Чем отличается верховодка от грунтовых вод

Чем отличается верховодка от грунтовых вод

Рис.1. Схема формирования подземных вод.

Свойства грунтов в основании фундаментов в сильной степени зависят от влажности грунта. Грунт вблизи фундамента увлажняется поверхностными и подземными водами.

Откуда берутся поверхностные воды понятно — это осадки в виде дождя и снега которые просачиваются в землю возле фундамента.

Подземные воды собираются с большой территории и могут приносить влагу к фундаменту издалека.

Подземные воды формируются из вод атмосферных осадков, выпадающих на земную поверхность и просачивающихся в грунт на некоторую глубину, а также из вод болот, рек, озёр и водохранилищ, также просачивающихся в землю.

Проникновение вод в грунты зависит от физических свойств этих грунтов. В отношении водопроницаемости грунты делятся на три основные группы — водопроницаемые, полупроницаемые и водонепроницаемые или водоупорные.

К водопроницаемым породам относятся крупнообломочные породы, галечник, гравий, пески и трещиноватые породы.

К водонепроницаемым породам — плотные магматические и метаморфические породы, такие как гранит и мрамор, а также глины.

К полупроницаемым породам относятся глинистые пески, лёсс, рыхлые песчаники и рыхловатые мергели.

Количество воды, просочившейся в грунт, зависит не только от его физических свойств, но и от количества атмосферных осадков, уклона поверхности местности и вида растительного покрова. При этом длительный моросящий дождь создаёт лучшие условия для просачивания, нежели обильный ливень.

Крутые склоны местности увеличивают поверхностный сток и уменьшают просачивание атмосферных осадков в грунт, а пологие, наоборот, увеличивают просачивание. Растительный покров увеличивает испарение выпавшей влаги, но, в то же время задерживает поверхностный сток, что способствует просачиванию влаги в грунт.

Классификация подземных вод

Выделяется четыре типа подземных вод: верховодка, грунтовые, напорные (артезианские) и подземные воды вечной мерзлоты.

По условиям залегания: поровые, пластовые, трещинные.

Верховодка и грунтовые воды

Верховодка — подземные воды, залегающие вблизи поверхности земли и отличающиеся непостоянством распространения, временем существования и дебита.

Верховодка, как правило, образуется на первом от поверхности земли водоупорном пласте или прослойках водоупорных отложений в водоносноной толще, имеет локальное распространение и сезонный характер существования. Верховодка существует в период достаточного увлажнения, а в засушливое время исчезает.

В тех случаях, когда водоупорный пласт залегает вблизи поверхности или выходит на поверхность, развивается заболачивание. К верховодке также нередко относят почвенные воды, или воды почвенного слоя, представленные почти связанной водой, где капельно-жидкая вода присутствует только в период избыточного увлажнения.

Воды верховодки обычно пресные, слабоминерализованные, но часто бывают загрязнены органическими веществами и содержат повышенные количества железа и кремнекислоты. Как правило, верховодка не может служить хорошим источником водоснабжения.

Грунтовые воды

Грунтовыми водами называются воды, залегающие первыми от поверхности и имеющие региональное распространение. Они, как правило безнапорные, в редких случаях имеют локальный напор, характеризуются более или менее постоянным дебитом. Грунтовые воды могут залегать как в рыхлых пористых породах, так и в твердых трещиноватых коллекторах.

Уровень грунтовых вод подвержен сезонным колебаниям, на него влияют количество выпадающих осадков, климат, рельеф, наличие растительного покрова и хозяйственная деятельность человека.

Грунтовые воды являются одним из источников водоснабжения (преимущественно колодцы), выходы подземных вод на поверхность называются родниками, или ключами.

Артезианские воды

Напорные (артезианские) воды — воды, которые находятся в водоносном слое, заключенном между водоупорными слоями, и испытывают гидростатическое давление, обусловленное разностью уровней в месте питания и выхода воды на поверхность. Характеризуются постоянством дебита.

Область питания у артезианских вод, размеры бассейнов которых достигают иногда тысячи километров, лежит обычно выше области стока воды и выше выхода напорных вод на поверхность Земли.

Области питания артезианских бассейнов иногда значительно удалены от мест извлечения воды — в частности, в некоторых оазисах Сахары получают воду, выпавшую в виде осадков над Европой.

На влажность грунта вблизи фундамента оказывают влияние верховодка и грунтовые воды, которые и формируют УПВ — уровень подземных вод на площадке строительства.Как УПВ и влажность грунта влияют на его свойства нести фундамент дома, читайте в статьях «Грунт в основании фундаментов» и «Морозное пучение грунта».

Перед строительством дома важно учесть многочисленные факторы, среди которых не последнее место занимают характеристики почвы. Именно от них зависит возможность строительства на данном участке, устройство колодца или скважины для обеспечения участка водой. Во время исследований специалистами определяется уровень грунтовых вод, уточняются данные о глубине залегания грунтовых вод, характеристике почвы.

Если грунтовые воды находятся слишком близко к поверхности, от строительства на этом участке лучше отказаться.

На основании полученной информации специалисты получают данные о том, какова высота водоносного слоя, структура почвы, какие меры по осушению необходимо предпринимать при высокой воде. Влага оказывает негативное влияние на фундамент, строение, на ландшафт участка. Когда грунтовые воды слишком высокие, их еще называют верховодкой, возможно подтопления подвала, разрушение стен фундамента, самого дома. Почва становится болотистой, а выкопать колодец в таких условиях практически невозможно.

Виды грунтовых вод

Схема грунтовых вод.

Повышение вод в грунте часто приводит к тому, что строение разрушается или его сооружение становится затруднительным, невозможным изначально. Именно поэтому рекомендуется сразу провести специальные исследования, которые позволяют с точностью определить все характеристики грунта.

Читайте также:  Как посчитать кубатуру леса кругляка

Одно из самых неблагоприятных условий — верховодка. Почвенные воды скапливаются невысоко от поверхности, обычно они находятся в так называемой зоне аэрации. Часть породы занята полостями с воздухом, а другая — с водой. Все это делает почву крайне неустойчивой, опасной для строительства. Чаще всего верховодка появляется в неустойчивой зоне над водоупорами, в качестве которых могут выступать плотные прослойки пород, глина, суглинок. Водоносный обильный горизонт наблюдается во время таяния снега, при обильных дождях осенью и весной. Почва становится разжиженной, непригодной для строительства. Если постройки на ней уже имеются, то наблюдается растрескивание фундаментов.

Для верховодки характерно сезонное изменение. Летом или зимой грунт может быть стабилен, а вот осенью и весной ситуация совершенно другая. Проводить изыскания поэтому рекомендуется только в то время, когда могут наблюдаться такие возможны подобные явления, особенно если верховодка на данном участке наблюдалась ранее или такие изменения грунта есть у соседей.

Артезианский вариант

Геологический разрез грунтовых и артезианских вод.

Обычные грунтовые воды являются распространенными, различается только глубина их расположения. Мощность их обычно не такая большая, они не ограничиваются водоупорными слоями. Около водоемов и рек уровень их может быть выше, вдали от естественных образований — ниже, но для точного определения требуется проведение специального изыскания. Грунтовые воды обычно усиливаются во время дождей, в сезоны таяния снега. Это обстоятельство необходимо учитывать при строительстве и организации дренажных систем.

Для определения артезианских слоев также требуется геологическая экспертиза. Все зависит от типа грунтов, прохождения на местности водоносных артезианских жил. Обнаружить такой пласт, который залегает на приемлемой для скважины и колодца глубине, можно далеко не всегда.

Условия образования таких вод разнообразные, но чаще всего они образуются в трещинах породы, изломах.

Глубина их заложения может отличаться, хотя она довольно значительная.

Обнаружить артезианские воды, которые отличаются чистотой, можно при бурении с целью проверки возможности сооружения скважин. Мощность слоя зависит от климатических условий, от рельефа, направления слоя. Направление водоносных жил может изменяться. Химический состав артезианских вод различен, как и вкусовые качества, что требуется учитывать при рытье скважин.

Геологические изыскания

Лучшее время для проведения геологических изысканий — лето или осень.

Чтобы определить, какие именно грунтовые воды и на какой глубине наблюдаются на участке, необходимо провести геологическое исследование. В результате проделанной работы можно получить следующие данные:

  • наличие или отсутствие водоносных слоев;
  • характер, который имеют грунтовые воды;
  • химический состав воды;
  • объем ожидаемых притоков влаги, скорость наполнения траншеи, котлована.

Такие исследования необходимо проводить по следующим причинам:

  1. Все грунтовые воды обладают способностью изменять структуру грунта, а это отрицательно сказывается на прочности, устойчивости фундаментов дома.
  2. Водонасыщенный грунт становится рыхлым, часто возникают просадки почвы, а для дома это чревато разрушениями.
  3. Водонасыщенные грунты приводят к тому, что из плиты фундамента начинает вымываться бетон, образуются пустоты, прочность резко снижается.

Верховодка

Грунтовые воды и верховодка требуют принятия срочных мер для осушения влаги и ее отвода. Можно предпринять следующие действия:

  1. Поверхностный водоотлив — открытый способ водопонижения.
  2. Использование закрытого метода водопонижения. Это дренаж различного типа, использование иглофильтров и прочего оборудования.

На выбор того или иного метода оказывают влияние такие факторы:

  • форма, размер будущего котлована;
  • уровень водопроницаемости почвы в месте строительства;
  • глубина водопонижения, которая определяется глубиной залегания грунтовых вод;
  • характеристики движения и направления водоносного слоя;
  • есть ли рядом с участком строительства различные сооружения и конструкции, на которые работы по осушению могут оказать влияние.

Условия понижения грунтовых вод.

Вода выбранным способом отводится от участка. Для этого используют трубы, насосы, траншеи и прочее. Часто для котлованов применяются специальные приямки, которые собирают влагу, просачивающуюся через грунт. Надо быть предельно осторожным, так как вода, стекая по стенкам, оказывает размывающее воздействие, структура грунта нарушается, она может стать неустойчивой. Применяются меры по укреплению, в противном случае осушение просто не будет эффективным. Сам котлован делается со стенками не отвесными, а под наклоном, чтобы надежно укрепить их.

Дренаж

Когда на участке имеется верховодка, обычно планируются меры по отводу или осушению территории. В противном случае возможны подтапливания, заболачивание и другие неприятные и чреватые финансовыми расходами моменты. Чаще всего против верховодки используются дренажные системы. Сегодня для загородных участков довольно часто они используются. Есть несколько способов их обустройства:

Схема открытого водоотлива.

  1. Беструбный дренаж. Это траншея необходимой глубины, на дно которой укладывается специальный фильтрующий материал, например, камень, песок, щебень, хворост. Наполнитель укладывается слоями, чтобы предотвратить проникновение воды в траншею сверху, необходимо ее защитить, для этого устраивается специальный замок из глины чистой или смешанной с песком. Толщина такого глиняного замка составляет 50 см. Для предохранения загрязнений и забивки надо использовать фильтрующий слой из торфа, мха.
  2. Трубные дренажи представляют собой систему из специальных полимерных перфорированных труб. Такие трубы могут быть самого различного типа, что сильно зависит от типа грунта, особенностей их укладки. Глубина заложения составляет 1,5-2 метра, что достаточно для обеспечения отличного отвода верховодки. Для такого типа дренажа очень важно сразу предусмотреть наличие дренажного специального колодца, который устанавливается в точках поворотов, наличие коллекторов. Все это необходимо для промывки системы, регулярного ее осмотра. Монтируются специальные смотровые колодцы, которые дают возможность проводить такой осмотр при необходимости.
Читайте также:  Виды защелок для межкомнатных дверей

Если необходимо защитить грунт от верховодки на большей глубине, например, на 4-5 м от поверхности почвы, то дренаж уже не применяется, рекомендуется использовать специальные иглофильтры. Это труба или связка труб, на конце которой находится фильтр специального типа. Для работы используется вакуумный коллектор и резиновый шланг, которые присоединяются к установленному насосу, стоящему на поверхности. Для расположения иглофильтра потребуется бурение скважины небольшого диаметра. Схема такого фильтра:

Схема трубчатого дренажа: 1 — Местный грунт; 2- Мелкозернистый песок; 3 – Крупнозернистый песок; 4 – Гравий; 5 – Труба; 6 – Уплотнительный слой.

  • труба (или связка труб);
  • перфорированная труба (иглофильтр);
  • фильтровочная защитная сетка;
  • наконечник;
  • промывная труба;
  • форсунка;
  • специальные пробки;
  • воздушные краны и трубопровод;
  • установленный водоотделитель;
  • клапаны;
  • тройники, поплавок;
  • водокольцевой насос вакуумного типа;
  • регулировочные краны;
  • манометр.

Один ярус такой установки для осушения от верховодки способен работать до 5 м. Если требуется осушение на большую глубину, то можно применять многоярусные иглофильтры.

Слишком высокие грунтовые воды являются причиной того, что во время строительства дома, устройства колодца и сада возникают проблемы. Котлованы часто наполняются водой, которую трудно откачать, а подвалы уже готовых домов затапливаются. Стены и плиты фундаментов начинают покрываться трещинами, здания просто «плывут». Чтобы избежать таких проблем, необходимо предварительно провести геологические исследования, после чего предпринять соответствующие меры по осушению либо отводу влаги. Для этого применяются различные меры, но чаще всего это дренаж открытый или закрытый, в зависимости от требований участка.

Подземные воды образуются главным образом за счет просачивания атмосферных осадков, вод рек, озер, водохранилищ и пр.

Основными типами подземных вод являются:

  • верховодка,
  • грунтовые безнапорные воды,
  • напорные (артезианские) воды.

Верховодкой называют воду, находящуюся на глубине 2-3м от поверхности земли над водоупорным слоем. В местах, где водоупорный слой кончается, верховодка также исчезает, стекая в нижележащие пласты водопроницаемых пород (песков, трещиноватых известняков и др.). В засушливую погоду, а также зимой верховодка обычно исчезает.

Грунтовые безнапорные воды — это подземные воды, находящиеся выше первого водонепроницаемого слоя пород. Основным источником их образования являются атмосферные осадки. Уровень таких грунтовых вод сохраняется на той глубине, на которой они появились, так как напор в грунтовых водах отсутствует.

Напорные (артезианские) воды находятся между двумя водоупорными пластами. При устройстве котлована такие воды поднимаются выше того уровня, на котором они находились.

Принципиальная разница между верховодкой и грунтовыми безнапорными водами заключается в том, что верховодка в зависимости от погодных условий может то появляться, то пропадать. В то время как грунтовые безнапорные воды находятся в грунте постоянно на одном и том же уровне. Именно эти воды необходимо отводить от участка при строительных работах.

Напорные воды наоборот вряд ли помешают: их необходимо использовать для водоснабжения коттеджа.

При проведении инженерно-геологических изысканий определяют:

  • наличие подземных вод,
  • их характер,
  • химический состав,
  • ожидаемые водопритоки (количество воды и скорость наполнения котлована, траншеи и пр.).

Наличие подземных вод в слое породы определяется бурением разведочных скважин.

Проводить подобные изыскания необходимо по ряду причин:

— во-первых, потому что подземные воды в ряде случаев изменяют свойства грунта. Например, глинистые сланцы при попадании воды теряют устойчивость. Насыщенные водой пески легко отдают воду и требуют предварительного осушения. Тонкозернистые пески с примесью илистых частиц способны удерживать воду и превращаться в плывуны. Некоторые глины при увлажнении набухают и тяжело разрабатываются.

При расчете проектно-сметной документации важно учитывать этот момент. Потому что в противном случае, в процессе строительства может моментально увеличиться стоимость нулевого цикла (в частности, разработка и устройство котлована): необходимо будет привлекать дополнительную технику и рабочих, увеличивать сроки проведения работ, нести не запланированные расходы.

-во-вторых, при наличии подземных вод, грунт становится рыхлым, теряет свои первоначальные свойства, в том числе несущую способность. Это означает, что могут возникнуть непредвиденные просадки грунта. Что в свою очередь, ведет к неравномерному проседанию фундамента. Как следствие — возникновение трещин и разрушений.

-в-третьих, при наличии подземных вод, при устройстве фундамента может произойти «вымывание» бетона. То есть при постоянном контакте воды с бетоном, из бетона вымывается цемент. Это приводит к тому, что материал, из которого выполнен фундамент, становится неоднородным. Поэтому готовый фундамент не может нести расчетную нагрузку.

Таким образом, для того, чтобы обеспечить прочность и долговечность вашему фундаменту в частности и дому в целом, необходимо удалять подземные воды (понижать уровень подземных вод) со строительной площадки.

В частном строительстве для понижения уровня подземных вод применяются следующие методы:

  1. Открытые способы водопонижения (поверхностный водоотлив);
  2. Закрытые способы водопонижения:
  1. Устройство дренажей (безтрубные и трубные);
  2. Водопонижение с помощью легких иглофильтровых установок;
  3. Водопонижение с помощью эжекторных иглофильтровых установок.

На выбор метода понижения уровня подземных вод влияют следующие факторы:

  • размеры и форма сооружаемого котлована;
  • водопроницаемость грунта;
  • необходимая глубина водопонижения;
  • продолжительность водопонижения;
  • условия движения грунтовых вод до начала работ;
  • наличие рядом с котлованом уже имеющихся сооружений.
Читайте также:  Табурет из досок своими руками

Итак, суть всех методов понижения воды одинаковая – собрать подземные воды с поверхности или из глубины грунта и удалить со строительной площадки с помощью различных приспособлений.

При поверхностном водоотливе грунтовая вода, просачиваясь через откосы и дно котлована, поступает в водосборные канавы и по ним в приямки, откуда откачивается насосами. В мелкозернистых грунтах водосборные канавы, а иногда и откосы котлована загружаются песчано-гравийной смесью, которая служит хорошей водопроводящей средой, предохраняющей канавы и откосы от оплывания. Водосборные канавы устраивают обычно глубиной до 1,5м. Ширина канав по дну делается не меньше 0,6м, а откосы обычно крутизной 1:1,5 (то есть при глубине траншеи 1м, ширина, на которую будет отходит откос, составит 1,5м).

Схема открытого водоотлива: 1 – сниженная поверхность грунтовых вод; 2 – напорный трубопровод; 3 – первоначальная поверхность грунтовых вод; 4 – насос; 5- сборная канава; 6 – приямок. Стрелками показано направление движения воды.

Устройство дренажей — один из способов закрытого водопонижения.

Применяют следующие виды дренажа:

безтрубные дренажи – глубокие траншеи, которые заполнены фильтрующим материалом (хворост, щебень, крупный песок, камень).

Наполнение в безтрубных дренажах устраивается из нескольких слоев заполнителя различной крупности. Для изоляции дренажа от проникания поверхностных вод, сверху дренажная траншея забивается водонепроницаемым слоем (глина или глина, смешанная с песком) толщиной 0,5м.

Для предохранения наполнителя от загрязнений между ним и водонепроницаемой забивкой прокладывается слой мха или торфа.

трубные дренажи из полимерных труб. Такие трубы должны быть перфорированными (вдоль трубы устраиваются отверстия в необходимом количестве для проникновения грунтовых вод в трубу) и гофрированными (для сохранения формы и объема). Дренажная труба укладывается в грунт на глубину 1,5-2м.

Схема трубчатого дренажа: 1 – местный грунт; 2- мелкозернистый песок; 3 – крупнозернистый песок; 4 – гравий; 5 – труба; 6 – уплотнительный слой.

При монтаже трубного дренажа следует устроить смотровой колодец. Смотровые колодцы следует устанавливать в местах поворота труб и коллекторов, изменения уклона и диаметра труб, впадения труб в закрытые коллекторы, а также в местах, необходимых для промывки дренажных линий. Смотровые колодцы необходимо устраивать для периодической очистки и осмотра дренажных труб.

Схема смотрового колодца: 1 — труба; 2 -дренажный колодец; 3 -грунт; 4 — дно колодца; 5 -крышка колодца.

Легкие иглофильтровые установки применяются для понижения уровня грунтовых вод на глубину 4-5м. Такие установки представляют собой трубу, на конце которой находится иглофильтр. Лёгкий иглофильтр при помощи резинового шланга и вакуумного коллектора присоединяется к насосу, расположенному на поверхности.

Схема легкой иглофильтровой установки: 1 – труба; 2 – муфта; 3 – иглофильтр (перфорированная труба); 4 – защитная фильтровальная сетка; 5 – наконечник; 6 – воздушно-промывная труба; 7 – форсунка; 8 – пробки; 9 – воздушные краны; 10 – воздушный трубопровод; 11 – водоотделитель; 12 – клапан; 13 – поплавок; 14 – тройники; 16 – трубопровод; 17 – водокольцевой вакуум-насос; 18,19 – регулировочные краны; 20 – манометры.

Для понижения уровня воды на большую глубину использую двух — трехъярусные установки.

Эжекторные иглофильтровые установки состоят из иглофильтров с эжекторными водоподъемниками, распределительного трубопровода (коллектора) и центробежных насосов. Эжекторные водоподъемники, помещенные внутри иглофильтров, приводятся в действие струей воды, нагнетаемой в них насосом через коллектор.

Из схемы видно, что вода, выбрасываемая из иглофильтра, поступает в лоток и затем сливается в циркулярный резервуар. Из резервуара часть воды вновь засасывается насосом, остальная часть сбрасывается насосом или отводится самотеком за пределы строительной площадки.

Как видно из таблицы 1, именно эжекторные иглофильтры позволяют понизить уровень подземных вод до 20м.

Хотелось бы обратить ваше внимание, что вам не следует самостоятельно проводить геологические изыскания участка и проектировать способ водопонижения. Изучение геологии участка – достаточно тонкий вопрос и это лучше доверить профессионалу.

В данном случае ваша задача заключается в том, чтобы составить техническое задание на проект в проектной организации, которую вы выбрали.

Далее непосредственно сам проектировщик оформит заявку на проведение инженерно-геологических изысканий. Подобные изыскания могут проводиться как специалистами проектной организации, которая создает вам проект, так и сторонней организацией. Важно, чтобы у этой организации была лицензия на проведение инженерно-геологических изысканий. Также возможен вариант, когда в проекте будут использованы уже готовые изыскания данной территории. Такую информацию возможно получить в Управлении земельных ресурсов.

Еще раз хотелось бы подчеркнуть, что вам не стоит беспокоиться по поводу организации проведения геологических изысканий. Ответственность за получение корректных данных по вашему участку лежит на проектировщике! Потому что, в случае, если с построенным коттеджем в течение 20 лет что-нибудь случится (например, дом просядет, потому что была не правильно рассчитана несущая способность грунта и наличие грунтовых вод), то проектировщик, который создавал этот проект, будет отвечать в соответствии с Гражданским кодексом Украины.

Только после получения данных инженерных изысканий о вашем участке, ваш проектировщик скажет, какой способ водопонижения будет максимально эффективен в данной ситуации. Также рекомендуемый способ водопонижения будет указан в проектно-сметной документации. Этими рекомендациями будет пользоваться та строительная организация, которая будет осуществлять строительные работы на вашем участке.

Ссылка на основную публикацию
Чем обработать обувь на зиму
О том, что обувь должна храниться по определенным правилам, знают все, но не каждый эти правила соблюдает. Что нужно делать,...
Чем занимается черная металлургия
Одну из ведущих отраслей тяжелой промышленности составляют предприятия, которые занимаются добычей сырья, производством и переработкой металлов на основе железа –...
Чем запаять нержавейку в домашних условиях
Пайка нержавейки является достаточно трудоемкой процедурой, однако не вызовет особых проблем, если знать все особенности ее выполнения. Со значительно меньшим...
Чем обработать помещение от блох народными средствами
С появлением в доме блох жильцы забывают о спокойной комфортной жизни. Активно размножаясь, насекомые постепенно заполоняют все пространство. Вопреки мнению,...
Adblock detector