Ювелирное обозрение

КАЧЕСТВЕННО

БЫСТРО

SEO оптимизация

адаптивная верстка

Ремонт в регионах

1. Главная
2. Строительство
3. Гидроизоляция
4. Водопроницаемость грунта

Часто только за счет подъема влаги в капиллярах глинистых пород и строительных материалов в помещениях появляется сырость.

Поэтому в капиллярной зоне обязательно должна предусматриваться гидроизоляция.

Песок может отдавать почти всю имеющуюся в его порах воду, вытекающую под действием силы тяжести.

В то же время шурфы, колодцы и котлованы, пересекающие полностью насыщенные водой глины, могут совсем не иметь воды.

Мелкозернистые породы способны отбирать влагу у крупнозернистых.

Грунтовые воды, полностью заполняющие поры грунтов и трещины в горных породах, при определенных условиях перемещаются в порах.

Водопроницаемость грунта зависит от:

• его пористости, а также
• от характера пустот и пор.

Но одна величина пористости еще не определяет степени его водопроницаемости.

Грунт может обладать очень значительной пористостью (например, в глине пористость часто достигает 50%), а в то же время быть практически водонепроницаемым;

песок даже при пористости в 30% хорошо проницаем для воды. В данном случае играет роль размер пустот или диаметр пор.

По степени водопроницаемости грунты можно разделить на три группы:

1. водопроницаемые;
2. полупроницаемые;
3. непроницаемые.

К водопроницаемым грунтам относятся галечник, гравий, песок, а также все сильно трещиноватые породы.

К полупроницаемым грунтам можно отнести такие породы, как супеси и суглинки, лёсс, торф, реже пористые известняки и мергели.

К непроницаемым грунтам принадлежат глины, а также массивные кристаллические и нетрещиноватые осадочные породы.

Практическая водонепроницаемость глины объясняется прежде всего тем, что поры в ней имеют незначительный размер и вода при движении испытывает большое сопротивление, создаваемое силами поверхностного натяжения частиц.

Поверхность же всех глинистых частиц в единице объема очень велика. Существенным обстоятельством, делающим глину непроницаемой, является и щелевидная форма пор.

Таким образом, глинистые слои являются водоупорными для находящейся над ними грунтовой воды. Поэтому глину используют для предупреждения фильтрации воды к сооружению или через плотину, устраивая специальные глиняные замки.

Движение подземных вод в порах рыхлых и в трещинах скальных пород в случае полного заполнения их водой называется фильтрацией.

Коэффициент фильтрации является важнейшей характеристикой породы.

Ориентировочные величины этого коэффициента даны в табл. 2.

Уточнение их для каждого конкретного случая может быть произведено расчетным либо лабораторным методом или найдено в полевых условиях.
Между величинами коэффициента фильтрации и высотой капиллярного поднятия имеется определенная зависимость.

Ориентировочное значения коэффициента фильтрации рыхлых горных пород

Важнейшими свойствами грунтов по отношению к воде являются:

Показатели этих свойств используются при различных гидрогеологических расчётах.

Влагоёмкость – способность грунтов вмещать и удерживать определённое количество воды.

По степени влагоёмкости грунты подразделяют:

· сильно влагоёмкие – торф, глины, суглинки;

· слабовлагоёмкие – мел, мергель, супеси;

· невлагоёмкие – скальные грунты, пески, галечники.

В том случае, когда все поры заполнены водой, грунт находится в состоянии полного насыщения. Влажность, отвечающая этому состоянию, называется полной влагоёмкостью – W_п.в.

W_п.в. =

W_п.в. – полная влагоёмкость;

–пористость;

– плотность скелета грунта;

Водоотдача W_в – способность грунтов, насыщенных водой, отдавать гравитационную воду в виде свободного стока. Водоотдача песчаных грунтов определяется:

W_м.м.в. –максимально молекулярная влагоёмкость

Водопроницаемость – способность грунтов пропускать гравитационную воду через поры (рыхлые грунты) и трещины (плотные грунты).

Водопроницаемость грунтов характеризуется коэффициентом фильтрации – k_ф, представляющим собой скорость движения подземной воды при гидравлическом градиенте, равном 1 имеет размерность скорости (м/сут, м/час).

По величине k_ф грунты разделяют на три группы:

1. водопроницаемые – k_ф 1 м/сут (галечник, гравий, песок, трещиноватые грунты);

2. полупроницаемые – k_ф = 1 – 0,001 м/сут (глинистые пески, лёсс, торф, рыхлые песчаники);

3. непроницаемые – k_ф 0,001 м/сут (массивные грунты, глины).

Непроницаемые грунты называют – водоупорами.

Полупроницаемые и водопроницаемые называют – водоносными горизонтами.

4. Классификация подземных вод.

Существует целый ряд различных классификаций, но главные из них две. Подземные воды подразделяют:

– по характеру использования;

– по условиям залегания в земной коре.

По характеру использования подземных вод:

1. Хозяйственно-питьевые воды – подземные воды используют для хозяйственно-питьевых целей.

2. Технические воды – воды, которые используют в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства.

3. Промышленные воды – содержат в растворе полезные элементы в количестве, имеющем промышленное сырьевое значение.

4. Минеральные воды – подземные воды, которые имеют повышенное содержание биологически активных микрокомпонентов, газов, радиоактивных элементов и т.д.

5. Термальные подземные воды – имеют температуру более 37ºС.

По условиям залегания в земной коре:

2. Грунтовые воды;

3. Межпластовые воды.

На рисунке 1 изображена классификация подземных вод по условиям залегания. Верхняя часть земной коры в зависимости от степени насыщения водой пор грунтов делится на две зоны: верхнюю – зону аэрации и нижнюю – зону насыщения.

Рис. 1. Подземные воды по условиям залегания

Зона аэрации расположена между поверхностью земли и уровнем грунтовых вод. В этой зоне атмосферные осадки просачиваются из поверхности вод вглубь, в сторону зоны насыщения. Поры грунтов в этой зоне лишь частично заполнены водой, остальная их часть занята воздухом.

Зона насыщения расположена ниже уровня грунтовых вод. В этой зоне все поры заполнены гравитационной водой.

Верховодки – это временные скопления подземных вод в зоне аэрации на небольшой глубине от поверхности земли в результате инфильтрации атмосферных осадков. Наибольшая мощность и водообильность наблюдается весной (в период снеготаяния) и осенью (в период обильного выпадения осадков). Для верховодки характерны: временный сезонный характер, небольшая площадь распространения, малая мощность и безнапорность. Верховодка представляет значительную опасность для строительства. Залегая в пределах подземных частей зданий и сооружений (подвалы, котельные и др.), они могут вызвать их подтопление, если заранее не было предусмотрено дренирование или гидроизоляция.

Грунтовые воды – постоянные во времени и значительные по площади распространения, горизонты подземных вод, залегающие на первом от поверхности выдержанном водоупоре (водонепроницаемом слое).

В грунтовых водах различают верхнюю поверхность (уровень грунтовых вод – УГВ) или зеркало и водоупорное ложе.

Водоупор, на котором лежит водоносный слой, называют ложем.

Расстояние от водоупора до уровня подземных вод называется мощностью водоносного слоя.

Грунтовые воды характеризуются следующими признаками:

· грунтовые воды имеют свободную поверхность, т.е. сверху они не перекрыты водоупорными слоями, а следовательно являются безнапорными;

· питание грунтовых вод происходит за счёт атмосферных осадков, поступления воды из поверхностных водоёмов и рек;

· грунтовые воды находятся в непрерывном движении и образуют потоки, направленные в сторону общего уклона водоупора;

· количество, качество и глубина залегания грунтовых вод зависят от геологических условий местности и климатических факторов.

Межпластовые подземные воды – располагаются в водоносных горизонтах между водоупорами и бывают безнапорными и напорными.

Межпластовые безнапорные воды находятся между двумя водоупорными слоями и связаны с горизонтально залегающими водоносными слоями, заполненными водой частично или полностью.

Межпластовые напорные (артезианские) воды – подземные воды водоносных горизонтов, перекрытых и подстилающихся водонепроницаемыми пластами горных пород. Они связаны с залеганием водоносных слоёв в виде синклиналей или моноклиналей.

Площадь распространения напорных водоносных горизонтов называют артезианским бассейном.

Напорные воды встречаются не только в слоях, залегающих между двумя водоупорами, но и в массивах скальных, трещиноватых пород, а также в карстовых пустотах и в вечной мерзлоте. Отдельные части водоносных слоёв залегают на различных высотных отметках, что и создаёт напор подземных вод. Напорность вод характеризуется пьезометрическим уровнем.

Уровень напорных вод называется пьезометрическим уровнем.

В артезианских бассейнах выделяют три области: питания, напора (распространения) и разгрузки.

Областью питания напорных вод является площадь выхода на дневную поверхность водоносного слоя. Атмосферные осадки движутся по уклону водопроницаемых слоёв к центральным частям бассейнов, заполняют весь слой и приобретают гидростатический напор.

Областью разгрузки называют участки выходов напорных подземных вод на поверхность.

Область напора – это основная площадь распространения артезианских вод, расположенная между областями питания и разгрузки.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Только сон приблежает студента к концу лекции. А чужой храп его отдаляет. 8843 – | 7556 – или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

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.