Вода из дренажной сети выводится за пределы осушаемой территории в водоприемник. Итак, дрена — это искусственный водоток в почве для сбора и отвода грунтовых вод (как правило — подземный). Системы дренажа используются в сельском и лесном хозяйстве, а также при организации ландшафтов. Фундамент любых строительных сооружений даже на небольшой глубине в 1,5–2 м подвергается воздействию грунтовых вод.
В состав грунтовых вод входят компоненты, обладающие разрушающими свойствами. Чаще всего даже внутренняя и внешняя гидроизоляция и сооружение опорных стенок не защищают в этой ситуации. Для точной оценки о необходимости дренажа на конкретном участке необходимо проводить гидрогеологические изыскания. Для оценки ситуации изыскания обычно проводится на глубину 3–4 м.
Кроме изучения состава грунтов необходима высотная и плановая топографические съемки, планирование месторасположения всех сооружений, с учетом того, что часть земли будет отдана под зеленые насаждения, пруд или бассейн. В лучшем варианте данные вопросы должны решаться совместно архитектором, гидрологом, геодезистом и ботаником.
Такой комплексный подход к решению проблемы дренажа дает положительный результат в определении мер по защите плодородного слоя почвы и сооружений. Существуют два основных подхода к сооружению дренажных систем. Во-первых — поверхностный способ, основу которого составляет планировка территории с включением работ по созданию уклонов от зданий, устройству водосточной сети с нагорными канавами для перехвата воды, котлованами и траншеями; а во-вторых — глубинный отвод грунтовых вод непосредственно из зоны расположения сооружений с применением специальных труб и материалов.
На современных дачных и коттеджных участках в основном устраивается закрытый дренаж, который не нарушает облика территории и позволяет использовать почву над дренажными системами для посадки растений или устройства газонов. Устройство простого варианта дренажа для современного коттеджа и близлежащей территории заключается в подготовке специальных траншей, в которые засыпается слой песка, затем слой щебня, на который устанавливаются дрены.
Верхняя часть покрывается засыпкой — слоем щебня, а затем песка. Наружная часть обкладывается дерном. Последовательность слоев существенна потому, что к воде должен быть обращен не щебень, а песок. Подушка из песка и щебня на дне траншеи играет роль фильтра-амортизатора и позволяет соблюдать уклон для самотека воды. Засыпка щебнем и песком (одеяло) — это фильтрующий слой и защита дрены от механических повреждений.
Кроме того, не без участия данного фильтрующего слоя и происходит ускоренный отвод воды. Назначение фильтра — пропустить воду и предотвратить попадание в дрену мелких частиц грунта. В противном случае дренажные отверстия быстро забьются, и систему придется чистить. В большую дрену-коллектор с двух сторон подводится сеть таких дрен-собирателей в форме елочки. Грунтовая вода поступает в дрены через отверстия и самотеком уходит в магистральный коллектор, в свою очередь отводящий сток в ливневую канализацию или придорожный кювет.
В случае, когда места сброса воды находятся выше уровня участка, необходим дренажный колодец, из которого вода удаляется при помощи насоса. Каменный дренаж — это вариант закрытой полости из камня, а щебневый дренаж — фактически простая засыпка щебня, образующая полости при засыпке сама собой. С появлением труб время таких примитивных дренажных систем прошло.
Самая современная и долговечная конструкция состоит из труб (асбестоцементных с пропилами или пластиковых с перфорацией) для водоотвода, а также из песка и щебня, уложенных послойно — для фильтрации и водосбора. Вместе с дренажными работами целесообразно осуществлять монтаж инженерных сетей, начиная от оборудования септиков (для бытовой канализации) и скважины (колодца) и заканчивая трассированием электрических кабелей к местам подключения уличных светильников.
Часто бывает так, что дом строит одна фирма, бассейн ставит другая, а дренаж делает третья. Каждое новое вмешательство в подземную среду (утрамбовка грунта, строительство, транспорт) приводит к изменению гидрогеологической ситуации, и дренажная система в итоге оказывается неэффективной. Наиболее технически грамотное решение — это глубинный отвод, который проводится для предупреждения подтопления фундаментов, подвалов зданий и других подземных сооружений.
Уровень грунтовых вод должен быть ниже оснований подземных сооружений не менее чем на 50 см. По расположению труб дренажные системы бывают однолинейные, двухлинейные, контурные и площадные. Наиболее распространена контурная система: дренажные трубы располагающиеся по контуру защищаемого участка. В такую систему входят смотровые колодцы и сооружения для сброса воды. Основа дренажной системы — труба с отверстиями для приема воды (круглыми или щелевыми), вокруг которой насыпается фильтр из песка и гравия.
Диаметр труб зависит от нагрузки (гидрогеологических условий) и определяется гидравлическим расчетом. Дренажные трубы бывают асбестоцементные, бетонные, керамические и пластиковые со стандартным размером от 150 до 200 мм в диаметре, причем для пластиковых могут иметь место и более крупные габариты. Водоприемные отверстия в дренажных трубах должны быть такими, чтобы через них не проникал внутрь обсыпочный материал.
Для щелевых отверстий — от 3 до 7 мм с расстоянием между ними 50–70 см, для круглых — от 5 до 15 мм. Общая площадь круглых отверстий может составлять 0,5% от всей площади поверхности трубы. Водоприемные отверстия располагаются по бокам. В керамических и бетонных трубах с этой целью используются зазоры в стыках. Для антизаиливания их обкладывают геотекстилем, мхом или войлоком.
Глубина заложения дренажа определяется параметром необходимого уровня снижения грунтовых вод, системой и типом дренажа, конкретными гидрогеологическими условиям данной местности и глубиной промерзания грунта. Часто достаточно только поверхностного отвода, правильного подбора гидроизоляции и грамотного применения ее при обработке фундаментов. Изоляция используется также при герметизации стыков, швов соединений самих труб и колодцев.
Укладка дренажных труб производится с небольшим уклоном: для песчаного грунта 0,0003, для глинистого — 0,002. Контурные дренажные системы располагают вблизи наружных сторон фундамента здания. Площадные используют для защиты участка. Фильтр, которым обсыпают дренажные трубы, это своеобразный «слоеный пирог» из гравия, песка и щебня. Как правило используется мелкий гравий и особо мелкий, песок крупный и средний, щебень мелкий и особо мелкий.
Размер фильтрующих частиц должен превосходить размер частиц грунта более чем в 10 раз. Специальные смотровые колодцы монтируются для наблюдения за работой дренажа и очистки дренажных линий.Расположение таких колодцев совпадает с точками изменения диаметра, уклона и направления дренажных труб. Обычно колодцы бывают сборными из бетонных (железобетонных) или пластиковых элементов. Дно колодца надежно гидроизолируется.
Сброс отобранной воды происходит в водоприемник. Если поблизости нет естественного водоприемника, то строится поглотительный колодец. При необходимости вода откачивается насосом, что серьезно усложняет техническую часть системы. Появление полимерных труб (полиэтиленовых, поливинилхлоридных и полипропиленовых) радикально изменило ситуацию с дренажными системами. Пластмассовые трубы нового поколения обладают рядом преимуществ.
Они легкие, прочные, жесткие и гибкие одновременно. Специально разработанные конструкции труб для дренажа позволили добиться удачного сочетания этих свойств, во многом противоположных. Дренажные полимерные трубы должны быть, во-первых, перфорированы, то есть на всей поверхности в необходимом количестве проделаны отверстия для эффективного попадания грунтовых вод и гибкости в продольном направлении, во-вторых — гофрированы.
Ребра жесткости позволяют тонкостенным трубам иметь по всей длине приличный запас прочности в поперечном сечении и выдерживать нагрузки на глубине до 8–10 м, оставаясь при этом легкими. Их удобно перевозить (в бухтах по 50 и 100 м), укладывать под любым углом и соединять с помощью фитингов, но главное, что они долговечны и прекрасно функционируют под землей в течение 50 лет. Вот почему в дренажных работах полимерные трубы незаменимы.
Они применяются, можно сказать, в 90% из ста случаев. За ними будущее. Дренажные трубы из пластмасс выпускаются наружным диаметром от 50 до 200 мм. В дренажных работах используется лишь гранитный щебень или чистый гравий. Известковый щебень и песчано-гравийная смесь непригодны. Под действием воды они забивают пустоты грунта и отверстия труб, возникает обратный отрицательный эффект. Качество почв, преимущественно тяжелых, требует особого внимания к качеству фильтрации.
Для этого, кроме «голых» дрен, выпускаются трубы, обернутые прочным фильтрующим материалом. Это геотекстиль и кокосовое волокно. Они не подвержены гниению. Их предшественниками были стеклоткань и натуральное волокно кокосов. Для каждого типа осушаемых земель предназначен определенный вид фильтра. Трубы без фильтра можно укладывать там, где полностью отсутствует опасность засорения отверстий песком и илом.
Фильтры из геотекстиля применяются в песчаных, супесчаных и торфяных почвах. В суглинки и глины большей частью укладываются дрены с фильтром из кокосового волокна. Наличие фильтра предохраняет систему от заиливания и способствует беспрепятственному прохождению грунтовых вод внутрь трубы. Следует отметить, что геотекстиль можно применять независимо от дренажных труб для защиты дренажного слоя от загрязнения и заиливания.
Являясь прекрасным фильтром, геотекстиль поддерживает высокие фильтрующие свойства щебня и песка, оберегая тем самым сеть от преждевременного выхода из строя. Геотекстиль позволяет устроить «мягкий» дренаж, очень простой по организации — понадобится дополнительный гидроизолирующий материал типа тектона. Система мягкого дренажа устраивается следующим образом. Выкапывается дренажная траншея с уклоном, на ее дно укладывается тектон в виде «корыта».
Затем в траншею выстилается геотекстиль, причем так, чтобы были покрыты дно и стенки. Потом насыпается слой щебня объемом порядка двух третей от глубины траншеи. После этого щебень заворачивается геотекстилем внахлест. Насыпается слой песка и укладывается дерн вровень с поверхностью. Механизм работы: тектон не дает воде скапливаться в грунте, отводя ее за пределы участка. Геотекстиль же нужен для того, чтобы щебень (фильтрующий слой) не забивался частичками грунта и длительное время сохранял свои свойства.
Избыток воды должен легко попадать в дренажные трубы, а вода легче проходит через песок или опилки, поэтому эти материалы часто используют в качестве фильтра. Множество мелких отверстий быстрее пропускают воду, причем через них в трубу не попадают ил и песок, которые бы с течением времени могли бы засорить трубу (как это часто бывает с трубами, имеющими большие отверстия). Однако пропускная способность трубы зависит не только от густоты отверстий.
Ее можно усовершенствовать, обвязав трубы фильтрами из синтетических или натуральных материалов. Такие фильтры также предохраняют трубы от заиливания. Размеры труб и расстояние между ними, выдерживаемое при укладке, определяются количеством воды, которое требуется отводить в единицу времени. Важным моментом является правильная засыпка труб после их укладки. Благодаря этому не только обеспечивается закрепление труб в земле, но и облегчается просачивание воды в трубы, причем ил задерживается, не доходя до труб.
