У проектуванні будинків враховується безліч розрахункових величин, здатних вплинути на будівництво і експлуатацію споруди, і однією з них є рівень грунтових вод. Саме цей показник буде основним критерієм в розрахунку вартості забудови, технології будівництва, довговічності конструкції і умов експлуатації будівлі. Грунтові води часто ускладнюють будівництво опорних конструкцій і будівель в цілому, тому, щоб ефективно впоратися з цією проблемою, потрібно дізнатися про неї якомога більше інформації, перш ніж починати забудову. 
Схема освіти підземних вод.
Поняття в геології
Рівень грунтових вод - це шар грунту, нижче якого грунт насичений водою до межі, тобто це найближчий до поверхні землі водоносний шар. Цей водяний шар відокремлений від низлежащего водонепроникними породами глинистої або кам'янистого грунту. Глибина підземних вод залежить в основному від ділянки і від наявності водойм поблизу. В горах грунтові води можуть залягати на глибині понад 100 метрів, а в низинах і болотистих місцевостях цей показник може налічувати від декількох сантиметрів до 2 метрів. Залежно від пори року та інтенсивності випадання атмосферних опадів, рівень грунтових вод постійно змінюється, а коливання цієї величини знаходяться в межах декількох метрів.
Схема промерзання ґрунту.
Найменший рівень підземних вод припадає на зимовий період, коли через промерзання грунту грунт стає водонепроникним, а опади випадають у вигляді замерзлих кристалів води, які не зникнуть до настання тепла. Найвищий рівень грунтових вод відзначається навесні, коли відбувається танення випали за зиму опадів. Верхній шар грунту стає пористим, через що вся волога, що утворилася на поверхні, просочується в нижні породи до водонепроникного шару, що тягне за собою підвищення рівня залягають грунтових вод. Саме тому для будівництва будівель вимірювати показник рівня підземних вод слід навесні, щоб уникнути пученія грунту.
типи шарів
Розрізняють такі види грунтових вод:
- верховодка;
- грунтові безнапірні води;
- артезіанські води.
Верховодка залягає на глибині 2-3 метрів. У посушливу погоду, а також взимку зникає, просочуючись в нижні водоносні шари. Носить тимчасовий і сезонний характер. Має невелику площу поширення. У піщаних грунтах зустрічається вкрай рідко, для неї більш типові суглинні або лісові породи. Залягаючи в межах простору підземних частин будівлі, верховодка становить високу небезпеку для будівництва, так як може стати причиною підтоплення споруди і пученія грунту навколо фундаменту.
Таблиця умов зниження ґрунтових вод.
Грунтові безнапірні води залягають на першому водотривкому шарі від поверхні землі. Цей водоносний шар не перекривається водонепроникними шарами грунту. Свій водний пласт грунтові води наповнюють в повному обсязі, через що вони і є ненапорние. Цей вид підземних вод носить постійний характер в часі і значний за площею поширення.
Харчування грунтових вод відбувається в основному за рахунок інфільтрації атмосферних опадів. Саме цей тип грунтових вод доставляє більшу кількість клопоту при будівництві опорних конструкцій і пристрої котлованів. Справа в тому, що високий рівень безнапірних підземних вод не дозволить провести заливку фундаменту через постійне затоплення водою будівельного котловану.
Артезіанські води - це підземний шар води, що розташовується між двома водотривкими шарами грунту. Якщо з якої-небудь причини буде пробитий верхній водотривких шар, то це призведе до викиду залягає води під тиском на поверхню. Артезіанські води пролягають глибоко в грунті і носять постійний характер. Через свого розташування ніяк не впливають на будівництво будівель.
Вплив на будівництво
Проектування будь-яких споруд, які передбачають заливку фундаменту, завжди повинно починатися з вимірювання рівня залягання грунтових вод. Чим вище їх розташування, тим менше грунт здатний витримувати несучі опори. Якщо залягання підземного водоносного шару знаходиться на глибині менше 2 метрів, то це вважається високим рівнем грунтових вод. При такому їх розташуванні від будівництва, що вимагає облаштування котловану або траншеї, варто відмовитися.
Схема пробної свердловини для визначення рівня грунтових вод.
Також уникати будівництва варто, якщо при високому рівні грунтових вод між поверхнею землі і водоносних шаром знаходиться піщаний грунт з мулистій домішкою. Попадання вологи в шари піщаної породи призведе до зміни грунту (він почне «плавати»), що згубно позначиться на здатності несучих конструкцій витримувати навантаження, створювані самою будівлею. Якщо ж на цьому рівні розташований пласт глинистого сланцю, то потрапляння в нього води призведе до його розм'якшення, через що втратиться стійкість ґрунту, що неминуче буде сприяти викривленню рівня фундаменту.
У будь-якому випадку, при наявності подібних проблем, вартість забудови буде невиправдано високою. Справа в тому, що підземні води постійно будуть заливати виритий котлован, навіть при наявності якісної гідроізоляції і дренажу, що не дозволить провести заливку фундаменту. Такі заходи лише на короткий термін забезпечать необхідний ефект, але самі грунтові води не зникнуть і, після невеликого проміжку часу, знову відновлять свій первісний рівень.
Від рівня грунтових вод залежить не тільки кошторисна вартість будівництва будівлі, а й витрати на його експлуатацію, і сам термін експлуатації.
Рівень підземного водоносного шару обумовлює обмеження у вигляді вибору фундаменту, його глибини, розміру і термінів будівництва. Крім цих показників, рівень підземного водоносного шару накладає обмеження на вибір матеріалів для забудови та їх технічних характеристик (щільність, міцність, водонепроникність і т.д.). Рішення про облаштування цоколів і підвалів теж безпосередньо залежить від рівня грунтових вод.
Схема зниження ґрунтових вод.
Тому в будівництві прийнята норма відстані від основи фундаменту до залягають грунтових вод, рівна 0,5 метра і вище. Це дозволить облаштувати всі несучі конструкції згідно з нормами і гарантує надійність експлуатації побудованого будинку. Якщо розрахунок був виконаний без урахування цієї норми, то станеться нерівномірне обдимання ґрунту, наслідком чого стане перекіс фундаменту, який викличе появу тріщин в конструкціях, що може привести до їх обвалення. Саме тому рівень грунтових вод необхідно визначати ще на стадії проектування будівлі.
визначення рівня
Здійснити визначення рівня грунтових вод можна кількома способами, але існує єдине правило: всі вимірювання проводяться навесні, коли розтане сніг. Це обумовлено тим, що саме в цей період рівень залягає водоносного шару знаходиться на максимальній позначці.
Найпростішим і поширеним, але в той же час точним і ефективним способом є завмер рівня води в прилеглих до ділянки колодязях. Справа в тому, що колодязь наповнюється тільки за рахунок грунтових вод, саме тому відстань, яке знаходиться між верхом колодязя і поверхнею води, і є рівнем залягання підземних грунтових вод. Для найбільш точного визначення цього показника виміри варто виконувати в декількох колодязях, що знаходяться поблизу ділянки для будівництва.
Другий, не менш точний спосіб застосовують, коли на прилеглих територіях до ділянки немає виритих колодязів, - це буріння пробної свердловини. Для цього способу за допомогою садового бура потрібно пробурити кілька свердловин глибиною 2-2,5 метра, і, якщо протягом двох днів в них не з'явиться вода, це означає, що вона пролягає на достатній глибині і при будівництві її не варто побоюватися.
Схема виготовлення маятника і рамки для пошуку грунтових вод.
Існують ще старовинні способи визначення цього показника. Наприклад, потрібно взяти добре просушений грудку шерсті, сире куряче яйце (бажано більш свіже) і глиняний глибокий посуд. Після чого в передбачуваному місці будівництва необхідно акуратно зняти шар дерну і в отриману ямку покласти клаптик вовни, на шерсть покласти куряче яйце і все це накрити глиняним посудом.
Потім все це акуратно потрібно накрити шаром дерну, знятого з цього місця. Результат дивляться на ранок наступного дня. Потрібно прибрати шар дерну і акуратно зняти глиняний посуд, а потім уважно оглянути утворилася росу. Якщо роса з'явилася на шерсті і на яйці, то вода в цьому місці залягає неглибоко. Якщо ж роса є на самім, то вода розташовується досить глибоко. А якщо і клаптик вовни, і яйце сухі, то, можливо, води в цьому місці зовсім немає або ж вона знаходиться на пристойній глибині.
Визначити рівень ґрунтових вод на ділянці можна за допомогою рослин, які ростуть на ньому, і їх характеристик. Припустимо, якщо в посушливу пору року на ділянці ростуть яскраво-зелена трава, кропива, осока або очерет, то води в цьому місці стоять досить високо, не більше 2-3 метрів. Або ж, якщо вечорами над ділянкою постійно утворюються тумани, а поблизу немає ні річок, ні водойм, то це символізує про те ж. А ось якщо в посушливу погоду на ділянці переважають солодка або полин, то вологи на глибині до 4-5 метрів немає.
Таким чином, способів визначення рівня грунтових вод існує безліч. Їх точність різниться, але загальне уявлення про наявність водоносного шару і глибини його залягання вони можуть відобразити. Для детального визначення цього показника можна замовити геологічне обстеження місцевості ділянки, що дасть більш точну картину знаходження підводних вод на ділянці.
захист конструкцій
Схема дренажу ділянки.
Навіть при точному визначенні рівня грунтових вод обов'язково повинні бути вжиті заходи щодо захисту споруди від них. Вибір ступеня гідроізоляції і заходів по зниженню підземних вод залежить від рівня залягання водоносного шару, типу фундаменту, характеристик грунту і від наявності цоколя і підвалів.
Якщо в проекті будівлі відсутні цоколь або підвал або глибина залягання підземних вод нижче рівня їхньої статі, то для захисту споруди від грунтових вод досить буде провести гідроізоляцію фундаменту і стін підвальних приміщень. У разі розташування підлоги підвалу або цоколя над водоносним шаром, потрібно облаштування дренажної системи для відведення води. Це можливо тільки при наявності прилеглих водойм або колекторів, куди будуть скидатися води. В іншому випадку необхідно облаштування спеціальної гідроізоляції, яка має складну технологію монтажу і високу вартість.
Також на поверхні, внаслідок атмосферних опадів або знаходження ділянки в низині, утворюються поверхневі води, здатні вплинути на обдимання ґрунту або на рівень підземного водоносного шару. Щоб запобігти їх скупчення, в місці будівництва влаштовують водовідвідні канави або обвалування ділянки. Вода, таким чином, відводиться за допомогою штучного ухилу або через мережі відкритого водостоку.
При високому рівні ґрунтових вод єдиним способом захисту конструкцій є дренаж. Дренажні системи можуть бути як закритого, так і відкритого типу, в залежності від необхідного рівня зниження водоносного шару. Будь-яка дренажна система повинна закладатися на перших стадіях облаштування несучих конструкцій.
Відкриті дренажні системи прості в спорудженні, але заважають облаштуванню ділянки і зменшують площу землі для корисного використання. Вони представлені у вигляді виритих каналів і траншей вниз по схилу. На дно траншеї обов'язково повинен бути викладений камінь або глина, щоб запобігти їх розмивання.
Закриті дренажні системи не помітні на ділянці, але мають обмежений термін служби через їх постійного замулювання. Дрени закритого типу влаштовуються у вигляді системи труб, що знаходиться під землею, вода з якої відводиться в каналізаційні стоки або в довколишні водоймища.
У будь-якому випадку захист споруджуваних конструкцій від ґрунтових вод слід проводити за участю фахівця.