Мониторинг уровня подземных вод

Подземные воды — один из самых недооценённых факторов на стройке. Котлован ниже уровня воды требует водопонижения или противофильтрационной завесы. Откачка воды меняет напряжения в грунте: когда уровень падает, грунт теряет взвешивающее действие воды и уплотняется. Результат — дополнительные осадки на десятки метров вокруг, включая соседние здания и сети. Обратная ситуация тоже опасна: подъём уровня из-за барражного эффекта подземной части может подтопить чужие подвалы.

Мониторинг уровня подземных вод входит в геотехнический мониторинг по СП 305.1325800.2017. Мы отслеживаем уровень в наблюдательных скважинах по графику программы, сопоставляем его с режимом водопонижения и с осадками соседних зданий и предупреждаем заказчика, если изменения выходят за прогноз проекта.

Когда нужен мониторинг подземных вод

Наблюдательные скважины

Уровень подземных вод измеряем в наблюдательных скважинах — пьезометрах. Это обсадная труба с фильтровой частью на отметке водоносного слоя, защищённая оголовком с крышкой. Скважины располагаем по программе: у ограждения котлована, у соседних зданий, на линии потока подземных вод выше и ниже стройки, а одну — за пределами зоны влияния, как фоновую.

Конструкцию и глубину скважин определяет проект по данным инженерно-геологических изысканий. Бурение и оборудование скважин организуем по согласованию с заказчиком; при наличии изыскательских скважин на площадке стараемся использовать их.

Сохранность скважин на стройке — отдельная забота. Оголовки ставим в местах, где их трудно повредить техникой, отмечаем на стройгенплане и проверяем в каждом цикле. Повреждённую скважину восстанавливают или дублируют, а в отчёте указываем дату потери данных.

Замеры уровня

Уровень воды измеряем от оголовка скважины, отметку которого определяем нивелированием в общей системе высот площадки. Ручные замеры выполняем уровнемером с зондом; для непрерывной записи программа может предусматривать автоматические датчики уровня с регистратором. Тип оборудования подбираем под программу и согласуем с заказчиком.

Частота замеров зависит от режима работ: перед запуском водопонижения — фоновые замеры, на старте откачки — часто, затем по графику программы, после отключения — до восстановления уровня. В каждом замере фиксируем дату, время, режим работы водопонизительной системы и погодные условия: после ливней и снеготаяния уровень естественно колеблется.

Водопонижение и его контроль

Водопонижение проектирует специализированная организация, а наша задача — показать, как оно работает на территории. Сопоставляем:

• уровни в скважинах у котлована и на удалении — получаем форму депрессионной воронки;
• уровни с осадками марок на соседних зданиях и в грунте;
• изменения уровня с режимом откачки: запуск, наращивание, отключение отдельных насосов.

Если воронка распространяется шире прогноза или соседи получают осадки быстрее ожидаемого, сообщаем заказчику и проектировщику. Решения — изменение режима откачки, дополнительная завеса, инфильтрационные скважины — принимает проектировщик.

Влияние на соседние здания

Для соседних зданий главное — изменение уровня именно под их фундаментами и характер грунтов, а глубина воронки у котлована вторична. Снижение уровня в песках даёт быструю, но небольшую осадку, в глинах и торфах — медленную и порой значительную. Старые здания на деревянных сваях чувствительны к осушению: дерево над водой начинает гнить.

Поэтому скважины ставим в первую очередь у ответственных и чувствительных зданий, а данные по уровню всегда анализируем вместе с осадками и трещинами. Если вода, наоборот, поднимается — проверяем подвалы соседей на подтопление и фиксируем их состояние с фото.

Отбор проб воды

Программа может включать отбор проб подземных вод на химический анализ: агрессивность к бетону и металлу важна для подземных конструкций нового здания и соседних фундаментов. Пробы отбираем по согласованной методике и передаём в лабораторию, выбранную заказчиком; результаты включаем в отчёт. Повторный отбор после окончания водопонижения показывает, изменился ли состав воды под влиянием стройки.

Типичные ошибки при водопонижении

По опыту обследований зданий в зоне стройки, проблемы с водой чаще всего связаны с несколькими повторяющимися ситуациями:

• водопонижение запускают без фоновых замеров, и потом невозможно доказать, насколько упал уровень;
• скважины ставят только у котлована, а под соседними домами данных нет;
• отключение насосов проводят одномоментно, и резкий подъём уровня сопровождается подтоплением подвалов;
• сброс откачанной воды идёт в грунт рядом с площадкой, создавая локальное обводнение;
• данные по уровню и по осадкам анализируют разные организации, и связь между ними теряется.

Мониторинг в одних руках решает последнюю проблему сразу: уровни, осадки и трещины попадают в один отчёт, и инженер видит причинно-следственную связь, а заказчик получает понятные рекомендации.

Подземные воды и долговечность конструкций

Колебания уровня влияют на здание и после окончания стройки. Подъём воды увлажняет стены подвалов, разрушает гидроизоляцию, ускоряет коррозию арматуры. Осушение опасно для деревянных свай и лежней старых зданий. Поэтому по итогам мониторинга даём рекомендации и по эксплуатации: где нужен дренаж, где стоит проверить гидроизоляцию, какие подвалы осмотреть повторно.

Что в отчёте

Как организуем работу

1. Анализ проектаИзыскания, проект водопонижения, программа ГТМ, расположение соседей.
2. Схема скважинМеста и глубины по программе, фоновая скважина вне зоны влияния.
3. Устройство и привязкаБурение по согласованию, оголовки, нивелирование отметок.
4. Фоновые замерыЕстественный уровень до запуска водопонижения.
5. Замеры по режимамУчащённые на старте откачки, далее по графику, после отключения — до восстановления.
6. ЗаключениеИтог влияния водопонижения на территорию и соседние здания.

Стоимость и сроки

Стоимость зависит от числа скважин, необходимости их бурения, частоты замеров, применения автоматических датчиков и срока водопонижения. Смету рассчитываем после изучения проекта или выезда на площадку. Выезд по Москве и МО — обычно 1–3 дня после согласования.

Вопросы и ответы