Как узнать уровень грунтовых вод: детальное руководство от гуру

Близкое присутствие влаги в толще грунта, способно не только сильно осложнить возведение здания, но и сделать его попросту невозможным – поэтому вопросы типа: «Как убрать грунтовые воды с участка?», никогда не утрачивают своей актуальности. При должном проведении гидрогеологических изысканий, проектирования, и использования инновационных технологий,  работы могут вестись практически в любых условиях. Но это в масштабном строительстве – а для частника цена вопроса может оказаться такой, что возведение дома на участке может оказаться вообще нецелесообразным.

Надеемся, что наши рекомендации, а так же видео в этой статье, представленное в качестве наглядного пособия, помогут вам уяснить, как бороться с грунтовыми водами на участке, грамотно определив их уровень, и его сезонные изменения.

Нештатные ситуации с грунтовыми водами

Понятно, что профессиональные строители в советах, вроде: «как понизить уровень грунтовых вод на участке», не нуждаются. На это у них есть проектно-сметная документация, в которой все нюансы, начиная от конструкции фундамента и глубины его заложения – и заканчивая отделкой фасада, учтены.

• Исходные данные для строительства типовых зданий, проектировщики берут из ежегодно обновляющихся районных карт гидроизогипс, в которых обозначены уровни залегания вод в грунте. По отметкам на такой карте прекрасно видно, где глубина практически нулевая, а где она значительно превышает уровень промерзания грунта по данному району.

При строительстве крупных объектов, на усмотрение заказчика, гидрогеологическая разведка может быть произведена индивидуально. Делать это приходится и в тех районах, где подобные изыскания по каким-либо причинам не производились, или данные давно не обновлялись.

Причины и следствия изменений УГВ

Обновление очень важно потому, что с течением времени ситуация может измениться в корне: там, где воды залегали, к примеру, на глубине 4м, через несколько лет может оказаться всего 2,5м. Вследствие тектонических сдвижек пластов, между ними могут образоваться перепады, из-за чего безнапорные воды, вполне могут стать напорными. Есть и другие причины, по которым гидрологическая обстановка в конкретном месте может измениться.

Плывуны

Одной из таких причин нередко становятся плывуны – дрейфующие, сильно разжиженные грунты, в которых глинистые и песчаные коллоидные частицы находятся под давлением. Это природное явление осложняет любое строительство.

• Чаще всего, с такими вязкими водонасыщенными массами сталкиваются на определённой глубине копатели колодцев – хотя плывуны могут подходить к поверхности земли достаточно близко. Там, где грунтовые воды менее 1м на участке, и окрашены глинистыми частицами в рыжий цвет, с большой долей вероятности можно сказать что, это и есть плывун.

• В таких условиях, даже временное понижение уровня грунтовых вод на участке выполнить практически невозможно, да и подумать нужно – а стоит ли вообще на нём что-то стоить. Тут могут помочь только забивные сваи, длина которых перекроет глубину разжиженного грунта, и даст им возможность зацепиться за водоупорный пласт.

Кстати, плывун может уходить вглубь на значительное расстояние – более десятка метров, и никакая инструкция не поможет справиться с ним своими руками. Думаем, что такая картина, которую вы видите выше, никого не вдохновит на разработку грунта. И это тот самый случай, когда простому частнику строительство может оказаться не по карману.

Подвижки пластов

Бывают и другие ситуации. Например, здание уже давно эксплуатируется: до определённого момента было всё в порядке, и вдруг, уровень воды значительно повысился. Что могло послужить причиной подобной метаморфозы, и как избавиться от грунтовых вод на участке в таком случае?

• В первую очередь, виной тому бывают глубинные деформационные процессы. В их числе, сейсмические и тектонические изменения в земной коре, а так же давление атмосферы на воды океана, которые дают начало цепной реакции воздействия на прибрежные и прилегающие к ним водоносные пласты.

• В районах с глубоким промерзанием, это ещё и процессы вспучивания грунта, которые также приводят к деформациям несущих конструкций. Изменения отметок залегания вод могут быть спровоцированы и человеческой деятельностью. Это рытьё тоннелей, взрывы, вибрации от проходящих поездов и работающих на глубине механизмов.
• Масса воды, заключённая между пластами, при их деформации сдавливается со всех сторон, и находит себе выход, где только может: пополняет русла естественных водоёмов, затапливает низменности и котлованы, а иногда из-под земли начинает бить фонтан. Причём, уровень воды может не только повыситься, но и понизиться – и ещё неизвестно, что хуже.

Обратите внимание! В результате резкого понижения уровня подземных вод, может возникать провал, подобный тому, что вы видите на фото. Когда вода через трещины, образовавшиеся в подстилающем водоупорном пласте, уходит в нижние водоносные горизонты, на её месте остаются пустоты. При этом расположенный над ними пласт грунта ничем не поддерживаются, а под воздействием поверхностных нагрузок, довольно быстро разрушается.

• Это явление носит название «суффозия», и особенно сильно ему подвержены песчаные грунты. В мировой практике немало случаев, когда непонятно откуда появляются не просто провалы, но и образуются огромные воронки. В подобной ситуации, нужно думать не о том, как убрать с участка грунтовые воды, а как их восстановить. «Мораль сей басни» такова: во избежание разрушений, не следует стремиться снизить уровень вод, который является нормой для данного участка.

Поэтому на вопрос: «Грунтовые воды на участке: что делать?» ответим так:

• Было бы ошибочно думать, что с помощью насосов можно запросто откачивать из грунта любые объёмы воды, и таким образом решить все проблемы. При вероятности сезонных подтоплений, лучше всего обустроить на участке дренаж (см. Дренажные системы для отвода грунтовых вод: виды и применение) кольцевого типа. Система отведёт излишки воды, которые, кстати, можно использовать в хозяйственных целях, в накопительную ёмкость. Хотя, в случае наводнения, она может и не справиться с поставленной перед ней задачей – но это уже форс-мажор.

• Вообще, водопонижение в строительстве используется как временная мера, дающая возможность произвести заливку фундамента и качественно выполнить его гидроизоляцию. Технологий, позволяющих понизить УГВ, существует немало. Это различные варианты укрепления грунта: цементация, замораживание, битумизация, применение иглофильтровальных установок, а так же переброска вод из одного водоносного горизонта в другой посредством обустройства дренажных скважин.

По окончании земляных работ, водный баланс в грунте должен быть приведён в норму. А вот как найти грунтовые воды на участке, и как бороться с сезонными повышениями их уровня, вы узнаете, дочитав статью до конца, и посмотрев представленный в ней видеоролик.

Когда и как производят замеры

На объём воды, которая залегает в первом от поверхности грунта водоносном горизонте, наибольшее влияние оказывают естественные водоёмы. Их пересыхание стопроцентно влечёт за собой снижение УГВ в прилегающих к ним районах. Этому способствует и массовая откачка воды как из рек, озёр и подземных водозаборов, осуществляемая в засушливое время года.

• Именно поэтому, в летний сезон, когда производится полив и орошение посевных площадей, воды в грунте находятся на самой низкой отметке. Как только интенсивность расхода снижается, естественный водный баланс в грунте без проблем восстанавливается. Ну а с наступлением сезона дождей или таяния снегов, запасы воды в поверхностных слоях пополняются, и её уровень достигает своей максимальной отметки.

• Вот с этим явлением можно и нужно бороться. Как именно – мы ещё расскажем. Но прежде напомним, что для строительства и благополучной эксплуатации здания, необходимо выяснить не средненормативную, а именно максимальную отметку залегания вод. Поэтому делать это нужно либо весной, сразу после того, как сойдёт снег, либо осенью, после затяжных дождей.
• Если только в вашем регионе не произойдёт каких-либо природных катаклизмов, показатель уровня воды в эти сезоны будет наиболее точным. Ну а выяснить его довольно просто: достаточно пробурить лунку, и опустить в неё шест с нанесённой на него метражной шкалой, шпагат или рулетку с грузиком на конце.

• У кого есть такая возможность, можно воспользоваться скважинным уровнемером. Если планируется возвести дом без подвального этажа, то глубина лунки должна хотя бы на метр перекрывать отметку УПГ.

Если в здании предусматривается подвал, то бурить нужно не меньше, чем на три метра – и даже больше, если высота подвального этажа будет превышать 2,5м. Через несколько часов, в отверстие можно опустить импровизированный щуп, и по границе его намокания, можно определить отметку воды.

Выбор конструкции фундамента

Правильно подобрать разновидность фундамента, можно только при наличии данных о структуре грунта, отметки залегания в нём вод, и, конечно же, глубины его промерзания. Это «три кита», на которых основываются все расчёты, связанные с устройством нулевого цикла здания. Самые невыигрышные ситуации – это когда показатели УПГ и УГВ пересекаются.

Итак:

• При этом вода поднимается довольно близко к поверхности, и, естественно в зоне промерзания зимой превращается в лёд. Проблемы начинаются по весне, когда при оттаивании, в грунте начинают проходить различные химические реакции, отчего он вспучивается. А если при этом ещё и сам грунт слабый (супеси, пески, лёссы), то последствия для конструкций могут быть самые нелицеприятные.
• В связи с вышесказанным, к выбору фундамента нужно отнестись очень внимательно. Мы сейчас не будем вдаваться в подробности его подбора к каждому типу грунта, и рассмотрим лишь такую ситуацию, когда близкое расположение естественного водоёма, может спровоцировать резкое повышение залегающих в грунте вод.

• Чем меньше фундамент будет контактировать с влажным грунтом, тем ниже вероятность его деформации, и выше срок службы. В связи с этим, малоэтажные здания нередко строят на мелкозаглублённых ленточных и плитных фундаментах. Это отличный вариант, во всяком случае, при нормальной плотности и прочности грунта.
• Только вот частные застройщики не всегда в состоянии правильно оценить его свойства, и такое решение может стать ошибочным. В ситуации, когда вода поднимается выше отметки промерзания грунта, силы пучения способны попросту вытолкнуть фундамент на поверхность. Думаем, всем понятно, что это означает.
• Если вы строите дом самостоятельно, и расходы на проектирование кажутся вам бессмысленной тратой, уж лучше перестрахуйтесь, чем недооцените ситуацию. Отдайте предпочтение свайно-монолитному фундаменту – и будете спать спокойно.

• При забивке или вкручивании, сваи внедряются в наиболее плотные слои грунта. В наземной части, на них опирается ростверк, который и служит основанием для стен здания. Это тот же самый ленточный фундамент, только не заглублённый, а как бы возвышающийся над поверхностью земли.

Благодаря сваям, его можно поднять достаточно высоко, и в местностях, регулярно подвергающихся подтоплению, именно так и строят. Ростверк, как, впрочем, и сваи, может быть бетонным или металлическим, где в качестве опоры под стены монтируют швеллеры или двутавровые балки.

Защита основания от влаги

Если всё не так плохо: грунт на участке имеет достаточную прочность, а уровень воды находится хотя бы на расстоянии одного метра от уровня промерзания, под зданиями устраивают нормально заглубляемые ленточные фундаменты. В этом случае, основная ставка в защите от грунтовой влаги, делается на дренаж и качественную гидроизоляцию.

• В первую очередь, это подсыпка и послойная утрамбовка песчаных и щебневых подушек. Если есть вероятность сезонного повышения уровня вод, общая толщина подготовительного слоя может быть значительно увеличена. Особенно это важно для участков с глинистым грунтом, так как из-за его водоупорных свойств, влага может застаиваться под подошвой фундаментной ленты.
• В качестве горизонтальной изоляции основания дома, традиционно используется рубероид и другие рулонные материалы. Они же служат прослойками между горизонтальными поверхностями несущих конструкций: опорной частью фундамента и его стенками, между цоколем и стеной дома.

• Для изоляции вертикальных поверхностей, необходимо использовать как минимум два материала, например: пенетрирующая пропитка, плюс штукатурка или окраска; или битумная мастика, плюс рулонная мембрана. На картинке сверху вы видите именно такой вариант гидроизоляции стен подвала. Здесь, кстати, присутствует ещё и кольцевая дренажная система, состоящая из перфорированных труб-дрен, поворотных колодцев и общего накопителя.
• Дрены могут окольцовывать либо одно здание, либо вообще все строения на участке. Трубы укладывают в неглубокие траншеи, застланные геотекстилем и засыпанные мытым щебнем или керамзитом. Хотя, надо сказать, что сегодня существуют и готовые дренажные системы, в которых роль щебня играет искусственно созданные экологически чистые наполнители.

В конечном итоге, труба оказывается завёрнутой в ткань, и окружённой дренирующим крупнофракционным материалом.

Вода, попадающая в систему через перфорацию в трубах, стекает сначала в промежуточные колодцы, а затем, благодаря уклону, самотёком попадает в общую накопительную ёмкость, откуда и выводится посредством насосов для дальнейшего использования или просто сливается в уличные кюветы.