10Конструкция дренажа
10.1 Для защиты заглубленных частей зданий следует применять традиционные и современные конструкции горизонтальных дренажей:
с фильтрующей обсыпкой труб (или наполнением закрытого дренажа) из рыхлого сортированного материала (песка, гравия, щебня);
с фильтром из геосинтетических (или натуральных) материалов в сочетании с песчано-гравийными;
с композициями из дренажных материалов на основе пластмасс (геокомпозиты);
с обертками труб из геоткани (или натуральных материалов) и без них.
Геотекстильные материалы в конструкции дренажа следует использовать в качестве:
фильтрующих мембран для разделения обратной засыпки и обсыпки трубчатого дренажа, фильтрующих слоев последней;
обертки труб.
Геокомпозиты следует использовать для повышения эффективности дренажной сети и сокращения объемов фильтрующих грунтовых материалов.
10.2 Выбор геотекстильных мембран и геокомпозитов следует осуществлять с учетом условий их работы, инженерно-геологических условий площадки строительства и реконструкции, технических характеристик материалов [11, 17, 19, 20].
Геотекстильный фильтр должен пропускать воду и отсеивать грунт, излишне не деформироваться и не ограничивать доступ влаги в дренажную конструкцию, обладать био- и химической стойкостью, сохранять рабочее состояние на протяжении всего срока эксплуатации дренажа.
Геокомпозиты должны отвечать требованиям износостойкости; био- и химической стойкости; сохранности в рабочем состоянии в течение всего срока службы и иметь высокие фильтрационные свойства.
Предпочтение следует отдавать:
фильтрующим нетканым геотекстильным мембранам из бесконечных ПП нитей, с иглопробивным упрочнением;
трехмерным геокомпозитам из дренажного пластикового (ПП) основания и фильтрующей мембраны, которые называют пластиковыми дренажами. Задача мембраны в пластиковом дренаже – пропустить воду в проводник влаги (основание) и задержать частицы осушаемого грунта. Задача пластикового основания – транспортировать воду в прифундаментную систему горизонтальных дрен.
Для отдельных типов пластиковых дренажей существует вариант конструкции со специальной пазухой (каналом) для дренажной трубы.
10.3 Фильтрующие грунтовые обсыпки в зависимости от состава осушаемого грунта следует устраивать однослойными или двухслойными [16]. Наряду с этим предусматривают засыпку части траншеи песчаным грунтом (рис. 5). При устройстве откосной траншеи такую засыпку делают в виде призм по соображениям экономии материала.
Рис. 5. Схема устройства обсыпок:
а – прямоугольная; б – в виде трапеции; 1 – дренажная труба; 2 – щебень;3 – песок с коэффициентом фильтрации не менее 5 м/сут.; 4 – местный грунт
Назначение призмы – прием воды, притекающей с боков. Наименьшая высота песчаной призмы составляет 0,6-0,7 от величины превышения расчетного УГВ относительно дна дренажной траншеи, максимальная – на 30 см выше расчетного УГВ; оптимальная определяется конкретными условиями строительства.
10.4 Однослойные фильтрующие обсыпки допустимы в гравелистых и крупных песках, а также в песках средней крупности со средним диаметром частиц 0,3-0,4 мм и крупнее.
Двухслойные обсыпки следует устраивать в супесях, мелких пылеватых и среднезернистых песках со средним диаметром частиц меньше указанного, а также при слоистом строении водоносного пласта.
Грунтовые материалы, используемые для обсыпок, должны отвечать требованиям, предъявляемым к материалам для гидротехнических сооружений, и соответствовать действующим государственным стандартам.
Состав фильтрующих обсыпок следует подбирать, чтобы исключить суффозию и кольматаж системы, толщина одного слоя обсыпки должна быть не меньше 150 мм.
Для внутреннего слоя обсыпок используют щебень М1000-1200 с крупностью фракций 3-10 мм (в зависимости от размеров пропилов труб), внешнего слоя и песчаных призм – песок с коэффициентом фильтрации не меньше 5 м/сут.
Обсыпкам придают прямоугольную или трапецеидальную форму, более сложные конфигурации требуют специальных инвентарных щитов. Обсыпки трапецеидальной формы выполняют с откосами устойчивого очертания, прямоугольные – с помощью щитов.
10.5 Выбор конструкции трубчатого дренажа зависит от гидрогеологических условий площадки строительства, особенностей объекта защиты, типа и системы дренажа, заглубления подвального этажа и его назначения (рис. 6).
10.6 Пластовый дренаж для защиты заглубленных частей здания следует выполнять в виде сплошного песчано-гравийного слоя (площадный), в виде призм (линейный) и имеющих уклон к трубчатой дрене, а также с использованием геотекстильных мембран и высокопрочных геокомпозитов.
Конструкция пластового дренажа может состоять из одного или двух слоев в зависимости от характера подстилаемых грунтов, ширины защищаемого сооружения и притока воды.
Однослойный пластовый дренаж устраивают из щебня (гравия), двухслойный – из щебня и песка. Песчаный слой может быть заменен соответствующей геотекстильной мембраной. В пластовом дренаже используют щебень с крупностью фракций 3-20 мм (коэффициент неоднородности – не больше 5), а также среднезернистый песок. К грунтовым материалам фильтрующей постели дренажа предъявляют требования, аналогичные требованиям к грунтовым фильтрующим обсыпкам трубчатого дренажа.
Площадный пластовый дренаж с однослойной щебеночной постелью должен иметь толщину не меньше 300 мм. Двухслойную дренирующую постель конструктивно решают из щебеночного слоя минимальной толщиной – 150 мм, а песчаного – 100 мм.
Для сокращения объемов щебня площадный пластовый дренаж заглубленного здания конструктивно может быть решен в виде слоя песка, прорезанного в поперечном направлении щебеночными призмами.
Толщина линейного пластового дренажа с однослойной постелью из щебня должна быть не меньше 200 мм. Необходимое количество дрен (призм) определяют с учетом гидрогеологических условий, а их положение в плане зависит от конструкции фундамента защищаемого объекта.
а – несовершенного типа
б – совершенного типа
в – совершенного типа на условном водоупоре с линейным пластовым дренажем
г – с дренажно-изоляционным геокомпозитом
е – с геотекстильной прослойкой в обсыпке дрены и геокомпозитом
ж – с геотекстильной прослойкой в обсыпке дрены без геокомпозита
Рис. 6. Схемы конструкции пристенного дренажа
Фильтрующая постель пластового дренажа должна сопрягаться с обсыпкой дренажной трубы согласно требованиям 8.15. В процессе производства работ пластовый дренаж защищают от засорения. Примеры конструкции пластового дренажа зданий показаны на рисунке 7.
10.7 При выборе конструкции подпольных дренажных линий особое внимание следует уделять ее надежности.
Когда внутренние дренажные линий проложены под плитой пола подвала возможность доступа к ним исключается, поэтому устройство дренажных щебеночных призм (при оптимальной трассировке и соответствующих расчетных параметрах) имеет определенные преимущества перед трубчатыми конструкциями [2].
10.8 Трубы дренажа подбирают и проектируют в соответствии с требованиями:
достаточной водопропускной способности;
прочности при воздействии на них грунта засыпки и динамических нагрузок;
стойкости к агрессивным грунтовым водам;
удобства устройства и эксплуатации дренажа.
В наибольшей степени этим требованиям отвечают однослойные и двухслойные пластмассовые труб из полиэтилена низкого давления (ПНД), поливинилхлорида (ПВХ), а также полипропилена (ПП) и полиэтилена высокой плотности (НДПЕ). В зависимости от материала и конструкции они относятся к различным классам жесткости.
10.9 Выбор конструкции дренажной трубы определяется условиями применения и требованиями эксплуатации.
Рис. 7. Схема конструкции пластового дренажа
А – здания; а – двухслойного из песчано-гравийных слоев; б – то же с геотекс-
тильной фильтрующей мембраной; в – то же однослойного из щебня; 1 – фильтрующая постель; 2 – дренажная перфорированная труба; 3 – щебеночный фильтр;
4 – песчаный фильтр; 5 – обратная засыпка; 6 – перепускная труба без перфорации;
7 – гидроизоляционная мембрана; 8 – бетонная подготовка; 9 – геотекстильная
фильтрующая мембрана; 10 – местный грунт
Размеры водоприемных отверстий дренажных труб должны подбираться с учетом гранулометрического состав осушаемого грунта [1,3,5]. Это требование следует учитывать при выборе труб, представленных на современном строительном рынке с различными вариантами дренажных прорезей.
Традиционные конструкции – однослойные трубы с гладкой или (чаще) с гофрированной поверхностью, которая повышает прочность трубы, сохраняет ее гибкость и увеличивает водозахватывающую площадь дренажных отверстий. Современные конструкции – двухслойные и даже многослойные трубы. Последние эффективны при больших динамических нагрузках и глубинах заложения защищаемого объекта.
В двухслойных трубах внутренняя стенка гладкая, а наружная оболочка гофрированная, надежно скрепленная с внутренним слоем. Благодаря гладкой внутренней стенке увеличивается скорость водного потока и повышается проводимость трубы. Наличие внешней гофрированной оболочки делает конструкцию трубы устойчивой к ударной деформации, что особенно важно при транспортировке и монтаже труб в зимних условиях. Такие трубы отличаются высокой водоосушительной и самоочищающейся способностью, хорошо «держат» обычно небольшой заданный уклон трассы дренажа
Допустимая максимальная глубина заложения однослойных пластмассовых дрен зависит от материала труб, наименьшая глубина прокладки труб определяется требованиями их защиты от динамических нагрузок и промерзания.
В слабых грунтах с недостаточной несущей способностью дренажная труба должна быть уложена на искусственное основание.
10.10 Смотровые колодцы. Традиционные конструкции колодцев следует устраивать из железобетонных колец с внутренним диаметром 1000 мм, колодцы с насосами – 1500 мм.
Современные компактные конструкции колодцев – из пластмассы с минимальным диаметром 315 мм. Последние изготавливают на заводе и поставляют в готовом виде на площадку строительства или собирают на месте из соответствующих элементов.
Трубы транзитного дренажа выполняют без перфорации и устраивают без фильтрующей обсыпки. По конструкции и техническим характеристикам они аналогичны трубам самотечной ливневой канализации.
Предпочтение следует отдавать пластмассовым колодцам из сборных элементов, монтируемых на месте. Целесообразно использование колодцев и пластмассовых труб одной и той же системы, поскольку в этом случае имеются все необходимые комплектующие: для соединения труб между собой, труб и смотровых колодцев, устройства против замерзания и т. п. Такая дренажная система является наиболее эффективной с точки зрения эксплуатации и долговечности.
10.11 Конструкция сборного колодца состоит из трех основных частей: донной, вертикальной и крышки или люка (рис. 8). Трубы либо врезаются на месте в нижнюю часть вертикальной конструкции, либо в ней имеются заводские отводы. Как правило, предпочтителен вариант врезки труб по месту. Элементы конструкции колодцев выполняют из различных материалов исходя из условий их работы. Верхнюю часть – люк в зависимости от назначения территории и ожидаемых нагрузок выполняют в различных вариантах. Вертикальная часть колодца может представлять собой однослойную гофрированную или двухслойную трубу из различных материалов (ПВХ, ПНД, ПП), дно колодца – из ПП.
10.12 Колодцы из пластмассовых изделий устраивают с отстойной частью (песколовкой) глубиной не меньше 0,5 м. и чистят с использованием средств механизации.
В традиционных железобетонных колодцах осадочная часть глубиной не менее 0,5 м обязательна в последнем смотровом колодце сети на стартовом участке транзитного дренажа, в перепадных колодцах, а также в смотровых колодцах по трассе дренажа через 40-50 м.
При наличии требований специальных организаций сооружения на сети транзитного дренажа следует выполнять в соответствии с этими требованиями.
Рис. 8. Схемы конструкции колодцев:
а – пластмассовых, собираемых на месте с конической бетонной горловиной;
б – то же с чугунным люком и юбкой; в – то же с врезанной дренажной трубой;
1 – гофтруба колодца; 2 – юбка из ПВХ; 3 – дно из пропилена; 4 – коническая бетонная горловина; 5 – резиновое кольцо; 6 – крышка.
|
