Дренажная система требует точного и тщательного расчета, который лучше всего доверить профессионалам. Следует помнить, что дренажная система не должна подвергаться сильному давлению, напри мер, со стороны автотранспорта. При постоянном прохождении машин над вашим дренажом необходи мо строительство дорожного покрытия. При разработке плана дренажа нужно обратить внимание на « остав почвы, ландшафт участка, уровень залегания ||)унтовых вод. На небольших земельных территориях план не обязателен. В этом случае достаточно
• педовать рекомендациям по установке дренажной
< истемы. Строительство дренажа должно производиться с учетом следующих параметров — угла уклона и диаметра дренажных канав, глубины их располо-+ ения и отдаленности друг от друга. Также требуется определить, где будут установлены смотровые ко-модцы и устье дренажной системы.
Оптимальная глубина залегания дренажной системы просчитывается специалистами в соответствии > конкретными гидрогеологическими условиями и зависимости от индивидуальных особенностей иоьекта. Глубина дренажа представляет собой рас-
• тяние от поверхности земли до дна дренажного Фубопровода и должна быть больше глубины замер-иния грунта, чтобы проточная вода не замерзала и г рубах. Глубину промерзания грунта в основных районах страны можно определить по норме СНиП.
В дренаже сельскохозяйственных угодий глубина икладки труб зависит от вида выращиваемых растений, свойств и расслоения глубинного профиля, ус-мовий нахождения в воде, склонов и структуры территории. ,
Средняя глубина дренажа составляет:
80-110 см — для пашен, овощных, плантаций Фруктовых кустов, посадки деревьев;
70-90 см — для лугов и выпасов;
110-150 см — для садов и плантаций хмеля.
Допускается локальное уменьшение глубины дренажа при использовании искусственных стоков, переходов через территориальные низины и др. В то же мромя заложение труб не может быть менее 70 см (на подвышенных территориях 60 см), учитывая возможность повреждения трубопроводов тяжелыми машинами во время возделывания почвы или сбора уро-кш. На территориях, где планируется проведение глубоких агромелиоративных работ (например, паш ня с углублением), глубина дренажа должна превы шать глубину запланированных работ на 30-40 см.
Максимально допустимая глубина укладки тру(> определяется возможностью высушивания грунтп и не должна превышать:
100 см — на малой глубине 130 см — на средней глубине 150 см — на большой глубине При водопонижении инженерных объектов с зало жением дренажных трубопроводов решающим тре бованием является понижение уровня грунтовой во ды, который устанавливается таким образом, чтобы уровень капиллярного впитывания был ниже уровня подземных частей строений.
В практике принято, что уровень грунтовой воды должен находиться ниже уровня строения на величину: 0,3-1,0 м (в среднем 0,5 м) в песчаных грунтах,
0,6-2,3 м (в среднем 1,0 м) в суглинке и глиняных грунтах.
При устройстве водопонижения края дорожного полотна должны быть выше уровня грунтовой воды на:
0,9 м в невысаженных грунтах,
1,2 м в сомнительных грунтах,
1,5 м в высаженных грунтах.
Степень капиллярного впитывания можно умень шить, используя разделительные слои щебня.
На незастроенных территориях, занятых под пар ки>, зеленые территории и др. глубина уровня воды но должна превышать 1-1,5 м ниже поверхности терри тории.
Глубинный водоотвод может быть горизонтальным и вертикальным. Выбор дренажной системы завист от количества воды, которое необходимо удалять с участка. Для этого необходимо знать: объем притока и уровни грунтовых вод; тип грунта;
Влагонасыщенность и коэффициенты фильтрации грунта по периодам года.
Для эффективности дренажной системы необходимо обеспечить организованный отвод воды с кровли. Для быстрой сушки земли после дождя и весной надо установить ливневый колодец с фильтрующей крышкой, соединенный с системой ливневой или обычной канализации. Колодцы, сделанные из бетонных колец диаметром 100 или даже 70 см, удобно чистить. Во время чистки в них спускается человек и вынимает весь скопившийся ил. Сверху все колодцы обязательно закрывают крышками.
Для отведения избытка влаги следует обеспечить максимальный приток воды к дренажному трубопроводу. Количество поступающей в трубопровод воды зависит от водопроницаемости грунта. С этой целью дренажный трубопровод обсыпается фильтрационными наполнителями (щебнем, галькой, гравием и т. д.) или выкладывается фильтрационным материалом. Дренируемая вода отводится самотеком (за счет уклона) или принудительно (дренажным насосом) в уличный кювет, овраг, декоративный водоем или колодец (емкость), в ливневую канализацию и г. д.
Горизонтальный дренаж состоит из водоотводных и водосборных каналов и коллектора, из которого вода направляется в водоприемник. Как правило, сис-н;ма горизонтального дренажа делается открытой.
Вертикальный дренаж представляет собой ком-ппекс сооружений, понижающих уровень грунтовых иод. Данная система включает в себя водозаборные скважины, гидромеханическое оборудование (насосы и пр.), а также наземный комплекс измерительных и контрольных аппаратов. Конструкция системы иортикального дренажа зависит от водного режима почвы.
Для небольших зданий (площадью до 400 кв. м) пропускная способность дренажных сетей определяйся весьма редко. Дренажная сеть для отведения поды от фундаментов обычно устраивается из труб | инутренним диаметром 100 мм. Дренажные трубы ииляются частью дренажной системы. Обсыпка труб и устройство дренирующего слоя столь же важные элементы системы. Достижение надежных результа тов может быть обеспечено только при правильном выполнении всего комплекса работ по созданию дренажной системы.
Тонкие гофрированные из поливинилхлорид.1 (ПВХ), и другие однослойные трубы не рекомендуют ся для применения в дренажных системах вокру| зданий и сооружений из-за недостаточной устойчи вости к внешним нагрузкам.
Для облегчения работы дренажные трубы и трубы ливневой канализации следует прокладывать парал лельно, в одной траншее. При этом верх трубы в са мой высокой точке должен быть ниже уровня подош вы фундамента. Дренажные трубы укладывают в слое щебня, который хорошо пропускает воду.
Для обратной засыпки траншеи обычно использу ется взятая при рытье траншеи земля, из которой предварительно выбирают все камни. Вдоль стены фундамента водопропускающий слой щебня должен подниматься до самой поверхности земли. Если в здании есть помещения ниже уровня земли, следу ет предусмотреть гидроизоляцию на внешней стенке; фундамента. Регулируя структуру поверхностного слоя почвы, находящейся в непосредственной близости к фундаменту, можно снизить поглощающие; характеристики данного участка почвы. Поверхностный слой почвы и расположенный под ней утрамбованный слой земли или полиэтиленовую пленку укладывают с уклоном минимум 1:50 в направлении от дома.
Для обеспечения эффективной работы дренажной системы следует тщательно соблюдать:
— выбор диаметра труб;
— расположение и уклон труб;
— соединение элементов системы;
— обсыпку труб, устройство дренирующего слоя.
Диаметр труб и расстояние между ними, выдержи
Ваемое при укладке, определяются количеством во ды, которое требуется отводить в единицу времени.
Вода в дренах движется достаточно медленно, но все-таки с такой скоростью, что в ней оказываются мелкие частицы (пылеватые, иловатые и более мелкие), которые проникают сквозь фильтры и щели в дрене. Наносы всегда присутствуют в трубах, даже, несмотря на то, что вода перед попаданием в дрену проходит через три-четыре различных фильтра. Это, безусловно, относится к недостаткам дренажных систем. Чтобы освободить систему от наносов, устраивают колодцы с отстойниками, перед которыми устанавливают песколовки. Песколовка представляет собой устройство для выделения из сточных вод механических примесей минерального происхождения (главным образом песка). При попадании воды в песколовку скорость ее движения падает и взвешенные частицы оседают на дне. Работа песколовок основана на использовании гравитационных сил. Рассчитываются песколовки таким образом, чтобы в них выпадали тяжелые минеральные частицы, но не выпадал легкий осадок органического происхождения. По характеру движения воды песколовки разделяются на горизонтальные — с круговым или прямолинейным движением воды, вертикальные — с движением воды снизу вверх и песколовки с винтовым движением воды. Конструкцию песколовок выбирают в зависимости от количества сточных вод, концентрации загрязнений. Наиболее часто используют горизонтальные песколовки. Они представляют собой лоток, состоящий из одной или нескольких секций шириной от 0,8 до 8 м, глубиной до 1,2 м. Длина (в метрах) проточной части песколовки равна:
Где Vmax — скорость потока при максимальном расходе сточных вод ( не более 0,3 м/с),
Н — глубина проточной части песколовки, м,
V — средняя скорость осаждения частиц песка заданной крупности, которые должны быть выделены м песколовке, м/с.
Определяемая по формуле длина песколовки яв-
Ляется рабочей. Для создания равномерных скоростей в песколовке вход в нее выполняют в виде плавного расширения, а выход — в виде плавного сужения. Глубина слоя осадка в песколовке зависит от количества выпадающего песка и от времени между очистками (не более двух дней, во избежание загнивания осадка).
Колодцы служат для сопряжения дрен, помогают осуществлять их промывку и контролировать работу сети. Минимальная глубина отстойной зоны, находящейся ниже уровня присоединения труб к колодцу, — 40 см. Производят колодцы из армированного бетона или из пластических масс. Диаметр пластиковых моделей — 315-600 мм. Изготовляют их те же фирмы, которые выпускают трубы. Пластиковые колодцы большого диаметра (свыше 400 мм) в Россию поставляют только под заказ. Они могут иметь фиксированную глубину или быть телескопическими. Последние удобнее, но они стоят дороже. Бетонные колодцы обычно составляют в диаметре 0,7-1 м — для очистки в них спускаются люди. Более узкие колодцы, в том числе пластиковые, чистят с помощью разных дополнительных приспособлений, например, черпаками или специальными грязевыми насосами. Колодцы необходимо осматривать как минимум раз в год, удаляя наносы по мере заиления.
Расположение колодцев зависит от конструкции сети. Их целесообразно ставить там, где они могут выполнить как можно больше функций: или на пересечении магистральной дрены с собирающими, принимающими на себя основную нагрузку, или там, где ломается контур сети, — на повороте.
В конце дренажной системы ставят водосборный колодец! В него сбрасывается вся вода из дренажной системы и затем самотеком или при помощи насоса перекачивается в различные водоотводящие системы: в поселковую дождевую канализацию, кюветы вдоль дорог, соседние овраги или водоемы.
Дренажные насосы используют в том случае, если водоотводящие системы расположены выше, чем уровень воды в водоприемном колодце. Скажем, когда вода из дренажной системы, залегающей на глубине 70 см, отводится в поселковую канаву глубиной всего 50 см. Специализированные дренажные насосы отличают относительно высокая производительность (подача) и сравнительно маленький напор. Для обеспечения такой характеристики между рабочим колесом и корпусом насоса в конструкции оставлена широкая щель, которая пропускает твердые фракции среднего размера — 8-10 мм. Корпус и рабочее колесо изготовляют из пластмассы, чугуна, стали. Насосы, изготовленные из нержавеющей стали, достаточно надежные и долговечные, но и наиболее дорогие. Насосы с корпусом из нержавеющей стали исправно работают до 10 лет, тогда как срок службы насоса с корпусом из пластмассы — в среднем всего 1-2 года.
При выборе насоса подачу рассчитывают исходя из того, что объем дренажного стока составляет 40200 л в час на "сотку" площади. Зная размер конкретного участка, определяют расход. Но при этом не учитывается попадание в дренажную сеть поверхностного стока. Для учета поверхностных вод указанные характеристики необходимо увеличить в 2-3 раза (данные на весенний период). Напор зависит от высоты подъема воды: ее отсчитывают от нижнего уровня воды в колодце до верхней точки подачи воды. Потери напора по длине трубопровода специалисты расчитывают по определенным формулам или графикам. Потребителю же можно исходить из того, что на каждые 10 м трубы нормального диаметра (это такой диаметр, который равен диаметру напорного патрубка насоса или больше его) теряется 1 м напора.
Бытовые дренажные насосы, работающие от сети с напряжением 220-240 В, производят многие фирмы: Grundfos (Германия, элементы насосов этого производителя выполнены из нержавеющей стали, например, как в модели Grundfos КР 150); Ebara (Италия); "Гном", "Джилекс" (Россия). Фирма "Джилекс" выпускает насосы под торговой маркой "Дренаж-ник". Все эти насосы снабжены поплавковыми выключателями, автоматически запускающими насос, когда вода доходит до определенного уровня.
Для того чтобы люки колодцев не портили внешний вид территории, их закрывают самыми разными способами: цветочными вазами, скамейками, садовой скульптурой и даже высаживают на них газон.
Определенную проблему при прокладке дренажной системы может составить проход через дороги, которые нельзя перекапывать. В этом случае специалисты используют кротовый дренаж. Суть кротового дренажа заключается в разрезании почвы с помощью специального приспособления к трактору, который протягивает через подпочвенный слой на выбранной глубине конический цилиндр из стали, так называемый "крот". Он образует непрерывную дрену в подпочвенном слое для отведения излишков влаги. Технология горизонтального метода направленного бурения (ГНБ) состоит в следующем. Перед началом работ особо тщательно изучаются свойства и состав грунта, расположение существующих коммуникаций, оформляются соответствующие разрешения и согласования на производство подземных работ. Применяется шурфление особо сложных пересечений участков трассы бурения с существующими коммуникациями. Затем производится бурение пилотной скважины по заданной проектом траектории. Бурение — особо ответственный этап работы, от которого зависит конечный результат. Современные локационные системы позволяют осуществлять пилотное бурение с большой точностью. На мониторе локатора отражается информация о местоположении, уклоне и азимуте бурового инструмента. Строительство пилотной скважины завершается выходом бурового инструмента в заданной проектом точке (допустимые отклонения не превышают 10 см).
После пилотного бурения осуществляется последовательное расширение скважины. При этом буровая головка отсоединяется от буровых штанг и меняется на расширитель обратного действия. С помощью тягового усилия и одновременного вращения расширитель протягивается через скважину в направлении буровой установки, тем самым расширяя пилотную скважину до необходимого диаметра. Заключительный этап — протягивание трубопровода. Протягивание трубопроводов в пробуренную скважину возможно в количестве от одной до шести труб. Буровая установка затягивает с определенным усилием в скважину плеть трубопровода по ранее пробуренной траектории.
Этот метод позволяет прокладывать горизонтальные системы водопонижения — лучевого и прифун-даментного дренажа заболоченных и подтопляемых земель и территорий, а также линий ливневой канализации в застроенных (особо стесненных) городских условиях. При этом происходит общее понижение уровня грунтовых вод до отметок минус 15 метров от уровня земли на площадях до 20 га единомо-ментно и исключается возникновение пустот в грунтах, что обеспечивает глобальное осушение и защиту от подтопления подвалов домов, зданий и сооружений. Способ горизонтально направленного бурения позволяет в пять-восемь раз снизить временные затраты на прокладку и ремонт трубопроводов, в во-семь-десять раз повысить производительность труда, и при монтаже труб из полимерных материалов в десять-пятнадцать раз увеличить срок их службы. Управляемые буровые системы позволяют прокладывать трассы без промежуточных колодцев длиной до 1800 м, при этом максимальный диаметр прокладываемой трубы может достигать 1600 мм. В городских условиях используют модели установок горизонтально направленного бурения с уменьшенными техническими характеристиками. При этом рекомендуемая длина бестраншейного участка достигает 350-400 м, а диаметр прокладываемых трубопроводов до 500 мм.
Такая система эффективна только на участках с глинистым подпочвенным слоем. Ее действие со-
3 - Дренаж
Храняется в течение нескольких лет. В образовавшуюся естественную дрену можно уложить трубу соответствующего диаметра, что значительно увеличит срок службы кротовой дрены.
Собранная дренажными трубами влага поступает в водоприемный колодец. Его выкапывают в самой низкой точке рельефа с учетом топографии участка. Вода в водоприемном колодце накапливается до определенного уровня, который зависит от глубины заложенных дрен и способа дальнейшего отвода влаги. Со временем вода забирается для полива или же сбрасывается в ближайшую канаву. Еще один вариант: грунтовые и поверхностные воды можно направлять в специальный поглотительный колодец. Он имеет глубину не менее 3 м. Бетонное дно в нем отсутствует, вместо этого делают послойную засыпку из щебня и песка. Вода уходит через засыпку в нижние грунтовые слои. Чем менее водопроницаем грунт, тем глубже должен быть колодец и больше объем засыпки.
Новой технологией в создании дренажных систем является устройство дренажа с помощью специальных матов, например, EnkaDrain полимерный геоком-позитный дренажный мат, состоящий из дренирующего слоя, размещенного между двумя неткаными фильтрами. Дренирующий слой образован из жестких полиамидных нитей, термически скрепленных между собой в точках пересечения и образующих трехмерную открытую структуру. Нетканый фильтр представляет собой термоскрепленный геотекстиль. Благодаря своей конструкции EnkaDrain обладает высокой дренирующей способностью при значительных давлениях грунта. Маты укладываются либо в обычные дренажные траншеи вместо традиционной засыпки щебнем, либо размещаются по всей поверхности, что особенно актуально для спортивных полей и площадок. Помимо эффективного дренажа создается разделительная морозозащитная прослойка, предотвращающая перемешивание конструктивных слоев и пучение основания.
66
3-2
Для нормального функционирования дренажной системы в местах поворота на определенном расстоянии устанавливаются дренажные колодцы. Цент-р. шьная дрена собирает воду из примыкающих к ней боковых дрен и отводит ее за пределы участка или и накопительную емкость — дренажный колодец, от-•• уда излишняя вода будет периодически выкачивать-
¦ и специальными насосами (рис. 9). Для устройства дренажного колодца выкапывают яму диаметром 1-2 м и глубиной не менее 2 м. Общий объем дренажно-i к колодца определяется размером осушаемого уча-
Стка. Для укрепления стенок дренажного колодца и предотвращения его от заиливания стены обкладывают кирпичом без цементного раствора, чтобы вода могла просачиваться сквозь щели. Колодец засыпают битым кирпичом или бутовым камнем, а сверху для предупреждения заиливания укладывают дерн. Кроме колодцев с отстойниками устанавливают также несколько контрольных колодцев (два-три), которые служат для определения уровня грунтовых вод: глубину их залегания проверяют шестом. Они не включены в систему дренажа и стоят одиночками. Размещают их в самой высокой и самой низкой точках дренажной системы. Если участок большой по площади — то контрольный колодец устанавливают еще и посередине. Диаметр контрольных колодцев обычно составляет 100-150 мм. Контрольные колодцы делают пластиковыми, но иногда и бетонными.
Режим грунтовых вод имеет циклический характер. Весеннее повышение уровня воды — самое напряженное время для дренажной системы и растений. Летом отмечается спад, осенью, в период ливней, — снова повышение, зимой — опять'спад. Чаще всего в период промерзания почвы вода в дренажной системе отсутствует — за счет понижения грунтовых вод. Исключение составляют торфяные участки, на которых дренажная система может работать круглый год. Если вода в дренах есть (проверить это можно через смотровой колодец), разрыва все равно произойти не должно. В 100-миллиметровой дрене вода движется слоем 5-10 мм. Остальной объем занимает воздух, который препятствует разрыву труб зимой. Кроме того, дрена окружена объемным фильтром, играющим роль естественного теплоизолято-ра, — в нем содержится приблизительно 55 % щебня и 45 % воздуха. Поэтому, готовясь к зиме, дренажную систему консервировать не нужно. Разве что стоит вынуть насос из водосборного колодца, если последний не утеплен. Поставить насос обратно следует до весеннего снеготаяния, в конце марта — в начале апреля, когда дренаж еще не работает.
