Опасности обусловленные действием подземных вод

    Повышение уровня грунтовых  вод может привести к обводнению пород зоны аэрации, изменению их прочностных свойств, повышению деформируемости и, как следствие, к неравномерным значительным осадкам зданий.

    Повышение уровня подземных  вод активизирует просадочные, карстово-суффозионные, оползневые и иные процессы, приводит к возникновению гидродинамического и взвешивающего давления.

    Перекрытие  сооружением части водоносного  горизонта приводит к уменьшению проводимости пласта, что вызывает повышение уровня подземных вод  выше по потоку. Одним из следствий  этого явления является сезонное промерзание ранее сухих пород, вызывающее пучение почвы, что приводит к деформации фундаментов существующих и строящихся сооружений.

    Повышение уровня подземных  вод вызывают сооружения, которые перекрывают часть водоносного горизонта. К таким можно отнести, в общем случае, все вышеупомянутые подземные сооружения. Степень влияния каждого сооружения будет определяться конкретными условиями территории строительства.

    Прямая  инфильтрация из строительного котлована  или траншеи ведет к локальному увеличению инфильтрационного питания, что, в свою очередь, приводит к повышению  уровней и вышеперечисленным последствиям.

    Значительное  повышение уровня подземных вод  возникает также в результате утечек из водонесущих коммуникаций.

    Наибольшая  интенсивность утечек наблюдается  в центральной части города. Это  связано с тем, что центр уже  давно осваивается и подземное  пространство там сильно насыщено коммуникациями.

    Минимальные утечки имеют место, где застройка  и соответственно наличие подземных  сооружений и коммуникаций незначительные.

    Утечки  возможны из водопроводов, канализационных  коллекторов, водостоков, дренажных  систем. 
 
 

    Понижение уровня подземных  вод

    При строительстве  сооружений и коммуникаций, в случае заглубления их ниже поверхностных  грунтовых вод, зачастую планируются  проведение водопонижения, предпринимаемое  с целью недопущения притока  подземных вод в строительный забой или водоотлив из него.

    В результате откачки образуется депрессионная  воронка. Задача строительного водопонижения, в общем, заключается в соответствующем  развитии и поддержании в течение  необходимого времени депрессионной  воронки, а также в снятии избыточного  напора в подстилающих водоносных породах. Водопонижение применяется в  том случае, если трубопровод проложен непосредственно или частично в водоносном горизонте.

    Искусственное снижение уровня подземных вод оказывает  значительное влияние на подземные  инженерные коммуникации. При снижении уровня воды в толще породы возникают  дополнительные напряжения, которые  могут привести к различным деформациям.

    В большинстве  случаев эти дополнительные осадки равномерны и не оказывают существенного  влияния на работу сооружений. Но при  больших понижениях уровня подземных  вод, дополнительные осадки могут быть значительными и должны учитываться  в основном проекте.

    В процессе производства водопонизительных работ  возможно не только уплотнение, но и  разрыхление пород и нарушение  прочностных связей в них (так  как фильтрационный поток создает  дополнительное гидродинамическое  давление на грунт), что может вызвать  вынос частиц пород. Разуплотнение  грунта возможно также и в процессе бурения, содержания и ликвидации водопонизительных скважин.

    Увеличение  скорости фильтрации при определенных геолого-литологических условиях может  явиться причиной появления процессов  суффозии, активного выщелачивания  растворимых составляющих пород, и  других явлений, которые могут ухудшать условия эксплуатации подземных сооружений.

    В результате длительных откачек подземных вод  и при значительном водопонижении  возможно развитие суффозионных процессов  и выщелачивание растворимых составляющих пород.

    С водопонижением связано увеличение зоны аэрации  и глубины промерзания грунтов, что неминуемо приводит к деформации близлежащих фундаментов сооружений.

    Данный  вид воздействия на окружающую среду  будет проявляться при строительстве  и эксплуатации тех сооружений, где  предусмотрены соответствующие  специальные мероприятия - водопонижение, водоотлив, дренаж.

    В ходе строительства тоннелей глубокого  заложения происходит нарушение  сплошности слабопроницаемого слоя, который является естественным водоупором между водоносными горизонтами  различных отложений, что приводит к изменению соотношения напоров  в этих горизонтах. Изменение этого  соотношения (инверсия напоров) может  приводить к изменению направления  движения подземных вод и попаданию  загрязненных грунтовых вод в  относительно слабоминерализованные воды нижележащих горизонтов. 
 
 

    Карсты. Опасность и необходимость  их учета в процессе проектирования

    Карстовыми  процессами в геологии называется совокупность результатов действия грунтовых вод, в результате которых под поверхностью земли образуются пустоты, наличие которых крайне нежелательно при возведении новых строительных объектов. Особо остро это проявляется в местах (городах), где на естественные природные процессы наложились негативные результаты человеческой деятельности.

    Большой процент износа городских коммуникаций приводит к постоянным утечкам воды. В результате этого происходит нарушение естественного стока подземных вод. Над плохо изолированными тепловыми коммуникациями ускоренно тает снег и происходит подъём грунтовых вод, в результате чего происходит ещё большее разрушение коммуникаций. О том, насколько серьёзна такая проблема, как карсты, говорит тот факт, что основная причина их появления – питание грунтовых вод на территории города как минимум в два раза превышает данный параметр за пределами городской черты.

     Особую  опасность представляют известняковые  породы. Именно в них из-за постоянного  движения пластов и их растворения  от подземных вод появляются  карсты, представляющие собой горизонтальные  и вертикальные трещины, каверны и пещеры.

     Поэтому  перед началом любых строительных работ необходимы тщательные инженерно-геологические изыскания, которые позволят дать полную оценку состояния грунта для будущей застройки.

      Инженерные изыскания необходимы для того, чтобы определить особенности геологического строения места строительства. Эти работы включают в себя бурение скважин, взятие образцов грунта с каждого пласта, полевые и лабораторные исследования образцов. В обязательном порядке определяется состав и положение грунтовых вод и другие параметры. Инженерно-геологические изыскания позволяют подготовить точный прогноз будущих изменений геологической ситуации.

      Инженерные изыскания позволяют получить комплексную информацию о планируемой под строительство нового объекта территории. В том числе получается бесценная информация об опасных естественных и техногенных процессах, в число которых входят и карсты, а также о свойстве грунта и уровне подземных вод на участке предстоящего строительства.

      Инженерно-геологические изыскания имеют очень важную роль в строительстве, давая возможность принять наилучшее решение о том, какой тип фундамента необходим для будущего строительства, и о том, какие работы необходимо провести для укрепления основания.

    Инженерные  изыскания – это не те работы, на которых стоит экономить, подтверждением чего являются многочисленные случаи провалов домов в различных районах города. 
 
 
 
 
 

    Фундамент и подземные воды

    При проектировании оснований должна учитываться возможность  изменения гидрогеологических условий  площадки в процессе строительства  и эксплуатации сооружения, а именно:

• наличие или возможность образования верховодки;
• естественные сезонные и многолетние колебания уровня подземных вод;
• возможное техногенное изменение уровня подземных вод;
• степень агрессивности подземных вод по отношению к материалам подземных конструкций и коррозионную активность грунтов на основе данных инженерных изысканий с учетом технологических особенностей производства.

    Степень потенциальной подтопляемости территории должна оцениваться с учетом инженерно-геологических  и гидрогеологических условий площадки строительства и прилегающих  территорий, конструктивных и технологических  особенностей проектируемых и эксплуатируемых  сооружений, в том числе инженерных сетей.

    Для ответственных  сооружений при соответствующем  обосновании выполняется количественный прогноз изменения уровня подземных  вод с учетом техногенных факторов на основе специальных комплексных  исследований, включающих как минимум  годовой цикл стационарных наблюдений за режимом подземных вод.

    Если  при прогнозируемом уровне подземных  возможно недопустимое ухудшение физико-механических свойств грунтов, развитие неблагоприятных физико-геологических процессов, нарушение условий нормальной эксплуатации заглубленных помещений и т.п., в проекте должны предусматриваться  соответствующие защитные мероприятия, в частности:

• гидроизоляция подземных конструкций;
• мероприятия, ограничивающие подъем уровня подземных вод, исключающие утечки из водонесущих коммуникаций и т.п. (дренаж, противофильтрационные завесы, устройство специальных каналов для коммуникаций и т.д.);
• мероприятия, препятствующие механической или химической суффозии грунтов (дренаж, шпунт, закрепление грунтов);
• устройство стационарной сети наблюдательных скважин для   контроля развития процесса подтопления, своевременного устранения утечек из водонесущих коммуникаций и т.д.

    Выбор одного или комплекса указанных  мероприятий должен производиться  на основе технико-экономического анализа  с учетом прогнозируемого уровня подземных вод, конструктивных и  технологических особенностей, ответственности  и расчетного срока эксплуатации проектируемого сооружения, надежности и стоимости водозащитных мероприятий и т.п.

    Если  подземные воды или промышленные стоки агрессивны по отношению к  материалам заглубленных конструкций  или могут  повысить коррозийную  активность грунтов, должны предусматриваться антикоррозийные мероприятия.

    При проектировании оснований, фундаментов и других подземных конструкций ниже пьезометрического  уровня напорных подземных вод необходимо учитывать давление подземных вод  и предусматривать мероприятия, предупреждающие прорыв подземных  вод в котлованы, вспучивание  дна котлована и всплытие сооружения. 
 

    Список  Используемой литературы

1. СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений
2. http://www.gostrf.com
3. http://www.glossary.ru
4. http://www.stroinauka.ru
5. http://ru.wikipedia.org
6. http://www.atp10.ru