Дренаж для предупреждения затопления их дождевыми водами

SGround.ru

Сайт о фундаментах, их основаниях и морозном пучении грунтов

Дренаж участка, системы дренажа, водопонижение

Статья затрагивает вопросы дренажа и водопонижения на участке

Оглавление

1. Актуальность вопроса

Территории, выделяемые под строительство садово-дачных обществ и товариществ, очень часто имеют высокий уровень грунтовых вод, иногда приближающийся к дневной поверхности земли вплотную. Зачастую это относится и к территориям коттеджных поселков.

Как правило на территории обводненных участков для приведения их в пригодный для эксплуатации и земледелия вид выполняется глобальная система водоотводных каналов и канав. Например в нашем районе такие каналы соединяют озера коих тут очень много и тянутся эти каналы на многие километры вплоть до притоки реки. Со временем каналы зарастают и засоряются или оказываются нарушены, например, при прокладке газопровода, нефтепровода («спасибо» этим организациям ведь они так «заботятся об экологии») или др. коммуникаций, и перестают выполнять свои функции. Зачастую их даже не узнать спустя 40-50 лет — кажется что это просто естественный заросший овраг. Грунтовые воды на большой территории начинают подниматься и только после этого обитатели местных участков вспоминают о существовании такой системы и пытаются ее восстановить.

К сожалению с терминами дренаж и водопонижение есть небольшая путаница — их часто подменяют друг другом, но для ясности лучше разграничить:

[Дренаж в строительстве означает удаление/отведение воды. Это как правило вода или др. жидкости, поступающие с поверхности — например, от водосточных труб, идущих с крыши или поверхностной воды с тротуаров и дорог, или от аварийного пролива жидкости на производстве, а так же дождевых и талых атмосферных вод.]

[Водопонижение – отведение грунтовых вод, перемещающихся в массиве грунта и поступающих в систему водопонижения в основном снизу и с боков из окружающих ее грунтов. То есть другими словами это искусственное снижение уровня грунтовых вод ]

Заглубленные системы дренажа могут служить и для водопонижения. В этой статье в основном внимание будет уделено отведению грунтовых вод, т.е. водопонижению.

Проблема высокого уровня грунтовых вод очень неприятная и сложная. Практика эксплуатации земельных участков свидетельствует о том, что почти каждый владелец загородного дома, дачи, коттеджа сталкивается с проблемой осушения участка если в процессе строительства дома и освоения участка об этом не позаботились заранее. Для многих дачников и владельцев частных домов с подвалом вопрос снижения УГВ очень наболевший.

Выбор мероприятий, направленных на искусственное снижение уровня грунтовых вод зависит от многих факторов, в том числе и от поставленной цели — осушения всего участка или только защиты фундамента от увлажнения и подвала здания от затопления.

В европейских странах дренаж фундамента дома и участка очень распространен. Это конечно же ускоренный отвод поверхностной воды от осадков или прудов и бассейнов. Он используется везде: в ландшафтном и парковом хозяйстве, домостроении, озеленительных и мелиоративных работах, устройстве игровых и спортивных полей, сельском хозяйстве, дорожном строительстве и пр. При этом особое внимание уделяется дачному дренажу:

2. Основные типы дренажа (водопонижения)

Различают 2 класса дренажей (водопонижения) – постоянный и временный (на период строительства).

По конструкции можно выделить:

• Вертикальную систему водопонижения – грунтовые воды отводятся по вертикальным дренам, иглофильтрам, или из скважин и колодцев – вода как правило откачивается с применением насосов (вакуумных или погружных);
• Горизонтальную систему – вода отводится системой горизонтально расположенных (на самом деле с небольшим уклоном в сторону коллектора, пониженного участка рельефа или колодца) дренажных труб, канав, лотков или кюветов. Вода в данном случае обычно отводится самотеком за счет перепада уровней; Может быть открытой или закрытой.
• Комбинированная система, состоящая из сети заглубленных дренажных труб или открытых лотков, присоединяемых к вертикальным коллекторам, из которых уже вода откачивается насосами в направлении сброса.

В идеале дренажная система создается даже при низких грунтовых водах и предусматривает отвод поверхностных ливневых и талых вод и пристенный дренаж для защиты подвала от подтопления поверхностными водами – применяется в основном в частном домостроении в Европе и в России при строительстве элитных частных домов. Такая система призвана просто увеличить комфортность пребывания на участке и проживания в доме за счет быстрого удаления влаги с поверхности и исключить подтопление подвала атмосферными осадками. Состоит она из дождеприемников под каждой трубой водостока и лотков по краю дорожек и площадок, соединенных кольцом обычных, неперфорированных труб почти у самой поверхности земли, и второго кольца из перфорированных дренирующих труб, заложенных на глубине чуть ниже пола подвала по периметру здания. Все эти трубы сводятся в общие коллекторы, из которых вода в последствие куда-либо удаляется – в поле фильтрации, в центральную канализацию или др.:

Водопонижение на период строительства в простейшем случае представляет из себя приямок в какой –либо части котлована и дренажный насос для периодической откачки воды, поступающей в приямок (открытый водоотлив). В более сложных случаях применяют системы иглофильтров или противофильтрационные завесы.

– в сети масса видео о работе систем иглофильтрового водопонижения, если интересно можете ознакомиться самостоятельно.

Но такие системы не могут применяться на постоянно основе на период эксплуатации из-за больших расходов на эксплуатацию, по крайней мере в частном строительстве – это временные решения.

На постояной основе для снижения уровня грунтовых вод применяют в частном строительстве, как правило:

• комбинированную систему пристенного водопонижения (дренажа) вокруг здания,
• горизонтальную систему поверхностного дренажа в виде открытых или закрытых малозаглубленных лотков и канав, когда осушается участок с очень близкими к поверхности грунтовыми водами — это позволяет отвести как поверхностные воды в весенний и дождливый периоды, так и излишне высокие грунтовые воды.

По канавам с заполнителем из щебня или другого дренирующего материала вода движется медленно. поэтому производительность такой системы значительно меньше чем в случае с применением дренирующих труб.

3. Когда необходимо делать дренаж (водопонижение)

Для постоянной защиты фундаментов и подвала от грунтовых и атмосферных вод есть 3 варианта:

1. Делать качественную, сверхнадежную гидроизоляцию;
2. Делать дренаж, водопонижение;
3. Поднимать участок за счет отсыпки привозным грунтом на большую величину так, чтобы грунтовые воды даже при наивысшем уровне были ниже пола подвала или фундамента.

А в случае если грунтовые воды по-настоящему близко, надежнее применять первые два или даже все три варианта вместе.

Ответить на вопрос нужно ли делать постоянный дренаж несложно. Дренаж следует предусматривать в следующих случаях:

1. На участке планируется строительство капитального жилого дома или какой-либо другой постройки с подвалом. В этом случае если летом грунтовые воды находятся на глубине менее 1,0 м от уровня пола подвала выполнение дренажа вокруг будущего дома обязательно, т.к. в весенний и осенние периоды вода может подняться в среднем на 1,0 м. Если уровень грунтовых вод (УГВ) на 1,5…2,0 м ниже – дренаж будет желательной предохранительной мерой. Так же пристенный дренаж по периметру поможет обезопасить подвал от затопления талыми и ливневыми водами с поверхности если с этим не справится гидроизоляция.
2. Если уровень грунтовых вод летом находится на глубине менее 1,0 м от поверхности земли или на участке образуется верховодка – в таких условиях о подвале, к сожалению, лучше забыть (если не поднять участок на 2-2,5 м что как правило просто нереально) –организовать сухой подвал будет не просто очень сложно, но и очень дорого. Необходимо хотя бы обезопасить себя от подтопления участка (выхода грунтовых вод на поверхность или на расстояние капиллярной каймы) и позаботится о снижении воздействия морозного пучения на фундаменты и наземные сооружения. При таком близком расположении грунтовых вод лучше выполнить водопонижение на всем участке.

4. Куда отводить воду при водопонижении (дренаже)?

Главное при создании дренажа (водопонижении) это чтобы было куда отводить воду – необходимо такое место куда можно на длительный срок направить воду с осушаемого участка, не навредив при этом ни соседям и их постройкам, ни экологии.

Итак, если на вашем участке проблема высокого уровня грунтовых вод, то необходимо определить куда направить стоки дренажной системы. Внимательно осмотрите ближайшую к участку территорию и попробуйте найти одно из следующих мест в порядке уменьшения предпочтительности:

1. централизованную ливневую канализацию;
2. водосточную канаву за границей участка;
3. ближайший водоем (если он не имеет рыбохозяйственного значения);
4. сторону понижения рельефа (если там нет соседей чего-либо подобного).

При определении места сброса учитывайте, что для нормального самотечного движения воды минимальный уклон трубы или лотка должен быть не менее 0,005 (перепад 5 мм на 1 метр длины водотока). То есть если вам, например, до водосточной канавы за забором нужно проложить 40 метров лотка то к месту сброса он опустится на 40*0,005=0,2 м или 20 см. Если при этом глубина самого лотка начиналась с 40 см то канава должна иметь глубину 40+20=60 см. Если канава оказалась меньшей глубины, то в данной ситуации либо придется искать другое направление отвода воды, либо строить систему водопонижения с постоянным насосом.

Чтобы определить сторону понижения рельефа на местности с минимальными уклонами можно посмотреть на движение ручьев весной и после ливня или воспользоваться геодезическим прибором – нивелиром (если есть доступ) – обычно даже на практически горизонтальных участках хоть и мизерный, но всё-таки есть общий уклон рельефа в какую-либо сторону – этим можно воспользоваться. Супер эффекта от водоотведения при уклонах менее 0,005 ожидать не стоит, но это все же лучше, чем ничего.

Чтобы сбросить воду в водоем (например пруд или озеро) уровень воды в нем должен находиться достаточно низко чтобы обеспечить минимальный уклон 0,005 водостока от вашего участка до водоема.

В большинстве случаев дренаж выполнить реально, но иногда это может быть просто нецелесообразно из-за очень больших материальных затрат, поэтому до начала выполнения работ правильным будет просчитать все затраты и оценить их приемлемость в конкретном случае.

5. На сколько можно снизить уровень грунтовых вод?

То, на сколько метров УГВ может быть снижен при выполнении системы дренажа зависит от:

• Коэффициента фильтрации грунта (способности пропускать воду) – с увеличением скорости фильтрации увеличивается и объем грунтовых вод, которые нужно удалять за то же время;
• От производительности компонентов системы, т.е. от ее способности отводить поступающий объем воды из грунта за единицу времени; важны параметры каждого компонента – как пропускная способность дрен (труб, лотков и др.) и их сечение, так и производительность насосов.
• Глубины заложения дренажных труб/глубины скважин и расстояния между ними (шага).

Следует понимать, что опустить уровень грунтовых вод на большую глубину по сравнению с исходным положением простыми средствами и на постоянной основе, скорее всего, не получится. Максимальное значение глубины, на которую удастся опустить грунтовые воды за счет самотечных дренажных труб и откачки воды из коллекторов составит от 0,5 до 1,5 м в зависимости от способности грунта пропускать воду (коэффициента фильтрации). При этом в песчаных грунтах с высокой скоростью фильтрации отводить воду сложнее, т.к. она быстро поступает из окружающих слоев и нужна высокопроизводительная система отведения и/или откачки воды.

При увеличении перепада между искусственно пониженным и исходным (естественным) уровнем грунтовых вод скорость поступления воды в осушаемые слои грунта возрастает из-за большого гидростатического давления разных уровней жидкости, и дренажная система может просто не справляться с такими объемами поступления воды. Кроме того, ускоряется поступление воды не только сверху и с боков, но и снизу, что при пристенной системе дренажа делает все усилия бесполезными если не выполнена гидроизоляция пола подвала или она имеет дефекты.

И кстати – водопонижение отдельного участка сложнее и дороже, чем восстановление системы водоотвода района в целом. Если такая система в дачном обществе когда-то существовала и с годами была нарушена или пришла в негодность из-за засорения каналов, или перекрытия каналов при строительстве, то усилия в первую очередь следует направить на восстановление этой системы водоотведения.

6. Выбираем тип дренажной системы для участка или дома

Вертикальная система водопонижения требует постоянной работы мощного насосного оборудования, поэтому для нашего случая не подходит.

Вариантов выбора у частника не так много если учитывать ограниченность финансовых возможностей – как правило используют:

• комбинированную систему;
• горизонтальный дренаж из поверхностных или малозаглубленных каналов, лотков, канав, или дренажных труб.

Вариант 1 применяют, когда грунтовые воды залегают достаточно глубоко чтобы сделать малозаглубленные канавы и лотки бесполезными – на глубине более 0,5-0,8 м.

Если же вы «счастливый» обладатель участка с высокими грунтовыми водами, которые весной и в дождливый период поднимаются практически до поверхности, то выбирайте вариант №2. Заглублять дрены в этой ситуации не имеет смысла т.к. они все равно почти наверняка не справятся со снижением уровня грунтовых вод – вода будет поступать снизу и с боков быстрее, чем дрены будут ее удалять, а отводить воду в большом объеме попросту некуда, т.к. вода высоко везде в округе.

Закрытая система дренажных канав выполняется так: выкапываются канавы/траншеи с уклоном дна в сторону сброса воды. Глубина канавы будет соответствовать той глубине, на которую вы хотите опустить грунтовые воды. Потом они заполняются дренажным материалом, иногда с применением геотекстиля.

По открытым лоткам особых пояснений не требуется – главное, если вы хотите отводить именно грунтовые воды, а не поверхностные, чтобы стенки лотка или канавы хорошо пропускали воду. Для этого стенки или оставляют без укрепления либо укрепляют крупным щебнем.

Комбинированная система выполняется обычно из перфорированных труб, обернутых в геотекстильный материал (для предотвращения заиливания отверстий), укладываемых с уклоном в слое щебеночной засыпки. Трубы сводятся в вертикальные колодцы небольшого сечения (коллекторы), обычно выполняемые из гофрированного пластика, а иногда и из металлических/пластиковых бочек в целях экономии. Откуда вода удаляется чаще всего с помощью насоса в места сброса дренажных вод.

На глубину укладки дренажных труб влияет два фактора – глубина промерзания грунта и глубина расположения фундамента (для пристенного дренажа). Если дрена замерзнет зимой, тогда во время таяния снега она не сможет отводить излишнюю влагу, и эффективность системы будет стремиться к нулю. Чтобы этого не допустить, траншею необходимо разрабатывать с учетом климатических особенностей конкретной местности. Расчет глубины пристенного дренажа выполняется очень просто: к нижней точке фундамента прибавляется 30 см. Этого будет достаточно для перехвата подземных вод в сезон дождей или во время паводка.

Как видите, желательно предусмотреть слой дренирующего материала под полом подвала и вдоль стен снаружи для отвода воды к трубам.

– хорошее видео о самостоятельно выполненной комбинированной системе пристенного дренажа по периметру дома.

7. Материалы и компоненты для системы дренажа

Если речь идет о наполнении канав дренирующим материалом или обсыпке дренажной трубы, то следует использовать щебень или ПГС. Чем крупнее фракция каменного материала, тем лучше его способность пропускать воду, а именно это нам и нужно. Щебень обычно применяют фракции 20-40 мм. Иногда дренажные канавы заполняют кирпичным боем, строительным мусором, крупными ветками – эти варианты тоже работают, но через некоторое время они потеряют свои свойства.

Для того чтобы дренирующая засыпка не заиливалась (грязь и ил заполнют пустоты между камнями засыпки) и не теряла своих свойств со временем необходимо отделить ее от грунтового массива геотекстильным материалом – в траншею сначала укладывают геотекстиль а потом засыпают щебень, после этого края геотекстиля заворачивают сверху. Так же перфорированную трубу заворачивают в геотекстиль для предотвращения засорения отверстий.

Геотекстильных материалов большое количество типов и производителей. Чтобы ограничить выбор обратим внимание на следующие параметры:

• Плотность – не менее 150, лучше 200 грамм/м 2 ;
• Назначение – фильтрующий или универсальный геотекстиль. Дело в том, что бывают геотекстили типа мембран или пропитанных тканей, которые плохо или вообще не пропускаю воду – их назначение армирование грунтового массива или другое.

– видео обзор геотекстильных материалов

Дренажные трубы перфорированные – изготавливают как правило из гофрированного пластика – ПНД или ПВХ разного диаметра – от 100 мм до 300 и более. Могут быть однослойные или двуслойные. Различаются по жесткости – для большей глубины заложения необходимо применять более жесткие трубы. Встречаются трубы с фильтром (обернуты готекстилем) или без фильтра. Гибкие трубы поставляют чаще всего в бухтах.

– видео обзор дренажных труб.

Очень хорошо работают жесткие канализационные трубы с прорезями, сделанными вручную – этакий самодельный вариант, но глубина заложения таких труб должна быть не более 1,5-2,0 м. Прорези выполняются на 1/4-1/3 окружности с разбежкой по периметру или вдоль оси трубы. Прорези можно выполнять болгаркой или даже ручной ножовкой по дереву.

Будьте внимательны при выборе трубы — некоторые геотекстилные обмотки труб плохо пропускают воду:

Коллекторы (они же дренажные колодцы) — как правило применяются пластиковые гофрированные из ПНД или других материалов и могут комплектоваться заглушками, образующими глухое дно и муфтами для подключения труб (обычно врезаются поместу):

8. Чем может быть опасно выполнение дренажа (водопонижения)

Применение водопонижения, особенно глинистых и пылеватых песчаных грунтах, влечет за собой уплотнение и осадку осушаемой толщи грунтов. Это явление следует учитывать при проектировании дренажа существующих объектов, так как оно может увеличить деформации зданий и сооружений. Эти деформации могут быть очень растянуты во времени и реализовываться очень долгое время.

Для существующих зданий есть опасность нарушения несущей способности фундамента и стен подвала в процессе откопки траншей вдоль стен – соблюдайте предельную осторожность при выполнении и планировании работ. В видео ниже удивительный пример последствий неправильного выполнения работ с хорошим концом:

9. Заключение

Мы не затронули вопросы расчетов глубины заложения, сечения и расстояний между канавами или трубами. Сделано это не случайно – дело в том, что расчеты эти достаточно сложны, информация по ним есть в сети, но с ней будет сложно разобраться с наскока – возможно выделим эти вопросы в отдельную статью.

В статье получилось много ссылок на видео потому что, как говорится, лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. Дренажную систему лучше предусматривать сразу при строительстве здания, но возможно и возведение ее в последствии, правда это значительно сложнее. Успехов Вам в деле осушения участков!

Источник