Корзина
37 отзывов
+380 (67) 760-76-88
Контакты
ПП Будпостач: газобетон и газоблок по оптовой цене
Наличие документов
Знак Наличие документов означает, что компания загрузила свидетельство о государственной регистрации для подтверждения своего юридического статуса компании или физического лица-предпринимателя.
+380675486412kyivstar
+380677607688kyivstar
+380660875308мтс
+380662600001МТС
+380445675357укртелеком
Александр Здоров, Дарья, Виктория, Надежда, Оксана.
УкраинаКиевул. Бориспольская 10 ком 6 (Дом культуры Днепр) напротив радио завода
Карта

О грунтовых водах и их влиянии

О грунтовых водах и их влиянии, Грунтовые воды образуются за счет атмосферных осадков и проникновения поверхностных вод, верховодкой называют сезонное скопление в верхнем слое грунта, как правило, над водоупорными породами.Правильнее всего уровень...

О грунтовых водах и их влиянии

Грунтовые воды образуются за счет атмосферных осадков и проникновения поверхностных вод, верховодкой называют сезонное скопление в верхнем слое грунта, как правило, над водоупорными породами.

Правильнее всего уровень грунтовых вод определять, в периуд снеготаяния. Высокий уровень наблюдается во время затяжных дождей. Определять уровень грунтовых вод лучше всего в ближайших колодцах или водяных скважинах.

Глубже, в толще грунта, существуют постоянные водоносные слои (межпластовые воды), именно они снабжают колодцы водой, эти слои располагаются между водонепроницаемымн пластами, их может быть несколько поэтому качество, состав и количество воды могут сильно отличаться друг от друга. В отдельных случаях, грунтовая вода выходит в виде ключей на поверхность. В зависимости от уровня подземных вод пучинистые явления проявляются в течение сезона по разному.

Как правило, для проектирования и строительства важна именно верховодкой. Высокий уровень грунтовых вод — существенно ограничивает в выборе типа фундамента, наличии подвала или цокольного этажа, а также времени года когда можно проводить земляные работы. Строительство погреба и септика, прокладка коммуникаций также зависят с уровнем грунтовых вод.

Высокий уровень подземных вод негативно влияет на строительство и эксплуатацию фундамента, т.к. в процессе земляных работ грунт начинает размываться, теряя несущую способность, кессоны погребов и подвалов загружаются значительными силами гидростатического давления, что может привести к разрушению их стенок и полов в результате потеряется герметичность.

В конце весны верховодка уходит вниз, сквозь водоупорный слой, либо по его уклону, незначительная часть воды поднимается наверх и испаряясь уходит через растительный слой. При песчанном грунте, проблемы с верховодкой возникаю редко, только если дом стоит на низком берегу водоема, тогда уровень грунтовой воды будет диктоваться законом сообщающихся сосудов.

 

Влияние подземных вод и влаги на заглубленные части сооружений.

Подземные воды являются одним из тех важнейших геологических агентов с которыми особенно часто приходится считаться строителям.

Стенты и подземные части сооружений окружены грунтом, содержащим влагу, а часто и подземными водами (зона насыщения). Наличие подземных вод и изменение их режима существенно осложняют эксплуатацию, проектирование производство работ по устройству оснований и возведению подземных частей сооружений.

Подземные воды содержащаяся в грунте, под действием капиллярных и молекулярных сил проникают в пористые материалы конструкций и поднимается в них на высоту до 6 м, чему способствует также гидростатическое и гидродинамическое давление воды.  Периодическое замерзание и оттаивание воды в конструкции приводит к механическому разрушению, а наличие в воде ряда химических веществ делает ее агрессивно отношению к бетону и цементным растворам и вызывает химическое разрушение материала конструкции. Этим воздействиям особенно подвергаются цоколи и фундаменты зданий в пределах глубины промерзания.

Подземная вода и влага, проникая в заглубленные части зданий и сооружений, создают в них сырость, вызывают набухание, гниение, коррозию, механическое разрушение, всплытие полов, в некоторых случаях — и затопление помещений.

Основными источниками увлажнения грунтов в природных условиях являются грунтовые воды, залегающие близко к дневной поверхности, атмосферные, эксплуатации сооружений - утечки из подземных коммуникаций, каналов и др.

В периоды выпадения обильных атмосферных осадков (осенью) и оттаивания грунтов) в обратных засыпках может формироваться «верховодка», затопляющая подвалы, а в период промерзания - наблюдаться интенсивное морозное пучение грунтов около фундаментов зданий.

Опыт строительства и эксплуатации зданий и сооружений в Карелии и других регионах показывает, что затопление подвалов, построенных даже на первоначально «сухих» пылевато-глинистых грунтах с глубоким залеганием подземных вод, является следствием нарушения природного сложения грунтов. Высокая влажность указанных грунтов нарушенной структуры сохраняется длительное время – практически весь срок эксплуатации здания. Кроме того, в грунтовых основаниях часто встречаются линзы, прослойки и слои песка, гравия и гальки, по которым легко перемещаются потоки воды или присутствуют напорные воды. Поэтому в северо-западных регионах при проектировании и устройстве фундаментов всегда возникает проблема осушения и защиты строительной площадки и фундаментов как во время выполнения строительных работ, так и после их завершения, а также в период эксплуатации здания.

 

Защита загубленных частей сооружения  от воздействия подземных вод.

Характер предупредительных мероприятий, направленных на борьбу указанными выше явлениями, весьма разнообразен. Он определи с одной стороны, рельефом площадки, гидрогеологическими условиями данной риторики (обводненностью), а с другой, - конструктивными характеристиками (характером застройки и типом подземных сооружений).

Мерами предупреждения от капиллярного подсоса влаги из грунта и воздействия подземных вод в общем случае могут быть:

  • надлежащая организация стока поверхностных вод (инженерная подготовка территории);
  • искусственное повышение планировочных отметок (подсыпка) территории;
  • тщательное устройство водопроводно-канализационных коммуникаций и сооружений и правильная их эксплуатация;
  • устройство защитной гидроизоляции (пассивный метод);
  • устройство профилактических (систематических, головных, кольцевых, пластовых, комбинированных) дренажей (активный метод);
  • применение плотного монолитного бетона со специальными пластифицирующими водоотталкивающими материалами и др.

 

Водяной пар, гигроскопическая, пленочная и гравитационная вода.

Молекулы воды, непосредственно окружающие частицу грунта, подвержены столь большим силам притяжения, что они оказываются прочно связанными с поверхностью частиц. Это те частицы воды, которые не удается отделить даже центрифугированием, развивающим силы, в несколько десятков тысяч раз превосходящие силу тяжести. Эти молекулы образуют так называемую прочно связанную воду.

Слои прочно связанной воды, толщина которых имеет порядок нескольких десятков рядов молекул, в свою очередь связывают и ориентируют прилегающие к ним молекулы воды. Последние образуют рыхло связанную воду.

Провести границу между прочно связанной и рыхло связанной водой трудно. Основы классификации видов влаги в почвах и грунтах были даны А. Ф. Лебедевым. Он различает следующие формы воды в грунтах: 1) водяной пар, 2) гигроскопическую воду, 3) пленочную воду, 4) гравитационную воду, б) воду в твердом состоянии, 6) кристаллическую воду и 7) химически связанную воду. Последние три категории А. Ф. Лебедев не изучал. Рассмотрим четыре первые.

  1. Водяной пар заполняет все свободные пустоты грунта и передвигается из областей с повышенным давлением в области с более низким давлением. А. Ф. Лебедев считал конденсацию перемещающихся в грунте паров воды одной из причин образования грунтовых вод, особенно в глубоких горизонтах.

  2. Гигроскопическая вода — это вода, конденсирующаяся на поверхности частиц. Если сухой грунт поместить во влажный воздух, то частицы грунта будут адсорбировать пары, вес грунта будет увеличиваться, пока не достигнет некоторой величины, соответствующей максимальной гигроскопичности. Для различных грунтов максимальная гигроскопичность может иметь такие значения: для песков —около 1%, для пыли — до 7°/0, для глины —до 17% отвеса сухого вещества. По А. Ф. Лебедеву, гигроскопическая вода может передвигаться в грунте, только переходя в парообразное состояние.

  3. Пленочная вода образуется на частицах под влиянием молекулярных сил сцепления. Она удерживается с большой силой и не может быть удалена из нее центрифугированием с ускорением, в 70 тысяч раз превышающим ускорение силы тяжести. Пленочная вода способна передвигаться как жидкость от более толстых пленок к более тонким. Сила тяжести не оказывает влияния на движение пленочной влаги, и она не замерзает при минус 1,5° С. Влажность грунта, отвечающая максимальной толщине пленки, названа Лебедевым максимальной молекулярной влагоемкостыо. Пленочная вода удаляется при высушивании грунта.

  4. Гравитационная вода — это вода свободная, не подверженная действию сил притяжения к поверхности твердых частиц. Она передвигается под влиянием силы тяжести, в ней действует гидродинамическое давление. Мы будем называть гравитационную воду грунтовой водой.

К грунтовым водам причисляют обычно и капиллярную воду — это вода, заполняющая частично или полностью поры грунта и имеющая поверхность, ограниченную вогнутыми менисками. Отметим, что некоторые щелочные воды могут давать выпуклые мениски и отрицательную высоту капиллярного поднятия, т. е. капиллярное опускание.

Последние исследования показывают, что поднятие капиллярной воды происходит благодаря энергии гидратации ионов и молекул на пограничной поверхности твердой и жидкой фаз, т. е. что капиллярность имеет электрохимическую природу.

Представления А. Ф. Лебедева были уточнены и дополнены последующими исследованиями ряда ученых. В настоящее время придается большое значение роли коллоидных частиц в грунте. Коллоидные вещества откладываются на поверхности минеральных зерен в виде тонких оболочек. Сорбируемые водяные пары впитываются этими оболочками, входя с ними в химическое взаимодействие.

 

Условие водопроницаемости грунтов.

Все природные грунты обладают той или иной степенью водопроницаемости, так .как твердые частицы грунтов не сплошь занимают их объем, а всегда между ними имеются промежутки (поры), сообщающиеся между собой, что и обусловливает водопроницаемость грунтов. Наличие системы сообщающихся пор и является условием водопроницаемости.

На практике же некоторые виды глинистых грунтов, например плотные «жирные» глины (т. е. глины, состоящие из очень дисперсных гладких частиц, большей частью чешуйчатой формы), причисляют к водонепроницаемым грунтам. Однако такое рассмотрение этих глин не будет строго соответствовать действительности, так как при определенных напорах воды они способны пропускать воду в незначительных количествах.

Основные закономерности механики грунтов при действии значительной (величины уплотняющей нагрузки, выдавливающей воду из пор грунта, и эти глины будут водопроницаемыми, но вытекать из них вода будет в весьма незначительных количествах, (быстро испаряющихся с поверхности глины, соприкасающейся с воздухом (даже при большой его влажности).

Здесь вопрос будет заключаться лишь в степени  водопроницаемости грунтов. Так, например, песчаные гравелистые и тому подобные грунты будут принадлежать к сильноводопроницаемым грунтам, глинистые же — к маловодопроницаемым, но с весьма различной проницаемостью.

Водопроницаемость грунтов и их обводненность часто являются решающим фактором при .производстве фундаментных работ, определяющим метод их ведения и стоимость. От .водопроницаемости грунтов зависит скорость их уплотнения. Кроме того, при движении воды в грунтах возникают гидродинамические давления, обусловливающие вымыв (суффозию) частиц грунта, и часто являющиеся причиной оползневых процессов.

Движение (воды в грунтах происходит под действием возникающих в поровой воде разностей давлений (напоров) для различных сечений грунта, причины чего могут быть весьма различными. Так, парообразная вода в .грунтах будет перемещаться под действием разности (упругости пара в различных точках массива, которая в свою очередь будет прямо пропорциональна температуре грунта, пленочная вода (диффузная вода гидратных оболочек твердых частиц) будет двигаться под действием разности осмотических давлений, 

капиллярная — под действием адсорбционных сил смачивания поверхности грунтовых (капилляров и, наконец, 

гравитационная — под действием напора воды, обусловленного разностью уровней воды в различных сечениях рассматриваемого массива грунта.

Наибольшее значение в (механике грунтов имеют осмотическое и гравитационное движения воды в грунтах, интенсивность которых зависит не только от величины действующих напоров (давлений в воде), но и от водопроницаемости грунтов.

 

Скоростью фильтрации воды в грунте.

Под скоростью фильтрации понимают расход жидкости, т. е. объем жидкости, протекающей в единицу времени через единицу площади, выделенную в пористой среде.

Представим себе площадку в грунте, содержащую сечения зерен грунта и просветы между этими сечениями. Движение жидкости между зернами грунта носит сложный характер, поэтому принято рассматривать не скорости в отдельных точках жидкости, а средние значения этих скоростей.

Для того чтобы определить поверхностную пористость некоторого образца, можно было бы поступить так, как это делают в некоторых специальных лабораториях: образец, вынутый из грунта с помощью цилиндрической трубки с острыми краями (такой образец называют керном), пропитывают склеивающим веществом и затем делают ряд тонких срезов этого образца. Положив срезы под микроскоп, можно измерить площади просветов и взять их отношения к площади сечения образца. Среднее из этих величин по всем взятым сечениям даст среднюю пористость взятого образца. Однако этот способ сложен. Вместе с тем очевидно, что описанный прием определения поверхностной пористости даст для нашего цилиндрического образца величину средней пористости грунта.

 

Вспомним некоторые сведения из области гидродинамики:

Если несжимаемая невязкая жидкость движется в трубке — горизонтальной или наклонной — с гладкими стенками, причем движение установившееся, то имеет место уравнение Бернулли. Уравнение Бернулли говорит, что для всех точек трубки сумма трех высот остается постоянной величиной. Сумма двух первых членов уравнения называется напором или пьезометрическим напором. Трение о шероховатые стенки трубки учитывается в гидравлике введением поправочных членов в уравнение.

При фильтрации в пористой среде жидкость испытывает большое сопротивление трения частиц жидкости о поверхности частиц грунта. Для многих грунтов — пески, глины, торфяные грунты, мелкотрещиноватые скальные грунты и т. д. — имеет место линейная зависимость скорости фильтрации от пьезометрического уклона.

В плотных глинах и тяжелых суглинках, в которых вода содержится в молекулярно связанном виде, явление фильтрации возникает лишь тогда, когда градиент напора превышает некоторое значение, называемое начальным градиентом.

 

Движения грунтовых - законы фильтрации.

Коэффициент фильтрации данного образца грунта может быть определен с помощью прибора, снабженного пьезометрическими трубками. Если нужно ориентировочно определить коэффициент фильтрации в природных условиях, то нужно взять образцы грунта (по возможности, ненарушенной структуры) и испытать их . Однако этот способ недостаточно надежен, так как он может не дать характеристики всей области в целом. Прибегают к полевым способам определения коэффициента фильтрации по откачкам из скважины, которые дают наиболее надежное значение этой величины. При этом получается некоторое среднее значение коэффициента фильтрации для рассматриваемой области движения.  Коэффициент фильтрации зависит от свойств грунта, величины и формы его зерен, а также от жидкости, протекающей в грунте, в частности от ее вязкости, а следовательно, и температуры. Обычно коэффициент фильтрации, определенный тем или иным путем, относят к температуре 0°С или 10° С.

Н. Е. Жуковский в 1888 г. обратил внимание на зависимость коэффициента фильтрации от атмосферного давления. Наблюдения показывают, что высота грунтовых вод в буровых скважинах уменьшается с увеличением атмосферного давления и увеличивается с его уменьшением, Жуковский это объясняет тем, что при падении давления упругие пузырьки воздуха, находящиеся в водоносном слое (они могут приноситься дождевыми водами), расширяются и выталкивают грунтовые воды. Уровень их в колодцах поднимается, а ключи текут быстрее. При увеличении давления будет обратная картина.

Но и при постоянном давлении наличие в грунтовой воде пузырьков воздуха изменяет степень водопроницаемости грунта, которая не остается постоянной при производстве более или менее длительного опыта. Переменность коэффициента фильтрации во времени может обусловливаться и другими физическими и химическими процессами,— например выщелачиванием растворимых солей, — а также биологическими процессами в почве.

         С. А. Христиановичем дан метод изучения движения грунтовых вод при нелинейных законах фильтрации. Простейшая задача — о притоке воды к колодцу — рассматривалась рядом авторов,  пришел к заключению, что для большинства грунтов (рыхлых) отклонения от стандартного закона Дарси могут иметь место лишь в непосредственной близости от скважины. При этом он указывает, что обычно зона нарушения закона Дарси является и зоной нарушения естественного состояния грунта под влиянием бурения и суффозионных (т. е. связанных с выносом частиц) процессов, происходящих при прокачке скважины.

В трещиноватых породах, повидимому, возможны более значительные отклонения от линейного закона фильтрации.

 

Капиллярность грунтов.

Если мы опустим конец трубки с песком в воду, то увидим, что вода в трубке будет подниматься сначала быстро, затем все медленнее, наконец, ее передвижение станет незаметным для глаза. Высоту наибольшего поднятия воды (вернее, ее среднее значение по контуру трубки) принять называть ее статической высотой капиллярного поднятия.

    Предположим, что основание трубки соприкасается с поверхностью воды в сосуде. Тогда вдоль вертикальной линии будем иметь атмосферное давление. Молекулярные силы, заставляющие жидкость подниматься между песчинками, действуют так, что в смоченной части трубки будет иметь место давление ниже атмосферного (вакуум).

     Это условие, которое должно выполняться на свободной поверхности грунтовых вод, было указано Н. Е. Жуковским, уточнено В. В. Ведерниковым и применено им, а потом и другими учеными при решении ряда задач.

      Отметим, что верхний слой грунта (почва) является структурным, т. е. таким, в котором элементарные частицы объединены агрегаты минеральных частиц, сцементированных перегноем. Между комками диаметром 1—5 мм образуются крупные поры. В структурном грунте капиллярность почти не наблюдается. Мала она и в крупнозернистых грунтах. Однако есть грунты, в которых капиллярное поднятие достигает высоты 3—5 м. Как известно, высота поднятия воды в каппиллярной трубке, смачиваемой водой, зависит от кривизны мениска.

       Поры почвы представляют сложный «лабиринт пустот», а потому для высоты капиллярного поднятия будет иметь место более сложная зависимость. Для песка используется приближенная.

Теперь рассмотрим несколько примеров движений грунтовых вод. Движения грунтовых вод делятся на напорные, безнапорные и полу напорные.

  • Напорным движением в теории фильтрации называют такое движение, в котором нет свободной поверхности. Таково движение грунтовой воды под гидротехническим сооружением, происходящее под влиянием разности напоров в верхнем и нижнем бьефах, или приток воды к скважинам в водоносном пласте, ограниченном непроницаемыми поверхностями. В напорном движении всегда сверху имеется твердая стенка, границы области движения бывают лишь двух типов: линии тока и линии равного потенциала.
  • Безнапорным движением называется такое, в котором область движения ограничена сверху свободной поверхностью.
  • Полунапорная фильтрация характеризуется тем, что фильтрационный поток сначала соприкасается с подземным контуром сооружения, а затем отрывается от него образуя свободную поверхность. Полунапорное движение имеет место под сооружениями, ниже которых имеется значительное падение уровня грунтовых вод, например под водосбросами и напорными бассейнами гидростанций.

 

Водопонижение строительных котлованов.

Важным вопросом обеспечения требуемого качества и безопасности производства работ нулевого цикла является разработка выемок при высоком положении уровня подпорных вод, т. е. в водонасыщенных грунтах.

В условиях Северо-Запада подземные воды повсеместно залегают на глубине 0,2...2,0 м от поверхности земли, что вызывает значительные трудности при производстве работ нулевого цикла и расструктуривание (нарушается структура) грунтов.

Удаление грунтовых вод (водопонижение) может осуществляться с применением открытого водоотлива, дренажа или глубинного водопонижения в течение всего времени устройства фундаментов и других подземных частей здания. Способ выбирают в зависимости от вида подземных вод («верховодка», напорные воды), особенностей напластования и свойств грунтов, глубины, размеров и формы котлована в плане, особенностей (стесненности, наличия вблизи зданий и сооружений, подземных коммуникаций и др.) и размеров строительной площадки.

Осушение - открытый водоотлив.

Открытый водоотлив является простейшим способом временного водопонижения. Его применяют в неглубоких котлованах при подземных водах типа «верховодки» или отдельных линз, когда отсутствует постоянное их питание.

Открытому водоотливу свойственны существенные недостатки. Вода, поступающая через стенки котлована, выносит из них частицы грунта, а вода, устремляющаяся снизу ко дну котлована, неизбежно разрыхляет грунт и уменьшает его несущую способность (механическая суффозия). Кроме этого, в котловане постоянно сохраняется грязь (разжиженный грунт).

Открытый водоотлив осуществляется прямо из котлована (приямков-зумпфов) насосами. Зумпфы устраивают не ближе 1 м от граней фундамента. По мере разработки котлована зумпфы постепенно переносятся и заглубляются на (0,5... 1,0 м) вместе с канавками, устраиваемыми по периметру котлована (глубиной 0,3...0,5 м) с уклоном i=0,005=0,02 в сторону приямков.

Примерная интенсивность (м3/час) поступления грунтовых вод через 1 м2 дна котлована:

Приток на 1 м площади котлована на 1 м напора м3/час

  • Мелкие пески    0,05—0,16
  • Среднезернистые пески   0,10—0,24
  • Крупнозернистые пески   0,3—3,0
  • Гравелистые с крупнозернистым песком    0,35
  • Трещиноватая скала  0,14—0,25

Общий расход воды, выкачиваемой насосами, складывается из двух частей:

  1. расхода воды, который определяется временем, отведенным на первоначальное осушение;
  2. расхода воды, обеспечивающего поддержание котлована в сухом состоянии

Водопонижение - глубинный водоотлив

Глубинный водоотлив (искусственное водопонижение котлована) может осуществляться с помощью иглофильтров (специальными трубами, снабженными фильтрами) и трубчатых колодцев-«скважин», расположенных вокруг котлована.

Глубинное водопонижение эффективно в мелкозернистых пылеватых и илистых грунтах с коэффициентом фильтрации:

Грунт  Кф, м/сут

  • Галечник чистый 200
  • Гравий чистый   200—100
  • Гравий с песком 150—75
  • Песок :
  • крупный гравелистый 100—50
  • крупный 75—25
  • средний 25—10
  • мелкий  10—2
  • пылеватый   2—1,0
  • Глинистый грунт
  • супесь  0,7-0,2
  • суглинок    0,4—0,005
  • глина   0,005 и менее

При Кф < 1 м/сут водопонижение затруднено, поэтому применяются специальные способы водопонижения: вакуумирование и электроосушение.

 

Проектирование и устройство дренажа (активный метод).

Дренаж – искусственное главное эффективное водоотводное устройство для удаления избыточных количеств воды (свободной) из грунта и с его поверхности как при освоении новых территорий под застройку, так и при эксплуатации и реконструкции уже застроенных. Он может дополняться: гидроизоляцией, противофильтрационными завесами, регулированием поверхностного стока, ликвидацией утечек и т. п.

Нежелательное высокое положение уровня подземных вод может быть вызвано:

  • естественным (природным) их режимом (геологическим строением территории, климатическими особенностями, рельефом территории (площадки), степенью развития гидрографической сети);
  • искусственной (техногенной) деятельностью (строительной и эксплуатационной).

Влияние естественных (природных) факторов

Геологическое строение территории существенно влияет на условия залегания подземных вод и расположение их уровня. Близкое залегание к дневной поверхности слабоводопроницаемых (Кф= 0,005-0,3 м/сутки) и не водопроницаемых (водоупорных) грунтов (Кф < 0,005 м/сутки) или же линз благоприятствует образованию «верховодки», подвешенных (капиллярных) и грунтовых вод. Причиной этого являются инфильтрация ливневых и талых вод, а также капиллярное увлажнение, напор, грунтовый поток, движущийся с верховой стороны. Влияние может быть систематическим и периодическим.

Климатические условия влияют на ход сезонных и годовых колебаний уровня подземных вод. Наибольшие колебания уровня поверхностных вод (1-1,5 м и более) происходят по сезонам года: наивысшие уровни - весной - после окончания таяния снега и осенью - в период выпадения большого количества осадков и малой испаряемости; наиболее низкие - летом и зимой. Подъем уровня начинается лишь через некоторое время: опоздание тем больше, чем меньше водопроницаемость (кф) грунта и больше глубина залегания уровня подземных вод.

Рельеф территории (уклон) определяет условия стока ливневых и талых вод, поэтому в определенной степени влияет на величину инфильтрационного питания подземных вод. Малые уклоны местности и наличие местных понижений способствуют повышению уровня подземных вод за счет просачивания поверхностных вод, задержанных в этих понижениях.

Гидрографическая сеть существенно влияет на условия естественного дренирования подземных вод. Редкая и слабо развитая гидрографическая сеть затрудняет дренирование, поэтому способствует неглубокому залеганию подземных вод. В прибрежной зоне водоемов при наличии хорошей гидравлической связи подземных вод с этими водоемами может происходить периодическое подтопление. Ширина зоны влияния паводков в хорошо проницаемых песках может достигать 1-2 км.

Таким образом, «очагами обводнения» могут быть:

  1. инфильтрация ливневых и талых вод - «питание сверху»;
  2. напорные и безнапорные воды в период повышения их уровня - «питание снизу»;
  3. подземные воды, притекающие со стороны, - «питание сбоку».

Влияние искусственных факторов

При строительстве и эксплуатации природный режим грунтовых вод меняется (нарушается), но чаще всего уровень повышается. Повышение вызывается неудовлетворительной организацией или ухудшением естественных условий стока поверхностных вод (снятие растительного покрова, перекрытие водотоков, обрыв водосточных труб, асфальтирование), утечками из коммуникаций, наличием подземных сооружений (тоннелей, переходов, шпунтового ограждения и т. п.), возведением гидротехнических сооружений (плотин, водохранилищ). Влияние может быть систематическим, периодическим, временным, эпизодическим (аварийный).

На застраиваемых территориях амплитуда колебания уровня подземных вод в 2-2,5 раза больше, чем на незастроенных, что создает ненормальные условия эксплуатации сооружений.

«Верховодка» образуется благодаря наличию неглубоко залегающих линз или пластов водоупора, над которыми в период таяния снега или интенсивного выпадения осадков, а также аварийных или постоянных утечек воды из подземных коммуникаций в результате инфильтрации возникает водоносный горизонт. Воды этого горизонта могут быть неподвижными или двигаться по уклону водоупора к месту выхода на поверхность земли или к водоприемнику. Характерными свойствами «верховодки» являются ее незакономерное распространение (локальное) и резко изменяющиеся по временам года состав, уровни, вплоть до пересыхания.

Ненапорные грунтовые воды имеют обычно постоянный горизонт на выдержанном водоупорном слое, но под влиянием интенсивного выпадения осадков, подпора их подземными заглубленными сооружениями и других факторов зеркало их горизонта может повышаться.

Напорные грунтовые воды, или межпластовые водоносные горизонты, находятся между верхними и нижними водоупорами. Воды этих горизонтов образуют мощный капиллярный слой, часто выступающий на поверхность земли. Подтопление подземных сооружений за счет капиллярного увлажнения (Нкап) в практике строительства встречается довольно часто.

Расположение водоносных горизонтов в большей степени зависит от характера напластования и генезиса грунтов (инженерно-геологических условий). Широко распространенные в условиях Северо-Запада ледниковые отложения характеризуются обычно сложными условиями залегания грунтов, большой изменчивостью их лито-логического состава (как в плане, так и в разрезе), пестротой водоносности (нередко с образованием локальных обводненных зон и линз в практически водоупорных грунтах, а поэтому обладающих местным напором), часто невысокой водопроницаемостью, слабой водоотдачей, большой высотой капиллярного поднятия.

Подземные воды характеризуются:

  1. областью (условиями) питания (осадки, водоем, утечки и др.);
  2. областью распространения;
  3. условиями разгрузки;
  4. формой залегания (тип скопления): грунтовый поток, грунтовый бассейн, грунтовый поток с бассейном, в линзах;
  5. закономерным (зональностью) или незакономерным (азональностью) характером;
  6. типом: естественный, техногенный, смешанный, прибрежный, водораздельный, предгорный, мерзлотный и др.;
  7. направлением движения потока;
  8. режимом (глубина залегания, уровень, расход, состав, скорость движения, температура и др.).

Эти сведения устанавливаются на основе инженерно-геологических изысканий и прогнозных расчетов.

Направление потока подземных вод

Грунтовые воды совершают сложные движения в зависимости от местных геологических условий, рельефа местности и других факторов. Различают потоки плоские, радиальные (сходящиеся и расходящиеся) и криволинейные. Направление движения грунтовых вод по карте гидроизогипс устанавливается по высотным отметкам гидроизогипс (на основании изыскания).

Во всех случаях формируются сложные условия водоносности с образованием линейно-вытянутых, часто ярусных зон с различной интенсивностью обводнения, которые могут существенно меняться при строительстве и эксплуатации.

Эксплуатационные источники увлажнения являются опасными в том случае, если общее количество поступающей из них воды больше количества инфильтрующей и если инфильтрующаяся вода вызывает существенный подъем уровня подземных вод. При этом если сооружение расположено на слабопроницаемых грунтах, то затапливаются не только сооружение с источником, но и соседние строения и подземные коммуникации.

Таким образом, если подземная часть сооружения будет находиться ниже уровня подземных вод или строительная площадка может периодически подтапливаться, гидростатическое давление воды становится серьезной проблемой для проектировщика, поскольку оно может привести не только к затоплению подвала, но и к разрушению конструкции пола в подвале, приподнятию и всплытию (при небольшой общей нагрузке заглубленного сооружения) под действием гидростатического давления.

Таким образом, наличие особенно высокого уровня подземных вод и контакт вод с фундаментами и основаниями зданий и сооружений, а также с трубопроводами различного назначения могут вызывать отрицательные воздействия. В связи с этим должны проводиться мероприятия против возможного подтопления.

 

Прогнозирование изменения гидрогеологических условий площадки строительства.

Влияние воды на свойства грунта и заглубленные части сооружения почти всегда отрицательно. В условиях Северо-Запада подземные воды, особенно верховодка, часто залегают на глубине 0,2...2,0 м от поверхности земли, поэтому существенно влияют на выбор типа проектируемого фундамента, глубины его заложения, способа производства работ нулевого цикла. Движение грунтовых вод может вымывать мельчайшие частицы грунта из-под фундамента (механическая суффозия) и ослаблять основание. Взвешивающее действие воды приводит к резкому ухудшению условий устойчивости сооружений. Возможен прорыв напорными водами водоупорного слоя грунта.

Подземная вода представляет собой сложный водный раствор содержащий: растворимые соли, газы, органические вещества, коллоиды. Количественное соотношение между отдельными компонентами обуславливают физические свойства и химический состав.

При анализе режима подземных грунтовых вод необходимо установить режимообразующие факторы (региональные и локальные): глубину залегания, вид (грунтовые напорные, безнапорные, «верховодка», утечки из коммуникаций, водоемов), химическую агрессивность воды по отношению к материалу фундамента, прогноз изменения (повышения или понижения).

При высоком положении уровня подземных вод влияние воды сказывается на:

  1. усложнении производства работ при отрывке котлована, так как мелкие и пылеватые пески могут переходить в состояние «ложного» плывуна, что требует длительной откачки воды или водопонижения, дополнительного крепления стенок котлована и т. д.;
  2. снижении прочности пылевато-глинистых грунтов (фх, Q, R, ут), проявлении просадочных свойств, набухании-усадке и выщелачивании грунтов;
  3. устойчивости и состоянии полов по грунту, заглубленных помещений, откосов и др.;
  4. пучении грунтов при их промерзании, просадке при оттаивании;
  5. активизации инженерно-геологических процессов (оползни, просадки, размыв грунтов, подмыв склонов, прорыв воды и др.).

Характер взаимодействия воды с грунтом зависит как от вида, состава и состояния циркулирующей в грунте воды, так и от свойств и состояния грунта.

 

Процессы, происходящие в грунтах при их взаимодействии с водой.

Изменения начинаются с повышения влажности, которое, в свою очередь, является причиной дальнейших изменений физико-механических свойств грунтов, особенно пылевато-глинистого, а также состава и свойств грунтовых вод. Определяющим при этом является положение уровня грунтовых вод и возможность его капиллярного поднятия. По коэффициенту фильтрации прилегающие к фундаментам грунты делятся на водонепроницаемые, слабо водопроницаемые, водопроницаемые, сильно водопроницаемые и очень сильно водопроницаемые. При этом фундаменты относят к безнапорным сооружениям, а технологические приямки и подвалы — к напорным. Если в пределах глубины заложения фундамента встречаются различные слои грунта, то в расчете принимается коэффициент фильтрации наиболее фильтрующего слоя.

Наибольшую сложность представляет анализ возможного повышения уровня подземных вод — подтопления территории или снижения в процессе эксплуатации, так называемые техногенные изменения уровня подземных вод. Прогноз вероятных изменений уровня подземных вод проводят для сооружений I и II уровней ответственности на срок соответственно 25 и 15 лет. При этом площадки подразделяются на обводняемые, необводняемые, условно-обводняемые. На бетон фундаментных конструкций могут развиваться агрессивные процессы трех видов:

  • агрессия I вида — характеризуется выщелачиванием растворимых компонентов бетона (показатель оценки агрессивности воды — бикарбонатная щелочность);
  • агрессия II вида — образование растворимых соединений (показатель оценки агрессивности воды — водородный показатель рН, содержание свободной углекислоты, содержание ионов кальция и магния, содержание едких щелочей);
  • агрессия III вида — образование и накопление в бетоне малорастворимых солей, увеличивающихся в объеме при твердении (показатели оценки агрессивности воды — содержание сульфатов, хлоридов и т.д.).

Выбор типа гидроизоляции для защиты подземных конструкций (I...VIII) зависит от степени воздействия агрессивных подземных вод: слабая, средняя или сильная (см. «Рекомендации по проектированию гидроизоляции подземных частей зданий, Прил. 2 и главу VI).

Данные о содержании в подземных водах тех или иных соединений (в мл/л) сравниваются со значениями, приведенными в СНиП 2.03.11-85 по проектированию и защите строительных конструкций от коррозии, после чего делается вывод об их агрессивности.

Во многих случаях для обеспечения необходимой стойкости конструкций фундамента достаточно простого выполнения приведенных в нормах требований, которым должны соответствовать: вид вяжущего материала и заполнителя, показатели плотности бетона, толщина защитного слоя бетона. Эти требования отражаются в проекте в виде примечаний на чертежах и в пояснительной записке.

Если необходимая долговечность бетона не может быть обеспечена выполнением только проектных требований, то в соответствии с действующими нормами необходима разработка указаний по защите от агрессивного воздействия подземных вод подошвы фундамента или ростверка, их боковых поверхностей, железобетонных свай и т. п. На практике стараются заложить подошву фундамента выше самого высокого уровня подземных вод. Заглубление фундаментов ниже, осуществляется в том случае, если связанные с этим дополнительные затраты полностью оправдываются техническими преимуществами.

В целом грунты по взаимодействию с водой можно разделить на водостойкие, свойства которых при действии влаги существенно не меняются (например, галька, гравий, крупнозернистый песок), и неводостойкие, свойства которых при действии влаги существенно изменяются (например, лёссы, глинистые грунты, пылеватые пески, морены и др.).

 

Основные мероприятия по предупреждению подтопления застраиваемых площадок:

  1. повышение планировочных отметок площадки;
  2. организация стока поверхностных вод до застройки территории;
  3. устройство гидроизоляции и дренажных систем;
  4. устранение утечек из водопроводно-канализационных систем;
  5. качественное выполнение работ нулевого цикла .

Перед проектированием оснований и фундаментов следует изучить конструктивную и расчетную схему сооружения, оценить его жесткость, определить величины и условия передачи нагрузок на фундаменты; установить характер и предельные значения возможных деформаций (чувствительность) (СНиП 2.02.01-85).

Применительно к задачам проектирования фундаментов учитываются следующие особенности сооружения:

  • уровень ответственности сооружения (СНиП 2.01.07-85, Прил. 7);
  • функциональное назначение и технологические процессы;
  • влияние жесткости надземных конструкций на основания и фундаменты (чувствительность).

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о бане

Статьи по пеноблоку,пенобетону,пенобетонным блокам

Статьи pp-budpostach.com.ua Статьи по бетону

Статьи Все о заборах

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о крышах ( виды, материал, как лутше выбрать)

Статьи Все о Фундаменте

Статьи по газобетону ( газоблоку ), газобетонных блоков, газосиликатнных блоков

Новости, статьи, слухи, факты, разное и по чу-чуть

Статьи по кирпичу ( рядовому, лицевому,облицовочному,клинкерному, шамотному, силикатному,)

facebook twitter

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о Фундаменте

Другие статьи