Отведение грунтовых вод, в том числе, паводковых, от зданий и почвы на участке – одна из наиболее частых гидрогеологических задач. Однако перед тем как приступить к ее решению, необходимо определить требуемую пропускную способность канализации, а для этого понадобится расчет дренажа. Как его выполнить, какие факторы при этом учитываются, и какими бывают системы отвода грунтовых вод – далее в статье.
Внимание! Следует учитывать, что, в зависимости от конкретных условий, при заложении кольцевого дренажа расстояние между стенкой траншеи в верхней ее части и стеной/фундаментом дома должно быть не менее 3 м. Наполнитель (гравий и песок) должны быть отсыпаны на такую глубину, чтобы предотвратить вспучивание грунта при замерзании воды вокруг фундамента. Не следует забывать и об обязательной организации бетонной отмостки под стенами, отходящей на расстоянии не менее1 мот здания.
Способы организации дренажа
Это может быть:
- простая засыпка траншеи песком и гравием
- установка дренажных лотков
- установка дренажных труб
- укладка дренажных матов
Песчано-гравийная засыпка привлекательна своей простотой, для нее достаточно вырыть траншею, и внести наполнитель слоем 15-40 см. Как правило, сверху остальной объем заполняют ранее вынутым грунтом.
Но такие достаточно быстро (в течение 2-3, максимум – 5 лет) теряют свою эффективность в результате заиливания. Заполнение пространства между зернами заполнителя не позволяет воде направляться в сток.
В траншею, также на гравийно-песчаное основание, могут быть уложены бетонные или полимербетонные лотки, которые поверх накрывают, например, чугунными решетками. Этот способ применяют, как правило, вблизи садовых дорожек, подъездов транспорта и тому подобных объектов.
Наиболее распространенный сейчас способ – это укладка дрены – специальной гладкостенной или гофрированной трубы с перфорацией. Преимущество этого способа в том, что при правильной организации, особенно – с применением геотекстиля (для оборачивания труб), он обеспечивает долгую и надежную эксплуатацию системы.
Дренажные маты представляют собой трехслойный материал из комбинации полимеров, обладающий высокой способностью к водоотведению даже при высоком давлении грунта.
Маты укладываются либо в обычные лотки или траншеи, либо прямо на поверхности почвы, что применяется на больших и излишне влажных площадях. Помимо высокой дренирующей способности маты также создают препятствующую пучению грунта морозозащитную прослойку.
Все эти методы применимы как для организации отведения грунтовых вод от фундамента здания, так и для дренажа самой территории земельного участка.
При промерзании влажных грунтов (глин, суглинков, супесей, мелких и пылеватых песков) происходит пучение. Пучение – это общее или местное поднятие поверхности грунта или рельсового пути, причиной которого является промерзание грунта и увеличение в объеме (на 19%) замерзающей в нем воды.
При замерзании обычно происходит более или менее равномерное пучение на больших участках. В отдельных местах величина равномерного
вспучивания нарушается: эти местные искажения называют пучинами. Пучины могут быть в виде пучинных горбов, впадин и перепадов.
Величина равномерного пучения бывает 30-40 мм, неравномерного – 200 мм и более.
Пучины делятся на балластные и грунтовые (коренные), при этом у балластных пучин зона пучинообразования находится в пределах балластного слоя, грунтовых пучин – в земляном полотне. Высота балластных пучин 20-25 мм.
Для ликвидации балластных пучин проводят следующие мероприятия: прочистку кюветов, замену или очистку загрязненного балластного слоя, ликвидацию или осушение углублений в основной площадке земляного полотна.
Для ликвидации грунтовых пучин применяют: замену пучащего грунта дренирующим, выведение зоны промерзания из слоя грунта, вызывающего пучины и понижение горизонта грунтовых вод с целью выведения его из зоны промерзания.
В настоящее время практически применяются два последних способа.
Понижение горизонта грунтовых вод под земляным полотном производится с помощью односторонних или двухсторонних дренажей, которые закладываются под кюветами или на откосах.
Согласно классификации, предложенной проф. Г.М. Шахунянцем, дренажи различают по охвату осушаемого объекта и характеру работы на одиночные, групповые и дренажную сеть.
Одиночный дренаж является изолированным сооружением, обеспечивающим осушение определенного объекта.
Групповой дренаж – это ряд отдельных дренажей, не связанных друг с другом в единую систему, но созданных для одной цели. Групповой дренаж по сравнению с одиночным сокращает сроки осушения объекта.
Дренажной сетью называют комплекс дренажей, связанных друг с другом в единую систему.
По характеру сбора и отвода грунтовых вод, конструктивным особенностям и способам сооружения дренажи делятся на горизонталь-ные, вертикальные, комбинированные и биологические
Горизонтальные дренажи бывают открытые в виде лотков или канав и закрытые. Закрытые дренажи – наиболее распространённые.
Вертикальные дренажи применяются как буровые или шахтные водоспускные колодцы и значительно реже с откачкой воды.
Комбинированные дренажи представляют собой различные сочетания горизонтальных и вертикальных дренажей.
Биологический дренаж представляет собой систему осушения грунта путем испарения влаги различными растениями (посадка деревьев, создание травяного покрова).
Дренаж называется несовершенным, если его дно расположено выше водоупора, т.е. происходит подток воды со дна дренажа и совершенным, если его дно опирается на водоупор или врезано в него.
Наибольшее распространение нашли трубчатые дренажи горизонтального типа.
Устройство дренажей дает большой эффект в борьбе с пучинами при грунтах, хорошо отдающих воду.
studfiles.net
Гидравлический расчет дренажа - КиберПедия
Подбор дрены. Выше был определен расход воды на 1 пог. м проектируемого дренажа. Очевидно, при расчете пропускной способности дренажной трубы-дрены необходимо определить расход на протяжении всей длины рассматриваемого дренажа, а в случае дренажной сети учесть также приток воды из других подземных водоотводов. Суммарный расчетный расход воды для концевого сечения трассы дренажа:
Транзитный расход воды, притекающей из сопряженных дренажей;
l - длина дренажа, как водосбора;
Коэффициент, учитывающий возможность постепенного загрязнения трубы, принимают равным 1,5;
q – дебит дренажа.
Сечение дренажной трубы обычно определяют методом последовательных попыток, т. е. вначале задаются некоторым сечением и в дальнейшем проверяют соответствие этого сечения требуемой пропускной способности. В большинстве случаев этим требованиям удовлетворяют круглые трубы с внутренним диаметром 150 мм. Поэтому расчет сечения следует начинать, задавшись этим размером внутреннего диаметра.
После назначения диаметра труб делают поверочный расчет по известным из гидравлики формулам
Искомый расход воды в трубе в м3/сек;
Смоченный периметр трубы в м;
Гидравлический радиус трубы в м;
Площадь сечения трубы в м2;
Продольный уклон трубы на расчетном участке, определяемый в зависимости от принятой величины перепада, а входящей и выходящей труб в смотровом колодце и проектируемого продольного уклона дна траншеи :
Расстояние между смотровыми колодцами в м. В рамках курсового проекта можно принять 25-50 м.
Величину перепада в смотровом колодце назначают в пределах 0,1-0,25 м. При проектировании часто принимают уклон дна траншеи дренажа равным уклону дна кювета, т. е. .
Коэффициент С (коэффициент Шези) приближенно можно определить по формуле академика Н. Н. Павловского
где n = 0,012; y = 0,164 при м и у = 0,142 при м. В большинстве случаев можно считать м.
Гидравлический радиус труб круглого сечения
Установив все расчетные величины, определяют Qnp и сравнивают этот расход с расчетным QД. Расчет заканчивают при условии .
Если получается, что , то производят перерасчет при новом, большем диаметре трубы.
Пример расчета дренажа
Требуется запроектировать и рассчитать дренаж длиной 50 м для осушения грунта основной площадки двухпутного земляного полотна в выемке при следующих условиях. Грунт глинистый. Расчетная глубина промерзания от поверхности балластного слоя Z10=1,7 м. Отметка бровки земляного полотна Гб = 73. Отметка уровня безнапорных гравитационных вод до их понижения Гг.в.= 73. Отметка кровли водоупора (по оси земляного полотна) Гв = 65.
Поперечный уклон поверхности водоупора при обследовании не обнаружен. Коэффициент фильтрации грунта k=1,0 см/ч. Средний уклон кривой депрессии Iо = 0,1. Капиллярный подъем воды ак.п. = 0,7 м. Коэффициент фильтрации дренажной засыпки kд = 0,001 м/сек.
Ширина основной площадки земляного полотна 12 м. Средняя толщина балластного слоя 0,5 м. Глубина кювета 0,6 м. Дренаж проектируется на прямом участке пути; продольный уклон дна кювета выемки в месте устройства дренажа iк = 0,006.
Земляные работы при устройстве дренажа производятся механизированным способом с использованием дренажной машины.
Принимаем к расчету подкюветный двусторонний горизонтальный дренаж траншейного типа.
План и профиль дренажа в заданных условиях определяются существующим положением железнодорожной линии, т. е. продольную ось дренажа принимаем параллельной железнодорожной трассе, а продольный уклон дна траншеи дренажа iД, как правило, повторяет уклон дна кювета. Таким образом, в рассматриваемом случае .
Определим глубину заложения дренажа и уточним его тип по отношению к кровле водоупора (см. рис. 3.12).
Принимаем е = 0,25 м; ho = 0,3 м. Для заданных условий b=1,25 м. Тогда
Ширина траншеи, разрабатываемой механизированным способом, 2d = 0,52 м. Для уточнения типа дренажа выполним еще ряд вычислений. Отметка дна дренажа при глубине кювета ко = 0,6 м будет
Отметка ГД выше отметки ГВ. Значит, проектируемый дренаж несовершенного типа.
Мощность части водоносного слоя выше дна дренажа:
Мощность водоносного слоя от дна дренажа до водоупора:
Глубина заложения дренажа на низовом участке сохраняется, так как уклон дна дренажа устраивают параллельно уклону дна кювета.
Вычисляем расход воды, притекающей к полевой стенке дренажа, по формуле:
Этому значению по табл. 3.19 соответствует . Далее вычисляем:
Что больше 3,
Т.е. в данном случае Т < Тр.
Полученные данные дают основание сделать заключение, что в рассматриваемом примере имеет место второй случай расчета qr , когда его значение находят по формуле:
Для нахождения qr определим a, используя формулу:
По графику (см. рис. 3.14) при
Искомый расход воды qB:
Расход воды, поступающей со второй половины дна дренажа:
м3/ч на 1 пог. м.
Из междудренажного пространства через боковую стенку дренажа поступает расход:
м3/ч на 1 пог. м.
Таким образом, полный суммарный расход воды на 1 пог. м дренажа будет равен:
м3/ч на 1 пог. м.
Расчетный расход воды на низовом сечении дренажа с учетом того, что QТ = 0:
Выразим расход воды в различных размерностях:
QД = 8,75 л/мин =0,15 л/сек =0,00015 м3/сек.
В качестве дрены используем трубофильтры внутренним диаметром мм.
Найдем пропускную способность трубы. С этой целью определим ряд величин, входящих в расчетные формулы:
Принимаем ; . Тогда ;
м/сек м/сек,
М3/сек, что значительно превышает QД.
Понятие плотности грунта в дорожном строительстве отличается от общепринятого в физике. Плотность грунта – это вес единицы объема скелета грунта, т.е. вес без учета веса поровой воды при сохранении естественной структуры (пористости).
cyberpedia.su
3.3.2. Проектирование и расчёт кольцевого вертикального дренажа
Вертикальный дренаж – производится откачка грунтовых вод из специально заложенных буровых колодцев, для более глубокого понижения уровня грунтовых вод. Расположение колодцев делается площадное или линейное.
При осушении площадки кольцевого вертикального дренажа должны быть известны: план площадки, максимальный уровень грунтовых вод, отметка залегания водоупора и коэффициент фильтрации грунта.
При помощи грунтового потока Н м, глубина понижения уровня грунтовых вод в центре площадки будет S м, а ордината депрессионной кривой
1. Порядок проектирования
Определяем радиус действия дренажа по формуле И.П. Кусакина
2. По формуле
определяем радиус круга xо, равновеликого площади прямоугольника
F = a ∙ b, (3.19)
где a и b – стороны равновеликого кругу прямоугольника.
3. По формуле
определяем предварительный расход кольцевого дренажа Qпрв.
4. Пользуясь формулой определения захватной способности колодца
gзкв = , (3.21)
где gзкв – захватная способность колодца;
Vq = 65м/сут, (3.22)
составляем два неравенства для n –2 колодцев:
qзквn > Qпрв (3.23)
qзкв(n –2) < Qпрв. (3.24)
Так, для n колодцев
gзкв = 2, (3.25)
где уп = , (3.26)
а для n-2 колодцев
gзкв = 2, (3.27)
где уn-2 = . (3.28)
Радиусом кольца задаемся.
Из неравенств (3.23) и (3.24) подбором определяем четное количество колодцев и распределяем их по контуру площадки.
5. По плану площадки определяем расстояние от центра А до каждого из колодцев х1, х2, …, хn. По формуле (3.20) определяем уточненный расход воды кольцевого дренажа Q.
Так, для колодца 6, симметрично расположенного с колодцами 1, 4, 9, составляют схему и вычисляют расстояния от колодца 6 до других колодцев: х1, х2, …, хn. При этом х6 = r. Пользуясь формулой (3.29), определяем у6:
Подобным способом определяют уровни грунтовых вод всех колодцев и составляют схемы депрессионных кривых.
Если необходимое понижение уровня грунтовых вод на площадке не достигнуто, то изменяют число колодцев и их размещение.
2. Расчет кольцевого вертикального дренажа
Для понижения уровня подземных вод на участке расположения одного из цехов завода запроектирован кольцевой дренаж вертикального типа, состоящий из ряда трубчатых колодцев, расположенных по прямому контуру защищаемого сооружения размером 40х60 м.
Отметка площадки в среднем 131,5м. Отметка водоупора (глина юрского возраста) 177,5м. Выше глин лежат аллювиальные крупнозернистые пески, прикрытые с поверхности слоем суглинка мощностью 1–2 м. Коэффициент фильтрации песков 20 м/сут. Подземные воды залегают на отметке 130м, т.е. примерно на 1,5м ниже поверхности земли.
Для того чтобы не было подтопления заглубленных подвальных помещений, уровень подземных вод должен быть понижен примерно до отметки 125м.
Принимаем радиус колодцев r = 0,1м, величину понижения уровня воды в центре площадки
S = 130 - 125 = 5м.
Величина водоносного слоя Е = 130м - 117,5м = 12,5м.
Порядок расчета следующий:
2.1. Определяем радиус действия дренажа по формуле (3.17)
2.2. Глубину воды в грунте в центре действия колодцев получим
уа = Н - S = 12,5 м - 5 м = 7,5 м.
2.3. Радиус круга, равновеликого защищаемой площади, будет равен
2.4. Предварительный расход кольцевого дренажа определяем по формуле (3.20)
Qпрв = м3/сут.
2.5. Пользуясь формулой (9.5), определяющей захватную способностью колодца, рассчитываем количество колодцев n, пользуясь такими двумя неравенствами
qзкаn > Qпра и qзкв(n-2) < Qпра или
2 > 3,14 ∙0,1∙ Vg ∙уп n > 3600 и 2∙ 3.14∙ 0.1 ∙Vgуn-2(n-2) < 3600.
При этом Vg = 60= 125,8 м/сут.
Задаемся количеством колодцев n = 10. Тогда по формуле (3.26)
По формуле
Проверяем принятое число колодцев n = 10 по двум неравенствам
2 ∙3,14∙0,1∙ 126,8 ∙5∙10 = 4000 м3/сут > 3600 м3/сут
2 ∙3,14∙ 0,1 ∙126,8∙ 4,5 ∙8 = 2900 м3/сут < 3600 м3/сут.
Распределяем эти колодцы по контуру цеха.
2.6. Подсчитываем уточненный расход воды по формуле (3.20).
Для этого подсчитываем по плану цеха расстояние от его центра А до отдельных колодцев
х1 = х4 = х6 = х9 = 36м;
х5 = х10 = 30м;
х1 = х3 = х7 = х8 = 22м.
Тогда Q = м3/сут.
2.7. Подсчитываем уровни грунтовой воды по группам колодцев, находящихся в одинаковых условиях.
Так, для колодца 6 (симметрично расположенного с колодцами 1, 4 и 9) составляем схему и вычисляем расстояние от колодца 6 до других колодцев (рис. 9в): х1, х2 …..х10.
При этом х6 = r. Тогда по формуле (3.29) получим
9.2.8.Проверяем захватную способность колодца
gзкв = 2∙3,14 ∙0,1 ∙126,8∙ 6,3 = 540 м3/сут > 390 м3/сут,
где 390 = = среднему расходу колодца.
2.9. Подсчитаем уровни грунтовой воды по группе колодцев 2, 3, 7, 8. Пользуясь тем же методом, определяем
По колодцам 5 и 10 получим
2.10. Строим продольные профили по равным сечениям колодцев и проверяем необходимое понижение подземных вод на площадке. Если это понижение не достигнуто, то изменяют число колодцев и их размещение.
studfiles.net
Расчет дренажа
Определение интенсивности поступления сточных вод
Как правило, весь объем поступающих сточных вод (qi) формируется за счет следующих факторов:
Объема дренажной воды (qd)
Объема дождевой воды (qr)
Объема сточных вод (qs)
Общий объем сточных вод (qi), поступающих в канализационную систему в единицу времени, рассчитывается следующим образом:
qi = qd + qr + qs (л/с)
Дренажная вода (qd)
Как правило, в количественном выражении, объем дренажной воды, который необходимо откачать, незначителен. Если почва рыхлая и дренажная система размещается ниже уровня грунтовых вод, номинальный объем дренажной воды должен определяться на основании гидрогеологических исследований. Существует эмпирическое правило, согласно которому следующие значения можно использовать в случае почвы с нормальными характеристиками (т.е. при отсутствии в непосредственной близости рек или других водных путей, а также болот) и, если уровень поверхности почвы находится выше уровня моря
Песчаная почва:
qd = L x 0,008 [л/с]
Глинистая почва:
qd = L x 0,003 [л/с]
где L = протяженность дренажного трубопровода.
Дождевая вода (qr)
Объем дождевой воды рассчитывается следующим образом:
qr = i x ϕ x A, где i = номинальная интенсивность дождя (л/с/м2)
ϕ = коэффициент стока
A = площадь водосбора в м2
Расчет интенсивности выпадения осадков должен основываться на анализе последствий затопления.
Номинальная интенсивность дождя неодинакова в различных регионах. Существуют очень приблизительные оценки этого параметра:
Наиболее общие нормативы следующие:
Для равнинной местности 0,014 л/с/м2
Для горной местности 0,023 л/с/м2
Коэффициент стока - это мера дождевого стока с площади водосбора. Коэффициент меняется в зависимости от типа поверхности и может быть определен с помощью следующей таблицы:
Площадь водосбора - это область, откуда вода стекает в систему водосброса.
Сточная вода (qs)
Расчет интенсивности поступления сточных вод из частных домов должен основываться на численности проживающих в этих домах людей.
Стандартное предварительное значение для интенсивности поступления сточных вод на человека в сутки принято считать равным 170 л.
Важное замечание:
Для жилых домов интенсивность поступления сточных вод (qs) необходимо принимать равной как минимум 1,8 л/с, если к канализационной системе подключены туалеты.
onda-kmv.ru
|
Поиск Лекций
Расстояние между дренами - осушителями определяется по формуле Роте:
где L - расстояние между дренами-осушителями, м; Н - высота непониженного уровня подземных вод, м; S – необходимое снижение уровня подземных вод, м;
Рис. 2.4. Расчетная схема совершенного систематического дренажа. Таблиця 2.2. Коэффициент фильтрации грунта Таблиця 2.3. Коэффициент инфильтрации грунта 2.2. Расчет несовершенного горизонтального дренажа. При залегании водоупора свыше 5 м, несовершенный систематический дренаж закладывают в водоносном горизонте (на глубине 3,5 м.)
Рис. 2.5. Расчетная схема несовершенного систематического дренажа. Расстояние между соседними дренами несовершенного дренажа определяют по формуле С.Ф. Аверьянова:
где Т – расстояние от центра дрены до водоупора, м; h2 – наивысшая точка кривой депрессии, м; k – коэффициент фильтрации грунта, м/сут, табл. 2.2; p – коэффициент инфильтрации осадков в грунт, м/сут, табл. 2.3. Величину Б рассчитывают согласно зависимости
где r – радиус дрены, м, (принимаем дрены диаметром 0,2 м) Укладка дренажных труб происходит согласно заранее разработанному плану дренажной системы. Минимальный уклон дренажной трубы по строительной норме составляет в глинистых грунтах – 0,002, а в песчаных грунтах – 0,003. На практике для нормального стока воды уклон трубы делают 0,005 – 0,01. На местности дрены-осушители располагаются таким образом, чтобы труба проходила в грунте параллельно рельефу местности и соответственно глубина заложения дрены-осушителя на всем протяжении не изменялась. Дрены засыпают несколькими слоями водопроницаемых материалов (например геотекстиль) – сначала располагается промытый щебень или гравий, затем песок, а сверху укладывают вынутый ранее грунт. Толщина обсыпок колеблется в среднем от 100 до 300 мм (чем менее водопроницаем окружающий грунт, тем толще засыпка). Чтобы не допустить заиливания дрен и засорения перфорации, используют фильтры из геотекстиля (при мелиорации песчаного и супесчаного грунта) или кокосового волокна (если осушаются глинки, суглинки, торфяники). Рассчитайте расстояние между дренами-осушителями совершенного и несовершенного дренажей, постройте соответствующие расчетные схемы. Исходные данные выбрать по табл. 2.4. Таблица 2.4. Исходные данные.
Примечание: тип грунта 1 – суглинок, 2 – супесь, 3 – песок средний Практическая работа 3. Схема вертикальной планировки посёлка с обеспечением водоотвода и нормального движения транспорта и пешеходов. Схему вертикальной планировки разрабатывают на материалах геодезической подосновы и генерального плана посёлка (города). На этой стадии проектирования вертикальной планировки определяют основные, целесообразные решения по общему высотному расположению всех элементов города, по организации поверхностного стока и мероприятия по благоустройству неблагоприятных для освоения территорий. Масштаб схемы принимают – 1:2000 – горизонтальный и 1:200 – вертикальный. При разработке схемы вертикальной планировки определяют проектные (красные) отметки в точках пересечения осей улиц на перекрёстках и в местах изменения рельефа по трассе улиц и самой трассы улицы. Чёрные отметки определяют с топографического плана интерполяцией между горизонталями. Расстояние между отметками принимают по плану в соответствии с масштабом. Затем между перекрёстками проверяют соответствие продольного уклона улицы допустимым минимальному и максимальному уклонам и определяют проектный продольный уклон по формуле: i – продольный уклон; h – превышение отметок между перекрёстками, м; L – расстояние между перекрёстками, м. Допустимые продольные уклоны принимаются –5‰-80‰. На схеме вертикальной планировки на перекрёстках в местах пересечения осей проезжих частей улиц или переломов уклонов наносят существующие и проектные отметки: стрелкой показывают направление уклона улицы, над стрелкой отмечают продольный уклон, а под ней – расстояние между пересечениями осей улиц. Порядок выполнения окончательной увязки планировочного решения с рельефом и уточнение собственно высотной организации поселка может быть рекомендован следующий. 1. Ha геодезический план наносится генеральный проект планировки. Улицы, по которым предполагается проектирование продольных профилей, нумеруются и по их осям вычисляются (путем интерполяции между горизонталями) отметки существующего рельефа в местах их пересечения и на поворотах (рис. 2). 2. Составляются продольные профили по осям намеченных основных улиц, по плану в горизонталях. В условиях существующих населенных мест, где в соответствии с правилами съемки и составления геодезических планов рельеф в пределах улицы не показан, для составления продольных профилей их могут быть использованы следующие методы: если общий характер улицы не отличается от рельефа окружающей территории или отличается от него незначительно, продольные профили составляются на основе плана в горизонталях, причем на территории улиц последние проводятся условно, применительно к рельефу смежных территорий. Если существующая улица проходит в условиях, резко отличающихся от рельефа прилегающих к ней кварталов (в выемке или по насыпи), возникает необходимость использовать нивелирные профили. В большинстве случаев такие профили имеются в городах почти по всем значительным улицам, обычно в масштабах от 1:2000 до 1:500.
Рис. 3.1. Нумерация улиц и вычисление отметок по осям. Имеющиеся нивелирные профили, применительно к масштабу проектного решения, должны быть пересоставлены в масштабе 1:5000. Чтобы не оснащать их излишними отметками, не следует переносить все отметки с крупного масштаба, а нужно выбирать только основные точки, характеризующие рельеф продольных профилей улиц. В этом случае, кроме продольных профилей, желательно иметь и поперечники, взятые через 200-300 м. Поперечники при проектировании позволят судить о высотном соотношении улицы к прилегающей территории и соответственно - о наиболее выгодном высотном решении продольного профиля. Следует отметить, что нивелирные продольные профили улиц также бывают необходимы при составлении схемы вертикальной планировки в условиях городов с очень слабо выраженным рельефом. В этом случае нивелирный продольный профиль существующей улицы дает возможность судить о микрорельефе ее и соответственно облегчает задачу выбора направления водоотвода.
3. Выбор одного из приведенных, методов и выявление либо необходимости использовать нивелирные профили, либо возможности обходиться без них может быть произведено на основе подробного обследования сомнительных участков в натуре и тщательного изучения геодезического плана. Если при рекогносцировочном обследовании выявятся существующие улицы с особо сложным рельефом, профиль которых по горизонталям составлен быть не может, а готового нивелирного профиля не имеется, следует озаботиться нивелировкой. На основе плана в горизонталях, а в случае необходимости - на основе нивелирных профилей, намечаются примерные направления уклонов и направление водоотвода по улицам (рис. 3). 4. Проектируются продольные профили улиц, наносится проектная линия, выписываются проектные отметки в точках пересечения, изменения уклонов и в местах значительных земляных работ (более 0,50 м), выписываются проектные уклоны и расстояния. Степень детализации проектного решения профиля определяется масштабом; а именно: проектная линия наносится лишь в первом приближении, близкие же по величине уклоны обобщаются, вставки при сопряжении уклонов разных направлений не проектируются вовсе или намечаются в самом общем виде.
Рис. 3.3. Нанесение проектного решения на план. 5. Окончательное проектное решение (уклоны, расстояния, отметки) с профилей переносится на план, проектные отметки выписываются в местах перелома профиля и пересечения осей. На участках путепроводов и мостов, вследствие невозможности по графическим условиям вынести на план высотное решение, полностью, проектные данные показывают лишь в местах подходов. 6. В условиях сложного рельефа (плоского или имеющего крутые уклоны) в дополнение к профилям по главным магистралям дается решение в плане по второстепенным улицам, которое более полно освещает условия водоотвода и высотное решение по городу в целом. На плане выписываются те же элементы: уклоны, расстояния, красные и черные отметки в местах изменения уклонов. При графическом оформлении чертежа следует показывать различными условными знаками решения, проведенные по профилям и по плану (рис. 4). 7. Выявляются контуры участков, требующих значительной подсыпки или срезки. Подсчитываются объемы сплошных земляных работ на участках устройства путепроводов, мостов и подходов к ним на дамбах, на участках улиц, где в среднем высота выемки или насыпи превышает 0,5 м, и т. д. Кроме того, подсчитывается количество земли, которое будет получено из котлованов капитальных зданий с подвалами. По отдельным элементам подсчет земляных работ производится следующим образом: на участках улиц, где рабочие отметки превышают 0,5 м, подсчет производится по продольным профилям; на участках сплошной подсыпки или срезки при рабочих отметках более 0,5 м подсчет производится по способу квадратов. Объем земли из котлованов зданий подсчитывается путем перемножения площади, занятой капитальной застройкой, на среднюю глубину котлована. Площадь капитальной застройки принимается по данным генерального проекта планировки (процент застройки). На основе подсчета объемов по отдельным элементам составляется ведомость земляных работ. Разработайте схему вертикальной планировки населенного пункта с обеспечением водоотвода, нормального движения транспорта и пешеходов. План населенного пункта принять в соответствии с вариантом по прил. 1. Практическая работа 4. |
|
,
poisk-ru.ru
2.2.3.Гидравлический расчет дренажных труб
Транзитный расход воды, подходящей к верхнему сечению данного участка:
Qтр = трV (2.11)
Для круглой трубы: тр=πd2/4, м2 (2.12)
Определим скорость движения воды: V=C√RIv, м/с;
χ=πd, м (2.13)
R=тр/χ, м; (2.14)
Необходимо соблюдение условия Qтр1,5 Qдоп, где Qдоп - допустимый расход воды.
2.2.4. Определение технической эффективности дренажа и срока его осушения
Техническая эффективность дренажа определяется коэффициентом водоотдачи m0. Порядок расчета следующий:
где nГ- пористость грунта выемки;
КН/м3; (2.17)
где S - удельный вес грунта;
mo=nГ-(1+α)*Wм*γd/γe(2.18)
где - величина капиллярно связанной воды.
Дренаж эффективен, если μ≥0,2
Срок осушения грунта t0 - это время, в течение которого найденная эффективность дренажа будет осуществлена, т.е. кривые депрессии грунтовой воды займут свое стационарное положение. Величина t0 определяется по формуле (в секундах, затем переводим в сутки, разделив результаты на 86400 секунд):
где m0 - водоотдача;
L0 - длина проекции кривой депрессии по горизонтам с правой стороны, м;
Kf - коэффициент фильтрации;
В - коэффициент определяемый по формуле:
а - полуширина траншеи дренажа;
1, 2 - некоторые функции осушения, зависящие от вида дренажа.
Для полевой стороны:
Для междудренажной стороны:
где А – коэф., определяемый по таблицам в зависимости от h0/H.
Список используемой литературы:
1. Железнодорожный путь. Под ред. Т.Г. Яковлевой - М.: Транспорт, 2001
2. Расчеты и проектирование железнодорожного пути. Под ред. В.В. Виноградова и А.М. Никонова - М.: Маршрут, 2003
3. Железные дороги колеи 1520 мм, СТН Ц-01-95 МПС РФ, 1995
| ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ |
|||||
| Название | Обозначение | ед измер. | Значение | ||
| задание п.5.2 |
|||||
| Удельный вес грунта насыпи | расчет в п.1.1 |
||||
| расчет в п.1.1 |
|||||
| задание п.5.4 |
|||||
| задание п.5.5 |
|||||
| задание п.6.2 |
|||||
| осн=0 т.2.насыпи | расчет в части 1.1. |
||||
| задание п.6.4 |
|||||
| задание п.6.5 |
|||||
| Удельный вес воды | |||||
| Ширина нагрузки от ВСП | из справочников |
из справочников |
|||
| Ширина поездной нагрузки | Длина шпалы |
||||
| Поперечный уклон местности | задание п.5.8 |
||||
| задание п.8.0 |
|||||
| Уклон кривой дипрессии | |||||
| Высота капиллярного поднятия | задание п.5.6 |
||||
| =(s+в*е)/(1+е) |
|||||
| =(s-в)/(1+е) |
|||||
| =- 0,25* |
|||||
| =(sосн-в)/(1+еосн) |
|||||
| =осн- 0,25*осн |
|||||
| Удельное сцепление грунта насыпи в водонасыщенном состоянии | Cосн - 0,50*cосн |
||||
| по формулам в СТН-Ц 95 |
|||||
| Исходные данные к расчету устойчивости откоса 1лист |
|||||
| ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ |
|||||
| Название | Обозначение | ед измер. | Значение | ||
| Удельный вес частиц грунта насыпи | задание п.5.2 |
||||
| Удельный вес грунта насыпи | расчет в п.1.1 |
||||
| Коэффициент пористости грунта насыпи | расчет в п.1.1 |
||||
| Угол внутреннего трения грунта насыпи | задание п.5.4 |
||||
| Удельное сцепление грунта насыпи | задание п.5.5 |
||||
| Удельный вес частиц грунта основания | задание п.6.2 |
||||
| Напряжения на контакте насыпи с основанием (по оси насыпи) | осн=0 т.2.насыпи | расчет в части 1.1. |
|||
| Коэффициент пористости грунта основания | определяется по компрессионной кривой основания от напряжения на контакте насыпи с основанием (по оси насыпи) |
||||
| Угол внутреннего трения грунта основания | задание п.6.4 |
||||
| Удельное сцепление грунта основания | задание п.6.5 |
||||
| Удельный вес воды | |||||
| Ширина нагрузки от ВСП | из справочников |
из справочников |
|||
| Ширина поездной нагрузки | Длина шпалы |
||||
| Интенсивность поездной нагрузки | |||||
| Поперечный уклон местности | задание п.5.8 |
||||
| Глубина воды при расчетном уровне (взята с обеспеченностью 0.33%) | задание п.8.0 |
||||
| Уклон кривой дипрессии | |||||
| Высота капиллярного поднятия | задание п.5.6 |
||||
| Высота фиктивного столба грунта от ВСП | |||||
| Высота фиктивного столба грунта от поездной нагрузки | |||||
| Вес грунта насыпи с водой в капиллярах | =(s+в*е)/(1+е) |
||||
| Вес грунта насыпи взвешенного в воде | =(s-в)/(1+е) |
||||
| Угол внутреннего трения грунта насыпи в водонасыщенном состоянии | =- 0,25* |
||||
| Удельное сцепление грунта насыпи в водонасыщенном состоянии | |||||
| Вес грунта основания взвешенного в воде | =(sосн-в)/(1+еосн) |
||||
| Угол внутреннего трения грунта основания в водонасыщенном состоянии | |||||
| Удельное сцепление грунта насыпи в водонасыщенном состоянии | |||||
| Допускаемый коэффициентустойчивости | по формулам в СТН-Ц 95 |
||||
studfiles.net
Как делается расчет дренажа?
Один из эффективных способов защиты придомовой территории от избыточного переувлажнения - это обустройство глубинного дренажа.
Своевременное удаление с участка дождевой и талой воды обеспечит более простой, бюджетный поверхностный дренаж.
Правильный выбор дренажной системы и ее монтаж, позволит эффективно защитить фундамент дома и другие подземные конструкции от разрушающего воздействия грунтовых вод.
Важно! На эффективность и долговечность дренажной системы влияет правильность выполненных расчетов. Как правило, эта работа выполняется приглашенными специалистами. При этом разрабатываются возможности безопасного удаления дренируемой воды за пределы участка.
Водосборником может служить природный водоем или специально оборудованный дренажный колодец из пластика или бетона. Подземная влага может быть чрезмерно минерализованной, а в отдельных регионах - содержать в своем составе нежелательные химические соединения, поэтому для технических нужд ее можно использовать после лабораторной проверки.
При расчете дренажа в обязательном порядке учитываются следующие параметры:
- максимальный постоянный и сезонный уровень грунтовых вод,
- гранулометрический состав грунтового основания,
- наличие необходимых компонентов и стоимость реализации проекта в целом.
Совет: не стоит пытаться самостоятельно получить такие данные. Необходимый объем информации можно получить в управлении земельных ресурсов.
Кроме того, о неблагоприятной гидрогеологии земельного участка свидетельствует:
- отсутствие подвалов и подземных гаражей в соседних домах или их периодическое подтопление,
- чрезмерная влажность почвы на которой охотно произрастают влаголюбивые, в том числе и болотные растения.
Полное или частичное отсутствие таких признаков не является показателем отсутствия высокого уровня грунтовой влаги. Более того, нежелательные изменения в грунте могут возникнуть в процессе строительства домов на соседних участках. Нередки случаи, что после гидроизоляции котлована, уровень грунтовой воды на прилегающих территориях, резко повышался.
Даже самый дорогой и эффективный дренаж, не избавляет от необходимости обустройства гидроизоляции фундамента дома. В бюджетном варианте рекомендован кольцевой дренаж, с расположением труб по периметру фундамента и отводом дренируемой влаги за пределы участка или в оборудованный водосборник. Расчет кольцевого дренажа включает в себя такие параметры как:
- глубина закладки фундамента,
- возможность монтажа труб с уклоном в сторону водоприемника.
Независимо от материала, трубы закладываются ниже подушки фундамента, не менее чем на 300 мм, уклон в пределах 1°, что составляет 1 см на погонный метр.
Приводим простой расчет дренажной системы:
Коллекторный колодец находится от дома на расстоянии 10 метров, суммарная длина траншеи составляет 25 м. От данного значения берем один процент, что составляет 25 см. Именно такая разница должна быть между строением и верхом коллекторного колодца. Если из-за сложности рельефа это требование невыполнимо, проблема решается применением насоса, осуществляющего забор и удаление воды из системы.
Долговечность дренажной системы можно увеличить, если использовать эффективные фильтры, изготовленные на основе иглопробивного текстиля.
Этот материал характеризуется высокой избирательностью, создавая непроходимый барьер для микрочастиц грунта, которые способствуют заиливанию системы и снижению ее производительности.
Сегодня мы рассказали вам, как выполняется приблизительный расчёт и устройство дренажа участка. Если вы не можете справиться с данными работами самостоятельно или ваш дом расположен на территории со сложным грунтом, вы можете заказать дренажные работы нашим профессионалам!
Расчет дренажных систем ведётся в каждом конкретном случае на основе предварительной схемы дренажной системы (трассирования дрен и коллекторов, размещения вертикальных колодцев-фильтров и т.д.) и расчётной схемы понижения грунтовых вод с учётом норм осушения.
Расчёт дренажных систем независимо от их назначения и конструкций включает:
1)гидрогеологический расчёт, в котором определяется дебит (расчётный расход) дрен и коллекторов и строятся депрессионные кривые на дренируемой территории;
2)гидравлический расчёт, которым определяется пропускная способность водоотводящих устройств (труб и т.д.), устанавливаются размеры (диаметры) этих устройств и скорости течения воды в них.
Расчёт дренажных систем является сложной задачей в силу возможного наличия различных условий. Рассмотрим такой расчёт на примере расчёта систематического дренажа.
Расчёт систематического дренажа сводится к определению расстояний между дренами, расчёту дебита (расчётного расхода) дрен и установлению диаметра труб. Систематический дренаж рассчитывается на поступление атмосферных вод, просачивающихся в грунт, т.е. на инфильтрацию атмосферных вод.
Для расчёта систематического дренажа совершенного типа принимается расчётная схема, на которой величина наивысшей точки кривой депрессии определяется следующим образом:
Рис. 25. Расчётная схема систематического дренажа совершенного типа
где площадь сечения трубы, заполненной водой (живое сечение).
Наибольшая пропускная способность трубы достигается при её заполнении на 0,95 диаметра, а наибольшая скорость - при заполнении трубы на 0,81 диаметра.
Практически, заполнение дренажных труб собирателей и отводящих коллекторов принимается в пределах 25 - 50% от полного заполнения. При выполнении гидравлических расчётов дренажных труб при проектировании пользуются графиками и номограммами (см. рис.26.)
Рис.26. Номограмма гидравлического расчёта дренажных труб
Лекция № 8
Тема: Основные причины затопления территорий. Половодья и паводки
Инженерная подготовка пойменных террас и других прибрежных территорий для градостроительных нужд связана с необходимостью защиты их от затопления вызванного периодическим или постоянным повышением уровня воды в реках, водоемах и морских заливах.
В соответствии СНиП 2.06.15-85 «Инженерная защита территорий от затопления и подтопления» Затопление – образование свободной поверхности воды на участке территории в результате повышения уровня водотока, водоема или подземных вод. Для защиты от затопления используют методы, каждый из которых включает комплекс инженерных мероприятий. Состав и характер этих мероприятий определяют с учетом анализа причин затопления, его масштабов и последствий, связанных с ним.
Большие и малые города в прошлом и настоящем строились и стоятся на берегах морей, рек, озер и водохранилищ. Береговые территории всегда являлись наиболее ценными в отношении застройки и размещения промышленных предприятий, транспортных сообщений, использовались для отдыха, спорта и т. д. однако, именно береговые территории в первую очередь подвержены физико-геологическим процессам. Характерной чертой береговых территорий являются оползни, овраги, размытые берега и подмыв береговых склонов.
Проект дренажной системы
Расчет и проектирование
Для того, чтобы дренаж, обустроенный на земельном участке, функционировал правильно, имел необходимую пропускную способность, прежде, чем браться за работу, нужно составить проект дренажной системы.
Это техническая документация, которая составляется с учетом общепринятых требований и норм СНиП.
Проектирование начинается с проведения гидравлических расчетов дренажа. Они помогут определить количество материала, требуемого для работ, а также его характеристики.
В ходе расчетов вам нужно определить:
- степень проницаемости всех пород, из которых состоит грунт на участке, а также склонность твердых пород, имеющихся в этой местности, к растрескиванию;
- показатели устойчивости пород к вымыванию минеральных частиц, способному спровоцировать засоление почвы;
- наличие тектонических нарушений на участке, качество пород на нем;
- среднее количество осадков, выпадающих в данной климатической зоне за определенный промежуток времени;
- уровень и состав грунтовых вод на участке;
- особенности расположения и активности источников грунтовых вод.
Гидравлический расчёт дренажа
Безусловно, если речь идет о частном участке, то проект дренажа в таких случаях делается не всегда, обычно за основу берется стандартная схема системы.
Но, если здесь наблюдаются особые климатические или геологические условия, проект все-таки нужен.
Схема дренажа участка
Помимо выше перечисленных расчетов обязательно нужно исследовать рельеф участка. Определить место скопления наибольшего количества воды после дождя или таяния снега. Это поможет правильно определить уклон элементов дренажной системы, сделать ее более эффективной.
Теперь можно начинать делать проект дренажной системы участка.
Он будет включать:
Проект дренажной системы участка
- схематическую зарисовку укладки дренажных труб для обустройства глубинных и поверхностных коммуникаций;
- расчетные показатели дренажных труб: длина, диаметр сечения, уклон, глубина укладки, а также расстояние между несколькими дренами;
- размеры и место расположения остальных элементов дренажной системы: соединительные узлы, колодцы, приемники воды;
- перечень материалов, которые потребуются для того, чтобы можно было создать эффективную дренажную систему.
Имея на руках проект, легче будет определить требуемый объем материала, а также выполнить монтажные работы.
Какие правила и нормы регламентирует СНиП
Для обустройства дренажной системы земельного участка вам потребуется внимательно изучить нормы СНиП 2.06.15-85 и 2.04.03-85.
Здесь есть вся информация, которая понадобится для успешного выполнения работы.
Первым делом изучите правила, которыми регламентирует устройство дренажа СНиП.
Они заключаются в следующем:
Нормы СНиП для дренажа
- для создания дренажной системы следует использовать устойчивые к влаге трубы, лучше – керамические, асбестоцементные либо пластиковые;
- соблюдать уклон труб к месту сбора воды. Он должен составлять 0,5-0,7%;
- обязательно обустроить ревизионные колодцы – элементы, позволяющие контролировать работу дренажной системы, выполнять ее промывку и прочистку;
- перед стеной цокольного этажа нужно сделать вертикальный дренаж, позволяющий отводить воду от здания в дренажную систему;
- разместить трубы вдоль стен здания. Если фундамент имеет неправильную форму, можно уложить дрены на увеличенном расстоянии от него;
- укладывать трубы так, чтобы дно изделий располагалось ниже края основания фундамента на 20 см и более. Верхний край труб не должен выступать за нижнюю часть основания фундамента;
- пристенный дренаж должен быть обустроен по всему периметру здания.
Далее следует непосредственно составление технической документации. Сначала – проект дренажа участка.
При его составлении вам понадобятся такие данные:
Проект по нормам СНиП
- размеры траншеи – для открытого дренажа глубина должна составлять 50 см, а ширина 40 см, для глубинного дренажа глубина канавы 70-150 см, ширина 40-50 см;
- показатели уклона дренажной трубы (СНиП) – 2 см на метр трубы при глинистом грунте и 3 см на метр изделия при песчаном;
- диаметр трубы – обычно берутся дренажные трубы диаметром в 110-160 мм;
- высота песчаной подушки 10 см;
- толщина гравийного слоя – от 20 до 40 см.
Смета ландшафтных работ
Теперь составляется смета, которая будет включать расчет объема дренажа, длины труб, количества геотекстиля.
Как же выполнить расчет дренажа? К примеру, есть дом, длина стен которого равна 10 х 10 метров.
Фундамент заложен в грунт на 1,2 метра.
Глубина промерзания почвы составляет 0,8 м.
Пристенный дренаж фундамента
Теперь рассмотрим пример пристенного дренажа фундамента, СНиП нормы здесь учтены.
Сначала определим количество дренажных колодцев. Длина одной дренажной трубы, учитывая отступ в 3 метра от фундамента, составит 16 м.
Общая длина дрен по периметру составит 64 м. Если сток организован по двум параллельным дренам в один колодец, то мы получим длину 32 метра.
Верхней точкой станет угол, противоположный по своему размещению колодцу.
Учитывая уклон в 1 см на каждый метр, получим разницу в высоте точки сбора и отвода воды в 32 см.
Если установить два колодца с противоположных сторон дома, то длину каждого участка дрен можно сократить до 16 м, соответственно, перепад будет равным 16 см, так получается сократить затраты на проведение монтажных работ.
Пристенный дренаж фундамента
Учитывая то, что глубина промерзания грунта 0,8 м, а мощность самого дренажного слоя 0,5 м, нам потребуется вырыть траншею глубиной 1,3 метра.
Пример проекта
Чтобы понять, во сколько обойдется обустройство дренажной системы на участке, рассмотрим пример проекта, который предлагают специализированные компании.
Сюда входит:
- дренаж участка;
- обустройство траншеи средней глубиной 1 метр;
- укладка трубы диаметром 110 мм;
- обмотка трубы геотканью;
- укладка слоя песка высотой около 15 см;
- слой щебня 40 см;
- засыпка гравием трубы в геотекстиле;
- обратная засыпка грунтом.
Дренажный проект расчёта
Так, один метр подобной системы обойдется примерно в 1550 рублей.
Если нужно обустроить дренаж участка, например, в 15 соток, понадобится 200 погонных метров дренажа. Общая цена составит около 295000 рублей.
Сюда включено проектирование дренажа по СНиП нормам, материалы и работа.
Дренаж участка
Если вы будете делать работу самостоятельно, придется заплатить только за материалы.
В расчет дренажной системы будет включено:
- труба диаметром 110 мм – 80 рублей за бухту (50 метров);
- дренажный колодец диаметром 355 мм – 1609 рублей за метр;
- люк для колодца – 754 рубля;
- дно-крышка для колодца – 555 рублей;
- песок карьерный – 250 рублей за кубический метр;
- щебень фракцией 20-40 мм – 950 рублей за кубический метр;
- геотекстиль – 35 рублей за метр квадратный;
- колодец пластиковый диаметром 1100 мм – 17240 рублей за метр.
Проектирование дренажных систем на участке
Безусловно, выполняя проектирование дренажных систем на участке, и их обустройство своими руками, вы сможете сэкономить.
Но делать эту работу самому можно только при наличии специальных знаний и навыков.
Прежде, потребуется выполнить все необходимые замеры и расчеты, чтобы определить требуемое количество материалов, а соответственно, их стоимость.
За работу в этом случае платить не придется.
Видео
Вода – это основа жизни. Но она же может доставить и массу хлопот, к примеру, если грунтовые воды залегают близко к поверхности, то хозяин участка сталкивается с затоплением подвала, сыростью, грибком и невозможностью выращивания многих плодовых деревьев, кустов и цветов. Но эти недостатки земельного надела можно решить при помощи создания грамотной дренажной системы.
Дренажная система
На первый взгляд устройство дренажа довольно просто – достаточно вырыть траншеи или проложить трубы, чтобы по ним стекала лишняя вода. Но для каждого участка глубина дренажа, его площадь и тип должны устанавливаться индивидуально в зависимости от уровня грунтовых вод, типа грунта, характера застройки, рельефа и других факторов. Лишь правильный расчет дренажа может обеспечить максимальную защиту земельного участка от негативного воздействия осадков и подземных вод.
Самый простой способ получить красивую лужайку перед домом
Вы, конечно же, видели идеальный газон в кино, на аллее, а возможно, и на соседской лужайке. Те, кто хоть раз пытался вырастить зеленую площадку у себя на участке, без сомнений скажут, что это огромный труд. Газон требует тщательной посадки, ухода, удобрения, полива. Однако так думают только неопытные садоводы, профессионалы давно знают про инновационное средство - жидкий газон AquaGrazz .
Перед тем как выбирать тип дренажной системы , нужно оценить участок, наиболее важны такие характеристики:
- тип почвы;
- рельеф, наклон участка;
- глубина залегания грунтовых вод;
- объем паводковых вод.
Легче всего ответить на эти вопросы, обратившись за консультацией в местное отделение землеустройства. Некоторое представление о желательном расположении дренажа можно получить, понаблюдав за природным стоком воды по участку во время сильных дождей.
Подсказать о возможных проблемах с подземными водами может:
- отсутствие в соседних хозяйствах подвалов;
- регулярное подтопление подвалов и нижних этажей;
- выращивание на соседних участках влаголюбивых растений.
Также обязателен отвод воды при глиняных почвах и на низинных участках. Чтобы узнать, нужна ли участку дренажная система , в засушливый летний период нужно вырыть на разных участках земельного надела скважины глубиной в 2 метра и после отстаивания воды замерить высоту залегания грунтовых вод, если она меньше 1,5 метра – то дренаж необходим. Кстати, иногда проблемы с подземными водами появляются на ранее сухих участках в результате неудачных инженерных работ, таких как постройка здания, отвод воды из речек, перепланировка участков.
Расчет дренажа
Перед строительством дренажа нужно провести гидравлический расчет, в котором учитываются особенности участка и примерный объем выводимых вод, и уже на основе этих данных делается вывод о площади системы, типе дренажной системы, количестве колодцев и диаметре труб. Лишь правильный гидравлический расчет позволит сделать эффективный дренаж, исключая необходимость ремонта и переделывания системы раз за разом.
В идеале создавать дренажную систему нужно на этапе закладки фундамента, что будет наиболее экономичным и позволит сократить строительные работы. Если же работы не были выполнены вовремя или проблема грунтовых вод появилась со временем – не беда, всегда можно сделать пристенный вариант дренажа, для этого нужно будет немного потрудиться и на пару месяцев пожертвовать газонами и красотой участка.
Лучше всего доверить строительство дренажной системы профессионалам, которые правильно рассчитают тип дренажа, необходимую глубину залегания и другие особенности. Но для экономии дренаж можно сделать и самостоятельно, правда придется вникнуть во все детали, чтобы выполнить работы максимально правильно и точно.
Расчет дренажа при разных типах дренажных систем
Рассмотрим расчет дренажа при разных типах дренажных систем:
Пристенный дренаж
Применяется для дренирования участка с уже выстроенными зданиями. Этот тип дренажа бывает кольцевой или двухсторонний. Первый применяется при низинном положении участка и тогда, когда фундамент находится выше водоупорного горизонта. Применение двухстороннего пристенного дренажа оправдано, если дом размещен на водонепроницаемом почвенном слое и отвод лишней воды нужен лишь по бокам.
Расчет пристенного дренажа
Для строительства пристенного дренажа вокруг дома по периметру выкапываются траншеи, в которые укладываются перфорированные трубы. Чтобы защитить фундамент от проседания, рвы нужно копать на расстоянии не менее 0,7 метра, чем выше здание – тем дальше. Глубина траншеи должна превышать глубину залегания фундамента на полметра. К тому же дренаж должен быть глубже, чем нижняя граница промерзания почвы, эту цифру нужно узнать в отделении землеустройства либо в Гидрометцентре, если не выполнить это условие, то зимой дренажная система будет выведена из строя и не выполнит своих функций. Чтобы защитить траншеи от образования ила, специалисты рекомендуют укладывать на дно пристенного дренажа геотекстиль, на нем прокладывать трубы, а после засыпать ямы щебнем, сверху можно использовать обычную землю.
Трубы прокладываются по периметру здания с уклоном в 1-2%, с самой верхней точки к нижней, откуда будет вести труба, ведущая к коллекторному колодцу или водоему. На каждом изгибе пристенного дренажа нужно обустроить небольшие коллекторные колодцы, которые будут служить для задерживания воды и отстаивания ила, чтобы система не засорялась. Расчет диаметра труб напрямую зависит от объема паводковой воды, чем ее больше, тем мощнее должна быть система , чтобы эффективно удалить всю лишнюю влагу с участка.
Как правило, обустройство пристенного дренажа проводят в период, когда фундамент уже готов, его гидроизоляция осуществлена, но здание еще не выстроено, а сами стены фундамента еще не засыпаны землей.
Укладка дренажа
Следует отметить, что пристенный дренаж может засыпаться не только землей, но и другими материалами:
- Бетонными лотками, которые устанавливаются на усыпанные песком и щебнем, на них прикрепляют решетки для поверхностного стока, этот вариант идеален для обустройства дорожек, тротуаров, подъездов для автомобилей.
- Дренажными матами, которые изготовлены из полимера и могут выполнять свои функции по отведению воды даже под давлением почвы, влиянием мороза и льда, их укладывают в заранее выкопанные траншеи, лотки или даже на поверхность грунта.
Рассмотрим пример расчета уклона пристенной дренажной системы. Колодец расположен в 10 метрах от здания, его высота равна 30 сантиметрам над землей. Вокруг дома вырыты траншеи длиной в 7 и 9 метров, то есть, общая длина равна 7+9+10=25 метров. Чтобы вычислить необходимый уклон траншей, нужно из полученной суммы взять 1% (минимальный угол наклона), тогда разница между верхней и нижней точкой системы должна быть не менее 25 сантиметров.
Если же точка сброса воды получится выше заданного уклона, то придется применять специальные водяные насосы для откачивания лишней воды с системы. Но это не самый лучший вариант, поскольку применение насосов существенно повышает цену дренажной системы, а при отключении электроэнергии на день-два участку грозит опасность затопления, ведь система без насоса не в состоянии сама справиться с объемом воды.
Дренаж вокруг дома
Рассмотрим пример оценки эффективности пристенной дренажной системы.
Перед строительством дренажа необходимо просчитать его эффективность, для этого проводят гидравлический расчет:
- hn — расстояние между зданием и дренажной системой;
- hK- высота капиллярного поднятия воды в почве;
- Sц- уровень снижения грунтовых вод внутри осушаемого периметра.
Лишь в случае, если уровень снижения почвенных вод превышает сумму значений расстояния и высоты капиллярного поднятия воды, дренажная система будет эффективной. В ином же случае нужно будет предусмотреть дополнительно другой тип дренажа.
Особенности пластового дренажа
Сложные участки с наличием напорных подземных вод, большого объема сточных вод, слоистой структуры воды, или наличие под домом водяной линзы требуют применения пластового дренажа. Также прибегают к использованию пластового дренажа в случае, если в доме есть помещения, влажность в которых должна быть минимальной.
Для создания пластового дренажа на нужном участке укладывается 30-сантиметровый слой щебня, а в сложных случаях – половина слоя песка и половина щебня. Выведение воды, собранной водопроникающим пластом, производится при помощи соединения пластового дренажа с кольцевым. К помощи пластового дренажа прибегают, если другие типы дренажных систем не могут справиться с предполагаемым объемом подземных вод, как пример – обустройство идеально сухих музеев, библиотек, хранилищ или архивов.
Кольцевой дренаж
Кольцевой дренаж
Применяется на участках с невысоким уровнем залегания грунтовых вод для защиты зданий от атмосферных осадков. Для этого вокруг дома выкапывают ров, его глубина должна превышать глубину залегания фундамента, а ширина – не менее 70 сантиметров. Дно делают наклонным, примерно сантиметр на метр траншеи. На дно насыпается песок, сверху – геотекстиль и щебень, в который погружаются перфорированные трубы. Они должны залегать глубже нижнего края фундамента. Далее, траншея засыпается щебнем и заворачивается в геотекстиль, сверху ямы присыпают землей. В этой системе, как и в пристенной, нужно построить ревизионные колодцы. Этот тип дренажа применяют тогда, когда здание уже выстроено и требуется срочное удаление излишка грунтовых вод. Пример схемы кольцевого дренажа приведен на фото.
Рассмотрим пример расчета кольцевого фундамента. Как пример возьмем одноэтажный дом 10 на 10 метров, с глубиной закладки фундамента в 1,2 м, выстроенный на участке с нижней границей промерзания грунта в 0,8 м. Чтобы рассчитать количество коллекторных колодцев, нужно определить длину труб. С учетом того, что за пример был взят дом с длиной стены в 10 метров, а расстояние между зданием и дренажом должно равняться трем, то длина труб по одной стороне периметра составляет 16 метрам. Значит, длина труб по периметру равна 64 м.
Если сводить сток в один колодец, а для правильно стока угол наклона должен быть 1 градус, то перепад между верхним углом периметра дренажа и колодцем должен быть 32 сантиметра. Выполнить это будет нелегко, и чтобы сократить объем земляных работ, лучше добавить еще один колодец, тогда перепад будет равен всего 16 сантиметрам, что вполне реально сделать даже самостоятельно.
Виды дренажных систем
Поскольку наш пример участка промерзает до глубины в 0,8 метра, а толщина дренажного слоя равна 0,5, то траншею нужно копать глубиной в 1,3 метра на двух верхних точках при дренажной системе с двумя колодцами. А в соответствии с глубиной фундамента верхняя точка дренажа должна находиться на глубине в 1,6 м. При среднем объеме паводковой воды нужно использовать трубы диаметром в 110 миллиметров.
Поверхностный дренаж
Поверхностный дренаж может быть точечным и линейным. Он используется для отвода атмосферных осадков с участка, сохраняя фундамент и целостность почвенного покрова, дорожек и покрытия двора.
Точечный дренаж применяется для сбора воды в местах наибольшего скопления атмосферных осадков, как пример – точки слива воды с крыши. Эти участки подключаются к системе дренажных труб и выводят осадки с участка, сбрасывая их в коллекторный колодец или водоем. Линейный поверхностный дренаж более сложный, он может быть подкюветным и закюветным. Обустройство подкюветного дренажа осуществляют в естественных выемках рельефа, закюветного – на уклонах, для этого для устойчивости дрена формируется закюветная полка. Пример схемы подкюветного и закюветного дренажа приведен на фото.
Грунтовые воды могут принести хозяину участка немало хлопот: это и влажность в помещении, и затопление погреба, и появление грибка и плесени. К тому же атмосферные и подземные воды негативно влияют на фундамент, деформируя его при промерзании или весеннем набухании почвы в результате перенасыщении водой. Попадая в микроскопические трещинки, грунтовая вода медленно, но верно разрушает фундамент, а текущая по поверхности дождевая и талая вода смывает плодородный почвенный покров, разрушает дорожки и асфальтное или плиточное покрытие двора. Но всех этих проблем можно избежать, если на этапе строительства обустроить качественную и подходящую данным условиям дренажную систему. В зависимости от рельефа, уровня грунтовых вод, типа почвы и характера застройки специалисты помогут выбрать оптимальный тип дренажной системы, спроектировать и выстроить ее, полностью избавив участок от негативного воздействия грунтовых вод.