Чтобы вода не залила котлован, грунтовые воды удерживают на одном уровне за счет постоянного откачивания, либо откачку воды производят через определенные промежутки времени. Если вода хлынет в котлован, это может привести к непредсказуемым последствиям, например, к разрушению еще не укрепленных конструкций.
Имея это в виду, следует особое внимание уделить системе откачки воды, чтобы застраховать себя от серьезных проблем. При открытом водопонижении, когда идет дождь, рекомендуется включать насосы, при этом лучше использовать такие модели, в которых предусмотрена функция автоматического управления.
При создании проекта фундамента, важно собрать как можно более полную информацию о составе грунта, уровне и особенностях грунтовых вод, находящихся на территории предполагаемого строительства. Если такой информации собрано не будет, возведение фундамента, почти на 100%, обречено на провал в самом начале.
Водопроницаемость слоев грунта различна. На высоком уровне может находиться спокойная вода. Однако грунтовые воды, накопившиеся за длительный промежуток времени, могут оказывать давление различной силы. Для примера можно рассмотреть пол подвала, который «погружен» на 1 м в грунтовую воду. На каждый квадратный метр этого пола снизу вверх действует сила в 1 т. Чтобы нейтрализовать эту силу, нужна бетонная плита, толщина которой составляет приблизительно 0, 46 м. Между тем, часто приходится наблюдать, что многие не проводят необходимых расчетов, учитывая которые можно избежать затопления в будущем.
Другая типичная ошибка заключается в том, что неверным оказывается выбор гидроизоляции. Неправильно определив высоту грунтовых вод, гидроизоляцию в подвалах часто организуют лишь от влажности. В результате - давление грунтовых вод поднимает пол, гидроизоляция не спасает от затопления, которое становится опасным не только для подвала, но и для жилых помещений. После серьезного затопления ремонтировать жилище довольно сложно.
После того как помещения освобождены от воды, нужно установить четырехслойную напорную гидроизоляцию, защитив ее дополнительно железобетонным корытом. Через это приспособление давление грунтовых вод можно передать стенам здания. Важно отметить, что использование такой технологии чрезвычайно сложно и дорого.
Важным аспектом планирования работ является также исследование химического состава грунтовых вод, которые могут содержать сульфаты, соли, органические кислоты, щелочи.
Большое содержание сульфатов может оказать разрушающее воздействие на бетон, разъедая и разрыхляя его. Начало этой химической реакции легко заметить, наблюдая появление белого гипсового налета на бетоне, а затем его расслоение. Чтобы защитить материал от разрешения, в наиболее проблемных местах применяют цемент (сульфатостойкий портландцемент марки 350) или шлакопортландцементы, которые не содержат веществ, вступающих в химические реакции с сульфатами. С грунтовыми водами связано и появление на отдельных частях сооружений белых солевых пятен, называемых высолами. Высолы образуются в результате циркуляции воды, которая проникает в конструкции, скорее всего, из грунта.
Любое здание должно быть надёжно защищено от уровня грунтовых вод, и лучше всего это делать ещё в процессе строительства. Комплекс защитных мероприятий может включать в себя различные способы гидроизоляции, дренажа и т. д.
Защитные мероприятия следует планировать с расчётом на 50-60 см выше, чем могут подняться грунтовые воды весной. Даже если уровень грунтовых вод в районе постройки здания бывает не слишком высоким, необходимо преградить поверхностным водам доступ к его фундаменту и цоколю. Для этого вокруг строящегося здания устраивают отмостку или тротуар.
Варианты защиты фундамента от грунтовых вод могут быть разными. Так, если в здании нет подвала, либо грунтовые воды располагаются ниже него, будет достаточно устроить гидроизоляцию от капиллярной влаги. В этом случае надо изолировать стены подвала и сделать так, чтобы влага из грунта не могла подниматься по ним вверх.
Дренаж устраивается в том случае, когда уровень грунтовых вод располагается выше уровня пола подвала. Цель – добиться того, чтобы уровень грунтовых вод стал ниже уровня пола. Дренаж достаточно просто устроить, если поблизости имеются водоёмы или коллекторы, в которые можно отвести воду от здания. Однако бывает так, что устройство дренажа невозможно (например, из-за особенностей рельефа), тогда следует защитить подвал, устроив специальную гидроизоляцию. Варианты гидроизоляции, как уже говорилось, можно выбрать разные: это зависит от того, есть ли в здании подвал или нет.
В зданиях, не имеющих подвала, гидроизоляция прокладывается в цоколе на1-1, 5см ниже конструкций пола и на 2см выше уровня тротуаров. От грунтовой влаги здание изолируется бетонной подготовкой пола. Бетонная подготовка и слой изоляции должны быть связаны между собой. Если подготовка расположена ниже, чем изоляция, то в качестве связующего звена используют двойной слой битума, нанесённый на поверхность цоколя изнутри.
Устройство изоляционного слоя: асфальт толщиной 1, 2см или слой цементного раствора с церезитом или гидрозитом. Раствор готовится в соотношении 1:1, 5 и наносится слоем толщиной 1, 5см. Можно также использовать рубероид, уложив его в 2 слоя и промазав между ними битумной массой.
При высоте цоколя больше 60см прокладываются 2 слоя изоляции: первый – на 10-15см ниже конструкций пола, второй – на 15-20см выше уровня тротуара. В дополнение к этому, внутреннюю поверхность стены, которая соприкасается с грунтом между бетонной подготовкой и изоляцией, промазывают в 2 слоя горячим битумом.
Если в здании есть подвал, гидроизоляция от капиллярной влаги устраивается на уровне пола подвала, а также выше поверхности тротуара на 15-20см. Для защиты стен подвала от сырости используют двойную обмазку по подсушенной штукатурке горячим битумом или смолой. Также используют цементный раствор с добавкой гидрозита.
Если здание испытывает напор грунтовых вод, то лучше всё-таки устроить дренаж, однако подойдёт и водонепроницаемая непрерывная оболочка подвала с наружной стороны его стен и пола.
Если напор грунтовых вод не слишком большой (0, 1-0, 2м), в свободный котлован выше бетонной подготовки укладывают мятую глину. Толщина слоя – 25см. Сверху всё смазывают цементным раствором с гидрозитом (1:3) и делают асфальтовый или цементный пол.
После промазки наружной поверхности раствором с добавлением жидкого стекла производят её оштукатуривание. Штукатурят в 2 слоя по 1, 5см цементным раствором с гидрозитом, на 50 см выше уровня грунтовых вод. Потом за эту стену слоями по 25см набивают жирную мятую глину, так чтобы её верхний слой был ниже изоляционного слоя на 25см.
Вес бетонной подготовки гасит напор грунтовых вод. Для того, чтобы обеспечить непрерывность изоляции стен и пола, пол в подвале следует устраивать после возведения стен, особенно в песчаном грунте.
Если грунт глинистый, то осадка происходит дольше, и непрерывность изоляции можно обеспечить с помощью замка из битума и пакли.
При более сильном напоре грунтовых вод (0, 2-0, 8м) может понадобиться добавочная загрузка конструкции пола. Обычно для этого используют тяжёлый бетон, объёмный вес которого – 2200кг/м3. При этом толщина загрузки будет в 2 раза меньше, чем превышение над полом подвала уровня грунтовых вод.
Если напор грунтовых вод ещё более мощный, от 0, 8 до 2 м, то к основной гидроизоляции добавляют больше рулонных слоёв (3-4 слоя), и усиливают железобетонную плиту стальными (железобетонными) балками.
Разработка грунта
Строительство часто ведут в условиях, когда грунтовые воды встречаются на глубине 1-2 м от поверхности. В этих случаях грунт, пригодный для отсыпки основания, и подошва сооружения оказываются под уровнем грунтовых вод. Если нет возможности понизить этот уровень, то в дальнейшем могут возникнуть серьезные ошибки. Площадка для фундамента, находящаяся под уровнем грунтовых вод, уже в процессе выемки грунта бывает затоптана и размыта; грунт становится рыхлым, теряет свои первоначальные свойства, в том числе несущую способность. Исходная расчетная площадь нарушенного грунта уже не будет достаточной, возникнут непредвиденные просадки, которые фундамент не выдержит, а также трещины, разрушения.
Неправильным считается способ строительства, когда укладку бетонного ленточного фундамента начинают на покрытой водой площадке и заканчивают его, разгребая грязь и сгоняя воду. В подобных случаях из-за технической неосведомленности используют почти обезвоженную бетонную смесь, объясняя это тем, что воды в траншеях достаточно. Изготовленный по такой технологии фундамент не способен нести полностью всю нагрузку по следующим причинам:
подошва фундамента - не плоскость, а произвольно образованная смесью из грунта и бетона поверхность. Такое перемешивание приводит к тому, что грунт становится неровным, бетон - рыхлым, с крупными порами, засоренным комками грунта;
в результате сгона воды из свежеуложенного бетона вымывается цемент и комки цементного раствора не могут нести нагрузку так же, как смесь песка и щебня;
сухую бетонную смесь бессмысленно укладывать в грунтовую воду, поскольку невозможно равномерное перемешивание, в результате смесь будет вести себя как бетон, который расслоился в результате механического воздействия. Следовательно, несущая способность бетона не может быть принята во внимание в расчетах.
Таким образом, следует избегать укладки бетонного фундамента под водой, в любом случае прежде необходимо осушить участок. Простейший способ осушения котлованов под фундаменты - открытое водопонижение (рис. 27) путем откачивания воды из готовых траншей или котлованов. Способ этот можно применить везде, где присутствуют явления восходящей суффозии или опасность вымывания минеральных частиц грунта. Восходящая суффозия - разрушение грунта проникающей в котлован водой, когда грунт теряет устойчивость, необходимую для устройства основания сооружения.