Приобретая участок под застройку, не всегда можно знать на каком расстоянии от поверхности земли залегают грунтовые воды. А это один из важнейших строительных параметров, от которого зависит облик будущего коттеджа и вообще всей инфраструктуры усадьбы. Для грамотной организации дренажной системы необходимо заказать ее проект.
Проект дренажной системы (его объем и содержание).
Проектирование дренажной системы является составной частью проекта разработки инженерных сетей и благоустройства коттеджного участка. В проекте должны быть учтены следующие объективные данные:
- рельеф участка в натуре;
- категории грунтов на участке;
- количество атмосферных осадков выпадающих в течение года;
- наличие водоемов (естественных) вблизи участка;
- расположение участка по вертикали рельефа (низина, средняя часть, вершина профиля поверхности);
- обязательно - уровень грунтовых вод;
- проект коттеджа (наличие погреба, гаража, цокольного этажа) и ряд других данных.
Исходя из полученных материалов, определяются основные характеристики дренажной системы:
- тип дренажной системы;
- план системы дренажа;
- конструктивное решение элементов системы (чертежи дренажных элементов);
- гидравлические характеристики системы и другие необходимые данные для строительства.
Все эти характеристики можно получить только после проведения определенного объема инженерно-геодезических и геологических исследований участка. Эти работы, а также расчет дренажной системы коттеджного участка, можно доверить только квалифицированным специалистам этого дела.
Образец плана дренажа участка.
Общие положения.
Проведя необходимые исследования и определив величину залегания грунтовых вод, а это на строительном языке называется - уровень грунтовых вод или сокращенно УГВ, необходимо принять грамотное решение о соблюдении оптимального баланса этих вод на участке. Если подземные воды находятся близко от поверхности земли, на глубине менее 2 метров, то это требует принятия инженерных решений по их понижению и вообще отводу с участка. Влага отрицательно влияет как на подземные сооружения зданий, в частности на фундамент, подвал так и на корневую систему деревьев и кустарников.
Кроме подземных (грунтовых) вод на участок интенсивно воздействуют обильные атмосферные осадки в виде дождя, снега, града, а весной паводковые воды (при таянии снега). Эта вода, проникая в грунт, повышает УГВ, а интенсивные потоки приводят к водной эрозии почвы, уносу ее плодородного слоя.
Дренажные системы, как правило состоят из специальных дренажных желобов ( бетонных или пластиковых), каналов и водоотводов в которых скапливается вода с поверхности земли и крыш зданий. Затем вода сливается в коллекторы или отводится в естественные водоёмы за территорией участка.
Для решения этой проблемы на участке устраивают дренаж (от французского слова - drainage). Понятие дренаж, можно сформулировать как естественное или искусственное удаление избыточного количества воды за пределы территории участка с помощью системы траншей, борозд, труб (дрен), лотков, ливнестоков, колодцев и других гидросооружений.
Схема организации дренажа здания.
Водоотвод должен быть расположен в самой низкой точке рельефа с учётом особенностей участка. Нежелательные грунтовые воды отрицательно влияют как на растения сада, так и на здания, на их подземную часть, а следовательно на здание в целом. В области фундамента дома часто скапливается много воды, которая оказывает разрушительное воздействие на фундамент. Правильно спроектированная система дренажа исключает подъем грунтовых вод к основанию дома. Также дренаж предохраняет здание от поражения погреба, цокольного этажа грибковой плесенью, исключает повышенную влажность пола первого этажа. Качественно выполненная дренажная система исключает затопление погребов в весенний период, образование луж и наледей на дорожках и площадках. Вывод – категорически нельзя недооценивать роль дренажной системы на коттеджном участке. Переувлажнение почвы способствует ее заболачиванию, растения из-за избытка влаги могут погибнуть, а здания получить непоправимые повреждения.
Виды дренажных систем.
Дренажи в зависимости от того, какие воды они предназначены отводить с участка, бывают поверхностные и глубинные.
Глубинный дренаж.
- Классификация дренажей грунтовых вод по видам.
Различные виды дренажей рассматриваются в зависимости от факторов:
- конструктивного исполнения;
- совершенства гидродинамической схемы;
- как они расположены к территории защиты, источнику поступления грунтовых вод;
- их прямого предназначения.
Дренажи могут различным способом отбирать грунтовые воды, поэтому их подразделяют:
- горизонтальные;
- вертикальные;
- комбинированные.
При освоении загородных территорий наиболее востребованными являются горизонтальные дренажи. Они хороши тем, что удаление воды происходит самотеком. Самый простой тип этой конструкции представляет собой лоток, заполненный дренирующим материалом. Лоток бывает закрытый или открытый. В настоящее время, для сбора воды применяются трубы, снабженные снаружи фильтрующим материалом.
Вертикальный дренаж представляет собой трубчатый колодец. Фильтрующая часть его расположена непосредственно в водоносном пласте грунта. Для удаления воды необходимы специальные насосы и система их коммутации, питания и т.д. Это довольно сложное инженерное сооружение и применяется редко при коттеджном строительстве.
При сочетании горизонтального и вертикального варианта дренажей возникает комбинированная схема дренажа.
По отношению к территории защиты и источнику поступления воды, дренажные системы квалифицируются как однолинейные, двухлинейные, систематические, контурные.
Дренажи, предназначенные для защиты от грунтовых вод идущих со склонов или водоемов, называются однолинейные системы.
При расположении дрен на защищаемой территории параллельными трассами, при этом подпитка грунтовых вод в основном инфильтрационная, тогда это квалифицируется как систематический, или площадный дренаж. Эти дренажные системы хорошо понижают общий УГВ.
Решая локальные задачи по защите зданий от грунтовых вод, применяют местные дренажи. Их, как правило, располагаются по периметру защищаемых объектов. При этом дренаж может быть систематическим, прифундаментным, пластовым.
- Детализация глубинных дренажей
Примеры укладки дрен глубинного дренажа.
Глубинный дренаж предназначается для собирания и удаления с участка высоких грунтовых вод. Современная система такого дренажа представляет собой сложное инженерное сооружение, основными элементами которой являются специализированные, как правило, гофрированные трубы - дрены. Они укладываются с заданными уклонами и направлениями на глубине предусмотренной проектной документацией системы дренажа участка.
Модель дренажа грунтовых вод.
Дрены сходятся в инспекционных колодцах. Их предназначение - очистка всей дренажной системы.
Модель дрены в разрезе.
Инспекционный колодец.
Далее вода с участка сбрасывается в коллективную ливневую канализацию.
Если таковая отсутствует, устанавливают специальные поглотительные колодцы. Их собирают из бетонных стандартных колец, диаметром от 1,0 м (для удобства очистки). На дно укладывается щебень, битый кирпич и т.д. В зависимости от дебита отводимой воды с участка, глубина колодца достигает 5 и более метров.
Укладка дренажных труб в грунт.
Современные технологии позволяют создать эффективный дренаж с помощью закладки в грунт труб. Эти трубы изготавливаются из гибкого и прочного поливинилхлорида (ПВХ). Они представляют собой гофрированные снаружи и гладкие внутри трубы, имеющие точечную или щелевую перфорацию для сбора воды. Промышленность выпускает большое разнообразие этих труб и элементов их соединения для водоотводных систем. Для исключения попадания внутрь трубы грунта, в частности песка, они снаружи изолируются фильтрационной оплеткой из кокосового волокна или геотекстиля. Эта конструкция труб обеспечивает долговечность и эффективность дренажных систем.
Опыт применения дренажных труб ПВХ показывает, что они являются самыми востребованными конструктивными элементами при устройстве дренажных систем различного исполнения.
Применение в качестве наружных фильтров труб геотекстиля, позволило выявить его уникальные свойства. Он имеет хорошие дренирующие свойствами и одновременно не позволяет вымывать мелких частиц грунта в дренажный заполнитель, что сохраняет однородный состав почвы. Применение геотекстиля позволило значительно повысить срок эксплуатации дренажной системы в целом.
Геотекстиль позволяет применять в качестве дренирующего материала (засыпки) крупнозернистых материалов. Их применение значительно упрощает монтаж дренажной системы, исключает водную эрозию почвы на склонах участка и по цене он дешевле других традиционных материалов.
Рассмотрим, как работает геотекстильный фильтр. Мелкие частицы грунта, вымываемые водой, оседает на фильтре, образуя естественный дополнительный фильтр, а вода свободно проходит в трубу. Этот естественный фильтр уменьшает вымывание частиц грунта, и со временем этот процесс полностью прекращается.
Геотекстиль практически не подвергается засорению, так как на единице его поверхности расположено большое количеству пор. Проведенные исследования подтвердили сохранение геотекстилем своих физико - механических свойств на протяжении очень долгого времени. Также геотекстиль, благодаря своей структуре, исполняя роль армирования гофротрубы, обеспечивая ее защиту от механических повреждений.
Геотекстильные полотна также применяются для защиты щебеночных фильтров, которые укладывают у дренажных труб.
Поверхностный дренаж (водоотвод).
>Схема поверхностного дренажа.
Поверхностный дренаж, или еще его называют «ливневка», предназначается для собирания и удаления дождевой и талой воды за пределы участка. Также он необходим в местах, где скапливаться и застаиваться вода в течение длительного периода, не уходя в нижние пласты грунта. Это может происходить, если вся территория усадьбы или ее отдельные участки под плодородным слоем почвы имеют водонепроницаемые или водоупорные грунты (глины, суглинки), а также, если на участке имеются идеальные горизонтальные места, с которых вода не стекает самостоятельно. В поверхностном дренаже нуждаются места, где наблюдается переувлажнение почвы, например, под кранами разбора воды для полива растений и газонов и других хозяйственных потребностей. Вообще должно выполняться обязательное правило - застаивание воды на участке недопустимо, так как это может привести к заболачиванию территории.
Поверхностный дренаж бывает двух типов - точечный и линейный водоотвод.
Точечный водоотвод предназначен для дренажа локальных участков территории. Его устраивают в местах поступления воды в большом количестве. Например, под водостоками крыш коттеджа и других зданий, в придверных приямках, площадках въезда, террасах, кранах разбора воды для поливки газонов и т.д.
Вода из водоприемника поступает в дождеприёмники, а затем в ливневую канализацию.
Модель точечного водоотвода.
Целесообразно использовать точечный и линейный водоотводы совместно. Этот способ эффективен для террас, балконов, въездов в гараж или на участок, садовых дорожек и т.д.
Линейный водоотвод представляет систему заглубленных в грунт желобов (пластиковых, бетонных, керамических) по которым стекает вода с большой площади участка. Сверху желоба закрываются съемными решетками из чугуна, стали, бетона.
По желобам вода попадает в пескоулавливатель (емкость), служащий фильтром для песка и мелкого мусора и защищает дренажную систему от засорения.
|
|
|
|
Пластиковый желоб |
Пескоулавливатель | Модель линейного водоотвода |
Линейный водоотвод рекомендуется устраивать в обязательном порядке для следующих целей:
- чтобы предотвратить смыв поверхностного (лодородного) слоя почвы, если крутизна участка составляет три и более градусов;
- чтобы исключить поступление со склона потоков дождевой и талой воды к фундаментам зданий;
- чтобы предотвратить подтопление хозяйственных построек, если они находятся на уровне или ниже основной поверхности участка;
- чтобы защитить дорожки на участке, желоба укладываются вдоль них. Сами дорожки, выполняются с уклоном в сторону канала, и вода быстро с них стекает в дренаж.
Все гидравлические каналы должны иметь уклоны для гравитационного стока воды.
Наиболее эффективной и оптимальной дренажной системой является комбинация глубинного и поверхностного дренажа.
Дренаж фундаментов и подвалов коттеджей.
Фундамент коттеджа и подвал необходимо защищать от грунтовых и ливневых вод. Поэтому устройство дренажа, как правило, является необходимым и обязательным условием для любого здания. Устройство даже качественной гидроизоляции подземной части фундамента, не решает всех проблем по обеспечению долговечности коттеджа. Особенно это необходимо, если планируется устройство цокольного этажа, подвала, гаража.
Общая схема организации дренажа коттеджа: K1 - K3 смотровые колодцы;
K4 откачивающий колодец; синим цветом, обозначены дрены; стрелки показывают направление стекающей воды.
Общая схема организации дренажа коттеджа: K1 - K3 смотровые колодцы;
K4 откачивающий колодец; синим цветом, обозначены дрены; стрелки показывают направление стекающей воды.
Фундамент в своей подземной части воспринимает статическое давление воды. Особенно оно велико весной при наличии паводковых вод и осенью при затяжных дождях. Силы давления воды на фундамент выталкивают и смещают его (зимой от морозного пучения), что вызывает в нем трещины и деформацию здания в целом. Плюс к этому, если воды грунта имеют агрессивные составляющие, щелочного или кислотного происхождения, происходит быстрая коррозия бетона и его разрушение.
Чтобы исключить воздействие влаги, по периметру здания устраивается глубинная отводящая дренажная система.
Как показывает опыт строительства, срок службы фундамента без дренажа составляет максимум 50 лет. А при наличии качественного дренажа, бетон фундамента с годами только набирает крепость и обеспечивает многолетие здания.
Вывод один: для любого капитального здания необходимо сооружение надежной дренажной системы.
Дренаж фундамента это система дренажных труб, которые уложены по всему периметру фундамента. Трубы укладываются с уклоном к дренажным (смотровым) колодцам. Глубина заложения труб определяется в проекте и, как правило, выполняется ниже подошвы фундамента или фундаментной подушки. Система дренажных труб соединяются по углам здания внутри дренажных колодцев. Правильным решением будет заглубление дренажного колодца ниже дренажных труб, которые входят в колодец.
Дренажный колодец может изготавливаться из бетонных колец. Также применяются специальные гофрированные колодцы из ПВХ (см. фото выше). Применение колодцев дает возможность контроля УГВ и позволяет обслуживать дренажную систему при эксплуатации (промывать дренажные трубы).
Труба из откачивающего колодца сбрасывает воду от дома (также ливневую), к перепускному колодцу. Как писали выше, перепускной колодец устанавливают в самой низкой точке участка. В этот колодец также поступает вода, собираемая в дренах почвенного дренажа всего участка. В перепускном колодце можно установить насосы с помощью которых можно осуществить откачку воды за пределы участка, во время сильных паводков.
Дренаж фундамента дома разделяют на пристенный и траншейный.
- Устройство траншейного дренажа дома.
Примерная схема траншейного дренажа коттеджа. Расстояние от стены примерно от 0,5 до 1,0 м; глубина траншеи от 1 до 2,5 м (в зависимости от УГВ); дренажная труба диаметром 110 мм, труба двухслойная двустеночная; внизу слой песка 5 см; слой гравия 50 см;гравий изолирован геотекстилем; устроен глиняный замок; выполнена обратная засыпка песком; проведено уплотнение грунта.
Как правило, на глинистых и суглинистых грунтах выполняют траншейный дренаж. Его располагается на некотором расстоянии от стены фундамента. Находящаяся между дренажной траншеей и домом глина, выполняет роль дополнительной защиты фундамента от воды и препятствует проникновению влаги к нему, это называется глиняный замок. При глубине заложения дрены глубже нижней точки фундамента, на нее не будет оказываться статическое давление воды.
Это конструктивное решение, при относительно не больших затратах, очень эффективно позволяет надежно защитить фундамент от воздействия давления воды и предотвратить образование воды в подвальном помещении.
Траншейный дренаж коттеджа хорошо зарекомендовал себя при отсутствии цокольного этажа. Если предусматривается устройство цокольного этажа, то обратная засыпка котлована грунтом или песком может привести к отрицательному эффекту. Суть процесса в том, что между фундаментом и грунтом будет находиться довольно рыхлая порода, куда может поступать вода верховодки даже при наличии глиняного замка. Вместе с тем, если обратная засыпка выполнена давно и грунт уплотнился (или его очень хорошо уплотнили), можно выполнять траншейный дренаж дома, при условии наличии вокруг дома качественной отмостки.
- Устройство пристенного дренажа.
Пристенный дренаж фундамента, как правило, устраивают при наличии цокольного этажа. Принципиально пристенный дренаж похож на траншейный дренаж. В чем различия между ними? При устройстве пристенного дренажа фундамент должен быть освобожден от грунта полностью на ширину котлована. Ширина глиняного замка устраивают на ширину 0,5 - 1,0 м. Объем земляных работ для пристенного дренажа больше, чем при сооружении траншейного дренажа.
Примерная схема пристенного дренажа коттеджа. Расстояние от стены примерно от 0,5 до 1,0 м; глубина траншеи от 1 до 2,5 м; труба диаметром 110 мм, труба двухслойная двустеночная; внизу слой песка 5 см; слой гравия 50 см; гравий изолирован геотекстилем; устроен глиняный замок; выполнена обратная засыпка песком суплотнением грунта.
Фрагмент укладки гофрированной дренажной трубы.
Пристенный дренаж целесообразно выполнять до засыпки котлована фундамента. Здесь явно наблюдается экономия сил и средств на земляных работах.
Гидроизоляция фундамента.
Выполняя глубинный дренаж фундамента нельзя забывать о его обязательной гидроизоляции.
Из известных способов гидроизоляцию фундамента можно рассматривать:
- Поверхностная гидроизоляция. Служит для изоляции стен фундамента от контакта с влагой грунта. Выполняется методом наружной обработки стен фундамента битумными, полимерно-битумными и другими жидкими материалами. Также наклейкой рулонных материалов, например рубероида;
- Проникающая гидроизоляция. Метод наиболее современный и прогрессивный. Он заключается в глубокой пропитке бетона и других капиллярных материалов специальным химически активным жидким составом, создающим защитный водоотталкивающий слой.
- Монтаж на поверхности фундамента полипропиленовых геотекстильных матов. При этом нет необходимости в дополнительной защите наружного гидроизоляционного слоя.
Этот материал обладает рядом преимуществ:
- высоким дренирующим показателем даже при значительном удельном давлении грунта;
- большим сроком эксплуатации (долговечностью);
- практически не гниет;
- высокой эластичностью и малым весом;
- простотой монтажа на фундамент;
- высокой механической прочностью, что обеспечивает защиту гидроизоляции от механических повреждений при обратной засыпке.
Примечания:
1. Геотекстильное полотно отводит влагу от подземных сооружений через дренирующий материал в дренажную трубу.
2. Геотекстильные маты механически крепятся к фундаменту ниже его подошвы (на 8 -10 см). При этом мат заводится под дренажную трубу.
Важно! Выполняя качественный дренаж фундамента в комплексе с его надежной гидроизоляцией - залог долговечности коттеджа.
Обслуживание дренажных систем.
Как мы знаем режим грунтовых вод, носит цикличный характер: весенние паводки создают самое большое напряжение для дренажной системы; летний период разгружает систему; осень снова загружает систему на период ливневых дождей; зимой также наблюдается спад нагрузки на систему. При промерзании грунта вода в дренажной системе присутствует в малом количестве или практически отсутствует (за счет понижения УГВ). Исключение составляют участки на торфяниках, здесь дренажная система работает и в зимних условиях.
Проверить наличие воды в дренажной системе (в зимний период) можно через смотровые колодцы. Даже при наличии воды в дренах зимой, разрыва их не произойдет. Например в 100 миллиметровой дрене вода находится на уровне примерно 5 - 10 мм, остальной объем занимает воздух. Также дрена находится в окружении объемного фильтра, выполняющего роль теплоизолятора (55% щебня и 45% воздуха).
Вывод - при подготовке к зиме дренажную систему консервировать не надо. Исключение составляет такая операция как демонтаж насосов из водосборного колодца. Поставить насос в колодец надо до образования паводковых вод (конец марта - начало апреля), до начала загрузки дренажа.
В чем заключается периодическое обслуживание дренажной системы?
1. Периодическая чистка дренажных колодцев. По мере их засорения, которое определяется при их осмотре.
2. Раз в 10-15 лет, может чаще (все зависит от конкретных условий), проводят капитальную промывку дрен, освобождая их от отложений. К каждой дрене должна быть обеспечен доступ с двух сторон. Один конец выходит в ближайший дренажный колодец, второй в начале сливной части. Для этого, при строительстве устраивают так называемые выпуски, для чего устанавливают специальные фасонные профили труб, которые выводят на поверхность. Для промывки используют водяной насос. Насос подключают попеременно к началу и концу дрены и под давлением прогоняют сквозь нее воду, меняя направления воды. Выпуски, дренажные колодцы должны закрываться крышками, чтобы исключить систему от попадания мусора.
Опыт строительства показывает, что средний срок службы дренажной системы из пластмассовых труб составляет 50 лет. Даже при разрушении труб (по истечению срока эксплуатации) система будет работоспособной еще около 20 лет за счет устойчивого объемно-щебеночного фильтра вокруг дрен.