Характеристики грунтов и грунтовые воды

Грунт является непосредственным основанием будущего дома, поэтому его характеристики являются во многом определяющими.

Самое надежное основание — однородный грунт: он осаживается равномерно и делает здание более устойчивым.

Виды грунтов:

• Скалистые. Надежны, прочны, не сжимаются, не размываются и не промерзают. Фундамент на таких грунтах можно закладывать прямо на поверхности;
• Хрящеватые (смесь земли и гравия, обломков камня). Надежны, прочны, не сжимаются и не размываются. Фундамент на таких грунтах следует закладывать на глубину не менее 50 см независимо от глубины промерзания грунта;
• Песчаные. Легко извлекаются, хорошо пропускают воду, отлично уплотняются под нагрузкой и незначительно промерзают. Фундамент на таких грунтах можно закладывать на глубину от 40 до 70 см;
• Глинистые. Способны сжиматься, размываться, а замерзая — вспучиваться. Если такие грунты находятся во влажной среде, то фундаменты зданий, располагаемых на подобных участках, нужно закладывать на расчетную глубину промерзания;
• Суглинки и супеси. Смеси из песка и глинистых частиц. Суглинки содержат от 10 до 30 % глинистых частиц, супеси — от 3 до 10 %. Оба грунта занимают промежуточное положение между глиной и песком. Если указанные грунты находятся во влажном состоянии, глубина заложения фундаментов должна быть не менее расчетной глубины промерзания;
• Торфяные. Чрезвычайно пористые и ненадежные, подвержены глубокой усадке, размыванию, высокой степени пучения. Поэтому закладывание на них фундамента без проведения специальных земляных работ не допускается, в частности осушения выемки и замены грунта или вбивания свай.

Для определения типа грунта обычно проводят инженерно-геологические изыскания, которыми занимаются специализированные лаборатории, имеющие соответствующее оборудование для бурения и взятия проб почвы. Шурфы подготавливают на глубину промерзания почвы, чтобы оценить гидрогеологическую обстановку на участке и ее сезонные изменения. В дальнейшем полученные данные используют при зонировании земельного надела, постройке дома и благоустройстве участка.

Тип грунта определяется на основе визуального анализа проб, взятых на уровне промерзания сразу после устройства шурфов.

Глубина промерзания грунтов зависит от месторасположения участка строительства:

• Новосибирск и Омск — 220 см;
• Тобольск — 210 см;
• Екатеринбург, Челябинск, Пермь — 190 см;
• Ижевск, Казань, Оренбурга — 170 см;
• Уральск — 160 см;
• Вологда, Кострома, Пенза, Саратов, Нижний Новгород — 150 см;
• Москва, Новгород, Санкт-Петербурга, Тверь, Воронеж — 140 см.

Под уровнем грунтовых вод понимают отметку, ниже которой грунтовое основание насыщено водой. Хрящеватые, песчаные, скалистые грунты имеют, как правило, низкий уровень грунтовых вод — значительно ниже уровня закладки фундамента загородного дома. Тем не менее для каждого участка это значение следует устанавливать индивидуально, так как уровень грунтовых вод зависит от близости водоемов, наличия водоносных слоев, прилегающих к поверхности, и других факторов. Уровень грунтовых вод рекомендуется определять через 3–5 суток после устройства шурфов по их наполненности водой.

Источники выхода воды на поверхность могут быть множественными и иметь разнообразную природу, которая зависит от близости водоема, наличия поверхностных водоносных слоев, гидроизоляционных свойств грунта и прочих факторов. Иными словами, даже соседствующие участки могут отличаться друг от друга высотой расположения над грунтовыми водами, а значит, сухостью почвы и заболоченностью.

Для точного определения характеристики грунтов и уровня грунтовых вод на участке застройки устраивают шурфы. Они закладываются в нескольких точках в месте размещения дома на участке. При планируемых размерах коттеджа 10 х 10 м шурфы выполняются по одному в местах расположения углов, не менее трех — в центральной части площадки, отведенной под застройку, на расстоянии 2–3 м друг от друга. Устраивать шурфы рекомендуется весной или осенью, что позволит реально оценить уровень грунтовых вод.

Оптимально, когда уровень грунтовых вод проходит на глубине более 2,5 м от поверхности. При расположении уровня грунтовых вод на глубине менее чем 1,5 м несущая способность грунта снижена, почва переувлажнена и насыщена водой. Это влияет на осадку фундамента, препятствуя обустройству подвала или цокольного этажа. При залегании грунтовых вод на глубине менее 1,5 м от поверхности, как правило, требуется осушение участка.

Прежде чем приступать к осушению участка, необходимо соблюсти три главных условия: во-первых, зафиксировать наличие грунтовых вод и их уровень; во-вторых, установить, место сброса воды, собранной в дренаж; в-третьих, определить уклон водостока с помощью нивелира путем сопоставления разницы высот.

Способ определения уровня грунтовых вод, первое условие, был рассмотрен выше. Что касается второго условия, то на земельных участках, выделенных под массовую частную застройку, в обязательном порядке организуют общую дренажную систему(ОДС). О ней можно узнать в органах самоуправления либо у геодезических служб. Вместе с тем застройщик нередко сталкивается с проблемой подключения к ОДС, когда на пути прокладки трубы сброса воды уже возведено какое-либо строение или же земельный надел выделен вдали от населенного пункта, в месте, непредусмотренном под массовую застройку. В этом случае необходимо орга низовать дренажный водосбор.

Варианты отвода поверхностных и грунтовых вод

Способ, проиллюстрированный на рисунке а, является самым эффективным для отвода талых, ливневых, паводковых и грунтовых вод за счет естественного уклона к ОДС и обустройства дренажной трубы на участке.

Вариант, представленный на рисунке б, ис пользуется в местах, где невозможно организовать открытую ОДС. Все талые, паводковые и ливневые воды сначала просачиваются в грунт, а затем вместе с грунтовыми водами под участком выводятся по дренам в точку сброса, в качестве которой могут служить дренажные или канализационные трубы больших размеров.

В случаях, когда невозможно обеспечить сброс воды в общую дренажную систему, непосредственно на участке обустраивают дренажный колодец (рис. в). При правильной установке и планировке поверхности надела колодец способен обеспечить быстрое осушение почвы от поверхностных ливневых, паводковых и талых вод, а также эффективный сбор грунтовых вод. Единственный недостаток этого способа — выделение отдельной площади под его организацию. Тем не менее такой вариант предпочитают многие застройщики, так как подобный водоем может служить источником воды для бытовых нужд: полива зеленых насаждений, мойки автомобиля, уборки территории и т. д. В изометрии обустройство дренажного колодца выглядит следующим образом:

После того как определена точка сброса вод, можно начинать разработку собственной дренажной системы на участке. Смысл ее заключается в установке водоотводящей дренажной трубы по самой низкой линии участка и в подводе к ней водосборных дренажных труб. На ровных участках, которые на практике встречаются довольно редко, основная водоотводящая дренажная труба устанавливается в любом удобном для хозяина месте по одной из предложенных схем:

• а – уклон в глубине участка;
• б – уклон с двух сторон участка;
• в – уклон с одной стороны участка

Следующий этап — подготовка и организация работ по устройству дренажной системы внутри участка. Сначала необходимо подобрать элементы водосбора и водоотвода. В их качестве могут выступать полиэтиленовые и пластиковые дренажные трубы заводского производства с прорезями на стенках, через которые вода будет просачиваться внутрь трубы. Не следует путать их с канализационными и водопроводными трубами, иначе придется проделывать отверстия для стока вручную, а это — вынужденная потеря денег, времени и сил.

Дренажную систему укладывают с уклоном 2–3° из отдельных дрен, выполненных из труб диаметром 100–150 мм, длиной до 20 м. Для этого выкапывают траншею с уклоном в сторону водосборника. Трубы засыпают сначала крупной щебенкой слоем не менее 20–30 см, затем извлеченным из траншеи грунтом. При уклоне дренажной сети в противоположную от улицы сторону в глубине участка сооружают водоем для сбора воды со сторонами 2 х 4 м и вертикальными стенками. Для укрепления грунтов по линии траншеи от осыпания и предотвращения смешивания разнородных фракций слоев засыпки используется геотекстиль. Геотекстиль — это однослойная или многослойная ткань (сеть) из стеклянных и полимерных волокон, нейтральных к воздействию агрессивной среды грунта, атмосферных осадков и перепадов температур.

Общий порядок работ по устройству дренажа из труб:

1. на глубину промерзания грунтов выкапываюся траншеи;
2. устраивается песчаная подсыпка толщиной 100–150 мм;
3. по стенам траншеи выстилается геотекстиль;
4. на дно траншеи укладывается дренажная труба и засыпается щебнем или гравием, не достигая верха траншеи не менее 300 мм;
5. краями геотекстиля полностью укрывается щебеночная засыпка, после чего выполняется обратная засыпка траншеи.

Стенки водоема уплотняют мятой глиной, покрывают несколькими слоями гидростеклоизола, а затем выкладывают кирпичом, природным камнем или заливают бетоном. Глубина резервуара зависит от заглубления сливной трубы дренажной сети. При сооружении водоема для сбора грунтовых вод необходимо учитывать его многоцелевое назначение, не забывая об эстетике: например, его можно превратить в декоративный пруд, украсив берега водолюбивыми растениями.