Наука, що вивчає підземні води, їх рух, властивості і склад, називається гідрогеологією.
Наявність підземних вод при будівництві завжди ускладнює виробництво робіт. Залежно від гідрогеологічних умов приплив води в вироблення може змінюватися у великих межах: від декількох кубічних метрів на годину до 2000-2500 м3 / ч. Великі водо припливом вимагають спеціальних заходів щодо відведення води і високопродуктивного обладнання для її відкачування на поверхню.
У ряді випадків підземні води змінюють властивості гірських порід, Деякі глини при зволоженні набухають і важко розробляються. Глинисті сланці при попаданні води втрачають стійкість. Насичені водою піски легко віддають воду при проходці вироблення, це вимагає їх попереднього осушення. Тонкозернисті піски з домішкою мулистих частинок здатні утримувати воду і перетворюватися в пливуни.
Підземні води є важливим фактором, який треба враховувати при проектуванні підземних частин будівель, застосуванні тих чи інших конструкцій, способи гідроізоляції, складанні проекту організації будівництва. При проведенні інженерно-геологічних вишукувань визначають наявність підземних вод, їх характер, хімічний склад. Наявність підземних вод в шарі породи визначається бурінням розвідувальних свердловин. Основними типами підземних вод є верховодка, грунтові безнапірні води і напірні (артезіанські) води.
Верховодка називають воду, що знаходиться на глибині 2-3 м від поверхні землі над водотривких шаром. У місцях, де водо-упор закінчується, верховодка також зникає, стікаючи в нижележащие пласти водопроникних порід (пісків, тріщинуватих вапняків і ін.). У посушливу погоду, а також взимку верховодка зазвичай зникає.
Грунтові води - це підземні води, що знаходяться вище першого водонепроникного шару порід. Основним джерелом їх утворення є атмосферні опади. В свердловині або у виробленні рівень грунтових вод зберігається на тій глибині, на якій вони з'явилися, так як натиск в грунтових водах відсутній. Верхня вільна їх поверхню називається дзеркалом грунтових вод.
Більш глибокі, перекриті водотривкими пластами водоносні шари (їх називають ще водоносними горизонтами) несуть міжпластові (напірні) води. При розтині міжпластові водоносного горизонту свердловиною напірні води піднімаються в свердловині і встановлюються вище водоупорной покрівлі водоносного пласта.
Підземні води, що містять шкідливі домішки, які надають руйнівну дію на підземні частини будівлі, називають агресивними.
Будівництво часто ведуть в умовах, коли грунтові води зустрічаються на глибині 1-2 м від поверхні. У цих випадках грунт, придатний для відсипання підстави, і підошва споруди виявляються під рівнем грунтових вод. Якщо немає можливості знизити цей рівень, то в подальшому можуть виникнути серйозні помилки.
Майданчик для фундаменту, що знаходиться під рівнем грунтових вод, вже в процесі виїмки грунту буває затоптана і розмита; грунт стає пухким, втрачає свої первинні властивості, в тому числі несучу здатність. Вихідна розрахункова площа порушеного грунту вже не буде достатньою, виникнуть непередбачені просадки, які фундамент не витримає, а також тріщини, руйнування.
Неправильним вважається спосіб будівництва, коли укладання бетонного стрічкового фундаменту починають на покритою водою майданчику і закінчують його, розгрібаючи бруд і зганяючи воду. У подібних випадках через технічну необізнаність використовують майже зневоднену бетонну суміш, пояснюючи це тим, що води в траншеях достатньо. Виготовлений за такою технологією фундамент не здатний нести повністю все навантаження з наступних причин:
- підошва фундаменту - НЕ площину, а довільно утворена сумішшю з грунту і бетону поверхню. Таке перемішування призводить до того, що грунт стає нерівним, бетон - пухким, з великими порами, засміченим грудками грунту;
- в результаті згону води з свежеуложенного бетону вимивається цемент і грудки цементного розчину не можуть нести навантаження так само, як суміш піску і щебеню;
- суху бетонну суміш безглуздо укладати в грунтову воду, оскільки неможливо рівномірне перемішування, в результаті суміш буде вести себе як бетон, який расслоился в результаті механічної дії. Отже, несуча здатність бетону не може бути прийнята до уваги в розрахунках.
Таким чином, слід уникати укладання бетонного фундаменту під водою, в будь-якому випадку спочатку необхідно осушити ділянку. Найпростіший спосіб осушення котлованів під фундаменти - відкрите водопониження шляхом відкачування води з готових траншей або котлованів. Спосіб цей можна застосувати скрізь, де присутні явища суфозії або небезпека вимивання мінеральних часток грунту. Висхідна суффозія - руйнування грунту проникаючою в котлован водою, коли грунт втрачає стійкість, необхідну для влаштування основи споруди.
Незнання техніки відкритого водопониження може привести до серйозних помилок. У готовому котловані або під час виїмки грунту дрени необхідно розміщувати так, щоб рівень грунтових вод був на 20-40 см нижче рівня робочого майданчика, в іншому випадку виїмка грунту утруднена. Затоптаний і перемятих глинистий грунт поводиться як пісок-пливун, і в такому місці восени важко підготувати робочу площадку, придатну для будівництва фундаменту. Поглиблення котловану або траншеї продовжують тільки після зміни рівня приймального і збірного колодязів і заглиблення дрен. Грунт виймають в напрямку, протилежному потоку грунтових вод, оскільки затримуваний потік буде розмивати грунт.
Відкрите водозниження можна застосовувати до тих пір, поки не з'являться ознаки суффозии. Буде допущена помилка, якщо це явище не порахують небезпечним і продовжать відкачування води, перетворюючи грунт в непридатний для пристрою фундаменту. Вірна ознака суфозії - поява цівок води, які виносять частинки грунту і відкладають їх у виходів як лаву навколо кратерів вулканів, маса винесених частинок постійно зростає. Вимивання дрібних мінеральних часток або їх недолік в вважається міцному ґрунті робить його несучу здатність невизначеної, в деяких місцях відбувається сповзання грунту, яке неможливо заздалегідь передбачити. В такому випадку слід негайно припинити відкачку води, а рівень її підвищувати до тих пір, поки не зникнуть явища суффозии. Потім слід відшукати такий спосіб водопониження, який виключить надалі такі явища. У подібній ситуації необхідна допомога фахівця.
Зазвичай рівень грунтових вод підтримується за допомогою постійного або переривчастого відкачування і якщо його припинити, то вода заллє котлован. Несподіване обводнення викликає руйнування в споруджуваних конструкціях, наприклад, під тиском води, що піднімається руйнується багатошарова коритоподібна гідроізоляція котловану.
Будівництво слід організувати таким чином, щоб не виникали описані вище несподіванки. Проводячи відкрите водопониження, особливо в дощову погоду, часто включають насоси. Замість постійного візуального контролю доцільніше використовувати насоси з автоматичним управлінням. При такому рішенні знаходиться в водозбірному колодязі поплавок, що змінює своє положення разом з рівнем води, включає або вимикає насос. В результаті відпадає необхідність в постійному спостереженні за роботою насоса, однак, нижній всмоктуючий клапан в водозбірному колодязі іноді засмічується відкладеннями, не закривається повністю і через нього йде необхідний для роботи насоса стовп води. В такому випадку виходить з ладу працює без навантаження двигун, а рівень ґрунтових вод підвищується.
Перед проектуванням фундаменту необхідно отримати інформацію про склад грунту: не менш важливо мати точні дані про рівень грунтових вод, їх обсязі. Припускається помилки той, хто нехтує такою інформацією, відсутність якої призводить до різних ушкоджень. Шари грунту мають неоднакову водопроникність. У таких шарах вода знаходиться в стані спокою часом на високому рівні. Нагромаджені грунтові води не мають стоку і роблять різний за величиною тиск на конструкції, фундаменти, занурені в грунт. Наприклад, на 1 м2 підлоги підвалу, "зануреного" на 1 м в грунтову воду, діє знизу вгору сила в 1 т. Щоб протидіяти їй, необхідно укласти бетонну плиту товщиною близько 0,46 м. Ця небезпечна особливість грунтових вод далеко не всім відома , тому іноді не звертають на неї належної уваги.
Внаслідок неправильного визначення висоти стояння грунтових вод часто помиляються у виборі типу гідроізоляції і влаштовують в підвалах лише ізоляцію від вологості. Під тиском грунтових вод підлога підвалу піднімається і гідроізоляція руйнується, вода заливає підвал, проникає по стінах в житлові приміщення, викликає утворення цвілі і плям на стінах. Ремонт являє собою непросту задачу. Необхідно усунути воду, потім виконати чотиришарову напірну гідроізоляцію, яку захищають так званим залізобетонним коритом. Корито влаштовують таким чином, щоб тиск грунтових вод можна було передати стін будівлі. Спосіб цей доріг і трудомісткий.
Перед початком будівництва слід визначити заздалегідь не тільки рівень грунтових вод, але також інші небезпечні їх властивості. Зустрічаються ґрунтові води, в яких розчинені сульфати, солі та інші хімічні речовини, наприклад органічні кислоти, вугільна кислота; нерідко в них містяться різні луги. Найбільш агресивне середовище створює вода з великим вмістом сульфатів; при впливі на бетон вона може його повністю зруйнувати. Наявний в воді сірчаний ангідрид SO3 вступає в хімічну реакцію з складовими цементу, в результаті чого утворюється сульфоалюмінат кальцію - так звана "цементна бацила". Ця подвійна сіль розчиняє і розпушує бетон; одночасно матеріал кристалізується. Розпочатий процес легко можна визначити по появі на поверхні бетону білого гіпсового нальоту, а потім по відшарування, як після промерзання. У будівельній практиці застосовують наступний спосіб захисту: в небезпечних місцях використовують цемент, в якому відсутні речовини, що вступають в хімічні реакції з агресивними компонентами води. Це так званий сульфатостійкий портландцемент марки 350; крім нього, дещо меншою стійкістю до агресивного середовища мають і шлакопортландцемент.
Нерідко на окремих конструктивних елементах споруди виступають білі, кристалічного виду сольові плями - висоли. Фахівці називають їх селітровими нальотами, хоча в більшості своїй це калієві або натрієві солі. Такі нальоти не тільки псують вигляд споруди, але і свідчать про те, що в конструкціях циркулює волога, яка проникає, наприклад, з грунту.
Деякі практичні поради тільки для відвідувачів нашого порталу:
Якщо грунтові води залягають на глибині менше 1,5 м, дренаж бажаний, якщо менше 1 м - обов'язковий.
Дерева і чагарники не ростуть на ділянках з близько відповідними грунтовими водами. Сливи, вишні, алича пригнічуються при наявності грунтових вод на глибині менше 1,5 м, а ягідні чагарники - менше одного метра. Якщо до води ближче 2 м, яблуні, груші, вишні швидко гинуть. Коріння, які досягають перезволоженого шару грунту, відмирають, дерева починають засихати з вершини і поступово гинуть.
Рівень грунтових вод можна знизити за допомогою відкритого і закритого дренажу, поглинаючих колодязів і відвідних каналів.
При цьому треба враховувати рельєф ділянки, відводячи води вниз по схилу. Найпростіше викопати відкриті канави для скидання грунтових і зливових вод, але вони займають велику площу, тому ми рекомендуємо вам підземний дренаж.
Закриті дрени влаштовують на глибині 40-60 см, шириною не більше 30 см.
На дно дрени по ухилу ділянки або у напрямку до найближчої водойми кладуть керамічну або пластмасову трубу. В керамічні вода буде попадати через зазори, а в пластмасових можна просвердлити отвори (крім того, у продажу є спеціальні пластмасові дренажні труби - і нічого не потрібно свердлити. О.М.). Замість труб можна використовувати гравій, каміння, хмиз, доступний матеріал, що фільтрує, покритий відходами шиферу (з отворами). Осушувальний дренаж час від часу потрібно ремонтувати і прочищати, тому над ним не садять багаторічних рослин. Для однієї ділянки розміром 6-12 соток зазвичай буває достатньо двох таких дренажних канав.
Якщо поверхня ділянки ідеально рівна, а водойм поблизу немає, то насипають пологі гряди або пагорби заввишки до 0,6 м і шириною 2-3 м.
Якщо дренаж неможливий, плодові дерева і ягідні чагарники доводиться висаджувати на гряди.
На схилах крутизною понад 20 градусів необхідно вживати заходів, що перешкоджають змиву грунту, тому на них влаштовують спеціальні тераси шириною близько 5 м.
Попередньо зніміть верхній родючий шар грунту, вирівняйте землю, залишаючи ухил в 2-3 градуси для стоку води. Покладіть грунт терасами і закріпіть укоси каменем або тином. Посадки розташовують перпендикулярно напрямку схилу, причому дерева повинні рости в середині тераси.
Ще поради по темі "Підземні (грунтові) води"
Осушення дачної ділянки
Тверда і рідка фази, що становлять ґрунти, живуть своїм власним життям, і результати їх взаємного поборювання нелегко передбачити. Вода вилуговує і вимиває з грунту солі, які скріплювали і тримали мінеральні частинки у вигляді єдиного масиву. Добротний грунт починає набувати властивостей плинності. Першими з потоками води йдуть дрібні з твердих фракцій, які колись розміщувалися між більшими й створювали цілісність конструкційного тіла грунту. Грунт поступово розпушується, втрачає несучу здатність і осідає ...
Ще поради по темі "Підземні (грунтові) води"
Про підземних водах
Як відомо, істинний землевласник це той, хто відчув бажання дбати про свою власність і усвідомив необхідність здійснення комплексу заходів щодо поліпшення її функціональних і естетичних якостей. Кожна ділянка має свої індивідуальними особливостями, які відіграють важливу роль при виборі тактики першого етапу робіт. Це і переважаючі напрямки вітрів, і температурний режим, і рельєф, і рівень грунтових вод ...