Вода это в строительстве

Вода для приготовления растворов и бетонов, а также промывки заполнителей и поливки конструкций в процессе твердения должна быть чистой и не содержать вредных примесей в количествах, которые могут препятствовать нормальному схватыванию и твердению вяжущего вещества либо негативно влиять на прочность и долговечность раствора и бетона.

Файлы: 1 файл

Использование воды в строительстве

— воздействие воды на строительные конструкции

Вода для приготовления растворов и бетонов, а также промывки заполнителей и поливки конструкций в процессе твердения должна быть чистой и не содержать вредных примесей в количествах, которые могут препятствовать нормальному схватыванию и твердению вяжущего вещества либо негативно влиять на прочность и долговечность раствора и бетона.

К поверхности конструкций, формирующих фасад здания и его внутреннюю отделку, предъявляют повышенные требования по чистоте и однородности цвета. Для изготовления таких конструкций и поливки раствора и бетона следует применять воду, не содержащую окрашивающих примесей и большого количества растворимых солей (не более 35 г/л). Растворимые в воде соли, при большом их содержании, после затвердевания раствора или бетона кристаллизуются в порах камня вяжущего вещества и образуют на поверхности изделий налеты — так называемые высолы, портящие внешний вид. По этой причине в растворах и бетонах для отделочных работ не может быть использована морская вода, содержащая в большом количестве растворимые соли, сульфат-ионы и хлор-ионы.

Как строят под водой

Для приготовления растворов и бетонов используют водопроводную питьевую воду, а также любую воду, имеющую водородный показатель (рН) от 4 до 12,5, т.е. нейтральную (рН7) либо дающую слабокислую или слабощелочную реакцию. Вода не должна содержать запредельного количества вредных примесей: органических веществ (особенно Сахаров, фенолов, нефтепродуктов, масел и жиров), растворимых солей, а также взвешенных частиц глины, пыли, песка и почвы.

Для проверки пригодности воды выполняют ее химический анализ. В отдельных случаях пригодность воды проверяют сравнительными испытаниями прочности образцов, изготовленных на исследуемой и на чистой питьевой воде.

Воздействие воды на строительные конструкции

Вода во всех ее состояниях справедливо считается одним из важнейших деструктивных факторов, уменьшающих срок службы строительных конструкций из любого материала. Также от содержания влаги зависит термосопротивление элементов здания, а значит, в конечном счете его энергоэффективность. Поэтому при возведении домов в любой климатической зоне архитекторам и проектировщикам приходится решать задачи по защите основных ограждающих частей построек (стен, кровли и фундаментов) от пагубного влияния влаги. Особенно актуальна данная тема для России с ее сложным климатом.

Основные пути проникновения влаги в строительные конструкции — это выпадение атмосферных осадков, движение грунтовых и талых вод и конденсация водяных паров, диффундирующих через толщу конструкций. Мы рассмотрим, с помощью каких конструктивных решений и материалов можно минимизировать негативное влияние влаги и увеличить срок службы фундаментов, фасадов и кровель зданий.

Наиболее серьезные источники увлажнения для фундамента — грунтовые и талые воды. Скорость разрушения бетонов и железобетонных изделий от воздействия агрессивных грунтовых и сточных вод по разным оценкам может достигать двух- четырех сантиметров в год. Поэтому чтобы продлить срок службы здания, необходимо осуществить целый комплекс гидроизоляционных мероприятий. Впрочем, конкретные меры во многом зависят от типа грунта, вида и глубины фундамента.

Уже на стадии котлована предусматривают дренажную систему для осушения грунта вокруг фундамента. Это может быть слой крупнозернистого песка или гравия (для частного дома) либо сложная система дренажа с использованием специальных насосов (для высотного здания) . Также между грунтом и изолируемой конструкцией создают непрерывный водо- и паронепроницаемый слой из различных полимерных материалов, например из ПВХ-мембраны.

Чтобы уменьшить тепло потери здания, нередко используют негигроскопичные и непроницаемые для пара теплоизоляционные материалы на основе вспененных органических полимеров (пенополистирол, пенополиуретан). Плиты утеплителя укладывают на гидроизолятор в два слоя по принципу швы в разбежку», чтобы не образовывалось мостиков холода.

Для уменьшения разрушительного влияния влаги на структуру бетонов и действия в них капиллярных сил, которое приводит к перманентному восходящему потоку жидкости, сейчас активно используют поверхностные и проникающие гидроизолирующие составы и пропитки, например «Гидротэкс» и «Кальматрон». Они нужны для обработки поверхности конструкций фундамента, заделки швов между фундаментными блоками и т.п.

Стены в процессе эксплуатации подвергаются воздействию влаги двояким образом. С одной стороны, представляют опасность атмосферные осадки. Дождь и снег в ветреную погоду, как известно, обильно смачивают фасад, и защита последнего посредством системы водостоков, выноса кровли и таких архитектурных элементов, как карнизы и эркеры, оказывается малоэффективной.

Но есть и еще один источник увлажнения — диффузия водяного пара сквозь ограждающие конструкции из помещения наружу из-за разности парциальных давлений внутри здания и на улице.

Насколько серьезен такой враг? Расчеты, произведенные по специальной методике, показывают, что если относительная влажность воздуха в помещении равна 40%, температура +20 °С, а относительная влажность наружного воздуха 60% при температуре -30 °С, то через 1м2 стены из керамического кирпича толщиной 0,5 м за сутки проходит не менее 100 мл воды. Как можно заметить, условия взяты жесткие, но совсем не редкие для многих российских регионов. Если перечисленные параметры более мягкие, то движение пара не столь интенсивно, но все равно данный процесс оказывает влияние на увлажнение стен.

Существуют два противоположных подхода к предотвращению накопления влаги в толще стены. В соответствии с первым вариантом нередко дают рекомендации устраивать полностью паронепроницаемый контур с использованием пароизоляционных пленок и вспененных теплоизоляционных материалов с нулевой паропроницаемостью. Таким образом, по замыслу должна быть полностью прекращена диффузия пара.

Однако очевидно, что в реальной ситуации это неосуществимо. Самые незначительные дефекты в паронепроницаемом контуре будут оказываться центром конденсации влаги. Наиболее уязвимыми станут оконные откосы, стыки стен и плит, перекрытия и т.п. К тому же для соблюдения приемлемого уровня влажности воздуха в жилых помещениях необходима постоянная работа сис¬тем активной вентиляции и кондиционирования. Надо ли говорить, что лишь в малой части отечественных зданий предусмотрена такая защита?

Не решена при этой схеме и задача вывода влаги из конструкций, находящихся с наружной стороны от паронепроницаемых барьеров. Атмосферные осадки становятся причиной накопления влаги во внешних слоях фасада, а длительное время выдерживать знакопеременные температуры во влажном состоянии неспособен ни один материал. Образующиеся кристаллики льда вызывают разрушение структуры, что приводит к резкому ухудшению физико-механических свойств конструкций и ограничению срока их службы.

Второй путь подразумевает использование паропроницаемых решений, с тем чтобы создать условия для свободного вывода влаги из толщи фасада, не позволяя ей накапливаться и конденсироваться. Для этого необходимо соблюдение двух условий:

паропроницаемость используемых материалов должна повышаться по направлению изнутри — наружу;

несущие конструкции не могут находиться в зоне отрицательных температур. В многослойных фасадных решениях внешнего утепления с применением эффективных теплоизоляционных материалов из каменной ваты оба условия выполнимы.

Как известно, теплозащитные свойства утеплителей зависят от содержания в них влаги. Подсчитано, что каждый процент влаги, содержа¬щейся в теплоизоляции, ухудшает коэффициент теплопроводности (по сравнению с сухим состоянием) в среднем на 6%. Поэтому в фасадных конструкциях наиболее эффективно будут работать паропроницаемые теплоизоляционные материалы с гидрофобной пропиткой.

Проблемы вывода пара и защиты от увлажнения, вызываемого внешними источниками, оптимально решаются с помощью современных навесных и штукатурных фасадных систем.

В навесных вентилируемых фасадах (такие отечественные системы, как « Краспан», «Диат» и U-kon) функцию защиты от атмосферных осадков берет на себя дождевой экран из облицовочных плит, крепящихся на подконструкцию. Для того чтобы влага свободно выводилась из конструкции, предусмотрено наличие воздушной прослойки шириной 40-100 мм (по рекомендациям СП 23-101-2000). Незначительный перепад давлений создает поток воздуха (до 1 м/с), которого достаточно, чтобы удалять влагу.

Специфика вентилируемой системы диктует особые требования к теплоизоляционному материалу. И как оказывается, данный вопрос тесно связан с задачей обеспечения приемлемого влажностного режима фасада. Помимо таких необходимых и очевидных характеристик, как паропроницаемость и гидрофобность, для теплоизоляционного материала также важна устойчивость к деформациям. То есть материал не должен терять форму, сползать, иначе со временем он закроет просвет воздушного зазора. В этом месте скапливается влага, что приводит к коррозии и быстрому выходу из строя навесной подконструкции.

С учетом приведенных требований специалисты рекомендуют использовать жесткие гидрофобизированные плиты из каменной ваты. Возможны как однослойные, так и двухслойные варианты монтажа плит на фасаде. Но в любом случае плотность наружного слоя не должна быть меньше 80 кг/м3, чтобы материал противостоял выветриванию. Выбор между однослойным и двухслойным решением — всегда некий компромисс. С одной стороны, плотные однослойные плиты значительно ускоряют монтаж, но, с другой стороны, двухслойный вариант уменьшает нагрузку на стены, к тому же он немного дешевле.

В системе фасадного утепления с тонким штукатурным слоем функцию защиты от увлажнения атмосферными осадками выполняют базовый и декоративный слои штукатурки. Под ними находятся плиты теплоизоляционного материала, крепящиеся непосредственно на фасад. В такого рода системах особенно важны не только хорошая паропроницаемость всех компонентов, но и факт повышения степени проявления данного свойства у слоев изнутри — наружу. Как показывает прак¬тика, подобные конструкции хорошо выдерживают и осеннее ненастье, и морозные снежные зимы, оставляя фасад сухим и спасая его от температурных колебаний. Расчетный срок службы такого слоеного пирога (при условии правильного подбора компонентов, грамотном монтаже и эксплуатации) составляет не менее двадцати пяти лет.

В процессах увлажнения кровельных конструкций основную роль играют атмосферные осадки, однако движение водяного пара тоже вносит в это дело определенный вклад, и данный фактор стоит учитывать. Из-за существенных конструктивных различий скатных и плоских кровель защита их от лишней влаги имеет свои особенности.

В скатной кровле функцию гидроизоляции берет на себя кровельное покрытие (черепица, металлочерепица, листовой металл и т.п.) в совокупности с гидроветрозащитной мембраной. Последняя защищает от случайного попадания влаги поверхность паропроницаемого теплоизоляционного материала, который располагается чаще всего в распор между стропил.

Для удаления жидкости между кровельным покрытием и слоем утеплителя предусматривают вентилируемую воздушную прослойку. Ширина такого зазора зависит от профиля и материала покрытия. В случае использования профилированных листов из оцинкованной стали, черепицы, металлочерепицы и других волнистых листов толщина прослойки должна составлять не менее 25мм. При устройстве плоской кровли (листы из оцинкованной стали, мягкой битумной черепицы, рулонных материалов) проветриваемую часть делают 50-миллиметровой ширины.

Вентиляция воздушной прослойки осуществляется через отверстия, расположенные в карнизе и коньке, чтобы создать перепад давлений. Благодаря этому деревянные конструкции кровли (контробрешетка и обрешетка) и теплоизоляционный материал постоянно просушиваются, что удлиняет срок их службы и обеспечивает эффективное выполнение ими своих функций.

Для плоской кровли список мер несколько иной. Прежде всего, проект должен предусматривать наличие уклона (не менее 2%). Если он недостаточен, на кровле неизбежно появятся зоны, где дождевая и талая вода застаивается. Морозы и оттепели быстро разрушают кровельный ковер.

В весенне-летний период также происходят накопление жидкости на поверхности кровельного покрытия и заполнение ею щелей — разрывов гидроизоляции, примыканий и др. Так осуществляется влагонасыщение всего кровельного пирога.

Источник: www.yaneuch.ru

Вода это в строительстве

Вода играет огромную роль в нашей жизни и применяется она во всех областях жизнедеятельности человека. Не обошлось без воды и в строительстве. Ее используют в качестве одной из составляющей для приготовления различных строительных растворов и бетонной смеси для фундамента.

Пожалуй, всем хорошо известно, что бетон представляет собой твердую смесь, состоящую из цемента, выбранного заполнителя и, конечно, воды. Прочность бетонной смеси во многом зависит от того, насколько чистая вода при этом используется. В противном случае качества конечного бетона снижаются.

Относительно этих и других нюансов вы всегда можете задать любой интересующий вас вопрос в области строительства, не сходя с места. Ответы при этом вы получите самые полные. Отделка и строительство – это те сферы деятельности, в которых наша компания во многом преуспела и накопила уже немалый опыт.

И если у вас есть огромное желание сделать некоторые изменения в интерьере своей квартиры или вы решили построить дом, но при этом ваша занятость или отсутствие знаний в области строительства заставляют откладывать все на потом, то вы можете смело оставлять нам заказ на любые работы, цены на которые представлены тут же, на сайте. А для того, чтобы оговорить все тонкости нашего сотрудничества, приходите в офис нашей компании или звоните по телефону. Наши контакты не являются секретом.

Мощности нашей компании позволяют выполнять полный спектр всех строительных услуг, причем в любом регионе, будь то Тула, Тульская область или любой другой район. В нашей компании работают только опытные специалисты, а благодаря наличию внушительной материально-технической базы, нам по плечу любые вопросы в области строительства. Обустройство фундамента, безусловно, не является исключением.

Что касается бетонной смеси для фундамента, то к ней предъявляют целый ряд требований. Казалось бы, какую роль может сыграть далеко не чистая вода при приготовлении бетона. Однако, одна малейшая ошибка с вашей стороны может привести к серьезным последствиям. Очень важно, чтобы вода не содержала каких-либо вредных примесей.

Использовать необходимо только ту воду, забор которой осуществлялся из естественных источников, за исключением болота, или питьевого водопровода. В качестве затворителя ни в коем случае нельзя применять сточную воду, не прошедшую предварительной очистки.

Та вода, которая будет использована для приготовления бетонной смеси, должна быть нормирована по водородному показателю. В числовом эквиваленте он составляет четыре и более. Этот показатель можно определить и самостоятельно. Но, для этого вам потребуются химические индикаторы, а именно лакмус, или специальный прибор.

И, наконец, в той воде, которую вы планируете использовать для приготовления бетона, не должно содержаться большого количества солей и сульфатов. Их допустимое количество находится в пределах 5000 мг/л и не более 2700 мг/л соответственно.

Подводя итоговую черту под всем вышесказанным, можно добавить только одно: если вы желаете получить довольно прочную бетонную конструкцию, постарайтесь соблюсти все необходимые требования, в том числе и в отношении используемой воды. Помните, что отремонтировать фундамент – занятие более хлопотное и затратное, нежели правильно его обустроить.

Источник: plus-stroy.ru

ВОДА И ЕЕ ЗНАЧЕНИЕ В СТРОИТЕЛЬНОМ ДЕЛЕ

Вода активно используется в строительстве, поэтому так важно знание ее свойств. С одной стороны, вода используется для затворения строительных растворов, с другой — агрессивные водные растворы разрушают бетонные конструкции, провоцируют коррозию металлов и сплавов.

Физические свойства воды

Природная вода, где бы она ни находилась и в каком бы агрегатном состоянии (газообразном, жидком или твердом) ни была, всегда представляет собой раствор других веществ: газообразных, жидких или твердых.

Вода обладает рядом уникальных физических свойств: наиболее высокими теплоемкостью и энтальпией растворения (за исключением аммиака), высокой диэлектрической проницаемостью и растворяющей способностью, наиболее высоким поверхностным натяжением из всех жидкостей, используемых в строительстве.

Уникальность многих свойств воды обусловлена строением ее молекул.

На рис. 1.1 показано образование молекулы воды из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Электронные формулы атомов водорода и кислорода соответственно:

У атома водорода лишь один электрон, а у атома кислорода на внешнем электронном слое шесть электронов. По правилу «октета» два атома водорода замещают вакансию двух недостающих (до 8) электронов внешнего энергетического уровня атома кислорода для его устойчивости (рис. 1.1).

В молекуле воды атом кислорода находится в $р 3 -гибридном состоянии. Четыре из восьми электронов, занимающих sp 3 -орбитали атома кислорода, образуют связи О—Н, а две электронные пары остаются неподеленными, т.е. принадлежащими атому кислорода.

Рис. 1.1. Схема образования молекул воды

Поэтому угол связи значительно меньше 180° — всего 104°27’ (рис. 1.2), что приводит к неполной компенсации внутримолекулярных сил, избыток которых обусловливает асимметрию распределения зарядов, создающую полярность молекулы воды.

Рис. 1.2. Гипотетические молекулы воды:

a — электроны не сосредоточены в одной точке, а «размазываются» по орбите, которая соответствует не линии, а оболочке в форме электронного облака (орбиты электронов двух атомов водорода шарообразны; орбиты двух внутренних электронов атомов кислорода шарообразны, а наружные представлены в форме объемных восьмерок, направленным по трем координатным осям); б — орбиты двух атомов водорода сильно вытянуты

Полярность у воды более значительная, чем у других веществ, это определяет величину ее дипольного момента и диэлектрической проницаемости. Последняя у воды весьма велика и определяет интенсивность растворения водой различных веществ. При 0°С диэлектрическая проницаемость воды (в твердой фазе) составляет 74,6; при 20°С она равна 81.

Полярность молекул воды, наличие неподеленных пар электронов у атомов кислорода, смещение обобществленных пар электронов к атому кислорода являются причиной образования водородных связей, что приводит к ассоциации молекул воды.

Указанные особенности строения молекул воды вызывают аномалии ее свойств.

В жидком состоянии вода является смесью дигидроля (Н20)2, триги- дроля (Н20)3 и одиночных молекул. В твердом состоянии существуют преимущественно молекулы тригидроля, имеющие наибольший объем (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Ассоциация молекул воды с образованием тригидроля

Источник: studme.org

Влияние подземных вод на строительство

Чем опасны грунтовые воды для почвы и фундамента здания? Как защитить фундамент от воздействия агрессивных грунтовых вод и что будет если этого не сделать? Как наиболее эффективно произвести понижение уровня грунтовых вод? Об этом нам расскажут специалисты группы компаний «КС» и «ВММ» ― лидеры производства российского насосного оборудования.

Получить бесплатную консультацию

Как подземные воды влияют на качество почвы?

Избыточная влага меняет структуру почвы и провоцирует ее изменение. При этом каждый тип грунта имеет свой сценарий деформации:

Связные дисперсные грунты

Грунты, состоящие из отдельных частиц разного размера, имеют тенденцию менять свои характеристики при повышенной влажности. Поэтому суглинки, глины и супеси, намокая, становятся пластичными и подвижными. В отдельных случаях почва превращается в вязкую жидкость, которая не удерживает здания на поверхности, а засасывает их как трясина.

Несвязные дисперсные грунты

Пески и грунты, насыщенные щебнем, менее изменчивы под воздействием избыточной влаги. Они становятся чуть более подвижными, но опасность заключается не в этом. Такой грунт не «засосет» постройку, но может оказать негативное химическое воздействие.

Получить бесплатную консультацию

Когда содержащиеся в грунте минералы (каменная соль, гипс, кальцит, и прочие) размываются, в почве возникают пустоты. Сами вещества нарушают целостность фундамента зданий и сооружений, как бы «разъедая» их.

Просадочные и набухающие грунты

Контакт с водой просадочных грунтов разрушает их структуру, что приводит к схлопыванию полостей и резкой просадке почвы вплоть до полутора метров. Набухающие грунты впитывают влагу и неравномерно увеличиваются в объеме.

Уровень грунтовых вод

Уровень грунтовых вод ― отметка, на которой находятся грунтовые воды относительно поверхности земли, определяется методом бурения скважин или с помощью выкапывания небольшого котлована – шурфа.

Уровень грунтовых вод меняется в соответствии с рельефом участка и зависит от расстояния от водоемов. В течение года УГВ постоянно изменяется и достигает своего максимума в период весеннего таяния снегов. Вода может держаться на максимальной отметке до 10 дней. Осенние дожди также повышают уровень грунтовых вод. Зимой и сухим летом наблюдается самый низкий УГВ.

Заниматься изменением уровня грунтовых вод без предварительных инженерно-геологических изысканий небезопасно. Можно нарушить поверхностный сток атмосферных вод и спровоцировать заболачивание соседних участков. Отсыпание больших по площади участков щебнем и песком вызывает скопление влаги в основаниях грунта, плавуны и проседания почвы.

Агрессивные грунтовые воды

Мало того, что грунтовые воды значительно усложняют закладку фундамента и увеличивают стоимость работ, они еще и разрушают саму железобетонную конструкцию, негативно воздействуя на нее изо дня в день.

Получить бесплатную консультацию

Соли и кислоты, входящие в состав большинства грунтовых вод, разрушают бетонные основания зданий. Причем, для нанесения существенного вреда конструкции требуется менее десяти лет.

Воды называются агрессивными из-за входящих в их состав веществ, что является скорее нормой, чем исключением.

В зависимости от концентрации химических веществ, воздействующих на конструкции, воды разделяются на:

• неагрессивные;
• слабоагрессивные;
• среднеагрессивные;
• сильноагрессивные.

Как противостоять «агрессии» грунтовых вод?

Грамотное производство работ нулевого цикла позволяет защитить фундамент от воздействия грунтовых вод и продлить его жизнь. Для этого реализуют комплекс мер, включающих:

;
• устройство дренажной системы;
• использование сульфатостойких цементов;
• применение сверхплотных бетонов с водонепроницаемостью W6, W8, W10 и более;
• гидроизоляцию поверхностей железобетонных конструкций.

Группа компаний «КС» и «ВММ» производит насосное оборудование Борей и более 10 лет занимается водопонижением. Мы расскажем более подробно о возможностях иглофильтровых установок.

Водопонижение иглофильтрами

Снижение уровня грунтовых вод иглофильтровыми установками ― один из самых быстрых и эффективных методов водопонижения.

Устройство дренажной системы: рытье траншей и прокладка труб требует времени. Плюс процесс водопонижения увеличивается по срокам из-за того, что вода отходит из почвы самостоятельно. Это может занять несколько дней и даже недель. Для регулярного осушения почвы такая система вполне подходит, но если необходимо оперативно осушить строительную площадку, это целесообразно делать с помощью иглофильтровых установок.

Эжекторные иглофильтры

Иглофильтровые установки осушают большие строительные площадки в более короткие сроки. Для этих целей используются эжекторные иглофильтры, понижающие уровень грунтовых вод вплоть до 15 – 20 метров.

Получить бесплатную консультацию

Насос с циркуляционным баком размещается на поверхности земли выше уровня котлована. От него идет распределительный коллектор, через который вода спускается в эжекторы – водоструйные насосы, расположенные внутри второго снизу яруса иглофильтра.

Пройдя эжекторную насадку, водяной столб по внутренней цельной трубе поднимается вверх и создает в эжекторе вакуум. Это запускает механизм откачки грунтовой воды в циркуляционный бак. Затем вода из бака выкачивается обычными насосами.

Легкие иглофильтровые установки

Мобильные иглофильтровые установки — электрические весом до 700 кг и дизельные до 800 кг понижают уровень грунтовых вод до 5 метров. Легкий иглофильтр — это труба диаметром 40 мм при длине до 6,5 метров. На основании проекта водопонижения специалисты комплектуют иглофильтровую установку, состоящую из иглофильтров, насосных установок и станций водопонижения.

На количество комплектующих влияет площадь осушаемого участка и уровень грунтовых вод. Применение иглофильтровых установок дает возможность быстро осушить большую строительную площадку, котлован или траншеи и начать работы, не нарушая сроки. Регулярное водопонижение после возведения фундамента и окончания строительства традиционно осуществляется дренажными системами, но в чрезвычайных случаях может потребоваться откачка грунтовых вод иглофильтрами.

Группа компаний «КС» и «ВММ» производит самое известное в России насосное оборудование Борей и более 10 лет занимается водопонижением и сопутствующими работами на участках своих заказчиков. Наши специалисты работают на результат и всегда выступают за индивидуальный подход. Мы исходим из целей, потребностей и возможностей каждого отдельного заказчика и всегда находим максимально эффективное решение.

Получить бесплатную консультацию

Если у вас остались вопросы, или вы хотели бы получить больше информации о влиянии подземных вод на строительство — позвоните по номеру телефона, указанному на сайте или заполните форму обратной связи. Наши специалисты проконсультируют относительно водопонижения иглофильтровыми установками и помогут вам с выбором.

Источник: borey-stroy.ru

Грунтовые воды и их значение при возведении фундаментов

Ни для кого не секрет, что под землей есть вода. Об этом знали с древности, что подтверждается практикой устройства колодцев и скважин. Иногда подземная влага — единственный источник водоснабжения в отдельно взятой местности. Например, пустыня Сахара обладает огромными ее запасами, что позволяет местным кочевникам не умирать от жажды.

Некоторые подземные воды используются в медицине. Но есть среди них те, с которыми человек вынужден бороться время от времени — грунтовые воды (или ГВ).

Вода под землей

Режим подземных вод — это те изменения, которые происходят с ними в зависимости от сезона, осадков, антропогенных и геологических процессов. От всего этого зависит и их количество, и состав.

Формирование подземных горизонтов

Существует несколько теорий того, откуда берется вода под землей. Все они имеют право на существование, поскольку наблюдения показывают наличие их всех. Весь вопрос в пропорции действующих факторов в разных водоносных горизонтах. Выделяют следующие пути образования подземных водоносных горизонтов:

1. Инфильтрация. Влага просачивается вниз после осадков, стекает по трещинам и капиллярам.
2. Конденсация в породах водяного пара из атмосферы.
3. Седиментация, когда поверхностный водный бассейн во время геологических катаклизмов закрывается горными породами.
4. Эндогенное образование воды. Оно происходит на больших глубинах, где под давлением осадочные породы становятся метаморфическими. При этом выделяется H2O.

Скорость этих процессов различна, как и особенности формирования в отдельно взятом регионе. Так, в горных районах, где в прошлом была бурная вулканическая деятельность, по мере продвижения вниз вода минерализуется. В других местах минерализация менее развита, однако тоже имеет место. При этом соседние водоносные слои могут иметь разный химический состав.

Водоносные слои

Аквафер, или водоносный горизонт, представляет собой слой осадочной горной породы, которая характеризуется определенной водопроницаемостью. Эти слои разграничены водоупорными слоями, чаще всего глиняными. Слой над водоносным горизонтом называется кровлей, под ним — подошвой.

Существуют различные классификации акваферов, но среди них интересны те, что имеют наибольшее хозяйственное значение; немаловажную роль играет и законодательное регулирование.

Водоносные горизонты делят на:

1. Напорные, или межпластовые. Они находятся под давлением и расположены на глубинах, требующих бурения. Напор может быть большим, и скважина будет фонтанировать. Такие воды называют артезианскими.
2. Безнапорные, или грунтовые. Эти воды подвержены аэрации, поскольку не имеют водоупорной кровли.

Первый тип вод является полезным ископаемым, и на их добычу требуется лицензия. Второй вы можете брать в любых количествах. Законодательством регулируется именно забор воды, служащей источником централизованного водоснабжения, а таковой является именно артезианская.

Нельзя сказать, что водоносные горизонты никак между собой не сообщаются. На практике они всегда взаимосвязаны. Любой межпластовый слой имеет область питания, область напора и область разгрузки, при этом питание осуществляется именно за счет грунтовой влаги. Область разгрузки может быть представлена несколькими вариантами:

• источник, выходящий на поверхность;
• инфильтрация артезианских вод в грунтовые на месте разрыва кровли;
• подводные ключи, питающие водоемы; существуют целые озера именно с таким характером питания.

Таким образом, верхний водоносный горизонт, занимающий промежуточное положение между поверхностным и межпластовым, служат источником питания тех и других и сами от них зависят.

Свойства воды в грунте

Поскольку именно с безнапорным пластом человеку чаще всего приходится сталкиваться, имеет смысл рассказать именно о нем.

Безнапорный водоносный горизонт имеет различную мощность. Она определяется по среднему расстоянию от водоупорной подошвы до верхнего уровня, который можно наблюдать в колодцах.

Уровень грунтовых вод

Это непостоянная величина. То, насколько далеко будет находиться вода от поверхности земли, зависит от нескольких факторов:

• количество выпадающих осадков;
• уровень воды в водоеме, к водоразделу которого относится конкретный горизонт;
• сезон;
• наличие мест добычи полезных ископаемых рядом;
• мелиорация земель;
• наличие систем водоотведения.

Так, УГВ повышается весной, когда оттаивает сезонная мерзлота и начинается половодье. При обильных дождях он также повышается, но скорость инфильтрации осадков, образующих так называемую верховодку, зависит от проницаемости грунтов. Например, песок впитывает влагу быстро, а суглинки — медленно. Грунт между поверхностью земли и верхним уровнем воды называют зоной аэрации, а все, что ниже — зоной насыщения.

На более высоком уровне влагу поддерживают леса. Причем режим грунтовой и поверхностной воды в районе речных долин тесно взаимосвязан. Если вырубаются леса вдоль реки, то река постепенно мелеет; сказывается как уменьшение водосбора, так и засорение русла прибрежными породами во время осадков.

Снижению УГВ способствуют добыча полезных ископаемых и устройство систем водоотведения, причем во втором случае это делается целенаправленно, а в первом является побочным явлением.

Химический состав

Как известно, дистиллированной вода бывает разве что в лабораториях. Подземная же имеет различное количество минералов, и по их содержанию ее делят на пять степеней минерализации:

Практическое значение имеет не только количество растворенных веществ, но и их состав. Он зависит от состава фильтрующих слоев грунта и режима ГВ. Так, различен химический состав вод, имеющих разные направления и скорость течения.

Некоторые компоненты, содержащиеся в воде, могут разрушать камень, металл и бетон. Скорость разрушения различна, но в любом случае агрессивная среда снижает срок службы подземной части здания, поэтому исследование химического состава воды следует провести перед закладкой фундамента.

Нормативный показатель кислотности среды для бетонных конструкций — pH=6. Понижение или превышение его чревато разрушением металла и бетона. К этому приводит активность следующих веществ:

Предельные показатели пороговых значений концентрации этих веществ сильно варьируют. Все зависит от фильтрующих способностей грунта и применяемого типа бетона.

Причинами, повышающими агрессивность ГВ, чаще всего служат природные явления. Так, обилие известняка в грунтах не может не сказываться на содержании кальция и углекислоты в воде, а наличие болота делает ее кислой. Деятельность человека тоже оказывает влияние на химический состав ГВ; иногда оно прямое, особенно в районах, где расположены промышленные предприятия горнодобывающего комплекса, а иногда является следствием отсутствия знаний.

В приморских областях можно встретить такое явление, как соленая вода в колодцах. Она поступает туда в случаях, когда пресную выкачивают бесконтрольно и запасы воды пополняются инфильтрацией из моря. Чем ближе находится источник к морю, тем меньше вода успевает освободиться от солей и со временем становится непригодной для питья. В связи с этим некоторые страны, например, Израиль, контролируют уровень ГВ, что очень актуально при засушливом климате.

Фундаменты и вода

При строительстве нужно учитывать как УГВ, так и состав воды и грунта. Наиболее важными параметрами, влияющими на тип конструкции фундамента и применяемые материалы, являются соотношение УГВ и глубины промерзания, а также химические свойства воды.

Определение глубины залегания

Многим людям, проживающим в средней полосе России, знакомо такое явление, как морозное пучение грунтов. Оно вызвано замерзанием влаги в порах и капиллярах суглинков и супесей. Песок и скальные грунты к пучению не склонны. Силы морозного пучения способны разрушить неправильно заложенный фундамент.

Если есть такие грунты на участке, следует определить два параметра: глубину промерзания в вашей местности и УГВ. Если грунтовые воды располагаются ниже глубины промерзания, подошва фундамента может находиться выше ее, насколько это позволяет несущая способность грунтов по отношению к весу вашего дома. При высоком УГВ существует несколько решений:

1. Подошву фундамента можно расположить на 20 см ниже глубины промерзания. Такое решение применимо для тяжелых зданий, что связано с большей несущей способностью нижележащих слоев.
2. Можно понизить уровень воды, сделав дренаж участка и водоотведение в ливневую канализацию. Эта мера хорошо себя зарекомендовала там, где такая канализация есть или ее легко соорудить.
3. Повысить уровень участка при помощи щебня и песка так, чтобы УГВ оказался ниже уровня промерзания. Вынужденная и дорогостоящая мера, но безальтернативная там, где участок находится в низине.
4. Провести утепление грунта около дома при помощи теплоизоляционных плит, а недостаточную несущую способность компенсировать шириной подошвы, вплоть до залива единой монолитной подушки.

Бетон для агрессивных сред

Полной защиты от химической агрессии пока не придумали, иначе все железобетонные конструкции стояли бы вечно. Но некоторые мероприятия помогут продлить срок службы вашего подземного сооружения. Они призваны защитить конструкцию от проникновения влаги и снизить негативное воздействие последней, если она все-таки просочилась внутрь.

Если же вы хотите дом с подвалом, попробуйте все-таки избавиться от излишка ГВ на участке. Как бы тщательно вы ни оберегали ваш фундамент, поверьте, вода дырку найдет.

Источник: sotka.guru