Фундамент: 2. Уровень грунтовых вод

Уровень грунтовых вод (УГВ) оказывает одно из решающих влияний на выбор конструкции фундамента и глубины его заложения. При низком уровне грунтовых вод (1,5 — 2 м ниже уровня подошвы фундамента) глубина заложения фундамента выбирается в зависимости от состояния грунта. Главное, это не закладывать фундамент на насыпном грунте. Более высокий уровень грунтовых вод снижает несущую способность грунта. Поэтому в такой ситуации глубину заложения фундамента соизмеряют с глубиной промерзания грунта, которая в разных регионах может колебаться в значительных пределах (от 70 см до 220 см и более).

Так для Московского региона глубина промерзания грунта составляет 1,0-1,5 м. Если грунт имеет небольшую естественную влажность и расстояние до уровня грунтовых вод в период промерзания превышает 2 м, то глубина закладки фундамента должна быть не менее 0,5 м. А если влажность грунта высокая и расстояние до грунтовых вод меньше глубины промерзания, то оптимальная глубина для фундамента 0,7-1,0 м (на углах еще глубже — 0,9-1,3 м).

Существенную роль играет уровень грунтовых вод при сооружении зданий с подвалом, где гидроизоляции уделяется главное внимание.

Рис. 1 Гидроизоляция подвала при напоре грунтовых вод:А — при напоре грунтовых вод не более 0,2 м; Б — при напоре более 0,2 м; 1 — горизонтальная гидроизоляция; 2 — бетонная подушка; 3 — стена подвала; 4 — чистый пол; 5 — монолитный железобетон; 6 — гидроизоляционный ковер; 7 — вертикальная гидроизоляция; 8 — защитная стенка; 9 — мятая глина

Для того чтобы понизить уровень грунтовых вод на участке или какой-либо его части, чаще всего обходятся устройством кюветов с гарантированным сбросом воды в сторону уклона рельефа. Такие кюветы обычно эффективны при временных повышениях уровня грунтовых вод в моменты ливней или при таянии снегов. Для участков, на которых уровень грунтовых вод повышен постоянно, следует сооружать специальные дренажные системы.

Перед тем как начать непосредственное  возведение фундамента, следует  выяснить, на каком грунте будет располагаться здание. Ведь многим хорошо известно, что прочное основание – залог долговечности сооружения. То есть фундамент обеспечивает устойчивость здания, именно поэтому он обязательно должен будет построен из прочных и долговечных материалов. Стоит сказать, что к теплоизоляции фундамента не предъявляют особых требований, так как температурные колебания под землей очень незначительные, к тому же под землей не оборудуют жилых помещений. Что касается природы основания здания, то она может быть искусственной или естественной.

Естественное основание, подразумевает закладку фундамента без дополнительного укрепления. Если его укрепляют, к примеру, путем подсыпания песка, то это уже будет являться искусственным основанием. Самым надежным основанием считается      однородный грунт, так как он имеет равномерную осадку, в связи с чем здание на грунте стоит более устойчиво. С целью определения глубины заложения фундамента, для начала нужно определить уровень залегания грунтовых вод.  

В случае положения уровня грунтовых вод на отметке 1,5—2,0 метров ниже уровня подошвы фундамента, глубина заложения основания не должна превышать 50 см, так как в максимально сжимаемой зоне основания, влажность будет достигать своих оптимальных показателей. Если грунтовые воды располагаются на уровне менее 1,5 метров от поверхности, так называемая несущая способность грунта существенно снижается.  

 В насыщенных водой грунтах величина осадки фундамента возрастает в несколько раз, по сравнению с осадкой на грунтах с умеренной влажностью. В таких грунтах фундамент закладывают до глубины промерзания почвы. Стоит отметить, что в разных районах показатели глубины промерзания  имеют  разные значения. Так, в районе Омска и Новосибирска — 220 см, Екатеринбурге, Перми Челябинске, — 190 см, в районе Тобольска— 210 см, для Ижевска, Казани и Оренбурга этот показатель колеблется на отметке — 170 см, Москвы, Новгорода, Санкт-Петербурга, Твери, Воронежа — 140 см, в районе Уральска — 160 см, для Вологды, Костромы, Пензы, Саратова и Нижнего Новгорода — 150 см, в Волгограде, Гурьеве, Пскове, Смоленске и Курска — 120 см, для Астрахани и Ростова-на-Дону — 100 см. Конечно, нужно понимать, что это средние показатели. Надежнее  всего получить справку от  компетентных органов, свидетельствующую о  глубине промерзания в районе строительных работ.

Какой фундамент нужен для дома, если грунтовые воды близко © Геостарт

Какой фундамент нужен для дома, если грунтовые воды близко

Нередко при начале строительства на дачном участке возникает проблема, связанная с высоким уровнем грунтовых вод (УГВ). УГВ – это пласты воды, залегающие близко к поверхности. Их уровень напрямую зависит от сезона. Обычно он сильно повышается в весеннее и осеннее время, когда происходит таяние снега или идут сильные дожди. Устройство фундамента при высоком уровне грунтовых вод затрудняется еще и наличием глины в грунте. При таком раскладе о погребе не может быть и речи.

Однако фундамент при высоком уровне грунтовых вод заложить можно, если придерживаться рекомендаций и технологическому процессу.

Влияние УГВ на фундамент

На фундамент при высоких грунтовых водах в большей степени влияют соли и вещества, растворенные в ней. Именно они, вступая в реакцию с бетоном, постепенно его разрушают. От этого основание постепенно разрыхляется и расслаивается. Визуально, появляются трещины, налет, желтоватые пятна, грибок, а находясь вблизи, можно почувствовать запах сырости.
Проблемы начинают возникать уже в процессе рытья траншей или котлована. Поднимающаяся вода размягчает дно, смывает грунт, значительно ухудшая его физическое состояние, делая неспособным выдерживать давление бетона. В подобной ситуации следует сразу делать дренаж.

Как определить УГВ

В речных долинах, на заливных лугах, низинах они определяются невооруженным взглядом. В весеннее время вода там стоит очень долго, летом, углубившись на пару штыков, почва будет влажной.
При начале работ можно обратиться в занимающиеся этими вопросами организации, если таковых нет, то можно все сделать и своими силами:

• в непосредственной близости от предполагаемого основания сделать шурф, а лучше два в разных местах, глубиной порядка 3-х метров, ширина рекомендуется 1 м, но эта величина не принципиальна и зависит в большей степени от размера того, кто будет копать;
• чем-либо ее закрыть во избежание попадания осадков;
• примерно через сутки шурфы вскрываются и делается замер уровня воды;
• если дно сухое или глубина доходит ниже отметки в 2 м, то УГВ низкий либо умеренный. В этом случае нет необходимости прибегать к каким-то дополнительным мерам защиты.

Если же показатель уровня воды выше отметки в два метра, то придется монтировать дренаж и позаботиться о гидроизоляции.

Фундаменты для почв с высоким УГВ

Рассмотрим, какой фундамент нужен для дома, если грунтовые воды близко.

• На винтовых сваях. Больше всего подходит для заболоченных участков, фундаментов на воде и находящихся в зоне постоянного подтопления. В некоторых случаях может быть использован в качестве фундаментов на насыпных грунтах. Устанавливается достаточно быстро. Существенный минус – не способен принимать высокие нагрузки.
• Плитный. В этом случае отпадает надобность глубокой закладки. Данную конструкцию обязательно размещают на подушке из песка и щебня и изолируют полиэтиленовой пленкой или рубероидом. В противном случае может пойти трещина. По цене – не является экономным.
• Кирпичный. Такая основа хороша тем, что даже зимние подвижки грунта не оказывают существенного влияния. Работая с кирпичом, придется позаботиться о хорошей гидроизоляции, а наличие качественной отмостки защитит его и от осадков. Отрицательной чертой такого фундамента является высокая затратность как в финансовом плане, так и с точки зрения сил и времени.
• Плавающий — это ленточный фундамент, устойчивый к пучению грунтов. Является наиболее приемлемым в дачном строительстве. Он сильно не заглубляется, поэтому способен выдерживать нагрузку не сильно тяжелых построек.

Водоотведение при закладке траншей и котлованов

На стадии рытья котлованов или траншей под основание бывает, что уровень воды настолько быстро поднимается, что проведение мероприятий затруднительно либо невозможно. Для этого необходимо осушить площадь под застройку. Для этого используют специальные дренажные насосы или мотопомпы.
Откачивать воду следует до тех пор, пока на поверхность не начнется вынос частиц грунта. Если это началось, откачку прекращают.
Для водоотведения применяются пластиковые канализационные тубы диаметром 110 мм. По ним жидкость самотеком будет уходить в колодцы или водосборники, заранее подготовленные для этой цели, либо в дренажные канавы, укрепленные щитами для избегания обвала грунта.
В идеале, УГВ должен стать ниже уровня стройплощадки на 200 – 400 мм.

Оборудование дренажной системы

Если близко грунтовые воды, то дренаж – не роскошь, а одна из главных гарантий прочности и долговечности как основания, так и сооружения в целом.
Его устройство потребует таких материалов:

• песок;
• щебень;
• геотекстиль;
• дрены (дренажные трубы).

Для фундаментов при высоком УГВ целесообразен круговой дренаж. Сначала выкапывается траншея шириной около 400 мм. Глубина рассчитывается индивидуально: ров должен быть на уровне подошвы, а лучше на 200 – 300 мм ниже.
Рекомендуется производить монтаж на расстоянии не более 20 м за один раз, но касаемо дачного дома, хозяйственных построек, бань, гаражей – это пожелание скорее всего условно. Надо исходить их реальных обстоятельств.
На дно засыпается песок и тщательно трамбуется. Толщина должна стать 200 мм. Для предотвращения заиливания, на песок укладывается геотекстиль.
Следующий слой – щебень (гравий). Его толщина также 200 мм. Выбор щебня занимает не последнее место. Желательно приобретать помытый. Если нет, то придется минимум просеять. При попадании жидкости загрязненный материал ухудшает дренаж: частицы пыли, песка, земли, находящиеся в воде, уменьшают пространство между щебенкой.
Гравийная подушка застилается геотекстилем, куски которого должны идти внахлест от 150 до 300 мм.
Следующий этап – укладка дрен. Перфорация в заводских трубах расположена с одной стороны. Ею и укладывают на геотекстиль. Для экономии дрены можно изготовить своими руками. В обычной пластиковой канализационной трубе просверливаются отверстия, оптимальный диаметр которых 5 мм. Расстояние между отверстиями не более 10 мм.
Когда устройство трубопровода закончено, он закрывается геотекстилем, и проводится засыпка. Слой песка не менее 200 мм, гравий (щебень) – 150-200 мм. До верху траншею заполняют ранее вынутым грунтом.
При хорошем качестве дренажной системы, вода под фундамент попадать практически не будет.

Постройка ленточного плавающего фундамента

Рассмотрим, как сделать фундамент. Для постройки хорошего дома, если позволяет УГВ, выбирается средне заглубленный вид.

• Вырывается траншея глубиной 700-800 мм, шириной – достаточной для устройства опалубки и ее последующего демонтажа.
• Дно застилается гидроизоляционным материалом.
• Устанавливается и укрепляется опалубка, которая с внутренней стороны изолируется пленкой.
• Насыпается песчаная подушка толщиной 200 мм и утрамбовывается.
• Следующий слой – гравий или щебень. Толщина такая же либо тоще на 5-10 мм.
• Подушку следует изолировать от бетона. Используется рубероид, полиэтиленовая пленка.
• Производится устройство каркаса из арматуры Ø12 мм и устанавливается в опалубку.
• Заливается раствор. Следует обратить внимание, чтобы бетонная лента была непрерывной. Это поможет создать прочный монолит. Не нужно спешить, заливать надо слоями. Каждый протыкается арматурой, чтобы вытеснить лишний воздух и уплотнить бетон. Когда один слой достаточно схватится, нужно залить следующий.

Чтобы бетон не пересох, его ежедневно надо поливать водой, а на ночь укрывать пленкой.
После окончательного затвердевания бетона, опалубка снимается и производится гидроизоляция битумом.

Фундамент из монолитной плиты на плавающей подушке

Для осушения заболоченных почв и выравнивания рельефа, используют насыпной грунт. Если человек это делает самостоятельно – это одно. А если покупается участок, где данные работы проводились несколько лет назад – совсем другое.
Суть проблемы в том, что такая почва не имеет однородной структуры, как следует не уплотнена, вследствие чего фундаменты на подобных грунтах могут давать неравномерную усадку. А если еще высокий УГВ, то проблем не избежать.
Для таких видов грунтов можно использовать ряд фундаментов:

• винтовые сваи, но только в том случае, если они будут входить в «материнский» устоявшийся грунт. Чтобы это выяснить, проводится экспертиза. Не стоит забывать, что винтовые сваи не рассчитаны на тяжелые конструкции;
• для ленточного основания тоже нужен качественный анализ;
• монолитная плита хоть и дорогостоящее мероприятие, но для фундаментов на насыпных грунтах и при высоком УГВ подходит более всего.

Этапы строительства фундамента на плавающей подушке

• Роется котлован заданного размера. Можно самостоятельно, можно с привлечением спецтехники.
• Дно тщательно утрамбовывается. Здесь лучше использовать виброплиту – устройство, позволяющее быстро и качественно уплотнить почву.
• Для плавающей подушки используется песок. Он засыпается слоями, каждый из которых утрамбовывается.
  Толщина подушки должна быть не менее полуметра.
• Подушка застилается геотекстилем (другим водонепроницаемым материалом).
• Насыпается слой щебня толщиной 150-200 мм.
• Поверх щебня укладывается рубероид.
• Формируется опалубка и вставляется внутрь. С внешней стороны тщательно укрепляется.
• Сваривается армирующая сетка с ячейками 200×200 мм. Для нее берется арматура диаметром 12 мм. Тут есть единое правило: нижний ряд не доходит до подошвы на 50 мм, верхний – на 50-70 мм. Вертикальные прутки режутся исходя из толщины плиты, и располагаются в шахматном порядке.
• Для заливки бетона лучше пользоваться миксером, чтобы ее произвести в течение дня.

Дальше все по стандартной схеме: плита периодически увлажняется и укрывается от осадков. Когда раствор полностью высыхает, опалубка демонтируется, а плита обрабатывается гидроизоляционной смесью.

Построенный таким способом фундамент будет стоять, не боясь подтоплений и вспучивания грунтов. Это самый дорогостоящий вариант, но в данном случае – наиболее подходящий.
Свой дом требует и затрат, и правильного отношения к процессу строительства. В результате он будет радовать вас долгие годы.

автор Потапова Полина

Как защитить фундаменты от почв и грунтовых вод?

🕑 Время чтения: 1 минута

Фундамент является неотъемлемой частью конструкций и сильно влияет на структурную целостность конструкции. Фундаментные конструкции обычно подвергаются различным формам воздействия подземных вод и грунтов, поэтому необходимо принять необходимые меры защиты.

Содержание:

• Как защитить фундаментные конструкции от воздействия почвы и грунтовых вод?
  • Причины воздействия на фундаментные конструкции
  • Таблица-1: Типы фундаментов и причины нападений
  • Исследование почвы и грунтовых вод
  • Защита бетонных фундаментных конструкций от воздействия грунта и грунтовых вод
  • Защита от сульфатного воздействия
  • Защита Бетонное основание от воздействия органических кислот в почве и грунтовых водах
  • Защита бетонного основания от химических и промышленных отходов
  • Защита стальных свай от коррозии
  • Защита деревянных свай

В этой статье рассматриваются следующие аспекты воздействия вредных элементов в почвах и грунтовых водах на фундаментные конструкции:

• Причины приступов
• Разведка почвы и подземных вод
• Защита бетонных фундаментных конструкций от воздействия грунта и грунтовых вод
• Защита стальных свай от коррозии
• Защита деревянных свай

Причины нападения на фундаментные сооружения

Существуют различные типы атак, от которых могут пострадать различные типы фундаментов. Ниже приведены различные причины атак, от которых могут пострадать и, следовательно, быть повреждены различные типы фундаментов, а именно бетонный фундамент, стальные сваи и деревянные сваи.

Таблица-1: Типы фундаментов и причины атак

Типы фундаментов	Причины приступов
Бетонная конструкция	Химические отходы и сульфаты в грунте, эрозия и механическое истирание, рисунок-1
Стальные сваи	Определенные условия окружающей среды могут привести к коррозии, рис. 2
Деревянные сваи	Наличие организмов в почве и воде может привести к гниению деревянных свай, кораблей или льду или другим плавучим объектам, вызвать истирание, серьезные повреждения могут возникнуть из-за движения гонта в случае, если фундамент подвергается воздействию волн, рис.-3 и рис.-4

Степень поражения зависит не только от концентрации вредных элементов в почве, но и от климатических условий и изменения уровня грунтовых вод.

Рис.1: Сульфатное воздействие на бетонную конструкцию фундамента

Рис.2: Коррозия стальных свай

Рис.3: Деревянные сваи, использованные при строительстве моста

940047 Свая

Разведка почв и подземных вод

Очень важно определить уровень грунтовых вод и колебание и наличие агрессивных веществ в почве, так как соответствующие меры защиты могут быть предложены исходя из состояния площадки, на которой построен фундамент. Обычно для химического анализа берут пробы грунтовых вод, нарушенного и ненарушенного грунта. Напорные трубы могут быть помещены в скважины на достаточное время для получения необходимых данных и определения уровня грунтовых вод. Таким образом, можно не только определить колебания грунтовых вод, но и получить средний уровень грунтовых вод. Необходимо получить достаточно данных, чтобы правильно указать содержание сульфатов и оценить изменения содержания сульфатов по мере увеличения глубины.

Это связано с тем, что на основе неадекватных данных могут рассматриваться неэкономичные меры защиты.

Рис.5: Определение уровня грунтовых вод

Защита бетонных фундаментных конструкций от воздействия грунта и грунтовых вод

Основным фактором, приводящим к износу бетонного основания, является агрессивное воздействие сульфатов, присутствующих в почве и грунтовых водах. Помимо воздействия сульфатов химические отходы, органические кислоты, специфические вредные заполнители, коррозия арматуры и воздействие моря могут вызвать повреждения бетонного основания. В следующих разделах будут объяснены жизнеспособные меры защиты, которые можно использовать для защиты бетонной конструкции фундамента от воздействия почвы и грунтовых вод.

Защита от сульфатной атаки

Существует несколько методов, которые можно использовать для защиты бетонных конструкций фундамента от атак. В соответствии с классификацией ASTM, портландцемент типа II может обеспечить достаточную устойчивость к сульфатному воздействию, а портландцемент типа V обладает высокой устойчивостью к сульфатному воздействию. С наиболее серьезной сульфатной агрессией почвы и грунтовых вод можно справиться, используя суперсульфатный и высокоглиноземистый цемент. Несмотря на то, что цемент с высоким содержанием глинозема может пострадать от конверсии, которая представляет собой внезапное снижение прочности бетона на сжатие, эту проблему можно решить, и в таком бетоне сохраняется остаточная прочность, когда он испытывает конверсию. Показателем высокой конверсии глинозема является снижение сульфатостойкости бетона. Меры по предотвращению высокой конверсии глинозема включают в себя отказ от применения высокого процентного содержания цемента, защиту бетона от нагрева, недопущение отверждения паром и защиту бетонных свай от солнца на складских площадках с использованием надлежащего затенения. Для нормального строительства фундамента в районах с высокой концентрацией сульфатов может быть достаточно подходящего уплотнения сульфатостойкого цемента, тогда как в суровых условиях следует использовать защитную мембрану. Рекомендуется применять и обертывать бетонную подушку и ленточный фундамент пластиковыми листами или битумом. Для защиты монолитных и забивных бетонных свай можно использовать прочную пластиковую пленку, и этот защитный слой может быть разорван креплениями. Таким образом, вместо него можно использовать оцинкованный гофрированный цилиндрический листовой стальной лист или жесткие трубы из ПВХ, но это будет дороже.

Защита бетонного основания от воздействия органических кислот в почве и грунтовых водах

В торфяных почвах и воде могут присутствовать природные кислоты, а свободная серная кислота может образовываться в результате окисления пирита или марказита. Первый тип менее агрессивен, если обеспечен непроницаемый бетон, тогда как последний очень вреден для бетона. Высокое содержание сульфатов и значения pH используются как признак наличия свободной серы, и на основе значений pH рекомендуются меры защиты. Например, если значение рН равно 6 или больше, никаких мер принимать не требуется, но меньшие значения потребуют использования сульфатостойкого цемента, быстротвердеющего цемента в сочетании с летучей золой или молотым гранулированным доменным шлаком обеспечат желаемое защита.

Защита бетонного основания от химических и промышленных отходов

В химических производствах и свалках могут присутствовать вредные химические вещества. С этим материалом трудно иметь дело, поскольку концентрация химикатов может варьироваться, а их идентификация значительно затруднена. Поэтому, если на строительной площадке присутствуют агрессивные химические вещества, такие как кислотные отходы, то рекомендуется использовать свайный фундамент, состоящий из сборной железобетонной оболочки, полой внутренней части с размещенной и заполненной бетоном трубой из ПВХ и внешней оболочкой в ​​качестве жертвенного фундамента. по длине шахты в грунте, загрязненном химическими отходами.

Защита стальных свай от коррозии

Стальные сваи могут страдать от коррозии в грунтах и ​​грунтовых водах, поскольку и воздух, и вода являются основными условиями возникновения коррозии стальных свай. Обычно одни участки стальной сваи действуют как анодные участки, а другие — как катодные. Следовательно, ржавчина будет образовываться в катодных областях, а точечная коррозия будет создаваться в анодных областях. Коррозия стальных свай в почве и грунтовых водах является серьезной проблемой, и ее необходимо решать должным образом. В следующих разделах будут кратко рассмотрены меры, рекомендуемые для защиты стальных свай в почве и грунтовых водах от коррозии.

Защита от окраски стальных свай

В этом методе сначала используется пескоструйная или пескоструйная обработка конструкции, чтобы добиться состояния белого металла. После этого на чистую металлическую поверхность наносится слой грунтовки из силиката цинка толщиной 50-75 мкм. Наконец, в качестве верхнего слоя используется эпоксидная или виниловая окраска. Следует помнить, что грунтовка должна гармонировать с финишным покрытием. Защита обработкой краской применяется для участков морских сооружений выше зоны заплеска. Наконец, следует иметь в виду, что лакокрасочное покрытие неприменимо для длительного срока службы конструкции в зоне брызг. Таким образом, рекомендуется ввести либо стальные пластины для защиты конструкции, либо увеличить толщину стальных свай.

Рис. 6: Коррозия стальных свай в морских условиях

Катодная защита стальных свай

Применение характеристического электрохимического потенциала металлов лежит в основе системы катодной защиты. В этом методе конструкция превращается в катодную, что предотвращает миграцию металлов из конструкции в почву, грунтовые воды или любой раствор. В методе катодной защиты может использоваться система электропитания или расходуемый анод. В первом случае аноды имеют форму крупных кусков углерода или кусков железного лома. Генератор постоянного тока или другое подходящее средство используется для обеспечения постоянного тока, необходимого для протекания от анода к катоду. Следует отметить, что при минимизации открытой поверхности конструкции потери анода будут снижаться, а требования к источнику питания будут снижены. Что касается применения расходуемого анода, то он состоит из значительно больших масс анодных металлов, которые подвергаются коррозии, обеспечивая защиту в течение всего срока службы конструкции. Поэтому расходуемые аноды могут нуждаться в замене через некоторое время, особенно в морской среде. При этом электродвижущая серия расходуемого анода должна быть больше, чем у защищаемой конструкции. Наконец, считается, что использование расходуемого анода в морских сооружениях более целесообразно по сравнению с подходом к электроснабжению, поскольку для последнего требуются кабели, которые могут быть повреждены кораблями или другими объектами. Однако замена расходуемого анода требует подводной замены, которую нелегко провести.

Рис.7: Катодная защита стальной сваи с помощью источника питания

Рис. 8: Протекторный анод для защиты стальной сваи в воде

Защита деревянных свай

Древесина используется в качестве свай, раскосов и ограждений в морских условиях, поэтому гниение древесины под действием биологических организмов весьма вероятно. Однако, когда древесину закапывают, на нее редко влияют такие испорченные факторы, при условии, что она поддерживается во влажном состоянии. Более того, если древесину подвергнуть частичному увлажнению и просушке, то она серьезно испортится. Такая ситуация может возникнуть при использовании заглубленных деревянных свай в районах с изменением уровня грунтовых вод. Наконец, существует ряд мер защиты, которые можно использовать, чтобы избежать повреждений свайной древесины. В следующих разделах эти меры будут объяснены.

Защита деревянных свай креозотом

Сообщается, что использование креозота для пропитки деревянного фундамента является весьма эффективным способом предотвращения порчи древесины из-за биологических и других вредных воздействий. Пропитка креозотом повысит способность деревянных свай простоять в течение более длительного времени, и эта жидкость считается наиболее благоприятной среди всех других типов жидкостей, используемых для защиты древесины, например, водорастворимых и растворимых типов. Эффективность креозота выше в случае с хвойной древесиной по сравнению с лиственной. Это связано с тем, что в первом случае креозот может быть пропитан на большую глубину по сравнению со вторым случаем. Сообщается, что глубина пропитки 75 мм может быть достигнута в случае с мягкой древесиной, в то время как твердая древесина не может быть пропитана должным образом, поэтому она должна находиться под постоянным давлением в течение некоторого времени, пока не будет достигнута разумная обработка. Наконец, из-за того, что твердая древесина не может быть обработана должным образом, рекомендуется соответствующим образом обработать отверстия для болтов креозотом.

Рис. 9: Пропитанная креозотом древесина

Защита деревянных свай бетоном

Такой подход рассматривается в том случае, если использование креозота не дает требуемого конечного результата. Например, креозот нельзя использовать в условиях изменения уровня грунтовых вод. Если уровень грунтовых вод значительно глубок, то рекомендуется использовать составную сваю, что означает, что нижняя часть сваи полностью погружена в воду, то есть деревянная, тогда как верхняя часть будет бетонной. Однако, когда глубина уровня грунтовых вод достаточно мала, свая срезается и на этом уровне грунтовых вод размещается крышка сваи. На рис. 7 показано использование бетона для сохранения деревянной сваи и увеличения срока ее службы.

Рис.10: Использование бетона для предотвращения повреждения деревянной сваи. a рассматривается в случае глубокого уровня грунтовых вод, тогда как b применяется в случае мелководья

Защита деревянных свай от морского бурачка

рекомендуется в первую очередь использовать древесину, которая может выдержать бурение, а не использовать деревянные сваи и обеспечивать защиту от такого риска. Есть несколько видов древесины, которые естественным образом устойчивы к точильщику, например, африканский падук (рис. 8), белиан, афромозия (рис. 9).) и многие другие типы деревянных свай.

Рис.11: Древесина африканского падука способна противостоять бураку

Рис.12: Свая афромозия, которая может противостоять бураку

Следует сказать, что заболонь таких бревен должна быть удалена, в противном случае необходимо введение обработки креозотом. Это связано с тем, что заболонь таких бревен подвержена агрессии точильщика. Непрерывность обработки на поверхности наружного слоя древесины значительно влияет на эффективность обработки. Повреждение обработки любым способом, например, протыканием слоя обработки крюками, которые могут использоваться во время подъема, болтами или распилом, может привести к проникновению или сверлению и вызвать повреждение древесины.

Роль управления почвой в минимизации потерь воды и питательных веществ из городского ландшафта

Джордж Хохмут, Дон Рейни, Лори Тренхольм, Эсен Момол, Клэр Льюис и Брайан Ниманн

Эта публикация является частью серии, разработанной для помощи домовладельцам Флориды в управлении своими ландшафтами для снижения воздействия на окружающую среду. Это совместная публикация нескольких отделов и программ UF/IFAS, включая программу Florida-Friendly Landscaping™, Департамент почвенных и водных наук, Департамент экологического садоводства и Центр охраны ландшафта и экологии. Этот информационный бюллетень был подготовлен при поддержке Ассоциации газонных трав Флориды в рамках гранта Департамента сельского хозяйства и бытового обслуживания Флориды для выращивания специальных культур.

Для просмотра остальной части этой серии посетите https://edis.ifas.ufl.edu/topic_series_environmental_landscape_management.

Введение

Почва является наиболее важным строительным элементом здорового, привлекательного ландшафта, выполняя множество важных физических, химических и биологических функций. Почва обеспечивает физический субстрат для поддержки растений и содержит питательные вещества и воду для использования растениями. Это также способствует пополнению запасов подземных вод (переход воды из поверхностных вод в подземные) и обеспечивает долгосрочное хранение органических веществ. Почва также обеспечивает среду обитания для микроорганизмов, которые способствуют трансформации и доступности питательных веществ. Почва является неотъемлемой частью любой экосистемы, но урбанизация часто изменяет почвы таким образом, что это отрицательно сказывается на развитии растений. Почвы в городских районах могут иметь меньшую инфильтрацию воды, что приводит к увеличению стока и увеличению вероятности потери питательных веществ. Домовладельцы в городских районах часто чрезмерно компенсируют плохие условия посадки, применяя чрезмерное количество удобрений и воды. Эти методы в конечном итоге приводят к потерям питательных веществ из-за ливневых стоков или выщелачивания почвы, и эти потерянные питательные вещества негативно влияют на грунтовые воды и экосистемы в близлежащих источниках, ручьях и водоемах.

Идеальные почвенные условия для посадки нового ландшафта включают следующее:

• Суглинистая структура (т. е. смесь песка, ила и глины) для удержания питательных веществ и воды
• Хорошо дренированные, чтобы избежать стоячей воды вокруг растений и обеспечить пополнение грунтовых вод
• рН от слабокислого до нейтрального
• Органическое вещество, достаточное для удержания воды между дождем и поливом, а также для обеспечения растений питательными веществами
• Уплотнение незначительное или отсутствует, так что корни могут легко проникать в почву, а кислород и вода могут достигать корней
• Низкорастворимая соль

Эти условия редко присутствуют в почве домашнего ландшафта, особенно вскоре после постройки нового дома. При строительстве приусадебные участки претерпевают многочисленные изменения, нарушающие почву и не оставляющие ландшафтный грунт в идеальном состоянии для озеленения.

Какие проблемы связаны с городскими почвами?

До того, как ваш район был застроен, почва, скорее всего, была сформирована естественным путем и состояла из воздуха, воды, микроорганизмов, органических веществ, некоторых питательных веществ и минералов. Почва могла быть частью естественной лесной экосистемы или сельскохозяйственной почвы. Общие методы строительства и развития превратили эти естественные почвы в более сложную среду для выращивания растений, когда ваш дом был построен.

Характеристики городских почв

Нарушение грунтов после строительства происходит по-разному — типичного послестроительного городского грунта не существует. Тем не менее, городские почвы имеют несколько общих характеристик, из-за которых возникают проблемы с посадкой и уходом за ландшафтными растениями и газонами:

• Переменные характеристики и гранулометрический состав почвы
• Уплотненный грунт
• Плохая структура почвы и низкое содержание органического вещества
• Высокая изменчивость уровней плодородия и pH
• Низкая биологическая активность

Переменные характеристики и структура почвы

Часто на строительную площадку привозят насыпной материал (песок) из близлежащих районов. Этот песок рассыпают по коренной почве, засыпая верхний слой почвы (рис. 1). Насыпной песок служит основой для укладки бетонной плиты фундамента дома. Насыпной материал также распределяется по всему участку на участках, которые станут газоном и ландшафтом. Наполнительный песок имеет низкое содержание органических веществ и азота. Он также может иметь широкий диапазон содержания фосфора и других питательных веществ и обычно имеет низкую водоудерживающую способность. Дополнительный песок или верхний слой почвы могут быть импортированы и добавлены поверх песчаного наполнителя во время окончательного процесса разработки участка. Перемещение почвы и перемешивание почвенного профиля создают сильно изменяющиеся физические и химические характеристики (рис. 2) и могут привести к значительному уплотнению городских почв.

Рисунок 1. Песок для заполнения часто насыпают на строительных площадках, чтобы он служил основой для фундамента дома.
Авторы и права: Джордж Хохмут

 

Рисунок 2. Насыпной песок обычно добавляется на строительную площадку, чтобы поднять высоту, что приводит к заглублению естественного профиля почвы. Обратите внимание, что на этом изображении различные наполнители наносились слоями, чтобы установить окончательную градацию.
Кредит: Дон Рейни

В некоторых районах Флориды на месте применяется грунт, извлеченный из прудов для сбора ливневых стоков. Этот материал может иметь высокое содержание глины, что создает проблемы при создании новых ландшафтов. Глинистые почвы плохо дренируются и легко уплотняются (рис. 3). Почвы с высоким содержанием глины могут привести к плохому развитию корней (рис. 4) и восприимчивы к стоячей воде в течение большей части года. Это приводит к переувлажнению почвы и корневым гнилям. Во время окончательной планировки и подготовки ландшафтного ложа поверх насыпного материала обычно наносится тонкий слой верхнего слоя почвы, чтобы помочь приживанию растений, но основные проблемы с почвой остаются.

Наконец, почва на участке дома может содержать другой строительный мусор, такой как проволока, дерево, гвозди, битумная бумага и осколки бетона. Эти материалы также могут ограничивать развитие корневой системы вновь посаженных ландшафтных растений. Обломки гипсокартона и каменной кладки могут изменить химические свойства почвы, например, рН и другие полезные свойства удержания питательных веществ. Это будет обсуждаться более подробно позже.

Рисунок 3. Глинистые почвы плохо дренируются, что приводит к стоячей воде.
Кредит: Дон Рейни

 

Рис. 4. Дноуглубление ливневых прудов часто используется в качестве насыпи на строительных площадках. Эти тяжелые глинистые почвы вызывают плохое развитие корневой системы.
Кредит: Дон Рейни

Уплотнение почвы

Строительство жилого дома связано с человеческим и механическим движением, что часто приводит к уплотнению грунта (рис. 5). Уплотнение городских почв снижает доступ воздуха к корням растений и уменьшает количество дождевой воды, которая может просачиваться в почву. Вода, стекающая с этих ландшафтов, может уносить с участка почву и питательные вещества и, возможно, откладывать их в местные водотоки. Уплотненные почвы могут быть особенно проблематичными на участках домов с уклоном, что приводит к увеличению стока ливневых вод и эрозии почвы.

Рисунок 5. Иллюстрация уплотнения почвы. Обратите внимание на уменьшенную долю воздушного пространства в уплотненной почве (University of Minnesota Extension 2001).
Авторы и права: UF/IFAS Communications

Содержание органического вещества в почве

Внесение в конечный сорт дополнительного органического вещества улучшает структуру почвы за счет увеличения агрегации почвы (способность почвы образовывать комки) и улучшения аэрации почвы и ее водоудерживающей способности. Органическое вещество в высококачественной почве является основным источником питательных веществ для растений, таких как азот и фосфор. Органические вещества также являются источником пищи для многих полезных почвенных микробов, таких как бактерии и грибы, которые помогают регулировать доступность питательных веществ в почве. Он также поддерживает других животных, таких как дождевые черви, которые помогают аэрировать почву. Родная почва часто содержит органические вещества, но этот слой часто погребен под несколькими футами насыпного песка, который во время строительства и разработки содержит мало или совсем не содержит органических веществ. Низкое содержание органического вещества в городских почвах может привести к тому, что домовладельцы будут применять более высокие уровни удобрений и воды, чтобы компенсировать потерю органического вещества. Это приводит к увеличению потребления воды и возможности выщелачивания или стока питательных веществ. Для получения дополнительной информации об изменении почвы в городском ландшафте см. https://edis.ifas.ufl.edu/publication/AE566 и https://edis.ifas.ufl.edu/pdf/LH/LH01200.pdf

Изменчивость содержания питательных веществ в почве и уровня pH

Городские почвы часто содержат значительное количество строительного мусора. Например, бетонные отходы могут напрямую влиять на уровень pH в ландшафтной почве. pH почвы обычно повышен вблизи каменных стен и фундаментов из-за остатков извести и бетона от строительства. Бетонный мусор также может быть захоронен в других ландшафтных зонах, что приводит к образованию участков почвы, где повышенный pH затрудняет выращивание ландшафтных растений, которым требуется кислый pH. У растений, произрастающих на таких почвах с высоким рН, могут проявляться симптомы дефицита питательных микроэлементов, такие как пожелтение верхних листьев, как при дефиците железа. В дополнение к бетонным отходам оросительная вода обычно имеет высокий уровень pH, что со временем постепенно увеличивает pH почвы. В зависимости от источника наполнителя также могут быть существенные различия в pH и доступности питательных веществ в естественных почвах и наполнителе (рис. 6).

Рис. 6. Сравнение pH естественной почвы и наполнителя и экстрагируемого фосфора Mehlich-1. На вставке показаны образцы, собранные из верхних шести дюймов двух областей, чтобы проиллюстрировать существенную разницу в содержании органического вещества.
Кредит: М. Кларк

Почвы с низкой биологической активностью

Здоровые почвы имеют решающее значение для создания прочной экосистемы и поддержки дикой природы в ландшафте (рис. 7). Почвы на большинстве новых строительных площадок содержат низкие популяции почвенных микроорганизмов. Здоровая почва содержит богатую смесь растений (флоры) и животных (фауны). Эти организмы помогают разлагать органические вещества, перерабатывают питательные вещества в почве и сохраняют питательные вещества для усвоения растениями. Активная почвенная экосистема может помочь уменьшить количество удобрений, необходимых для ландшафта. По мере разложения органических веществ и растительных материалов они служат пищей для нематод, грибков и бактерий, образующих основу пищевой сети.

Рисунок 7. Компоненты пищевой цепи почвы (Ingham 2000).
Авторы и права: UF/IFAS Communications

способов улучшить городские почвы и сделать ваш ландшафт экологически чистым

Управление ландшафтом, засаженным нарушенными городскими почвами, может быть сложной задачей. Домовладелец должен осознавать, что эти почвы могут создавать возможности для загрязнения в результате внесения удобрений на газоны и ландшафты. В идеале, покупатель нового дома может контролировать развитие ландшафта до того, как будут выбраны и установлены ландшафтные растения. Столкнувшись с бедными городскими почвами, у домовладельца есть варианты улучшить здоровье ландшафтных растений и уменьшить воздействие ландшафтного управления на окружающую среду. Уплотнение почвы, высокий уровень pH и недостаток органических веществ являются основными факторами в городской почве, которые приводят к проблемам с управлением водой и питательными веществами. Домовладелец может иметь влияние на эти характеристики почвы.

Уплотнение почвы

Первый шаг, который должен сделать домовладелец, — это оценить почву на предмет уплотнения. Чтобы сделать это определение, можно провести подробные анализы почвы. Эти тесты включают измерение объемной плотности грунта и сопротивления проникновению с помощью пенетрометра. Эти тесты не всегда доступны, поэтому домовладельцу рекомендуется уточнить в местном отделении UF/IFAS Extension (https://sfyl. ifas.ufl.edu/find-your-local-office/) наличие почвы. тесты уплотнения или имена доступных сервисов. В качестве альтернативы домовладелец может осмотреть ландшафт на наличие стоячей воды или провести простой тест на уплотнение почвы с помощью лопаты или почвенного зонда. Уплотненная почва затрудняет проникновение лопаты, полой трубы или металлического стержня в землю более чем на несколько дюймов.

Анализ почвы для определения содержания питательных веществ в почве и уровня pH

Затем необходимо взять образец почвы из нескольких участков ландшафта и проанализировать его отдельно, чтобы определить уровни питательных веществ в почве и рН почвы. В местном отделении UF/IFAS Extension есть дополнительная информация о тестировании почвы в вашем ландшафте. Результаты анализа почвы помогут вам принять правильное решение об управлении pH и потребностях растений в удобрениях. Также при отборе проб грунта можно наблюдать любые участки уплотненного грунта. Пожалуйста, обратитесь к Тестирование почвы и отбор проб для домашнего ландшафта или огорода Эми Л. Шобер и Рао С. Милаварапу на https://edis.ifas.ufl.edu/ss494. Дополнительная информация и рекомендации по физической и химической оценке почвы на участке представлены Shober, Weise, Toor, and Reisinger (2019) (https://edis.ifas.ufl.edu/ss534).

Изменение pH почвы, особенно высокого pH почвы, является сложной задачей. Это особенно сложно, когда мы орошаем основной (с высоким pH) колодезной или водопроводной водой. Ландшафтный дизайн с растениями, устойчивыми к условиям высокого pH почвы, является хорошим подходом. Может помочь химическое снижение рН почвы с добавлением серы, а использование «кислотообразующих» сульфата аммония или азотных удобрений на основе мочевины полезно, но обычно эффект носит временный характер. Максимальное использование осадков или собранной дождевой воды также помогает свести к минимуму добавление оросительной воды с высоким pH. Внесите в почву качественное органическое вещество, например сертифицированный компост, при замене растений в ландшафте. Шобер, Визе, Денни и Милаварапу (2019 г. ) предоставить рекомендации по снижению рН почвы в ландшафте. Эти подходы помогают улучшить рост растений, повысить эффективность использования удобрений и воды в ландшафте и снизить вероятность потери питательных веществ из ландшафта.

Плохая структура почвы и низкое содержание органического вещества

Идеальный состав органического вещества в почве состоит из живущих в настоящее время и недавно живших организмов, а также свежего, разлагающегося и стабилизированного (полностью разложившегося) органического вещества (рис. 8). По мере разложения органического вещества увеличивается способность почвы удерживать питательные вещества и воду. Процесс смешивания органического вещества с почвой разрушает уплотненные участки почвы. Органические вещества улучшают структуру почвы, уменьшают ее уплотнение и способствуют умеренному увеличению рН почвы.

Рисунок 8. Идеальная смесь компонентов органического вещества почвы (Ingham 2000).
Авторы и права: UF/IFAS Communications

Наилучший способ улучшения почвы — постепенное накопление органического вещества в ландшафте для достижения желаемых пропорций различных компонентов органического вещества. В зависимости от того, где оно находится, органическое вещество можно вносить несколькими способами.

Для укоренившихся грядок самым простым способом является использование компоста из скошенной травы и других органических материалов. Скошенную газонную траву следует выкладывать на газон, где она может разлагаться и возвращать органические вещества и питательные вещества. Компост можно применять в качестве мульчи или в качестве подкормки для ландшафтных грядок. Используйте полностью компостированные материалы для внесения в почву. Как правило, в компосте не должно быть каких-либо узнаваемых частиц органического вещества (например, палочек, листьев, щепы и т. д.).

Компост можно добавить в корневую зону перед посадкой, чтобы подготовить новую грядку. Это перемешивание можно сделать лопатой; используйте культиватор для больших площадей. Однако культиватор не следует использовать на участках, содержащих укоренившиеся деревья или древесные кустарники. Корневая система этих растений выходит далеко за пределы кроны, и культиватор может серьезно повредить корни. Воспользуйтесь бесплатной услугой «Наберите 811», чтобы определить, где расположены электрические провода и провода для передачи данных/телефона.

Увеличение содержания органического вещества в почве оказывает положительное влияние на управление питательными веществами и водой в ландшафте. Органические вещества помогают удерживать воду и питательные вещества в почве, что, вероятно, снижает количество необходимых удобрений и орошения. Улучшение качества почвы с помощью органического вещества снижает вероятность потери питательных веществ из ландшафта, делая ваш домашний участок более экологически чистым. Такие проблемы, как уплотнение и отсутствие микробной биологической активности, будут решаться по мере внесения улучшений и развития ландшафта.

При улучшении качества почвы важно проявить терпение, поскольку на улучшение условий могут уйти годы.

Выбор растений

Выбор правильного растения для правильного места в вашем ландшафте — неотъемлемая часть создания благоприятного для Флориды ландшафта. Иногда мало что можно сделать, чтобы изменить почву в ландшафте. Выбор растений, которые переносят плохие почвенные условия или хорошо себя чувствуют, может быть наиболее эффективным и наименее затратным подходом. Чтобы узнать, какие растения могут переносить условия с высоким pH почвы, см. раздел 9.0306 The Florida-Friendly Landscaping™ Руководство по выбору растений и ландшафтному дизайну на https://ffl.ifas.ufl.edu/.

Резюме

Почва является основным строительным элементом любого ландшафта; однако неправильная практика строительства домов может привести к проблемам управления почвами в домашнем ландшафте.

Нарушение городских почв может привести к плохому росту растений, увеличению потребности в воде и удобрениях, а также к повышенной восприимчивости к вредителям и болезням. Повышенный уровень pH и сильное уплотнение почвы могут привести к серьезным проблемам с качеством воды, если домовладельцы не предпримут надлежащих шагов для улучшения качества почвы. Лучший план действий для домовладельцев — начать с оценки почвы и ее испытаний, а затем постепенно накапливать органические вещества в ландшафте. Добавление органического вещества увеличивает способность удерживать питательные вещества и воду и облегчает обработку почвы для посадки. Устранение проблем с качеством почвы на этапе развития ландшафта приводит к созданию более благоприятного для Флориды ландшафта с меньшим загрязнением воды и потерей питательных веществ.

Каталожные номера

Программа озеленения Флориды. Гейнсвилл: Институт пищевых и сельскохозяйственных наук Университета Флориды. https://ffl.ifas.ufl.edu/

Ingham, ER 2000. «Почвенная пищевая сеть». В Soil Biology Primer под редакцией AJ Tugel, AM Lewandowski и D. Happe-vonArb. Айова: Общество охраны почвы и воды. https://www.swcs.org/resources/publications/soil-biology-primer

Shober, A.L., C. Wiese, and G.S. Toor, and A. Reisinger. 2019. Предпосадочная оценка почвы для новых жилых ландшафтов во Флориде.