5.Підтоплення

5.1 Процес та сутність підтоплення

Причини підтоплення інженерних споруд і фундаментів традиційно бувають двох варіантів. Перша, природна причина це ґрунтові води мають свій постійний горизонт в кожній місцевості та мають здатність підвищувати або знижувати свій рівень залежно від сезонних коливань або погодних умов. Як правило, амплітуда таких коливань для України 1-1,2 метра. Найбільший пік природно припадає на весну, в період масового танення снігового покриву. Проте формування рівня підтоплення, починається не навесні, як помилково багато хто вважає, а ще в грудні. Періодичне підтавання снігу в зимовий період вивільняє вологу, яка просочуючись в грунт сприяє підніманню рівня водяного горизонту. Причому підтоплення може бути як в результаті підняття рівня ґрунтових вод, так і в результаті проникнення в грунт надлишкової вологи з поверхні. Пік такого підтоплення поєднаного, як правило, за часом з паводком припадає на кінець березня і є явищем сезонним. Друга причина сприяюча виникненню паводків – техногенна. Йдеться про таку вологу, що потрапляє в грунт в результаті прориву водогінних комунікацій, таких як каналізація, теплотраси і тому подібне. В цьому випадку "технічна" вода з'єднується з ґрунтовими водами. Глибина водоносного горизонту, як правило, залежить від характеру місцевості, її висоти над рівнем моря і рівнем місцевих водоймищ, а так само від складу ґрунтів. На пагорбах водоносний шар може бути на глибині 10-12 а то і 20 метрів, в низинах і заплавах річок всього в 2-3 м від поверхні. У більшості ж випадків рівень стояння води зрегульований наявністю поблизу великої річки або озера.

Крім того, на територіях освоєних людиною, на рівень ґрунтових вод значно впливає наявність підземних інженерних споруд. Це в першу чергу свайні поля під житловою забудовою, підземні паркинги, тунелі метро і тому

подібне. В більшості випадків це негативний вплив оскільки порушує природну циркуляцію води, утрудняє відтік її з тих районів де в ґрунті є перешкоди з бетону. Оскільки рівень води завжди піднімається коли вода зустрічає перешкоду. Це називається баражний ефект.

Основними причинами підтоплення об'єктів на забудованих територіях є:

– витоки і аварії на водогінних комунікаціях (до 35-40% витрати води);

– асфальтування забудованих територій, що знижує випарування і порушує природний водний баланс території;

– підпір від штучних і природних водосховищ, тунелів, підземних паркингів;

– відсутність добре налагодженої системи поверхневого стоку, дощової каналізації;

– ліквідація природних дренажних шарів ґрунту при будівництві.

Інфільтрація від промислових об'єктів на забудованій території майже в 5 разів перевищує природний рівень інфільтрації від паводків і атмосферних опадів. У грунтові води просочується в середньому за рік до 10-15 % вологи, що неминуче призводить до підйому рівня грунтових вод на забудованій території. Найбільш схильні до дії грунтових вод структурно-нестійкі грунти, до яких відносяться пучинисті та сильно стискувані глинисті грунти, мерзлі, лісові, а так само просідаючі грунти. Вони мають велику неоднорідність і нерівномірну стисливість, а споруди, що зводяться на них, зазнають великих опадів.

Грунтові води разом з паводковими водами можуть нанести серйозну шкоду будівлі, починаючи від псування речей і продуктів що зберігаються в підвалі та закінчуючи просіданням фундаменту і руйнуванням конструкції будівлі. Особливо це відчувається на піщаних і намивних грунтах. Велике значення має і маса будівлі. В даному випадку мають величезне значення модуль деформації і щільність складання фундаменту, його несуча здатність. Але навіть при правильно закладеному фундаменті на структурно нестійких грунтах може виникнути просідання будівлі.

Слід пам'ятати, що підтоплення небезпечне не лише для приватної котеджної забудови, але і для міських будинків. Тим більше що при збільшенні твердих покриттів зокрема асфальту зменшується можливість для природного випарування води внаслідок чого зросте кількість не стічних грунтових вод. Такі зміни викликають активізацію нових або ініціацію колишніх зсувних і карстово-суффозійных процесів, що призводять до аварій, обвалень, до неможливості подальшої експлуатації будівель і споруд. Коли рівень грунтових вод знаходиться вище за глибину промерзання грунтів, починається здуття грунту. Внаслідок чого відбувається перекіс будівлі, деформація фундаментів, перерозподіл навантажень, з'являються тріщини в будинках, порушується нормальне функціонування будівлі. Значною мірою це обумовлено властивостями грунтів. При цьому для пісків модуль деформації при замочуванні знижується на 14-50%, а для суглинків – в 2-4 рази. Об'ємна щільність цих грунтів змінюється від 1,8 до 2,3 г/см3.

Підтоплення значною мірою сприяють виникненню зсувних процесів. На схилах йде перезволоження товщі грунтів і насичена вологою земля стає як би мастилом для верхніх шарів. До 80% сучасних оповзнів мають техногенне походження і при наявність схилу навіть невеликої крутизни провідну роль в їх активізації грають грунтові води Для прикладу Одесі техногенні оповзні складають 70% усіх зафіксованих зсувів, в Києві до 40%. Ілюстрацією того, до чого це може привести являється випадок на житловому масиві Тополь – 1 в Дніпропетровську, (2004-й) коли 9 поверхова будівля сповзла по схилу гори.

Багато випадків руйнування фундаментів будинків спостерігається як на Закарпатті, так і на півдні України, в Херсонській, в Одеській області близько 2500 будинків опиняються в зоні підтоплення. При затопленнях нормативний термін експлуатації будинків скорочується в 2-3 рази. Однак підтоплення завдає відчутної шкоди не лише домам та інженерним спорудам. Серйозної шкоди завдається присадибним ділянкам і сільському господарству. Коливання рівня забруднених грунтових вод призводить до деградації орного горизонту. Замочуванні кореневої системи садових дерев, що веде до загибелі дерева або порушення періоду вегетації. Відбувається підгнивання цибулин весняних квітів, вимивання з грунту поживних речовин і мінеральних добрив.