Пробы грунта для анализа воды

Грунтовые воды относятся к разновидностям подземных вод, которые залегают на водоупоре, расположенном ближе к поверхности. На территориях с влажным климатом происходит развитие интенсивных процессов инфильтрации, а также подземного стока, что приводит к выщелачиванию грунтов и горных пород. В некоторых случаях происходит излишнее их испарение, что приводит к засолению почвы. Поэтому стандартный анализ грунтовой воды, когда выполняются инженерно-геологические изыскания для проектирования зданий (сооружений), считается обязательным.

Стандартный анализ грунтовой воды выполняется в условиях лаборатории для получения показателей минерализации образца, его жесткости, агрессивности по отношению к различным материалам строительства (в первую очередь к стали, бетону и алюминиевым оболочкам кабелей), электропроводность и т.д. Минерализацией следует считать сумму всех минеральных веществ, которые растворены в грунтовой воде. Данный показатель получается методом выпаривания исследуемого образца. Следует различать такие степени минерализации грунтовых вод:

Жёсткость грунтовой воды определяется исходя из наличия ионов кальция и магния. Эти химические показатели важны при бурении скважин для поиска пресной воды населению. Также под застройку домов (коттеджей, сооружений) геология участка исследуется на показатель чистоты и безопасности для проживания в данной местности. А, как известно грунтовые воды являются главными показателями чистоты грунта.

Проводя инженерные изыскания на отводимом участке (площадке) важно учитывать фактор агрессивности грунтовых вод. Грунтовые воды могут оказывать разрушающий эффект для бетона и других строительных материалов. Для этого в условиях лаборатории стандартный анализ грунтовой воды выполняется также для получения показателя агрессивности. Агрессивность грунтовых вод бывает таких типов:

• выщелачивающая;
• общекислотная;
• сульфатная;
• магнезиальная;
• углекислотная

СП 11-105-97 Часть I. Общие правила производства работ Приложение Н (обязательное)

Показатели химического состава подземных и поверхностных вод
и методы их лабораторных определений при инженерно-геологических изысканиях

Показатели химического состава воды

Коррозионная активность воды к оболочкам кабелей

Метод испытания или обозначение государственного

стандарта на методы определения

температура в момент взятия пробы, °С

вкус и привкус при температуре 20 °С

Примечание — При проведении комплексных изысканий состав определяемых компонентов следует устанавливать с учетом требований СП 11-102-97

Результаты анализа грунтовой воды позволяет определить уровень ее рН. Если он пребывает ниже уровня нейтрального значения, которое составляет 7 единиц, то вода является кислотной. В таком случае она может разрушать бетон, вне зависимости от того, какого типа портландцемент использован в нем. Степень разрушения также зависит от вида и концентрации кислоты, возможности непрерывного обновления кислоты, скорости течения и давление грунтовой воды на бетон, расхода цемента, непроницаемости бетона и типа заполнителя.

Сама по себе величина рН является определяющим фактором вида или концентрации присутствующей кислоты, ведь это всего лишь мера степени кислотности. В качестве предварительных данных измерения рН очень полезны и позволяют получить представление о наличии или отсутствии кислот. Однако в большинстве случаев необходимым является проведение химического анализа, при котором определяется характер и концентрация кислоты. Как правило, кислотность естественных грунтовых вод, которые имеют низкий рН, вызвана органическими кислотами и растворенной углекислотой, а также, в отдельных случаях, сернистой и серной кислотой, которая поступает из соединений серы в торфяных грунтах. По мере увеличения интенсивности агрессивного воздействия можно повышать качество бетона, например, увеличивать расход цемента с более низким водоцементным отношением.

В зависимости от типа агрессивности грунтовых вод проектировщик принимает решения по выбору материала для строительства строения, а также глубины фундамента.

Анализ грунтовой воды необходим для получения детальной информации об участке исследований. Зная особенности данной жидкости можно своевременно предотвратить неприятные последствия: разрушение, усадка фундамента, трещины на здании, сезонное подтопление и т.д. Для этого проектировщики на первоначальных стадиях проектирования объекта планируют защитные мероприятия (дренажную систему), а также по возможности выбирают более подходящий для данной среды тип фундамента. Для зданий, не имеющих подвальных помещений и при высоком уровне грунтовых вод достаточно просто изолировать стены строения от влаги (не дать возможности поднятию уровня грунтовых вод по стенам). В некоторых случаях выполняют гидроизоляцию фундамента. В любом случае, необходимо учитывать тот факт, что грунтовые воды неблагоприятно влияют на строение в разные времена года (особенно зимой и во время таяния) и заранее принимать меры по их устранению.

источник

Отобранные пробы во время бурения скважин, образцы доставляют в лабораторию, где проводят испытания грунтов. Лабораторные испытания грунтов производят для определения параметров свойств грунтов поддаваться статическим нагрузкам и динамическим воздействиям . В лаборатории грунты нагружают и разгружают, сдвигают, деформируют различным образом, моделируя процессы уменьшения давления на грунт при строительстве котлованов, а затем резкого возрастания нагрузки при строительстве здания. Лабораторные исследования и испытания для определения строительных параметров свойств грунта, носят точный характер.

На грунт создаются давление, по заданным параметрам которое будет создано после строительства. Если сооружение будет подвержено динамическим воздействиям, не только от механизмов внутри, но и от внешних воздействий – например, железной дороги или трамвайной линии, или автострады- то проводят испытания грунтов методом цикличных сжатий.

Составной частью исследований грунтов являются лабораторное изучение грунтов.

Изучение грунтов в лаборатории – это целая совокупность работ, проводимых с целью получения данных, носящих инженерно-геологический характер. В состав этих данных входит информация о свойствах и составе грунтов, в чем и и заключаются геологические исследования.

При помощи различных методов изучаются в первую очередь химические показатели грунтов. Исследуют также механические свойства и физические свойства и физико-механические параметры.

В составе инженерно-геологических изысканий выполняются лабораторные, геологические исследования физико-механических свойств грунтов, в компрессионных и сдвиговых приборах, в приборах трехосного и одноосного сжатия.

Лабораторные исследования грунтов

В результате лабораторных исследований определяется наименование, состав, состояние, физико-механические свойства грунтов, а также химический состав грунтов и грунтовых вод . Геологические исследования грунта проводятся с целью выявления свойств по сцеплению и деформациям массива грунта, моделирования влияния сооружения на грунт.

Для глинистых грунтов определяются физические и механические свойства, показатели сжимаемости и сопутствующие определения.
Для несвязных грунтов предполагается выполнение комплекса определений физических характеристик (грансостав, плотность в рыхлом и плотном состоянии, угол естественного откоса).
Количество отобранных в процессе изысканий образцов грунта должно быть не менее 10 для определения показателей физических и не менее 6 для определения механических свойств по каждому основному литологическому слою (инженерно-геологическому элементу).

Лабораторные исследования грунтов

Выполняют химический анализ 3-х проб грунта на каждый инженерно-геологический элемент и не менее 3-х проб грунтовых вод для определения агрессивности к бетонам, коррозионной активности грунтов к металлам: алюминию, свинцу и стали, для каждого инженерно-геологического элемента.
Все определения проводятся согласно ГОСТ 12148-96, ГОСТ 5180-84, ГОСТ 12536-79, ГОСТ 25584-90, ГОСТ 25100-2011, ГОСТ 12248-2010.

Лабораторные исследования грунтов

Лабораторные исследования грунтов проводятся для определения их состава, состояния, физических, механических и химических свойств, что позволяет определить классификационную принадлежность грунта в соответствии с ГОСТ 25100-2011, установить их нормативные и расчетные характеристики, выявить степень однородности (выдержанности) грунтов по площади и глубине для выделения инженерно-геологических элементов, а также прогноза изменения состояния и свойств грунтов в процессе строительства и эксплуатации объекта / СНиП 11-02-96, СП 11-105-97/.
Выбор видов лабораторных исследований производится в зависимости от типа грунта, стадии проектирования и класса ответственности зданий и сооружений в соответствии с требованиями приложения СП 22.13330.2011, СП 47 13330. 2012. При необходимости и в соответствии с техническим заданием могут быть проведены дополнительные исследования грунтов, методы которых регламентированы действующими государственными стандартами (механические свойства грунтов при динамических воздействиях, показатели ползучести и консолидации и др.). При выборе состава, объема, методов и схем лабораторных определений свойств грунтов и их специфических особенностей учитываются условия работы грунтов в основании зданий и сооружений / СП 22.13330.2011/. Если в процессе строительства и эксплуатации проектируемых зданий и сооружений возможны изменения структуры, состава и состояния грунтов, то определяются характеристики грунтов при соответствующих прогнозируемых изменениях структуры, состава и состояния (консистенцию и механические свойства при заданной влажности и плотности грунтов, замачивании, консолидация и др.), в соответствии с требованиями СП 22.13330.2011

Изучение физических показателей

Изучение физических показателей грунтов в лабораторных условиях включает:

— выявление степени влажности;

— исследование минерального содержания;

— выявление степени плотности почвы;

— определение пористости грунта;

— способности грунта давать усадку, свойств к набуханию, если исследуются горные породы;

— определяется разновидность грунта.

Изучение физико-механических показателей

Изучение физико-механических параметров грунта в лабораторных условиях включает:

— определение уровня прочности почвы в процессе сдвига;

— выявление способности к деформации;

— определение прочности почвы в момент сжатия в одну ось;

— определение прочности почвы при растяжении в одну ось;

— способность давать просадку и просадочное давление, которое присутствует изначально.

— изучение угла откоса, получающегося естественным образом.

Изучение химических показателей и физико-химических параметров

Методы изучения по выявлению химических свойств и физико-химических показателей в лабораторных условиях включают:

— выявление наличие солей имеющих свойство растворятся в воде, и их состава;

— выявление карбонатов в почвах;

— выявление общего количества органических веществ, содержащихся в грунте;

— определение уровня липкости почвы;

— степень проницаемости почвы к воде;

— выявление степени промокаемости, насколько грунт может размягчаться, определяется устойчивость горных пород к размыванию;

— уровень проявляемой агрессии грунтов к различным строительным материалам (металлу, бетону).

Изучение грунтов и подземных вод

Исследование грунтов в лабораторных условиях выполняется при помощи современного оборудования. Оборудование дает возможность изучить различные параметры грунта.

В ходе лабораторных исследований проводится изучение состава грунтовых вод и вытяжки воды, полученной из грунта.

Изучение почвы и подземных вод выполняется методами, которые соответствуют установленным в отношении данного процесса нормам.

Лаборатория, занимающаяся исследованием грунтов, имеет аккредитацию, позволяющую осуществлять данную деятельность. На оборудование предоставляются сертификаты, подтверждающие его качество. Есть соответствующие документы, свидетельствующие о том, что оборудование проходило проверки.

Работники лаборатории постоянно повышают свою квалификацию, регулярно проводится контроль проводимых исследований.

Результаты, полученные путем лабораторных исследований, обрабатываются и соотносятся с установленными показателями. Осуществляется контроль над точностью и достоверностью результатов исследований, это позволяет исключить вероятность погрешностей, которые превышают разницу, допустимую в подобном случае. Чтобы повысить точность, проводятся параллельно несколько анализов.

Выявление прочностных свойств и деформационных параметров грунта выполняется при помощи оборудования компрессионного типа отечественного производства, управление которым производится автоматически.

Полученные в ходе лабораторных исследований данные используются с целью разделения грунтов по типам и определению составляющих компонентов. Выявляется состояние и параметры грунтов, которые впоследствии используются в качестве основы для моделирования природной среды.

Все грунты обладают определенными свойствами. При помощи лабораторных методов можно определить уровень влажности почвы, ее плотность, из каких минералов состоит грунт, какого размеры частицы компонентов грунта и свойства, которыми обладают отдельные почвы – способность давать усадку, размокаемость, липкость.

При изучении грунтов в лабораторных условиях применяется современное высокотехнологическое оборудование, которое позволяет получить данные, необходимые для строительства.

В лаборатории исследуются различные виды грунтов. Для того, чтобы провести исследование физических свойств, необходимо взять не меньше десятка образцов почвы. Для выявления механических параметров, требуется не менее шести образцов грунта по всем основным элементам. Что касается исследования подземных вод, то нужно взять не менее трех проб.

Все исследования выполняются в соответствии с установленными требованиями.

источник

Выбор почвенных образцов в природных условиях и их подго­товка к лабораторному исследованию являются основным вопро­сом методики, от которого зависит результат всех последующих определений. Необходимо правильно наметить места для отбора проб почвы, которые позволили бы выявить участки, подвергаю­щиеся наибольшему загрязнению и, наоборот, благополучные по своему санитарному состоянию. Для этого один или несколько уча­стков выбирают вблизи имеющихся источников загрязнения, а дру­гой — в месте отдаленном от них. Глубину отбора проб почвы опре­деляют в зависимости от характера почвы, задачи и вида лабора­торного исследования.

Для определения механического и химического состава почвы отбор проб производят в 3- 5 точках по диагонали с участка площадью 25 кв.м. с глубины 0,25 м, а при необходимости — с глу­бины 0,75 — 1 м и ] ,75 — 2 м. Пробы берут буром или лопатой, тща­тельно перемешивают и из проб, взятых с каждого горизонта, со­ставляют единую для него среднюю пробу весом около 1 кг, кото­рую помещают в банку с пробкой, ставят номер на этикетке и от­сылают в лабораторию с сопроводительным документом и указани­ем места и времени взятия пробы, глубины, метеорологических особенностей в момент взятия пробы и того, что следует опреде­лить в почве.

В лаборатории почвы взвешивают, перемешивают, просеивают и, в зависимости от цели исследования, подвергают анализу в нату­ральном виде или в воздушно-сухом состоянии, для чего почву вы­сушивают на воздухе при комнатной температуре с последующим дополнительным просеиванием через сито с отверстиями диамет­ром 1 мм. К анализу натуральной свежевзятой почвы приступают как можно скорее, так как в силу продолжающихся биохимических процессов в почве могут произойти существенные измене­ния. При невозможности исследования почвы в тот же день, можно хранить ее несколько дней в холодильнике или же добавить кон­сервирующие вещества.

Для бактериологического анализа пробы почвы в количест­ве 200-300 г берут стерильными инструментами также в 3-5 точках участка площадью 25 кв.м, помещают в стерильные банки и со­ставляют из них среднюю пробу. Пробы берут с глубины, на кото­рой предполагается бактериальное загрязнение. В населенных пунктах рекомендуется исследовать прежде всего поверхностные слои почвы до глубины 20 см. С участков полей орошения пробы отбирают на глубине 20 см. При изучении влияний загрязнений почвы на подземные воды и открытые водоемы следует отбирать пробы на глубине 0,75 — 2 м. В последнем случае для этого пользу­ются буром Некрасова, а при отсутствии его вырывают яму и с ка­ждой ее стороны отбирают пробы стерильной лопаточкой или но­жом. При контроле за обеззараживанием хозяйственно-бытовых отбросов почвенным методом пробы почвы отбирают с глубины 25,100 и 150 см в зависимости от физических свойств почвы. Сте­рилизация инструментов для взятия проб почвы производится на каждом новом участке путем обмывания водой, обтирания спиртом и под конец обжигания.

Банки с пробами почвы закрывают ватными пробками, обвер­тывают бумагой и перевязывают. Банку номеруют, записывают не­обходимые данные ( температура воздуха и почвы и др.) и немед­ленно направляют в лабораторию. При отсутствии банок можно переносить пробы почвы в стерильных полиэтиленовых пакетах или в стерильной пергаментной бумаге. В лаборатории почву вы­сыпают на простерилизованную в сушильном шкафу бумагу, осво­бождают от корней, щебня, стекла и т.д., крупные комки почвы разминают, тщательно перемешивают и отсюда берут навеску поч­вы для исследования. Если по доставлении проб в лабораторию нельзя приступить к бактериологическому исследованию, допуска­ется хранение их в холодильнике при 1-5гр.С не более 18 часов, так как с течением времени происходят изменения в составе микро­флоры.

Для санитарно-вирусологического анализа в первую очередь отбирают образцы пахотного слоя, так как в природных условиях энтеровирусы адсорбируются главным образом верхними слоями почвы. По Г.А. Багдасарьян, пробы берут раздельно с гряд и борозд с глубины 0-20см, для выяснения же проникновения энтеровирусов в глубь почвы — на глубине 50 и 100 см. Методика отбора проб аналогична применяемой при взятии проб для бактериологического исследования; следовательно, можно использовать одни и те же пробы почвы для того и другого анализа.

Первичную обработку проб следует Производить В день взятия пробы сразу по доставлении в лабораторию. Допускается произ­водство анализа на другой день, не позднее чем срез 24 часа, при условии хранения проб в холодильнике при А гр.С. Более длитель­ное хранение влечет за собой падение титра энтеровирусов и воз­можность их выделения уменьшается.

Для гельминтологического анализа пробы почвы отбирают отдельно с поверхности и с глубины 2-10 см, так как в зависимо­сти от глубины яйца гельминтов выживают в течение различных сроков. С каждого участка площадью 50 кв.м. берут не менее 10 проб весом примерно по 100 гр в разных местах по диагонали и из них составляют средние пробы весом около 1 кг отдельно для каж­дого горизонта.

Пробы почвы с поверхностных слоев отбирают металлическим шпателем, столовой ложкой или совочком, а с глубины — буром или лопатой. Пробы отбирают и транспортируют в стеклянных банках с пробкой или в целлофановых пакетах, снабжая тару этикеткой и отмечая, как обычно, время и место взятия пробы, внешние условия и т.п. По доставлении в лабораторию, пробы почвы, если они нахо­дились не в стеклянных банках, пересыпают в таковые, тщательно перемешивают и удаляют крупные частицы. Анализ производят в течении ближайших дней; если же это невозможно, то взятые про­бы заливают 3 % раствором формалина на физиологическом рас­творе или 3 % раствором соляной кислоты и хранят в открытых банках при температуре 18-24 гр.С, часто перемешивая для улуч­шения аэрации. При подсыхании почвы подливают чистую воду.

Для радиометрического анализа отбор проб почвы произво­дится в соответствии с поставленной задачей. Для определения радиоактивного загрязнения почвы в данном районе выбирают несколько участков площадью примерно 50 кв.м. и в се­редине каждого из них на площади около 1 кв.м. удаляют травяной покров и вырезают почву на пробу в виде куска размером 10×10см, толщиной 5 см. Пробу упаковывают в клеенчатый или пластиковый материал и направляют в лабораторию с указанием места взятия пробы, даты и т.д. Растительность берут в количестве около 75 г и упаковывают отдельно.

Для химического анализа почвы применяется «Методика выполнения измерений массовой концентрации ртути в пробах почв методом беспламенной атомной абсорбции с термическим разложением проб» ПНД Ф 16.1.1-96. При этом устанавливается методика выполнения измерений массовой концентрации ртути в пробах почв атомно-абсорбционным анализом (метод беспламенной атомной абсорбции.)

Для оценки механического состава почвы используется сито Кноппа состоящие из набора отдельных сит с отверстиями различного размера – от 0,25мм до 10мм. Каждому размеру отверстий соответствует определенный размер сита. Навеска отобранной почвы (200-300гр.) пропускается через сита Кноппа, в результате чего на отдельных ситах остаются частицы разного размера. Взвесив содержимое каждого сита и определив их процентный состав по отношению к навеске всей пробы ориентировочно оценивают ее механический состав.

Согласно классификации Н.Качинского частицы, задерживающиеся на том или ином сите относят к определенному типу почвы:

На ситах с отверстиями 3-10мм — камни и гравий;

На ситах с отверстиями 1-3мм — крупный песок;

На ситах с отверстиями 1-0,25мм — средний песок;

источник

Посев или посадка культур без предварительного анализа почвы — большая ошибка пользователей и владельцев земли. В почве могут содержаться элементы и соединения, наличие которых не совместимо с ростом и жизнедеятельностью выращиваемых растений. Бесконтрольное внесение удобрений (на всякий случай) может привести к недостатку или переизбытку какого-либо макро- или микроэлемента, что только ухудшит и без того не лучшее состояние растений.

Дефицит питательных элементов в растениях негативно влияет на их рост и развитие, нарушается обмен веществ растений, что сопровождается изменением их внешнего вида. Это приводит к тому, что одними агротехническими приемами не удается создать здоровый и красивый сад. В этом случае становится необходимым проведение химического анализа почвы, который является самым точным и надежным способом проверки почвы на качество, пригодность для использования.

Почвенный анализ позволяет установить содержание питательных веществ в почве, из которых растения потребляют необходимые элементы питания. Результаты анализа дают возможность определить вид и норму удобрений, правильное использование которых приводит к увеличению урожая, уровня рентабельности и тем самым приводит к снижению негативного экологического воздействия.

Результаты любого анализа зависят от правильного отбора проб и предварительной их обработки. Отбор проб для агрохимического анализа необходимо проводить учитывая вертикальную структуру, неоднородность почвенного покрова, рельеф и климат местности. Отбор смешанных образцов лучше всего проводить в весенний период, когда на поле еще не внесены удобрения и не произведены посевы. Второй срок отбора образцов устанавливается после уборки урожая, когда основной запас доступных питательных элементов уже израсходован растениями, а отсутствие посевов не мешает производству работ.

Наиболее часто для отбора смешанных почвенных образцов применяют метод «конверта». Он заключается в том, что на каждом из участков по диагонали или по «конверту» (четыре точки по углам и одна в центре) в его пяти точках отбирают пробы.

Если площадь земельного участка меньше 10 га, она делится на три элементарных участка (наименьшая площадь, которую можно охарактеризовать одной объединенной пробой почвы). Размер элементарных участков зависит от общей площади земельного участка. Например, если земельный участок составляет 4 га, то размер элементарного участка будет 1,33 га (4:3). Такой расчет объясняется тем, что с каждого земельного участка малой площади необходимо отобрать не меньше трех смешанных почвенных образца. На площадях более 10 га размер элементарного участка составляет 3 га.

Чаще всего точечные пробы отбирают с пахотного горизонта почвы, где глубина составляет 0-20 см. Смешанные образцы почвы составляют из 20 точечных проб (каждая весом 200-300 г), 4 пробы извлекаются по периметру с разных сторон, остальные по двум диагоналям через равные интервалы (100-150 м на участках с однородным почвенным покровом (А) и 10-20 м на участках с неоднородным почвенным покровом (Б)), тщательно перемешивают и берется средняя проба не менее 1 кг.

Точечные пробы (проба определенного объема, взятая из почвенного горизонта, слоя, типичная для данного горизонта или слоя) отбирают ножом или шпателем из прикопок или почвенным буром.

Прикопка почвенная — почвенный разрез небольшой глубины (50-75 см), вскрывающий только верхние горизонты почвенного профиля.

Пробы, отобранные для проведения химического анализа, упаковывают в емкости из химически нейтрального материала или полиэтиленовые мешочки и прилагают к ним этикетки. На этикетке должны быть указаны: область, район, хозяйство; номер разреза; горизонт и глубина взятия образца; дата и фамилия исследователя.

Оборудование для отбора проб

Образцы почвы отбирают с помощью почвенного бура или щупа. Для отбора проб на сухих и пылеватых почвах используют почвенный щуп, а на каменистых или замерзших почвах – почвенный бур.

Так же существуют гидравлические или механические пробоотборники для взятия поверхностных и глубинных образцов. Они существенно облегчают отбор проб, особенно при отборе большого количества образцов с разных участков.

Если у Вас нет необходимых инструментов для отбора образцов почвы, можно использовать лопату с тщательно очищенным лезвием или другие предметы огородно-садового инвентаря, изготовленные из стали или алюминия. Поверхности инструментов должны быть без коррозии и ржавчины.

Подготовка почвы для анализа

Подготовка пробы состоит в перемешивании, измельчении и сокращении до определенной массы. Для сокращения пробы используют метод квартования. Измельченный материал высыпают на стерильный плотный лист бумаги, тщательно перемешивают, отбрасывают корни, камни и прочие твердые предметы. Затем почву распределяют на месте ровным тонким слоем (0,5 см) в форме квадрата, делят на четыре сектора, содержимое двух противоположных секторов отбрасывают, а двух остальных — соединяют вместе и вновь перемешивают.

А — измельченный и перемешанный материал; Б — материал, рассыпанный тонким слоем в виде квадрата или круга; В — материал, разделенный на четыре сектора (квартование).

Почву делят до тех пор, пока не останется около 300 г и просеивают ее через сито диаметром 1 мм. После чего почву ссыпают в чистую емкость с притертой пробкой и нумеруют ее. Из полученного образца берут навески для анализа.

Если сразу сделать анализ невозможно, то почву можно хранить в холодильнике: слабо загрязненную — при температуре 0 °С в течение 72 ч, а сильно загрязненную — 48 ч.

Отбор проб воды для анализа

Состав воды и степень ее загрязнения зависят от разных причин: глубины отбора воды, структуры почвы в районе, наличия вблизи промышленных предприятий, сельскохозяйственных полей, свалок и т.д. Поэтому после копания колодцев и бурения скважин на воду необходимо провести анализ воды. Определение качества воды является первым и абсолютно незаменимым этапом процесса водоподготовки.

В лаборатории можно определить основные параметры качества воды, такие как жесткость воды, содержание в ней различных соединений и микроорганизмов, в том числе и содержание в ней железа. Именно эти показатели приносят наибольшее количество неприятностей пользователю в процессе эксплуатации скважины.

Для проведения химического анализа нужно не менее 1,5 литра воды. В качестве емкостей используют стеклянную или пластиковую тару. Посуда, предназначенная для отбора проб, должна быть чистой и без запахов, предварительно промытая той же водой, которую отбирают для анализа. Застоявшуюся воду предварительно спускают в течение 10-15 минут. Это делается для того, чтобы избежать попадания в образец окалины и застоявшейся воды, тем самым получить неточный химический анализ. Затем воду осторожно заливают в пробоотборную емкость до ее переполнения.

При отборе воды из реки или родника также нужно не допускать образования воздушной прослойки, чтобы кислород воздуха не растворялся в воде при отборе и перевозке пробы — он может вступить в реакцию с примесями и исказить реальную картину. Более бутылку не открывать!

источник

Строительство любого капитального здания начинается с устройства его подземной части. Но еще до ее возведения требуется выполнить исследование грунта под фундамент, чтобы определить тип почвы на участке и структуру грунтовых слоев. Далее, на основании полученных результатов производится привязка проекта к местности, а именно – делаются соответствующие расчеты, после чего окончательно выбирается тип и глубина заложения фундамента.

В целях экономии частные застройщики нередко отказываются от исследования грунтов. Но делать этого не следует, так как игнорирование факторов, напрямую оказывающих влияние на несущую способность фундамента, может привести к существенным материальным затратам уже в ходе эксплуатации дома. Силы морозного пучения могут разрушить бетон или кладку, отсутствие прочного основания повлечет за собой неравномерную осадку строения, а наличие на участке плывуна приведет к непредсказуемым последствиям. И это не говоря уже о негативной роли, которую оказывает высокий уровень подземных вод.

Владельцу не следует полагаться на «авось» или советоваться с соседями только потому, что свой дом они уже построили. Дело в том, что даже на близкорасположенном участке толщина и структура грунтовых слоев могут различаться. Вдруг на месте застройки находится насыпь, или водоупорный пласт располагается намного выше? Визуально это определить невозможно, в связи с чем потребуется брать пробы.

Определить геологию под фундаментом и выполнить анализ грунта считается важнейшим этапом строительства, позволяющим возвести надежный дом, который прослужит не одному поколению.

Для исследования рекомендуется вызвать специальную службу, гарантирующую достоверность полученных результатов. Специалисты проведут полевые работы и, при необходимости, лабораторные проверки. По окончании работ службы дадут письменное заключение, на основании которого проектировщики выполнят расчеты подземной части строения. Конечно же, стоить это будет недешево.

Организовать исследование грунтов можно и самостоятельно, но только в случае отсутствия на площадке застройки сложных геологических условий – болотистой местности, торфяников, насыпей и т.д. Для забора проб следует вырыть шурф, либо пробурить скважину, после чего определить тип грунта и сделать правильные выводы. Кроме того, необходимо будет уточнить уровень подземных вод, а вот глубину промерзания измерять не потребуется. Данный показатель зависит от региона и принимается по справочным таблицам.

Особой прочностью обладают скальные породы. Им не грозят просадки и вспучивание, а вода их не размывает. Такие же свойства присущи твердым обломчатым грунтам, но лишь в случае малого присутствия в их структуре пылеватых либо глинистых частиц.

Крупнозернистые пески не поддаются силам морозного пучения и великолепно показывают себя в качестве основания под фундамент. Мелкозернистые и пылеватые типы песчаных грунтов имеют такой недостаток как плывучесть, особенно если они находятся в зоне высокой влажности. Но в сухом состоянии и при определенных условиях они считаются хорошей опорой для подземной части дома.

Суглинки и глины относятся к проблемному типу грунтов. Они обладают хорошей прочностью лишь в твердом состоянии. При замачивании их свойства ухудшаются, а в случае промерзания они начинают вспучиваться. Данный фактор следует учитывать при выборе способа устройства основания под фундамент.

Что касается слабых и насыпных грунтов, то для них предлагаются свои варианты подземных конструкций. Одним из них является установка свай. В этом случае потребуется обстоятельное инженерное исследование геологических условий специализированными компаниями, так как плотные грунтовые пласты могут залегать слишком глубоко.

Перед заключением договора рекомендуется поинтересоваться у представителя фирмы, есть ли у них лицензия на проведение подобных работ.

Признаки, позволяющие самостоятельно определить тип грунта:

• песок – быстро оседает на дно емкости при смешивании его с бо́льшим по объему количеством воды. Из влажного песка с трудом формируются колбаски, а высохший образец легко крошится;
• глина – в воде слабо растворяется, оставаясь длительное время в виде суспензии. Раскатывается наподобие пластилина в колбаски, которые после продолжительного высыхания становятся твердыми;
• ил – при размешивании с водой оседает достаточно медленно (от 15 минут до часа). Он эластичен при формовании, но разламывается при высыхании;
• при похлопывании по влагонасыщенному грунту вода выступает быстро (ил) или медленно (глина).

Квалифицированная оценка грунтовых условий позволит максимально обезопасить конструкцию фундамента от разрушений, а дом – от перекосов. В зависимости от места проведения, исследования подразделяются на полевые и лабораторные.

Не следует думать, что заказывать услуги по определению характеристик и свойств грунта придется в полном объеме. Перечень работ предварительно оговаривается с исполнителем. Возможно, что потребуется лишь минимальный набор из пунктов, предусмотренных в прайс-листе.

В полевых условиях проводится как общее, так и детальное обследование грунтов. Преимуществами метода являются:

• возможность оценки большого массива пород;
• залегание слоев без нарушения их структурного сложения;
• изучение грунтовых пластов в естественном состоянии (давление, колебание подземных вод и пр.).

Полевые исследования дают более точные результаты, определяющие тип и несущие свойства грунта, неоднородность состава и противостояние каким-либо негативным факторам. В состав работ может входить:

• зондирование – динамическое, статическое, крыльчатое;
• проверка массива на сдвиг, обрушения, сжимающие нагрузки;
• изучение свойств и просадки почвы при замачивании;
• создание напряженного состояния и усилий в различных направлениях.

В результате составляется максимально детальный отчет о геологическом строении участка застройки, расположении подземных вод и характеристиках грунтовых слоев. Одним из наиболее важных свойств является несущая способность. От нее во многом зависит тип и глубина заложения фундамента.

В лабораториях проводят более полный комплекс исследований, а при определении результатов используют уточняющие коэффициенты.

Важно знать о том, что до начала исследования грунта следует попробовать найти инженерно-геологические разрезы ближайшей местности. В городах и крупных поселках они наверняка имеются в архивах проектных организаций. При положительном результате исследовать грунты под фундамент не придется. А вот в условиях освоения новых территорий без геологов не обойтись.

источник

Стационарные наблюдения — это длительные (не менее 1 года) наблюдения за изменением отдельных компонентов геологической среды (грунтов, подземных вод, опасных геологических процессов) и техногенных условий. Заключаются они в выборе характерных уча­стков для наблюдений, установке сети реперов, инструментальных наблюдений за их перемещением и т. д. Наблюдения ведут в основ­ном в период эксплуатации ответственных сооружений в сложных инженерно-геологических условиях.

Сводом правил по инженерным изысканиям для строительства (СП 11-105—97, ч. I) устанавливается, что стационарные наблюде­ния следует осуществлять с помощью геодезических и геофизичес­ких методов, зондирования, лабораторных испытаний и контрольно-измерительной аппаратуры.

Наиболее часто стационарные наблюдения производят за изме­нением уровня грунтовых вод, динамикой развития опасных геоло­гических процессов (карста, оползней, селей и др.), осадками и де­формациями зданий и сооружений, а также за температурным ре­жимом многолетнемерзлых пород.

При гидрогеологических изысканиях для водоснабжения стаци­онарные наблюдения за режимом подземных вод осуществляют на всех стадиях и этапах проектирования и строительства. Особенно они важны в период эксплуатации водозаборов, так как именно в этот период заметно изменяются дебит, уровни, химический состав и тем­пература подземных вод.

По данным стационарных наблюдений в районе действующих во­дозаборов выбирают наиболее рациональный режим водоотбора, кор­ректируют гидрогеологические прогнозы, анализируют опыт эксп­луатации.

Лабораторные исследования грунтов и подземных вод являются необходимой частью инженерно-геологических изысканий. В состав лабораторных работ входит отбор проб грунтов и подземных вод для анализа и лабораторные определения.

Лабораторные определения грунтов и обработка их результатов

Отбор проб грунтов производят из обнажений, буровых скважин, шурфов и других выработок. Пробы отбирают послойно, на всю глу­бину выработок, но не реже, чем через каждый 0,5—1,0 м. Наибо­лее детально опробуется слой, который будет несущим основанием сооружений. Из всех образцов, полученных при инженерно-геоло­гических исследованиях, 5—10% отбирают для последующих лабо­раторных анализов.

Для инженерно-геологических работ обязателен отбор моноли­тов, т. е. образцов с сохранением их природного состояния и струк­туры. Монолиты отбирают из стенок шурфов и обнажений с помо­щью почвенного ножа. Они имеют форму, близкую к кубу с разме-

рами от 10x10x10 см до 30x30x30 см. Из буровых скважин с помо­щью грунтоносов отбирают цилиндрические монолиты высотой 20— 30 см. В глинистых грунтах твердой и полутвердой консистенции применяют обуривающие грунтоносы, а в грунтах пластичной кон­систенции — вдавливаемые грунтоносы. Монолиты немедленно парафинируют для сохранения их естественной влажности, т. е. туго обматывают слоем марли, пропитанной парафиногудронной смесью, подогретой до 60—65°С (рис. 36.23). Монолиты предохраняют от сотрясения и промерзания и хранят не более 1,5 месяцев.

Расчетные значения характеристик грунта х вычисляют по фор­муле:

Помимо монолитов отбирают образцы нарушенной структуры в специальные мешочки. Вес образцов до 0,5 кг.

Общий порядок отбора, упаковки и транспортирования образцов пород для лабораторных исследований определяется действующим ГОСТ 12071-2000.

Лабораторные определения грунтов выполняют как с помощью полевых лабораторий, так и в стационарных условиях.

Состав и объем лабораторных определений устанавливают в за­висимости от номенклатурного вида грунтов (скальные, крупнооб­ломочные, песчаные и глинистые), целевого назначения, характера и стадии выполняемых инженерно-геологических изысканий.

Лабораторные исследования должны обеспечить возможность статистической обработки результатов и получения: 1) нормативных и 2) расчетных значений грунтов в соответствии с ГОСТ 20522—96. Первые вычисляют для всех характеристик грунта, вторые — только для характеристик, используемых в расчетах.

Нормативное значение характеристик грунта (исключая угол внутреннего трения и удельное сцепление) Х_п определяют как сред­неарифметическое значение результатов частных определений X, вы­числяемое по формуле:

Нормативные значения углов внутреннего трения ф и удельного сцепления с вычисляются по методу наименьших квадратов для всей совокупности опытных значений сопротивления срезу т_г и нормаль­ного напряжения о₁ по формулам:

где y_d — коэффициент надежности по грунту.

Коэффициент надежности по грунту (y_d) рассчитывают в зависи­мости от изменчивости характеристик грунта, числа определений и значения доверительной вероятности а, которое принимают в соот­ветствии с рекомендациями норм проектирования различного вида

Число определений характеристик грунтов в этих методах долж­но быть не менее шести.

Нормативные и расчетные значения характеристик грунта вычис­ляют для каждого инженерно-геологического элемента (ИГЭ). За ИГЭ принимают часть массива грунтов (слой, часть слоя, прослой, линза и т. д.), одного и того же происхождения, и литологического состава, которое может быть описано обобщенными показателями состава, состояния и свойств слагающего его грунта.

Смысл выделения ИГЭ заключается в том, что несущественные различия в составе, состоянии и свойствах грунтов различных слоев позволяют объединить их в отдельный ИГЭ, что существенно упро­щает расчет основания сооружения.

При выделении ИГЭ необходимо учитывать не только геологи­ческие условия, но и расчетную схему сооружения; его тип и харак­тер передаваемой на грунт нагрузки. Например, тонкие прослои гли­нистых грунтов при возможной работе грунтов основания на сдвиг следует выделять в отдельный ИГЭ или не выделять, если проекти­руемое сооружение рассчитывается только на сжатие.

На рис. 36.24 (по М. А. Солодухину, 1985) показан пример вы­деления ИГЭ на участке проектируемого сооружения на свайном фун­даменте. В самостоятельные ИГЭ, совпадающие с границами лито-логических и генетических разновидностей, выделены торф, озер-

но-аллювиальные суглинки и известняки. По показателю текучести I_L моренные суглинки разделены на два ИГЭ, что соответствует при­нятой расчетной схеме свайных фундаментов. Согласно ГОСТ 20522—96, окончательное выделение ИГЭ проводят на основе оцен­ки характера пространственной изменчивости характеристик грун­тов и их коэффициента вариации. Для анализа глинистых грунтов используют физические характеристики (влажность, коэффициент пористости, характеристики пластичности, показатель текучести), а при достаточном количестве и механические. Для песчаных и круп­нообломочных используются гранулометрический состав и влаж­ность.

На основе установленных при инженерно-геологической схема­тизации ИГЭ на инженерно-геологических разрезах могут быть вы­делены расчетные грунтовые элементы (РГЭ). За РГЭ принимают некоторый объем грунта не обязательно одного и того же происхож­дения и вида, в пределах которого нормативные и расчетные харак­теристики по условиям применяемого расчетного метода могут быть

постоянными или закономерно изменяющимися. РГЭ может вклю­чать несколько ИГЭ или состоять из одной его части.

Лабораторные исследования подземных вод

Отбор проб воды производят непосредственно из источника или с помощью пробоотборников. Отбор воды в зависимости от вида анализа (полный или сокращенный) и степени минерализации воды осуществляется из каждого встреченного при бурении водоносного горизонта, в начале и в конце откачки, при наблюдениях за режи­мом подземных вод и т. д.

С помощью лабораторных анализов воды определяют химичес­кий состав, а при использовании подземных вод для хозяйственно-питьевых целей дополнительно — бактериальный состав, содержа­ние микроэлементов и радиоактивных компонентов. Стандартным (со­кращенным) химическим анализом устанавливают содержание Са 2+ , Mg 2+ , Na + , Fe 2+ , NH₄, CO* , Cl

, SO*» , NO₃«, NO₂«, CO₂ (своб.), об­щей и карбонатной жесткости, окисляемости, сухого остатка, рН, а также характеризуют физические свойства воды. При полном анализе помимо указанных выше компонентов определяют К + , Mn, H₂S, a также мышьяк, фтор, свинец и другие микроэлементы, включая и радиоактивные. Окончательный перечень определений, выполняемых при полном анализе для питьевых целей, устанавливают в соответ­ствии с требованиями санитарно-эпидемиологической службы.

Лабораторные исследования подземных вод выполняют непос­редственно в полевых условиях и в стационарных лабораториях. Не­устойчивые компоненты (агрессивную углекислоту, сероводород и др.), а также величину рН и физические свойства воды определяют на месте отбора пробы.

источник