Дренаж. Общие понятия

Учет всех особенностей конкретных земельных участков при проведении изысканий, проектировании и устройстве дренажных систем позволяют уменьшить и даже полностью исключить влияние негативного воздействия лишней влаги.

Когда необходим дренаж

Устройства качественного водоотведения необходимо в следующих случаях:

• наличие и близкое к поверхности залегание глинистых водонепроницаемых слоев, приводящих к образованию луж и топких мест и не позволяющих лишней влаге просачиваться вниз;

• низинный рельеф участка, являющегося водосборником для окружающие склонов;

• близкое расположение водоема, пруда, озера или реки, подтопляющих окружающие земли, вызывая сильную заболоченность;

• выявление высокого уровня прохождения грунтовых вод, так называемой "верховодки" в районах с зимним глубоким промерзанием почвы и опасности вспучивания;

• климатические особенности территории, связанные с обильными осадками в любое время года, значительным снеговым покровом и быстры весенним таянием, высокой вероятности паводков, схождения селей и иных подобных явлений;

• предполагаемым строительством сооружений, чьи фундаменты или подвальные этажи будут заглублены более чем на 1 метр от поверхности почвы.

Окончательное решение о прокладке дренажной системы должен принимать инженер гидротехник, владеющий информацией о всех характеристиках конкретного земельного участка.

Принцип обустройства дренажной системы

Независимо от конструкции установка дренажной системы всегда состоит из нескольких элементов, каждый из которых имеет свои функции и выполняет конкретные задачи.

Водосборники, иначе называемые водоприемниками, и представляющие систему лотков и труб, предназначены для сбора воды с поверхности или отдельной точки и ее направление в приемные колодцы и трубы.

Задачей водоотведения является полное удаление воды за пределы дренируемой территории.

Утилизация отводимой воды происходит двумя путями:

• накопления собранной воды в специальных емкостях, содержащих септик или иные очистительные и обеззараживающие средства с последующим сбросом очищенной воды в водоемы или коллекторы;

• сбора воды в фильтрующие колодцы для очистки ее от мелкого мусора и песка перед сбросом непосредственно на почву за пределами участка либо в централизованную канализационную систему.

Как правило, данные емкости или колодцы устанавливаются за пределами дренируемого участка.

Все инженерные конструкции, установленные на участке, требуют наблюдения за их состоянием и своевременного обслуживания. Поскольку дренажные и канализационные системы подвержены скоплению мусора, песка и прочих мелких предметов, существует необходимость в обустройстве смотрового и коллекторного колодцев, который могут обеспечить регулярный осмотр элементов системы, ремонт и замену изношенных или поврежденных частей и дают свободный доступ к проблемным местам.

Обычно сбор воды с обслуживаемой территории происходит с помощью самотека, когда излишняя влага собирается по лоткам, желобам и трубам, имеющим уклон в сторону водосборника. Если особенности рельефа не позволяют устроить дренажную систему подобным образом, то обычно применяется электронасос.

Виды дренажных систем

Дренажные системы различаются по своему назначению, конструктивным особенностям и способу монтажа.

Способ установки дренажных систем

По способу установки дренажные системы разделяются на:

• поверхностные;

• глубинные или подземные.

Поверхностный дренаж необходим для сбора дождевой или талой воды с поверхности почвы и представляет собой систему траншей и канав, имеющих бетонные стенки или оборудованные уложенными по длине пластиковыми, бетонными или полимерпесчаными лотками и желобами, отводящими собранную влагу в колодцы или непосредственно в канализацию. Такие траншеи имеют небольшую глубину 5-60 см. Расположение траншей может быть линейным, собирающим воду со всей площади участка, либо точечным, когда водосбор осуществляется в точке наибольшего скопления воды, например, под выходом водосточных труб, у дверных приямков или на пересечении садовых дорожек.

Глубинный или подземный дренаж предназначен для сбора грунтовых вод и размещается по периметру фундаментов, подвалов или иных, находящихся на глубине сооружений. На глубину от 1 до 5 метров укладываются перфорированный трубы, называемые дренами, осуществляющими сбор воды из окружающей почвы. Размещение труб не должно быть ниже 40 см от подошвы фундамента и не должно достигать водоносного пласта, располагаясь выше его на 30-50 см.

Большинство дренажных систем используют сочетание элементов поверхностного и глубинного дренажа.

Расположение элементов дренажной системы

По расположению элементов дренажной системы можно выделить следующие типы размещения:

• пристенный;

• лучевой;

• кольцевой.

Пристенный вариант расположения повторяет форму периметра здания или сооружения и, как правило, состоит из наземной части, собирающей дождевую и талую воду на отмостке с помощью лотков, закрытых решетками, и глубинной, отстоящей от стен фундамента на расстояние не более 50 см и собирающей лишнюю почвенную влагу. Пристенный вариант размещения дренажной системы обычно сооружается одновременно со строительством здания и прокладной внешних сетей.

Лучевой тип размещения дренажных элементов применяется при сборе воды с участка большой площади. При этом наземные лотки и глубинные дрены могут располагаться:

• параллельно на одинаковом расстоянии с уклоном в одну сторону;

• елочкой, где дрены небольшого диаметра собирают воду в основную дренажную трубу, имеющую выход в коллектор;

• в сочетании с точечным размещением лотков.

Кольцевой тип размещения часто повторяет контуры пристенного типа, однако не имеет жесткой привязки к имеющимся на участке сооружениям и обычно размещается довольно близко к водоносному слою. Данный тип размещения элементов может быть только глубинным.

В зависимости от рельефа местности, расположения и толщины почвенных слоев, глубины водоносного слоя и некоторых других факторов дренажные системы могут размещаться:

• горизонтально;

• вертикально.

Горизонтальный вариант размещения применяется для поверхностного дренажа, когда система траншей, лотков и желобов находится в одной плоскости, имеющей небольшой естественный уклон.

Вертикальное устройство водосборных колодцев позволяет производить прием воды на нескольких ярусах, организовав возможность удаления плавающего на поверхности воды мусора и осаждения на дне слоя мелкого песка. Подобные водосборники обычно устраивают близ крупных и значимых сооружений. Они предназначены для уменьшения вредного воздействия на фундаменты и имеют особенное значения в регионах глубокого зимнего промерзания почвы.

Разветвленные дренажные системы, охватывающие большие водосборные площади, обычно используют несколько типов размещения и сочетание элементов, вертикальных колодцев и горизонтальных дрен разного диаметра.

Защищенность дренажных систем

Длительное поддержание всех элементов дренажной системы в рабочем состоянии обеспечивается наличием защитных приспособлений. При этом можно выделить следующие типы устройства защиты:

• открытый;

• закрытый.

Первый предполагает устройство нешироких и неглубоких траншей и канав с бетонными или земляными стенками, или просто открытые лотки – без решеток, по которым самотеком собирается дождевая и талая вода. Чаще всего такой тип встречается на приусадебных и дачных участках, на которых размещаются посадки. Это самый дешевый способ организации водоотвода на участке. Его основными недостатками является травмоопасность для человека и быстрое засорение разнообразным мусором.

Закрытый тип дренажа предполагает устройство защиты поверх лотков и желобов в виде металлических или пластиковых решеток или сеток, а также устройство колодцев, закрытых люками. Решетки позволяют защитить водосборник от листьев, веток и иного поверхностного мусора. Мелкий песок и камешки, переносимые потоком воды, будут собираться на дне колодца, пескоуловителя, который должен периодически очищаться. Глубинное расположение дрен в траншеях с обратной засыпкой, предохраняет их от поверхностного мусора и иных внешних воздействий.

Наружный и внутренний дренаж

Кроме сооружения наружных дренажных систем, предназначенных для сбора дождевой, талой или внутрипочвенной воды, существуют системы дренажа, расположенные внутри зданий и предназначенные для сбора и сброса воды, использованной для хозяйственных, бытовых, спортивных, оздоровительных и иных нужд. Такими местами являются:

• крытые бассейны, вдоль периметра чаши которых располагаются защищенные решетками лотки;

• бани и прачечные, где постоянно возможен перелив воды на пол и образование луж;

• медицинские учреждения с водолечебницами и лечебным душем;

• пляжные раздевалки с возможностью пресноводного ополаскивания тела, а также иные места.

Проектирование дренажных систем

Учитывая значение правильно установленной и продуктивно работающей дренажной системы на территории, предназначенной для хозяйственного использования, составление проекта следует поручать специалистам инженерам и гидротехникам. Техническое задание, учитывающее функциональные особенности и возможности конкретной территории, должно использовать:

• определение на местности кадастровых границ участка во время топографической съемки;

• особенности рельефа местности с учетом уклонов, высот, неровностей и иных существенных деталей;

• характеристики грунта с указанием толщины отдельных слоев, их физико-химических свойств с приложением чертежа вертикального разреза;

• данные о глубине залегания водоупорного слоя и слоя грунтовых вод с указанием сезонных колебаний;

• данные о глубине зимнего промерзания грунта, случаев его вспучивания и иных подвижек;

• данные ежегодных климатических наблюдений о количестве осадков, толщине снежного покрова, паводков и засух, возможностей возникновения оползней и селей;

• расположение поблизости элементов канализации и иных необходимых инженерных сетей, водоприемных колодцев, коллекторов и указание расстояния до сброса непосредственно в водоем.

Чтобы получить рабочий проект дренажной системы, необходимо обратиться в соответствующую проектную организацию и заключить договор. В Москве и Московской такие у слуги оказывают компании Экоприм, Котел.ок, ЭкспертСфера и другие организации. Их контактные данные, перечни и цены услуг размещены на их официальных сайтах.

Проектная документация, полученная после исполнения работ, обычно включает:

• подробный план участка с указанием всех особенностей рельефа;

• схему прокладки труб с указанием глубины залегания и сечения каждого отрезка;

• места установки колодцев, их конструкция и места соединения с дренами;

• расположение траншей, лотков и желобов для дренажа поверхностного типа с указанием размеров;

• рекомендации по выбору необходимых материалов и спецификация узлов и деталей;

• смету расчетной стоимости работ по устройству дренажа всего участка и отдельных узлов;

• пояснительную записку с описанием выбранного наиболее подходящего для конкретного участка метода расположения элементов дренажной системы и последовательности проведения отдельных этапов работ.

Рассмотрим более подробно процесс устройства отдельных видов дренажа.

Поверхностный дренаж и его особенности

Как уже было указано ранее, поверхностный дренаж может быть достаточным для отведения дождевой и талой воды с поверхности почвы при условии, что глубокого проникновения воды в грунт не происходит. Обычно такие системы размещают по периметру зданий и сооружений, вдоль пешеходных дорожек и автомобильных шоссе, по краю клумб, грядок и участков с посадками.

Необходимые элементы конструкции и комплектующие

Система поверхностного дренажа состоит из расположенных линейно и точечно водосборных желобов (линейно – лотки; точечно – дождеприемники), которые самотеком отводят воду в соответствующие накопители. Лотки, имеющие овальную или прямоугольную форму дна, укладываются в неглубокие траншеи.

Водосборные лотки изготавливаются из:

• металла;

• пластика;

• композита;

• бетона;

• полимерпеска.

Для производства металлических лотков можно использовать чугун и оцинкованную, нержавеющую или обычную сталь. Основным преимуществом данных изделий является их высокая механическая прочность, полностью удовлетворяющая требованиям категорий А15 и В125. Для таких лотков применяются решетки, изготовленные их аналогичного материала. Стоимость таких лотков довольно высока, к тому же изделия из обычной стали со временем покрываются ржавчиной и требуют ремонта или замены. Монтаж металлических лотков требует специального инструмента, производится встык на бетонное основание с тщательной герметизацией швов.

Пластиковые лотки изготавливаются из полиэтилена низкого давления или морозостойкого полипропилена. Это легкие и довольно доступные конструкции, обладающие водонепроницаемыми и химически устойчивыми свойствами. Часто расположенные с наружной стороны ребра жесткости повышают прочность элементов. Монтаж пластиковых лотков не составляет труда. Их можно собрать на ровной поверхности, соединив пазы с помощью шпунтов и залив герметиком, и уложить готовые конструкции в траншеи.

Композитные лотки изготавливают из полимербетона, включающего песок, пластик, специальные добавки и бетон. Это достаточно дорогой материал с высокой износостойкостью, устойчивостью к низким температурам и механических нагрузкам. Цена изделий высока, но оправдана продолжительной надежной эксплуатацией.

Бетонные и железобетонные лотки являются наиболее востребованным видом. Они достаточно долговечны и способны выдерживать максимальные механические нагрузки вплоть до F900. Монтаж бетонных лотков в некоторых редких случаях производится с применением специальной техники. Герметизация стыков обеспечивается применением стойких герметиков. Бетонные желоба можно изготавливать самостоятельно, установив в траншее соответствующую опалубку и заливая готовый бетон на подготовленное песчано-щебеночное основание, но такие решения служат очень короткий период времени.

Устройство поверхностной дренажной системы кроме лотков требует установки дополнительных элементов. Все лотки должны быть закрыты решетками, чтобы не допустить засорения водоотводов природным мусором. Внутри лотков устанавливаются сетки, задерживающие грязь и ил. Перед отведением воды в коллекторы устанавливаются пескоуловители.

Монтаж поверхностного дренажа

Работы по монтажу поверхностного дренажа проводятся в несколько этапов:

• разметка расположения лотков на участке;

• рытье траншеи, на дно которых насыпается песочно-гравийная смесь с одновременным формированием уклона в сторону водосборника 2-3 мм на каждый погонный метр;

• вдоль траншеи раскладываются подготовленные герметически соединенные лотки;

• начиная с канализационного стыка с помощью специальной техники лотки укладываются в траншеи на бетонное основание с заливкой боковых стенок;

• лотки соединяются с канализационной системой;

• устанавливаются пескоуловители и сетки, укладываются решетки с учетом того, что верхний край лотка находится на 2-5 см ниже поверхности почвы.

Глубинный дренаж и его особенности

Глубинный дренаж представляет собой систему подземных труб, называемых дренами, предназначенных для сбора воды из почвы и отвода ее за границы участка. Для укладки в грунт используются асбоцементные, керамические или пластиковые трубы. Металлические практически не используются по причине подверженности коррозии при постоянном контакте с водой.

Трубы для глубинного монтажа должны обладать специальными свойствами, имеющими следующие характеристики:

• кольцевая жесткость трубы определяет ее способность не только выдерживать давление грунта, но и движение автотранспорта по поверхности участка, при этом гофрированные стенки существенно повышают жесткость пластиковой трубы, а наибольшей кольцевой жесткостью до SN8 обладают двухслойные трубы, гофрированные снаружи и гладкие внутри;

• внутренний диаметр трубы, определяемый в соответствии с суточным объемом отводимой воды и обычно составляющий 110-160 -200 мм;

• перфорация трубы в виде узких длинных щелей, нанесенная на всю окружность трубы и позволяющая собирать воду со всех сторон, или расположенная только на боковых и верхних сторонах и позволяющая быстрее отводить воду по гладкому дну;

• длина укладываемых труб позволяет применять гибкие гофрированные дрены из пластика в бухтах по 50 погонных метров, керамические или асбоцементные имеют длину 6-12 метров;

• применение фильтрующих материалов, в качестве готовых чаще всего используется геотекстиль, представляющий собой дополнительную защиту от заиливания, а также трубы, обернутые слоем кокосового волокна.

Герметическое соединение труб одинакового или различного диаметра осуществляется с помощью муфт. Ввод и разветвления используют патрубки, тройники и иные соединительные элементы.

Монтаж глубинного дренажа

Укладка дрен в почву производится в несколько этапов:

• ниже подошвы фундамента на 40-60 см выкапывается траншея необходимой ширины;

• дно траншеи покрывается слоем крупного песка толщиной 5-10 см, на котором раскладывается геотекстиль, закрывая также боковые стенки до поверхности земли;

• слой щебня или гравия толщиной 5 см необходимо насыпать на геотекстиль, затем следует уложить дрену;

• поверх трубы засыпается слой щебня или гравия такой же фракции, обеспечивая положение трубы, окруженной слоем с высокой водопроницаемостью со всех сторон;

• внахлест соединяются края геотекстильного полотна и покрываются слоем песка, над которым насыпают 20-25 см плодородного слоя для устройства газона или создают дополнительную защиту в виде бетонной отмостки, если участок имеет иное хозяйственное значение.

Устройство водоотводящей системы и колодцев

Собранная на участке вода должна отводиться за его пределы. Обычно местами сброса являются:

• городская или поселковая ливневая канализация;

• городские или поселковые канавы, лотки и коллекторы;

• расположенный поблизости естественный водоем или пруд;

• расположенный за пределами населенного пункта овраг;

• глубокий колодец, находящийся в углу участка и не имеющий дна, позволяющий воде просачиваться в более глубокие слои почвы.

Отведение воды за пределы участка производится с помощью труб большего диаметра, чем расположенный на участке дренаж. Траншея выкапывается на глубине, проходящей ниже уровня зимнего промерзания почвы. На слой из щебня толщиной 20 см укладываются канализационные керамические или асбоцементные трубы, обернутые в утеплитель, которым может служить пенопласт или керамзит. Траншея заполняется землей и трамбуется.

Одним из существенных элементов дренажной системы является накопительный колодец, иначе называемый септиком. Для его установки используются пластиковые емкости нужного объема или несколько железобетонных колец. Они устанавливаются на необходимой глубине, а канализационная труба водоотвода вводится внутрь. Место ввода обрабатывается герметиком.

Для постоянного обслуживания дренажной системы существуют смотровые и коллекторные колодцы. Можно приобрести готовые колодцы, изготовленные из прочного пластика. Смотровые колодцы позволяют промыть засорившиеся трубы и убрать скопившийся на дне осадок. Они устанавливаются в местах изгибов, поворотов, пересечений и изменений уклона труб, а также через каждые 50 м на линейных участках. Коллекторный колодец собирает воду из нескольких труб, входящих в него. Он обеспечивает распределение потоков воды и осуществляет контроль за работой самого коллектора.

Обычно монтаж всей дренажной системы начинается с установки колодцев, которые регулируют высоту укладки глубинных дрен и уклонов поверхностного размещения лотков.

Дренаж позволяет решить много проблем, вызванных наличием избыточной влаги. Однако он будет успешно выполнять свои задачи только при учете всех определяющих факторов. Специальные статьи, публикуемые на профильных сайтах, помогают обеспечить профессиональное проектирование, выбор вида водоотвода и провести его качественный монтаж. Положительное значение дренажа совершенно очевидно и не вызывает сомнений в улучшении землепользования. Правильно обустроенный дренаж территории защищает расположенные на ней здания и сооружения, а также обеспечивает качественное осушение участка даже в крайне сложных условиях.