Wody podziemne i ich znaczenie w budownictwie
Wody podziemne definicja
Wody podziemne to wszystkie rodzaje wody znajdujące się poniżej powierzchni ziemi, niezależnie od ich stanu skupienia – stałego (lód), ciekłego (woda) czy gazowego (para wodna). W budownictwie największe znaczenie ma woda w stanie ciekłym, to ona w praktyce decyduje o wielu zjawiskach związanych z gruntem i fundamentami.
Charakterystyka wód podziemnych
Wody gruntowe w terenach nizinnych są ściśle powiązane z ukształtowaniem terenu i właściwościami hydrogeologicznymi gleby. Na ich występowanie wpływ mają również czynniki klimatyczne oraz sezonowe zmiany warunków atmosferycznych. W ostatnich dekadach znaczący wpływ na poziom i charakter wód podziemnych ma działalność człowieka – zarówno poprzez pobór wody i osuszanie terenów, jak i przez budowę zbiorników retencyjnych lub sztuczne spiętrzanie wód, które zwiększa wilgotność gruntu.
Wierzchnia warstwa gruntu, przez którą przenikają wody opadowe, to tzw. strefa aeracji. Gdy woda dotrze do warstwy nieprzepuszczalnej, wypełnia pory w gruncie przepuszczalnym, tworząc strefę saturacji, czyli warstwę całkowicie nasyconą wodą.
Rodzaje wód podziemnych
| Rodzaj wody | Charakterystyka | Znaczenie w budownictwie |
|---|---|---|
| Woda higroskopowa | Mocno związana z cząstkami gruntu, praktycznie nieruchoma. | Nie ma istotnego wpływu na fundamenty. |
| Woda błonkowa | Otacza cząstki gruntu w gruntach spoistych, powodując uplastycznienie. | Wpływa na konsystencję gruntu i jego właściwości mechaniczne. |
| Woda kapilarna | Występuje w porach gruntu z powietrzem, porusza się dzięki napięciu powierzchniowemu. | Istotna w gruntach drobnoziarnistych, może podciągać wilgoć do fundamentów. |
| Woda wolna (grawitacyjna) | Porusza się pod wpływem siły ciężkości, występuje w strefie saturacji. | Utrudnia posadowienie budowli, wymaga odpowiednich zabezpieczeń. |
Ważne: Przy projektowaniu fundamentów należy zawsze uwzględniać zarówno wodę wolną, jak i kapilarną – ich obecność znacząco wpływa na nośność i trwałość gruntu.
| Rodzaj wody | Opis |
|---|---|
| Woda sączeniowa | Tworzy soczewki lub cienkie warstwy w gruntach niespoistych osadzonych w podłożu spoistym i przesącza się do wykopów lub otworów wiertniczych w zmiennych ilościach. |
| Woda zawieszona | Gromadzi się na skupiskach gruntów spoistych w podłożu z gruntów niespoistych. Jej poziom zmienia się sezonowo, w zależności od warunków pogodowych. |
| Woda przypowierzchniowa | Występuje tuż pod powierzchnią ziemi, czasem bez strefy aeracji nad nią. Jej poziom zależy od opadów i suszy, a w okresach mrozu część wody zamarza. |
| Woda gruntowa | To woda wolna w gruntach przepuszczalnych, znajdująca się w strefie saturacji pod warstwą aeracji o grubości minimum 2 metrów. Poziom tej wody jest mniej podatny na krótkotrwałe zmiany pogodowe, a jej temperatura zwykle odpowiada średniej rocznej temperaturze danego regionu. |
| Woda wgłębna | Występuje w głębszych warstwach gruntów przepuszczalnych, przykrytych grubą pokrywą gruntów spoistych. Zasilana jest przez wodę gruntową, zaskórną lub powierzchniową, często przez tzw. okna hydrogeologiczne. |
Podnoszenie się poziomu wód gruntowych
W ostatnich latach coraz częściej obserwuje się zjawisko podnoszenia się poziomu wód gruntowych, co może wynikać zarówno z naturalnych procesów hydrologicznych, jak i działalności człowieka. Do głównych przyczyn należą:
- Intensywne opady i zmiany klimatyczne prowadzące do nasycenia gruntu wodą.
- Zwiększone zatrzymywanie wód w zbiornikach retencyjnych lub zalewowych.
- Zmniejszenie naturalnego odpływu wód poprzez zabudowę terenów i kanalizację.
Uwaga: Podnoszący się poziom wód gruntowych może prowadzić do zalewania piwnic, podmokłych fundamentów i degradacji materiałów budowlanych. Dlatego projektując budynki, warto przewidzieć skuteczne odwodnienie oraz izolacje przeciwwilgociowe.
Znaczenie wód podziemnych w budownictwie
Wody wolne w gruntach stanowią istotną przeszkodę przy bezpośrednim posadowieniu budowli. Woda kapilarna i sączeniowa wpływa na właściwości gruntów spoistych, zmniejszając spójność, kąt tarcia wewnętrznego i zwiększając odkształcalność. W efekcie nośność gruntu maleje, co należy uwzględnić w projektowaniu fundamentów.