Грунтовые воды

Грунтовые воды в строительстве, их разновидности и защита от них

Грунтовые воды

В проектировании зданий учитывается множество расчетных величин, способных повлиять на строительство и эксплуатацию сооружения, и одной из них является уровень грунтовых вод.

Именно этот показатель будет основополагающим критерием в расчете стоимости застройки, технологии строительства, долговечности конструкции и условий эксплуатации здания.

Грунтовые воды зачастую осложняют строительство опорных конструкций и зданий в целом, поэтому, чтобы эффективно справиться с этой проблемой, нужно узнать о ней как можно больше информации, прежде чем начинать застройку.

Схема образования подземных вод.

Понятие в геологии

Уровень грунтовых вод — это слой почвы, ниже которого грунт насыщен водой до предела, то есть это ближайший к поверхности земли водоносный слой. Этот водяной слой отделен от низлежащего водонепроницаемыми породами глинистой или каменистой почвы. Глубина подземных вод зависит в основном от участка и от наличия водоемов поблизости.

В горах грунтовые воды могут залегать на глубине более 100 метров, а в низинах и болотистых местностях этот показатель может насчитывать от нескольких сантиметров до 2 метров.

В зависимости от времен года и интенсивности выпадения атмосферных осадков, уровень грунтовых вод постоянно изменяется, а колебания этой величины находятся в пределах нескольких метров.

Схема промерзания почвы.

Наименьший уровень подземных вод приходится на зимний период, когда из-за промерзания почвы грунт становится водонепроницаемым, а осадки выпадают в виде замерзших кристаллов воды, которые не растают до наступления тепла. Самый высокий уровень грунтовых вод отмечается весной, когда происходит таяние выпавших за зиму осадков.

Верхний слой почвы становится пористым, из-за чего вся влага, образовавшаяся на поверхности, просачивается в нижние породы до водонепроницаемого слоя, что влечет за собой повышение уровня залегающих грунтовых вод.

Именно поэтому для строительства зданий измерять показатель уровня подземных вод следует весной, чтобы избежать пучения грунта.

Различают следующие виды грунтовых вод:

  • верховодка;
  • грунтовые безнапорные воды;
  • артезианские воды.

Верховодка залегает на глубине 2-3 метров. В засушливую погоду, а также зимой исчезает, просачиваясь в нижние водоносные слои. Носит временный и сезонный характер. Имеет небольшую площадь распространения.

В песчаных почвах встречается крайне редко, для нее более типичны суглинистые или лесные породы.

Залегая в пределах пространства подземных частей здания, верховодка представляет высокую опасность для строительства, так как может стать причиной подтопления сооружения и пучения грунта вокруг фундамента.

Таблица условий понижения грунтовых вод.

Грунтовые безнапорные воды залегают на первом водоупорном слое от поверхности земли. Этот водоносный слой не перекрывается водонепроницаемыми слоями грунта. Свой водный пласт грунтовые воды наполняют не полностью, из-за чего они и являются ненапорными. Этот вид подземных вод носит постоянный характер во времени и значителен по площади распространения.

Питание грунтовых вод происходит в основном за счет инфильтрации атмосферных осадков. Именно этот тип грунтовых вод доставляет большее количество хлопот при строительстве опорных конструкций и устройстве котлованов. Дело в том, что высокий уровень безнапорных подземных вод не позволит произвести заливку фундамента из-за постоянного затопления водой строительного котлована.

Артезианские воды — это подземный слой воды, располагающийся между двумя водоупорными слоями почвы. Если по какой-либо причине будет пробит верхний водоупорный слой, то это приведет к выбросу залегающей воды под давлением на поверхность. Артезианские воды пролегают глубоко в почве и носят постоянный характер. Из-за своего расположения никак не влияют на строительство зданий.

https://www.youtube.com/watch?v=Y0OPmAChOJk

Проектирование любых сооружений, предполагающих заливку фундамента, всегда должно начинаться с измерения уровня залегания грунтовых вод. Чем выше их расположение, тем меньше грунт способен выдерживать несущие опоры.

Если залегание подземного водоносного слоя находится на глубине меньше 2 метров, то это считается высоким уровнем грунтовых вод.

При таком их расположении от строительства, требующего обустройства котлована или траншеи, стоит отказаться.

Схема пробной скважины для определения уровня грунтовых вод.

Также избегать строительства стоит, если при высоком уровне грунтовых вод между поверхностью земли и водоносным слоем находится песчаная почва с илистой примесью.

Попадание влаги в слои песчаной породы приведет к изменению грунта (он начнет «плавать»), что пагубно скажется на способности несущих конструкций выдерживать нагрузки, создаваемые самим зданием.

Если же на этом уровне расположен пласт глинистого сланца, то попадание в него воды приведет к его размягчению, из-за чего потеряется устойчивость почвы, что неминуемо будет способствовать искривлению уровня фундамента.

В любом случае, при наличии подобных проблем, стоимость застройки будет неоправданно высокой.

Дело в том, что подземные воды постоянно будут заливать вырытый котлован, даже при наличии качественной гидроизоляции и дренажа, что не позволит произвести заливку фундамента.

Такие меры лишь на короткий срок обеспечат необходимый эффект, но сами грунтовые воды не исчезнут и, по прошествии небольшого промежутка времени, снова восстановят свой первоначальный уровень.

От уровня грунтовых вод зависит не только сметная стоимость строительства здания, но и расходы на его эксплуатацию, и сам срок эксплуатации.

Уровень подземного водоносного слоя обуславливает ограничение в виде выбора фундамента, его глубины, размера и сроков строительства.

Помимо этих показателей, уровень подземного водоносного слоя накладывает ограничения на выбор материалов для застройки и их технических характеристик (плотность, прочность, водонепроницаемость и т.д.).

Решение об обустройстве цоколей и подвалов тоже напрямую зависит от уровня грунтовых вод.

Схема понижения грунтовых вод.

Поэтому в строительстве принята норма расстояния от основания фундамента до залегающих грунтовых вод, равная 0,5 метра и выше. Это позволит обустроить все несущие конструкции согласно нормам и гарантирует надежность эксплуатации построенного здания.

Если расчет был выполнен без учета этой нормы, то произойдет неравномерное пучение грунта, следствием чего станет перекос фундамента, который вызовет появление трещин в конструкциях, что может привести к их обрушению.

Именно поэтому уровень грунтовых вод необходимо определять еще на стадии проектирования здания.

Осуществить определение уровня грунтовых вод можно несколькими способами, но существует единое правило: все измерения проводятся весной, когда растает снег. Это обусловлено тем, что именно в этот период уровень залегающего водоносного слоя находится на максимальной отметке.

Самым простым и распространенным, но в то же время точным и эффективным способом является замер уровня воды в близлежащих к участку колодцах.

Дело в том, что колодец наполняется только за счет грунтовых вод, именно поэтому расстояние, которое находится между верхом колодца и поверхностью воды, и является уровнем залегания подземных грунтовых вод.

Для наиболее точного определения этого показателя замеры стоит выполнять в нескольких колодцах, находящихся вблизи участка для строительства.

Второй, не менее точный способ применяют, когда на близлежащих территориях к участку нет вырытых колодцев, — это бурение пробной скважины. Для этого способа с помощью садового бура нужно пробурить несколько скважин глубиной 2-2,5 метра, и, если в течение двух дней в них не появится вода, это означает, что она пролегает на достаточной глубине и при строительстве ее не стоит опасаться.

Схема изготовления маятника и рамки для поиска грунтовых вод.

Существуют еще старинные способы определения этого показателя. Например, нужно взять хорошо просушенный комок шерсти, сырое куриное яйцо (желательно более свежее) и глиняную глубокую посуду. После чего в предполагаемом месте строительства необходимо аккуратно снять слой дерна и в получившуюся ямку положить клочок шерсти, на шерсть положить куриное яйцо и все это накрыть глиняной посудой.

Затем все это аккуратно нужно накрыть слоем дерна, снятого с этого места. Результат смотрят на утро следующего дня. Нужно убрать слой дерна и аккуратно снять глиняную посуду, а затем внимательно осмотреть образовавшуюся росу.

Если роса появилась на шерсти и на яйце, то вода в этом месте залегает неглубоко. Если же роса есть только на шерсти, то вода располагается достаточно глубоко.

А если и клочок шерсти, и яйцо сухие, то, возможно, воды в этом месте совсем нет или же она находится на приличной глубине.

Определить уровень грунтовых вод на участке можно с помощью растений, произрастающих на нем, и их характеристик.

Допустим, если в засушливое время года на участке растут ярко-зеленая трава, крапива, осока или камыш, то воды в этом месте стоят достаточно высоко, не более 2-3 метров.

Или же, если по вечерам над участком постоянно образуются туманы, а вблизи нет ни рек, ни водоемов, то это символизирует о том же. А вот если в засушливую погоду на участке преобладают солодка или полынь, то влаги на глубине до 4-5 метров нет.

Таким образом, способов определения уровня грунтовых вод существует множество. Их точность разнится, но общее представление о наличии водоносного слоя и глубины его залегания они могут отразить. Для детального определения этого показателя можно заказать геологическое обследование местности участка, что даст более точную картину нахождения подводных вод на участке.

Схема дренажа участка.

Даже при точнейшем определении уровня грунтовых вод обязательно должны быть приняты меры по защите сооружения от них. Выбор степени гидроизоляции и мер по понижению подземных вод зависит от уровня залегания водоносного слоя, типа фундамента, характеристик почвы и от наличия цоколя и подвалов.

Если в проекте здания отсутствуют цоколь или подвал или глубина залегания подземных вод ниже уровня их пола, то для защиты сооружения от грунтовых вод достаточно будет произвести гидроизоляцию фундамента и стен подвальных помещений.

В случае расположения пола подвала или цоколя над водоносным слоем, потребуется обустройство дренажной системы для отвода воды. Это возможно только при наличии близлежащих водоемов или коллекторов, куда будут сбрасываться воды.

В противном случае необходимо обустройство специальной гидроизоляции, которая имеет сложную технологию монтажа и высокую стоимость.

Также на поверхности, вследствие атмосферных осадков или нахождения участка в низине, образуются поверхностные воды, способные оказать влияние на пучение грунта или на уровень подземного водоносного слоя.

Чтобы предотвратить их скапливание, в месте строительства устраивают водоотводные канавы или обваловывание участка.

Вода, таким образом, отводится с помощью искусственного уклона или через сети открытого водостока.

При высоком уровне грунтовых вод единственным способом защиты конструкций является дренаж. Дренажные системы могут быть как закрытого, так и открытого типа, в зависимости от необходимого уровня понижения водоносного слоя. Любая дренажная система должна закладываться на первых стадиях обустройства несущих конструкций.

Открытые дренажные системы просты в сооружении, но мешают обустройству участка и уменьшают площадь земли для полезного использования. Они представлены в виде вырытых каналов и траншей вниз по уклону. На дно траншеи обязательно должен быть выложен камень или глина, чтобы предотвратить их размывание.

Закрытые дренажные системы не заметны на участке, но имеют ограниченный срок службы из-за их постоянного заиливания. Дрены закрытого типа устраиваются в виде системы труб, находящейся под землей, вода из которой отводится в канализационные стоки или в близлежащие водоемы.

В любом случае защиту строящихся конструкций от грунтовых вод следует проводить с участием специалиста.

Источник: https://www.vseoburenii.ru/usloviya/gruntovye-vody-v-stroitelstve.html

Подземные воды и грунтовые воды, классы подземных вод

Грунтовые воды

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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.

Источник: https://stroyfora.ru/p/post-150

грунтовые воды

Грунтовые воды

   Мне всегда было интересно, каким образом вода может находится под землёй, откуда она там берётся? Как формируются подземные реки, водоносные слои? И как так можно воткнуть гидрофор практически в любом месте земли и оттуда выкачать неограниченные кубометры воды?! Но этот интерес — как и желание быть космонавтом — никогда не провоцировал меня на действие, поиск ответов или чтение спецлитературы. И вот, спустя много лет начало строительства заставило меня, наконец, разобраться с этим вопросом! Я почувствовал не только праздный интерес, но и практическую необходимость удовлетворить своё любопытство. Теперь вот, делюсь с вами!

Теория

    Для начала необходимо выяснить, что такое «подземные воды» в принципе. Подземные воды, судя из названия — это воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии. 

По условиям залегания подземные воды подразделяются на несколько видов:

  • почвенные;
  • грунтовые;
  • межпластовые;
  • артезианские;
  • минеральные.

      Перед тем, как перейти непосредственно к теме «Грунтовые воды», хочется написать пару слов об остальных видах.

  Почвенные воды заполняют часть промежутков между частицами почвы; они могут быть свободными (гравитационными), перемещающимися под влиянием силы тяжести или связанными, удерживаемыми молекулярными силами.

     Грунтовые воды образуют водоносный горизонт на первом от поверхности водоупорном слое. 

    Межпластовые воды — нижележащие водоносные горизонты, заключенные между двумя водоупорными слоями. В отличие от грунтовых, уровень межпластовых вод более постоянен и меньше изменяется во времени. Межпластовые воды более чистые, чем грунтовые. Напорные межпластовые воды полностью заполняют водоносный горизонт и находятся под давлением. 

   Артезианские воды — напорные воды, заключенные в водоносных пластах горных пород между водоупорными слоями. Обычно встречаются в пределах определенных геологических структур (впадин, мульд, флексур и др.

), образуя артезианские бассейны. При вскрытии буровой скважиной или шурфом артезианские воды поднимаются выше кровли водоносного пласта, иногда фонтанируют.

Обычно эти воды залегают на глубине от 100 до 1000 метров.

    Минеральные воды — это воды, содержащие в своем составе растворённые соли, микроэлементы, а также некоторые биологически активные компоненты. Это сложные растворы, в которых вещества содержатся в виде ионов, недиссоциированных молекул, газов, коллоидных частиц. 

     Теперь по теме.  

  Грунтовая вода — это 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.

 В связи с неглубоким залеганием от поверхности уровень грунтовых вод испытывает значительные колебания по сезонам года: он то повышается после выпадения осадков или таяния снега, то понижается в засушливое время. В суровые зимы грунтовые воды могут промерзать.

Эти воды в большей мере подвержены загрязнению.

   Грунтовые воды образуются за счёт насыщения атмосферными осадками, водами рек и озёр, притоком поверхностных вод. Область питания грунтовых вод обычно совпадает с областью распространения водоносного горизонта. Мощность горизонта непостоянна и зависит от свойств водосодержащих пород, расстояния до области разгрузки,      интенсивности      питания,

испарения,  температуры,  и даже хозяй-

ственная деятельность человека (строи-

тельство   гидротехнических    и    гидро-

мелиоративных    сооружений,    откачка

воды и нефти из недр, добыча полезных

ископаемых, удобрение сельскохозяйст-

венных земель, промстоки и др.).

          характерная   особенность

грунтовых вод, отличающая их от более

глубоких артезианских вод  —  отсутствие

напора.

       В     грунтовых      водах     есть     ещё

подвид,  так  называемая «верховодка»  —

сезонное    скопление    вод    в   верхнем

водонасыщенном слое грунта над  водо-

упорными   глинистыми   или   суглинис-

тыми породами.

Вода и стройка

     Грунтовые воды относительно легкодоступны, их очень часто используют как непосредственно в строительстве, так и в дальнейшем в водоснабжении дома. Роют под них колодцы, бурят скважины. Но есть у грунтовых вод и значительные негативные свойства, которые могут испортить вам настроение, если не подготовиться.

     Грунтовые воды являются показателем чистоты почв, и если рассматривать эти воды в качестве питьевых ресурсов — то нужно отметить, что именно эти воды подвержены многочисленным техногенным заражениям.

Источником заражений могут являться возможные свалки, протечки канализационных систем, животноводческие фермы и загоны для скота и даже неудачно расположенная выгребная яма соседа. Если рядом сельхозполя, то пестициды и удобрения так или иначе попадут в грунтовые воды.

Случаи аварийных разливов нефтепродуктов, думаю, даже упоминать не стоит…

   Грунтовая вода зимой является первопричиной морозного пучения.

Есть множество очевидных разрушительных проблем из-за наличия высокого уровня грунтовой воды (выталкивание из земли Архимедовыми силами герметичных ёмкостей (кессоны, подвалы), а если не вытолкнет, то нагрузит стенки значительными гидростатическими силами, размывание стенок котлованов и уменьшение несущей способности грунтов, затопление подвалов и т.д.). Кроме того грунтовые воды оказывают разрушающее влияние на бетон и другие строительные материалы на молекулярном уровне. 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.

    Высокий уровень грунтовых вод  — весьма нежелательное явление! Оно ограничивает возможности застройщиков в выборе типа фундамента, в принятии решения о наличии подвала или цокольного этажа, в назначении сроков начала строительства.

Сооружение погреба и канализационного септика так же связаны с уровнем грунтовых вод. Высокий уровень грунтовых вод помешает вам и в обустройстве участка, его озеленении.

И если у вас нет нормальной асфальтированной дороги к дому — то даже в этом вопросе грунтовая вода, а в частности верховодка, наверняка даст о себе знать дорожной распутицей.

Возможно ли повлиять на уровень грунтовых вод? 

     Если грунт песчаный, то проблем с верховодкой возникнуть не должно — вся вода уходит глубоко под землю.

Однако, если у вас дом на низком берегу реки или озера, то песчаный грунт не поможет — вам придётся считаться с законом сообщающихся сосудов, который создаст под домом такой же уровень воды, как и в водоёме.

В этом случае с грунтовыми водами лучше не начинать борьбу, победа будет не на вашей стороне. 

     Если же у вас не песчаный грунт и вы находитесь в некотором отдалении от водоёмов, и при этом у вас высокий уровень грунтовых вод, что тогда? Дренаж! Только дренаж может повлиять на уровень грунтовых вод на локальном участке. И то, если эта вода — верховодка. Т.е.

если есть возможность отвести воду самотёком или насосом куда-то ещё ниже, чем находится ваш участок (мелиорационный канал, кювета вдоль дороги, дренажная канава, проходящая вдоль границ участков, овраг).

Если же ваш участок находится в низине и мелиорационный канал местные власти копать не собираются — то возможно два варианта. Первый — выяснить глубину залегания грунтовых вод (не верховодки).

В некоторых случаях, при удачной геологии, под водоупорным слоем может оказаться водонесущий слой, в который и можно отводить верховодку. Для этой цели бурят несколько скважин на расстоянии 15-20м диаметром 25-30см до этого водоносного слоя и засыпают их щебнем.

Правда, есть вероятность, что водоносный слой находится под некоторым давлением и из скважины ударит ключ, в результате воды на участке только прибавится… Тогда скважину нужно плотно забить жирной глиной и забыть про такой способ. Второй вариант — просто насыпать кубометры земли, пока участок не поднимется на достаточно безопасный уровень от грунтовых вод.

    И всё же, в большинстве случаев, есть возможность обойтись просто дренажём! Дренаж — отдельная широкая тема, которой обязательно будет посвящена статья.

Как узнать уровень грунтовых вод?

    Уровень грунтовых вод определяется весной, когда он наиболее высокий, когда таяние зимнего снега происходит очень интенсивно. Высокий уровень этих вод может быть и осенью в следствие затяжных дождей. Уровень определяется замером расстояния от поверхности грунта до зеркала воды в ближайших колодцах или в скважинах.

Можно пробурить несколько скважин диаметром 20-30см на участке и пронаблюдать этот уровень непосредственно в месте предполагаемой застройки.

Вот, к примеру, несколько фото, сделанных на месте стротиельства: 1 и 2 фото — март, уровень грунтовых вод 30см; 3 фото — май, глубина скважины 1,8м, до воды не дошли; 4 фото — сентябрь, глубина скважины 2,5м, на дне появилась вода.

Источник: https://www.project-house.by/groundwaters

Источники и причины появления грунтовых вод

Грунтовые воды

Грунтовые воды – это подземные водные ресурсы, которые залегают на небольшой глубине первого водоупорного пласта. Их ресурс отличается большой площадью и стабильными объемами воды.

Они всегда залегают на слабо или непроницаемой горной породе, которая не пропускает инфильтрацию грунтовой воды в более низкие слои.

Грунтовые воды относятся к семейству подземных вод и включают в себя два основных типа: капиллярные и верховодку.

Точное определения могут дать только гидрогеологи после проведение экспертизы конкретного участка. Легче всего спутать грунтовую воду с верховодкой. Она отличается меньшей глубиной залегания и площадью водного зеркала. Ее дно лежит на случайных скоплениях водоупорных пород (глины и т. д.).

На изображении приведена общая схема водоносных слоев, точную картину может дать только гидрологическая экспертиза

Слой грунтовых вод обязательно ограничивается дном, но обычно не имеет крыши. Породы отличаются пористостью, заполняются водой без напора. Из-за водопроницаемого верхнего слоя грунтовые воды очень чувствительны к атмосферным осадкам, таянию снега или просто случайным выбросам воды.

В зависимости от их количества объем грунтовых вод постоянно колеблется, понижаясь в засуху и восстанавливаясь в дождливые сезоны. Кроме объема изменяется химический состав и средняя температура. Если грунтовые вода залегают в непосредственной близости к естественным водоемам, то их уровень и состав тесно привязывается к динамике поверхностных вод.

По отношению к ним, четко наблюдается точная пропорциональность – количество воды поступившей равно количеству воды стока.

В условиях больших объемов питающей инфильтрации длительный контакт грунтовых вод с минеральными породами приводит к тому, что все легкорастворимые соли вымываются, а сама воды становится условно пресной. Если грунтовые вода залегают в засушливой местности, наблюдается обратный процесс: масса воды не стекает, а испаряется, при этом остатки постепенно засоляются.

Грунтовые воды залегают в окрестностях водоемов, неглубоких подземных трещинах и карстовых образованиях и конусах выноса горной породы. Состав грунтовых вод зависит от климата и растительного мира местности

Уровень залегания грунтовой воды влияет на ее подпитывание и расход. На равнинах они сохраняют статичное положение, но если находят выход ниже линии окружающего рельефа, то образуют небольшие источники, которые называются родниками. Они очень важны для питания естественных водоемов.

Грунтовые воды бывают непредсказуемы, в особенности, если их залегание близко к поверхности

Использование грунтовых вод для питья и хозяйства

Основная подпитка грунтовых вод – это атмосферные осадки. Пока влага стечет до уровня залегания грунтовой воды, она частично очищается от примесей. Если местность экологически чистая, не бывает разлива вредных веществ и для ведения хозяйства не используются химические вещества, то ее можно считать условно пригодной для питья и полива растений.

Колодец на грунтовых водах, будет подвержен сезонному снижению и повышению уровня. Чтобы убедиться в безопасности питьевой воды из неглубокого горизонта, нужно сдать ее на анализы в лабораторию. Если состав воды находится в норме, ее можно употреблять в пищу, но желательно подвергать дополнительной фильтрации и обеззараживанию кипячением.

Рядом с грунтовым колодцем запрещено размещать мусорные ямы, скотные дворы, канализационные, и прочие сантехнические сооружения. Вода, проходя через них, растворяет, все, что только можно, а затем весь букет микробов и химикатов попадет в колодец и на стол хозяевам.

Низкий уровень залегания грунтовых вод и отсутствие верхнего водонепроницаемого «этажа» значительно облегчает загрязнение дождевыми или сточными водами. Для принятия в пищу они используются в крайнем случае, но для прочих хозяйственных нужд вполне пригодны. Поэтому иногда во дворе несколько водоносных объектов: артезианская скважина для питья и мелкий колодец для полива и т.д.

Полностью безопасны для питья только те грунтовые воды, которые глубоко залегают и выходят на поверхность в виде родников. По близости не должно размещаться автомобильных трасс, производств и прочих загрязняющих объектов

Отрицательный эффект грунтовых вод

Грунтовые воды залегают на глубине от 2 до 20 метров. Чем меньше расстояние от поверхности грунта до воды, тем больше неприятностей они доставляют владельцам участков. Часты ситуации, когда на даче не растут растения, корневая система которых уходит в землю более чем на полметра. Даже декоративные растения сохнут и загнивают.

Грунтовые воды — отличное решение для полива

Для отвода грунтовых вод используются дренажные системы, а уровень грунта повышается с помощью завоза и насыпки дополнительной почвы.

Проблемы огородников и садоводов покажутся решаемыми мелочами, если сравнить вред, который грунтовые воды могут принести жилым и хозяйственным постройкам, питьевому колодцу или скважине с хорошей водой.

При строительстве колодцев предпочитают миновать уровень открытых грунтовых вод, и дойти до более глубоких и защищенных водоносных горизонтов (обычно достаточно добраться до второго водоноса).

Они лежат между двумя водоупорными слоями породы, первый защищает от попадания грунтовой воды и верховодки, а второй служит дном.

Сплошная конструкция колодезной шахты защищена от попадания загрязненных и стоковых вод.

Это идеальная ситуация, когда владельцы основательно заботятся о колодце, регулярно обновляют гидроизоляцию и глиняный замок вокруг колодца. Как известно: вода камень точит, а швы между кольцами и подавно.

Их ослабляют не только грунтовые воды, но и плывуны, глубокое промерзание грунта, корни близкорасположенных деревьев, и в шахте появляются трещины.

Практически на 100% защищены от попадания верховодки и грунтовых вод колодцы, шахты которых сварены из пластиковых труб. Они специально укрепляются и армируются, чтобы длительное время выдерживать нагрузки и не растрескиваться.

В средней полосе России уровень грунтовых вод (УГВ) залегает очень близко к поверхности – 2-3 метра. Такой показатель встречается даже в больших городах. Эту воду нельзя пить! Она набирается из ливней и прочих стоков и растворяет в себе множество вредных веществ и химии

Как понять, что колодец затоплен грунтовкой

Если на участке построен колодец традиционным методом из железобетонных колец или каменной кладки, риск попадания грунтовой или ливневой воды очень высок.

В периоды обильных дождей, половодья или снеготаяния, через нарушенную гидроизоляцию в колодец полноводными ручьями начинает стекать грязная вода. Этот процесс можно заметить по резко увеличившемуся уровню воды и мокрым струйкам на стенках шахты. В такие периоды специалисты санэпидемстанций рекомендуют перейти на бутилированную воду.

Чтобы понять через какой участок просочилась вода, нужно будет откачать воду до нормального уровня и подождать, пока стенки не просохнут. Прохудившиеся швы останутся влажными, а если напор грунтовых вод будет сильным, то через щели вода будет бить струями.

Как защитить колодец от грунтовых вод

В сезон активного питания грунтовых вод за счет ливня или снега вкусная вода из колодца может превратиться в отраву из-за попадания грунтовых или ливневых стоков.

Ликвидация последствий затопления включает несколько процедур: очистка, ревизия и тщательная заделка швов, дезинфекция колодца для уничтожения болезнетворных микроорганизмов.

Здесь верно правило, что профилактика дешевле и быстрее, чем устранение последствий.

Стоки и уличные туалеты конечно же лучше располагать подальше от источника питьевой воды

Чтобы этого не случилось нужно регулярно проводить профилактический осмотр целостности самих колец и гидроизоляционных швов между ними, и обновлять их при выявлении повреждений.

Нельзя использовать для заделки силиконовый герметик, через небольшой срок он отслаивается. Для защиты от поверхностных вод достаточно качественного глиняного замка вокруг колодезной шахты.

Он закладывается на глубину от 70 см до 2 метров и послойно утрамбовывается.

Специалисты компании «Три колодца» профессионально устраняют последствия и причины затопления колодцев, и восстанавливают гидроизоляцию, чтобы этого больше не случилось.

Источник: https://tri-kolodtsa.ru/istochniki-i-prichiny-poyavleniya-gruntovyh-vod.html

Booksm
Добавить комментарий