Открытое акционерное общество

"Уральский научно-исследовательский институт

   архитектуры и строительства"

Доверяйте профессионалам!

тел.: +7 (343) 374-48-50

факс: +7 (343) 378-89-20

e-mail: as-a-uralniias@nlmk.com

Статьи

Чем опасны грунтовые воды при строительстве?

Зачастую в условиях плотной застройки современных городов и коттеджных поселков выбирать место будущего строительства не приходится. Именно поэтому проектировщики вынуждены детально изучать особенности местности, в которой решено возводить дом. Особое внимание при этом стоит уделить изучению гидрогеологических условий будущего строительства.

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, в случае возведения 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, которые могут быть использованы в качестве наблюдательных.

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, неправильным считается способ строительства, когда укладку бетонного ленточного фундамента начинают на покрытой водой площадке и заканчивают, разгребая грязь и сгоняя воду. В подобных случаях, из-за технической неосведомленности используют почти обезвоженную бетонную смесь, объясняя это тем, что воды в траншеях достаточно. Изготовленный по такой технологии фундамент не способен нести полностью всю нагрузку по следующим причинам:

  • Подошва фундамента - не плоскость, а произвольно образованная смесью из грунта и бетона поверхность. Такое перемешивание приводит к тому, что грунт становится неровным, бетон - рыхлым, с крупными порами, засоренным комками грунта;
  • В результате сгона воды из свежеуложенного бетона вымывается цемент и комки цементного раствора не могут нести нагрузку так же, как смесь песка и щебня;
  • Сухую бетонную смесь бессмысленно укладывать в грунтовую воду, поскольку невозможно равномерное перемешивание, в результате смесь будет вести себя как бетон, который расслоился в результате механического воздействия. Следовательно, несущая способность бетона не может быть принята во внимание в расчетах.

Таким образом, следует избегать укладки бетонного фундамента под водой, в любом случае, прежде необходимо осушить участок. Простейший способ осушения котлованов под фундаменты - открытое водопонижение путем откачивания воды из готовых траншей или котлованов.

Способ этот можно применить везде, где присутствуют явления восходящей суффозии или опасность вымывания минеральных частиц грунта. Восходящая суффозия - разрушение грунта проникающей в котлован водой, когда грунт теряет устойчивость, необходимую для устройства основания сооружения.

Незнание техники открытого водопонижения может привести к серьезным ошибкам. В готовом котловане или во время выемки грунта дрены необходимо размещать так, чтобы уровень грунтовых вод был на 20-40 см ниже уровня рабочей площадки, в противном случае выемка грунта затруднена. Затоптанный и перемятый глинистый грунт ведет себя как песок-плывун, в таком месте осенью трудно подготовить рабочую площадку, пригодную для строительства фундамента. Углубление котлована или траншеи продолжают только после смены уровня приемного и сборного колодцев и заглубления дрен. Грунт вынимают в направлении, противоположном потоку грунтовых вод, поскольку задерживаемый поток будет размывать грунт.

Открытое водопонижение можно применять до тех пор, пока не появятся признаки суффозии. Будет допущена ошибка, если это явление не посчитают опасным и продолжат откачку воды, превращая грунт в непригодный для устройства фундамента. Верный признак восходящей суффозии - появление струек воды, которые выносят частички грунта и отлагают их у выходов как лаву вокруг кратеров вулканов, масса вынесенных частиц постоянно возрастает. Вымывание мелких минеральных частиц или их недостаток в считающемся прочном грунте делает его несущую способность неопределимой, в некоторых местах происходит оползание грунта, которое невозможно заранее предугадать. В таком случае следует немедленно прекратить откачку воды, а уровень ее повышать до тех пор, пока не исчезнут явления суффозии. Затем следует отыскать такой способ водопонижения, который исключит в дальнейшем такие явления. В подобной ситуации необходима помощь специалиста.

Обычно уровень грунтовых вод поддерживается с помощью постоянного или прерывистого откачивания и если его прекратить, то вода зальет котлован. Неожиданное обводнение вызывает разрушения в строящихся конструкциях, например, под давлением поднимающейся воды разрушается многослойная корытообразная гидроизоляция котлована

Строительство следует организовать таким образом, чтобы не возникали описанные выше неожиданности. Проводя открытое водопонижение, особенно в дождливую погоду, часто включают насосы. Вместо постоянного визуального контроля целесообразнее использовать насосы с автоматическим управлением. При таком решении находящийся в водосборном колодце поплавок, изменяющий свое положение вместе с уровнем воды, включает или выключает насос. В результате отпадает необходимость в постоянном наблюдении за работой насоса, однако, нижний всасывающий клапан в водосборном колодце иногда засоряется отложениями, не закрывается полностью и через него уходит необходимый для работы насоса столб воды. В таком случае выходит из строя работающий без нагрузки двигатель, а уровень грунтовых вод повышается.

Перед проектированием фундамента необходимо получить информацию о инженерно-геологических и гидрогеологических  условиях: – для этого выполняются инженерно-геологические изыскания, гидрогеологические исследования: опытно-фильтрационные работы для определения расчетных показателей для водопонизительного дренажа проектируемого котлована. Допускает ошибку тот, кто пренебрегает такой информацией, отсутствие которой приводит к различным повреждениям. Слои грунта имеют неодинаковую водопроницаемость. В таких слоях вода находится в состоянии покоя подчас на высоком уровне. Накопившиеся грунтовые воды не имеют стока и оказывают различное по величине давление на конструкции, фундаменты, погруженные в грунт. Например, на 1 м2 пола подвала, "погруженного" на 1 м в грунтовую воду, действует снизу вверх сила в 1 т. Чтобы противодействовать ей, необходимо уложить бетонную плиту толщиной около 0,46 м. Эта опасная особенность грунтовых вод далеко не всем известна, поэтому иногда не обращают на нее должного внимания.

Вследствие неправильного определения высоты стояния грунтовых вод часто ошибаются в выборе типа гидроизоляции и устраивают в подвалах лишь изоляцию от влажности. Под давлением грунтовых вод пол подвала поднимается и гидроизоляция разрушается, вода заливает подвал, проникает по стенам в жилые помещения, вызывает образование плесени и высолов на стенах. Ремонт представляет собой непростую задачу. Необходимо устранить воду, затем выполнить четырехслойную напорную гидроизоляцию, которую защищают так называемым железобетонным корытом. Корыто устраивают таким образом, чтобы давление грунтовых вод можно было передать стенам здания. Способ этот дорог и трудоемок.

Перед началом строительства следует определить заранее не только уровень грунтовых вод, но также другие опасные их свойства. Встречаются грунтовые воды, в которых растворены сульфаты, соли и другие химические вещества, например органические кислоты, угольная кислота; нередко в них содержатся различные щелочи. Наиболее агрессивную среду создает вода с большим содержанием сульфатов; при воздействии на бетон она может его полностью разрушить. Имеющийся в воде серный ангидрид SO3 вступает в химическую реакцию с составляющими цемента, в результате чего образуется сульфоалюминат кальция - так называемая "цементная бацилла". Эта двойная соль растворяет и разрыхляет бетон; одновременно материал кристаллизуется. Начавшийся процесс легко можно определить по появлению на поверхности бетона белого гипсового налета, а затем по отслоениям, как после промерзания. В строительной практике применяют следующий способ защиты: в опасных местах используют цемент, в котором отсутствуют вещества, вступающие в химические реакции с агрессивными компонентами воды. Это так называемый сульфатостойкий портландцемент марки 350; кроме него, несколько меньшей стойкостью к агрессивной среде обладают и шлакопортландцементы.

Нередко на отдельных конструктивных элементах сооружения выступают белые, кристаллического вида солевые пятна - высолы. Специалисты называют их селитровыми налетами, хотя в большинстве своем это калиевые или натриевые соли. Такие налеты не только портят вид сооружения, но и свидетельствуют о том, что в конструкциях циркулирует влага, проникающая, например, из грунта.

Таким образом, для того, чтобы обеспечить прочность и долговечность фундаменту и зданию и сооружению, в целом, необходимо перед началом проектирования провести комплекс инженерных изысканий на участке проектируемого строительства.  По результатам изысканий, в случае необходимости, провести работы по удалению подземных вод (понижению уровня подземных вод).

 

Страница: 1 2 3 4 5

Апартаменты – новый формат жилой недвижимости

Эксперты уверены, что уже в ближайшее время рынок недвижимости ожидает бум популярности апартаментов.

Архитектурно-строительные системы

Анализ современного опыта отечественного и зарубежного строительства многоэтажных жилых домов и общественных зданий показывает, что наиболее перспективными для этих зданий являются каркасные системы с плоскими дисками перекрытий.

Исследование работы куста буроинъекционных свай, устраиваемых методом высоконапорной инъекции

В условиях быстрого повышения плотности городской застройки постепенно возникает дефицит «хороших» грунтов, которые можно было бы использовать в качестве основания без каких-либо трудоемких и затратных специальных мелиоративных мероприятий.
В этой ситуации возрастает роль высокотехнологичных, реализуемых в стесненных условиях методов усиления грунтового основания и повышения несущей способности фундамента.
Одним из самых технологичных и современных является метод высоконапорной инъекции.
Специалисты ОАО институт «УралНИИАС» готовы разработать проект усиления грунтов и провести все необходимые работы. Мы предлагаем самые современные и эффективные решения, в частности метод высоконапорной инъекции.
По вопросу усиления грунтов можно обратиться к руководителю управления обследования, испытаний и экспертиз, Калашникову Ярославу Александрович, +7 (343) 374-83-92, доб. 206.

Анализ влияния геометрических параметров конечно-элементной модели на точность расчета свайных и плитно-свайных фундаментов

В статье рассматривается комплекс вопросов, связанных с конечно-элементным моделированием работы плитно - свайных фундаментов. Изучено влияние размеров расчетной области и степени ее дискретизации на точность получаемого численного решения в нелинейной стадии.

Экологическое проектирование

Стремление к экологичности во всех сферах деятельности стало особенно популярным в последнее время. Мы покупаем бумажные пакеты в магазинах, потому что их можно переработать. Носим одежду из натуральных тканей и даже трав (вспомним хотя бы магазины экологичной одежды из бамбука и бересты), потому что она не вредит нашему здоровью. Мы проводим все больше времени в продуктовых магазинах, выбирая продукты питания, без ГМО и консервантов. Неужели экологичность и стремление быть ближе к природе постигло и проектирование?

Страница: 1 2 3 4 5


 

© 2017 ОАО
«Уральский
научно-исследовательский
институт архитектуры и
строительства»

Контакты

тел.: +7 (343) 374-48-50

факс: +7 (343) 378-89-20

Коммерческий отдел:
+7 (343) 365-47-18

e-mail:as-a-uralniias@nlmk.com

620137, Екатеринбург, а/я 330,
ул.Блюхера, 26   [схема прое зда]

www.uralnias.ru