Вода – это основа жизни. Но она же может доставить и массу хлопот, к примеру, если грунтовые воды залегают близко к поверхности, то хозяин участка сталкивается с затоплением подвала, сыростью, грибком и невозможностью выращивания многих плодовых деревьев, кустов и цветов. Но эти недостатки земельного надела можно решить при помощи создания грамотной дренажной системы.

Дренажная система

На первый взгляд устройство дренажа довольно просто – достаточно вырыть траншеи или проложить трубы, чтобы по ним стекала лишняя вода. Но для каждого участка глубина дренажа, его площадь и тип должны устанавливаться индивидуально в зависимости от уровня грунтовых вод, типа грунта, характера застройки, рельефа и других факторов. Лишь правильный расчет дренажа может обеспечить максимальную защиту земельного участка от негативного воздействия осадков и подземных вод.

Перед тем как выбирать тип дренажной системы , нужно оценить участок, наиболее важны такие характеристики:

• тип почвы;
• рельеф, наклон участка;
• глубина залегания грунтовых вод;
• объем паводковых вод.

Легче всего ответить на эти вопросы, обратившись за консультацией в местное отделение землеустройства. Некоторое представление о желательном расположении дренажа можно получить, понаблюдав за природным стоком воды по участку во время сильных дождей.

Подсказать о возможных проблемах с подземными водами может:

• отсутствие в соседних хозяйствах подвалов;
• регулярное подтопление подвалов и нижних этажей;
• выращивание на соседних участках влаголюбивых растений.

Также обязателен отвод воды при глиняных почвах и на низинных участках. Чтобы узнать, нужна ли участку дренажная система , в засушливый летний период нужно вырыть на разных участках земельного надела скважины глубиной в 2 метра и после отстаивания воды замерить высоту залегания грунтовых вод, если она меньше 1,5 метра – то дренаж необходим. Кстати, иногда проблемы с подземными водами появляются на ранее сухих участках в результате неудачных инженерных работ, таких как постройка здания, отвод воды из речек, перепланировка участков.

Расчет дренажа

Перед строительством дренажа нужно провести гидравлический расчет, в котором учитываются особенности участка и примерный объем выводимых вод, и уже на основе этих данных делается вывод о площади системы, типе дренажной системы, количестве колодцев и диаметре труб. Лишь правильный гидравлический расчет позволит сделать эффективный дренаж, исключая необходимость ремонта и переделывания системы раз за разом.

В идеале создавать дренажную систему нужно на этапе закладки фундамента, что будет наиболее экономичным и позволит сократить строительные работы. Если же работы не были выполнены вовремя или проблема грунтовых вод появилась со временем – не беда, всегда можно сделать пристенный вариант дренажа, для этого нужно будет немного потрудиться и на пару месяцев пожертвовать газонами и красотой участка.

Лучше всего доверить строительство дренажной системы профессионалам, которые правильно рассчитают тип дренажа, необходимую глубину залегания и другие особенности. Но для экономии дренаж можно сделать и самостоятельно, правда придется вникнуть во все детали, чтобы выполнить работы максимально правильно и точно.

Расчет дренажа при разных типах дренажных систем

Рассмотрим расчет дренажа при разных типах дренажных систем:

1. Пристенный дренаж

Применяется для дренирования участка с уже выстроенными зданиями. Этот тип дренажа бывает кольцевой или двухсторонний. Первый применяется при низинном положении участка и тогда, когда фундамент находится выше водоупорного горизонта. Применение двухстороннего пристенного дренажа оправдано, если дом размещен на водонепроницаемом почвенном слое и отвод лишней воды нужен лишь по бокам.

Расчет пристенного дренажа

Для строительства пристенного дренажа вокруг дома по периметру выкапываются траншеи, в которые укладываются перфорированные трубы. Чтобы защитить фундамент от проседания, рвы нужно копать на расстоянии не менее 0,7 метра, чем выше здание – тем дальше. Глубина траншеи должна превышать глубину залегания фундамента на полметра. К тому же дренаж должен быть глубже, чем нижняя граница промерзания почвы, эту цифру нужно узнать в отделении землеустройства либо в Гидрометцентре, если не выполнить это условие, то зимой дренажная система будет выведена из строя и не выполнит своих функций. Чтобы защитить траншеи от образования ила, специалисты рекомендуют укладывать на дно пристенного дренажа геотекстиль, на нем прокладывать трубы, а после засыпать ямы щебнем, сверху можно использовать обычную землю.

Трубы прокладываются по периметру здания с уклоном в 1-2%, с самой верхней точки к нижней, откуда будет вести труба, ведущая к коллекторному колодцу или водоему. На каждом изгибе пристенного дренажа нужно обустроить небольшие коллекторные колодцы, которые будут служить для задерживания воды и отстаивания ила, чтобы система не засорялась. Расчет диаметра труб напрямую зависит от объема паводковой воды, чем ее больше, тем мощнее должна быть система , чтобы эффективно удалить всю лишнюю влагу с участка.

Как правило, обустройство пристенного дренажа проводят в период, когда фундамент уже готов, его гидроизоляция осуществлена, но здание еще не выстроено, а сами стены фундамента еще не засыпаны землей.

Укладка дренажа

Следует отметить, что пристенный дренаж может засыпаться не только землей, но и другими материалами:

1. Бетонными лотками, которые устанавливаются на усыпанные песком и щебнем, на них прикрепляют решетки для поверхностного стока, этот вариант идеален для обустройства дорожек, тротуаров, подъездов для автомобилей.
2. Дренажными матами, которые изготовлены из полимера и могут выполнять свои функции по отведению воды даже под давлением почвы, влиянием мороза и льда, их укладывают в заранее выкопанные траншеи, лотки или даже на поверхность грунта.

Рассмотрим пример расчета уклона пристенной дренажной системы. Колодец расположен в 10 метрах от здания, его высота равна 30 сантиметрам над землей. Вокруг дома вырыты траншеи длиной в 7 и 9 метров, то есть, общая длина равна 7+9+10=25 метров. Чтобы вычислить необходимый уклон траншей, нужно из полученной суммы взять 1% (минимальный угол наклона), тогда разница между верхней и нижней точкой системы должна быть не менее 25 сантиметров.

Если же точка сброса воды получится выше заданного уклона, то придется применять специальные водяные насосы для откачивания лишней воды с системы. Но это не самый лучший вариант, поскольку применение насосов существенно повышает цену дренажной системы, а при отключении электроэнергии на день-два участку грозит опасность затопления, ведь система без насоса не в состоянии сама справиться с объемом воды.

Дренаж вокруг дома

Рассмотрим пример оценки эффективности пристенной дренажной системы.

Перед строительством дренажа необходимо просчитать его эффективность, для этого проводят гидравлический расчет:

• hn — расстояние между зданием и дренажной системой;
• hK- высота капиллярного поднятия воды в почве;
• Sц- уровень снижения грунтовых вод внутри осушаемого периметра.

Лишь в случае, если уровень снижения почвенных вод превышает сумму значений расстояния и высоты капиллярного поднятия воды, дренажная система будет эффективной. В ином же случае нужно будет предусмотреть дополнительно другой тип дренажа.

1. Особенности пластового дренажа

Сложные участки с наличием напорных подземных вод, большого объема сточных вод, слоистой структуры воды, или наличие под домом водяной линзы требуют применения пластового дренажа. Также прибегают к использованию пластового дренажа в случае, если в доме есть помещения, влажность в которых должна быть минимальной.

Для создания пластового дренажа на нужном участке укладывается 30-сантиметровый слой щебня, а в сложных случаях – половина слоя песка и половина щебня. Выведение воды, собранной водопроникающим пластом, производится при помощи соединения пластового дренажа с кольцевым. К помощи пластового дренажа прибегают, если другие типы дренажных систем не могут справиться с предполагаемым объемом подземных вод, как пример – обустройство идеально сухих музеев, библиотек, хранилищ или архивов.

Кольцевой дренаж

1. Кольцевой дренаж

Применяется на участках с невысоким уровнем залегания грунтовых вод для защиты зданий от атмосферных осадков. Для этого вокруг дома выкапывают ров, его глубина должна превышать глубину залегания фундамента, а ширина – не менее 70 сантиметров. Дно делают наклонным, примерно сантиметр на метр траншеи. На дно насыпается песок, сверху – геотекстиль и щебень, в который погружаются перфорированные трубы. Они должны залегать глубже нижнего края фундамента. Далее, траншея засыпается щебнем и заворачивается в геотекстиль, сверху ямы присыпают землей. В этой системе, как и в пристенной, нужно построить ревизионные колодцы. Этот тип дренажа применяют тогда, когда здание уже выстроено и требуется срочное удаление излишка грунтовых вод. Пример схемы кольцевого дренажа приведен на фото.

Рассмотрим пример расчета кольцевого фундамента. Как пример возьмем одноэтажный дом 10 на 10 метров, с глубиной закладки фундамента в 1,2 м, выстроенный на участке с нижней границей промерзания грунта в 0,8 м. Чтобы рассчитать количество коллекторных колодцев, нужно определить длину труб. С учетом того, что за пример был взят дом с длиной стены в 10 метров, а расстояние между зданием и дренажом должно равняться трем, то длина труб по одной стороне периметра составляет 16 метрам. Значит, длина труб по периметру равна 64 м.

Если сводить сток в один колодец, а для правильно стока угол наклона должен быть 1 градус, то перепад между верхним углом периметра дренажа и колодцем должен быть 32 сантиметра. Выполнить это будет нелегко, и чтобы сократить объем земляных работ, лучше добавить еще один колодец, тогда перепад будет равен всего 16 сантиметрам, что вполне реально сделать даже самостоятельно.

Виды дренажных систем

Поскольку наш пример участка промерзает до глубины в 0,8 метра, а толщина дренажного слоя равна 0,5, то траншею нужно копать глубиной в 1,3 метра на двух верхних точках при дренажной системе с двумя колодцами. А в соответствии с глубиной фундамента верхняя точка дренажа должна находиться на глубине в 1,6 м. При среднем объеме паводковой воды нужно использовать трубы диаметром в 110 миллиметров.

1. Поверхностный дренаж

Поверхностный дренаж может быть точечным и линейным. Он используется для отвода атмосферных осадков с участка, сохраняя фундамент и целостность почвенного покрова, дорожек и покрытия двора.

Точечный дренаж применяется для сбора воды в местах наибольшего скопления атмосферных осадков, как пример – точки слива воды с крыши. Эти участки подключаются к системе дренажных труб и выводят осадки с участка, сбрасывая их в коллекторный колодец или водоем. Линейный поверхностный дренаж более сложный, он может быть подкюветным и закюветным. Обустройство подкюветного дренажа осуществляют в естественных выемках рельефа, закюветного – на уклонах, для этого для устойчивости дрена формируется закюветная полка. Пример схемы подкюветного и закюветного дренажа приведен на фото.

Грунтовые воды могут принести хозяину участка немало хлопот: это и влажность в помещении, и затопление погреба, и появление грибка и плесени. К тому же атмосферные и подземные воды негативно влияют на фундамент, деформируя его при промерзании или весеннем набухании почвы в результате перенасыщении водой. Попадая в микроскопические трещинки, грунтовая вода медленно, но верно разрушает фундамент, а текущая по поверхности дождевая и талая вода смывает плодородный почвенный покров, разрушает дорожки и асфальтное или плиточное покрытие двора. Но всех этих проблем можно избежать, если на этапе строительства обустроить качественную и подходящую данным условиям дренажную систему. В зависимости от рельефа, уровня грунтовых вод, типа почвы и характера застройки специалисты помогут выбрать оптимальный тип дренажной системы, спроектировать и выстроить ее, полностью избавив участок от негативного воздействия грунтовых вод.

При проектировании, подземные тепловые сети желательно располагать выше уровня грунтовых вод. Если практически это неосуществимо, то при прокладке тепловых сетей ниже максимального уровня стояния грунтовых вод необходимо предусматривать попутный дренаж, а для наружной поверхности строительных конструкций - обмазочную битумную изоляцию.

При невозможности применения попутного дренажа следует предусматривать оклеечную гидроизоляцию из битумных рулонных материалов и с защитными ограждениями на высоту, превышающую максимальный уровень грунтовых вод на 0,5 м, или другую эффективную изоляцию. Для искусственного осушения грунта в местах расположения тепловых сетей, понижения уровня грунтовых вод и защиты от их проникания к трубопроводам служат различные дренажные устройства. Выбор конструкции дренажа зависит от условий прокладки теплосетей, например от уровня и направления движения грунтовых вод, от их дебита, от уклона трассы тепловых сетей, характера строения грунта.

При незначительном притоке воды и низком уровне грунтовых вод достаточно уложить под основание канала для дренажа слой крупнозернистого песка или мелкого гравия. В тех случаях, когда уровень грунтовых вод высокий, под основание канала укладывают слой гравия или песка с устройством попутного дренажа, рас­полагаемого параллельно каналу - с одной или двух его сторон.

Для попутного дренажа в основном применяют асбестоцементные трубы с муфтами, керамические канализационные раструбные трубы, полиэтиленовые трубы, а также готовые трубофильтры. Сборные дренажи из крупнозернистых керамзитобетонных трубофильтров получили наибольшее распространение, благодаря большой пористости стенок вода свободно проникает внутрь труб.

При использовании трубофильтров исключается необходимость устройства гравийно-песчаной обсыпки и облегчается возможность механизации строительно-монтажных работ по прокладке дренажа. Диаметр дренажных труб выбирают из расчетного количества отводимых труб, но не мене 150 мм.

Трубы керамические канализационные покрывают внутри и снаружи глазурью. Для фильтрации грунтовой воды внутрь дрена в трубах сверлят отверстия диаметром 10 мм по окружности, за исключением нижнего сектора, с шагом 200 -300 мм. Раструбные соединения снизу на 0,5 диаметра зачеканивают цементным раствором или асфальтовой мастикой, а сверху засыпают гравием фракции 20-30 мм.

Конструкция теплосети

а - канал с дренажем совершенного типа

б - бесканальная прокладка в траншею с откосами и дренажем совершенного типа

1 - трубофильтр

2 - рабочий дренаж из щебня

3 - щебень основания, втрамбованный в грунт

4 - песок основания с коэффициентом фильтрации не менее 20 м/сут.

5 - песок отсыпки с коэффициентом фильтрации не менее 5 м/сут.

К 1 - для траншей с креплениями

К 2 - для траншей с откосами

В асбестоцементных трубах перед укладкой устраивают пропилы (прорезы) шириной 3 -5 мм и длиной, равно половине диаметра условного прохода трубы, через 200-300 мм по окружности дрена, за исключением нижнего дрена. Соединение асбестоцементных труб выполняют на муфтах с заделкой по всему периметру стыка цементным раствором.

Вода в дренажных трубах движется самотеком, поэтому трубы прокладывают с единым уклоном на всем протяжении от места сбора грунтовых вод до сбора их в ливнесток. Продольный уклон дренажной линии должен быть не менее 0,003 и не всегда совпадает с соответствующим уклоном трубопроводов как по величине, так и по направлению. Для прочистки дренажных труб на углах поворота и на прямых участках не реже чем через 50 м устраивают контрольные смотровые колодцы диаметром не менее 1000 мм , отметки дна которых принимают на 0,3 м ниже отметок заложения примыкающих дренажных труб . В местах ответвлений также устраивают контрольные смотровые колодцы . Выпуск вод из системы попутного дренажа должен осуществляться в городскую канализацию, водосточную сеть или в открытые водоемы. Дренаж­ные выпуски выполняют из сплошных труб.

Если выпуск дренажных вод в водосточную сеть или открытый водоем невозможен, то допускается выпускать их в фекальную канализацию, при этом должен быть предусмотрен обратный клапан или гидрозатвор. Сброс этих вод в поглощающие колодцы или на поверхность земли не допускается. При расположении дренажной сети ниже водосточной или канализационной отвод воды самотеком невозможен. В этом случае сооружают дренажные насосные станции.

Устройство попутного дренажа значительно удорожает стоимость строительства тепловых сетей в целом. Дренажные устройства только тогда эффективны и оправдывают затраты на сооружение, когда за их работой ведется систематическое наблюдение. Дренажные трубы требуют прочистки при засорениях и периодической (ежегодной) промывки от отложений илистых частиц, содержащихся в грунте. Опыт эксплуатации тепловых сетей показывает, что при наличии попутного дренажа они достаточно надежно защищаются от заполнения грунтовыми и поверхностными водами, что, безусловно, оказывает влияние на надежность и долговечность работы тепловых сетей.

Сотрудниками администрации города Твери проводится обследование систем попутного дренажа тепловых сетей - неотъемлемой части инфраструктуры теплоснабжения областного центра. Состояние дренажных систем в различных районах разное и зависит не только от времени эксплуатации, но и от обслуживающей организации.

Одним из поводов для проверки стала недавняя ситуация в районе пересечения улиц Мичурина и Жореса в Заволжском районе города. Напомним, тогда в результате прорыва теплосетей произошло подтопление придомовых территорий двух многоквартирных домов по улице Мичурина. Исправная система попутного дренажа позволила бы значительно смягчить подобные последствия прорыва, если вовсе не свести их на нет.

По сути своей попутный дренаж - это система, призванная отводить от теплового трубопровода любую внешнюю влагу: просочившиеся осадки, грунтовые воды, а также последствия мелких протечек. При исправно работающей системе все эти воды отводятся через трубы и колодцы попутного дренажа теплотрассы и сбрасываются в установленном порядке. В случае неисправностей дренажной системы происходит подтопление тепловых сетей водой нанося им серьёзный ущерб, приводя к усилению наружной коррозии трубопроводов и потерям тепловой энергии.

Как показало обследование, на улице Мичурина ситуация с попутным дренажём далека от нормативной. Колодцы, которые должны быть чистыми и готовыми к пропуску воды, на деле забиты илом, обломками асфальта и иным мусором. Пропустить через себя воду в сколь-нибудь значительных объёмах они неспособны физически. Напомним, что дренажная система - часть системы теплоснабжения, и за её состоянием должна следить теплоснабжающая организация, в данном случае - ООО «Тверская генерация».

Диаметрально противоположная ситуация - на улице Оснабрюкской в посёлке Мамулино. Единственное, что заполняет дренажный колодец - вода, да и то до определённого уровня. Трубы дренажной системы чистые, находятся выше уровня воды, а значит в любой момент могут пропустить через систему избыток жидкости. Обслуживание данных колодцев производит МУП «Сахарово», и по состоянию дренажа видно, что производит регулярно. «Главная» труба - теплотрасса - сухая даже в ненастную погоду, что является первым признаком нормально функционирующего попутного дренажа.

Работа по контролю за состоянием систем попутного дренажа, как и тепловой инфраструктуры города в целом, будет продолжаться в плановом режиме. Предприятиям, нарушающим технологию и правила содержания сетей, выдаются рекомендации принять меры для исправления ситуации.

В настоящее время большинство строящихся теплопроводов прокладывают в непроходных железобетонных каналах. Наиболее совершенно конструкция из железобетонного канала типа МКЛ, разработанная Мосинжпроектом для труб диаметром 50 - 1400 мм. От предыдущих конструкций она отличается тем, что корытообразную часть устанавливают сверху, после того как на днище канала уже выполнены монтажно-сварочные и изоляционные работы. Эта конструкция вошла в каталог унифицированных индустриальных изделий в г. Москве.

Неподвижная опора, рассчитанная на горизонтальное усилие от двух труб 300 кН, выполнена из сборных железобетонных деталей: двух продольных ригелей, одного поперечного опорного ригеля и четырех фундаментов, соединенных попарно.

На опорах трубопроводы закрепляются хомутами, охватывающими трубы, и косынками в нижней части труб, которые упираются в металлическую раму из швеллеров. Эта рама прикрепляется к железобетонным ригелям приваркой к закладным деталям.

Прокладка трубопроводов на низких опорах нашла широкое применение при строительстве тепловых сетей на не спланированной территории районов новой застройки городов. Переход пересеченной или заболоченной местности, а также мелких рек целесообразнее осуществлять таким способом с использованием несущей способности труб.

Одним из основных условий повышения долговечности и надежности подземных тепловых сетей является защита их от затопления грунтовыми и поверхностными водами. Затопление сетей приводит к разрушению изоляции, развитию наружной коррозии трубопроводов, а также к резкому увеличению тепловых потерь. Поэтому при строительстве подземные тепловые сети желательно располагать выше уровня грунтовых вод. Если же практически это неосуществимо, то при прокладке тепловых сетей ниже максимального уровня стояния грунтовых вод следует предусматривать искусственное понижение грунтовых вод - попутный дренаж, а для наружных поверхностей строительных конструкций - обмазочную битумную изоляцию.

Для тепловых сетей, как правило, применяются горизонтальные дренажи. При не высоком уровне грунтовых вод и небольшом дебите применяют упрощенную конструкцию в виде дренирующего основания под каналом из крупного песка или гравия. Дренажное устройство прокладывают вдоль трассы тепловых сетей по одну или по обе стороны от нее. Односторонние дренажи располагают со стороны притока грунтовых вод. Основное требование к дренажу заключается в том, чтобы уровень грунтовых вод при работе дренажа был ниже дна канала или нижней отметки изоляционной конструкции теплопровода при бесканальной прокладки. Для этого заглубление верха дренажных труб принимают не менее 300 мм от дна канала. Выбор конструкции дренажа зависит от условий прокладки теплосетей: уровня и направления движения грунтовых вод, уклона трассы тепловых сетей, характера строения грунта и др.

Для попутного дренажа в основном применяется асбестоцементные трубы с муфтами, керамические канализационные раструбные трубы, а также готовые трубофильтры. Применяются также бетонные, железобетонные, пластмассовые и другие трубы.

Устройство попутного дренажа значительно удорожает стоимость строительства тепловых сетей в целом. Однако опыт эксплуатации показывает, что при наличии попутного дренажа тепловые сети достаточно надежно защищены от затопления грунтовыми и поверхностными водами, что, безусловно, оказывает влияние на надежность и долговечность работы теплопроводов.