Виды дренажных систем
Открытый дренаж
Коммуникации открытой дренажной системы представляют собой дренажные канавы шириной 50 см и глубиной 60—120 см, поэтому такой дренаж называют также канавным. Канавы выкапывают со скошенными под углом 20–30° стенками и оставляют открытыми. Чтобы они не засорялись и не представляли опасности для людей и животных, их закрывают решетками по всей длине.
Канавы устраивают по периметру участка или поперек склона. Основные канавы роют в верхней части склона и его основании. Нижнюю канаву соединяют с верхней дополнительными канавками или трубами.
Вода из канав отводится, как правило, в централизованную (для всего поселка или отдельно для нескольких участков) сточную канаву, проходящую по низинной местности. Вода может быть отведена также в водоем или дренажный колодец. В открытые канавы попадают как грунтовые воды при общем подъеме их уровня, так и поверхностные. Если участок расположен на склоне, устройство открытого дренажа часто совмещают с ливневой канализацией. Канавы, расположенные поперек склона, перехватывают воду, стекающую сверху, а те, что устроены вдоль него, отводят ее вниз к сточной канаве. Чистить их от травы, мусора и ила необходимо раз в год.
Канавный дренаж экономичен, поскольку не требует укладки труб и полной засыпки. Его устройство сводится к земляным работам и уплотнению стенок. Еще одно достоинство такого варианта – возможность испарения воды, а недостаток в том, что канавы занимают полезную площадь и портят внешний вид участка.
Открытую систему дренажа устраивают на больших площадях и равнинных участках. На индивидуальных участках, где несложно обеспечить необходимый уклон дрен, целесообразно сооружение закрытого дренажа.
Закрытый дренаж
Закрытый дренаж состоит из дрен, которые могут быть трубчатыми и гравийно-щебеночными (рис. 16), а также осушительными и собирательными. Для дрен выкапывают траншеи глубиной 50—150 см и шириной 30–50 см (в зависимости от условий на участке). Стенки траншеи делают с уклоном, как и стенки канав открытого дренажа. Траншеи выкапывают с уклоном в сторону дренажного колодца или естественного сброса воды в водоем (либо по рельефу, если есть такая возможность).
Рисунок 16. Виды дрен закрытого дренажа: а – трубчатая; б – щебеночная; 1) песок или дерн; 2) гравий или щебень мелкой фракции (3–4 см); 3) щебень или гравий фракции 5–7 см; 4) гравий или щебень фракции 7—10 см; 5) дренажная труба
На дне траншеи устраивают подушку из песка, затем насыпают щебень. Если дрены трубчатые, на щебень укладывают дренажные трубы, обмотанные геотекстилем, которые снова засыпают щебнем до половины высоты траншеи, поверх него укладывают слой дерна. По этой причине траншеи закрытого дренажа называют также деренами (дернами). Их чаще всего устраивают в виде елочки, «ствол» которой собирает воду из «веточек» (рис. 17) и отводит ее в дренажный колодец или естественный сток. Боковые дрены с диаметром 75 мм укладывают под углом 60° к основной трубе диаметром 100 мм.
Рисунок 17. Система дренажных траншей в форме «елочки»: 1 – боковые дрены; 2 – центральная дрена («ствол»); 3 – грунт участка; 4 – дренажная траншея
Укладка щебня вокруг дренажных труб необходима для того, чтобы на трубу не оказывали сильного давления грунт и подземные воды, а также для фильтрации вод, поступающих в трубы. Гравийно-щебеночный дренаж называют также засыпным и галерейным.
Существует узкое значение термина «закрытый дренаж». Это дренаж, в устройстве которого не требуется вскрытия грунта, но дрены пролегают под землей. К видам такого дренажа относят кротовый и щелевой (рис. 18). Из-за недолговечности дрен их применяют достаточно редко.
Рисунок 18. Закрытый дренаж без вскрытия грунта: а – кротовый; б – щелевой; 1) отверстие-дрена; 2) щели от прицепа
Закрытый дренаж без вскрытия грунта делают с помощью трактора. В вырытый в одном из концов будущих дрен колодец опускают специальную насадку («крот») – металлический цилиндр с заостренным наконечником. Трактором эту насадку на прицепе протаскивают под землей, проделывая дренажный канал постоянного диаметра.
Кротовый и щелевой дренаж применяют только на участках с глинистым основанием. Первый устраивают на глубине 60–70 см, второй – на глубине 70–90 см. Диаметр «кротовой» дрены составляет 8—20 см, ширина и высота сечения щелевой дрены – 20–25 и 30 см соответственно.
С использованием жердей и хвороста сооружают дрены фашинного (рис. 19) и жердевого дренажа. Для них требуются траншеи глубиной 50–70 см.
Рисунок 19. Фашинный дренаж: 1 – песчаная подушка; 2 – хворост; 3 – гравий; 4 – обратная засыпка плодородным грунтом
Фашинный дренаж представляет собой траншею с уложенными на дно пучками хвороста (ивы, березы или ольхи), гравийной засыпкой и насыпанным сверху плодородным грунтом. Толщина пучков составляет 25–30 см. Хворост должен быть свежим и очищенным от листьев.
В жердевом дренаже на дно траншеи по песчаной подушке укладывают поперечные перекладины, на них – жерди, которые затем укрывают мхом или перевернутым дерном, а после засыпают гравием или щебнем слоем толщиной 25–30 см (гравийная засыпка не обязательна).
Поверх фильтрующих слоев насыпают торф или плодородный грунт.
Расстояние между дренами рассчитывают по формуле Ротэ:
L = 2 × (H – S) × k / p, где
L – расстояние между дренами (м);
H – существующая глубина залегания грунтовых вод (м);
S – необходимый уровень понижения грунтовых вод (м);
k – коэффициент фильтрации грунта (м/сут);
p – наибольшая интенсивность инфильтрации осадков в грунт (м/сут).
Коэффициент фильтрации грунта характеризует его водопроницаемость. Для глин и монолитных скал он равен 0,00001 м/сут, для суглинков, тяжелых супесей и песчаника без трещин – 0,001 м/сут, для супесей, известняков и слаботрещиноватых сланцев и песчаников – 0,5 м/сут, для мелкозернистых песков и трещиноватых скальных пород – 5 м/сут, для среднезернистых песков и скальных пород с повышенной трещиноватостью – 50 м/сут, для галечников, гравелистых песков и сильно потрескавшихся скальных грунтов – более 50 м/сут. Наибольшая интенсивность инфильтрации осадков в грунт в песчаных слоях – от 0,3 до 0,6 м/сут.
Максимальный интервал между дренами зависит от типа грунта и составляет:
• 10 м для глины;
• 20 м для суглинка;
• 50 м для песка.
Слишком маленькое расстояние между дренами неудобно при эксплуатации участка.
Общую длину труб гончарного дренажа при диаметре 100 мм можно рассчитать по формуле:
D = 12,5k, где
k – размер участка в сотках (1 ар, или сотка, равен 100 м2). Это примерная величина, которая может варьировать в зависимости от влажности грунта, его типа и других условий.
Дрены укладывают по заранее составленной схеме на глубину промерзания грунта. Их уклон должен быть постоянным во всей системе (как правило, 2–3 см на погонный метр). Его предусматривают на стадии устройства траншей. После выполнения уклона приступают к укладке в траншею щебня и дренажных труб. От направления уклона (к дороге или от нее) зависит принципиальная схема устройства гончарного (трубного) дренажа.
На тяжелом грунтовом основании (глина, суглинок) дренаж имеет особое значение, поскольку у таких грунтов низкая водопроницаемость. Вода, замерзшая в такой почве, приводит к значительному расширению грунта, что может повлечь разрушение мощения или фундамента.
В глинистых грунтах можно устраивать дрены с минимально допустимым уклоном – 2–3 мм на погонный метр. В песчаных грунтах уклон, напротив, лучше увеличить до рекомендуемых 2–3 см, хотя на таком грунте система способна справиться с работой и при уклоне дрен 5 мм на 1 пог. м. Чем больше диаметр дренажных труб, тем меньший уклон можно создавать в системе. Допустимо оставлять горизонтальными участки дрен длиной до 10 м, если в целом вся сеть траншей и труб имеет нормативный уклон в сторону кювета или колодца. Максимальный уклон дрен должен обеспечивать скорость потока воды не более 1 м/с.
Наиболее долговечны трубчатые дрены с трубами из керамики или бетона, меньше всего прослужат деревянные (несмотря на обязательную пропитку антисептиком). Деревянные трубы прямоугольного сечения делают из досок толщиной 25–30 мм, а их сечение колеблется от 5 × 7 до 10 ×15 см.
Чтобы вода попадала в трубу из грунта, в ее стенках проделывают отверстия диаметром 8—10 мм. На каждый метр длины трубы должно приходиться 40–60 отверстий по всему периметру, которые располагают рядами с интервалами между рядами 5–6 см. В деревянные трубы вода просачивается сквозь оставленные при их сборке щели между досками.
Трубчатый дренаж называют также гончарным.
Вокруг здания устраивают кольцевой дренаж, который удобно проводить параллельно с ливневой канализацией (рис. 20).
Рисунок 20. Кольцевой дренаж вокруг здания: 1 – смотровые колодцы; 2 – дрены; 3 – коллекторный колодец; 4 – выпускная труба, отводящая воду с участка; 5 – направление уклона труб; 6 – ливневая канализация
Кольцевой дренаж чаще всего является пристенным, поскольку располагают его рядом со стеной фундамента. По этой причине пристенный дренаж может быть только трубчатым (для отвода воды от стены фундамента), а стену в обязательном порядке защищают слоем гидроизоляции с заведением ее под дренажную трубу (рис. 21). Трубы кольцевого дренажа укладывают на расстоянии примерно 2–8 м от стен здания (на глинистом основании это расстояние равно 4,5 м, на суглинках – 7,5 м, на песке – 12 м).
Рисунок 21. Пристенный дренаж (разрез): 1 – фундамент здания; 2 – отмостка с бетонной подготовкой; 3 – щебеночная подушка под отмосткой; 4 – засыпка из щебня вокруг дренажной трубы (высота слоя щебня 40 см); 5 – песчаная подушка (5 см); 6 – дренажная труба; 7 – гидроизоляция; 8 – обратная засыпка грунта
Пристенный дренаж выполняют после возведения фундамента, но до обратной засыпки грунта. Это оптимальный вариант, если основание под зданием глинистое или суглинистое. Дренажные трубы прокладывают, как правило, выше подошвы фундамента на 50—100 см.
Другой вариант трубного дренажа – сооружение подобия трубы из кирпичей (рис. 22). Для этого на дне траншеи делают песчаную подушку толщиной 5—10 см, затем слой щебня или кирпичного боя толщиной 20 см. На утрамбованном щебне по всей длине траншеи выкладывают из целых кирпичей подобие тоннеля. Кирпичи аккуратно засыпают гравием или щебнем, затем насыпают еще одну песчаную подушку, на которую укладывают перевернутый дерн.
Рисунок 22. Траншейный дренаж с кирпичной «трубой»: 1 – песчаная подушка; 2 – гравий (щебень, кирпичный бой); 3 – кирпичная «труба»; 4 – перевернутый дерн
Засыпной дренаж тоже имеет разновидности. Интересен «скрытый» дренаж, при котором траншею сверху так закрывают слоем дерна и плодородной земли, что она становится незаметной (рис. 23). Такой прием можно использовать и в устройстве трубчатого траншейного дренажа.
Рисунок 23. Скрытый траншейный дренаж: 1 – песчаная подушка; 2 – гравий или щебень; 3 – геотекстиль; 4 – перевернутый дерн; 5 – обратная засыпка плодородного грунта
Уложенный в траншею геотекстиль защищает щебеночно-гравийную засыпку траншеи от попадания мелких частиц, которые приводят к заиливанию и засорению дрены. Вместо щебня можно использовать кирпичный бой или обломки бутового камня.
Под зданием и плитным фундаментом при неблагоприятных гидрогеологических условиях устраивают пластовый дренаж – сплошной дренаж на выделенной площади. Его организуют аналогично засыпному траншейному дренажу: песчаная подушка толщиной 10 см, слой гравия или щебня толщиной 20 см, слоя геотекстиля.
Песчаную подушку в нижней части траншейного или пластового дренажа можно не делать, если на участке нет зданий или здания небольшие, а потоки воды слабые. Если траншейный кольцевой дренаж можно устраивать и после возведения здания, то пластовый дренаж всегда укладывают перед закладкой фундамента.
Все описанные выше типы относят к горизонтальным дренажным системам. Вертикальный дренаж представляет собой скважины, пробуренные в грунте, с установленными в них насосами или гравийной засыпкой. На несколько скважин может быть поставлен и один насос. Водоприемную часть скважин устраивают в слоях грунта, обладающих высокой водопроницаемостью (песок, супесь). Скважины с засыпкой гравием или керамзитом (без насоса) опирают на водопроницаемый грунт.
Вертикальный дренаж занимает намного меньше места на участке и требует меньше времени для его устройства, чем горизонтальный, но придется использовать специальное оборудование (бур и при необходимости насос).
Закрытый дренаж нуждается в устройстве смотровых или инспекционных колодцев. К последнему типу принадлежат только те смотровые колодцы, в которые человек может попасть, чтобы проверить состояние системы. С помощью смотровых колодцев периодически проверяют уровень грунтовых вод на участке и непосредственно в дренажной системе. Если вода поднялась слишком высоко (выше 0,5–1 м от поверхности земли), необходима прочистка труб и колодцев или откачка воды с помощью насоса.
Смотровые колодцы устанавливают на каждом повороте (изломе) линейной системы дрен. Если на участке нет зданий или они имеют сложный план, допустимо устройство смотровых колодцев на каждом втором повороте дренирующих каналов (рис. 24).
Рисунок 24. Кольцевая система дренажа с устройством ревизионных колодцев на каждом втором повороте дрен: 1 – дрены (дренажные трубы); 2 – дренажный (коллекторный) колодец; 3 – ревизионные (смотровые колодцы); 4 – верхняя точка кольцевой системы; 5 – нижняя точка кольцевой системы
На прямолинейных участках смотровые колодцы устраивают с интервалом не более 50 м. Габариты смотровых колодцев дренажной системы: диаметр 300–425 мм, высота 1–3 м. Их оборудуют герметичной шахтой с дном и крышкой.
Если дренажная система установлена под ливневой канализацией, смотровые колодцы этих систем нельзя объединять друг с другом. В этом случае необходимо углы поворота дрен и углы поворота труб ливневки устраивать не на одной вертикали, а на расстоянии как минимум 300–400 мм друг от друга.
Из дрен вода поступает в главный дренажный колодец (перепускной, откачивающий, поглотительный, фильтрующий, коллекторный), из которого выходит выпускная труба или траншея, отводящая стоки с участка.
При обычном гончарном (трубчатом) дренаже коллекторный колодец устанавливают диаметром 1–2 м и глубиной до 2 м. Он может представлять собой герметичную емкость с подключенными трубами, а может быть устроен в виде ямы с уплотненными стенками и гравийной или щебеночной засыпкой. Щебень или гравий в любых дренажных системах можно заменить кирпичным боем.
Глубина колодцев, как и траншей, зависит от глубины заложения фундамента и корнеобитаемого слоя. Дрены должны располагаться ниже этих слоев. Например, при выращивании на огороде томатов и огурцов дренирование проводят на глубине не менее 100–120 см, корнеплодов и капусты – не менее 90—100 см. При этом для различных по материалу труб гончарного дренажа существует максимально допустимая глубина заложения:
• 3,5 м для керамических труб диаметром 150–200 мм;
• 3 м для керамических труб диаметром 300 мм;
• 4 м для бетонных труб диаметром 200 мм;
• 3,5 м для бетонных труб диаметром 300 мм;
• 4 м для одностенных полимерных труб любого диаметра;
• 8 м для двустенных полимерных труб любого диаметра.
Засыпной дренаж в колодцах и траншеях бывает не только из камней определенной фракции, но также из твердого мусора: консервных банок, стекла и т. д. Это очень экономичный, но не очень удобный в отношении ремонта системы вариант (замена заполнителя будет сложнее).
Кроме коллекторного колодца, иногда необходимо устройство перепадных колодцев. Их планируют в местах крутого понижения рельефа, когда невозможно проложить дрены под таким уклоном, чтобы скорость потока воды была не слишком большой. Перепадный колодец представляет собой шахту, в которую в верхней части выведена дрена с верхней части участка, а из нижней выходит дрена на пониженный участок рельефа. В таком колодце скорость потока гасится и вода не набирает большой скорости.
Назад: Дренажные системы
Дальше: Строительство
