Проект дренажа участка: выбор расположения, уклона, глубины, элементов дренажной системы. Способы расчета дренажа Пример расчета пристенной дренажной системы

Расчет дренажных систем ведётся в каждом конкретном случае на основе предварительной схемы дренажной системы (трассирования дрен и коллекторов, размещения вертикальных колодцев-фильтров и т.д.) и расчётной схемы понижения грунтовых вод с учётом норм осушения.

Расчёт дренажных систем независимо от их назначения и конструкций включает:

1)гидрогеологический расчёт, в котором определяется дебит (расчётный расход) дрен и коллекторов и строятся депрессионные кривые на дренируемой территории;

2)гидравлический расчёт, которым определяется пропускная способность водоотводящих устройств (труб и т.д.), устанавливаются размеры (диаметры) этих устройств и скорости течения воды в них.

Расчёт дренажных систем является сложной задачей в силу возможного наличия различных условий. Рассмотрим такой расчёт на примере расчёта систематического дренажа.

Расчёт систематического дренажа сводится к определению расстояний между дренами, расчёту дебита (расчётного расхода) дрен и установлению диаметра труб. Систематический дренаж рассчитывается на поступление атмосферных вод, просачивающихся в грунт, т.е. на инфильтрацию атмосферных вод.

Для расчёта систематического дренажа совершенного типа принимается расчётная схема, на которой величина наивысшей точки кривой депрессии определяется следующим образом:

Рис. 25. Расчётная схема систематического дренажа совершенного типа

где площадь сечения трубы, заполненной водой (живое сечение).

Наибольшая пропускная способность трубы достигается при её заполнении на 0,95 диаметра, а наибольшая скорость - при заполнении трубы на 0,81 диаметра.

Практически, заполнение дренажных труб собирателей и отводящих коллекторов принимается в пределах 25 - 50% от полного заполнения. При выполнении гидравлических расчётов дренажных труб при проектировании пользуются графиками и номограммами (см. рис.26.)

Рис.26. Номограмма гидравлического расчёта дренажных труб

Лекция № 8

Тема: Основные причины затопления территорий. Половодья и паводки

Инженерная подготовка пойменных террас и других прибрежных территорий для градостроительных нужд связана с необходимостью защиты их от затопления вызванного периодическим или постоянным повышением уровня воды в реках, водоемах и морских заливах.

В соответствии СНиП 2.06.15-85 «Инженерная защита территорий от затопления и подтопления» Затопление – образование свободной поверхности воды на участке территории в результате повышения уровня водотока, водоема или подземных вод. Для защиты от затопления используют методы, каждый из которых включает комплекс инженерных мероприятий. Состав и характер этих мероприятий определяют с учетом анализа причин затопления, его масштабов и последствий, связанных с ним.

Большие и малые города в прошлом и настоящем строились и стоятся на берегах морей, рек, озер и водохранилищ. Береговые территории всегда являлись наиболее ценными в отношении застройки и размещения промышленных предприятий, транспортных сообщений, использовались для отдыха, спорта и т. д. однако, именно береговые территории в первую очередь подвержены физико-геологическим процессам. Характерной чертой береговых территорий являются оползни, овраги, размытые берега и подмыв береговых склонов.

Отведение грунтовых вод, в том числе, паводковых, от зданий и почвы на участке – одна из наиболее частых гидрогеологических задач. Однако перед тем как приступить к ее решению, необходимо определить требуемую пропускную способность канализации, а для этого понадобится расчет дренажа. Как его выполнить, какие факторы при этом учитываются, и какими бывают системы отвода грунтовых вод – далее в статье.

Внимание! Следует учитывать, что, в зависимости от конкретных условий, при заложении кольцевого дренажа расстояние между стенкой траншеи в верхней ее части и стеной/фундаментом дома должно быть не менее 3 м. Наполнитель (гравий и песок) должны быть отсыпаны на такую глубину, чтобы предотвратить вспучивание грунта при замерзании воды вокруг фундамента. Не следует забывать и об обязательной организации бетонной отмостки под стенами, отходящей на расстоянии не менее1 мот здания.

Способы организации дренажа

Это может быть:

простая засыпка траншеи песком и гравием
установка дренажных лотков
установка дренажных труб
укладка дренажных матов

Песчано-гравийная засыпка привлекательна своей простотой, для нее достаточно вырыть траншею, и внести наполнитель слоем 15-40 см. Как правило, сверху остальной объем заполняют ранее вынутым грунтом.

Но такие достаточно быстро (в течение 2-3, максимум – 5 лет) теряют свою эффективность в результате заиливания. Заполнение пространства между зернами заполнителя не позволяет воде направляться в сток.

В траншею, также на гравийно-песчаное основание, могут быть уложены бетонные или полимербетонные лотки, которые поверх накрывают, например, чугунными решетками. Этот способ применяют, как правило, вблизи садовых дорожек, подъездов транспорта и тому подобных объектов.

Наиболее распространенный сейчас способ – это укладка дрены – специальной гладкостенной или гофрированной трубы с перфорацией. Преимущество этого способа в том, что при правильной организации, особенно – с применением геотекстиля (для оборачивания труб), он обеспечивает долгую и надежную эксплуатацию системы.

Дренажные маты представляют собой трехслойный материал из комбинации полимеров, обладающий высокой способностью к водоотведению даже при высоком давлении грунта.

Маты укладываются либо в обычные лотки или траншеи, либо прямо на поверхности почвы, что применяется на больших и излишне влажных площадях. Помимо высокой дренирующей способности маты также создают препятствующую пучению грунта морозозащитную прослойку.

Все эти методы применимы как для организации отведения грунтовых вод от фундамента здания, так и для дренажа самой территории земельного участка.

11 Проектирование водопонижения

Дренажи

Дренажи подразделяют на общие (головной, береговой, отсечной и систематический) и локальные (кольцевой, пристенный и пластовый). При проектировании дренажей следует также учитывать положения СНиП 2.06.14 и СНиП 2.06.15.
Дренирование грунтового массива предусматривается в следующих случаях:
- естественный уровень подземных вод расположен на отметках выше пола подземного сооружения;
При проектировании дренажей следует учитывать, что отметка пониженного уровня подземных вод должна быть не менее чем на 0,5 м ниже полов подвалов, технических подполий, коммуникационных каналов и других подземных сооружений.
Прокладку дренажа в открытых траншеях допускается устраивать на свободных от застройки территориях. Закрытый беструбчатый дренаж (траншеи, заполненные фильтрующим материалом) может предусматриваться для кратковременной эксплуатации (на оползневых склонах в период осуществления мероприятий по стабилизации их устойчивости, в котлованах на период строительства сооружений и т.п.).
Трубчатый дренаж следует предусматривать в грунтах с коэффициентом фильтрации 2 м/сут и более. Допускается его применение при коэффициенте фильтрации менее 2 м/сут при строительном водопонижении и в сопутствующих дренажах тоннелей, каналов и других устройств для прокладки коммуникаций, если опытным путем доказана его эффективность.
Устройство дренажей в виде подземных галерей (проходных и полупроходных) допускается:
Расчет дренажей должен включать фильтрационные расчеты (приток и положение пониженного уровня подземных вод), гидравлические расчеты (пропуск каптированных подземных вод через сооружения дренажа) и подбор песчано-гравийных обсыпок (СНиП 2.06.14).
При назначении конструктивных параметров дренажей следует обеспечить их водозахватную и водопропускную способности, достаточную прочность при восприятии внешних статических и динамических нагрузок и устойчивость материала дренажа к воздействию агрессивных подземных вод.
Продольные уклоны дренажей должны обеспечивать скорость воды в трубах, при которой не происходит их заиливание. Рекомендуется для дренажных труб диаметром до 150 мм принимать минимальный уклон, равным 0,005, для труб диаметром более 200 мм - 0,003.
Трубчатый дренаж следует проектировать из хризотилцементных (в большинстве случаев), керамических, бетонных, железобетонных, чугунных и пластмассовых труб. В агрессивных водах следует применять пластмассовые, керамические и чугунные трубы.
Работы по устройству дренажей должны выполняться в осушенных грунтах. Дренажные трубы следует закладывать ниже расчетной глубины промерзания грунта.
Для обеспечения водозахватной способности трубчатых дренажей и дренажных галерей следует предусматривать их обсыпку из дренирующих материалов (щебня, гравия, песка или их смесей). Для дренажных галерей может быть применена также специальная обделка из пористого бетона с устройством водоприемных окон. Подбор состава обсыпок, числа их слоев (один или два) и их толщины производят в зависимости от типа фильтра и состава дренируемых грунтов.
Пластовый дренаж следует предусматривать двухслойным в глинистых грунтах или пылеватых песках и однослойным - в скальных или полускальных грунтах. Минимальная толщина нижнего песчаного слоя должна составлять 100 мм, а верхнего гравийного (щебеночного) - 150 мм.
Поверхность дна котлована, спланированного под укладку песчано-гравийного материала пластового дренажа, должна иметь уклон 0,005-0,010 в сторону горизонтальных трубчатых дрен, расположенных по периметру сооружения.
Конструктивной частью пластового дренажа является пристенный дренаж, устраиваемый по внешней боковой поверхности подземной части защищаемого сооружения в слабопроницаемых и слоистых грунтах при отсутствии постоянного горизонта подземных вод в уровне подземной части сооружения. Пристенный дренаж выполняется толщиной не менее 0,3 м из песка с коэффициентом фильтрации не менее 5 м/сут или устраивается из дренажных рулонных искусственных материалов. Воды, каптированные пристенным дренажом, отводятся в пластовый дренаж.

Любая серьезная строительная работа требует предварительного составления плана и выполнения расчетов. Важность проектирования особенно заметна при обустройстве водосточно-дренажной конструкции на участке. Только соблюдение всех нюансов при составлении схемы и правильный расчет дренажа позволят добиться максимальной эффективности системы водоотвода.

защита построек и приусадебной территории от затопления дождевыми и талыми водами;
улучшение отвода поверхностных вод, стекающих из переувлажненных мест и твердых покрытий;
снижение уровня подземных вод под строительными объектами и плодородными участками;
перехват напорных вод, которые поступают из водоносного горизонта.

Важно! Дренирование территории позволяет защитить жилой дом и хозпостройки от преждевременного разрушения и оптимизировать влажность грунта для правильного роста садово-огородных культур.

Дренаж участка – комплекс мероприятий по защите территории от переувлажнения

Что нужно учитывать при проектировании дренажа

Проектные работы, которые включают разработку схемы и расчет дренажа участка, выполняются с учетом состояния грунта и климатических условий в данной местности.

Классификация грунтов по степени увлажнения

Каждый грунт имеет определенный процент содержания влаги, величина которого зависит от пропускной способности верхних слоев почвы и глубины залегания водоносных горизонтов. В связи с этим, различают три категории:

Сухой. За счет хорошей водопроницаемости верхних грунтовых слоев обеспечивается стабильный поверхностный сток. Подземные воды находятся на достаточной глубине и не оказывают особого влияния на уровень влажности.
Сырой. Верхние слои имеют низкую водопроницаемость, поэтому вода медленно уходит с поверхности. При этом подземные воды не увлажняют верхнюю толщу грунта. Подобные грунты имеют признаки поверхностного заболачивания, которые особенно проявляются в весенний и осенний периоды.
Мокрый. С учетом низкой водопроницаемости почвы и близкого расположения водоносного слоя вода в такой местности может удерживаться на поверхности более 20 дней. К мокрым местам относятся торфяные и оглеенные почвы, а также солончаки.

К сведению. Подземные воды не оказывают большого влияния на степень увлажнения верхних слоев почвы, если их уровень в предморозный период находится ниже глубины промерзания на 1 м – для песка, и на 2 м – для глины.

Типы водного питания участка

Еще одним показателем для правильного расчета дренажа участка является источник водного питания. То есть проектировщику необходимо выяснить, каким образом происходит водонасыщение грунта.

Атмосферное питание – ливни и талые воды. Является источником переувлажнения участка с малым уклоном, где преобладает глинистая порода.
Грунтовое питание – капиллярное поднятие влаги с нижних грунтовых слоев.
Грунтово-напорное питание – приток напорной воды от ближайшего водоносного горизонта.
Пучинное питание–оттаивание весной кристаллов льда, которые накопились в грунте во время морозов.

Пучинистый грунт особо опасен для строительных объектов

Схема дренажа и водоотвода

Принимая во внимание вышеизложенные характеристики, производится выбор типа дренажной системы, которая может быть поверхностной, вертикальной и глубинной.

Поверхностный дренаж выполняет функцию отвода дождевой и талой воды с поверхности участка. Произвести проектирование и монтаж такой системы несложно. Поскольку дрены располагаются на поверхности, расчет глубины дренажа производить не нужно, соответственно, и объем земляных работ является незначительным.

Вертикальный дренаж – это система дренажных колодцев, расположенных в местах наибольшего скопления влаги. Собранная вода отводится либо в нижние слои грунта, либо откачивается при помощи насосного оборудования.

Глубинная система отличается наибольшей эффективностью, поскольку позволяет защитить территорию практически от всех источников водного питания. Она представляет собой сеть дренажных труб, которые располагаются на определенной глубине. Такой дренаж часто применяют для защиты фундаментов и подвальных помещений,а также садовой территории от грунтового и грунтово-напорного питания.

Типовая схема водосточно-дренажной системы: В – ревизионные выпуски; К – смотровые колодцы; ПК – приемный колодец

Расчет основных параметров дренажа

Спроектировав схему, необходимо произвести расчет основных параметров, таких как:

диаметр трубы;
плотность геотекстиля;
глубина траншеи;
уклон дрены;
расстояние между ревизионными колодцами.

Диаметр трубы

Чтобы точно рассчитать диаметр трубы дренажа, следует знать требуемую интенсивность водоотвода. На практике чаще всего используют трубы Ø100-110 мм, которые обладают пропускной способностью 7 л/с. Этого вполне достаточно, чтобы справиться с крупными ливневыми осадками и верховодкой.

Обратите внимание. Чем больше диаметр дрены, тем выше площадь фильтрации. Поэтому при расчете пристенного и пластового дренажа часто отдают предпочтение трубамØ165 мм.

Дренажные трубы разного диаметра

Плотность геотекстиля

Геотекстильное полотно выполняет роль фильтра, который защищает дрену от засорения. Главным показателем данного материала является плотность. Именно расчету плотности геотекстиля для дренажа специалисты уделяют особое внимание. Если данная характеристика будет низкой, ткань уже при монтаже может порваться. С другой стороны, чрезмерная плотность снижает коэффициент фильтрации влаги. Для дренажных работ оптимальным показателем считается значение 100-150 г/м².

Геотекстильная ткань – важный элемент дренажа

Глубина траншеи

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.

Уклон дрены

Правильный уклон дренажных труб имеет большое значение для функциональности системы. Отсутствие уклона приведет к застаиванию воды, а слишком большой угол будет способствовать появлению отложений во внутренней полости трубопровода.

Важно. Оптимальным показателем считается 1%. То есть на 1 м трубы уклон должен составлять 1 см.

Глубина расположения водосборника рассчитывается следующим образом. Сначала измеряется расстояние от верхней точки дренажа до приемного колодца, затем полученная сумма делится на 100. Например, длина дренажного трубопровода составляет 30 м, тогда водосборник должен располагаться на 30 см ниже верхней точки системы.

Расстояние между ревизионными колодцами

Расположение ревизионных колодцев нормируется СНиП. Согласно утвержденным правилам, точки для проведения обслуживания и очистки дренажа должны располагаться на всех поворотах трубопровода. Для прямолинейных участков, которые обладают большой протяженностью, колодцы устанавливаются через каждые 35 м.

Обратите внимание. Если трубопровод обладает одинаковым диаметром и лишен боковых ответвлений, тогда расстояние между ревизионными колодцами можно увеличить до 50 м.

Ревизионные колодцы выполняют функцию контроля работоспособности водоотвода

В данной статье приведены общие данные для расчета дренажа. Однако следует учитывать, чтолюбая дренажная система по-своему уникальна. Поэтому, чтобы водоотвод на участке работал максимально эффективно, вопросы проектирования и монтажа должны решать специалисты.

Для любого строительного процесса очень важно соблюдать правила и установленные нормативы. Согласно требованиям СНиП, дренаж должен находиться от здания на определенном расстоянии, а его устройство отвечать всем техническим нормам.

Что такое СНиП?

СНиП – это аббревиатура, образованная от «Строительные нормы и правила». Согласно этим сводам определяются требования различных организаций к выполнению канализации, водоотвода, различны построек и прочих инженерных сооружений. В СНиП учитываются эргономические, экономические, архитектурные, технические характеристики, которые должны быть выполнены.

Зачем соблюдать СНиП, если канализация, дренаж или любая другая коммуникация итак работает:

Любое строительство нужно узаконивать, будь-то сооружение пристройки возле дома или разводка канализационного трубопровода. Если Вы не соблюдали нормы, которые озвучены в регламентирующем документе – то проект не будет законен. Государственные организации могут заставить перестраивать трубопровод или даже оштрафовать Вас;
СНиП не только помогает правильно построить дренажные системы, но и способствует определенной экономии. В документе обозначены многие готовые решения для проектировки водоотвода, наименее затратные для хозяина;
Коммуникация, выполненная по определенным нормам, более эффективна и долговечна. Она менее подвержена негативному воздействию грунтовых вод, нарушению герметизации или другим факторам.

Что должно быть в проекте

Перед тем, как начинать любое строительство, необходимо разработать чертеж. Согласно требованиям СНиП, проект дренажа фундамента должен включать в себя:

Полученная схема поможет произвести расчет затрачиваемых материалов, разработать смету и утвердить проект в определенных государственных учреждениях. Помимо этого, согласно СНиП, пристенный дренаж фундамента также учитывает общий уклон участка, количество среднегодовых осадков, уровень промерзания земли и грунтовых вод.

Следующий шаг – это установить согласно схеме водоотвод . Независимо от того, используется закрытая или открытая дренажная система, перед установкой стока нужно выполнить следующие операции:

Геометрическое проектирование

Монтаж дренажной системы также выполняется согласно определенным правилам. Конструкция системы контролируется не только СНиП, но и ГОСТ 1839-80. Что указывается в нормативах:

Во время установки дренажа нужно учитывать также расположение других коммуникаций. При допустимой высоте труб в 50 мм, нужно чтобы расстояние между подземным проводом электрической сети (если имеется) или канализацией составляло около 150 мм.