Земельные вопросы

Дренаж (осушение) участка, дома, фундамента со схемами

Дренаж (осушение) участка, дома, фундамента со схемами

Дренаж (осушение) участка, дома, фундамента со схемами
Декабрь 27
22:29 2016


Большая часть территории России находится в сложных почвенно-климатических условиях, характеризующихся постоянным или сезонным переувлажнением почвы.  Избыточная влага накапливается за счет высоких грунтовых вод, осадков или таяния снега, негативно влияет на рост культурных растений, подмывает фундаменты зданий. В связи с этим, система осушения (дренажа) является необходимой для каждого собственника земельного участка.

  1. Дренаж (осушение) участка: в каких случаях это необходимо

Для строительства коттеджных поселков, индивидуальных жилых домов, объектов рекреационного и спортивного назначения часто выбираются склоны холмов, берега и поймы рек, озер, участки с естественной гидрографической сетью. Данные территории подвержены риску подтопления. Поэтому для их нормальной эксплуатации нужно провести водопонижение участков.

Что такое дренаж и дренажная система?

Термин дренаж применяется в растениеводстве, строительстве, технике, медицине, авиации. Дренаж земельных участков обозначает систему естественного или искусственного отведения воды с поверхности земли либо из нижних слоев грунта.

Дренажная система – инженерно-техническое сооружение для сбора и удаления ливневых и грунтовых вод. Она состоит из рабочих (дрен), транспортирующих (водоотводящих коллекторов) и сопрягающих элементов (дренажных колодцев, устьевых сооружений, труб-переездов). Воды, собранные с помощью открытых или закрытых дрен (каналов-осушителей), собираются в водосборные коллекторы, откуда естественным путем или путем откачки с помощью насосов поступают в водоприемники (реку, ручей, озеро, овраг, канализационную сеть).

Для чего нужен дренаж?

Каждый хозяин знает особенности своего участка, места, где скапливаются лужи после дождя или весенних паводков. Но не всегда может сразу догадаться, почему в подвале дома или погребе постоянно появляется плесень, плохо растут деревья в саду, не приживается газонная трава. Все это последствия высокого залегания грунтовых вод. Если на вашем участке растут ива, осока, рогоз и прочие влаголюбивые растения, то без серьезных мероприятий по осушению земли выращивать огородные растения и плодовые деревья вряд ли получится.

Когда нужен дренаж?

Для одного участка дренаж может оказаться простым, для другого — сложным переплетением наружных и глубинных водоотводных канав, труб, водосборных колодцев. Обустраивать дренажную систему по всем правилам следует, если участок находится:

  • в низине (заболочен);
  • у подножия склона (на склоне) горы;
  • на глинистой, суглинистой, переувлажненной торфянистой почве.

А также, если:

— территория имеет минимальные уклоны поверхности, окружена забором или постройками с глубоким фундаментом;

— удалена значительная часть лесной растительности, постоянно застаивается вода после дождя; отсутствует движение грунтовых вод.

В соответствии со СНиП 2.06.15-85 «Инженерная защита территории от затопления и подтопления» различают следующие зоны подтопления:

  • зона сильного подтопления – когда грунтовые воды выходят на поверхность и наблюдается заболачивание территории;
  • зона умеренного подтопления – уровень грунтовых вод (УГВ) составляет от 0,3–0,7м от поверхности до 1,2–2,0м;
  • зона слабого подтопления – УГВ составляет 1,2–2,0м -2,0–3,0м от поверхности.

Существуют конкретные нормативы глубины залегания грунтовых вод, при которых строительство различных объектов будет благоприятным (табл. 1).

Таблица 1 – Оценка территории по степени пригодности для строительства

 

Вид строительства Степень пригодности участка для строительства при глубине залегания грунтовых вод, м
благоприятные неблагоприятные особо неблагоприятные
Промышленное 7 1–3 < 1
Жилищное 3 1–3 <1
Садово-парковое 1,5–2 0,5–1,5

2–3

<0,5

3

В СНиП 2.06.15-85 приведены нормы осушения – минимальные глубины залегания грунтовых вод, которые гарантируют нормальные условия эксплуатации территорий и подземных сооружений (табл. 2).

Таблица 2 – Значения общей нормы осушения

 

Характер застройки Норма осушения, м
1 Территории крупных промышленных зон и комплексов 15
2 Городские промышленные зоны, коммунально-складские зоны, центры крупных и больших городов 5
3 Селитебные территории городов и сельских населенных пунктов 2
4 Территории спортивно-оздоровительных объектов и учреждений обслуживания зон отдыха 1
5 Зоны рекреационного и защитного назначения (зеленые насаждения общего пользования, парки, санитарно-защитные зоны) 1

Строгое выполнение условий, указанных в таблице 2, часто требует огромных материальных затрат. Поэтому считается, что на практике под зданиями и сооружениями уровень грунтовых вод должен располагаться на 0,3м (0,5м) ниже от пола подвальных помещений и технических подполий. Ниже приведена таблица (табл. 3) рекомендуемых локальных норм осушения для различных типов территорий и застройки.

Таблица 3 – Рекомендуемые значения локальных норм осушения

 

Характер застройки / территории Норма осушения, м
1 Здания и сооружения с подвальными помещениями 0,5–1 от пола подвала
2 Здания и сооружения без подвалов 0,5 от подошвы фундамента
3 Проезжая часть улиц, площадей 0,5 м от подстилающего слоя дорожной одежды
4 Зеленые насаждения общего пользования:

— древесные насаждения,

— газоны

 

1–2

0,5–1

5 Стадионы 0,5–1
  1. Дренаж вокруг дома (дренаж фундамента)

При планировании цокольного этажа дома необходимо позаботиться об отводе лишней влаги от строения. Переувлажненная почва подвержена подвижкам, которые могут привести к трещинам фундамента и стен, перекашиванию окон и дверей. Рассмотрим локальные виды дренажных систем (кольцевой, пристенный или пластовый дренаж),  применяющихся для этих целей.

Кольцевой дренаж предназначен для исключения возможности контакта грунтовых вод с подземным контуром сооружения. Горизонтальные кольцевые системы дренажа (дренажные линии) прокладываются по периметру здания. Кольцевой дренаж может быть замкнутым (в случае инфильтрационного или напорного типа водного питания) или незамкнутым (в случае ярко выраженного направления грунтовых вод).

%d0%b4%d1%80%d0%b5%d0%bd%d0%b0%d0%b6-%d1%81%d1%85%d0%b5%d0%bc%d0%b0-1

Рисунок 1– Схема дренажной ситемы «кольцевой дренаж». 1– дрена, 2 – колодец, 3 – коллектор, 4 – поверхность земли, 5 – пол подвала, 6 – подошва фундамента, 7 – исходный УГВ, 8 – пониженный УГВ, a – норма осушения, L – расстояние от стены до оси дрены



При обустройстве кольцевого дренажа важно соблюсти минимальное расстояние от стены здания до оси дренажа (L). В противном случае возможны такие негативные последствия, как осадка фундамента, вынос частиц грунта из-под фундамента в дренажную систему, потеря устойчивости откосов между подошвой фундамента и дном дренажной траншеи.

Минимальное расстояние от стены здания до оси дренажа определяется по формуле:

где: l1 – уширение фундамента;

– половина ширины строительной траншеи;

– минимальное расстояние из условий устойчивости откоса;

– отметка подошвы фундамента;

– отметка заложения дренажа;

– угол внутреннего трения (пески крупнозернистые 40–38°; пески среднезернистые 40–35°; пески мелкие 38–28°; пески пылеватые 35–26°; супеси 28–21°; суглинки 26–7°).

%d0%b4%d1%80%d0%b5%d0%bd%d0%b0%d0%b6-%d1%81%d1%85%d0%b5%d0%bc%d0%b0-2

Рисунок 2 – Определение минимального расстояния от стены здания до оси кольцевого дренажа. 1 – дрена, 2 – траншея, 3 – котлован, 4 – обратная засыпка, 5 – фундамент, 6 – отметка заложения дренажа, 7 – отметка подошвы фундамента, 8 – поверхность земли.

%d0%b4%d1%80%d0%b5%d0%bd%d0%b0%d0%b6-2

Пристенный (прифундаментный) дренаж применяют для защиты от подтопления подвальных помещений и подполий зданий, закладываемых ниже уровня грунтовых вод. Пристенный дренаж менее глубок и менее удален от фундамента. Он исключает контакт грунтовых вод только с боковой вертикальной поверхностью подземной части здания, удешевляя стоимость дренажной системы. Недостатком пристенного дренажа является возможный контакт грунтовых вод с основанием подземной части здания.

%d0%b4%d1%80%d0%b5%d0%bd%d0%b0%d0%b6-%d1%81%d1%85%d0%b5%d0%bc%d0%b0-3

Рисунок 3 – Схема дренажной системы «пристенный дренаж». 1 – дрена, 2 – колодец, 3 – коллектор, 4 – поверхность земли, 5 – пол подвала, 6 – фундамент, 7 – исходный УГВ, 8 – пониженный УГВ, L – расстояние от стены до оси дрены

Пристенный дренаж может использоваться в качестве «профилактического» дренажа (при глубоком залегании грунтовых вод) от скопления воды в пазухах котлованов, особенно в глинистых и суглинистых грунтах.

Пристенные дрены прокладывают вдоль стены по внешнему контуру здания, на отметках ниже подошвы ленточного фундамента или основания фундаментной плиты. Минимальное расстояние от стены здания до оси дренажной трубы , где: l1 – расстояние от поверхности стены здания до стенки дренажной трубы (минимум 0,15м); l2= 0,5dmp – половина диаметра дренажной трубы dmp.

Пластовый дренаж применяют для защиты подземных сооружений от подтопления, для обеспечения нормальной эксплуатации проезжей части дорог и улиц, плоскостных спортивных сооружений. Может использоваться как «профилактический» дренаж при глубоком залегании грунтовых вод, например, при строительстве сооружений в зоне капиллярного увлажнения грунтов. Пластовый дренаж состоит из пластовой дрены, водосборного коллектора и отводящего коллектора (рис. 4).

%d0%b4%d1%80%d0%b5%d0%bd%d0%b0%d0%b6-%d1%81%d1%85%d0%b5%d0%bc%d0%b0-4

Рисунок 4 – Схема дренажной ситемы «пластовый дренаж». 1 – пластовая дрена, 2 – водосборный коллектор, 3 – основание сооружения (пол подвала), 4 – основание фильтрующего пласта, 5 – уклон фильтрующего пласта, 6 – дренажный колодец, 7 – отводящий коллектор, 8 – УГВ до понижения, 9 – УГВ после понижения

Конструкция водосборного коллектора может быть выполнена в виде трубчатых или бесполостных дрен. При ширине здания (сооружения) до 30 м основание пластового дренажа представляет собой односкатный профиль, а водосборный коллектор может располагаться внутри здания, вдоль одной из стен.

  1. Дренаж глинистого участка

Почему среди всех грунтов дренаж глинистых участков выделяется особо?

Для ответа на этот вопрос рассмотрим гидрологические особенности глинистых грунтов. Любой грунт состоит из трех составляющих: твердые частицы, вода, газ. Способность грунта поглощать и удерживать определенное количество воды называется влагоемкостью.

Различают полную, максимальную молекулярную и наименьшую влагоемкость грунта. Полная влагоемкость определяется при полном насыщении пор грунта водой. Максимальная молекулярная влагоемкость характеризует количество воды, удерживаемое в виде пленок на частицах грунта силами молекулярного притяжения. Наименьшая влагоемкость грунта – когда влага из грунта свободно вытекла под силой гравитации.

Таблица 4 – Характеристика влагоемкости грунтов

 

Влагоемкость, %
Полная Максимальная молекулярная Наименьшая
Пески 30 5 10–20
Супеси 40 6–15 15–25
Суглинки 50 10–20 20–40
Глины 50 40 40

Влагоотдача – способность грунтов отдавать гравитационную воду при свободном истекании. Количественно водоотдачу определяют коэффициентом водоотдачи – отношением объема свободно вытекающей из грунта воды к объему грунта. Для песчаных грунтов его величина может составлять 10–20%, супесчаных — 6–15%, для суглинков — 1–6%, для глин — всего 1%.

Таким образом, глинистые грунты являются влагоемкими и трудно отдающими воду. Согласно разработанным методам осушения участков, на территориях, где распространены глинистые и суглинистые грунты, следует применять более эффективные локальные дренажи. Кроме пристенного, кольцевого, пластового дренажа, используются системы лучевого и сопутствующего дренажа или их комбинации.

Для обустройства газонов, площадок и дорожек на глинах и тяжелых суглинках наилучшим образом себя зарекомендовал пластовый дренаж. При строительстве на глинистом грунте здания рекомендуют применять пристенный (но не кольцевой!) дренаж.

  1. Самый простой дренаж участка

Самым простым видом дренажа является устройство открытых дрен. В условиях плотной городской и промышленной застройки они применяются редко, так как уменьшают полезную площадь используемого участка, и требуют обустройства большого количества переходов через каналы. Но для удешевления и упрощения эксплуатации дренажной системы прокладка открытых дрен себя оправдывает. Открытые дренажные системы сооружаются, в основном, на внегородских (сельскохозяйственных или приусадебных) территориях для отвода поверхностных вод в виде осадков.

%d0%b4%d1%80%d0%b5%d0%bd%d0%b0%d0%b6-3

Открытые дрены желательно прокладывать по грунтам, которые обеспечивают устойчивость откосов. Дно и откосы каналов во избежание размыва и обрушения укрепляются засевом трав, мощением или бетонными плитами. Наиболее часто открытые дрены представляют собой трапецеидальные каналы с шириной по дну 0,2–0,4 м. Максимальная глубина каналов составляет 2 м, длина – 1,5 км, минимальный уклон – 0,0005.

%d0%b4%d1%80%d0%b5%d0%bd%d0%b0%d0%b6-%d1%81%d1%85%d0%b5%d0%bc%d0%b0-5

Рисунок 5 – Схема конструкции открытой дрены. B – ширина канала по верху, b – ширина канала по дну, h – глубина воды в канале, hстр – строительная глубина канала, m – заложение откоса

Заложение откосов определяется в зависимости от глубины дрены и характера вскрываемых грунтов (табл. 5). Глубина воды в канале определяется гидравлическим расчетом, но при небольшой водосборной площади (менее 1га) глубина будет незначительной.

Таблица 5 – Значение коэффициентов заложения откосов открытых каналов

 

Тип грунтов Коэффициенты заложения откосов m при строительной глубине канала, м
0,8–1,5 1,5–2,5 2,5–3,5
Глины, тяжелые и средние суглинки 1,0 1,25 1,5
Легкие суглинки, супеси 1,25–1,5 1,5–2,0 2,0–2,25
Пылеватые суглинки, средне- и мелкозернистые пески 1,5–2,0 2,0–2,5 2,0–2,25
Мелкозернистые пылеватые пески 2,5 3,0 3,5
Торф со степенью разложения

— до 50 %

— свыше 50 %

 

1,0–1,25

1,25–1,5

 

1,25–1,5

1,5–1,75

 

1,5–1,75

1,75–2,0

  1. Схема дренажа участка

Процесс проектирования дренажных систем состоит из следующих этапов:

  • Сбор первичных данных (проведение топосъемки и гидрогеологических изысканий, составление генплана участка, проекта вертикальной планировки, схемы подземных сооружений);
  • Анализ собранных данных. Составление схемы переувлажнения участка и подтопления зданий и сооружений;
  • Разработка схемы планового и высотного положения дренажной системы. Это основной этап, на котором определяется конструкция дренажной системы, ее план с привязкой к местности (на генплане), глубины заложения дрен и их уклоны;
  • Выполнение гидравлических расчетов производится в случаях, если участок имеет площадь больше 0,3–0,5 га, имеет сложные природные условия или сложную конструкцию подземных частей зданий;
  • Разработка конструкций отдельных элементов дренажной системы. Включает конкретизацию схемы дренажной системы с подбором конструкций дрен, каналов, устьевых сооружений, дренажных колодцев, труб-переездов, насосных станций.

Одним из наиболее важных вопросов при составлении схемы дренажа участка является определение глубины заложения дрен. От этого параметра будет зависеть трудоемкость работ, а в итоге и их стоимость. Необходимая расчетная глубина заложения дрен зависит от следующих факторов:

  • норма осушения (уровень УГВ для обеспечения нормальной эксплуатации участка и расположенных на нем зданий);
  • глубина промерзания грунта (используется схема нормативного промерзания грунта в разных регионах России). Для северо-запада России уровень промерзания составляет примерно 1–1,5м;
  • давление грунта – дренажные трубы под весом засыпки и грунта могут деформироваться, поэтому при глубоком заложении выбираются трубы из более прочных материалов. Пластмассовые трубы диаметром 50–125мм закапывают на глубину до 3м, асбестоцементные диаметром 150–200мм – на глубину 5–8м;
  • движение транспорта – при интенсивном движении дрены необходимо закладывать на глубину не менее 0,8м.

При вертикальной планировке дренажной системы важным параметром является определение уклона дрены. Он должен быть не менее уровня, при котором не происходит процесс заиливания: 0,003м на 1 м длины дрены. В редких случаях допускается уклон 0,0015–0,002.

Наиболее интересной и сложной частью разработки схемы дренажа участка является определение расположения дренажной системы в плане. При этом территории, для которых планируется осушение, делятся на два типа:

  • «Свободные». На них отсутствуют здания, строения, дороги, проезды, крупные деревья (сельхозугодья, газоны, гольф-поля). При определении схемы дренажа таких участков учитывается только их рельеф. Основной вид применяемого дренажа — систематический.
  • «Несвободные». Заняты застройкой, дорогами и крупными деревьями. Схема дренажа таких участков определяется на основании генплана. Для водопонижения применяются кольцевой, пристенный, лучевой, пластовый и сопутствующий дренажи.

Систематический дренаж подходит для хорошо водопроницаемых грунтов, используется для осушения зон рекреации, с/х угодий, неглубокого водопонижения в коттеджной застройке. Предназначен для понижения уровня грунтовых вод на больших  площадях в условиях инфильтрационного или грунтово-напорного типа водного питания.

Головной дренаж – осушение территории в случае, когда основным источником водного питания выступает поток подземных вод с вышерасположенной территории.

Береговой дренаж – осушение прибережных территорий, подтопляемых в результате постоянного или периодического высокого положения горизонта воды в реках и озерах.

Сопутствующий дренаж – используется для защиты от подтопления протяженных линейных объектов (дорог, теплотрасс).

Лучевой дренаж применяется для участков со сложной планировкой при наличии локальных понижений. Несколько дрен в виде лучей сходятся к одному центру – водосборному коллектору, из которого выходит одна водоотводящая трубка.

%d0%b4%d1%80%d0%b5%d0%bd%d0%b0%d0%b6-1

Таблица 6 – Типы дренажных систем и условия их применения

 

Тип дренажной системы Причина переувлажнения Тип грунтов
Головной дренаж Приток грунтовых вод с вышерасположенных территорий Пески, супеси
Береговой дренаж Приток грунтовых вод из открытых водоемов Пески, супеси, легкие суглинки
Систематический дренаж Инфильтрация атмосферных осадков, грунтово-напорные воды Пески, супеси, легкие суглинки
Кольцевой дренаж Инфильтрация атмосферных осадков Пески, супеси, легкие суглинки
Пристенный дренаж Инфильтрация атмосферных осадков Суглинки, глины
Пристенный профилактический дренаж Инфильтрация атмосферных осадков Пески, супеси, суглинки, глины
Пластовый дренаж Инфильтрация атмосферных осадков, грунтово-напорные воды Суглинки, глины

Если вы не уверены, что сможете самостоятельно определить тип почвы на вашем участке и глубину залегания грунтовых вод, пригласите специалистов. Они проведут геолого-разведывательные работы, анализ состава грунта, рельефа участка, количества среднегодовых осадков, высоты залегания грунтовых вод и определят, какой тип дренажной системы следует применить. Или обустройте дренаж самостоятельно в виде системы открытых дрен.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



Related Articles