Мы уже познакомились с явлением преломления света на границе двух плоских сред. Но на практике особый интерес представляет явление преломления света на сферических поверхностях линз.
Линза — прозрачное тело, ограниченное сферическими поверхностями.
Какими бывают линзы?
По форме различают следующие виды линз:
- Выпуклые — линзы, которые посередине толще, чем у краев.
- Вогнутые — линзы, которые посередине тоньше, чем у краев.
Выпуклые линзы тоже имеют разновидности:
- Двояковыпуклая — линза, ограниченная с обеих сторон выпуклыми сферическими поверхностями (СП). Такая линза изображена ниже на рисунке 1.
- Плосковыпуклая — линза, ограниченная выпуклой СП с одной стороны и плоской поверхностью с другой (рис. 2)
- Вогнуто-выпуклая — линза, ограниченной с одной стороны вогнутой СП, а с другой — выпуклой СП (рис. 3).
Разновидности вогнутых линз:
Построение изображения в рассеивающей линзе
- Двояковогнутая — линза, ограниченная с обеих сторон вогнутыми СП (рис. 4).
- Плосковогнутая — линза, ограниченная вогнутой СП с одной стороны и плоской поверхностью с другой (рис. 5)
- Выпукло-вогнутая — линза, ограниченной с одной стороны выпуклой СП, а с другой — вогнутой СП (рис. 6).
Тонкая линза
Мы будем говорить о линзах, у которых толщина l = AB намного меньше радиусов сферических поверхностей этой линзы R1 и R2. Такие линзы называют тонкими.
Тонкая линза — линза, толщина которой пренебрежимо мала по сравнению с радиусами сферических поверхностей, которыми она ограничена.
Главная оптическая ось тонкой — прямая, проходящая через центры сферических поверхностей линзы (на рисунке она соответствует прямой O1O2).
Оптический центр линзы – точка, расположенная в центре линзы на ее главной оптической оси (на рисунке ей соответствует точка О). При прохождении через оптический центр линзы лучи света не преломляются.
Побочная оптическая ось — любая другая прямая, проходящая через оптический центр линзы.
Изображение в линзе
Подобно плоскому зеркалу, линза создает изображения источников света. Это значит, что свет, исходящий из какой-либо точки предмета (источника), после преломления в линзе снова собирается в точку (изображение) независимо от того, какую часть линзы прошли лучи.
Оптическое изображение — картина, получаемая в результате действия оптической системы на лучи, испускаемые объектом, и воспроизводящая контуры и детали объекта.
Практическое использование изображений часто связано с изменением масштаба изображений предметов и их проектированием на поверхность (киноэкран, фотоплёнку, фотокатод и т. д.). Основой зрительного восприятия предмета является его изображение, спроектированное на сетчатку глаза.
Отыщите линзу!
Изображения разделяют на действительные и мнимые. Действительные изображения создаются сходящимися пучками лучей в точках их пересечения (см. рисунок а). Поместив в плоскости пересечения лучей экран или фотоплёнку, можно наблюдать на них действительное изображение.
Если лучи, выходящие из оптической системы, расходятся, но если их мысленно продолжить в противоположную сторону, они пересекутся в одной точке (см. рисунок б). Эту точку называют мнимым изображением точки-объекта. Она не соответствует пересечению реальных лучей, поэтому мнимое изображение невозможно получить на экране или зафиксировать на фотоплёнке. Однако мнимое изображение способно играть роль объекта по отношению к другой оптической системе (например, глазу или собирающей линзе), которая преобразует его в действительное.
Собирающая линза
Обычно линзы изготавливают из стекла. Все выпуклые линзы являются собирающими, поскольку они собирают лучи в одной точке. Любую из таких линз условно можно принять за совокупность стеклянных призм. В воздухе каждая призма отклоняет лучи к основанию. Все лучи, идущие через линзу, отклоняются в сторону ее главной оптической оси.
Если на линзу падают световые лучи, параллельные главной оптической оси, то при прохождении через нее они собираются на одной точке, лежащей на оптической оси. Ее называют главным фокусом линзы. У выпуклой линзы их два — второй главный фокус находится с противоположной стороны линзы. В нем будут собираться лучи, которые будут падать с обратной стороны линзы.
Главный фокус линзы обозначают буквой F.
Фокусное расстояние — расстояние от главного фокуса линзы до их оптического центра. Оно обозначается такой же букой F и измеряется в метрах (м).
В однородных средах главные фокусы собирающих линз находятся на одинаковом расстоянии от оптического центра.
Пример №1. Что произойдет с фокусным расстоянием линзы, если ее поместить в воду?
Вода — оптически более плотная среда, поэтому преломленные лучи будут располагаться ближе к перпендикуляру, восстановленному к разделу двух сред. Следовательно, фокусное расстояние увеличится. На рисунке лучам, выходящим из линзы в воздухе, соответствуют красные линии. Лучам, выходящим из линзы в воде — зеленые. Видно, что зеленые линии больше приближены к перпендикуляру, восстановленному к разделу двух сред, что соответствует закону преломления света.
Направим три узких параллельных пучка лучей от осветителя под углом к главной оптической оси собирающей линзы. Мы увидим, что пересечение лучей произойдет не в главном фокусе, а в другой точке (рисунок а). Но точки пересечения независимо от углов, образуемых этими пучками с главной оптической осью, будут располагаются в плоскости, перпендикулярной главной оптической оси линзы и проходящей через главный фокус (рисунок б). Эту плоскость называют фокальной плоскостью.
Поместив светящуюся точку в фокусе линзы (или в любой точке ее фокальной плоскости), получим после преломления параллельные лучи.
Если сместить источник дальше от фокуса линзы, лучи за линзой становятся сходящимися и дают действительное изображение.
Когда же источник света находится ближе фокуса, преломленные лучи расходятся и изображение получается мнимым.
Рассеивающая линза
Вогнутые линзы обычно являются рассеивающими (лучи, выходя из них, не собираются, а рассеиваются). Это бывает если, поместить вогнутую линзу в оптически менее плотную среду по сравнению с материалом, из которого изготовлена линза. Так, стеклянная линза в воздухе является рассеивающей.
Если направить на вогнутую линзы световые лучи, являющиеся параллельными главной оптической оси, то образуется расходящийся пучок лучей. Если провести их продолжения, то они пересекутся в главном фокусе линзы. В этом случае фокус (и изображение в нем) является мнимым. Этот фокус располагается на фокусном расстоянии, равном F.
Другой мнимый фокус находится по другую сторону линзы на таком же расстоянии при условии, что среда по обе стороны линзы одинаковая.
Оптическая сила линзы
Оптическая сила линзы — величина, характеризующая преломляющую способность симметричных относительно оси линз и центрированных оптических систем, состоящих из таких линз.
Обозначается оптическая сила линзы буквой D. Единица измерения — диоптрий (дптр). Оптической силой в 1 дптр обладает линза с фокусным расстоянием 1 м.
Оптическая сила линзы равна величине, обратной ее фокусному расстоянию:
Пример №2. Найти фокусное расстояние линзы, если ее оптическая сила равна –5 дптр.
Так как оптическая силы линзы отрицательная, речь идет о рассеивающей линзе. Следовательно, будем использовать формулу:
| F | = − 1 D . . = − 1 − 5 . . = 0 , 2 ( м )
На рисунке показан ход двух лучей от точечного источника света А через тонкую линзу. Какова приблизительно оптическая сила этой линзы?
Источник: spadilo.ru
Статическое зондирование. Виды и методы изучения грунтов
Для определения состава грунта, его несущей способности, наиболее эффективного исследования земного пласта в естественных условиях залегания используется статическое зондирование. Глубина опускания зонда соответствует 10 м, но допускается меньшая, если пласт коренных почвенных пород проходит близко к поверхности. При неглубоком залегании плотных грунтов, их несвязной консистенции или глинистых породах разрешается опускать исследовательский зонд только на глубину 5 м. Для того чтобы определить, что под зондовым конусом располагается слой достаточной мощности, бурят одну скважину. По ее изучениям определяют нужную глубину зондирования.
Исследовательские цели зондирования грунта
ГОСТ 20069-1974 содержит нормативы и правила статического зондирования.
Процедура производится для выявления:
- характеристики геологического элемента в условиях естественного залегания (мощности слоя, границы определенного участка грунта, состава и состояния на момент исследования);
- границ однородных пластов по глубине и площади распространения;
- глубины залегания верхней границы мощных скальных грунтов, крупнообломочных почвенных пластов;
- статические испытания приблизительно оценивают физико-механические свойства земли;
- определяется предел сопротивляемости, боковое сопротивление грунта под зондом;
- для искусственно насыпанных грунтов проводится исследование степени уплотнения.
Суть процедуры
Статическое зондирование грунтов производится для определения механических и физических свойств почвенного слоя, поэтому в результате получают нормативные характеристики почвы. При обработке данных исследования вначале определяют среднее арифметическое показание по результатам одного опускания зонда для выяснения характеристик слоя. Для окончательного результата сопоставляют средние показатели по всем произведенным точкам зондирования на выбранной площадке.
Процесс исследования осуществляется циклами, которые содержат следующие операционные процедуры:
- выполняется постепенное равномерное вдавливание стержня с периодической фиксацией показаний физических и механических свойств почвы приблизительно через 20 см;
- производится запись на диаграммных автоматических лентах всех показаний исследования грунта;
- для наращивания последующего штангового участка поднимается шток домкрата;
- статическое зондирование оканчивается при достижении прибором искомой выбранной глубины или максимальных нагрузок на конус зонда.
Общие вопросы по зондированию
При опускании зонда показания сопротивления почвенных слоев снимают под наконечником прибора и на боковых его стенках. Метод статического исследования применяют как самостоятельное испытание или сочетают с другими инженерными и геологическими определениями характеристик почвы. В процессе исследований получают значения толщины каждого слоя, выявляют образовавшиеся линзы грунта, границы расположения различных типов почв, поводят оценку их текущего состояния.
Все эти усредненные показатели используют для определения возможности забивки свай, расчета глубины их опускания в грунт, выводят данные для установления предельной глубины свайного основания, находят оптимальные места для расположения исследовательских площадок.
После проведения полевых исследований статическим исследованием грунта получают такие данные:
- об удельном сопротивлении почвы под острием конуса, выражаемом в МПа (кгс/см 2 );
- о сопротивлении земляного слоя на боковой стороне муфты конуса, единица измерения — кн.
Результаты статического зондирования получаются достоверными, если проведение работ проходит по заранее утвержденному плану и оформленному по всем правилам заданию на осуществление геологических и инженерных испытаний.
Оборудование для зондирования грунта
Установка, применяемая для проведения испытания, состоит из следующих частей:
- наконечник и штанга, вместе образующие зондирующее устройство;
- устройство по типу домкрата, предназначенное для вдавливания наконечника в грунт, и приспособление, извлекающее зонд;
- для опирания установки — статически уравновешенная станина, закрепленная анкерами;
- измерительные и считывающие устройства с возможностью фиксации на гибком носителе.
Зонды с наконечниками используются трех распространенных типов. Первый вид наконечника состоит из кожуха и самого конуса. Второй тип зонда оснащен наконечником из муфты трения конусной формы. Третий наконечник имеет в комплекте муфту трения, конус и расширитель. Метод статического зондирования требует, чтобы, несмотря на применяемую конструкцию зонда, его основание по площади соответствовало 10 см 2 . Угол при конусной вершине составляет 60º.
По технологии требуется, чтобы диаметр муфты снаружи был равен этому показателю основания корпуса, а ее длина составляла 31 см. Диаметр штанги снаружи — 36 см для зонда 1-го типа, а два вторых вида допускают диаметр до 55 см. Принимается этот размер исходя из технологических расчетов.
Подготовительные работы
По эксплуатационной инструкции, которая выдается изготовителем при покупке машины, проводят периодическое испытание оборудования и его проверку. Работоспособность определяют после покупки установки и перед ее использованием на полигоне. Испытание проводят не реже одного раза в три месяца, а также обязательно после ремонта и замены любой из запчастей. Полученные результаты проверки оформляют соответствующим актом.
Установка статического зондирования постоянно подвергается износу, происходит частичная потеря прямолинейности штанги, поэтому через каждые 15-20 точек погружения собирают звенья в участок не менее 3 м и проверяют прямую линию. Отклонения допускаются не более 5 мм по всей длине. Проверка касается и высоты наконечника зонда, которая не допускает уменьшения длины более чем на 5 мм.
При разметке точек погружения используют геодезические нивелиры и теодолиты, на отмеченных местах выставляют маяки по высоте и вертикали. После проведения статического зондирования повторно проверяют правильность расположения точек. Если из-за геологических особенностей местности не устанавливаются маяки, то делают планировку грунта для улучшения условий. Мачта зондирования не отклоняется более 5º, иначе результаты считаются спорными.
Проведение зондирования
Статическое зондирование выполняется в соответствии с порядком, предусмотренным в инструкции по эксплуатации полевых установок. Полученные результаты обязательно через периодические промежутки фиксируются на гибкой ленте при скорости вдавливания 1 м в минуту. Погружение считается оконченным, если на зонд оказывается давление заданной величины.
Помимо гибкого носителя результаты проведенных испытаний записываются в специальные журналы. Скважину после работы тампонируют землей и помечают знаком, на котором стоят данные испытательной точки и наименование организации, проводившей процедуру. В обязательном порядке восстанавливают грунт, поврежденный в процессе работ.
Обработка полученных данных
Все полученные характеристики грунта оформляют в виде наглядных графиков, где по глубине отметок зондирования изменяются показания. Для построения используют диаграммные ленты или данные записей в журнале зондирования. Все графики выполняют в одном масштабе, его изменение разрешается при сохранении соотношения между вертикальными и горизонтальными координатами. Если рядом расположены горные выработки, то их показывают на графике отдельными линиями.
Классификация и виды грунтов
Подземные грунты разнообразны по химическому составу, кристаллической структуре и характеру расположения в слое. Подразделение грунтов производится согласно СНиП II-15-1974 ч. 2.
Скальные грунты представляют собой жесткие почвенные отложения, залегающие плотным массивом, иногда допускаются трещиноватые участки. К ним относятся магматические породы (граниты), осадочные отложения (конгломераты, песчаный грунт), метаморфические слои (сланцы, гнейсы, кварциты). Почвенные образования подобного типа отличаются большой прочностью при сжатии, хорошо сопротивляются замерзанию, являются отличным основанием под строительство.
Если скальные грунты характеризуются наличием трещин, то их показатели ухудшаются в плане промерзания и прочности. Такую почву делят на группы, определяемые по содержанию солей, способности к размягчению и растворимости в воде.
Нескальные грунты образовываются осадочным способом в природных условиях и не содержат в своей решетке жестких структурных связей. В зависимости от размера частиц их делят на крупнообломочный, песчаный грунт, глинисто-пылеватые и биогенные скопления.
Характеристика крупнообломочных грунтов
К ним относятся несвязанные куски горных образований, в которых преобладают обломки величиной до 2 мм, и их содержится в массе не более 50%. По форме и величине гранул различают такие виды грунтов: валунный, глыбовый, щебенистый, галечниковый, гравийный и дресвяный. Считаются отличным основанием для тяжелых строительных и механических конструкций, если располагаются на предшествующем плотном слое. Сжимание под действием нагрузки отмечается незначительное. Хорошо если в общей массе почвы содержится до 40% песка или глинистого и пылевого заполнения, что дает дополнительные прочностные характеристики.
Показатели песчаных грунтов
В своем составе эти типы грунтов содержат минеральные частицы и зерна кварцита крупностью не более 2 мм. Глинистых составляющих — не более 3%, что приводит к утере пластичности. В зависимости от крупности зерна песчаные грунты делят на виды:
- пыль составляют крупицы диаметром от 0,05 до 0,005 мм;
- мелка фракция диаметром более 0,1 мм;
- средняя крупность диаметром более 0,25 мм;
- крупный диаметр частиц составляет 0,5 мм и больше;
- гравелистый вид содержит в составе вкрапления диаметром больше 2 мм.
Несущая способность песчаного основания повышается с увеличением крупности зерен. Непластичные песчаные грунты обладают невысокой степенью сжатия, после начала действия нагрузки осадка быстро прекращается. Крупнозернистые виды песчаных грунтов в процессе нагрузки повышают плотность и, соответственно, прочность.
Такие типы грунтов, как песчаные с добавлением глины, в некоторых случаях проявляют способность к просадке и набуханию. Первая возникает под действием собственного веса и намачивания, второй увеличивает объем грунта, а при высыхании он уменьшается, что приводит к трещинам и потере прочности.
Глинистые породы
Грунты, относящиеся к глинистым видам, содержат в своем составе мелкие чешуйчатые частицы диаметром не более 0,005 мм. Допускается вкрапление небольшого числа пылеватых песчаных зерен. Глинистый грунт относится к пучинистым породам, так как тонкие капилляры и большие плоскости между частицами для содержания влаги приводят к быстрому насыщению водой, что разрушает целостность пласта при действии заморозков. Глинистые грунты делят на следующие:
- глины — содержат глинистых чешуек более 30%;
- суглинки — количество чешуек уменьшается до 10-30%;
- супеси характеризуются соедржанием от 3 до 10% чешуек.
Глинистые виды грунтов меняют прочность в зависимости от влажности. Сухие выдерживают значительную нагрузку. От содержания глинистых частиц зависит показатель пластичности и текучести.
Плывуны
Основания, которые при вскрытии начинают двигаться, проявляя большую текучесть и вязкость, называют плывунами. В их состав входят песчаная пыль, глинистые чешуйчатые частицы, илистые добавки. Плывуны содержат много влаги, которая приводит массу в почти жидкое состояние. Грунты такого состава делятся на истинные плывуны и нетрадиционные.
Первые в составе содержат много глины и коллоидных вкраплений, характеризующихся быстрым насыщением и плохой влагоотдачей. Их оплывание происходит при содержании влаги в количестве 6-9%, переход в текучее состояние наблюдается после добавления влаги в количестве 15-17%.
К нетрадиционным плывунам относят песчаные пласты, не содержащие глины. Эти грунты отличаются высоким восприятием влаги и способностью быстро отдавать ее. Переходят в текущее состояние, и такие свойства грунтов делают их применение в строительстве невозможным.
Механические и физические характеристики
Важным показателем является гранулометрический состав, который позволяет выяснить, сколько в процентном отношении частиц содержится в массе. К стандартизированным частицам, пригодным для выявления, относят зерна: 40 мм — галька, от 0,25 до 2 мм — песок, 0,05-0,25 мм — пыль, 0,005-0,05 мм — пылевые частицы, до 0,005 мм — глинистые чешуйки.
Объемный вес показывает, сколько весит один кубический метр грунта, для разных пород он составляет от 1,5 до 2,0 т на 1 м3. Коэффициент пористости выявляет отношение общего числа пор ко всему объему грунта. Показатель влажности определяет отношение массы содержащейся влаги к весу этого же объема в сухом состоянии.
Показатель связности позволяет выявить способность мелких зерен и частиц оставаться в целостном виде при нагрузке. Глинистые грунты имеют наивысший показатель, у песчаных пластов взаимное сцепление частиц полностью отсутствует.
Пластичностью называют свойство породы изменять форму под действием нагрузки и оставаться в неизменном виде после ее удаления. Наивысший показатель — у глинистых пород, наименьшие значения проявляют пески и гравелистые основания.
Статическое зондирование выявляет показатель прочности исследуемого слоя. Прочностью называется способность оставаться в неразрушенном состоянии при воздействии нагрузки.
Важной характеристикой породы является сопротивляемость сдвигу. Перемещение одного слоя относительно другого происходит по определенным плоскостям скольжения. При действии нагрузки частицы сопротивляются сдвигу, величина сцепления и образует искомый показатель.
Вечная мерзлота
Подземные воды образуют не только скопления жидкости внутри пластов, но и твердое образование льда. Вечной мерзлотой называют криолитовые области, состоящие из ледяных наслоений. Они образуются в горах, на поверхности равнин с большой степенью минерализации и под землей. Многолетняя мерзлота формируется в областях с постоянными тектоническими замещениями горизонтов влажными породами или в результате промерзания ранее накопившейся жидкости в подземных слоях.
Почти во всех районах мерзлоты встречаются миграционные ледяные скопления. Замерзшая в результате многих лет порода является результатом продолжительного накопления холода в массе подземных пластов. Многие исследователи говорят о ее многовековом существовании еще с давних времен. В результате устоявшегося сурового климата в местах, где располагается многолетняя мерзлота, разрушение ледяных пластов не предвидится, если не нарушается природное равновесие в результате деятельности человека. При использовании в качестве основания для строительства пластов с мерзлыми грунтами обращают внимание на бережное отношение к целостности поверхности, в противном случае может произойти нарушение устоявшегося равновесия.
Линзы в грунте и глубина промерзания
Вечная мерзлота развивается неодинаково в пределах обширной территории. Иногда встречаются отдельные пятна, а порой целые области без перерыва составляет мерзлота. Исследования слоя талого грунта не всегда определяют наличие в нем линз – замерзших участков ледяного скопления. Если здание строится в области талого грунта и была пропущена линза, а оно частично располагается над ней, то тепло от конструкции во время эксплуатации растапливает ледяное скопление, и создаются непрогнозируемые просадки или оползни.
Иногда ледяные линзы формируются искусственно в результате нарушения естественного теплообмена между поверхностью грунта и глубинами.
Законсервированный в глубине лед вспучивается при повышении температуры, деформируя грунт. На прочность основания влияют не только отдельные ледяные линзы, но и природная глубина промерзания грунта. Показатель рассчитывается для наиболее холодного периода в данной местности. При этом в расчет закладывается максимальная влажность породы и условия отсутствия снега на поверхности.
Глубина промерзания учитывается при закладке основания под строительство зданий и сооружений, при этом подошва фундамента заглубляется ниже принятой отметки промерзания. В расчете получается показатель, который несколько превышает реальную глубину промерзания. Его принимают за основу, так как расчет ведется на те случаи, когда стечение обстоятельств приводит к наихудшим условиям эксплуатации.
В заключение следует отметить, что исследование почвенных пластов методом статического зондирования помогает расширять области обитания человека за счет зоны вечной мерзлоты и крайней Сибири, строить там современные поселки и перерабатывающие комбинаты.
Источник: businessman.ru
Водяная линза в грунте что это
Строительство
Как найти водоносный слой для бурения скважины на воду своими руками
Современные домовладельцы предпочитают вместо возведения колодцев бурить на своих участках скважины. Однако и те, и другие источники водоснабжения необходимо строить на тех территориях, где есть подземные водоносные слои или горизонты, поэтому, прежде чем приступать к бурению, нужно найти это место.
Содержание:
Месторасположение водоносных слоев в грунтах
В большинстве случаев самый первый водоносный горизонт находится на глубине, не превышающей 5 метров (хотя бывают местности-исключения). Воду, добываемую с такой глубины, не используют для приготовления пищи или в качестве питьевой воды, она подходит для технических целей. Это объясняется низким качеством воды, наличием в ней вредных веществ и примесей.
Вторые слои с глубиной залегания до 20 метров больше подходят для использования воды в бытовых целях, хотя для использования её для питья необходимо при обустройстве скважин устанавливать системы фильтров.
Глубина бурения до 3-го, известнякового водоносного горизонта очень велика, и для придомовых скважин этот вид источника устраивать нецелесообразно (хотя в загородных коттеджных городках это решение практикуется для нескольких владельцев).
Чтобы точно и правильно определить глубину залегания водоносного слоя, и, соответственно, с видом оборудования, диаметром обсадных труб, бурильщики чаще всего выполняют пробное бурение.
При определении места залегания водоносов нужно учитывать, что горизонты могут иметь не только горизонтальное расположение, они уходят вглубь грунтов, поднимаются местами вверх. Кроме того, объёмы воды в слоях могут колебаться от 1-2 м&³3; до десятков кубометров.
Всё это говорит о том, что для точного определения месторасположения для будущей скважины, лучше всего использовать сразу несколько методов.
Основные методы определения водоносных горизонтов на участках
Несмотря на появление новых способов определения залегания водоносов, современных приборов и инструментов, использование старых «народных» методов, и старинных рецептов поисков воды, вполне действенно.
Метод #1: Природные явления
Хороший результат при поисках воды на территориях дают наблюдения за природными явлениями, изучая приметы, легко узнать, и выявить участок, под которым залегают воды.
Почва, под которой расположен источник, чаще всего, характеризуется высокой влажностью, обильной росой по утрам, испарениями при повышении температуры. Рано утром над такими участками всегда клубится туман, трава имеет более интенсивный зелёный окрас, и растёт значительно гуще.
Очень важно при определении места, под которым предположительно находится водоносный слой, обращать внимание на рельефные особенности. Это связано с тем, что подземные горизонты с объёмами воды повторяют линию наземного рельефа. Так, воду с большой вероятностью можно обнаружить на низменностях, в ярах, впадинах. И, наоборот, бесполезно её искать на холмах и склонах, возвышенностях.
Метод #2: Определение по растениям
Легко определить глубину залегания водных ресурсов по разновидностям растений, растущих на местности.
Есть даже определённый растения, которые точно указывают на наличие водоносного горизонта, и соответственно помочь в проблеме, как определить водоносный слой при бурении скважины. При поисках воды по видам растений нужно учитывать, наличие одного или нескольких растений не говорит о залегании водоносных слоёв, это может быть связано со случайным произрастанием. Обращать внимание нужно только на большие группы растений.
Наиболее «осведомлёнными» растениями, которые «сообщают» о залегании воды, а также о глубине её расположения являются:
заросли рогозы свидетельствуют о залегании воды на глубине около метра;
камыш песчаный сообщает о глубине водоноса в диапазоне 1,0 – 3,0 метра;
если на участке растёт чёрный тополь, то подводный источник находится не глубже 3-х метров;
кустарник сарсазан семейства Амарантовых замечен на территориях, под которыми водоносный слой залегает на глубине около 5,0 метров;
полынь часто растёт на участках с пониженной влажностью, что свидетельствует о глубине подземных вод 6-7 метров (полынь песчаная указывает даже на большую глубину – до 10,0 метров);
люцерна приживается даже на сухих почвах, и не требовательна к влажности, поэтому источник воды под плантацией этих растений может находиться на 15- метровой глубине.
Из общих примет расположения воды, на которые указывают растения, можно отметить особенности корневой системы. Так трава с небольшими корнями указывает на небольшую глубину залегания водоносных горизонтов, а заросли кустов и кустарников, рощи деревьев с длинными корнями говорят о том, что вода находится глубоко под землёй.
Метод #3: Старинный метод «глиняной посуды»
Старинный метод «глиняной посуды» использовался с давних пор. Чтобы определить месторасположение подземного источника, абсолютно сухую глиняную посуду выставляли на ночь на участках, где предполагался подземный водоносный слой, вверх дном. Признаком наличия источника в этом месте служило появление жидкости под посудой.
Современный искатели воды усовершенствовали этот старинный метод. Для определения подземного источника используют хорошо высушенный в духовке силикагель, отлично вбирающий влагу, и горшок из глины. Силикагель помещают в горшок, плотно закрывают горло тканью, и взвешивают. После этого ёмкость закапывают в грунт на глубину 1,5-2,0 метра, и оставляют на сутки.
По истечении суток ёмкость выкапывают и снова взвешивают. Увеличенный вес свидетельствует о наличии подземного источника (чем больше объём влаги, которую впитал силикагель, тем больше вес, тем ближе к поверхности земли водонос).
Иногда силикагель заменяют мелкодробленым керамическим кирпичом, керамической пылью.
Метод #4: Маятники и рамки
Использование при поисках воды на участках рамок и маятников сегодня также не утратило своей актуальности. В основе этого метода лежит принцип биолокации, и поиски воды таким методом могут только профессиональные «лозопроходчики», люди с развитой экстрасенсорной способностью.
Алюминиевые (медные, стальные) проволочные рамки с загнутыми краями и ручкой из ветки бузины, как правило, имеют в длину 35-40 см. Рамками могут служить и развилки веток калины, вербы, лозы.
В качестве маятника используют небольшой груз из меди, стали, алюминия, бронзы в виде шарика, конуса, подвешенный на нити длиной 20-30 см.
Водяная линза в грунте что это
2. Раскачка или прокачка скважины это, на самом деле, обычная откачка воды из скважины при помощи насоса, но с учетом некоторых правил, о которых поговорим в п.4.
Цели раскачки скважины:
а. выкачать из ближайшего пространства породы-водоноса максимум ила, песка, мелких взвесей так, чтобы вокруг скважинного фильтра образовалась «подушка» из более крупного песка, которая в свою очередь будет выступать доп. фильтром от попадания в скважину ила и мелкого песка.
б. размыть линзу в пласте породы для большей наполняемости водой.
Результатом раскачки скважины должна стать чистая вода без осадков, стабильная и максимально возможная производительность скважины.
То есть, если Вы не поленились и выполняли все манипуляции с насосом (подробно об этом в п.4), не упустили время, а начали раскачивать скважину сразу после окончания буровых работ, то вы получите в итоге скважину с хорошей производительностью и чистой водой.
Сроки прокачки скважины. Как уже говорилось ранее, начинать раскачку необходимо сразу после окончания буровых работ. Сколько же надо качать? Тут многое зависит от того, в какой породе водонос:
Галечник. Также минимум взвесей в породе. Прокачка в среднем один день, вода как правило сразу идет чистая, без мелких частиц ила.
Правила просты, но, учитывая сроки раскачки, старайтесь не забывать о них на второй/третьей недели работ.
Подобная раскачка может потребоваться не только сразу после буровых работ, но и после зимнего простоя скважины. Это стандартная процедура, с которой Вы самостоятельно справитесь!
Надежный фундамент
Всем ясно, что без грамотно сделанного фундамента дом возводить не следует. Но, в свою очередь, фундамент сам требует устойчивого основания. Поэтому нужно быть очень внимательным при оценке состояния грунта.
Вес среднестатистического двухэтажного дома на одну семью, включая мебель и инженерное оборудование, а также с учётом всех временных или случайных нагрузок, может достигать 800 т. Чтобы эта нагрузка правильно передавалась на грунт, здание должно иметь надёжное основание. И это как раз надо учитывать при закладке фундамента. Поэтому любому серьёзному строительству предшествуют геодезические изыскания, когда пробы грунта берут в нескольких точках будущей строительной площадки и на разной глубине.
Нагрузки действующие на фундамент
Когда здание построено, оно давит своим весом на фундамент, и дом несколько проседает в грунт. Это процесс, который нельзя предотвратить. В данной фазе возможно образование всем известных усадочных трещин.
Распределение давлений: наивысшая концентрация наблюдается в призме обрушения грунта.
Внимание! Обрушение грунта произошло вдоль так называемой поверхности скольжения.
В грунтах средней вязкости часто встречаются водяные карманы.
В морозы они превращаются в ледяные линзы, способные привести к разрушению дома под давлением грунта.
При неправильно рассчитанном и спроектированном фундаменте положение может ухудшаться. Вес кладки каменного дома может начать выдавливать грунт сбоку с одновременным разрушением здания. Но всё же трудно представить, что кто-то может столь неграмотно выполнить проект.
На устойчивость здания в значительной мере влияет глубина заложения фундамента. Известно, что вода при замерзании превращается в лёд и расширяется, развивая при этом огромное усилие. Поэтому строительные нормы и правила предполагают заложение фундамента ниже уровня промерзания. Это позволяет предотвратить весьма негативные последствия: например, когда в один прекрасный день водяная линза под фундаментом замёрзнет, с огромным усилием расширится и поднимет весь дом. Это может привести к неравномерному движению фундамента и в итоге означает риск обвала здания.
Распределение давления
Давление, которое фундамент передаёт вниз, может вызвать проседание грунта под домом и неравномерную осадку здания. Чтобы уменьшить степень проседания, требуется увеличить площадь опорной поверхности, но это ведёт к увеличению расхода материалов на изготовление фундамента.
Давление от ленты фундамента распределяется под конструкцией в обе стороны от неё под углом 60°.
Однако недостаточно сделать лишь широкие бетонные ленты фундамента, нужно еще организовать физическое распределение давления, которое распространяется вниз под углом примерно 60°. Проектировщики обычно учитывают это при подготовке основания фундамента.
Ширина фундамента зависит от свойств грунта. Грунты, которые могут уплотняться под весом здания (например, гравий или песок), требуют большей площади по сравнению с вязкими (глинистыми, суглинистыми). В большинстве случаев фундаменты формируют в виде лент. Для небольших построек (гаражей, садовых домиков) бывает достаточно столбчатого фундамента. В рыхлых грунтах часто изготавливают монолитные железобетонные плитные фундаменты, которые обеспечивают максимальную поверхность, что гарантирует устойчивость здания.
Каждый дом в той или иной степени проседает, что является естественным процессом.
Неравномерный характер грунта может привести к неравномерным процессам усадки
Такой столбчатый фундамент подходит для небольшого (лёгкого) здания
Чаще всего используется ленточный фундамент (здесь без подвала)
Решение для слабых грунтов: армированный плитный фундамент
Важные подготовительные операции
Прежде чем заливать фундамент, нужно выполнить подготовительные работы. К этому следует подойти продуманно и очень аккуратно, так как позже уже ничего нельзя будет изменить. К подготовительным операциям относится прокладка коммуникаций для сточной и дождевой воды. Следует помнить, что и ливнестоки, и трубы канализации необходимо располагать с уклоном.
Трубы для отвода сточной и дождевой воды прокладывают под фундаментом
Трубы поверхностного дренажа прокладывают внутри фундамента
При высоком уровне грунтовых вод требуется выполнить поверхностный дренаж. Дренажные трубы при этом не должны монтироваться глубже, чем фундамент. Хорошо, когда есть возможность устроить заземление, которое подводят к дому в виде оцинкованной стальной полосы. Это позволяет экономично решить многие проблемы: подключить нулевой провод линии электропередачи, устроить молниезащиту, подвести к зданию телефонную линию и кабель антенны.
Удачное решение: фундаментное заземление позволяет решить много проблем с подводом коммуникаций
Советы:
Закрыть окна подвала. Если температура окружающей среды приближается к отрицательной, нужно закрыть все окна и внешние двери подвала, чтобы холодный воздух не проникал к основанию подвала. Ведь даже незначительные повреждения основания от мороза могут повлиять на устойчивость фундамента и кладки.
Готовый бетон — оптимальный вариант. При сооружении фундамента большой площади не рекомендуется
готовить бетон самостоятельно. Лучшей альтернативой является готовый свежий бетон, подаваемый с помощью бетононасоса.
Оставляя комментарий Вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности
Какая скважина лучше
Сегодня хотим вас познакомить с различными видами скважин на воду. Использование того или иного вида обусловлено разными потребностями в объеме воды, геологической структурой местности и предполагаемыми затратами.
В данной статье расскажем, какие есть виды скважин, какие лучшие и в итоге своей работы позволят получить безупречные результаты поступления и качества воды.
Немного слов о видах получаемой воды из скважин:
Грунтовые воды – качества достаточно для питья при использовании фильтров, иссякает в засуху, склонна к заиливанию;
Межпластовая вода («на песок») – чем глубже, тем выше качество воды, срок службы выше чем у первой (до 10 лет), но склонная к заиливанию;
Артезианские воды – чистая вода, не иссякнет никогда.
Абиссинская скважина
Система представлена из столпа соединенных между собой стальных газоводопроводных труб с элементарным фильтром и металлическим сошником внизу. Так же стоит учесть, что для данной конструкции подойдет поверхностное насосное оборудование до 8 метров глубины, а если залегание водоносного слоя ниже, то необходимо прибегнуть к использованию ручного насоса или эрлифта.
Срок службы такой скважины от до 3 лет, зависит от эффективности фильтра и определяющих химических составляющих.
Песчаная скважина
Скважина на песок располагается на грунтах, где водоносный слой находится в песчаных отложениях, которые накапливают подземные воды. Такие отложения находятся друг над другом и называются водяными линзами.
Глубина заложения водяных линз 15-40 метров. Главной отличительной особенностью конструкции является фильтр с перфорацией, который необходимо окружить сыпучей породой – крупнодисперсным песком с добавлением гальки. Это позволит продлить эффективность и срок службы, защищая фильтр от заиливания.
Такая скважина нестабильна, так как изнашивается от частоты использования и запаса водоносного слоя (может закончиться). От этого срок эксплуатации варьируется от 2 до 10 лет.
Артезианские скважины
Расположены в пористом известняке – твердый грунтовый слой с многочисленными трещинами. В некоторых случаях способны к самоизливу, отличаются самым сильным напором и нескончаемым запасом водоносного слоя.
Такие скважины расположены на глубине от 15 (Щелково) до 270 метров (Сергиев Посад) в глубину. Такая разница расстояний видна по хорошо изученным бассейнам Московской области. Нет необходимости на пути скважин ставить фильтры – вода из артезианских источников лишена органических загрязнений, таких как аммиак, мочевина, микроорганизмы и др.
Единственное, что именно этот водоносный слой характеризуется высокой минерализацией, которую необходимо перед употреблением в быту дополнительно осадить. За счет структуры твердой породы она столетиями остается неизменной, что позволяет оценить срок службы в 100 лет и более.
После рассмотрения характеристик таких отличных друг от друга источников автономного водоснабжения, можно выделить одну лидирующую – артезианская скважина. Она надежна и долговечна, с прекрасным качеством воды.
Надежность и безопасность в первую очередь. Выбирайте лучшее для себя и своей семьи!
Как собственноручно построить монолитный фундамент
«Fundamentum» означает «основание». Фундамент — в полной мере основание любой постройки. Стоимость его обустройства доходит до трети стоимости всего строительства. Поэтому так важно правильно выбрать вид, глубину и материал фундамента. И даже самые сложные его разновидности вполне возможно соорудить собственноручно, что сэкономит вам немалые средства.
Необходимость фундамента
Фундамент уберегает стоящее на нём здание от пучинистости, сдвижек и оползания сложных грунтов, а также от грунтовых вод и осадков. Можно выстроить дорогой и красивый дом, но если конструкция, глубина и материал фундамента были выбраны неправильно, даже на самой благополучной почве он даст осадку и потрескается. Если вы хотите выстроить монолитный фундамент, надо точно убедиться в том, что он является оптимальным для вашего участка и выбрать наиболее подходящую разновидность этого типа основания.
Фундамент — подземная или подводная часть сооружения, которая передаёт его грунтовому основанию статическую нагрузку, создаваемую весом сооружения, и дополнительные динамические нагрузки, создаваемые ветром либо движением воды, людей, оборудования или транспорта. Правильно спроектированный фундамент передаёт все нагрузки грунту таким образом, что исключается возможность недопустимой осадки и разрушения сооружения.
Энциклопедия Колльера
http://dic.academic.ru
Зависимость выбора фундамента от особенностей вашего участка
Необходимо ещё до проектирования дома заказать геодезическое обследование вашего участка.
Для правильного выбора типа фундамента необходимо провести геодезическое обследование участка
Оно будет содержать заключение о грунтах, об их послойном расположении, о глубине грунтовых вод, глубине промерзания почвы и о наличии внутри неё водяных «линз». Рассмотрим подробнее, как эти факторы влияют на выбор типа монолитного фундамента.
Грунты и их особенности
Классификация грунтов представлена в справочниках; например, в учебнике «Грунты. Фундаменты. Выбор оптимального фундамента»:
Конструкция фундамента зависит от типа грунта на участке строительства
Зная особенности классификации грунтов, можно самостоятельно определить тип почвы на строительной площадке. Для этого существует простой дедовский способ: нужно просверлить проверочный шурф садовым буром и изучить образцы земли с разной глубины.
Для самостоятельного исследования типа грунта нужно пробурить контрольную скважину
Образец смачивается водой, и если его можно вымесить, как тесто, то это суглинок. Если в воде земля растворяется, значит, в ней присутствует большой процент суглинистой составляющей. Если выпадет осадок, то на дне глина, а над ней песок.
Чтобы определить состав почвы, нужно поместить образец в стакан с водой
Если в результате исследования будет выявлено, что у вас на участке массив скалы, нетронутый песчаник или осадочные породы, вам повезло — можно смело ставить монолитный фундамент. Хорошо также, если на участке обнаружится песок или плотные суглинистые почвы.
Глубина промерзания
Глубина промерзания в наших краях составляет в среднем до одного метра, но возможны и отклонения. Если вы делаете заглублённый фундамент, то его нижняя точка должна находиться ниже уровня замерзания грунта.
Подошва фундамента должна быть ниже максимальной глубины промерзания грунта, чтобы не сказывалось вспучивание грунта при замерзании. Безопасная глубина зависит от годовых колебаний температуры, от типа и диапазона вариаций местных грунтов и от нормального уровня подземных вод. Кроме того, иногда наблюдаются сезонные изменения объёма глинистых грунтов, чего нельзя допускать под фундаментом, заложенным на естественном основании.
Энциклопедия Колльера
http://dic.academic.ru
Глубина заложения фундамента в первую очередь зависит от уровня промерзания почвы
Уровень грунтовых вод
Это важнейшая характеристика почвы, и от неё тоже напрямую зависит требуемый тип фундамента. Если уровень небольшой, то довольно будет и малозаглублённого монолитного ленточного основания. В случае высоких грунтовых вод однозначно необходима монолитная плита.
Структура грунтовых вод на вашем участке также оказывает существенное влияние на выбор типа фундамента
Показатель уровня вод важно учитывать вместе с глубиной промерзания. Если вода в холодное время года расположена на глубине ниже двух метров и не доходит до точки промерзания почвы (можно обозначить глубину промерзания как Z), а грунт достаточно плотный (глина, песок), то эффект промерзания можно не учитывать.
Таблица: зависимость глубины закладки фундамента от соотношения глубины залегания грунтовых вод и глубины промерзания грунта
| Характеристика уровня почвенных вод | Характеристика уровня почвенных вод по отношению к глубине промерзания почвы (метр) | Требуемое углубление фундамента в почву (метр) |
| Низкий | Глубже, чем Z+2 метра | Не менее 0,5 метра |
| Более высокий | Мельче, чем Z+2 метра | Глубже, чем глубина промерзания почвы |
С уровнем почвенных вод и классификацией почвы напрямую связан опаснейший фактор.
Водяные «линзы»
Там, где на пласте из глины лежит водопроницаемый песок или супесь, осадки проникают через верхнюю почву и остаются под ней в виде так называемых «линз», лежащих на непроницаемом основании и создающих опасность серьёзного повреждения монолитного фундамента. Нужно быть уверенным в том, что на пути его закладки не встретятся «линзы». Если же такие опасения имеются, то для капитального дома нужна монолитная плита, а для лёгкого строения будет достаточно заложить столбы из бетона.
Схема проницаемой сверху почвы, на которой образуются внутренние «линзы» воды
Наличие и места залегания таких «линз» практически невозможно определить самостоятельно. Мы опять приходим к необходимости профессионального обследования участка.
Разновидности монолитного фундамента
От всех вышеперечисленных факторов — грунтов, водяного баланса, наличия линз, глубины промерзания, сведённых в одно геодезическое заключение, — и зависит выбор фундамента. К этому необходимо добавить ваши личные предпочтения и имеющиеся в наличиии материалы. Поэтому нужно понимать основные преимущества и недостатки каждого типа монолитного фундамента.
Ленточный монолитный фундамент на подушке из дренирующей смеси
Для устройства плитного фундамента требуются трудоёмкие земляные работы и много бетона
Фундаментные столбы часто связывают монолитным бетонным ростверком для придания конструкции большей прочности
Фотогалерея: разные дома на разных фундаментах
Монолитный фундамент
Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод: монолитный фундамент — самый универсальный вид основания для любых почв и типов строений. Остаётся только выбрать вариант его устройства: плита, лента, столбы.
Рассмотрим все разновидности, начиная с самой простой.
Монолитный столбчатый фундамент
Это не вполне надёжное основание, оно годится лишь для лёгких каркасных домов, сараев, веранд и вольеров, притом на хороших плотных почвах с низким уровнем грунтовых вод. Зато он относительно недорог и довольно прост для самостоятельной постройки. Монолитные столбчатые фундаменты могут быть:
Высота столбов над землёй зависит от применённого ростверка, конструкции дома и пожеланий владельца.
Конструкция правильного мало- и глубокозаглублённого столбчатого монолитного фундамента выглядит так:
Схема устройства монолитного столбчатого фундамента
Разумеется, серьёзный заглублённый фундамент должен хорошо и правильно армироваться.
Схема правильного армирования столбчатого монолитного фундамента
При сооружении столбчатого фундамента обязательно нужно учесть три вещи. Жизненно необходимо профессиональное заключение о пригодности почвы для такого фундамента. После заливки всех столбов сразу же необходимо соорудить ростверк и нагрузить всю конструкцию весом стен, иначе столбы просто вытолкнет неравномерно из земли. Чтобы почва вокруг столба не самоуплотнилась и не вытолкнула столб, непременно нужна песчаная засыпка вокруг столба, что достигается уширением скважины после застывания бетона и засыпкой её песком.
Засыпка обязательно необходима, чтобы уплотнившийся грунт не вытолкнул столб
Рассмотрим сооружение наипростейшего и практически незаглублённого столбчатого бетонного фундамента для очень лёгкой постройки — вольера для собаки. Пространство под фундаментом потом будет утеплено, и мы добьёмся главной цели: прочности, тепла, защиты от влаги.
Требуемые инструменты
Пошаговое создание простейшего столбчатого монолитного фундамента
Размечаем с помощью бечёвки и кольев площадку (на полметра с каждой стороны шире фундамента) и места, где будут вырыты шурфы под заливку.
Роем шурфы, засыпаем туда песок, ставим опалубку, выступающую сантиметров на 30 над поверхностью земли (можно заложить внутрь шурфов армирование в виде нескольких прутков арматуры длиной по глубине шурфа), в шурфы заливаем раствор (цемент М400, песок и щебень в соотношении соответственно 1, 2 и 5 частей), оставляем на две-четыре недели. На поверхности заливки можно притопить куски обмазанных битумом досок для сооружения ростверка. Покупать готовый бетон не стоит, так как расход маленький.
На поверхность залитых столбов можно закрепить промазанные битумом деревянные бруски для дальнейшего крепления к ним ростверка
Собираем ростверк из досок.
Для установки ростверка собираем раму из двух перпендикулярных друг к другу досок
Фиксируем его на столбах уголками.
Ростверк крепится уголками к брускам, уложенным на столбы при заливке
Собранный ростверк укрепляется профильным металлическим уголком
Крепим опоры для каркаса.
На ростверк устанавливаются вертикальные стойки каркаса
Видео: изготовление столбчатого монолитного фундамента
Монолитный ленточный фундамент
Принцип его изготовления такой же, как и у столбчатого основания, только в данном случае заливается бетонная лента, лежащая под стенами здания: обязательно — под внешними, и часто — под внутренними тоже (в простых случаях ленту под внутренними стенами заменяет столбчатый фундамент, но это по большому счету нецелесообразно). Ввиду своей универсальности это самый распространённый тип фундамента, который легко строится самостоятельно.
Конструкция правильного мало- и глубокозаглублённого ленточного монолитного фундамента отличается от столбчатого только длиной заливки:
Схема устройства ленточного монолитного фундамента
Рассмотрим строительство среднего по сложности ленточного монолитного фундамента без подошвы — например, для дома средней тяжести из пеноблоков.
Требуемые инструменты
Пошаговое сооружение ленточного бетонного фундамента для дома из пеноблоков
При разметке площадки колышки вбиваются не в места предполагаемых углов фундамента, а так, чтобы эти углы образовывались пересечением шнуров
Глубина и ширина траншей определяется проектом фундамента
На дно траншей засыпается песок для создания дренирующей подушки
Опалубка должна соответствовать по высоте будущему цоколю
В опалубку закладывается арматурный каркас, состоящий из расчётного количества слоёв
Залитая поверхность выглаживается мастерком вровень с опалубкой
После высыхания бетона на поверхности ленты закрепляется рубероид для гидроизоляции
Пеноблоки укладываются по шнуру, начиная с углов
Видео: заливка ленточного фундамента
Монолитный плитный фундамент (плита)
О плите поговорим более подробно. Мы выяснили, что плита — дорогая, трудо- и материалоёмкая вещь. Но она имеет несомненные плюсы: это сразу готовая основа для пола, поэтому в неё можно при заливке интегрировать систему тёплых полов — водяных контуров, которые укладываются между арматурой или поверх неё. В конечном счёте она может и обойтись дешевле ленты, для которой требуется серьёзное утепление самой ленты и подпола.
Существует несколько вариантов оформления плит:
Обычная плита с арматурным каркасом на песчаной подушке
Монолитная плита с геотекстилем и арматурным каркасом на подушке
Монолитная плита с тонким слоем утеплителя из пенополистирола
Толстый слой пенополистирола обеспечивает улучшенную теплоизоляцию фундамента
Строительство плиты возможно, только если под ней не проходят никакие коммуникации. Если же через выбранное место проходят инженерные сооружения, а другого места под фундамент нет, лучше ограничиться ленточным монолитным основанием.
Некоторые ограничения, о которых надо помнить
Плитный фундамент с рёбрами жёсткости
Дренажная мембрана Дельта МС 20 (DELTA-MS-20) заменяет слой бетона толщиной в 20 см
Перед заливкой фундамента на песочную подушку укладывают пенополистирол, чтобы устранить мостики холода, создаваемые арматурным каркасом
Пристенный дренаж плитного фундамента
Строительство монолитного плитного фундамента
Перед началом строительства необходимо выполнить некоторые предварительные действия.
Выбор места для дома
Сначала выбираем место на участке, где мы будем строить дом. На рисунке показаны разрешённые места для проектирования и возведения домов и прочих построек согласно СНиП 31.02.2001 и СНиП 30.02.97.
Существующие нормативы чётко предписывают минимальные расстояния от дома до границ участка и других строений
Выбор модели дома
Предположим, что мы учли ситуацию с грунтом, все свои пожелания и возможности и остановились на одноэтажном доме из оцилиндрованного бревна площадью 122 квадратных метра на простом плитном фундаменте толщиной 40 сантиметров. Веранда будет стоять на том же фундаменте — во избежание последующих проблем мы не будем экономить и ставить веранду на отдельный столбчатый фундамент. Утеплять фундамент мы также не будем — последующее утепление будет сделано при строительстве дома.
Рисунок дома с планом устройства перегородок и площадью внутренних помещений
Калькулятор фундамента
Заводим в калькулятор исходые данные, полученные из предварительных расчётов
В результате получаем количество досок, необходимых для сооружения опалубки
Теперь надо рассчитать приблизительную стоимость возведения фундамента. Исходим из того, что бетон мы не будем смешивать сами — объем все же великоват, — закажем готовую смесь у производителя. Добавим к расчётному количеству примерно 10% на брак и наши возможные ошибки при сооружении фундамента. Делаем «маркетинговое исследование» средних цен по рынку.
Таблица: примерная стоимость постройки исходя из средних действующих цен
| Позиция | Наименование | Спецификация | Цена за единицу | Количество | Общая цена (руб) | Примечания |
| 1 | Бетонный раствор готовый | М300, класс Б 22,5 F150 W4 | 3550 руб/м 3 | 58 м3 | 206000 руб | |
| 2 | Арматура продольная | Диаметр 14 мм | 25000 руб/т | 3,4 т | 85000 руб | |
| 3 | Арматура вертикальная | Диаметр 6 мм | 28000 руб/т | 0,27 т | 7600 руб | |
| 4 | Доска обрезная сосновая | 25х100х6000 мм | 100 руб | 23 шт | 2300 руб | |
| 5 | Песчано-гравийная смесь для подушки фундамента | 650 руб/м 3 | 70 м 3 | 45500 руб | ||
| 6 | Саморезы для сборки опалубки | По потребности | ||||
| 7 | Мягкая проволока для связывания арматуры | По потребности | ||||
| 8 | Полиэтиленовая плёнка для оборачивания опалубки | По потребности | ||||
| 9 | Рубероид | По потребности | ||||
| Итого | ||||||
Теперь, закупив материалы, можно приступать.
Требуемые инструменты
Пошаговое сооружение плитного монолитного фундамента
Разметка участка производится при помощи шнура и колышков. Необходимо проверить равенство диагоналей (поз. 2), чтобы все углы были прямыми
Котлован небольшой грубины можно вырыть вручную
Дренаж вокруг фундамента с использованием дренов Softrock и смотровой колодец
При строительстве на проблемных грунтах можно сделать пластовый дренаж — проложить трубы под плитой
На дне котлована выстилается геотекстиль и насыпается песок
Гравийно-песчаная смесь уплотняется вибротрамбовкой
Для укрепления опалубки ставятся упоры и распорки
На песчано-гравийную подушку заливается небольшой слой бетона, поверхность которого обязательно разравнивается
На «подбетонку» укладывается рубероид, геотекстиль или рулонные стекловолоконные и полиэфирные плёнки
Дополнительное утепление эструдированным пенополистиролом повысит защищенность фундамента от морозного пучения
Силовой каркас выполняется в виде взаимно перпендикулярных рядов арматуры, которые в местах пересечений связываются проволокой
Оставлять концы прутьев на краях фундамента нельзя. Их нужно загибать внутрь и соединять с лежащими а предыдущем слое
Заполнить опалубку бетоном нужно обязательно за один раз
Бетонную отмостку желательно делать с утеплением
Видео: сооружение монолитной плиты
Монтаж плиты под будущий дом — это очень сложная работа. Если вы сделаете её собственными руками, то можете смело гордиться собой.
Источник: zabor-61.ru
Тонкие линзы
Линза – это прозрачное тело, имеющая 2 сферические поверхности. Она, является тонкой, если ее толщина меньше радиусов кривизны сферических поверхностей.
Линза — это составляющая часть почти каждого оптического прибора. Линзы бывают по своему определению собирающие и рассеивающие (рис. 3 . 3 . 1 ).
Собирающая линза — это линза, которая в середине толще, чем по краям.
Линза, имеющая большую толщину по краям, называется рассеивающей.
Рисунок 3 . 3 . 1 . Собирающие ( a ) и рассеивающие ( b ) линзы и их условные обозначения.
Главная оптическая ось – это прямая, которая проходит через центры кривизны O 1 и O 2 сферических поверхностей.
В тонкой линзе главная оптическая ось пересекается в одной точке – оптическом центре линзы O . Световой луч проходит через оптический центр линзы, не отклоняясь от своего первоначального направления.
Побочные оптические оси – это прямые, проходящие через оптический центр.
Если к линзе направить пучок лучей, которые расположены параллельно главной оптической оси, тогда после прохождения через линзу лучи (либо их продолжения) сосредоточатся в одной точке F .
Эта точка получила название главный фокус линзы.
Тонкая линза имеет два главных фокуса, которые располагаются симметрично на главной оптической оси по отношению к линзе.
Фокус собирающей линзы – действительный, а у рассеивающей – мнимый.
Пучки лучей, параллельные одной из всей совокупности побочных оптических осей, после прохождения через линзу тоже нацелены на точку F ‘ , расположенную на пересечении побочной оси с фокальной плоскостью Ф .
Фокальная плоскость – это плоскость, перпендикулярная главной оптической оси и проходящая через главный фокус (рис. 3 . 3 . 2 ).
Расстояние между главным фокусом F и оптическим центром линзы О , называется фокусным ( F ) .
Рисунок 3 . 3 . 2 . Преломление параллельного пучка лучей в собирающей ( a ) и рассеивающей ( b ) линзах. O 1 и O 2 – центры сферических поверхностей, O 1 O 2 – главная оптическая ось, О – оптический центр, F – главный фокус, F ‘ – фокус, O F ‘ – побочная оптическая ось, Ф – фокальная плоскость.
Главным свойством линз является способность передавать изображения предметов. Они, в свою очередь, бывают:
- Действительные и мнимые;
- Прямые и перевернутые;
- Увеличенные и уменьшенные.
Построение изображения в линзах
Геометрические построения помогают определить положение изображения, а также его характер. Для этой цели применяют свойства стандартных лучей, направление которых определено. Это лучи, которые проходят через оптический центр либо один из фокусов линзы, и лучи, параллельно расположенные главной либо одной из побочных оптических осей. Рисунки 3 . 3 . 3 и 3 . 3 . 4 демонстрируют данные построения.
Рисунок 3 . 3 . 3 . Построение изображения в собирающей линзе.
Рисунок 3 . 3 . 4 . Построение изображения в рассеивающей линзе.
Стоит выделить то, что стандартные лучи, использованные на рисунках 3 . 3 . 3 и 3 . 3 . 4 для построения изображений, не проходят через линзу. Данные лучи не используются в построении изображения, но могут быть использованы в этом процессе.
Для расчета положения изображения и его характера используется формула тонкой линзы. Если записать расстояние от предмета до линзы как d , а от линзы до изображения как f , то формула тонкой линзы имеет вид:
1 d + 1 f + 1 F = D.
Величина D – это оптическая сила линзы, равная обратному фокусному расстоянию.
Диоптрия ( д п т р ) является единицей измерения оптической силы, фокусное расстояние которой равно 1 м : 1 д п т р = м — 1 .
Формула тонкой линзы аналогична формуле сферического зеркала. Можно вывести ее для параксиальных лучей из подобия треугольников на рисунках 3 . 3 . 3 либо 3 . 3 . 4 .
Фокусное расстояние линз записывается с определенными знаками: собирающая линза F > 0 , рассеивающая F < 0 .
Величина d и f тоже подчиняются определенным знакам:
- d > 0 и f > 0 – применительно к действительным предметам (то есть реальным источникам света) и изображений;
- d < 0 и f < 0 – применительно к мнимым источникам и изображениям.
Для случая на рисунке 3 . 3 . 3 F > 0 (линза собирающая), d = 3 F > 0 (действительный предмет).
Из формулы тонкой линзы получаем: f = 3 2 F > 0 , означает, что изображение действительное.
Для случая на рисунке 3 . 3 . 4 F < 0 (линза рассеивающая), d = 2 | F | >0 (действительный предмет), справедлива формула f = — 2 3 F < 0 , следовательно, изображение мнимое.
Линейные размеры изображения зависят от положения предмета по отношению к линзе.
Линейное увеличение линзы Г – это отношение линейных размеров изображения h ‘ и предмета h .
Величину h ‘ удобно записывать со знаками плюс или минус, в зависимости от того, прямое оно или перевернутое. Она всегда положительна. Потому для прямых изображений применяется условие Γ > 0 , для перевернутых Γ < 0 . Из подобия треугольников на рисунках 3 . 3 . 3 и 3 . 3 . 4 нетрудно вывести формулу для расчета линейного увеличения тонкой линзы:
В примере с собирающей линзой на рисунке 3 . 3 . 3 при d = 3 F > 0 , f = 3 2 F > 0 .
В примере с рассеивающей линзой на рисунке 3 . 3 . 4 при d = 2 | F | > 0 , справедлива формула f = — 2 3 F < 0 ; значит, Г = 1 3 >0 – изображение прямое и уменьшенное в три раза.
Оптическая сила D линзы находится в зависимости от радиусов кривизны R 1 и R 2 , ее сферических поверхностей, а также и от показателя преломления n материала линзы. В теории оптики имеет место следующее выражение:
D = 1 F = ( n — 1 ) 1 R 1 + 1 R 2 .
Выпуклая поверхность имеет положительный радиус кривизны, а вогнутая поверхность – отрицательным. Данная формула применима в изготовлении линз с заданной оптической силой.
Многие оптические приборы устроены таким образом, что свет последовательно проходит через 2 или несколько линз. Изображение предмета от 1 -й линзы служит предметом (действительным или мнимым) для 2 -й линзы, выстраивающей, в свою очередь, 2 -е изображение предмета, которое также может быть действительным либо мнимым. Расчет оптической системы из 2 -х тонких линз состоит в
2 -кратном применении формулы линзы, причем расстояние d 2 от 1 -го изображения до 2 -й линзы следует предложить равное величине l – f 1 , где l – это расстояние между линзами.
Астрономическая труба Кеплера и земная труба Галилея
Рассмотрим частный случай – телескопический ход лучей в системе из 2 -х линз, когда и предмет, и 2 -е изображение расположены на бесконечно больших расстояниях друг от друга. Телескопический ход лучей выполняется в зрительных трубах: земной трубе Галилея и астрономической трубе Кеплера.
Тонкая линза имеет некоторые недостатки, которые не позволяют получать изображения высокого разрешения.
Аберрация – это искажение, которое возникает в процессе формирования изображения. В зависимости от расстояния, на котором проводится наблюдение, аберрации могут быть сферическими и хроматическими.
Смысл сферической аберрации в том, что при широких световых пучках лучи, находящиеся на далеком расстоянии от оптической оси, пересекают ее не в месте фокуса. Формула тонкой линзы действует лишь для лучей, которые находятся близко к оптической оси. Изображение удаленного источника, которое создается широким пучком лучей, преломленных линзой, размыто.
Смысл хроматической аберрации в том, что на показатель преломления материала линзы влияет длина световой волны λ . Данное свойство прозрачных сред называют дисперсией. Фокусное расстояние линзы различно для света с различными длинами волн. Данный факт приводит к размытию изображения при излучении немонохроматического света.
Современные оптические приборы оснащены не тонкими линзами, а сложными линзовыми системами, в которых есть возможность исключить некоторые искажения.
В таких приборах, как фотоаппараты, проекторы и т.д., используются собирающие линзы для формирования действительных изображений предметов.
Что представляет собой фотоаппарат
Фотоаппарат – это замкнутая светонепроницаемая камера, в которой изображение запечатленных предметов создается на пленке системой линз – объективом. На время экспозиции объектив открывается и закрывается с помощью специального затвора.
Особенность работы фотоаппарата в том, что на плоской фотопленке получаются довольно резкие изображения предметов, которые находятся на различных расстояниях. Резкость меняется вследствие перемещения объектива относительно фотопленки. Изображения точек, которые не лежат в плоскости резкого наведения, выходят на снимках размытыми в виде рассеянных кружков. Размер d данных кружков можно уменьшить методом диафрагмирования объектива, то есть уменьшения относительного отверстия a F , как показано на рисунке 3 . 3 . 5 . Это в результате увеличивает глубину резкости.
Рисунок 3 . 3 . 5 . Фотоаппарат.
С помощью проекционного аппарата удается снять масштабные изображения. Объектив O проектора фокусирует изображение плоского предмета (диапозитив D ) на удаленном экране Э (рисунок 3 . 3 . 6 ). Система линз K (конденсор) используется для концентрации света источника S на диапозитиве. На экране воссоздается увеличенное перевернутое изображение. Масштаб проекционного устройства можно изменять, приближая или отдаляя экран и одновременно изменяя расстояние между диапозитивом D и объективом O .
Источник: zaochnik.com