Расчет дренажа участка: глубина заложения и объем траншеи. Расчет дренажа и способы организации Правила дренажной системы

Низкая фильтрация залегающих под почвой грунтов – причина избытка воды на участке. Она медленно уходит в нижние пласты или не просачивается совсем. Тут плохо растут или вообще не приживаются культурные растения, территория заболачивается, ощущается слякоть. В таких случаях нужна дренажная система, которую следует грамотно организовать.

Мы детально объясним, как сделать проект дренажа участка. Устроенная согласно нашим советам система превосходно справится с обязанностями. Ознакомление с предложенной информацией будет полезно как самостоятельным хозяевам, так и заказчикам ландшафтного обустройства в специализированной компании.

Нами представлены проверенные на практике схемы устройства систем осушения загородных участков. В статье детально описаны факторы, требующие учета при проектировании и сооружении дренажа. Предложенные к рассмотрению сведения проиллюстрированы фотоснимками, схемами, видеороликами.

Мероприятия по мелиорации, согласно нормам (СНиП 2.06.15), проводят в лесных и сельскохозяйственных угодьях, чтобы почва стала максимально пригодной для выращивания плодовых деревьев, зерновых и овощных культур.

Для этого формируют разветвленную систему открытых канав или закрытых трубопроводов, основное назначение которой – осушить чересчур увлажненные участки.

Конечная цель сбора воды через отводы и рукава различных типов – искусственные или естественные водоемы (если позволяют условия), специальные дренажные канавы, или накопительные резервуары, из которых вода откачивается для полива и ухода за территорией.

Нередко заглубленные в землю трубы, если позволяет рельеф, заменяют наружными сооружениями – канавами и траншеями. Это элементы водоотведения открытого типа, по которым вода движется самотеком

По этому же принципу конструируют сеть трубопроводов для дачного участка, вне зависимости от его площади – 6 или 26 соток. Если территория страдает от частых затоплений после дождя или весеннего половодья, строительство водосборных сооружений обязательно.

Скапливанию лишней влаги способствуют глинистые грунты: супеси и суглинки, потому что ни не пропускают или крайне слабо пропускают воду в нижележащие слои.

Еще один фактор, побуждающий задуматься над дренажным проектом, – повышенный уровень грунтовых вод, о наличии которых можно узнать и без специальных геолого-разведывательных изысканий.

Галерея изображений

Лишняя влага в грунте – это всегда опасность для целостности фундамента строительных объектов: дома, бани, гаража, подсобных построек

Элементы дренажной конструкции

Что же представляет из себя дренажная система? Это сеть, состоящая из различных составных частей, основным назначением которых является отвод и сбор капиллярной воды, содержащейся в порах несвязных грунтов и трещинах связных пород.

Галерея изображений

Как известно, перед началом любых строительных работ необходимо составить план и рассчитать параметры всей конструкции. Только при правильных расчетах построенное вами сооружение будет функционировать на все 100%. В этой статье пойдет речь о том, как рассчитать дренаж на участке перед началом строительства.

Выбор дренажа и его схема

Дело в том, что существует два вида дренажа: поверхностный и глубинный. Перед расчетом определитесь, какой вид дренажа вы будете строить.

• рассчитан на сбор дождевой и талой воды. Поэтому, если вам достаточно такой системы, приступайте к начертанию схемы расположения сливных желобов и водоприемных колодцев. Желоба должны быть расположены по всему периметру участка, где требуется собирать сточную воду с твердых поверхностей: асфальтированные дорожки, площадки, водостоки с крыши здания. Уклон желобов рассчитывается, как и при укладке канализации - 2 см на 1 м погонный. Начертив схему дренажа и рассчитав уклон, приступайте к строительству.
• Глубинный дренаж предназначен для отвода с территории не только дождевых и талых вод, но и постоянно залегающих на небольшой глубине грунтовых вод. Если нет возможности отвести дождевую воду за пределы участка, то в глубинный дренаж можно врезать водостоки с крыш домов. Начиная составлять схему дренажа, учитывайте этот нюанс. Расчет этого вида постройки намного сложнее. Дренажная труба должна пролегать по всему периметру построек, но не ближе 3 м от стены. Как вы поняли, цель глубинного дренажа - перехватить все грунтовые воды и не дать им просочиться в подвальное помещение дома.

Итак, с расчетом поверхностного дренажа все понятно, а вот расчет глубинного дренажа мы рассмотрим подробнее.

Расчет глубины дренажа

Нарисовав схему расположения глубинного дренажа, необходимо перейти к более важным расчетам. В расчет дренажа необходимо включить правильную глубину его укладки.

1. Первый фактор, влияющий на глубину укладки дренажа - это глубина промерзания почвы. Как вы понимаете, если дренаж замерзнет зимой, то во время весенней оттепели он не сможет собрать талые воды и отвести их от постройки. Забитые льдом дренажные трубы будут очень долго оттаивать, что сведет функциональность дренажа к нулю. Учитывайте и тот факт, что снежный покров выполняет функцию утеплителя. Итак, высчитывая глубину укладки труб, берем глубину промерзания грунта (для каждого региона она разная) и отнимаем от нее: для диаметра укладываемой трубы до 500 мм - 300 мм, для трубы от 500 мм и выше - 500 мм. К примеру, глубина промерзания составляет 1500 мм. Дренажную трубу будете укладывать диаметром 200 мм. Производите расчет: 1500 – 300 = 1200. Это и будет глубина вашего дренажа.
2. Второй фактор, влияющий на глубину укладки дренажа - это глубина фундамента постройки. В этом расчете ничего сложного нет. Берется глубина фундамента, и от нижней подушки добавляется 500 мм. Такая глубина рассчитывается для перехвата грунтовых вод во время весеннего паводка.

Вот, исходя из этих двух расчетов, берется наибольшее значение, которое и указывает на глубину укладки дренажа.

Расчет уклона дренажа

Вы рассчитали место, где будет проходить дренаж и глубину его укладки. Но чтобы он правильно функционировал, труба должна лежать под уклоном от верхней точки в сторону слива. Уклон рассчитывается так же, как и для поверхностного дренажа и канализации 1–2 см на 1 м погонный. Для правильного расчета уклона всей магистрали можно выполнить некоторые вычисления:

1. От верхней точки дренажа (обычно она находится на углу постройки) измеряете длину траншей, выкопанных вдоль 2-х, сходящихся на углу сторон здания. К примеру, траншеи по 9 метров.
2. Суммируете их, и у вас получается общая длина траншеи – 18 м. Измеряете расстояние от здания до нижней точки слива, которой является водосборный колодец.
3. К примеру, пусть будет 10 м. Суммируете два числа: 18 + 10 = 28.
4. У вас получилось общее расстояние от верхней точки дренажа, до самой нижней точки слива, и оно составляет 28 м.
5. Если для расчета перепада между двумя точками берется 1% от расстояния, то он составляет 0,28 м. Иными словами, разница в расположении верхней точки дренажа, и нижней точки слива будет 28 см.

Исходя из этих расчетов, выполняете уклон вашего дренажа.

Расположение колодцев

Для выполнения технического обслуживания дренажа, необходимо предусмотреть смотровые колодцы. Поэтому рассчитывая схему глубинного дренажа, высчитайте необходимое количество колодцев и их месторасположение.

Дренажный колодец должен находиться на повороте, но не далее 20 метров от поворота дренажа, а на ровном участке - через каждые 30–40 метров. Водосборный колодец располагайте в самой нижней точке с учетом удобного слива воды в овраг или откачки дренажным насосом.

Выполнив правильно все расчеты по строительству дренажной системы, вы можете быть уверены в ее качестве и долговечности.

Видео

Смотрите, как правильно делать дренаж фундамента и участка:

Понижения уровней воды в центре S 0 и контуре S c кольцевого дренажа несовершенного типа связаны между собой уравнением

Гаврилко В.М., Алексеев В.С. Фильтры буровых скважин

где Т - напор на контуре дренажа: для схемы 3 табл. 19.18 T = h ; для схемы 4 той же таблицы Т = y c = H – S c ;

;

φ 1 (r /T ), φ 2 (R /T ) и F (r /T ) находят по рис. 19.36.

Рис. 19.36. Значения функций φ 1 (r /T ), φ 2 (R /T ) и F (r /T )

По уравнению (19.32) можно при заданном понижении в центре кольцевого дренажа определить требуемое его заглубление, принимаемое равным необходимому понижению уровня подземных вод на контуре дренажа, и, наоборот, при принятой глубине заложения кольцевого дренажа определить, какое может быть достигнуто понижение в его центре.

Уравнение (19.32) решается числовым подбором или графически.

При заданной глубине заложения кольцевого дренажа приток к нему вычисляется по формуле (19.1) и схемам 3 и 4 табл. 19.18. Понижение уровней подземных вод в точках, внешних по отношению к контуру дренажа, рекомендуется определять по формуле (19.16) исходя из найденного по выражению (19.1) притока.

При расчете исходя из заданного понижения в точке на расстоянии х от оси линейного дренажа следует вначале определить приток к дренажу по формуле (19.1) и схеме 2 табл. 19.18, а затем, используя формулы схем 5 и 6 табл. 19.18, найти требуемую глубину заложения линейного дренажа.

ТАБЛИЦА 19.29. РАСХОД И СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ ВОДЫ В ТРУБАХ

Примечание. Для приведенных в таблице диаметров минимальные уклоны даны исходя из обеспечения незаиляемости труб.

Пример 19.9. Определить глубину заложении кольцевого дренажа и приток к нему Q при размерах контура 20×20 м, требуемом понижении уровня подземных вод в центре осушаемой площадки S 0 = 6 м, коэффициенте фильтрации k = 10 м/сут, подоносном слое H = 14 м, радиусе дрены (по наружному слою обсыпки) 0,5 м и понижении уровня воды над водоупором y = H – S 0 = 14 – 6 = 8 м.

Решение . Приведенный радиус кольцевого дренажа определяем по формуле (19.5):

м.

Радиус депрессии вычисляем по уравнению (19.3):

Глубину заложения дренажа находим путем графического решения уравнения (19.32). Для этого, задаваясь последовательно тремя значениями S с , равными 6,25; 6,5 и 7 м, вычисляем соответствующие им значения отдельно левой F 1 и правой F 2 частей уравнения (19.32): точке пересечения графиков функций F 1 и F 2 будет соответствовать искомое значение S с . Вычисления сводим в табл. 19.30.

ТАБЛИЦА 19.30. К ПРИМЕРУ 19.9

Примечание.

;

Получаем глубину заложения S c = 6,71 м путем графического решения двух уравнений: F 1 (S c ) и F 2 (S c ) (рис. 19.37)

Рис. 19.37. К определению S c

Для определения притока к кольцевому дренажу вычисляем значения Φ по формулам схемы 4 табл. 19.18 при h = (H + y )/2 = (14 + 7,29)/2 = 10,6 м:

.

Приток подземных вод к кольцевому дренажу определяем по формуле (19.1):

Q = 10 · 10,6 · 6,71/0,5 = 1430 м 3 /сут.

Пример 19.10. Определить приток к линейному дренажу и вычислить понижения в точках по нормали к оси дренажа при его заложении на глубине S c = 5 м в напорном водоносном слое при h = 10 м, k = 12 м/сут., H = 15 м, r h = 0,1 м. Источники питания водоносного слоя не определены.

Решение . Радиус депрессии дренажной установки определяем по формуле (19.4):

м.

Фильтрационное сопротивлений находим по уравнению схемы 5 табл. 19.18:

.

Приток подземных вод на 1 м линейного дренажа с одной стороны вычисляем по выражению (19.1):

q = 12 · 10 · 5/197 = 3 м/сут.

Полный приток на 1 м дренажа с двух сторон Q = 6 м 3 /сут. Понижение уровня подземных вод в заданных точках на линии, нормальной к оси дренажа, вычисляем из формулы (19.1) и уравнения схемы 2 табл. 19.18. Вычисления при q /(kh ) = 3/(12 · 10) = 0,025 сводим в табл. 19.31.

ТАБЛИЦА 19.31. К ПРИМЕРУ 19.10

Пример 19.11. Для условий примера 19.3 требуется выбрать продольный уклон и определить диаметр трубчатой дрены, расположенный вдоль длинной стороны пластового дренажа. Приток подземных вод к пластовому дренажу Q = 860 м 3 /сут = 9,95 л/с.

Решение . Уклон трубчатой дрены принимаем i = 0,004 из условия минимального объема земляных работ в траншее и минимального заглубления дрены ниже дна котлована. Диаметр трубчатой дрены выбираем по табл. 19.29 исходя из максимального притока к пластовому дренажу, принятого уклона и степени наполнения трубопровода, равной 0,6.

При Q max = 9,95 л/с, i = 0,004 и h = 0,6 d минимальный диаметр трубы составит d = 200 мм.

Строительство дренажной системы, неотъемлемой части любого частного дома, должно основываться на требованиях СНиП: дренаж, удовлетворяющий всем правилам, сможет полноценно предотвратить негативное влияние осадков и грунтовых вод на строения и насаждения на участке, ведь именно в этом заключается его обязательность.

Об этих правилах, а также об особенностях проектирования дренажной системы, мы и поговорим в данной статье.

Проектирование дренажной системы

Что должен содержать проект

Началу устройства дренажа должна предшествовать разработка проекта системы. Проект дренажа создают, опираясь на инженерные гидрологические исследования участка. Его назначение – определение и описание фундаментальных технических характеристик дренажной системы.

Как правило, в проекте содержатся следующие данные:

• схематическое изображение укладки дренажных труб (глубинных и поверхностных систем);
• расчетные параметры дрен – сечение, уклон, сборка устьевой части, глубина закладывания в грунт и расстояние относительно друг друга;
• типоразмеры составляющих дренажной системы (дрен, колодцев, соединительных элементов и т. д.);
• список необходимых для монтажа конструкции строительных материалов.

Проект должен учитывать такие факторы:

• ландшафт участка;
• среднестатистический объем атмосферных осадков за год;
• состав и особенности почвы;
• уровень грунтовых вод;
• расположение близлежащих естественных водоемов и пр.

Что должна включать в себя смета

Перед строительством дренажной системы составляется локальная смета на устройство дренажа, которая складывается из стоимости перечисленных ниже операций:

• демонтаж железобетонных фундаментов;
• создание в почве траншей глубиной 2 м вручную, установка креплений по всей ширине и укладывание гидроизоляционного слоя из полимерной пленки;
• монтаж поперечного дренажа, имеющего двусторонний выпуск;
• прокладывание канализационного трубопровода из полиэтиленовых труб;
• засыпка основания под трубопроводы из щебня;
• установка водосборных коммуникаций, усиление подстилающих слоев и набетонок (армированием);
• демонтаж существующих асфальтобетонных покрытий;
• создание новых асфальтобетонных покрытий;
• монтаж мостиков, переходов, настилов и т. п. из дерева;
• подготовка грунта под посевы (насыпка слоя почвы толщиной до 20 см);
• посев различных газонов и других насаждений вручную.

Для устройства дренажной системы понадобятся материалы:

• щебень;
• песок;
• дренажные трубы гофрированные, обернутые геотканью;
• геотекстиль (иглопробивное нетканое полотно, используемое для создания дополнительного фильтра, который может потребоваться в зависимости от характеристик грунта на участке);
• смотровые колодцы.

Возведение дренажа

Правила, по которым устраивают дренаж

Обезопасить сооружения и насаждения от избытка влаги можно, зная правила устройства дренажа:

1. Закрытая дренажная система предполагает создание траншеи в грунте, глубина которого 70-150 см, а ширина – 25-40 см. Обязательно предусматривается уклон, направленный к искусственному или естественному водоприемнику. Уклон, следуя которому монтируются дренажные системы – СНиП описывает так:

• значение уклона 2 см на 1 погонный м, если грунт глинистый;
• 3 см на 1 погонный м, если почвы песчаные.

Вариант дренажной системы с углом наклона 2 см на 1 м (i=0.02)

1. Дно получившегося углубления покрывается подушкой из щебня. На него выкладываются дрены, затем все вновь засыпается щебнем. Далее производится засыпка системы грунтом.
2. Сточные воды текут по дренажным трубам, собираются в коллекторе и в конечном итоге оказываются в водоприемнике (река, овраг, пруд и пр.).
3. Контроль над работой дренажной системы осуществляется через смотровые колодцы, построенные из железобетонных или полимерных колец.

Совет от профессионала: Если система дренажа установлена верно, уровень грунтовых подземных вод не поднимается выше допустимой точки, а, наоборот, начинает снижаться. Это приводит к повышению плодородности почвы на участке. Если же дренажная система не построена, возможно перенасыщение почвы влагой, что оказывает отрицательное влияние на постройки и посевы.

Строительство дренажной системы должно происходить из качественных, добротных материалов. Требования к их качеству регулируются такими государственными стандартами:

• ГОСТ 8411-74. Трубы керамические дренажные. Технические условия;
• ГОСТ 1839-80. Трубы и муфты асбестоцементные для безнапорных трубопроводов. Технические условия.

Методика устройства дренажной системы

Мероприятия по устройству дренажной системы состоят из нескольких этапов:

1. Выкапывается траншея глубиной около 70 см шириной примерно 50 см. Она должна располагаться на склоне, выше дома, чтобы собирать талый снег и атмосферные осадки с участка. Воды выводятся за пределы территории через дренажные трубы.
2. Дно траншеи предварительно выкладывается гравием, он тщательно утрамбовывается.
3. На гравийную подушку помещаются дрены – перфорированные гофротрубы с диаметром 100 мм. При этом соблюдается уклон (2-3 см на п.м.), а трубы оборачиваются геотекстилем – он предотвращает попадание крупных частиц грунта внутрь системы.

1. Дренаж покрывается слоем материала, который хорошо пропускает воду, например, керамзитом.
2. Производится обратная засыпка грунтом.

В результате на участке образуется дренажная система, которая эффективно собирает осадки и талые воды, а в противном случае они просто стекали бы вниз по склону.

11 Проектирование водопонижения

Дренажи

1. 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.
2. Дренирование грунтового массива предусматривается в следующих случаях:
   • естественный уровень подземных вод расположен на отметках выше пола подземного сооружения;
   пол подземного сооружения расположен выше расчетного уровня подземных вод, но не более 0,3 м;
   по техническим условиям в помещениях подземной части должен обеспечиваться заданный термовлажностный режим;
   при опасности всплытия сооружения, когда взвешивающая сила превышает массу сооружения.
   При выборе системы дренирования территории необходимо учитывать причины ее подтопления (см. подраздел 5.4).
3. 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.
4. 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.).
5. 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.
6. Устройство дренажей в виде подземных галерей (проходных и полупроходных) допускается:
   при возможности выполнения дренажа только подземным способом;
   при его использовании в период эксплуатации сооружения (особенно в случаях когда переустройство или ремонт дренажа невозможны или затруднительны);
   в инженерно-геологических условиях, где их применение экономически эффективно.
7. 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).
8. 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.
9. 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.
10. 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.
11. Работы по устройству дренажей должны выполняться в осушенных грунтах. Дренажные трубы следует закладывать ниже расчетной глубины промерзания грунта.
12. 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.
13. 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.
14. 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.