Грунтовые воды: если они расположены в зоне строительства

Приступая к строительству, специалисты должны учитывать разные факторы, влияющие на его качество. И одним из самых важных факторов является состояние почв, на которых планируются строительные работы.

Слои подземных вод

Рисунок 1. Слои подземных вод.

Это состояние определяется целым рядом физико-химических показателей. Но для качественного и безопасного монтажа едва ли не главным представляется наличие и объемы подземных вод. То, как грунтовые воды расположены по отношению к поверхности, впоследствии скажется на долговечности постройки.

Распространение и классификация

Указанный вид водных ресурсов (рис.1) представляет собой воду, формирующуюся в верхних слоях Земли. Слой грунта, в котором она скапливается под действием комплекса атмосферных и геологических факторов, образует водоносный горизонт. В этом слое происходит как распространение подземных вод, так и их подпитка из разных источников.

Накопление воды в грунтах происходит за счет периодических атмосферных осадков и проникновения (инфильтрации) в почву воды с поверхности. При этом, в отличие от артезианских вод, находящихся на большей глубине, грунтовые не находятся под давлением.

Виды вод по условиям

Рисунок 2. Виды вод по условиям.

Кроме того, они периодически меняют свой верхний уровень, который зависит от времени года и соответствующих перепадов температур, в период весеннего таяния снега или затяжных ливней вода поднимается на минимальную глубину.

Колебания температур ведут не только к образованию верховодки (сезонного накопления воды в верхних слоях грунта), но и к изменению химического состава воды - минерализации. Такое изменение наблюдается в период максимального понижения уровня подземных вод (межень) или во время паводка, когда верхний срез воды в грунте находится на минимальной глубине.

Обычно грунтовые воды скапливаются в рыхлых, слабо скрепленных друг с другом породах. Они находятся также в трещинах и порах грунта. При этом мощность водоносного горизонта может изменяться в зависимости от тех или иных геологических изменений в водосодержащих земных породах, от расстояния до места разгрузки горизонта, от количества инфильтрованной воды и других факторов.

Благодаря близкому расположению к земной поверхности, грунтовые воды легкодоступны. Этот факт можно считать плюсом в случае, если необходимо получить большие объемы воды (например, для нужд предприятий). Что касается строительной сферы, то грунтовые воды своим относительно неглубоким залеганием часто доставляют серьезные проблемы.

Особенности грунта

Если следовать всем технологическим правилам, то перед началом работ по устройству фундамента следует в процессе инженерно-геологических изысканий определить степень водопроницаемости почвы в рабочей зоне.

От этого параметра часто зависят не только способы и материалы, применяемые для возведения фундамента, но и главный вопрос, можно ли в данном месте начинать стройку.

Все грунты в той или иной степени состоят из твердых и рыхлых пород. Их соотношение, как и определенная плотность пор, пустот и трещин, которые находятся в породах, влияет на водопроницаемость грунта.

Схема залегания и движения грунтовых вод

Схема залегания и движения грунтовых вод.

По степени водопроницаемости все грунты разделяют на три больших типа - водонепроницаемые (такие грунты эффективно препятствуют инфильтрации воды), водопроницаемые (обладают высокой степенью инфильтрации) и растворимые (активно вымываются скапливаемой в них водой).

К водонепроницаемым грунтам принадлежат такие породы, как глина, осадочные и кристаллические породы. Правда, в некоторых случаях эти породы следует считать условно водонепроницаемыми. Так, при увеличении объемов воды, которая находится в глинистом грунте, жирная глина может незначительно пропускать воду. Водонепроницаемые породы становятся проницаемыми, если в результате каких-либо событий, инженерных или геологических, в них появляются пустоты и трещины.

Водопроницаемые породы, как следует из их названия, пропускают воду. Но из-за разности степеней этого пропускания все они делятся на однородно проницаемые, т.е. пропускают влагу по всей своей толще, и относительно проницаемые породы, т.е. частично пропускающие воду. К первой группе относятся такие породы, как гравий, галечник, различные пески. Наиболее известными представителями второй группы являются мелкозернистый песок и торф.

Породы, хорошо пропускающие влагу, в свою очередь, делятся на два вида по их способности впитывать грунтовые воды. К влагоемким (например, торф) принадлежат породы, способные удерживать в своей толще определенное количество воды. Напротив, невлагоемкие породы (песок, галечники и др.) водой не насыщаются, свободно пропуская ее через свою толщу.

Примерами растворимых горных пород являются соли (поваренная и калийная), известняк, гипс. Там, где они располагаются, при постоянном воздействии на них воды образуются пустоты, грунтовые воронки, карстовые пещеры.

Особенности зонального распределения

Схема образования грунтовых вод

Схема образования грунтовых вод.

Все воды, содержащиеся под землей, разделяются в соответствии с глубиной и условиями их залегания на несколько зон. Собственно грунтовые воды занимают лишь одну из этих зон. При этом главными отличительными критериями являются степень искривленности ландшафта, количество и периодичность атмосферных осадков, сезонные колебания температуры воздуха.

Подземные воды по степени углубления в земную толщу разделяются на воды почвы, верховодку, грунтовые и межпластовые воды (рис.2). Самый верхний слой воды - почвенный - содержится в рыхлой почве и в основном питает влагой растения.

Ниже, но также неглубоко, залегает верховодка. Она характеризуется периодичностью появления, чаще всего в период весеннего таяния снегов или осенних дождей.

Далее следуют грунтовые воды. Как уже было сказано ранее, они образуют самый верхний водоносный горизонт, который сохраняет свою мощность благодаря тому, что ниже него залегает водоупорный, не пропускающий воду, горизонт. Мощность слоя грунтовых вод определяется расстоянием между зеркалом (самой верхней кромкой) грунтовых вод и верхней границей водоупорного горизонта.

Схема основных типов грунтовых вод

Схема основных типов грунтовых вод.

Так как грунтовые воды залегают относительно неглубоко от поверхности, они так же, как и почвенные воды и верховодка, подвержены сезонным колебаниям уровня. Иными словами, в период сильных осадков их зеркало поднимается к поверхности земли, а в засушливые - опускается на глубину.

На уровень вод влияют и местные климатические особенности. В частности, в тундре верхняя кромка грунтовых вод находится практически у самой поверхности земли, что приводит к заболачиванию местности. А вот в зоне пустынь и полупустынь грунтовые воды скапливаются на большой глубине (до 100 метров), что сильно затрудняет их добычу.

Ниже грунтовых располагаются межпластовые воды. Так как они скапливаются между двумя водоупорными горизонтами, а объем подземного пространства, занимаемого ими, практически постоянен, то чаще всего они находятся под давлением. Кроме того, повышенным давлением характеризуются воды, которые содержатся в изогнутых (артезианских) геологических структурах.

Температура

Наряду с осадками, особенностями гидравлики той или иной местности, способами хозяйственной деятельности человека, на параметры грунтовых вод существенно влияют температуры воздуха и горных пород. Грунтовые воды могут быть холодными (температура до 20°С), теплыми (20°С - 37°С), горячими (выше 37°С).

Гидрологический цикл и источники заражения грунтовых вод

Гидрологический цикл и источники заражения грунтовых вод.

Стоит отметить, что чем ближе к поверхности земли залегают такие воды, тем сильнее они подвержены влиянию атмосферных температур и температур поверхностной воды, инфильтрируемой в грунты. При этом грунтовые воды на глубинах до 2 м испытывают суточные температурные колебания.

Более глубокие слои отличаются большей устойчивостью к изменениям температуры в течение суток, но подвержены сезонным термическим колебаниям, сохраняя относительное постоянство своей температуры в течение одного сезона.

Специальное исследование температуры грунтовых вод рекомендуется проводить, чтобы комплексно решать практический вопрос качественного и безопасного строительства. Для строительной сферы, в частности, большое значение имеет выяснение через температурные характеристики особенностей взаимодействия различных водоносных горизонтов друг с другом, источников и условий подпитки из подземных и наземных источников, определение скорости движения воды в водоносных слоях.

Благодаря знанию температурных режимов тех или иных климатических зон, можно определять пригодные для устройства фундаментов глубины и планировать места заложения трубопроводных сетей и прочих коммуникаций, подземных хранилищ.

Важный факторы

Круговорот воды в природе

Круговорот воды в природе.

Температуры грунтовых вод определяются следующими факторами:

  1. Температура атмосферного воздуха.
  2. Интенсивность солнечного излучения.
  3. Стоки поверхностных вод, имеющие определенную температуру.
  4. Близость больших водоемов, выполняющих функцию стабилизирующего терморегулятора.
  5. Наличие вблизи водоносных горизонтов крупных промышленных предприятий, населенных пунктов.
  6. Прокладка подземных линий теплопередач.

Значение для строительной сферы

Наличие в месте будущего строительства подземной влаги, особенно ее избыточного количества, всегда было и остается одной из самых больших проблем для строителей. Эта проблема становится тем серьезнее, чем ближе располагаются заглубленные конструкции к зоне насыщения грунтовыми водами.

Почему следует всегда учитывать фактор подземных вод при любом строительстве? Дело в том, что эти воды, даже находясь в незначительных объемах, в любом случае в большей или меньшей степени влияют на прочность строительных элементов и их долговечность.

Схема защиты участка от грунтовых вод

Схема защиты участка от грунтовых вод.

Вода из-под земли благодаря действию капиллярных сил, гидростатического и гидродинамического давления попадает в поры и механические соединения материалов, из которых производятся строительные конструкции. Так вода поднимается по пустотам конструкций на высоту до нескольких метров над уровнем земли.

В результате суточных и сезонных колебаний температуры воздуха вода периодически переходит из одного агрегатного состояния в другое (например, замерзание сменяется оттаиванием), вследствие чего происходит постепенное разрушение конструкций. Одновременно возможное присутствие в воде некоторых агрессивных химических веществ (кислот, щелочей, ионов магния, сульфатов) также действует разрушительно на бетон и прочие стройматериалы.

С другой стороны, избыточные грунтовые воды, скапливаясь в заглубленных частях строений, вызывают непременную сырость, гниение или коррозию строительных поверхностей, набухание и деформацию полов на нижних этажах. В некоторых случаях игнорирование правил строительства, учитывающих грунтовые воды, приводит к частичному или полному затоплению помещений.

Способы определения

Определение уровня грунтовых вод

Определение уровня грунтовых вод.

Сегодня известны несколько способов, которые помогают установить наличие грунтовых вод вблизи поверхности земли. Вот лишь некоторые из них:

  1. Топографическая съемка. Определяет самые низкие и самые высокие (соответственно, наиболее пригодные для работ) точки предполагаемого места строительства.
  2. Растения-индикаторы. Густые заросли болиголова, наперстянки, мать-и-мачехи, конского щавеля, осоки, крапивы, хвоща сигнализируют о близости водоносного горизонта. Тополь черный, лабазник, тростник, камыш лесной растут там, где вода находится на глубине до 3 м. Грунтовые воды на глубине до 5 м «обозначают» метельчатая полынь, солодка голая. В то же время виноград, барбарис, можжевельник, сирень не любят увлажненных мест и быстро чахнут, оказавшись в подобном месте.
  3. Поведение животных. Домашние кошки любят полежать на земле там, куда подходят водные жилы, а собаки таких мест не любят. Мошки и комары на закате роятся над влажными участками.

Таким образом, учитывая эти и многие другие факторы, связанные с наличием и мощностью водоносных пластов, можно заранее уберечь себя от серьезных проблем при строительстве.

Getting to the construction, professionals must take into account the various factors affecting its quality. And one of the most important factors is the condition of the soil on which the planned construction work.

Layers of groundwater

Figure 1. The layers of groundwater.

This condition is determined by a number of physical and chemical parameters. But for high-quality and safe installation almost seems mainly the presence and amounts of groundwater. The way the groundwater situated relative to the surface, subsequently affect the durability of buildings.

Distribution and classification

This kind of water resources (Figure 1) is the water that is formed in the upper layers of the Earth. The layer of soil in which it is collected under the action of atmospheric and complex geological factors forms the aquifer. This distribution layer occurs as groundwater and their makeup from different sources.

Accumulation of water in the soil occurs due to the periodic precipitation and penetration (infiltration) with water to the soil surface. At the same time, in contrast to the artesian water, ground not under pressure are at a greater depth.

Types of treatment for conditions

Figure 2. Types of treatment for conditions.

In addition, they periodically change their top level, that depends on the time of year and the corresponding changes in temperature, during the spring snowmelt or prolonged rains the water rises to a minimum depth.

Temperature fluctuations are not only in the formation of vadose (seasonal accumulation of water in the upper layers of soil), but also to a change in the chemical composition of water - mineralization. Such a change is observed in the period of maximum lowering of groundwater level (low water) or during the flood, when the upper section of the water in the soil is at the minimum depth.

Usually ground water collected in friable, weakly bonded together with a rock. They are also found in cracks and pores of the soil. The power aquifer may vary depending on some or other changes to the water-based geological earth formations, the distance from the place of discharge of the horizon, the quantity of the infiltrated water and other factors.

Due to its proximity to the earth's surface, groundwater is easily accessible. This fact can be considered a plus if you need to get large amounts of water (eg, for the needs of enterprises). As for the construction sector, the groundwater is its relatively shallow often deliver serious problems.

soil Properties

If you follow all the technological rules, before starting work on the device of the foundation should be in the process of engineering and geological surveys to determine the degree of permeability of the soil in the working area.

This parameter is often depend not only on the methods and materials used for the construction of the foundation, but the main question is whether it is possible at this point to begin construction.

All soils in varying degrees, composed of solid and loose rock. Their ratio, defined as the density of pores, cavities and cracks in the rocks which are to influence on the soil permeability.

Driving occurrence and movement of groundwater

Driving occurrence and movement of groundwater.

According to the degree of water permeability of all soils are divided into three major types - waterproof (such soils to effectively prevent water infiltration), permeable (have a high degree of infiltration) and soluble (active washed them with water to accumulate in).

To waterproof soils belong to the breed such as clay, sedimentary and crystalline rocks. However, in some cases, these breeds should be considered conditionally waterproof. Thus, with increasing amounts of water, which is in the clay soil, loam may slightly leak. Waterproof rocks are permeable, if as a result of any event, geological or engineering, they appear voids and cracks.

Permeable rock as their name implies, water is passed. But because of the difference of the transmission powers of all of them are divided into uniformly permeable, ie, absorb moisture throughout its thickness, and relatively permeable rock, i.e. partially transmissive water. The first group includes such rock as gravel, pebbles, various sands. The best-known representatives of the second group are the fine-grained sand and peat.

Breed, good moisture passing, in turn, are divided into two types according to their ability to absorb ground water. By incipient wetness (eg peat) belong to the species, capable of retaining its thickness in a certain amount of water. On the contrary, nevlagoemkie rock (sand, gravel, etc.) Are not saturated with water, freely passing it through a column.

Examples of soluble rocks are salt (sodium and potassium), limestone, gypsum. Where they are located at a constant exposed to water voids, groundwater funnel, karst caves.

Features zonal distribution

Scheme of groundwater

Scheme of groundwater.

All the water contained underground, divided according to the depth and the conditions of their occurrence into several zones. Actually groundwater occupy only one of these zones. However, the major distinguishing criteria are the degree of curvature of the landscape, number and frequency of rainfall, seasonal fluctuations in air temperature.

Groundwater in the degree of deepening in the earth's strata are divided into water the soil, vadose, groundwater and mizhplastovi water (Figure 2). The uppermost layer of water - soil - is contained in the loose soil and basically feeds the plants with moisture.

Below, but also shallow, lies perched. It is characterized by the appearance of periodicity, mostly during the spring snowmelt or autumn rains.

Followed by ground water. As mentioned earlier, they form the uppermost aquifer, which retains its power due to the fact that it lies below the water-resistant, does not pass water, horizon. Power groundwater layer is determined by the distance between the mirror (the uppermost edge) of groundwater and the upper boundary of impermeable horizon.

Scheme of the main types of groundwater

Scheme of the main types of groundwater.

Because the water table is relatively shallow from the surface, they are the same as water and soil and perched, subject to seasonal fluctuations in the level. In other words, during the period of heavy precipitation mirror rises to the surface and in the dry - descends to depth.

On the level of water is influenced by local climatic features. In particular, in the tundra groundwater upper edge is substantially at the surface of the earth, resulting in waterlogging areas. But in the desert and semi-desert zone of groundwater accumulate in deep water (up to 100 meters), which greatly complicates their prey.

Below ground are located mizhplastovi water. As they accumulate between two impermeable horizons, and the volume of underground space, which they are almost constant, the more often they are under pressure. In addition, high blood pressure characterized by the water contained in the curved (artesian) geological structures.

Temperature

Along with the precipitation, especially hydraulics varying terrain, ways of human activities on groundwater parameters significantly affect temperature and rocks. Ground water can be cold (the temperature to 20 ? C), warm (20 ? C - 37 ? C), hot (above 37 ? C).

The hydrological cycle and sources of groundwater contamination

The hydrological cycle and sources of groundwater contamination.

It should be noted that the closer to the ground water occur such, the more they are susceptible to atmospheric temperature and the surface temperature of water in the soil infiltriruemoy. At the same time the ground water at depths of up to 2 m experiencing diurnal temperature fluctuations.

The deeper layers are more resistant to temperature changes during the day, but subject to seasonal thermal fluctuations, maintaining the relative constancy of its temperature in a single season.

Special study the temperature of groundwater recommended to comprehensively tackle the practical question of quality and safe construction. For the construction sector, in particular, is very important finding by the temperature characteristics of the interaction of different aquifers to each other, sources and feeding conditions of underground and surface sources, the definition of the water velocity in the aquifers.

Thanks to the knowledge of temperature conditions of various climatic zones, you can define suitable for the depth of foundations and plan a place of laying of pipeline networks and other communications, underground storage.

important factors

The water cycle in nature

The water cycle in nature.

The temperatures of groundwater are determined by the following factors:

  1. Outside temperature.
  2. The intensity of solar radiation.
  3. Surface water runoff with a certain temperature.
  4. The proximity of large bodies of water, performing the function of stabilizing the thermostat.
  5. The presence of aquifers near the large industrial enterprises, settlements.
  6. Laying lines underground heat transfer.

The value for the construction sector

The presence at the site of the future construction of the underground water, particularly its excessive amount, has always been and remains one of the biggest problems for the builders. This problem becomes more serious, the closer are located recessed design to the saturation zone groundwater.

Why you should always take into account the groundwater in any building? The fact that the water, even in small amounts, in any case, to a greater or lesser extent affect the strength of the construction elements and their durability.

The protection circuit section of the groundwater

Driving protect the site from groundwater.

Water from the ground by the action of capillary forces, hydrostatic and hydrodynamic pressure enters the pores and mechanical connections of the materials from which the building structures produced. As the water rises by voids structures to a height of several meters above ground level.

As a result, daily and seasonal temperature fluctuations water periodically passes from one state to another (eg, freeze gives way to thaw), resulting in a gradual destruction of structures. At the same time the possible presence of water in some aggressive chemicals (acids, alkalis, magnesium ion, sulphate) also acts damaging to concrete and other building materials.

On the other hand, excessive ground water, accumulating in the recessed part of the building, causing an indispensable moisture, rot, or corrode building surfaces, swelling and deformation of the floor on the lower floors. In some cases, ignoring the rules of construction, taking into account the ground water, leading to partial or complete flooding of the premises.

methods for determining

Determining the level of ground water

Determining the level of groundwater.

Today, several methods are known to help establish the presence of groundwater near the surface of the earth. Here are some of them:

  1. Topographic mapping. Determines the lowest and the highest (or most suitable for work) point of the proposed construction site.
  2. Indicator plants. Dense thickets of hemlock, foxglove, mother and stepmother, sorrel, sedges, nettle, horsetail signal the proximity of the aquifer. Black Poplar, meadowsweet, reed, cane forest grow where water is at a depth of up to 3 m. The groundwater at a depth of up to 5 m "represent" paniculata wormwood, licorice. At the same time, grape, barberry, juniper, lilacs do not like humid places and wither quickly, being in a place like this.
  3. Animal behavior. Domestic cats love to lie on the ground in places where water veins are suitable, and the dogs do not like such places. Midges and mosquitoes swarm at sunset on wet sites.

Thus, taking into account these and other factors associated with the availability and capacity of aquifers, can advance to protect yourself from serious problems during construction.

Приступаючи до будівництва, фахівці повинні враховувати різні чинники, що впливають на його якість. І одним з найважливіших факторів є стан грунтів, на яких плануються будівельні роботи.

Шари підземних вод

Малюнок 1. Шари підземних вод.

Цей стан визначається цілою низкою фізико-хімічних показників. Але для якісного і безпечного монтажу чи не головним представляється наявність і обсяги підземних вод. Те, як грунтові води розташовані по відношенню до поверхні, згодом позначиться на довговічності споруди.

Поширення і класифікація

Зазначений вид водних ресурсів (рис.1) являє собою воду, яка формується у верхніх шарах Землі. Шар грунту, в якому вона накопичується під дією комплексу атмосферних і геологічних факторів, утворює водоносний горизонт. У цьому шарі відбувається як поширення підземних вод, так і їх підживлення з різних джерел.

Накопичення води в грунтах відбувається за рахунок періодичних атмосферних опадів і проникнення (інфільтрації) в грунт води з поверхні. При цьому, на відміну від артезіанських вод, що знаходяться на більшій глибині, грунтові не перебувають під тиском.

Види вод за умовами

Малюнок 2. Види вод за умовами.

Крім того, вони періодично змінюють свій верхній рівень, який залежить від пори року і відповідних перепадів температур, в період весняного танення снігу або затяжних злив вода піднімається на мінімальну глибину.

Коливання температур ведуть не тільки до утворення верховодки (сезонного накопичення води у верхніх шарах грунту), а й до зміни хімічного складу води - мінералізації. Така зміна спостерігається в період максимального зниження рівня підземних вод (межень) або під час паводку, коли верхній зріз води в грунті знаходиться на мінімальній глибині.

Зазвичай грунтові води накопичуються в пухких, слабо скріплених між собою породах. Вони знаходяться також в тріщинах і порах грунту. При цьому потужність водоносного горизонту може змінюватися в залежності від тих чи інших геологічних змін в водомістких земних породах, від відстані до місця розвантаження горизонту, від кількості інфільтрованной води та інших факторів.

Завдяки близькому розташуванню до земної поверхні, грунтові води легкодоступні. Цей факт можна вважати плюсом в разі, якщо необхідно отримати великі обсяги води (наприклад, для потреб підприємств). Що стосується будівельної сфери, то грунтові води своїм відносно неглибоким заляганням часто доставляють серйозні проблеми.

особливості грунту

Якщо слідувати всім технологічним правилам, то перед початком робіт по влаштуванню фундаменту слід в процесі інженерно-геологічних вишукувань визначити ступінь водопроникності грунту в робочій зоні.

Від цього параметра часто залежать не тільки способи і матеріали, що застосовуються для зведення фундаменту, але і головне питання, чи можна в даному місці починати будівництво.

Всі грунти в тій чи іншій мірі складаються з твердих і пухких порід. Їх співвідношення, як і певна щільність пір, пустот і тріщин, які знаходяться в породах, впливає на водопроникність грунту.

Схема залягання і руху ґрунтових вод

Схема залягання і руху ґрунтових вод.

За ступенем водопроникності все грунти поділяють на три великих типи - водонепроникні (такі грунти ефективно перешкоджають інфільтрації води), водопроникні (мають високий ступінь інфільтрації) і розчинні (активно вимиваються скупчуються в них водою).

До водонепроникним грунтам належать такі породи, як глина, осадові і кристалічні породи. Правда, в деяких випадках ці породи слід вважати умовно водонепроникними. Так, при збільшенні обсягів води, яка знаходиться в глинистому ґрунті, жирна глина може незначно пропускати воду. Водонепроникні породи стають проникними, якщо в результаті яких-небудь подій, інженерних або геологічних, в них з'являються порожнечі і тріщини.

Водопроникні породи, як випливає з їх назви, пропускають воду. Але через різницю ступенів цього пропускання всі вони діляться на однорідно проникні, тобто пропускають вологу по всій своїй товщі, і щодо проникні породи, тобто частково пропускають воду. До першої групи належать такі породи, як гравій, галечник, різні піски. Найбільш відомими представниками другої групи є дрібнозернистий пісок і торф.

Породи, добре пропускають вологу, в свою чергу, діляться на два види по їх здатності вбирати грунтові води. До вологоємним (наприклад, торф) належать породи, здатні утримувати в своїй товщі певну кількість води. Навпаки, невлагоемкой породи (пісок, галечники тощо.) Водою не насичуються, вільно пропускаючи її через свою товщу.

Прикладами розчинних гірських порід є солі (кухонна і калійна), вапняк, гіпс. Там, де вони розташовуються, при постійному впливі на них води утворюються порожнечі, грунтові воронки, карстові печери.

Особливості зонального розподілу

Схема освіти грунтових вод

Схема освіти грунтових вод.

Всі води, що містяться під землею, поділяються відповідно до глибини і умовами їх залягання на кілька зон. Власне грунтові води займають лише одну з цих зон. При цьому головними відмітними критеріями є ступінь викривленості ландшафту, кількість і періодичність атмосферних опадів, сезонні коливання температури повітря.

Підземні води за ступенем поглиблення в земну товщу поділяються на води грунту, верховодку, грунтові і міжпластові води (рис.2). Самий верхній шар води - грунтовий - міститься в пухкому грунті і в основному живить вологою рослини.

Нижче, але також неглибоко, залягає верховодка. Вона характеризується періодичністю появи, найчастіше в період весняного танення снігів або осінніх дощів.

Далі йдуть грунтові води. Як вже було сказано раніше, вони утворюють верхній водоносний горизонт, який зберігає свою потужність завдяки тому, що нижче нього залягає водотривкий, не пропускає воду, горизонт. Потужність шару грунтових вод визначається відстанню між дзеркалом (самої верхньою кромкою) ґрунтових вод і верхньою межею водотривкому горизонту.

Схема основних типів ґрунтових вод

Схема основних типів ґрунтових вод.

Так як грунтові води залягають відносно неглибоко від поверхні, вони так само, як і грунтові води і верховодка, схильні до сезонних коливань рівня. Іншими словами, в період сильних опадів їх дзеркало піднімається до поверхні землі, а в посушливі - опускається на глибину.

На рівень вод впливають і місцеві кліматичні особливості. Зокрема, в тундрі верхня кромка грунтових вод знаходиться практично біля самої поверхні землі, що призводить до заболочування місцевості. А ось в зоні пустель і напівпустель грунтові води накопичуються на великій глибині (до 100 метрів), що сильно ускладнює їх видобуток.

Нижче грунтових розташовуються міжпластові води. Так як вони накопичуються між двома водотривкими горизонтами, а обсяг підземного простору, займаного ними, практично постійний, то найчастіше вони перебувають під тиском. Крім того, підвищеним тиском характеризуються води, які містяться в вигнутих (артезіанських) геологічних структурах.

температура

Поряд з опадами, особливостями гідравліки тій чи іншій місцевості, способами господарської діяльності людини, на параметри ґрунтових вод суттєво впливають температури повітря і гірських порід. Грунтові води можуть бути холодними (температура до 20 ° С), теплими (20 ° С - 37 ° С), гарячими (вище 37 ° С).

Гідрологічний цикл і джерела зараження ґрунтових вод

Гідрологічний цикл і джерела зараження ґрунтових вод.

Варто відзначити, що чим ближче до поверхні землі залягають такі води, тим сильніше вони схильні до впливу атмосферних температур і температур поверхневої води, інфільтріруемой в грунти. При цьому грунтові води на глибинах до 2 м відчувають добові температурні коливання.

Більш глибокі шари відрізняються більшою стійкістю до змін температури протягом доби, але схильні до сезонних термічним коливань, зберігаючи відносну сталість своєї температури протягом одного сезону.

спеціальне дослідження температури грунтових вод рекомендується проводити, щоб комплексно вирішувати практичне питання якісного та безпечного будівництва. Для будівельної сфери, зокрема, велике значення має з'ясування через температурні характеристики особливостей взаємодії різних водоносних горизонтів між собою, джерел і умов підживлення з підземних і наземних джерел, визначення швидкості руху води у водоносних шарах.

Завдяки знанню температурних режимів тих чи інших кліматичних зон, можна визначати придатні для влаштування фундаментів глибини і планувати місця закладення трубопровідних мереж та інших комунікацій, підземних сховищ.

важливий чинники

Кругообіг води в природі

Кругообіг води в природі.

Температури грунтових вод визначаються наступними факторами:

  1. Температура атмосферного повітря.
  2. Інтенсивність сонячного випромінювання.
  3. Стоки поверхневих вод, що мають певну температуру.
  4. Близькість великих водойм, які виконують функцію стабілізуючого терморегулятора.
  5. Наявність поблизу водоносних горизонтів великих промислових підприємств, населених пунктів.
  6. Прокладка підземних ліній теплопередач.

Значення для будівельної сфери

Наявність в місці майбутнього будівництва підземної вологи, особливо її надмірної кількості, завжди було і залишається однією з найбільших проблем для будівельників. Ця проблема стає тим серйозніше, чим ближче розташовуються заглиблені конструкції до зони насичення грунтовими водами.

Чому слід завжди враховувати фактор підземних вод при будь-якому будівництві? Справа в тому, що ці води, навіть перебуваючи в незначних обсягах, в будь-якому випадку в більшій чи меншій мірі впливають на міцність будівельних елементів і їх довговічність.

Схема захисту ділянки від грунтових вод

Схема захисту ділянки від грунтових вод.

Вода з-під землі завдяки дії капілярних сил, гідростатичного і гідродинамічного тиску потрапляє в пори і механічні з'єднання матеріалів, з яких виробляються будівельні конструкції. Так вода піднімається по пустотах конструкцій на висоту до кількох метрів над рівнем землі.

В результаті добових і сезонних коливань температури повітря вода періодично переходить з одного агрегатного стану в інше (наприклад, замерзання змінюється оттаиванием), внаслідок чого відбувається поступове руйнування конструкцій. Одночасно можливу присутність у воді деяких агресивних хімічних речовин (кислот, лугів, іонів магнію, сульфатів) також діє руйнівно на бетон та інші будматеріали.

З іншого боку, надлишкові грунтові води, накопичуючись в заглиблених частинах будівель, викликають неодмінну вогкість, гниття або корозію будівельних поверхонь, набухання і деформацію підлог на нижніх поверхах. У деяких випадках ігнорування правил будівництва, враховують грунтові води, призводить до часткового або повного затоплення приміщень.

способи визначення

Визначення рівня грунтових вод

Визначення рівня грунтових вод.

Сьогодні відомі декілька способів, які допомагають встановити наявність ґрунтових вод поблизу поверхні землі. Ось лише деякі з них:

  1. Топографічна зйомка. Визначає найнижчі і найвищі (відповідно, найбільш придатні для робіт) точки передбачуваного місця будівництва.
  2. Рослини-індикатори. Густі зарості болиголова, наперстянки, мати-й-мачухи, кінського щавлю, осоки, кропиви, хвоща сигналізують про близькість водоносного горизонту. Тополя чорна, комірник, очерет, комиш лісовий ростуть там, де вода знаходиться на глибині до 3 м. Грунтові води на глибині до 5 м «позначають» метельчатая полин, солодка гола. У той же час виноград, барбарис, яловець, бузок не люблять зволожених місць і швидко сохнуть, опинившись в подібному місці.
  3. Поведінка тварин. Домашні кішки люблять полежати на землі там, куди підходять водні жили, а собаки таких місць не люблять. Мошки і комарі на заході рояться над вологими ділянками.

Таким чином, з огляду на ці та багато інших чинників, пов'язані з наявністю і потужністю водоносних пластів, можна заздалегідь уберегти себе від серйозних проблем при будівництві.


» » » Грунтовые воды: если они расположены в зоне строительства