Системы дренажных трубопроводов

  На сегодняшний день в странах Европы строительные мероприятия не заканчиваются без укладки систем дренажных трубопроводов. Альтернативы дренажу нет. Дренаж используется везде, будь то домостроение, ландшафтное и парковое хозяйство, проведение комплекса мелиоративных и озеленительных работ, устройство футбольных и легкоатлетических полей, дорожное строительство, сельское хозяйство и т.д. В большинстве стран при многоэтажном и малоэтажном строительстве создаются дренажные системы вне зависимости от гидрогеологических и атмосферных условий. Особенно остро вопрос об устройстве дренажа встает при возведении загородных домов.
Необходимость повсеместного проведения дренажных работ стала очевидной и в нашей стране, где в последнее время все большее распространение получает строительство коттеджных поселков, садово-дачных товариществ и фермерских хозяйств. При комплексном освоении участков под застройку и осуществлении водоотвода с хозяйственных площадей, садовых и лесных массивов часто приходится сталкиваться с устройством дренажных систем. Необходимость водоотводящих мероприятий обусловливается в большинстве случаев высоким уровнем стояния грунтовых вод относительно поверхности земли и выклинивающимися восходящими потоками подземных вод: ключами, родниками и “верховыми” болотами, а также ливневыми и талыми водами. На просторах нашей страны встречаются регионы, где подобные территории занимают до 70% от общей площади. Наиболее характерно это для таких областей, как Московская, Тверская, Тульская, Вологодская, Ярославская, Владимирская, Смоленская, Костромская, Калужская и др. Актуальной проблема устройства дренажных систем стала и для Москвы. Утечки из московских водопроводных и канализационных систем, по различным авторитетным источникам, составляют от 20 до 40 %, повышая таким образом уровень грунтовых вод, что приводит к нарушению несущей способности фундаментов строений и полотна автомобильных дорог. И Москва не является исключением, так как срок эксплуатации сетей водоснабжения и канализации в большинстве регионов истек, и сети требуют срочной перекладки.
Высокий уровень грунтовых вод при загородном строительстве, как правило, приводит к нарушению нормальной хозяйственной деятельности человека на осваиваемой территории:
• разрушению фундаментов зданий;
• затоплению подвальных помещений, гаражей и подземных погребов;
• вымыванию грунта;
• вымерзанию плодовых деревьев и кустарников;
• постоянной сырости на участке и в доме;
• возникновению грибковых заболеваний зданий и насаждений;
• загниванию корневой системы и, как следствие, гибели растений и т. п.
Раньше эта проблема решалась с помощью устройства систем водоотводных канав и каналов, которые изымали из оборота значительные площади и приводили к устройству большого количества различных гидротехнических сооружений. При таком подходе площади хозяйствования часто уменьшались на 20%, а затраты на подобные мероприятия значительно увеличивали общую сметную стоимость объекта, учитывая расходы на эксплуатацию водоотводящей системы: выкашивание склонов (до двух-трех раз в сезон) и прочистку русла. При этом ошибочно считалось, что устройство дренажных трубопроводов целесообразно только при осушении значительных площадей для сельскохозяйственных нужд.
Следующей попыткой решения проблемы водоотвода стало использование траншей с укладкой гравийно-щебеночных фильтров по длине траншеи. Фильтры первоначально укладывались в виде фашин из ивовых прутьев или сетки-рабицы. Впоследствии пытались осуществлять отсыпку в виде ровного слоя на дне траншеи. Однако и этот метод вскоре исчез из применения, так как, проработав год-полтора, система прекращала функционировать и выходила из строя, полностью заилившись.
Затем широкое применение получило использование для целей дренажа гончарных, асбестоцементных и керамических труб. Гончарные и керамические трубы использовались, как правило, при сельскохозяйственном освоении территорий. К основным недостаткам этих труб также можно отнести довольно высокую скорость заиления и, в результате, необходимость частых промывок систем, смещение осей трубопроводов при дополнительных нагрузках на поверхности земли, что приводило к выходу из строя отдельных участков систем. Все это многократно увеличивало эксплуатационные расходы на восстановление пропускной способности дренажной системы – перекладку вышедших из строя участков и частые промывки трубопроводов. Кроме того, следует отметить, что в асбестоцементных и керамических трубах вручную делались пропилы, что приводило к увеличению трудоемкости при монтаже трубопроводов и устройстве дренажа, а также наносило вред здоровью людей. В Германии, например, применение асбестосодержащих материалов в строительстве было запрещено министерством здравоохранения более 15 лет назад.

С появлением на рынке строительных изделий трубопроводов из полимерных материалов ситуация с водоотводом и устройством дренажных систем резко изменилась. Первоначально для дренажа начали изготавливать трубы из полиэтилена. Они выпускались в виде гибких гофрированных трубопроводов черного цвета в зависимости от диаметра в бухтах протяженностью по 100, 200 и 500 м. Основным недостатком подобных труб являлось то, что количество отверстий для приема воды, располагавшихся на одном погонном метре изделий, было мало, и они были слишком велики по сравнению с выносимыми из грунта иловатыми частицами. Поэтому системы из полиэтилена необходимо промывать не реже, чем дренаж из асбестоцементных и керамических труб. Однако им в меньшей степени грозят механические повреждения из-за незначительных вертикальных подвижек грунта и дополнительно возникающие нагрузки на поверхности земли. Гофрированная труба из полиэтилена укладывалась как в песчаные и торфяные грунты, так и в глины с суглинками. Такой подход к решению проблемы, связанной с отводом избыточных и понижением уровня грунтовых вод для различных почв, стал для устройства дренажа неприемлем. Поэтому на смену полиэтиленовым изделиям пришли гофрированные перфорированные трубы из поливинилхлорида (ПВХ) с фильтрами для различных типов грунтов. Эти трубы с большим количеством мелких отверстий обладают рядом преимуществ по сравнению с полиэтиленовыми аналогами. Ребра жесткости позволяют равномерно распределять нагрузки по всей трубе, что в совокупности с более предпочтительными физико-механическими свойствами материала делает почти неограниченным срок их службы. Увеличение количества отверстий на один погонный метр изделий способствует более быстрым пропуску, сбору и отводу излишней воды с участка. Европейские производители выпускают как голые трубы, так и трубы с фильтрами из геоткани, кокосового волокна. Голую трубу помещают там, где полностью отсутствует опасность попадания в отверстия песка и ила. Трубу с фильтром из геоткани укладывают в песчаных и супесчаных грунтах. Труба с фильтром из кокосового волокна укладывается в торфяниках, глинах и суглинках. Наличие фильтра предохраняет дренажную систему от заиления и способствует беспрепятственному проникновению избыточных вод внутрь трубы.
Дренажные работы на участке проводятся в комплексе с мероприятиями по его освоению. Они начинаются с ознакомления с генпланом участка и его нивелировки по высотам рельефа, а также определения уровня грунтовых вод по временам года. Планировка дренажной системы осуществляется после определения гидравлических уклонов и объемов притока избыточных вод. Главное условие эффективного осушения участка – создание гарантированной возможности отвода воды самотеком или с помощью дренажного насоса в овраг, уличный кювет, декоративный или естественный водоем, водоток, приемный бассейн или колодец и т. д. Дренажный трубопровод из ПВХ может укладываться на глубину до 8–10 м. Обычно заложение дренажа определяется глубиной промерзания грунта (для Московской области – 1,6 м), глубиной укладки фундамента здания и т. д. Минимальная глубина укладки трубы составляет 80 см.
Дренаж осуществляется в такой последовательности:
• в открытую траншею насыпается дренажный слой из щебня или гравия высотой не менее 15 см;
• дренажный слой планируется с постоянным уклоном (минимум 1 см на
2 м длины). Для контроля можно использовать водяной уровень и шнур;
• трубопровод собирается из нарезанных в размер труб и фасонных деталей (тройники, заглушки, переходники и отводы) и укладывается на дренажный слой;
• трубопровод обсыпается дренажным слоем из щебня или гравия высотой не менее 15 см над верхом трубы, не нарушая соединений и не изменяя созданного в траншее уклона;
• траншея засыпается водопроницаемым грунтом (например, песком) до поверхности земли и сверху укладывается растительный слой.
При устройстве дренажных систем могут использоваться колодцы, как из железобетона, так и из ПВХ, специально предназначенные для этих целей.