Дренаж (осушення) ділянки, будинки, фундаменту зі схемами, земельні питання

Велика частина терріторііУкаіни знаходиться в складних грунтово-кліматичних умовах, що характеризуються постійним або сезонним перезволоженням ґрунту. Надлишкова волога накопичується за рахунок високих грунтових вод, опадів або танення снігу, негативно впливає на зростання культурних рослин, підмиває фундаменти будівель. У зв'язку з цим, система осушення (дренажу) є необхідною для кожного власника земельної ділянки.

Дренаж (осушення) ділянки: в яких випадках це необхідно

Для будівництва котеджних селищ, індивідуальних житлових будинків, об'єктів рекреаційного і спортивного призначення часто вибираються схили пагорбів, берега і заплави річок, озер, ділянки з природною гідрографічної мережею. Дані території схильні до ризику підтоплення. Тому для їх нормальної експлуатації потрібно провести водозниження ділянок.

Що таке дренаж і дренажна система?

Термін дренаж застосовується в рослинництві, будівництві, техніці, медицині, авіації. Дренаж земельних ділянок позначає систему природного або штучного відведення води з поверхні землі або з нижніх шарів грунту.

Дренажна система - інженерно-технічна споруда для збору і видалення зливових і грунтових вод. Вона складається з робочих (дрен), що транспортують (водовідвідних колекторів) і сполучають елементів (дренажних колодязів, гирлових споруд, труб-переїздів). Води, зібрані за допомогою відкритих або закритих дрен (каналів-осушувачів), збираються в водозбірні колектори. звідки природним шляхом або шляхом відкачування за допомогою насосів надходять в водоприймачі (річку, струмок, озеро, яр, каналізаційну мережу).

Кожен господар знає особливості своєї ділянки, місця, де скупчуються калюжі після дощу або весняних паводків. Але не завжди може відразу здогадатися, чому в підвалі будинку або погребі постійно з'являється цвіль, погано ростуть дерева в саду, не приживається газонна трава. Все це наслідки високого залягання грунтових вод. Якщо на вашій ділянці ростуть верба, осока, рогіз і інші вологолюбні рослини, то без серйозних заходів по осушенню землі вирощувати городні рослини і плодові дерева навряд чи вийде.

Для однієї ділянки дренаж може виявитися простим, для іншого - складним переплетінням зовнішніх і глибинних водовідвідних канав, труб, водозбірних колодязів. Облаштовувати дренажну систему за всіма правилами слід, якщо ділянка знаходиться:

в низині (заболочений);
біля підніжжя схилу (на схилі) гори;
на глинистому, суглинистой, переувлажненной торф'янистої грунті.

- територія має мінімальні ухили поверхні, оточена парканом або будівлями з глибоким фундаментом;

- видалена значна частина лісової рослинності, постійно застоюється вода після дощу; відсутній рух грунтових вод.

Відповідно до СНиП 2.06.15-85 «Інженерний захист території від затоплення і підтоплення» розрізняють наступні зони підтоплення:

зона сильного підтоплення - коли грунтові води виходять на поверхню і спостерігається заболочування території;
зона помірного підтоплення - рівень грунтових вод (УГВ) становить від 0,3-0,7м від поверхні до 1,2-2,0м;
зона слабкого підтоплення - УГВ становить 1,2-2,0м -2,0-3,0м від поверхні.

Існують конкретні нормативи глибини залягання ґрунтових вод, при яких будівництво різних об'єктів буде сприятливим (табл. 1).

Таблиця 1 - Оцінка території за ступенем придатності для будівництва

При плануванні цокольного поверху будинку необхідно подбати про відвід зайвої вологи від будови. Перезволоження грунту схильна до переміщень, які можуть привести до тріщин фундаменту і стін, перекосу вікон і дверей. Розглянемо локальні види дренажних систем (кільцевий, пристінний або пластовий дренаж), що застосовуються для цих цілей.

Кільцевий дренаж призначений для виключення можливості контакту грунтових вод з підземним контуром споруди. Горизонтальні кільцеві системи дренажу (дренажні лінії) прокладаються по периметру будівлі. Кільцевий дренаж може бути замкнутим (в разі інфільтраційного або напірного типу водного харчування) або незамкнутим (в разі яскраво вираженого спрямування ґрунтових вод).

Малюнок 1 Схема дренажної ситеми «кільцевої дренаж». 1 дрена, 2 - колодязь, 3 - колектор, 4 - поверхня землі, 5 - підлога підвалу, 6 - підошва фундаменту, 7 - вихідний УГВ, 8 - знижений УГВ, a - норма осушення, L - відстань від стіни до осі дрени

При облаштуванні кільцевого дренажу важливо дотримати мінімальна відстань від стіни будівлі до осі дренажу (L). В іншому випадку можливі такі негативні наслідки, як осаду фундаменту, винос частинок грунту з-під фундаменту в дренажну систему, втрата стійкості укосів між підошвою фундаменту і дном дренажної траншеї.

Мінімальна відстань від стіни будівлі до осі дренажу визначається за формулою:

де: l1 - розширення фундаменту;

- половина ширини будівельної траншеї;

- мінімальна відстань з умов стійкості укосу;

- відмітка підошви фундаменту;

- відмітка закладення дренажу;

- кут внутрішнього тертя (піски грубозернисті 40-38 °; піски середньозернисті 40-35 °; піски дрібні 38-28 °; піски пилуваті 35-26 °; супеси 28-21 °; суглинки 26-7 °).

Малюнок 2 - Визначення мінімальної відстані від стіни будівлі до осі кільцевого дренажу. 1 - дрена, 2 - траншея, 3 - котлован, 4 - зворотна засипка, 5 - фундамент, 6 - позначка закладення дренажу, 7 - позначка підошви фундаменту, 8 - поверхня землі.

Пристінний (пріфундаментний) дренаж застосовують для захисту від підтоплення підвальних приміщень та підвалів будівель, які закладаються нижче рівня грунтових вод. Пристінний дренаж менш глибокий і менш віддалений від фундаменту. Він виключає контакт ґрунтових вод тільки з бічної вертикальної поверхнею підземної частини будівлі, знижуючи вартість дренажної системи. Недоліком пристенного дренажу є можливий контакт ґрунтових вод з повним правом підземної частини будівлі.

Малюнок 3 - Схема дренажної системи «пристінний дренаж». 1 - дрена, 2 - колодязь, 3 - колектор, 4 - поверхня землі, 5 - підлога підвалу, 6 - фундамент, 7 - вихідний УГВ, 8 - знижений УГВ, L - відстань від стіни до осі дрени

Пристінний дренаж може використовуватися в якості «профілактичного» дренажу (при глибокому заляганні грунтових вод) від скупчення води в пазухах котлованів, особливо в глинистих і суглинних грунтах.

Пристінні дрени прокладають вздовж стіни по зовнішньому контуру будівлі, на відмітках нижче підошви стрічкового фундаменту або підстави фундаментної плити. Мінімальна відстань від стіни будівлі до осі дренажної труби. де: l1 - відстань від поверхні стіни будівлі до стінки дренажної труби (мінімум 0,15); l2 = 0,5dmp - половина діаметру дренажної труби dmp.

Пластовий дренаж застосовують для захисту підземних споруд від підтоплення, для забезпечення нормальної експлуатації проїжджої частини доріг і вулиць, площинних спортивних споруд. Може використовуватися як «профілактичний» дренаж при глибокому заляганні грунтових вод, наприклад, при будівництві споруд в зоні капілярного зволоження ґрунтів. Пластовий дренаж складається з пластової дрени, водозбірного колектора і відвідного колектора (рис. 4).

Малюнок 4 - Схема дренажної ситеми «пластовий дренаж». 1 - пластова дрена, 2 - водозбірний колектор, 3 - підстава споруди (підлога підвалу), 4 - підстава фільтруючого шару, 5 - ухил фільтруючого шару, 6 - дренажний колодязь, 7 - відвідний колектор, 8 - УГВ до зниження, 9 - УГВ після зниження

Конструкція водозбірного колектора може бути виконана у вигляді трубчастих або бесполостное дрен. При ширині будівлі (споруди) до 30 м підставу пластового дренажу являє собою односхилий профіль, а водозбірний колектор може розташовуватися усередині будівлі, уздовж однієї із стін.

Чому серед всіх грунтів дренаж глинистих ділянок виділяється особливо?

Для відповіді на це питання розглянемо гідрологічні особливості глинистих ґрунтів. Будь-грунт складається з трьох складових: тверді частинки, вода, газ. Здатність грунту поглинати і утримувати певну кількість води називається вологоємністю.

Розрізняють повну, максимальну молекулярну і найменшу вологоємність грунту. Повна вологоємність визначається при повному насиченні пор грунту водою. Максимальна молекулярна вологоємність характеризує кількість води, що утримується у вигляді плівок на частинках грунту силами молекулярного тяжіння. Найменша вологоємність грунту - коли волога з грунту вільно витекла під силою гравітації.

Таблиця 4 - Характеристика влагоемкости грунтів

Влагоотдача - здатність ґрунтів віддавати гравітаційну воду при вільному витіканні. Кількісно водоотдачу визначають коефіцієнтом водовіддачі - відношенням обсягу вільно витікає з грунту води до обсягу грунту. Для піщаних грунтів його величина може складати 10-20%, супіщаних - 6-15%, для суглинків - 1-6%, для глин - всього 1%.

Таким чином, глинисті грунти є вологоємність і важко віддають воду. Відповідно до розроблених методів осушення ділянок, на територіях, де поширені глинисті і суглинні грунти, слід застосовувати більш ефективні локальні дренажі. Крім пристенного, кільцевого, пластового дренажу, використовуються системи променевого і супутнього дренажу або їх комбінації.

Для облаштування газонів, майданчиків і доріжок на глинах і важких суглинках найкращим чином себе зарекомендував пластовий дренаж. При будівництві на глинистому ґрунті будівлі рекомендують застосовувати пристінний (але не кільцевої!) Дренаж.

Найпростішим видом дренажу є пристрій відкритих дрен. В умовах щільної міської та промислової забудови вони застосовуються рідко, так як зменшують корисну площу використовуваного ділянки, і вимагають облаштування великої кількості переходів через канали. Але для здешевлення і спрощення експлуатації дренажної системи прокладка відкритих дрен себе виправдовує. Відкриті дренажні системи споруджуються, в основному, на позаміських (сільськогосподарських або присадибних) територіях для відводу поверхневих вод у вигляді опадів.

Відкриті дрени бажано прокладати по грунтах, які забезпечують стійкість укосів. Дно і укоси каналів, щоб уникнути розмиву і обвалення зміцнюються засівбою трав, науковістю або бетонними плитами. Найбільш часто відкриті дрени є трапецеїдальні канали з шириною по дну 0,2-0,4 м. Максимальна глибина каналів становить 2 м, довжина - 1,5 км, мінімальний ухил - 0,0005.

Малюнок 5 - Схема конструкції відкритою дрени.B - ширина каналу по верху, b - ширина каналу по дну, h - глибина води в каналі, hстр - будівельна глибина каналу, m - закладення укосу

Закладання укосів визначається в залежності від глибини дрени і характеру розкриваються грунтів (табл. 5). Глибина води в каналі визначається гідравлічним розрахунком, але при невеликій водозбірної площі (менше 1 га) глибина буде незначною.

Таблиця 5 - Значення коефіцієнтів закладання укосів відкритих каналів

Процес проектування дренажних систем складається з наступних етапів:

Збір первинних даних (проведення топознімання і гідрогеологічних досліджень, складання генплану ділянки, проекту вертикального планування, схеми підземних споруд);
Аналіз зібраних даних. Складання схеми перезволоження ділянки і підтоплення будівель і споруд;
Розробка схеми планового і висотного положення дренажної системи. Це основний етап, на якому визначається конструкція дренажної системи, її план з прив'язкою до місцевості (на генплані), глибини закладення дрен і їх ухили;
Виконання гідравлічних розрахунків проводиться у випадках, якщо ділянка має площу більше 0,3-0,5 га, має складні природні умови або складну конструкцію підземних частин будівель;
Розробка конструкцій окремих елементів дренажної системи. Включає конкретизацію схеми дренажної системи з підбором конструкцій дрен, каналів, гирлових споруд, дренажних колодязів, труб-переїздів, насосних станцій.

Одним з найбільш важливих питань при складанні схеми дренажу ділянки є визначення глибини закладення дрен. Від цього параметра буде залежати трудомісткість робіт, а в підсумку і їх вартість. Необхідна розрахункова глибина закладення дрен залежить від наступних факторів:

норма осушення (рівень УГВ для забезпечення нормальної експлуатації ділянки та розташованих на ній будівель);
глибина промерзання грунту (використовується схема нормативного промерзання грунту в різних регіонахУкаіни). Для північно-западаУкаіни рівень промерзання становить приблизно 1-1,5;
тиск грунту - дренажні труби під вагою засипки і грунту можуть деформуватися, тому при глибокому закладенні вибираються труби з міцніших матеріалів. Пластмасові труби діаметром 50-125мм закопують на глибину до 3м, азбестоцементні діаметром 150-200мм - на глибину 5-8м;
рух транспорту - при інтенсивному русі дрени необхідно закладати на глибину не менше 0,8 м.

При вертикальному плануванні дренажної системи важливим параметром є визначення ухилу дрени. Він повинен бути не менше рівня, при якому не відбувається процес замулювання: 0,003м на 1 м довжини дрени. У рідкісних випадках допускається ухил 0,0015-0,002.

Найбільш цікавою і складною частиною розробки схеми дренажу ділянки є визначення розташування дренажної системи в плані. При цьому території, для яких планується осушення, діляться на два типи:

«Вільні». На них відсутні будівлі, будівлі, дороги, проїзди, великі дерева (сільгоспугіддя, газони, гольф-поля). При визначенні схеми дренажу таких ділянок враховується тільки їх рельєф. Основний вид застосовуваного дренажу - систематичний.

«Невільні». Зайняті забудовою, дорогами і великими деревами. Схема дренажу таких ділянок визначається на підставі генплану. Для водопониження застосовуються кільцевої. пристінний. променевої. пластовий і сопутствующійдренажі.

Систематичний дренаж підходить для добре водопроникних грунтів, використовується для осушення зон рекреації, с / г угідь, неглибокого водозниження в котеджної забудови. Призначений для зниження рівня ґрунтових вод на великих площах в умовах інфільтраційного або грунтово-напірного типу водного харчування.

Головний дренаж - осушення території в разі, коли основним джерелом водного харчування виступає потік підземних вод з вишерасположенной території.

Береговий дренаж - осушення прибережних територій, що підтоплюються в результаті постійного або періодичного високого становища горизонту води в річках і озерах.

Супутній дренаж - використовується для захисту від підтоплення протяжних лінійних об'єктів (доріг, теплотрас).

Променевої дренаж застосовується для ділянок зі складним плануванням при наявності локальних знижень. Кілька дрен у вигляді променів сходяться до одного центру - водозбірного колектора, з якого виходить одна водовідвідні трубка.

Таблиця 6 - Типи дренажних систем і умови їх застосування