Грунтовые воды имеют большое значение и иногда заставляют менять проектные решения на стадии строительства или приносят неприятные сюрпризы при эксплуатации зданий. В статье постараемся рассмотреть основные проблемы с грунтовыми водами, которые встречаются при строительстве домов.
«Грунтовыми» будем считать все воды, которые находятся под землей.
Грунтовые воды образуются двумя способами:
- Фильтрация воды с поверхности земли. Это дождь, снеготаяние, разливы рек, ручьев и прочего.
- Фильтрация воды с каких-либо источников в водопроницаемом слое грунта. Например, рядом течет река, и она имеет слой песка, который продолжается и на вашем участке.
Грунтовые воды характеризуются:
- глубиной залегания;
- напором;
- гидравлическими свойствами вмещающих пород (фильтрационной скоростью грунта и способностью «отдачи» воды);
- постоянством распространения;
- химическим составом.
Эти 5 характеристик воды и образуют все проблемы, с которыми мы сталкиваемся при проектировании, строительстве и эксплуатации зданий.
Основное осложнение при обустройстве подземных частей зданий - это непосредственное наличие в котлованах воды.
Решить эту проблему можно несколькими способами:
1. Проектировать фундаменты и подземные конструкции с таким учетом, чтоб они залегали выше уровня грунтовых вод. Способ наиболее простой и не требует каких-либо специальных действий в процессе строительства относительно грунтовых вод. Иногда невозможно соблюсти способ в силу требований к сооружению, например когда обязательно нужен цокольный этаж, либо когда грунтовые воды вскрываются практически с поверхности.
2. Ждать снижения уровня грунтовых вод. Способ заключается в выполнении земляных работ в период, когда уровень грунтовых вод находится на наибольшей глубине. Как правило, это периоды июль-август, когда полноводье от растаявшего снега прошло, а дождливая погода еще не наступила. Данный способ относится только к верхнему слою грунтовых вод, которые называют «верховодка» и зависит как от климатических условий в определенный год, так и от грунтов на участке. Преимуществом способа является экономия денег, недостатком является сильная зависимость от погоды в определенный год и грунтовых условий на участке – иногда даже самая засушливая погода не даст вам достаточного снижения уровня воды (хороший пример – болотистая местность, где даже в жару грунт влажный).
3. Непосредственно откачать грунтовые воды. Тем самым понизить уровень на время строительства. Способ является затратным, но позволяет подстроить грунтовые условия под себя, а не вам подстраиваться под них. Недостатком способа является необходимость точного расчета мощности насосов, схемы осушения, включая распределение точек всасывания вод и их сброса, обязательность подачи энергии на насосы в период водопонижения и поддержание пониженного уровня в процессе строительства, а также соблюдение многих других условий. В практике очень часто случается так, что водоотдача и водоприток грунта являются гораздо выше проектных, что влечет за собой увеличение мощности водопонизительного оборудования, а т.к. это вскрывается уже при производстве водопонижения, строителям приходится лихорадочно искать дополнительные мощности.
Также существуют прочие осложнения:
1. Вода ухудшает характеристики грунта при поднятии уровня грунтовых вод. Решается проблема путем учета при проектировании фундаментов характеристик грунта в худших условиях, т.е. при водонасыщении.
2. Возможна повышенная коррозионная активность грунтовой воды к материалам фундаментов и подземных сооружений. Решается путем оценки грунтовой воды на коррозионную агрессивность и дальнейший выбор правильных материалов. Например, не стоит применять металлические винтовые сваи в засоленных районах (например, некоторые районы Астраханской области).
3. Происходит вынос частиц грунта при водопонижении. Особенно часто этим страдают пески пылеватые и супеси. Чревато оседанием близлежащего массива грунта и осадкам сооружений, расположенных на нем. Решается снижением скорости фильтрации воды из грунта, добавлением точек откачки при водопонижении, устройством специальных многослойных фильтров и другими методами.
4. Высачивание воды из стенок котлована, что приводит к их оплыванию и обрушению. Решается водопонижением окружающего массива грунта, а также установкой «стены в грунте», нагнетанием растворов в грунт и прочим.
5. Размытие основания котлована и быстрое его заполнение при вскрытии котлованом нижележащих грунтов с напорными водами. Все видели, как бьют родники из земли – здесь также, только иногда с фонтанированием. Решается предварительным осушением (при необходимости), либо предупреждением вскрытия. Проблема очень серьезная.
6. Поднятие дна котлована из-за давления грунтовой воды на верхний водоупор. Встречается только когда нижележащий водоносный горизонт является напорным. Решается расчетом минимальной толщины водоупора, требуемого для противостояния давлению воды и предварительным снижением напора подземной воды. Проблема не простая и также достаточно серьезно влияет на земляные работы и устройство фундамента.
Грунтовые воды могут проникать сквозь стены.
Это приводит к ухудшению санитарного состояния помещений (плесень, повышенная влажность), а также приводит в негодность материалы стен и пола. Решается исключительно на стадии строительства – обязательно необходимо делать гидроизоляцию подземных частей, даже при отсутствии грунтовых вод непосредственно в момент строительства. Устранение проблемы при эксплуатации сооружения требует значительных ресурсов и не гарантирует на 100% предотвращения просачивания вод.
Замачивание котлованов при строительстве.
Также очень часто встречается проблема, не связанная с грунтовыми водами непосредственно, но имеющая общую физику. Несет очень негативные последствия – грунты основания размокают и приобретают характеристики гораздо меньше проектных, что впоследствии несет осадки выше проектных, вплоть до приведения сооружения в аварийное состояние. Особенно чувствительны к замачиванию глины, суглинки и супеси. Природа данных ухудшений очень проста – при вскрытии котлована мы снимаем нагрузку вышележащего грунта на слой основания, а вследствие попадания воды в поры грунта происходит его расширение. Примером этого может служить спрессованное полотенце – сначала оно занимает малый объем и твердое, после снятия упаковки оно становится больше в объеме, а при добавлении воды раздувается в несколько раз. Тоже самое происходит и с частицами глинистых грунтов. Именно для предотвращения данных процессов в нормативных документах содержится требование о предотвращении попадания атмосферных осадков на дно котлованов и сохранение недоработки котлована до проектной глубины в случае перерывов в земляных работах и обустройстве фундаментов.
Надеемся, что наша статья поможет вам уменьшить влияние грунтовых вод при строительстве дома.
В комментариях вы можете задать интересующие вас вопросы. Краткий ответ предоставим ответным комментарием, если вопрос будет объемным, выделим в отдельную статью.
Если статья вам оказалась полезной, нажмите «нравится». Так вы подскажете Яндексу и поможете другим найти нужную информацию.
Канал ведется сотрудниками ООО "Научно-технический центр инженерных изысканий" Дополнительную информацию о нас вы можете узнать на сайте ntcii.ru.
