Подземные воды (урок 5)

1.

Урок 5
Подземные воды.

2.

Подземные воды – это воды, находящиеся в
верхней (до глубины 12-16 км) части земной
коры в жидком, твердом и парообразном
состоянии.
Количество подземных вод оценивается их
запасами.

3.

Подземные воды.
К подземным водам относятся все воды, находящиеся в почвах и горных
породах ниже поверхности земли. Происхождение, динамика,
качественные и количественные изменения этих вод является предметом
изучения науки гидрогеологии.
Подземные воды с одной стороны являются источником водоснабжения, а
с другой – это фактор, осложняющий строительство и эксплуатацию
зданий и сооружений. Производство земляных работ в условия притока
подземных вод, которые затапливают котловины и траншеи, значительно
усложняется. Подземные воды ухудшают свойства рыхлых и глинистых
грунтов, кроме того, они могут быть агрессивны по отношению к
материалам фундамента.

4.

Классификация подземных вод
Подземные
воды
По условиям
залегания
По степени
минерализации
По температуре
•почвенные,
•верховодка,
•грунтовые,
•межпластовые.
•пресные: до 1 г/л;
•солоноватые:1-10 г/л;
•соленые: от 10 до
35-50 г/л;
•рассолы:
более 35-50 г/л.
•переохлажденные:
ниже 0 °С;
•холодные: 0-20 °С;
•термальные:
выше 20 °С.
В зависимости
от качества
•питьевые
•технические

5.

Схема расположения основных
типов подземных вод

6.

Карстовые источники
Крупнейшие в мире источники
часто связаны с выходом вод
из карстующихся известняков.
Содержащие углекислый газ
просачивающиеся воды
способны растворять
известняки, поэтому во многих
районах, сложенных
известняками, распространены
карстовые пещеры и каналы. В
таких районах довольно часто
встречаются подземные реки и
очень крупные карстовые
источники.

7.

Виды воды в грунтах.
В настоящее время выделяют шесть видов подземных вод.
Парообразная вода- входит в состав воздуха, который заполняет поры
трещины в горных породах. Обладает большой подвижностью.
Связанная вода. Она подразделяется на прочносвязанную и
рыхлосвязанную. Прочносвязанная вода образуется путём поглощения
молекул парообразной воды на поверхности минеральных частиц. Это
свойственно тонкодисперсным породам - суглинкам и глинам. Вода в
таких грунтах удерживается силами молекулярного и
электростатического притяжения.
Рыхлосвязанная вода представляет собой многомолекулярный слой
вокруг частиц рыхлой породы,(рис.4).

8.

9.

Капиллярная вода заполняет узкие
поры и трещины в грунте и
удерживается в нём силами
поверхностного натяжения.
Два вида капиллярной воды
: 1.Подвешенная не связана с уровнем
подземных вод. Она образуется в
верхней части грунтов за счёт
инфильтрации атмосферных осадков.
2. Капиллярно - подтянутая вода
располагается непосредственно над
уровнем грунтовых вод, от которого она
поднимается снизу вверх, образуя
капиллярную кайму. Высота поднятия от нескольких см. до нескольких метров.
Капиллярная вода поднимается не
только в порах грунтов, а и в порах
материала фундамента. Для защиты от
неё делают горизонтальную
гидроизоляцию.

10.

Гравитационная вода (свободная)
Это вода, которая свободно перемещается по порам,
трещинам и другим пустотам в грунте под действием
силы тяжести.
Твёрдая вода
Вода в виде кристаллов, прослоек и линз льда может
образовываться при сезонном промерзании
водонасыщенных грунтов, а так же в районах вечной
мерзлоты. Так как вода при замерзании расширяется, в
водонасыщенных глинистых грунтах это приводит к
такому явлению, как морозное пучение. Основания в
таких грунтах надо защищать от промерзания.
Кристаллизационная (химически связанная) вода входит
в состав ряда минералов; таких как: гипс CaSO₄*2H₂O и др.
Удаление этой воды возможно при нагревании до 100 ͦС и
выше.

11.

Типы подземных вод
По условиям залегания
подземные воды верхней зоны
подразделяются на
три типа:
1. верховодка,
2. грунтовые воды
3. межпластовые воды.

12.

Верховодка
-это временное скопление подземных
вод в зоне аэрации.
Верховодки образуются над случайными
водоупорами, которыми могут быть линзы глин
и суглинков в песке.
При инфильтрации вода временно
задерживается и образует свободные
водоносные горизонты.
Чаще всего это связано с периодом обильного
снеготаяния и периодами дождей.
Верховодка испаряется или просачивается в
нижележащие грунтовые воды.
Верховодки представляют значительную
опасность для строительства. Они могут
вызвать затопление подземных частей зданий.
Надо предусматривать гидроизоляцию стен
подвалов.

13.

Типы подземных вод
Грунтовые воды. Это воды постоянные во времени и
значительные по площади распространения.
Свободная (верхняя) поверхность грунтовых вод
называется зеркалом (в геологических разрезах –
уровень грунтовых вод УГВ).
Положение зеркала, как правило, отвечает рельефу
местности. Глубина залегания уровня от поверхности
- от 1м до 50м.
Водоупор, на котором располагается водоносный
слой, называется ложем, а расстояние от водоупора
до уровня- мощностью водоносного слоя.

14.

15.

Грунтовые воды являются безнапорными.

16.

Уровень грунтовых вод, повторяя рельеф поверхности, имеет
уклон в сторону понижения местности. Подземные воды
находятся в постоянном движении, образуя грунтовые потоки.
Вода движется по порам и трещинам в грунтах, скорость
движения зависит от проницаемости горных пород и уклона их
уровня .

17.

Скорость движения воды характеризуется
расходом воды Q в единицу времени (м./сут.).
Линейный закон Дарси выражается формулой:
H
Q Kф F (
)
l
F-площадь поперечного сечения потока воды
(м²);
- коэффициент фильтрации грунтов, который
определяется лабораторными и полевыми
методами при проведении инженерно геологических изысканий.

18.

Межпластовые ненапорные воды
встречаются редко. Они располагаются
между двумя водоупорами, идущими
горизонтально.
Напорные (артезианские ) воды
связаны с залеганием водоносных слоёв на
различных высотных отметках, что создаёт
напор подземных вод.
Подземные воды могут быть агрессивными.
Агрессивность
обусловливается
содержанием растворённых в воде солей,
которые
оказывают
разрушительное
действие на строительные материалы из из
которых сделаны фундаменты.
При строительстве подземных сооружений
надо уметь оценивать степень агрессивности
подземных вод и определять меры борьбы с
ней.
Степень агрессивности воды зависит не
только от химического состава, а и скорости
движения воды .

19.

По отношению к бетону различают
следующие виды агрессивности:
-Общекислотная- оценивается показателем рН: для песков
вода агрессивна, если рН<7, а для глинрН<5;
4
SO 2
Сульфатная - при содержании иона
>200 Mг/м – вода
агрессивна;
-Магнезиальная - по содержанию иона Mg; 2
-Карбонатная - воздействие агрессивной углекислоты
( в песка).
По отношению к металлу агрессивность выражается в
окислении (разъедании) металлических поверхностей с
образованием ржавчины.
Данные о степени агрессивности грунтовых вод
содержатся в отчётах по инженерно- геологическим
изысканиям. Меры защиты материала фундаментов
принимают в соответствии с действующими нормами –
СНиП 2.03.11.

20.

21.

Система отвода грунтовых вод от
фундамента зданий
Подготовительные
работы:
• Для оценки уровня грунтовых • Фундамент любых
строительных сооружений,
вод, бурятся несколько
подвергается воздействию
скважин на глубину , 1,8 - 4
грунтовой воды. В состав
метра или сразу можно
грунтовой воды входят
начать копать по углам
компоненты, обладающие
здания котлованы под
разрушающим свойством
инспекционные колодцы.
для фундаментов. Чаще
Кроме изучения состава
всего внешняя гидроизоляция
грунтов нужно замерить
и сооружение опорных
уровни и перепады высот на
стенок не защищают в этой
ситуации. Особенно если
участке. Учесть наличие за
фундамент сделан из блоков
участком оврагов, ручьев для
ФБС.
определения самой низкой
точки.

22.

• Глубина заложения дренажа определяется
глубиной промерзания грунта. Если системе
располагается выше, ее нужно обязательно
утеплить.
• На современных коттеджных и дачных
участках устраивается закрытый дренаж,
он не нарушает облика территорий и
позволяет использовать почвогрунт над
дренажными системами для газонов и
посадки растений.
• Прокладывание дренажа
строится с небольшим уклоном.
Контурные дренажные системы
располагаются по периметру
наружных сторон фундамента
здания.

23.

• Устройство дренажа строиться послойно песок, гранитный щебень, на который
укладываются дренажный трубы, слой
щебня, а затем песка и укрывается
геотканью. Наружная часть засыпается
землей и обкладывается дерном.
Последовательность слоев важна. Слои из
песка и щебня на дне траншеи служит как
амортизатор.

24.

• Диаметр трубы зависит от нагрузки и определяется
гидравлическим расчетом. Дренажные трубы пластиковые
с диаметром 63, 110, 150, 200 мм и более. Дренажные
трубы обернуты геотканью, геотекстилем, кокосом, чтобы
не забились отверстия. В противном случае дренажные
отверстия быстро забьются, и систему придется чистить.
• Дренажные трубы продаются
в бухтах по 50 м. и
соединяются с помощью
фитингов. Дренажные трубы
долговечны и прекрасно
функционируют под землей
более 50 лет.
• Смотровые колодцы
монтируются для наблюдения
и очистки дренажных линий.
Обычно колодцы
пластиковые с ребрами
жесткости. В продаже есть
дно и крышка для колодца.

25.

Устройство пристенного дренажа
1. Железобетонная стена
2. Гидроизоляция
3. Крепежная планка
4. Пристенный дренаж
«Максдрейн» ГТ
5. Фундаментная плита
6. Пластовый дренаж
«Максдрейн» П8
7. Галтель из цементнопесчаного раствора
8. Дренажная труба
9. Песчано-гравийная
обсыпка
10. Грунт обратной
засыпки
11. Отмостка

26.

• Гидроизоляция и дренаж
подземной части здания при
новом строительстве с
утеплением (стены - ФБС,
фундамент - плитный)
Гидроизоляция и дренаж
подземной части здания
снаружи при новом
строительстве (стены монолитные, фундамент плитный