Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83)
Подземные воды
2.78. Подземные воды включают в себя воды зоны аэрации (почвенные, болотные, такыров, инфильтрующиеся, воды капиллярной каймы, верховодок, пленочные) и воды зоны насыщения (грунтовые, под- и межмерзлотные, надмерзлотные, межпластовые, трещинные, карстовые и т.д.). При строительном освоении территории и дальнейшей ее эксплуатации воздействию техногенных факторов в основном подвергаются воды зоны аэрации и грунтовые воды и реже - нижезалегающие водоносные горизонты. При этом следует учитывать развитие в данном районе таких неблагоприятных природных и инженерно-геологических процессов, как карст, оползание склонов, подземная суффозия и т.д.
Существующее положение уровня или напора подземных вод и возможность его изменения в период строительства и последующей эксплуатации возводимых зданий и сооружений влияют на выбор типа фундамента и его размеров, а также на выбор водозащитных мероприятий и характер производства строительных работ.
При повышении уровня или напора подземных вод и влажности снижаются деформационные и прочностные характеристики глинистых и биогенных грунтов оснований, возникает просадка или набухание грунта, увеличивается степень морозной пучинистости и т.д. Все это может привести к дополнительным деформациям, если здания и сооружения были запроектированы без учета изменений водонасыщения грунтов оснований, как того требуют существующие нормативные документы.
При понижении уровня или напора подземных вод могут также возникать дополнительные осадки пылевато-глинистых, биогенных и песчаных грунтов. Изменения уровней подземных вод часто ведут к формированию или интенсификации инженерно-геологических процессов (карст, оползни, суффозия и т.д.).
2.79(2.17). 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.
2.80. Проведение вертикальной планировки, разработка котлованов, траншей и т.д. и последующая эксплуатация зданий, сооружений и застроенной территории в целом (в том числе эксплуатация систем водоснабжения и водоотведения) вызывают изменения гидрогеологических условий, что необходимо учитывать при проведении инженерных изысканий и проектирования.
Застроенная территория (населенный пункт или промышленное предприятие) является многокомпонентной и динамичной системой, постоянно изменяющейся как в процессе строительства и реконструкции зданий и сооружений, так и в процессе их эксплуатации. Поэтому выполнение количественных прогнозов, особенно долгосрочных (более одного года), изменения гидрогеологических условий с необходимой точностью и надежностью, с необходимым учетом трудно предсказуемых возможных изменений условий питания и разгрузки подземных вод (например, фильтрации утечек из коммуникаций и вод поверхностного стока, изменения естественной дренированности территории и т.д.), в настоящее время, как правило, является проблематичным. Поэтому выполняемые прогнозы, особенно для отдельных зданий (сооружений), являются в основном оценочными, т.е. носят характер прогнозных оценок*. Это обстоятельство усугубляется отсутствием на большинстве застроенных территорий длительных гидрогеологических наблюдений, причем для незастроенных территорий продолжительность наблюдений должна быть не менее года, а для застроенных - значительно большей (3-5 и более лет).
_______________
* Прогнозная оценка - это прогноз без выполнения верификации, т.е. когда определение точности и достоверности прогноза невозможно или последние не отвечают требуемым.
2.81. При проектировании оснований отдельных зданий и сооружений учет изменений гидрогеологических условий площадки строительства должен проводиться на основе ранее выполненных прогнозных оценок для более значительных, чем рассматриваемая площадь, участков территории (например, для проектирования системы инженерной защиты от опасных геологических процессов), ограниченных реками, ручьями и др. естественными границами, на которых принимаются соответствующие граничные условия. Гидрогеологические условия конкретной площади (например, формирование режима подземных вод) зависит не только от факторов, действующих непосредственно на данном участке территории. При отсутствии ранее выполненных прогнозных оценок, последние для отдельного здания или комплекса сооружений могут выполняться, учитывая незначительные объемы и малые сроки проведения инженерных изысканий, методом конкретной аналогии на основе имеющегося опыта для условий (природных и техногенных) конкретного объекта - эталона строительства и эксплуатации, для которого исследуемый объект является аналогом, или методом обобщенной аналогии по материалам, приведенным в пп.2.98-2.104.
2.82. Для оценки возможности образования верховодки (в том числе техногенной), создания техногенных горизонтов подземных вод или техногенного изменения уровня подземных вод (в том числе грунтовых), оценки их температуры и химического состава, а также динамики влажности грунтов оснований (особенно просадочных, набухающих, пучинистых и засоленных) необходимо на планируемых под застройку территориях заблаговременно создавать сеть стационарных пунктов гидрологических наблюдений (наблюдательных скважин и пунктов наблюдений за динамикой влажности), расположенную определенным образом с учетом природных и техногенных условий.
2.83. Для определения состава гидрогеологических наблюдений и условий размещения пунктов наблюдений следует учитывать необходимость оценки:
формирования и развития гидрогеологических процессов (подтопления, карста, образования техногенных верховодок, суффозии, фильтрационного выпора, заболачивания и т.д.);
влияния подземных вод на формирование и развитие геологических процессов (оползней, оседания поверхности земли, пучения, просадки, набухания и т.д.);
эффективности работы водозаборов и дренажей;
загрязнения (в том числе теплового) и агрессивности подземных вод по отношению к материалу подземных конструкций;
изменения сейсмичности участков застроенной или застраиваемой территории для ее микрорайонирования в связи с возможным изменением уровня подземных вод и влажности грунтов;
действия режимообразующих факторов (естественных и искусственных) в зависимости от природных и техногенных условий;
связи поверхностных (в том числе вод поверхностного стока) и подземных вод;
величины дополнительной инфильтрации, вызывающей подъем уровней подземных вод, образование техногенных верховодок и техногенных горизонтов.
Организация и систематическое проведение на застроенной территории стационарных гидрогеологических наблюдений позволяет на основе осуществления постоянного контроля за изменениями режима подземных вод своевременно предупреждать возникновение и развитие неблагоприятных инженерно-геологических процессов.
2.84(2.18). Оценка возможных изменений уровня подземных вод на площадке строительства должна выполняться при инженерных изысканиях для зданий и сооружений I и II классов соответственно на срок 25 и 15 лет с учетом возможных естественных сезонных и многолетних колебаний этого уровня п.2.89(2.19), а также степени потенциальной подтопляемости территории п.2.94(2.20). Для зданий и сооружений III класса указанную оценку допускается не выполнять.
2.85. Для выполнения оценки возможных изменений уровня подземных вод на строительной площадке необходимо учитывать, что вновь возникающие режимообразующие факторы, изменяющие существующую структуру водного баланса территории, являются дополнительной техногенной нагрузкой на геологическую среду, а возникающие неблагоприятные последствия - подтопление, карст, оползни и т.д. - это реакция среды на действие указанных факторов. Поэтому достоверность выполняемых прогнозных оценок зависит прежде всего от того, насколько близко к действительности удается учесть возможные изменения техногенной нагрузки (при строительстве и дальнейшей эксплуатации как отдельных зданий и сооружений, так и всей застраиваемой и застроенной территории в целом).
2.86. Все режимообразующие факторы должны рассматриваться в зависимости от масштаба воздействия (по территориальному признаку) на данную территорию (региональные и локальные), по условиям питания и разгрузки подземных вод (пополнение или отбор), по генезису (естественные или искусственные), по активности воздействия на формирование гидродинамической обстановки (активные и пассивные), по характеру действия (случайные и детерминированные) (рис.2). Кроме того, действие факторов может различаться во времени (систематическое, периодическое и эпизодическое) и в пространстве (равномерное или неравномерное, сплошное или спорадическое).
Рис.2. Общая схема режимообразующих факторов