Wenn Sie mit Ihren eigenen Händen ein zuverlässiges und langlebiges Haus bauen möchten, müssen Sie mit einem Bauprojekt beginnen, für dessen Erstellung Sie erste Daten wie die Zusammensetzung und Tragfähigkeit des Bodens auf dem Gelände benötigen. Hier erfahren Sie, wie Sie diese Daten selbst erhalten.
Ziele und Probleme der Ingenieurhydrogeologie
Lassen Sie uns zunächst herausfinden, welche Probleme die Bauhydrogeologie löst. Jedes Gebäude basiert auf einem Fundament, das Formstabilität bietet und die Last von den tragenden Wänden entlang des Bodens verteilt. Damit das Fundament ordnungsgemäß funktioniert, müssen Gewicht, Stützfläche und andere Konstruktionsmerkmale genau bestimmt werden.
Natürlich können Sie auf Nummer sicher gehen und einen gewissen Spielraum für Zuverlässigkeit bieten, aber dies führt unweigerlich zu einer Erhöhung der Projektkosten, was nicht akzeptabel ist. Es ist viel korrekter, Untersuchungen des Bodens und der hydrogeologischen Situation insgesamt durchzuführen, um sicherzustellen, dass die berechneten Parameter den realen Bedingungen entsprechen.
Die hydrogeologische Forschung umfasst drei Phasen:
- Bodenproben nehmen.
- Laboruntersuchungen seiner physikalischen Eigenschaften.
- Erstellung eines technischen Gutachtens, das an den Konstrukteur weitergeleitet wird.
Die Erforschung der Zusammensetzung und der Eigenschaften des Bodens wird von speziellen Organisationen durchgeführt. Die Inanspruchnahme ihrer Dienste hat jedoch zwei negative Aspekte:
- Die Kosten für hydrogeologische Forschung sind recht hoch und belaufen sich auf etwa 30.000 Rubel pro 10 Morgen.
- Die Mindestgröße des untersuchten Gebiets beträgt normalerweise 10 Morgen.
In dieser Hinsicht ist es für einen privaten Entwickler sinnvoll, darüber nachzudenken, die Hydrogeologie mit eigenen Händen zu betreiben. Glücklicherweise erfordert dies ein Minimum an spezieller Ausrüstung, und die Methoden zur Laboruntersuchung der Bodeneigenschaften sind in der Fachliteratur ausführlich beschrieben und können zu Hause reproduziert werden..
Feldarbeit: Entnahme von Bodenproben
Im individuellen Wohnungsbau sind nicht viele Daten zur Bodenzusammensetzung auf der Baustelle erforderlich. Es reicht zu wissen:
- Grundwasserspiegel (GWL) und die Dynamik seiner Veränderung im Laufe des Jahres.
- Tiefe und Dicke verschiedener Bodentypen (geologischer Abschnitt).
- Bodendichte und Kompressibilität.
Um die notwendigen Informationen zu erhalten, müssen zwischen den Überschwemmungen mehrere Einstiche in den Boden vorgenommen werden, wobei Kerne entnommen werden – Proben von Sedimentgesteinen aus verschiedenen Tiefen. An den äußersten Stellen der Baustelle werden mindestens vier Einstiche gemacht. Wenn ein starker Hang vorhanden ist oder eine Bodenentwässerung erforderlich ist, werden häufiger Einstiche durchgeführt. Einige davon befinden sich außerhalb der Baustelle.
Für eine Reifenpanne benötigen Sie ein Stück Stahlrohr mit einem Durchmesser von 50-70 mm und einer Länge von 1,5-2 Metern. Eine Kante muss auf eine bestimmte Weise geschärft werden, die von der Dichte und Art des Bodens abhängt. Folgende Optionen sind hier möglich:
- Die gerade Kante mit Schärfung eignet sich für schwarzen Boden, Lehm und andere Böden mittlerer Dichte ohne steinige Einschlüsse.
- Ein schräger Schnitt in einem Winkel von 25-30 ° führt leicht durch mit Wasser gesättigte viskose Tonböden.
- Der doppelte Innenschnitt ist ideal für schlammigen Sand und sandigen Lehm.
- Der doppelte äußere Schnitt ermöglicht ein müheloses Durchstechen von felsigem Boden.
- Das gezackte Schärfen ist optimal, wenn harte Partikel zum Quetschen neigen.
Die Oberkante des Rohrs muss gerade geschnitten sein, und es muss auch ein Aufprallspindelstock hergestellt werden. Im einfachsten Fall ist eine massive Stahlplatte geeignet, an die ein 5–7 cm langes Rohrstück geschweißt ist, dessen Durchmesser dem Nenndurchgang der Rohrnadel entspricht. Es ist wichtig, dass sich die Schweißnaht in der Hülse befindet: Auf diese Weise drückt die Platte lückenlos gegen die Nadelkante und verklemmt sich nicht durch Stöße.
Beim Durchstechen des Bodens wird die Nadel 15 bis 20 cm in den Boden eingetaucht, und der Kern wird regelmäßig mit einem Reinigungsstab entfernt und in einer versiegelten Plastiktüte verpackt. Die beschlagnahmten Proben müssen an der Einstichstelle in der Reihenfolge ihres Auftretens auf dem Weg zur Aufzeichnung der Dicke der Bodenschichten ausgelegt werden. Nach dem Einstich sollte die oberste Schicht des Bodens zur Seite entfernt werden und einen kleinen Trichter bilden. Anschließend sollte der Brunnen mit Sperrholz oder Metallblech abgedeckt werden, um ihn vor Verstopfung zu schützen.
Bestimmung der GWL- und Bodeneigenschaften
Die nach Einstichen verbleibenden Brunnen sollten ein Jahr lang gelagert werden, um den Grundwasserspiegel und die Dynamik seiner Veränderung zu verfolgen. Für diese Zwecke müssen Sie eine Holzsonde mit einer senkrechten Querstange herstellen.
Die GWL-Messung sollte mehrmals im Jahr durchgeführt werden. Als optimale Perioden gelten der Beginn und das Ende der Überschwemmungen im Frühjahr und Herbst sowie die Mitte des Winters. Es ist nicht sinnvoll, den Grundwasserspiegel innerhalb einer Woche nach dem Niederschlag zu messen, da der Grundwasserspiegel aufgrund des Abflusses von Oberflächenwasser zwangsläufig höher sein wird.
Um die physikalischen Eigenschaften des Bodens zu bestimmen, sollte zu Hause ein kleines Labor eingerichtet werden. Zunächst müssen Proben von jedem Bodentyp mit einem Gewicht von 100 bis 150 Gramm entnommen, bei einer Temperatur von 70 bis 80 ° C vollständig im Ofen getrocknet und zu einer staubigen Fraktion gemahlen werden. Mithilfe einer Farbkarte zur Bestimmung der Art der Sedimentgesteine können Sie die Zusammensetzung der Schichten in Ihrer Region genau bestimmen.
Bestimmung der Bodenzusammensetzung nach Farbe
Eine genauere Methode zur Bestimmung der Zusammensetzung des Bodens besteht in seiner Aufteilung in Fraktionen. Die Probe wird in einen Glasbehälter mit eingeschäumtem Wasser gegossen, gründlich geschüttelt und in einer stationären Position belassen. Der Sand als schwerste Fraktion setzt sich in 2 bis 3 Minuten ab und in 2 Stunden fällt Schlick darauf. Das Absetzen von Ton kann als vollständig angesehen werden, nachdem das Wasser klar geworden ist. Anhand der Dicke jeder Schicht lässt sich der Gehalt der drei Hauptkomponenten im Boden leicht berechnen. Hierzu ist es zweckmäßig, die Klassifizierung von GOST 25100–95 zu verwenden.
Bestimmung der Bodenzusammensetzung durch das Ferré-Dreieck
Sobald die Bodentypen bekannt sind, können Sie mit der Bestimmung ihrer Tragfähigkeit beginnen. Zunächst müssen Sie die Luftfeuchtigkeit gemäß dem in GOST 5180–84 beschriebenen Verfahren bestimmen. Eine frische Probe sollte auf einer elektronischen Waage gewogen, in einem Ofen kalziniert und erneut gewogen werden, wobei der Feuchtigkeitsgehalt nach Gewicht eingestellt wird..
Belastbarkeitstests sollten erst durchgeführt werden, nachdem die Proben auf den angegebenen Feuchtigkeitsgehalt gebracht wurden. Kurz gesagt, der gesamte Prozess sieht folgendermaßen aus:
- Ein Teil des Bodens wird in eine Form gegeben und in seinen natürlichen Zustand verdichtet.
- Ein Holzwürfel mit einer Seite von 1 cm wird auf die Oberfläche der Probe gelegt.
- Mit Gewichten wird der Würfel beladen, bis sich in der Probe ein 1 mm tiefer Abdruck bildet.
Wenn die Bodenart genau bekannt ist, kann ihre Druckfestigkeit durch Berechnung bestimmt werden. Für diese Zwecke sollten Sie Anhang 3 aus SNiP 2.02.01-83 verwenden.
Berichterstellung
Die im Verlauf von Bodenpannen erhaltenen Daten – Grundwasserspiegel, Feuchtigkeit und Unterstützungskapazität – müssen gestrafft und in geeigneter Form an den Entwickler des Bauprojekts weitergegeben werden. Zuerst sollten Sie die Baustelle auf dem Lageplan anzeigen, darauf die Stellen markieren, an denen die Einstiche vorgenommen werden, ihren Abstand voneinander und die Ankerpunkte. Jede Punktion wird durch einen individuellen alphanumerischen Index angezeigt.
Der zweite Teil des Berichts ist ein Protokoll in Form einer Tabelle, in der für jede Punktion eine separate Zeile zugewiesen wird:
- Die erste Spalte gibt den minimalen und maximalen Grundwasserspiegel an.
- Im zweiten Abschnitt wird ein geologischer Abschnitt aufgezeichnet: die Art des Bodens sowie die oberen und unteren Grenzen jeder Schicht. Der Einfachheit halber ist die Spalte in mehrere Zellen unterteilt.
- Geben Sie in der dritten Spalte gegenüber jeder Zelle der vorherigen den natürlichen Feuchtigkeitsgehalt und die Tragfähigkeit der aus einer bestimmten Schicht entnommenen Probe an.
Die Daten in diesem Format reichen aus, damit der Konstrukteur den richtigen Typ und die richtige Masse des Fundaments auswählen kann, ohne das Budget des Bauprojekts zu erhöhen..
Wie kann der Leser dieses Textes selbst die Zusammensetzung und Eigenschaften des Bodens untersuchen, um unabhängige hydrogeologische Erkenntnisse zu gewinnen?