Многие дачники и владельцы частных домов сталкивались с проблемой высоких грунтовых вод. Уровень воды подвержен сезонным колебаниям и может не только отрицательно сказаться на выращиваемых сельскохозяйственных культурах, но и приводит к существенному удорожанию строительства. В этой статье мы расскажем вам, как бороться с грунтовыми водами на участке.
Грунтовые воды — это вода, которая имеет гравитационный характер и находится непосредственно у поверхности. Уровень грунтовых вод принято называть первым горизонтом.
Рассматривая это понятие необходимо указать сезонные изменения уровня. Так, например, весной при таянии снега грунтовые воды поднимаются и могут даже затопить участок. Летом же в засушливое время года вода уходит на несколько метров вниз.
Такая постоянно изменяющаяся вода представляет серьезную проблему для всех владельцев частных домов. Высокий уровень влаги может нанести вред дачным постройкам. Что уже говорить о правильном функционировании колодцев, водяных скважин и очистных систем.
Поверхностное залегание грунтовых вод
Чтобы максимально точно определить уровень расположения грунтовых вод необходимо проводить дорогостоящие геодезические экспертизы. Однако большинство владельцев дач пренебрегают такими экспертизами, что в последующем может привести к определенным проблемам с подтоплением участка.
В том случае, если грунтовые воды располагаются у самой поверхности, в последующем будет затруднена эксплуатация участка. Необходимо будет выполнить дополнительный дренаж, что позволит осуществить строительство или с успехом выращивать различные сельскохозяйственные культуры.
Следует учитывать, что воды залегают пластом, а минимальный уровень отмечается в низинах и на участках под наклоном.
Виды грунтовых вод
В зависимости от уровня залегания грунтовых вод их принято разделять на три типа:
- Первый тип — это артезианская вода, которая находится максимально глубоко и не доставляет каких-либо проблем владельцам участков. Такая вода используется в питьевых целях и может быть получена исключительно путем бурения глубоких скважин.
- Безнапорные воды располагаются поблизости от поверхности, но при этом отличаются стабильным уровнем, который не зависит от засухи или обильных осадков. Такие безнапорные воды могут влиять на подземные коммуникации или фундамент дома.
- В непосредственной близости от поверхности располагается так называемая верховодка. Как правило, эти воды находятся на глубине не более трех метров от поверхности земли. На верховодку влияет погода и текущее количество осадков. Они отрицательно сказываются на строительстве сооружений и выращиваемых сельскохозяйственных культурах.
Влияние грунтовых вод
Многие домовладельцы первоначально приуменьшают возможный вред от высокого уровня грунтовых вод. В действительности же появляются проблемы с гидроизоляцией фундамента, вымываются почвы, появляются трещины, а возделывать на участке сельскохозяйственные культуры зачастую невозможно. Подвержен такому влиянию крупнозернистый песок, глинистые сланцы.
Первым признаком негативного воздействия грунтовых вод на строение является заклинивание дверей, появляются характерные осыпания штукатурки. Дом начинает усаживаться, что является свидетельством изменения грунта. В весеннее время года определить высокий уровень грунтовых вод можно по большому количеству влаги, которая медленно уходит под землю.
Чтобы избежать подобных проблем рекомендуется предварительно проводить геологические исследования участков или же просто поинтересоваться у соседей уровнем воды в колодцах и скважинах.
Определяем уровень по народным приметам
Проведение геодезических исследований во время первого осмотра участка зачастую нецелесообразно. Определить уровень можно по ряду проверенных народных примет. Так, например вам необходимо обратить внимание на имеющиеся на участке растения. В том случае, если грунтовые воды располагаются непосредственно поблизости от поверхности, то на участке будут хорошо расти влаголюбивые растения. К таким растениям относится хвощ, рогоз, осока и крапива.
Если же вы можете увидеть на участки тростник или камыш, это говорит о том, что уровень залегания составляет два — три метра. В последующем необходимо будет провести дорогостоящие работы по снижению влияния грунтовых вод, а это приводит к увеличению расходов на эксплуатацию участка.
Способы борьбы с высоким уровнем грунтовых вод
На сегодняшний день существуют различные способы борьбы с высокими грунтовыми водами. Наибольшее распространение получило дренирование почвы, что позволяет осушить участок. Дренаж в зависимости от своего типа может разделяться на открытый и закрытый.
На проблемном участке необходимо выкопать дренажные каналы. По периметру их делают глубиной около 30-40 сантиметров, А между грядками выполняют неглубокие дренажные канавы с максимальной глубиной в 15 сантиметров. В самом низком месте участка выполняют дренажную яму, глубина которой может достигать двух метров.
Необходимо сказать, что такой дренаж в большей степени подходит для дачного участка, где отсутствуют капитальные постройки с глубоким фундаментом.
Из недостатков такой открытой системы дренажа можно отметить сокращение полезной площади участка и значительное усложнение ухода за выращиваемыми овощами. В то же время необходимо сказать, что такой открытый дренаж благодаря своей простоте получил сегодня наибольшее распространение.
Закрытая дренажная система
Для отвода влаги от участка с капитальными жилыми постройками используют сложные закрытые системы. В данном случае рекомендуется использовать естественный наклон участка, что позволит эффективно отводить влагу и решить проблему с высоким уровнем грунтовых вод.
Обустройство закрытых дренажных систем выполняется еще до начала строительства на участке. Работы проводят весной, когда вода стоит максимально высоко. Выполнение дренажных канав начинается с самой нижней точки участка. Глубина таких дренажных канав зависит в большей степени от глубины выполняемой водоотводной ямы. При обустройстве таких закрытых каналов используют уже готовые пластиковые трубы, которые закрыты решеткой с одной из сторон.
Использование такого закрытого дренажа не приводит к изменению площади участка. Однако недостатком подобной системы является быстрое заиливание, что требует соответствующего обслуживания пластиковых труб. Уменьшить заиливание системы можно путем качественной гидроизоляции труб по периметру.
Обустраивать такую дренажную закрытую систему можно различными материалами:
- Заливкой бетона и выполнением различных желобов из строительных отходов.
- Использование труб из асбестоцемента.
- Пластиковыми дренажными трубами.
Снизить уровень грунтовых вод до отметки в 5-6 метров можно путем использования иглофильтровальной установки. Основой такой установки являются специальные трубы с установленными в них иглофильтрами. Трубы соединяются друг с другом через вакуумный коллектор, который располагается на поверхности земли, а вода выкачивается внутренними насосами.
Также могут использоваться еще более сложные системы, основой которых являются инжекторные насосы. Такие системы способны понижать уровень грунтовых вод на 20 метров. В то же время необходимо отметить их достаточно высокую стоимость, что ограничивает распространение таких сложных систем.
Затраты на решение проблемы грунтовых вод
Вы должны понимать, что непригодных для ведения сельского хозяйства и строительства участков нет. Вопрос лишь в том, во сколько обойдется решение проблемы с высоким уровнем грунтовых вод. Зачастую решить проблему можно путем выбора легких жилых построек, которые не требуют обустройства полноценного фундамента глубокого заложения.
Выполнение открытого и закрытого дренажа вам может обойтись в сумму порядка несколько тысяч долларов. Тогда как автоматизированные иглофильтровальные установки и инжекторные насосы могут стоить от 5 000 до 10 000 долларов США. Такое оборудование применяется при необходимости строительства частного жилого дома на участке.
Стоимость проведения геологической разведки, которая позволит определить глубину залегания грунтовых вод, также высока. В среднем специализированные фирмы при выполнении этой работы берут от 300 до 500 долларов США за одну точку.
Если вы выбираете для себя дачный участок, то проводить такое геологическое разведывание не имеет смысла. А вот если на участке планируется строительство полноразмерного частного дома, то проведение таких исследований и определение уровня залегания грунтовых вод позволит вам избежать в последующем существенных затрат при решении имеющихся проблем.
Не все подземные воды – грунтовые. Отличие грунтовых вод от других видов подземной воды состоит в условиях их залегания в толще горных пород.
Название «подземные воды» говорит само за себя – это вода, которая находится в под землей, то есть в земной коре, в верхней ее части, причем находиться там она может в любом из своих агрегатных состояний – в виде жидкости, льда или газа.
Основные классы подземных вод
Подземная вода бывает разная. перечисли основные виды подземных вод.
Почвенная вода
Почвенная вода содержится в почве, заполняя промежутки между ее частицами, или поровое пространство. Почвенная вода может быть свободной (гравитационной) и подчиняться только силе тяжести, и связанной, то есть удерживаться силами молекулярного притяжения.
Грунтовая вода
Грунтовая вода и ее подвид, называемый верховодкой – это ближайший к поверхности земли водоносный горизонт, залегающий на первом водоупоре. (Водоупор, или водоупорный слой грунта — это почвенный слой, который практически не пропускает воду. Фильтрация сквозь водоупор или очень низкая, или же слой полностью водонепроницаем – например, толщи скальных грунтов). Грунтовая вода крайне непостоянна по многим факторам, и именно грунтовая вода влияет на условия строительства, диктует выбор фундамента и технологии при проектировании сооружений. Дальнейшая эксплуатация созданных руками человека построек также находится под неустанным влиянием меняющегося поведения грунтовой воды.
Межпластовая вода
Межпластовая вода – находится ниже грунтовой воды, под первым водоупором. Эта вода ограничена двумя водоупорными слоями и может находиться между ними под значительным давлением, заполняя водоносный горизонт полностью. Отличается от грунтовой воды большим постоянством своего уровня, и конечно, большей чистотой, причем чистота межпластовой воды может быть следствием не только фильтрации.
Артезианская вода
Артезианская вода – так же, как и межпластовая, заключена между слоями водоупоров и находится там под давлением, то есть относится к напорным водам. Глубина залегания артезианских вод – примерно от ста до тысячи метров. Различные геологические подземные структуры, мульды, впадины и т.п., располагают к образованию подземных озер – артезианских бассейнов. Когда такой бассейн вскрывается при бурении шурфов или скважин, артезианская вода под давлением поднимается выше своего водоносного пласта и может дать очень мощный фонтан.
Минеральная вода
Минеральная вода — интересна для строителя, наверное, только в одном случае, если ее источник окажется на участке, хотя и не вся эта вода полезна для человека. Минеральная вода – это вода, содержащая растворы солей, биологически активных веществ и микроэлементы. Состав минеральной воды, ее физика и химия — очень сложный, это система коллоидов и связанных и несвязанных газов, и вещества в этой системе могут находится как недиссоциированными, в виде молекул, так и в виде ионов.
Грунтовые воды
Грунтовые воды – это первый от поверхности почвы постоянный водоносный горизонт, находящийся на первом водоупоре. Поэтому поверхность этого слоя – свободна, за редкими исключениями. Иногда над потоками грунтовых вод встречаются участки плотных пород – водонепроницаемая кровля.
Залегают грунтовые воды недалеко от поверхности, и поэтому очень зависят от погоды на поверхности земли – от количества атмосферных осадков, движения поверхностных вод, уровня водоемов, все эти факторы влияют на питание подземной воды. Особенность и отличие грунтовой воды от других видов – она безнапорная. Верховодка, или скопления воды верхнего водонасыщенного грунтового слоя над водоупорами из глин и суглинков с малой фильтрацией – это разновидность грунтовой воды, проявляющаяся временно, по сезонам.
На грунтовую воду и непостоянство ее состава, поведения и мощности горизонта влияют как природные факторы, так и деятельность человека. Горизонт грунтовой воды непостоянный, он зависит от свойств горных пород и их водосодержания, близости водоемов и рек, климата местности – температуры и влажности, связанных с испарением и т. далее.
Но серьезное и все более опасное влияние на грунтовую воду оказывает человеческая деятельность – мелиорация и гидротехническое строительство, подземные работы по добыче полезных ископаемых, нефти и газа. Не менее результативной в контексте опасности стала агротехника с применением минеральных удобрений, пестицидов и ядохимикатов, и конечно, промышленные стоки.
Грунтовая вода очень доступна, и если роют колодец или бурят скважину – то в большинстве случаев получают именно грунтовую воду. И свойства ее могут оказаться весьма негативны, поскольку эта водичка зависит от чистоты почвы и служит ее показателем. Все заражения от канализационных протечек, свалок, пестициды с полей, нефтепродукты и прочие результаты деятельности человека попадают в грунтовые воды.
Грунтовая вода и проблемы для строителей
Морозное пучение грунтов находится в прямой и непосредственной зависимости от присутствия грунтовой воды. Разрушения от сил морозного пучения могут быть огромны. При замерзании глинистые и суглинистые грунты получают питание в том числе и от нижнего водоносного горизонта, и в результате этого подсоса могут образовывать целые прослойки из льда.
Давление на подземные части сооружений может достигать огромных величин – 200 Мпа, или 3,2 тн/см2 далеко не предел. Сезонные подвижки грунтов на десятки сантиметров нередки. Возможные последствия действия сил морозного пучения, если их не предусмотрели или учли недостаточно, могут быть: выталкивание фундаментов из земли, затопление подвалов, разрушение дорожных покрытий, затопление и размывание траншей и котлованов и много еще разного негатива.
Кроме физического влияния, грунтовые воды способны разрушать фундаменты и химически, все зависит от степени их агрессивности. При проектировании эта агрессивность исследуется, проводятся как геологические, так и гидрологические изыскания.
Влияние грунтовых вод на бетон
Агрессивность грунтовых вод к бетону различают по типам, рассмотрим их ниже.
По общекислотному показателю
При водородном числе рН менее 4 агрессивность к бетону считают наибольшей, при значении рН более 6,5 – наименьшей. Но малая агрессивность воды вовсе не отменяет необходимости защиты бетона устройством гидроизоляции. Кроме того, имеется сильная зависимость влияния агрессии воды от видов бетона и его вяжущего, в том числе от марки цемента.
Выщелачивающие, магнезиальные и углекислотные воды
Все так или иначе разрушают бетон или способствуют процессу разрушения.
Сульфатные воды
Сульфатные воды относят к наиболее агрессивным к бетону. Ионы сульфатов проникают в бетон и реагируют с соединениями кальция. Образующиеся кристаллогидраты вызывают вспучивание и разрушение бетона.
Методы минимизации рисков от грунтовых вод
Но даже в тех случаях, когда имеется информация о неагрессивности грунтовых вод к бетону в данной местности, отмена устройства гидроизоляции подземных частей здания чревата хорошим уменьшением срока службы бетонных конструкций. Слишком большое влияние оказывают на природу, в том числе грунтовую воду и степень ее агрессии техногенные факторы. Возможность близкого строительства – это одна из причин подвижек грунта и как следствие, изменения поведения грунтовых вод. А химия и ее «накопление», в свою очередь, находится в прямой зависимости от близости сельскохозяйственных угодий.
Учет уровня грунтовых вод, а также сезонных изменений этого уровня – для частной стройки архиважен. Высокая грунтовая вода — это ограничение в выборе. От нее зависит если не вся, то огромная доля экономики индивидуального строителя. Без учета поведения и высоты грунтовой воды нельзя выбирать тип фундамента для дома, принимать решения о возможности устройства подвала и подвального помещения, устраивать погреба и канализационный септик. Дорожки, площадки и все благоустройство участка, включая и озеленение, также требуют на стадии проектирования серьезнейшего учета влияния грунтовой воды. Дело осложняется тем, что ее поведение находится в тесной связи со структурой и видами грунтов на участке. Воду и грунты надо изучать и рассматривать в комплексе.
Верховодка, как разновидность грунтовой воды, может создавать огромные проблемы, и не всегда сезонные. Если у вас песчаные грунты, а дом построен на высоком берегу реки, то сезонных верховодок вы можете и не заметить, вода уйдет быстро. Но если рядом озеро или река, и дом стоит на низком берегу, то даже при наличии песочка в основании участка вы будете на одном уровне с водоемом – как сообщающиеся сосуды, и в этом случае борьба с верховодкой вряд ли будет успешной, как и любая борьба с природой.
В случае, когда грунт – не песок, водоемы и реки далеко, но грунтовая вода очень высокая, ваш вариант – это создание эффективной дренажной системы. Каким будет ваш дренаж — кольцевым, пристенным, пластовым, самотечным или с использованием откачивающих насосов, решается индивидуально, и учесть надо многие факторы. Для этого надо иметь информацию о геологии участка.
В некоторых случаях дренаж не поможет, например, если вы находитесь в низине, а мелиорационного канала поблизости нет и воду отводить некуда. Также не всегда под первым водонесущим слоем оказывается безнапорный слой, в который возможно отвести верховодку, эффект от бурения скважины может быть и обратный – вы получите ключ или фонтан. В случаях, когда устройство дренажа не принесет результата, прибегают к устройству искусственных насыпей. Поднять участок на уровень, где грунтовые воды не достанут вас и ваш фундамент — затратное экономически, но иногда единственно верное решение. Каждый случай индивидуален, и решения хозяин принимает исходя из гидрогеологии своего участка.
Но в очень многих случаях вопрос решается именно дренажом, и важно правильно выбрать его систему и грамотно организовать водоотвод.
Узнать уровень грунтовой воды у себя на участке и отслеживать его изменения – с этими вопросами владельцы индивидуальных участков справляются самостоятельно. Весной и осенью обычно УГВ выше, чем зимой и летом, это связано с интенсивным снеготаянием, сезонностью атмосферных осадков, возможно с затяжными дождями в осенний период. Узнать уровень грунтовой воды можно, измерив его в колодце, шурфе или скважине, от водяного зеркала до поверхности грунта. Если пробить несколько скважин у себя на участке, по его границам, то несложно отследить сезонные изменения УГВ, а на полученных данных возможно принимать решения по строительству — начиная от выбора фундамента и систем водоотвода, и заканчивая планированием огородных посадок, разбивки сада, благоустройством, а также разработкой ландшафтного дизайна.
Не спешите закладывать фундамент, не определив глубины залегания грунтовых вод на участке застройки, поскольку они являются злейшими врагами любого типа фундамента.
Для того, чтобы определить уровень грунтовых вод достаточно будет заглянуть в любой колодец, расположенный поблизости (именно грунтовые воды наполняют колодцы). Если колодца нет, то нужно выкопать скважину глубиной 2-2,5 метра. Это можно сделать при помощи обычного садового бура. По степени заполнения скважины водой можно будет судить об уровне грунтовых вод.
Лучше всего производить подобного рода замеры по весне, сразу после схода снега, или в конце осени, в сезон обильных дождей, поскольку уровень грунтовых вод может сильно изменяться, а в этот период достигает самой высокой отметки. Колебания уровня могут быть велики и составлять 2,5-3 метра.
Если поблизости с участком застройки уже есть построенные дома, то стоит поинтересоваться у их хозяев о случаях подтопления, состоянии подвалов (если они имеются), следах плесени и солевых отложений и т. д.
Одним из признаков высокого залегания грунтовых вод может быть наличие неподалеку от участка застройки болота, озера, небольшого ручья или речушки и т. п. Многие растения, такие как мать-и-мачеха, осока, хвощ, также указывают на высокий уровень грунтовых вод (полный список Вы можете найти в сети Интернет, введя нужный запрос в любую поисковую систему).
Грунтовые воды являются злейшими врагами подвальных помещений, поэтому если Вы намереваетесь строить подвал, то идеальным для Вас будет залегание грунтовых вод на глубине 4,5 и более метров. Если вода находится выше данной отметки, то стоит позаботиться об искусственном понижении уровня грунтовых вод и гидроизоляции подвального помещения.
Риск подтопления подвала при залегании грунтовых вод выше отметки в 2 метра очень велик, поэтому стоит отказать от постройки подвала.
