Дом в воде

Дом в воде

 

Если говорить о строительстве вообще, а о мало­этажном и индивидуальном домостроении в част­ности, то в любом случае тема фундамента остается исходной и ключевой.

 

За небрежное отношение к оценке взаимодействия системы «грунт основания - фундамент» значи­тельная часть подрядных организаций и индивиду­альных застройщиков в той или иной мере расплачивается непосредственно при строитель­стве или в период эксплуатации. Возникающие проблемы могут разрастаться как в качественном, так и в количественном отношении. Их устранение становится весьма затратным, а зачастую негатив­ные явления могут преследовать вас долгие годы.

 

Попытаемся разобраться, почему профессиональные строители и примкнувшие к ним массы индивидуальных за­стройщиков с неиссякаемым упорством «наступают на грабли» при выполнении работ нулевого цикла. Почему под­вальные и цокольные этажи регулярно затопляются и имеют микроклимат, вызывающий крайне отрицательную реакцию? Почему стены из кирпича и бетона, с великолепной отделкой, вдруг начинают покрываться грибами? Почему еще на стадии строительства по ограждающим конструкциям начинают ползти трещины, а под полами образуются пустоты?

 

Можно еще долго задавать подобные вопросы, но при этом, как правило, на каждый из них находятся весьма про­стые и ясные ответы.

 

Итак, в чем кроются типичные причины наших с вами ошибок, если основную массу из них можно избежать, соблюдая около десятка основных заповедей (правил) по возведению фундаментов и заглубленных помещений? Вот некоторые из них:

 

1. Проектирование и строительство ведется без ком­плексного учета инженерно-геологических условий площадки (морозное пучение грунта; характер верховодки; влияние строительных работ на процессы, происходящие в грунте; сезонность и продолжительность работ).

 

2. Не рассматриваются в полном объеме инженерные мероприятия, обеспечивающие надежную и экономически оправданную эксплуатацию помещений в уровне нулевого цикла и по зданию в целом.

 

3. Не учитываются природно-климатические факторы Сибирского региона, в т.ч. при механической «посадке» проектов западных регионов в наши условия.

 

4. Встречаются попытки экономии на качестве строительных материалов, объемах работ, квалификации, уровне знаний и опыте рабочих кадров.

 

5. Наличие строительного брака - это, по существу, наша неискоренимая реальность, которая также формирует существенный «букет проблем», проявляющихся в процессе эксплуатации объектов.

 

6. Недостаточная квалификация и практический опыт инженерных кадров, принимающих ключевые технические решения. Особенностью данных «проколов» является неспособность профессионала увязать в единое целое условия и нормы строительства, найти компромиссы в неизбежно возникающих противоречиях и, главное, минимизировать все основные затраты.

Необходимо отметить, что часть проблем, связанных с будущим построек, будь то жилой дом, гараж или баня, закладываются на стадии принятия архитектурных решений. Именно на этом этапе полет вашей фантазии в совокупности с пренебрежением основными строительными постулатами также формирует будущие эксплуатационные проблемы.

Важен психологический момент, имеющий место в реальной жизни, когда заглубленная часть здания рассматривается как нечто, не влияющее на формирование облика вашего творения. Фасад, лестницы, интерьеры, кровля - это основное. А фундамент - какой же здесь может быть полет мысли? Все просто, даже примитивно: монолит или сборный вариант из блоков ФБС, крайне редко - свайный фундамент. Все засыпается грунтом и маскируется элементами благоустройства, одним словом - концы в воду.

 

Теперь возникает закономерный вопрос: как собрать воедино все сказанное выше и принять одно из возможных верных решений, надежных и экономичных.

Представьте, что вы созрели до уровня принятия решения по строительству собственного дома. Первый шаг - тотальный просмотр глянцевых и иных журналов и каталогов по выбору дома вашей мечты. Вот базовый вариант дома наконец определен, утвержден на семейном совете. Начинается поиск команды строителей, способной выполнить работы по приемлемой цене. Иной вариант - заказываете проект и получаете солидный альбом типовой или индивидуальной проектной документации, жаждущей воплощения в жизнь. Могут быть третий и четвертый варианты, но возникают следующие вопросы: как учтены в принятых вами решениях наши сибирские условия в конкретной геологии при глубоком сезонном промерзании грунта основания; насколько исключена вероятность подтопления заглубленного в грунт цокольного этажа или подвала; рационально ли учтены господствующие ветра, рельеф и инсоляция. Сейсмику, экологию, экономику, энергосбережение тоже следует считать факторами первого порядка. Сказать, что все это можно обосновать, запроектировать и принять оптимальное решение на основании существующих нормативов и расчетов, не совсем верно. Часть расчетов, безусловно, может потребоваться. Это касается, в основном, несущих строительных конструкций. В остальном грамотный строитель-профессионал может, полагаясь на свои знания, опыт и интуицию, с высокой степенью достоверности принять наиболее приемлемое решение или даже несколько альтернативных вариантов. Если такого человека вам не удалось заполучить, то хотя бы найдите его в качестве эксперта, позволяющего оценить проект в целом, дать принципиальные замечания и предложения, т.е. избежать потенциальных ошибок и, что немаловажно, по возможности снизить уровень затрат при сохранении требуемой надежности и долговечности объекта строительства.

Следует еще раз подчеркнуть, что каждое здание, большое или малое, имеет только свое индивидуальное со-четание большого числа объективных и субъективных факторов, влияющих на его будущее. Их нужно увязать между собой и сделать первые правильные шаги: какие подготовительные и вспомогательные работы выполняем, как и из чего строим, в какие сроки производим те или иные работы и многое другое. Все сказанное выше наиболее существенно, во всем многообразии проявляется при выполнении работ нулевого цикла, т.е. при сооружении фундаментов и заглубленных частей зданий.

 

Один из таких серьезных моментов - обеспечение нормальных влажностных условий эксплуатации заглубленных в грунт помещений.

 

Представим возможную и вполне реальную цепочку последствий проектно-строительного брака, приводящего к обводнению подвальных и цокольных помещений вашего дома (рис. 1).

 

Строители сдали свои работы, и вы начинаете обживать новый дом. Цокольный этаж вызывает некоторый дискомфорт в виде повышенной влажности помещений и специфического плесневого запаха. Исполнители работ убеждают вас, что бетон «отдает лишнюю влагу» и это неизбежные издержки новостроя. Но проходит месяц-другой, и обнаруживаются лужи воды, внезапно появляющиеся на полу вдоль стен; на отдельных участках стен проявляется плесень, т.е. грибы. Затем начинаются вздутия отделочных покрытий по стенам, и «грибковая атака» выживает вас на вышерасположенные этажи. При этом огромная масса грибковых спор потоками воздуха распространяется по всем помещениям дома, а ваши легкие, накапливая их, способствуют развитию заболеваний. Условно-патогенные грибы - спутники наших сырых подвалов - провоцируют аллергию, рост бородавок, конъюнктивит, снижение иммунитета и т. д. (рис. 2).

 

 

 Вы начинаете борьбу за выживание сами или приглашаете специалистов. А здесь вас, как правило, поджидают очередные «грабли». Решается локальная проблема на короткий срок, а затем опять - «вода с грибами», потраченные нервы, здоровье и, конечно, немалые финансовые затраты.

 

Итак, попытаемся нащупать «свет в конце туннеля» и шаг за шагом, избегая грубых ошибок, подойти к разрешению проблемы «сухого подвала».

 

Прежде всего, определимся в терминах, поскольку небрежное отношение к ним - первая ошибка в попытке решения поставленной задачи.

Верховодка - безнапорные подземные воды, залегающие наиболее близко к земной поверхности и не имеющие сплошного распространения. Образуются за счёт инфильтрации (просачивания) атмосферных и поверх­ностных вод, задержанных непрони­цаемыми или слабо проницаемыми подстилающими грунтами. Характери­зуются сезонностью существования: в засушливое время они нередко исче­зают, а в периоды дождей и интенсив­ного снеготаяния возникают вновь. Подвержены резким колебаниям в за­висимости от гидрометеорологических условий (количества атмосферных осадков, влажности воздуха, темпера­туры и др.). К верховодке относятся также воды, временно появляющиеся в болотных образованиях вследствие из­быточного питания болот. Нередко вер­ховодка возникает в результате утечек воды из водопровода, канализации, бассейнов и др. водонесущих устройств, следствием чего может быть заболачивание местности, подтопле­ние фундаментов и подвальных поме­щений. В осенне-зимний период исчезновению верховодки способ­ствует промерзание грунтов.

 

Грунтовые воды - подземные воды первого от поверхности Земли посто­янного водоносного горизонта. Обра­зуются главным образом также за счёт инфильтрации атмосферных осадков и вод рек, озёр, водохранилищ, каналов; местами запасы грунтовых вод попол­няются восходящими водами более глубоких горизонтов (например, во­дами артезианских бассейнов), а также за счёт конденсации водяных паров. Сверху грунтовые воды обычно не пе­рекрываются водонепроницаемыми породами, а водопроницаемый пласт они заполняют не на полную мощность, поэтому их поверхность является сво­бодной, ненапорной. На отдельных участках, где всё же имеется местное водоупорное перекрытие, грунтовые воды приобретают местный напор. В зависимости от количества выпадаю­щих атмосферных осадков их поверх­ность испытывает сезонные колебания: в сухое время года она понижается, во влажное — повышается. Вблизи рек и водоёмов изменения уровня, расхода и химического состава грунтовых вод определяются характером гидравличе­ской связи их с поверхностными во­дами и режимом последних.

Грунтовая влага - это всегда су­ществующая, связанная в капиллярах и транспортируемая вверх за счет капил­лярных сил против силы тяжести вода, т. е. та влага, которая может проникнуть в ограждение из грунта, вследствие ка­пиллярного всасывания. В стенах зда­ний эта влага может подниматься до высоты 2-2,5 м от уровня земли.

 

С каким же из трех указанных выше видов воды, содержащихся в грунте, мы предлагаем вести борьбу?

 

Во-первых, грунтовая влага - это объективная реальность, подлежащая учету в любом случае. Она требует ло­кализации, методы борьбы с ней ши­роко известны, имеется большое количество специальных строительных материалов. Главное - их правильное применение и высокое качество гидро­изоляционных работ, иначе хлопот во время эксплуатации здания будет не­мало.

 

Во-вторых, грунтовая вода - это наиболее серьезная проблема, если заглубленная часть вашего здания рис­кует оказаться даже на непродолжи­тельное время ниже ее уровня (УГВ). Проектирование эксплуатационных подвалов с отметкой пола ниже уровня УГВ - дело вполне реальное, но весьма затратное, если требуется высокий уровень надежности по обеспечению гидрогерметичности объекта. Для жи­лого дома в данном случае необходимо более прагматичные решения: подня­тие отметки уровня нижних помещений или отказ от подвала в принципе. Иначе заглубленный в грунт конструктив по аналогии можно рассматривать как подводную часть корабля, испытываю­щего разные по характеру и величине нагрузки.

 

Верховодка - вот основной предмет для обсуждения, поскольку этот тип грунтовой воды сегодня стал камнем преткновения для обеспечения нор­мальной эксплуатации значительной части гражданских и промышленных зданий и сооружений.

 

Попытаемся схематично предста­вить основные связанные с водой про­цессы, протекающие в грунте, на различных этапах строительства при­менительно к наиболее характерным для нашего региона условиям.

 

 

Как видно из рис. 3-5, разработан­ный котлован под будущее здание про­воцирует скопление на его дне, являющемся водоупором, поверхност­ной воды и верховодки. Уровень воды, заполняющей котлован (рис. 5), может изменяться в широком диапазоне. Всё будет зависеть от геометрии котлована, грунтовых условий, объема поступаю­щей воды, возможности ее инфильтра­ции и испарения.

Возведенное здание в объеме за­глубленной части и грунта обратной за­сыпки выполняют роль поршня, выдавливающего воду из котлована. Врезультате, во время эксплуатации «за бортом» нашего подвала вода на короткий или длительный период может подниматься на 1-1,5 метра и более. В таком режиме мы искусственно создаем ситуацию, аналогичную эксплуатации помещений, расположенных ниже уровня грунтовых вод (УГВ), со всеми вытекающими рисками и негативными последствиями. Стены, заглубленные в грунт, уподобляются борту судна, за стенкой которого плещется вода.

В данном случае напрашивается основной и, как правило, единственный вывод - до минимума снизить попадание и скопление воды в котловане на строительный и последующий периоды. Требуется комплексный подход к локализации воды, а именно, ее отсечка на дальнем и ближнем подступах к зданию, учет вероятности в т.ч. техногенного обводнения грунта в уровне подошвы фундамента и также возможности устранения этого процесса.

Активные методы водопонижения в рассматриваемой области строительства с использованием насосного оборудования технически и экономически могут быть оправданы только на строительный период. В дальнейшем это оборудование может выполнять свои функции как страховка при пиковых нагрузках притока воды, технических авариях или в иных нештатных ситуациях. Необходимо помнить, что длительное форсированное водопонижение в зоне грунта основания фундаментов - дело весьма рискованное, поскольку процесс суффозии, как правило, становится неизбежным, а главное - недопустимым.

Суффозия (от лат. suffosio - подкапывание) - вынос мелких минеральных частиц породы фильтрующейся через неё водой. Процесс близок к карсту, но отличается от него тем, что суффозия является преимущественно физическим процессом и частицы породы не претерпевают дальнейшего разрушения.

Дренажные траншеи - наиболее надежный и менее затратный способ сбора и отведения верховодки от здания или с участка территории (рис. 6).

Глубина траншеи определяется уровнем залегания водоупора, характером рельефа, режимом промерзания - оттаивания грунта, уклоном траншеи по дну и другими факторами. В целях повышения пропускной способности дренажа по дну может укладываться водопропускная гофрированная труба, например, пластиковая.

 

Надежность многолетней работы дренажной траншеи определяется, в первую очередь, отсутствием процесса ее заиливания. Именно с этой целью используется нетканый синтетический материал (геотекстиль), производство которого налажено в Иркутске. Необхо­димо отметить, что ранее для этой цели применялся фильтрующий материал природного происхождения - мох или разнофракционная песчаная отсыпка.

 

Итак, вода собирается в траншею и течет по дну в ее низшую точку. Как же с ней поступать? Существует несколько способов отвода дренажной воды. Вот основные:

 

Первый способ - отвод воды по магистральной дренажной траншее или уложенной с уклоном трубе за границу территории. При этом нельзя забывать о соседях, которых можно ненароком подтопить и, соответственно, спрово­цировать конфликт.

 

Второй способ - сброс воды на нижние фильтрующие горизонты через колодцы, прорезающие водоупорный слой. Конструкция колодца не ограничивается жестким регламентом. Это может быть металлическая или пластмассовая труба большого диа­метра; железобетонные кольца; сква­жина, заполненная щебнем; старые автопокрышки, горизонтально уложен­ные друг на друга и т.д. Главное - ис­ключить заиливание колодца. Это обеспечивается также нетканым мате­риалом - геотекстилем.

 

Третий способ - устройство водо­сборных колодцев с установкой в них погруженных водяных насосов, автома­тически откачивающих воду в систему ливневой канализации или на рельеф по мере ее поступления.

 

Вместе с тем, возникают ситуации, при которых дренажные траншеи не могут полностью исключить поступле­ние поверхностной воды в зону котло­вана. В этих случаях требуются дополнительные защитные мероприя­тия, полностью снимающие угрозу под­топления.

 

Необходимо помнить, что выпол­ненная вами самая современная гидро­изоляция наружных ограждающих конструкций в любое время может дать сбой при скоплении воды в зоне обрат­ной засыпки. Последствия подобной «аварии» могут привести к самым не­желательным последствиям.

Выход из возможной угрозы зави­сит от многих составляющих, в т.ч. от конструкции фундамента, объемо-планировочного решения здания, грунто­вых условий, рельефа и других факторов.

 

Соответственно и решения могут быть неоднозначными: низовой дренаж в уровне подошвы фундамента; водосброс­ные и водосборные колодцы; водосборные приямки; комплексные мероприятия. Одним словом, универсальный рецепт дать невозможно. Следует хорошо проанализировать воз­можные варианты, до минимума снизить риски, взвесить ка­тегории «цена и качество» и принять с определенным запасом надежности одно из верных решений. Но это - задача специа­листа, имеющего знания и опыт. Именно он должен принять на себя ответственность за основные технические решения. Ди­летантский подход в данном случае - залог ошибок и их, порой, долгое и недешевое исправление.

 

Итак, приступая к строительству дома, имея проект или ос­новные проектные решения, подойдя со всех возможных сто­рон, попытайтесь ответить на два вопроса:

 

-  Откуда, когда и в каком количестве к заглубленным в грунт конструкциям дома может поступать вода?

 

- Каким образом устранить эту проблему?

 

Решать эти вопросы самостоятельно без профессиональ­ных или недостаточных знаний и опыта - верный путь к серь­езным ошибкам. Следовательно, ищите грамотный совет, техническую помощь. Всесторонне проверяйте принятые ре­шения и, только убедившись в правильности ваших шагов, смело и уверенно приступайте к работе. Помните, лето корот­кое, надо успеть многое, а главное, категорически не допу­стить промерзания грунта в основании под фундаментами в период строительства. Но это уже совсем другая тема.

 

Александр Владимирович Петров

директор ООО «Предприятие Иркут-Инвест», к.т.н.

Андрей Александрович Атаманов

инженер ООО «Предприятие Иркут-Инвест»