Как самостоятельно определить глубину залегания стабильного несущего грунта, для заливки фундамента?
Если попробовать дать определение «стабильному грунту», то оно будет выглядеть приблизительно таким образом (по моему мнению): это грунты, образовавшиеся естественным образом, не включающие в себя живые организмы, органику, гумус и с относительным морозным пучением, не превышающем 7% (ТКП 45-3.02-6).
В большинстве случаев в средней полосе России стабильный несущий грунт находится уже на глубине 40-50см после снятия верхнего «живого» (материнского) слоя грунта, богатого живыми организмами, растительностью и их корневыми системами.
Но даже если вы определили глубину залегания стабильного несущего грунта, это не значит, что на этой глубине можно устраивать фундамент по двум причинам:
- Низ фундамента должен быть не выше глубины промерзания грунта;
- Реактивное сопротивление грунта должно быть не меньше нагрузки, передаваемой от здания (с учетом снеговой и ветровой нагрузок) на фундамент и от фундамента на грунт.
Если с первым пунктом все понятно — для каждой климатической полосы существует определенная глубина промерзания в зависимости от вида грунта (каменистый, песок, сугленок. )
Со вторым пунктом немного сложнее. Сопротивление грунта можно определить лабораторным путем испытания на сжатие, которое зависит от того связанный это грунт или не связанный. Разница между ними заключается в том, что несвязанные грунты пропускают сквозь себя воду, а связанные — воду удерживают, что чревато усадкой грунта и соответственно самого здания.
Именно по этой причине иногда приходится вынимать часть стабильного связанного грунта и заменять его песком (не связанным). Чем большая толщина замененного грунта, тем меньше нагрузка на стабильный грунт. Для ленточных фундаментов нагрузка стремится к нулю уже на глубине, равной примерно утроенной ширине подошвы.
Поэтому и обратную засыпку фундаментов рекомендуется делать песком, чтобы избежать боковых нагрузок на фундамент от пучения связанных грунтов в зимний период (морозное пучение), которые увеличиваются в объеме до 10% вследствие замерзания воды.
Источник
Как найти водоносный слой: способы определения расположения и глубины залегания для бурения скважины
Обустройство водоносной скважины на местности обусловлено присутствием подземного источника. Уровень его залегания можно уточнить различными способами, включая наблюдение за растениями и лозопроходство. Наиболее точный результат обеспечивает применение нескольких методик.
Схема водоносных слоёв.
Как определить водоносный слой
Слой грунтовых вод представляет собой русло, ограниченное горизонтами глины или известняка. Показателем его присутствия служит песок, который мельчает по мере приближения к поверхности. В ходе подготовки глубоких колодцев встречаются крупные фракции осадочной породы, переходящие в гравий.
На расположение водоносного пласта может указывать рельеф местности. Не имеет смысла искать место под скважину на возвышениях, лучше всего проверить участки, где имеются впадины.
Хорошие водоносные горизонты могут залегать недалеко от поверхностных вод и ведущих к ним звериных троп. Одним из вариантов может стать наблюдение за муравьями, которые устраивают гнезда глубоко под землей, и там, где вода располагается близко, их нет.
Подземные горизонты способны опускаться вглубь земли и подниматься, при этом объемы воды в них могут колебаться от 1-2 куб. м до нескольких десятков.
Первый слой, т. н. плывун или верховодка, присутствует на глубине не более 6 м и используется для установки технических скважин. Его основу составляют талые и осадочные воды, что объясняет исчезновение водоноса в морозы и период сильной засухи. Низкое качество воды обусловлено наличием поверхностных загрязнений и примесей.
Всего есть три водоносных слоя.
Питьевую воду получают в колодцах глубиной 9-18 м. Горизонт на этом уровне формируется из атмосферных осадков и стоков водоемов, которые изменяют цвет при соседстве с болотом и могут иметь неприятный запах. Для удаления проникающих через почву примесей применяют системы скважинных фильтров.
Разведочное бурение позволяет определить наличие подземных вод, залегающих на большой глубине, для чего выполняется поверхностный срез почвы глубиной до 10 м. Этот метод также используют для выяснения характеристик грунтовых слоев, ограничивающих подземное русло.
Бурение выполняется с применением ручного бура. При наличии водоносного слоя, качество которого отвечает требованиям эксплуатации, производится забивание обсадных труб и установка насосной станции.
Третий водонос залегает на уровне 20/35-100 м ниже поверхности земли, при этом стандартная глубина скважин не превышает 50 м. Пласт характеризуется высокой стабильностью и приемлемым для питья составом воды, при этом чем ниже располагается уровень горизонта, тем чище оказывается источник.
На глубине свыше 100 м находятся артезианские источники. Их отличает высокое качество состава воды, который включает полезные микроэлементы и минералы.
Глиняная посуда для определения водоносного слоя
В древности на предполагаемом месте протекания грунтовых вод устанавливали высушенный глиняный горшок, располагая его вверх дном. Скопление внутри него влаги свидетельствовало о наличии подземного русла.
Современная методика предусматривает использование гранул силикагеля — материала с хорошими впитывающими свойствами. 1-2 л вещества помещают в духовку для просушки, а затем укладывают в горшок. Завязанную полотном емкость взвешивают и закапывают на сутки на глубине 1,5-2 м, после чего снова проверяют на точных весах. Чем большим оказывается вес состава, тем вероятность близкой воды увеличивается и появляется возможность обустроить скважину.
В качестве альтернативы силикагелю можно использовать предварительно взвешенный мелкодробленый керамический кирпич.
Растения как показатель водоносного слоя
На присутствие грунтовых вод и глубину их залегания указывают широколистные деревья, такие как ива или кедр, а также некоторые типы растений — многолетние тростники и кустарники.
Самыми распространенными среди них являются:
- Люцерна. Этот вид укореняется даже на сухих почвах, поэтому в местах его произрастания подземный источник может находиться на глубине до 15 м.
- Полынь растет там, где наблюдается пониженная влажность, а водонос располагается на уровне 7 м. Для песчаной полыни этот показатель соответствует 10 м.
- Кустарник сарсазан сообщает о прохождении воды на глубине 5 м.
- Черный тополь свидетельствует о залегании подземного русла на уровне 3 м ниже поверхности земли.
- Камыш песчаный. Глубина при бурении скважин в местах его произрастания может достигать 1-3 м.
- Заросли болотных трав семейства Рогозовые указывают на присутствие водоноса на глубине до 1 м.
Растения-показатели водоносного слоя.
Ежевику или крушину находят там, где максимальная глубина протекания вод составляет до 5 м. Орешник, можжевельник и толокнянка концентрируются в местах залегания источника на уровне 5-10 м. Ольха и березняки тоже являются индикаторами близкого присутствия источника влаги.
Ориентиром служат только большие группы растений, поскольку одиночные представители вида всходят из случайных семян.
Общей приметой присутствия воды, на которую указывают деревья и кустарники, является особенность их корневой системы. Стержневой корень присущ тем культурам, которые находятся над глубоким подземным источником, а растительность с маленькими корнями является признаком небольшой глубины залегания жидкости.
Если поблизости от вероятного участка прохождения подземного русла растут сосны, можно рассчитывать на обустройство скважины глубиной 25-30 м, для слив и яблонь расстояние до подземного водоноса составляет 15-20 м.
Природные явления
Дополнительную информацию о расположении грунтовых вод можно получить при наблюдении за явлениями природы. Над почвой, под которой проходит подземное русло, скапливается плотный водяной туман и вьются мошки. Густая растительность имеет насыщенный цвет и по утрам покрывается обильной росой. Для того чтобы в этом убедиться, рекомендуется понаблюдать за участком несколько дней.
Водоносы часто воспроизводят линию ландшафта, что повышает вероятность залегания воды в природных котлованах. Прямоугольная конфигурация гидрографической сети, характеризующаяся разломами осадочных пород, является лучшим местом для устройства водоносной шахты. В условиях складчатых пород грунтовый источник может расположиться на вершине геологической складки. В плотных кристаллических породах присутствует ветвящаяся система водных каналов.
Рамки как популярный метод поиска воды
К востребованным способам поиска воды относят использование биолокационных рамок и маятников. Применяют этот метод люди с развитой экстрасенсорной чувствительностью — т. н. лозопроходчики.
Рамки длиной 35-40 см изготавливают из алюминиевой, медной или стальной проволоки, концы которой загибают под углом 90⁰ на расстоянии 10 см от края. Ручками служат трубки из бузины с удаленной из них сердцевиной. Необходимо сделать так, чтобы проволочные элементы легко в них перемещались. В качестве биолокационных инструментов можно использовать развилки веток лозы, калины или вербы.
Рамки держат в обеих руках и не спеша продвигаются по участку, ориентируясь на повороты инструментов в одном направлении. Водоносная жила обнаружится там, где рамки сойдутся вместе. Как только она будет пройдена, куски проволоки вновь разойдутся в стороны.
Уровень залегания определяется методом линейки и маятника — небольшого груза в виде конуса или шара, подвешенного на нитке длиной 20-30 см. Цифра, около которой он будет раскачиваться поперек измерительного инструмента, следует воспринимать как показатель глубины источника. Маятник изготавливают из меди, стали, бронзы или алюминия.
Рамка не может эффективно работать там, где присутствует большое скопление подземных металлических трубопроводных коммуникаций. Возникают сложности с применением этого метода и в случае глубокого расположения источника.
Барометрическим способом устанавливается давление вблизи реки, после чего этот показатель сравнивается с аналогичным значением, полученным на участке. Показатель в 0,1 мм разницы между ними соответствует 1 м глубины залегания грунтовой жидкости. Если разница значений составляет 0,3 мм, источник присутствует на уровне 3 метров от земли.
Водоносный горизонт на участке можно определить разными способами, но технические методы дают более точные данные о его расположении и качестве воды.
Источник
Как найти водоносный слой: способы определения расположения и глубины залегания для бурения скважины
Осадочная горная порода, состоящая из нескольких подземных слоев с различной степенью водопроницаемости, называется водоносным горизонтом. Полости и трещины пластов заполнены грунтовыми водами. Водоносный слой чаще состоит из песчаника и известняка, т.к. данные породы обладают проницаемостью и пористостью, способны накапливать и пропускать воду.
Водоносные слои грунта.
Как определить водоносный слой
Вода циркулирует по водоносу, формируя русло, которое ограничено слоями толщиной от 5 см до нескольких метров (2 водоупорных пласта либо 1 слой и зона аэрации с другой стороны).
Водоносные горизонты находятся на различных глубинах, что учитывается при бурении скважины:
- Расположенные ближе к поверхности (в пределах 3 или 5 м) первые водные слои называются верховодками. Они чаще пополняются дождями и талым снегом, используются в качестве источников технической воды из-за высокой степени загрязнения. Эти слои нестабильны, т.к. вода может уходить вниз.
- Грунтовые воды на глубине от 10 до 20 м являются пригодными для питья, т.к. частично фильтруются при прохождении через почву. Данные водоносы более стабильны, т.к. не зависят от погодных условий.
- При глубине залегания от 25 до 50 м вода характеризуется высоким качеством. Здесь обустраиваются питьевые источники.
Для добычи воды используется скважина, в которую погружается насос. Перед забиванием необходимо правильно определить местонахождение пласта. Рекомендуется осмотреть скважины и колодцы, расположенные поблизости, замерить их глубину. Поможет также сбор информации о качестве и объеме добываемой воды в интересующей местности. Можно провести анализ аэрографических снимков. На наличие водоносного горизонта может указывать наличие низин, пологих понижений или резких перепадов.
Иногда для поиска воды используют шнековое бурение.
Часто используется метод электрического сопротивления: устанавливается специальное оборудование, собирающее сведения об удельном сопротивлении почвенных слоев. На основе полученной информации проводится анализ. Методика является эффективной, но близкое расположение инженерных или железнодорожных коммуникаций, трубопровода способно исказить результаты.
Достоверным способом обнаружения водоноса является шнековое бурение, проводящееся с учетом гидрогеологического справочника. Способ является дорогостоящим, однако дает возможность удостовериться в наличии или отсутствии воды. Еще одним преимуществом является возможность отправки пробы воды в лабораторию для определения качественного состава.
При самостоятельном определении близости грунтовых вод эксперты рекомендуют обращать внимание на следующее:
- В породах плотной кристаллической структуры часто расположены разветвленные системы водоносного пласта.
- Сложнее обнаружить горизонт в складчатых структурах, он может располагаться в низине или на вершине.
- Хорошим участком для бурения скважины станет место чуть выше родников и ключей. Можно отследить местонахождение водопоя животных.
- Для бурения лучше выбирать участки прямоугольной формы гидрографической сети с разломами пород.
- Большое количество воды отмечается в водоносах, содержащих гальку и песок.
- Пласты из глины, ила, кварца, известняка менее продуктивны, требуют наличия широкой скважины. Следует выбирать места с разломами, где выветрились части породы.
Новую скважину следует бурить подальше от существующих колодцев.
Глиняная посуда для определения водоносного слоя
Для обнаружения места расположения водоносного пласта используется глиняная посуда, предварительно просушенная. В сухую погоду ее оставляют на ночь на участке в перевернутом виде. Если снизу в почве расположен водонос, то к утру на внутренней поверхности глиняной емкости появится влага.
Можно использовать усовершенствованный метод:
- В посуду засыпать просушенный в духовке силикагель. Рекомендуется использовать глиняный горшок.
- Ёмкость накрывают тканым материалом и взвешивают, фиксируя показатель.
- Горшок закапывают на глубину 1,5 или 2 м. Выдерживают сутки.
- По истечении 24 часов емкость аккуратно откапывают и взвешивают.
- На наличие поблизости грунтовых вод будет указывать увеличение массы горшка.
Закапывая несколько емкостей в разных местах и на различной глубине, можно определить максимальную близость к водоносному пласту.
В качестве наполнителя вместо силикагеля можно использовать толченые глиняные черепки, керамический кирпич или измельченную глину (после обжига).
Растения как показатель водоносного слоя
Данный метод используется только на неосвоенных участках, где присутствуют дикорастущие растения. Особенности их расположения вблизи грунтовых вод обусловлены длиной и типом корневищ.
Источник