины.

Типичным представителем водозаборных устройств на даче для верховодки является колодец глубиной до 10 метров. Таким устройством выбор не ограничен – весьма распространенным вариантом является абиссинский колодец. Его преимущество состоит в применении ручного насоса для откачки воды, что позволяет им пользоваться при отсутствии электроэнергии.

Второй песчаный горизонт

Подложкой верховодного слоя грунтовых вод могут служить аллювиальные грунты, состоящие из смеси песка и водоупорных глин. Обычно этот слой не бывает мощным и имеет невысокую водопроницаемость. Основной водообмен с верховодным слоем происходит через зоны трещиноватости и разломы с преобладанием мелкодисперсных песков. Фильтрующие возможности такого слоя ограничены и зависят от его толщины и состава. Поэтому проверка воды из него в лаборатории Водоканала обязательна.

Вода в слое может быть подпертой, то есть она в нем находится под давлением, что обусловлено превышением соседних уровней над точкой забора на участке.

Величина залегания грунтовых вод, которые может поставлять второй слой, от 7 до 30 метров. Причем, чем с большей глубины забирается вода, тем больше вероятность, что в скважине будет достаточно чистая питьевая живительная влага, вполне пригодная для использования на даче после кипячения.

Бурить на такую глубину можно даже вручную, и не исключен вариант фонтанирования скважины водой, подпертой внутренним давлением водоносного слоя. Выбор за вами, но профессионалы сделают это более качественно.

Типичные представителем водозаборных устройств на таких водоносных горизонтах является колодец – скважина или ствол средних диаметров (108 – 168 мм). Такие водозаборы на даче подлежат лицензированию и должны находиться под постоянным контролем государства.

Глубинные (артезианские) водонесущие пласты

Иметь на даче артезианскую скважину – мечта любого хозяина. Нужно заметить – мечта трудноисполнимая. В соответствии с требованиями закона о недрах такой водозабор подлежит обязательному лицензированию, а санитарно – охранная зона скважины составляет не менее 30 метров от нее в любую сторону. Таким образом, зона отчуждения составит порядка 40 соток, причем на этой территории запрещены любые виды хозяйственной деятельности. Продадут ли вам эту землю – большой вопрос и сколько она будет стоить? Хотя места в России много.

Возможен выбор при решении задачи – бурить коллективный артезианский водозабор на небольшой поселок, тогда расходы не покажутся избыточными.

Глубина скважины на воду в этом случае может колебаться от 70 до 200 метров, бурить на такие горизонты залегания – вполне обычная практика. Качество живительной влаги из таких скважин, как правило, получается очень высоким, она прозрачна и вкусна, что не удивительно при такой толщине фильтрующего слоя. Информацию о значимости и качестве воды в пласте может дать гидрогеологическая карта района.

Отдельно стоит упомянуть гравийный водоносный слой. Бурить в такой среде очень сложно, самым производительным является процесс при промывке. Но если применяются глинистые смеси, засорение скважины очень значительно и потребует длительной раскачки, даже если вода окажется подпертой внутренним давлением в пласте. Качественно вскрытый пласт дает хороший дебет и вкусную воду.

Определение близкой воды

Прежде всего, нужно воспользоваться способом наблюдений. Наличие грунтовых вод с небольшой глубиной залегания можно определить по таким признакам:

  • сгущение тумана в отдельных местах на участке в тихие утренние часы позволит определить близкий к поверхности водоносный слой;
  • столб мошкары в тихий вечер укажет близкую воду на даче;
  • в местах произрастания папоротниковых растений, хвощей и других влаголюбивых растений явно укажет на близкий выход воды к поверхности на участке.

Определить наличие воды можно и традиционными способами, например:

  • в глиняный горшок поместить порцию силикагеля ( ранее применяли соль, медный купорос и другие влагопоглотители, вплоть до сахарного песка и других материалов) и тщательно его взвесить;
  • укутать горшок в ткань и зарыть в перспективных местах на глубину порядка 0,5 метра;
  • извлечь его через сутки и снова взвесить;
  • по изменению веса можно судить о количестве поглощенной влаги, следовательно – определить наличие воды;
  • если использовать несколько горшков, размещая их на места, определенные наблюдениями можно сделать вывод о месте бурения скважины на даче.

Узнать о перспективах водоснабжения поможет гидрогеологическая карта района изысканий, которую можно найти в сети или в местных организациях, занимающихся бурением скважин.

Однако, наиболее точную информацию о глубине залегания грунтовых вод дает разведочное бурение. Особенно если применяется колонковый метод, позволяющий не только определить наличие воды на участке, но и определить состав грунтов по извлекаемым кернам. Сколько может скважина дать воды определяется пробной откачкой.

на какой глубине находятся грунтовые воды

Рис.3. Разведочное бурение скважины на воду шнековой установкой

От глубины залегания грунтовых зависит выбор способа бурения, подбор насосного и водоочистного оборудования, а также конструкции скважин.

Важным представляется вопрос сохранения водных горизонтов, предотвращая их смешивание. Если производится бурение на второй песочный слой, необходимо принимать меры для предотвращения свободного попадания воды из верховодки в следующий за ним водоносный пласт. Для этого нужно устраивать глинистую перемычку.

После того, как обсадка укреплена гравийной засыпкой полости между стенкой скважины и трубой, нужно устроить заглушку из глинистого раствора в том же пространства. Для этого нужно развести глину до консистенции жидкой сметаны и залить ее в межстеночное пространство. Сколько раствора достаточно для образования пробки высотой 1,0 – 1,5 метра, это зависит от разности диаметров обсадки и ствола скважины. Подобный затвор всегда находится и между песочным и известняковым водонесущими пластами, если вы продолжаете бурение до артезианского уровня.

Советуем почитать: Водоносный горизонт

Поделиться с друзьями:

Возможно вам также будет интересно почитать:

Пользуясь сайтом

oBurenie.ru вы автоматически соглашаетесь с

политикой конфиденциальности

для использования любых доступных средств коммуникации таких как: комментарии, чат, форма обратной связи и т.д.

Дата: 20.05.2015

Рейтинг: 90

Грунтовые воды — это подземный слой воды, который постоянно располагается на определенном уровне. Этот слой воды может быть образован атмосферными осадками, водой из близлежащих водоемов или естественным притоком жидкости к верхним слоям почвы. Издавна люди пользовались этим водоносным слоем почвы при создании колодцев, откуда они черпали воду.

на какой глубине находятся грунтовые воды

Если грунтовые воды залегают близко к поверхности почвы, возводить фундамент на этом месте не рекомендуется в связи с высоким риском разрушения строения.

Однако водоносный слой может нести и негативные последствия: при возведении фундамента зданий, особенно крупных, велик риск их разрушения, если они доходят до уровня подземных вод. Поэтому и для жителей частного сектора, и для строителей важно точно знать, на каком уровне находятся грунтовые воды и как определить глубину залегания их под землей.

Первые шаги для измерения глубины нахождения водоносного слоя

Схема залегания подземных вод.

Для того чтобы узнать глубину залегания грунтовых вод, есть несколько способов. Но расскажем про самые легкие и распространенные. Для того чтобы приступить к определению уровня залегания грунтовых вод, необходимо запастись такими предметами, как обычная лопата, бур, длинная веревка, рулетка и химические препараты: сера, медный купорос и негашеная известь. При определении уровня залегания грунтовых вод стоит учитывать и фактор времени. Желательно проводить измерение весной, ведь в это время уровень подземных вод максимально высок. Другим подходящим временем года можно назвать осень, так как это сезон атмосферных осадков, от которых грунтовые воды поднимаются.

Нюансы, которые нужно учитывать перед началом

Схема движения грунтовых вод: 1-песок, 2-суглинок, 3-минимальный уровень грунтовых вод, 4- максимальный уровень грунтовых вод.

Перед началом определения уровня залегания грунтовых вод нужно знать, с каким видом почвы и местности имеем дело. Например, в равнинной местности подземные воды залегают практически на одном уровне, чего не скажешь об ухабистых или холмистых территориях. Если вы собираетесь рыть скважину для питьевой воды, то лучше делать это на возвышенной местности, так как грунт лучше отфильтрует талую воду и атмосферные осадки. В болотной местности глубина, на которой находится вода, обычно невелика и составляет не более 1-го метра. К неточности измерения могут привести также обильные осадки или засуха, поэтому лучше измерять глубину при обычной погоде.

Следует учитывать, что грунт имеет 3 водоносных слоя. И в том случае, если вам нужен колодец, измерять глубину необходимо до второго слоя залегания воды, так как первый обычно загрязнен и непригоден для питья.

Процесс определения уровня залегания подземных вод

Первое, что нам понадобится в процессе определения уровня залегания грунтовых вод — бур. Его можно заменить обычной металлической трубой, диаметр которой должен составлять примерно 70 мм. С помощью бура и лопаты необходимо пробурить достаточно глубокую скважину. Она должна доходить до водоносного слоя почвы и уходить глубже. Скважину лучше всего бурить где-то посередине предполагаемой постройки, которая будет находиться на этой территории. При бурении нужно через каждый метр-полметра проверять грунт. После того как скважина была выбурена, нужно взять веревку и привязать к ней груз. Эту нехитрую конструкцию опускаем в скважину. Желательно делать пометки, например, из бумаги через каждый метр веревки. Там, где бумажка остается сухой, и находится верхний порог залегания грунтовых вод. Вот так легко и просто можно определить глубину залегания грунтовых вод.

Если же лень бурить скважину и орудовать буром, то можно работать с помощью лопаты. Вырыв яму глубиною около полуметра, в нее нужно поместить глиняный горшок с равными весовыми долями медного купороса, негашеной извести и серы. После этого яму нужно зарыть. Через сутки горшок следует откопать и взвесить. Чем больше увеличилась его масса, тем ближе находятся грунтовые воды.

Узнать глубину с помощью народной мудрости

Определение глубины залегания подземных вод можно осуществить и с помощью народных примет. Конечно, точных данных относительно глубины таким образом узнать не удастся, но выяснить, где вода поднимается на максимальную высоту, можно. В этом нам может помочь растительный мир. Как правило, в местах, где водоносный слой почвы ближе всего к поверхности, растительность приобретает более насыщенный зеленый цвет, чем в других местах. Следует обращать внимание на наличие таких представителей флоры, как камыш, незабудка, различные хвощи. Значит, поблизости место залегания грунтовых вод. Есть еще один народный метод для определения примерной глубины залегания грунтовых вод. Для его использования понадобятся мыло, шерсть, яйцо и сковородка.

Таблица определения глубины грунтовых вод с помощью растений.

Для начала участок почвы, на котором будут производиться измерения, стоит очистить от растительности и дерна. Но не спешите выбрасывать дерн! После того как небольшой участок расчищен, его нужно покрыть сухой, промытой в мыльном растворе и обезжиренной шерстью. На слой шерсти нужно положить яйцо и накрыть сковородой. Результаты такого измерения станут известны утром: если яйцо и шерсть покрылись каплями росы, значит, глубина залегания воды отнюдь не велика. Стоит учесть, что этот метод срабатывает только в сухую погоду.

Рекомендации для строительства зданий

В том случае, если вы хотите определить глубину залегания грунтовых вод для того, чтобы строить фундамент здания, то делать это нужно на ровной местности. Глубина залегания должна быть такой, чтобы вода находилась максимально далеко от нижней части фундамента, иначе он рискует постепенно разрушаться под влиянием жидкости. Геологи без труда определят оптимальный уровень воды для безопасного строительства.

Так, определить глубину залегания подземных грунтовых вод совсем не сложно.

Для этого существуют как современные способы, так и народные.

То, что народ издавна занимался определением глубины уровня воды под землей, свидетельствует о том, как важна эта процедура, особенно перед началом строительства.

Наши предки же использовали свои наблюдения для нахождения оптимального места для рытья колодцев. Определить глубину водоносного слоя было важно и в древние времена, и сейчас, ведь вода является источником питья и важным фактором при строительстве.

Грунтовые воды и их влияние на грунты основания — SGround.ru

Грунтовые воды и их влияние на грунты основания

Как грунтовые воды влияют на фундаменты?

Оглавление

  1. Введение
  2. Влияние грунтовых вод на свойства грунтов основания
  3. Агрессивность грунтовых вод
  4. Водоносные горизонты и верховодка
  5. Уровень грунтовых вод
  6. Максимальный прогнозный (расчетный) УГВ
  7. Капиллярное поднятие грунтовых вод
  8. Искусственное снижение уровня грунтовых вод
  9. Заключение
  10. Связанные статьи

1. Введение

Грунтовые воды и их влияние на грунты основания

Как уже отмечалось в других статьях, касающихся морозного пучения грунтов, близость уровня грунтовых вод к фронту промерзания имеет решающее влияние на процессы пучения. Но грунтовые воды опасны не только этим – в теплое время года замачивание так же вызывает резкое снижение показателей физико-механических свойств грунтов по сравнению с сухим или умеренно влажным состоянием. Да и для самих конструкций грунтовая вода не лучший сосед, разберемся почему.

 

 

2. Влияние грунтовых вод на свойства грунтов основания

Все связные дисперсные грунты (суглинки, глины, супеси) ухудшают свои физико-механические характеристики при увеличении влажности. При малой влажности глинистые грунты находятся в твёрдом состоянии. С ростом влажности глинистых грунтов они переходят в пластичное состояние, удельное сцепление с и угол внутреннего трения φ закономерно снижаются за счет ослабления структурных связей и смазывающего действия воды на контактах частиц. При дальнейшем увеличении влажности она обычно достигает влажности на границе текучести и грунт разжижается, приобретая свойства вязкой жидкости.

[Глинистые грунты при увеличении влажности сильно снижают свои прочностные качества вплоть до перехода в жидкое состояние]

Грунтовые воды и их влияние на грунты основанияФото: Под воздействием влаги грунт потерял несущую способность

На несвязные дисперсные грунты (пески, щебенисты грунты) влажность влияет меньше, т.к. удельное сцепление в них практически отсутствует, а трение между частицами во многом обусловлено формой и характером их поверхности. Однако наличие воды в таких грунтах все же снижает внутреннее трение φ — до 20%.

[Пески и крупнообломочные грунты меньше подвержены влиянию влажности, однако и на них грунтовые воды действуют отрицательно, снижая внутреннее трение до 20%]

В твердой компоненте грунтов могут содержаться и растворимые в воде минералы: гипс, кальцит, каменная соль и др., а также органические вещества, которые под воздействием грунтовых вод растворяются ослабляя структурные связи или образуют пустоты.

Кроме того, существуют специфические грунты, которым контакт с водой противопоказан – это просадочные и набухающие грунты.

Просадочные грунты имеют крупные поры (макропоры) и низкую влажность и в сухом состоянии мало чем отличаются от обычных глинистых грунтов. Но после замачивания они быстро размокают, теряя структурные связи и под нагрузкой резко сжимаются за счет схлопывания пор — просаживаются. Иногда суммарная просадка основания при этом может быть очень велика до метра и более.

Набухающие грунты — глинистые грунты с большим содержанием гидрофильных глинистых минералов и малой влажность в природном состоянии. Поступающая в набухающие грунты влага поглащается поверхностью глинистых частиц, образуя гидратные оболочки. При первоначальном относительно близком расположении частиц, под действием гидратных оболочек они раздвигаются, вызывая увеличение объема грунта и подъем поверхности (почти как при пучении).

3. Агрессивность грунтовых вод

Большинство грунтовых вод являются агрессивной средой для стальных конструкций, то есть погруженные в них конструкции будут разрушены за сравнительно короткий срок: от 1 до 10 лет или даже быстрее.

Так же при определенном химическом составе грунтовые воды оказывают разрушающее воздействие и на бетонные и железобетонные конструкции. Грунтовые воды, способные разрушать цементные бетоны и растворы, называются агрессивными. Агрессивность их зависит от химического состава растворенных в них солей и кислот. Эти вещества попадают в воду из подземных естественных залежей или из отбросов производств. Поэтому агрессивные воды встречаются повсеместно.

Грунтовые воды и их влияние на грунты основания

Грунтовые воды и их влияние на грунты основанияФото: Разрушение железобетонных конструкций под воздействием агрессивной среды

Агрессивность грунтовых вод по отношению к бетону оценивается по содержанию: бикарбонатной щелочности, водородного показателя pH, содержанию свободной углекислоты CO2, содержанию магнезиальных солей (в пересчете на ионы Mg), содержание едких щелочей (в пересчете на ионы K и Na) содержание сульфатов (в пересчете на ионы SO4), содержание едких щелочей (хлоридов, сульфатов, нитратов). Все эти показателю определяются в лаборатории при проведении инженерно-геологических изысканий.

Вода, даже с малым количеством вредных веществ, может оказаться опасной для бетона, так как вследствие непрерывного движения воды в грунте на бетон действуют все новые и новые частицы вредных примесей. Поэтому всегда при инженерно-геологических изысканиях следует производить химический анализ воды.

Во всякой воде имеется, хотя бы в ничтожном количестве, углекислота (СО2). Она может быть связанной (неактивной, неспособной вступать в какие-либо новые соединения) и свободной (активной). Связанная углекислота для бетона безвредна. Свободная (называемая агрессивной) углекислота вступает в реакцию с известью бетона и образует растворимые в воде соли.

В сильно загрязненной воде, при наличии в ней и свободной углекислоты (СО2), и сульфатов (S04), и хлоридов (Сl), и окиси магния (MgO), путем взаимодействия с бетоном образуются растворимые соли, и потому агрессивность воды зависит от совокупности всех этих примесей.

В сравнительно чистой воде при отсутствии хлора (Cl) и свободной углекислоты (СО2), при наличии солей магния (MgO) и натрия (NaO) в количестве, меньшем 60 мг/л, вредны растворы гипса, так как они ведут к образованию сложных солей («цементная бацилла»), которые увеличиваются в объеме и потому разрушают бетон. Весьма вредны примеси азотной и азотистой кислот и аммиака. Наоборот, кремнекислота в любом количестве безвредна.

По степени воздействия на конструкции, воды подразделяются на: неагрессивные, слабоагрессивные, среднеагрессивные и сильноагрессивные (СП 28.13330.2012 Защита строительных конструкций от коррозии).

Агрессивность грунтовых вод зависит не только от концентрации вредных веществ, но и от коэффициента фильтрации грунта (от скорости прохождения воды сквозь грунт).

[Агрессивное воздействие грунтовых вод зависит от способности вмещающего грунта пропускать воду (фильтровать) – чем быстрее грунт пропускает воду, тем агрессивнее она будет воздействовать на конструкции]

Для повышения устойчивости бетонов к агрессивному воздействию жидкой среды применяют; сульфатостойкие цементы; более плотные бетоны с марками по водонепроницаемости W6, W8, W10 и более; гидроизоляцию поверхностей конструкций; водопонижение (дренаж) (см. разделы 5,3, 9.3 и таблицы приложений СП 28.13330.2012).

4. Водоносные горизонты и верховодка

Часто под землёй существует несколько водоносных горизонтов: 2, 3 и более.

Грунтовые воды и их влияние на грунты основания

Вода задерживается при просачивании с поверхности над водоупорными (главным образом – тяжелыми глинистыми) грунтами и скапливается в водопроницаемых (крупнодисперсных, песчаных) слоях, которые в этом случае называются водоносными. Если водоносный слой находится под водоупорным, то вода в нижнем водоносном слое часто находится под давлением вышележащих слоев. Если в верхнем слое отрыть котлован, то вода поступит в него снизу под давлением и поднимется выше уровня, на котором она первоначально появилась.

Такие воды называются напорными, а уровень, до которого они поднимаются, – установившимся уровнем грунтовых вод. Этот уровень должен выявляться при инженерно-геологических изысканиях и учитываться при проектировании.

Верховодкой называют ограниченный по площади локальный участок водонасыщенных грунтов, расположенный над линзой водоупора (глины, промерзшие грунты). Как правило верховодка имеет небольшую площадь и толщу, залегает близко к поверхности, выше уровня грунтовых вод. Уровень воды в верховодке сильно реагирует на поступление атмосферных вод.

Грунтовые воды и их влияние на грунты основания

5. Уровень грунтовых вод

[Уровень грунтовых вод (УГВ) – глубина относительно поверхности земли или высотная отметка зеркала свободной поверхности воды в скважине или шурфе. Принимают показатель установившегося уровня, не меняющийся на протяжении как минимум 30 минут]

Наиболее точным способом определения уровня грунтовых вод является бурение скважин или откопка шурфа (небольшого котлована) до появления свободной поверхности воды («зеркала») и дальнейшее заглубление на 0,5-1,5 метра.

Уровень грунтовых вод не является горизонтальной поверхностью и обычно меняется вместе с рельефом, повторяя его в сглаженной форме – при подъеме рельефа УГВ тоже поднимается, но в меньшей степени.

При наличии на участке открытых водоемов УГВ вблизи водоема совпадает с отметкой дневной поверхности открытой воды и меняется вместе с ней, а при отдалении от водоема отличается в большую или меньшую сторону.

В течении года УГВ так же не стоит на месте и постоянно меняется. Наивысший уровень грунтовых вод в широтах с значительным скоплением снега зимой обусловлен инфильтрацией талых вод в весенний период. Второй, менее выраженный высокий уровень, приурочен к осеннему периоду дождей. Самый низкий уровень наблюдается летом и в конце зимы.

После зимнего минимума происходит резкий подъем УГВ при таянии снега. Продолжительность весеннего максимума часто не превышает 10 дней

Изменение рельефа при строительстве и планировке грунтов могут нарушать естественные процессы перераспределения и движения грунтовых вод, а, следовательно, изменять уровень грунтовых вод. Основными техногенными нарушениями являются:

  • Нарушение поверхностного стока атмосферных вод – текли себе ручейки много лет по одному месту, а тут при строительстве все перекопали, участок подняли и в итоге соседний участок стал утопать в воде. Такое явление встречается достаточно часто.
  • Экранирование поверхности грунта на большой площади. После этого произойдет накопление влаги под закрытым участком и повышение влажности грунтов основания.

Грунтовые воды находятся в постоянном движении, хоть это движение и медленное, и не заметное человеческому глазу, но оно непрерывно происходит как по вертикали, так и по горизонтали в сторону областей разгрузки (водоемы, низины, реки и т.д.).

Грунтовые воды и их влияние на грунты основания

6. Максимальный прогнозный (расчетный) УГВ

В качестве расчетных горизонтов грунтовых вод следует принимать их наивысшие уровни весной и осенью, а при наличии данных и в конце зимы

Если есть необходимость получить расчетный уровень грунтовых вод, то следует воспользоваться нормативной литературой. Например, «пособие к СНиП 2.05.02-85 По проектированию методов регулирования водно-теплового режима верхней части земляного полотна» раздел 3.

Расчеты громоздкие и здесь я их приводить не буду. Отмечу только что при выполнении инженерно-геологических изысканий в отчетах как правило указывают о возможности изменения УГВ на величину +/- 1,0 м от полученного при изысканиях положения. Реже колебания принимают +/- 0,5 или +/- 1,5 м.

[Таким образом за расчетный уровень грунтовых вод, как правило, следует принимать уровень на 1,0 метра выше чем тот что был получен замером при изысканиях.]

7. Капиллярное поднятие грунтовых вод

[Водонасыщенными являются не только грунты ниже уровня грунтовых вод, но и некоторая толща грунтов выше него – это слой капиллярного поднятия грунтовых вод]

За толщину слоя капиллярного поднятия воды принимается расстояние от уровня подземной воды со свободной поверхностью (в скважине) до отметки, где влажность глинистого грунта не превышает влажности на границе раскатывания.

[Влажность на границе раскатывания WР — соответствует влажности, при которой грунт теряет пластичность и переходит в твердое состояние. Граница раскатывания качественно соответствует такому состоянию, при котором жгут, раскатанный из грунта до диаметра 3 мм начинает крошиться на кусочки до 1 см длиной.]

Толщину слоя капиллярного поднятия называют морозоопасной «каймой» над уровнем подземной воды. Эта кайма зависит от состава и сложения грунта в природных условиях, и толщина ее колеблется в пределах от 0,3 до 3,5 м в зависимости от степени дисперсности грунта.

Капиллярное поднятие воды в грунтах происходит под действием поверхностной энергии минеральных частиц грунта и, следовательно, зависит от их удельной поверхности. Например, в песках круглых и средней крупности удельная поверхность частиц сравнительно небольшая, поэтому в этих песках почти не наблюдается капиллярного поднятия воды и вследствие этого отсутствуют деформации морозного пучения (они относятся к непучинистым грунтам).

Пески мелкие и пылеватые состоят из более мелких частиц по сравнению с песком крупным, и вследствие взаимодействия удельной поверхности минеральных частиц с водой капиллярное поднятие в природных условиях наблюдается на высоту от 0,3 до 0,5 м. В супесях высота капиллярного поднятия достигает от 0,5 до 1 м, в суглинах — до 1,5 м, в глинах — до 3 м.

Скорость передвижения воды по капиллярам значительно меньше, чем скорость подъема УГВ и обычно капиллярная кайма отстает от изменений УГВ.

Не все грунтовые воды имеют естественное происхождение. При прорыве водопровода локально водонасыщенные грунты при промерзании неравномерно вспучиваются, что вызывает серьезные повреждения зданий и сооружений.

8. Искусственное снижение уровня грунтовых вод (дренаж, водопонижение)

Для многих дачников и владельцев частных домов с подвалом вопрос снижения УГВ очень наболевший. Как можно справиться с высокими грунтовыми водами? – необходимо делать дренаж.

Дренажи бывают разных видов: горизонтальная система дренажных труб, вертикальный дренаж скважинами или иглофильтрами, открытый дренаж каналами и лотками и даже создание искусственных водоемов. Отток воды бывает естественным и принудительным – с помощью насосов.

[Дренаж в строительстве – в переводе на русский язык означает удаление/отведение воды. Иногда дренажом называют удаление воды с поверхности, но чаще речь идет об отводе грунтовых вод. Можно так же заменить термином «водопонижение»]

Главное при создании дренажа (водопонижении) это чтобы было куда отводить воду – необходимо такое место куда можно на длительный срок направить воду с осушаемого участка, не навредив при этом ни соседям и их постройкам, ни экологии.

Сток дренажных вод можно направить: в водосточную канаву за границей участка (если она есть), в ближайший водоем (если он не имеет рыбохозяйственного значения), в ливневую канализацию (если она есть), в сторону понижения рельефа (при наличии, и если там нет соседей).

Вообще в большинстве случаев дренаж выполнить реально. Это большая тема, требующая отдельного разговора, поэтому перенесем ее в отдельную статью.

9. Заключение

Глинистые грунты при увеличении влажности снижают свои прочностные качества вплоть до перехода в жидкое состояние. Пески и крупнообломочные грунты меньше подвержены влиянию влажности, однако и на них грунтовые воды действуют отрицательно.

В течении года УГВ не стоит на месте и постоянно меняется. Наивысший уровень грунтовых вод чаще всего наблюдается в весенний и реже в осенний периоды. Самый низкий уровень наблюдается летом и в конце зимы.

За расчетный уровень грунтовых вод, как правило, следует принимать уровень на 1,0 метра выше чем тот что был получен замером при изысканиях. Но водонасыщенными являются не только грунты ниже уровня грунтовых вод, но и некоторая толща грунтов выше него – это слой капиллярного поднятия грунтовых вод которая может иметь мощность до 3,5 м в зависимости от типа грунта.

Большинство грунтовых вод являются агрессивной средой для стальных конструкций, и довольно часто грунтовые воды оказывают разрушающее воздействие на бетонные и железобетонные конструкции.

Вывод — высоко расположенные грунтовые воды негативно влияют на характеристики большинства грунтов основания и часто оказывают агрессивное воздействие на сами конструкции фундаментов, да и выполнение строительных работ они сильно затрудняют, поэтому желанным гостем их никак не назовешь. При проектировании и строительстве этому обстоятельству следует уделять должное внимание, возможно Вам следует предусмотреть дренаж еще на стадии проектирования фундамента.

10. Связанные статьи

Дренаж участка, системы дренажа, водопонижение

Водоносный горизонт — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Водоносный горизонт или аквифер (англ. aquifer)[1] — осадочная горная порода, представленная одним или несколькими переслаивающимися подземными слоями горных пород с различной степенью водопроницаемости. Из подземной прослойки водонапорной проницаемой горной породы или неконсолидированных материалов (гравий, песок, ил, глина) могут быть извлечены подземные воды с помощью скважины.

Слои частично состоят из рыхлых материалов: гравия, доломита, ила, известняка, мергеля или песка. Трещины или пустоты между слоями заполнены подземными водами. Горизонт ограничен либо двумя водоупорными пластами (обычно глиной), либо водоупорным пластом и зоной аэрации.

  • Статический уровень или пьезометрический уровень в скважине, пробуренной на определенный водоносный горизонт. Измеряется в метрах от поверхности земли.
  • Динамический уровень, появляющийся в том случае, когда из скважины проводится водоотбор, например, погружным насосом. Измеряется в метрах от поверхности земли.
  • Забор воды из водоносного горизонта или дебит скважины измеряется в л/с, м³/ч, м³/сут, тыс. м³/год.
  • Коэффициент водопроводимости измеряется в м³/сут;
  • Скорость сработки статического уровня измеряется в метрах в год, показывает скорость падения уровня воды при заданном заборе воды;
  • Годовая амплитуда колебания уровня воды измеряется в метрах.
  • Глубина залегания подошвы слоя водоносного горизонта. Измеряется в метрах от поверхности земли.
  • Глубина залегания кровли слоя водоносного горизонта. Измеряется в метрах от поверхности земли.

Для добычи воды из водоносных слоёв бурят скважины (буровые), которые являются составной частью водозаборных сооружений.

Водоносные горизонты могут находиться на разной глубине. Те из них, что расположены ближе к поверхности, не только чаще других используются в качестве источников воды для потребления и ирригации, но и чаще пополняются дождями. Многие пустынные регионы имеют в своём составе известняковые холмы или горы, которые могут содержать грунтовые воды. Поверхностные водоносные горизонты, в которых добывается вода, имеются в отдельных частях гор Атлас в Северной Африке, на хребтах Ливан и Антиливан в Сирии, Израиле и Ливане, в части Сьерра-Невада и других горах на юго-западе США.

Чрезмерное использование может привести к снижению уровня грунтовых вод. Вдоль побережья некоторых стран, например Ливии и Израиля, рост населения и увеличившееся потребление воды привели к снижению уровня подземных вод и последующему их загрязнению солёной морской водой.

Геологические материалы могут быть классифицированы как сцементированные породы или неуплотнённые (свободные) отложения. Сцементированные породы могут быть образованы песчаником, сланцеватой глиной, гранитом и базальтом. Неуплотнённые породы содержат зернистые материалы как-то: песок, галечник, ил и глину. Четырьмя главными типами аквифера являются:

  • аллювий (песок, галечник и ил, отложенные реками),
  • пласт осадочных пород (уплотнённые отложения),
  • ледниковые отложения (неуплотнённые отложения, созданные ледниками),
  • вулканические метаморфические породы.

Подземные воды в аллювиях находятся в поровом пространстве между частицами, а в уплотнённых породах — в трещинах. Количество воды, которое может вмещать аквифер, зависит от его пористости, являющейся поровым пространством между зёрнами отложений или объёмом трещин в породе. Для движения воды в породе необходимо, чтобы поровые пространства были соединены между собой. Подземные воды движутся очень медленно внутри аквифера, и скорость движения зависит от размера пространств внутри грунта или породы, соединённости между собой этих пространств и градиента давления водной поверхности.

Крупнозернистые отложения как песок и гравий обладают более высокой пористостью, чем мелкозернистые отложения как глина и ил, и лучшей соединённостью пор. Крупнозернистые материалы более проницаемы ввиду того, что они обладают большими связанными пространствами или трещинами, позволяющими воде протекать.

В некоторых случаях поровые пространства могут быть заполнены мелкозернистыми отложениями, что уменьшает пористость и затрудняет движение воды, характеризуя аквифер слабопроницаемым. Очень важно уметь определять такие характеристики аквифера, как проницаемость для прогнозирования поведения подземных вод в аквифере.

  1. ↑ В российской гидрогеологии термин «аквафер» не употребляется в официальной и отчётной документации.

About Author


alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *