Карта залегания грунтовых вод: ориентир при строительстве фундамента

Гидрогеология – наука основательная, и результаты всех изысканий, которые проводятся геологическими партиями, наносятся на карты. Подземные воды – как межпластовые, так и грунтовые, тоже учитываются. В этом смысле карта залегания грунтовых вод ничем не отличается, к примеру, от карты полезных ископаемых. Ею пользуются для добычи пресной воды, по ней ориентируются проектировщики и строители.

Что представляет собой этот документ, и какие полезные данные из него можно почерпнуть? Наша инструкция так же, как и видео в этой статье, помогут прояснить этот вопрос.

Что такое гидроизогипс

Существует несколько видов карт, в которых обозначаются не только отметки залегания вод под землёй, но и учитывается колебание или изменение их уровней (см. Глубина залегания грунтовых вод: методы определения). Наиболее востребованными являются два вида карт: гидроизопьез и гидроизогипс.

Гидроизопьез – это карта пьезометрических уровней водоносных горизонтов. Говорить подробно о ней мы не будем, так как это имеет значение только для строительства подземных водозаборов.

Итак:

• Нас интересует гидроизогипс – карта глубин залегания грунтовых вод. Вот она-то имеет наибольшее практическое значение для закладки фундаментов и прокладки инженерных сетей. В ней отображаются отметки первого от поверхности грунта горизонта, насыщенного водой.

• В каждом регионе создаются свои карты – нанесённые на них данные используют для оценки объёма бассейна безнапорных подземных вод. При этом обязательно учитывают геологическое строение грунта. Сначала на карты наносят отметки одинаковых высот подземных вод и соединяют их линиями.

Если градиент гидравлической поверхности не превышает величины 0,01, проводимость водного горизонта считается постоянной. В таком горизонте поток воды практически горизонтален, а, следовательно, не имеет напора.

При перепаде высот, а также при наличии тектонических сложностей в строении грунта, вода движется и её уровни меняются. Такие горизонты называются напорными.

Контроль уровней подземных вод

Для контроля уровней воды обустраивают специальные скважины (см. Дренажная скважина при высоких грунтовых водах: один из вариантов строительного водопонижения), а замеры производят в определённые промежутки времени. Гидроизогипсы – как называют линии, обозначающие уровни воды, наносят на кальку, а их изменение проще всего отследить путём наложения одной прозрачной карты на другую.

• Таким нехитрым способом легко сравнить уровень сегодняшний с уровнем прошлогодним. График, составляемый по многолетним наблюдениям колебаний уровней подземной воды, является наиболее эффективным средством изучения гидрогеологической обстановки в районе.

По этим данным можно получить немало информации. Это не только размеры и объём водного бассейна, но и кратковременные изменения его уровней, зависимость от механических характеристик пород, его окружающих, а также его взаимодействие с атмосферой.

Причины изменения УГВ

Обратите внимание! Есть три основных причины, по которым уровень воды под землёй может кардинально измениться. Это:

1. Деформация пластов, являющихся границами водоносного горизонта;
2. Изменение объёма запаса подземной воды;
3. Воздействие на зеркало воды атмосферного давления.

С деформацией пластов всё понятно: на процессы, происходящие в глубинах земли, человек повлиять никак не может. Чаще всего влияют нагрузки, которые воды океанов оказывают на прибрежные водоносные горизонты – ну а дальше по цепочке. Колебания от взрывов, прохождения поездов, работа землеройных механизмов – всё это так же создаёт нагрузки на грунт.

Итак:

• К числу причин деформации горизонтов можно отнести не только морские и земные приливы, связанные с лунным циклом, но и сейсмические изменения в земной коре. Представьте себе, что во время землетрясения в семь баллов деформация рыхлых пород происходит не в его эпицентре, а по окружности с радиусом в сто километров.

• Пласты сдавливают водный горизонт, и вода находит себе выход: изливается из скважин, затопляет котлованы, увеличивает пойму рек, и т.д. Песчаные грунты наиболее сильно подвержены деформациям. Под воздействием гидравлического давления на поверхность выбрасываются фонтанчики воды, насыщенные песком, образуя бугорки, похожие на миниатюрные вулканы.
• А что может повлиять на изменение запаса воды? В основном, это факторы, связанные с естественными водоёмами. Те, кто живёт рядом с рекой, знают, насколько быстро может меняться её русло – почти высохнуть в жару или затопить всё вокруг в период паводка. Состояние рек и озёр напрямую влияет на объём вод, залегающих в грунте.
• А ещё, резкие изменения отметок залегания вод происходят вследствие их интенсивной откачки. Чаще всего это сезонное явление для тех регионов, где развито земледелие. Орошение посевных площадей производится водой, добываемой из подземных водозаборов.

• Как только откачка прекращается, уровень воды восстанавливается. Если же изменения имеют затяжной характер – значит можно говорить об истощении запасов водоносного горизонта. Человеку несведущему может показаться, что это хорошо, если грунтовых вод стало меньше.
• На самом деле, понижение УГВ является благом только в том случае, если он до этого превышал нормативную для данного участка отметку. При резком снижении запаса воды под землёй образуются пустоты. Соответственно, фундамент здания может просто просесть. Если этот процесс протекает масштабно, в земле со временем образуются провалы.
• Об этом необходимо помнить тем, кто собирается что-либо строить, зная о повышенном уровне воды и думая, что её можно запросто откачивать насосом. Ситуация может сложиться и так, что во избежание явления, которое называется «суффозия», придётся наоборот, закачивать в грунт воду.

• В масштабном строительстве выбор участка для возведения объекта осуществляется в соответствии с картой гидроизогипс. И если возникает необходимость строить там, где УГВ слишком высок, проектировщики в первую очередь подбирают и рассчитывают схему обустройства водопонижения (см. Водопонижение уровней грунтовых вод на строительных площадках: что можно предпринять), одну из которых вы видите на фото сверху.

Эта мера имеет лишь временный характер и тщательно просчитывается. Её цель – снизить напор воды и дать возможность строителям качественно герметизировать конструкции.

По окончании строительства зеркало грунтовой воды может быть возвращено к прежнему уровню либо с помощью дренажных скважин поддерживаться на новой, но безопасной отметке.

Уровень воды под землёй: как определить самостоятельно

Понятно, что карты залегания вод используются в проектируемом строительстве. Что же делать частнику, который желает построить дом, но ничего не знает о гидрогеологической обстановке на своём участке?

В принципе, можно навести справки в ближайшей геологической партии. Если таких данных по какой-то причине не окажется, остаётся произвести разведку самостоятельно.

• Существуют, конечно, всевозможные народные приметы, которые  говорят о близости воды. На них ещё можно ориентироваться, если строится забор, но когда речь идёт о жилом доме, нужно всё-таки иметь точные данные, которые позволят правильно рассчитать отметку, на которую нужно заглубить фундамент.

Обратите внимание! Для получения максимально точной картины, замеры УГВ должны производиться весной или осенью, по окончании сезона, в который выпадает наибольшее количество осадков. В зависимости от региона, это конец марта – начало мая или середина сентября – конец октября.

• Для замера нужно всего лишь пробурить лунку. Если дом будет строиться без подвала, её глубина может всего лишь на один метр превышать отметку промерзания грунта в вашем районе. Объясним, почему так, а не иначе. Подошва ленточного фундамента должна быть заглублена в грунт минимум на полметра ниже отметки промерзания, и ещё такое же расстояние должно отделять конструкцию от грунтовой воды – вот и вся арифметика.
• Для того, чтобы строить дом с подвалом, нужно ориентироваться по высоте его стен, не забывая об упомянутой дистанции. При минимальной высоте подвального этажа в 2,2м, глубина пробуренной лунки должна быть около трёх метров. Сделать её можно простым садовым либо электрическим буром.

Дальше всё просто: устанавливаете в отверстие длинный шест с нанесённой на него отметкой поверхности грунта. Можно так же использовать шпагат с грузиком, привязанным на конце, или металлическую трубу.

Оставляете её на несколько часов, после чего вытаскиваете наверх. Далее нужно замерить расстояние от отметки земли до границы, разделяющей сухую и мокрую части шеста или шнура. Вот это и будет отметка, на которой залегают грунтовые воды.