Дренажная труба

Дренаж – это система подземных каналов, называемых дренами, посредством которых осуществляется отвод и понижение уровня грунтовых и паводковых вод. Дренаж представляет собой разветвленную систему труб и колодцев, которые располагаются вокруг или вдоль защищаемой от влаги постройки или участка. Трубы могут быть снабжены специальными фильтрами, которые не дают системе заиливаться и позволяют обойтись без прочистки дренажа долгое время.

Дренажные трубы 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 трубы 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.

Выбор конструкции дренажной трубы определяется условиями применения и требованиями эксплуатации.

Размеры водоприемных отверстий дренажных труб должны подбираться с учетом гранулометрического состав осушаемого грунта. 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.

 

Укладка дренажной трубы

Дренажные трубы укладывают в траншею, дно которой выровнено по нивелиру для придания трубопроводу проектного уклона в соответствии с ГОСТ 30412-96, а строительство колодцев закончено, при этом должны соблюдаться условия:

• ширина траншеи по дну зависит от глубины заложения дрены, диаметра трубопровода, ширины ковша экскаватора и должна быть не менее 40 см.
• в поперечном сечении траншея может иметь прямоугольное или трапецеидальное очертание. В первом случае стенки траншеи укрепляют с помощью инвентарных щитов, во втором - откосами 1:1.
• устройство траншейных дренажей всех типов рекомендуется выполнять в сухое время года. При наличии грунтов повышенной влажности, переувлажненных, а также в случае поступления в траншею поверхностных или грунтовых вод работы по устройству дренажей рекомендуется выполнять отдельными захватками с предварительным полным или частичным осушением.
• дно траншеи не должно содержать твердых включений (твердых комков, кирпича, камня и т.д.), которые могут продавить нижнюю стенку уложенной на них трубы.
• монтаж трубопровода проводится на дне траншеи, где каждая дренажная труба, одна за одной, последовательно вставляется в раструб предыдущей, образованной двухраструбной муфтой. При необходимости трубы отрезают между гофрами ножовкой по дереву или по металлу. Монтаж муфт осуществляется вручную, при необходимости возможно использование лома, лебедок, ковша эскаватора. Уплотнительные резиновые кольца при монтаже муфт в дренажных системах не используются.
• по окончании монтажных работ трубопровод дренажа обсыпается так называемыми дренирующими обсыпками, которые, в соответствии с составом дренируемых грунтов, могут быть однослойными и многослойными.
• для увеличения долговечности дренажной системы рекомендуется устраивать оболочку из геотекстиля вокруг дренирующей обсыпки и самой дренажной трубы.
• монтаж дренажей из труб производится при температуре наружного воздуха до минус 10 °С.

Дренажи с использованием дренажных труб следует проектировать так, чтобы исключить возможность замерзания воды в них и в водоотводных устройствах.

Трубы транзитного дренажа выполняют без перфорации и устраивают без фильтрующей обсыпки. По конструкции и техническим характеристикам они аналогичны трубам самотечной ливневой канализации.

Перед сдачей дренажа в эксплуатацию следует тщательно промыть горизонтальную дрену, освободить от посторонних предметов и грунта смотровые колодцы. Горизонтальные трубы промывают сильной струей воды, подаваемой из водопровода или автоцистерны, для освобождения дренажных труб от внесенных частиц грунта.

 

Глубина дренажной трубы

Допустимая максимальная глубина заложения 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.

 

Уклон дренажной трубы

Продольные уклоны дренажа рекомендуется принимать не менее 0,002 (2 мм на 1 пог. м) для глинистых и суглинистых грунтов и не менее 0,003 (3 мм на 1 пог. м) для песчаных грунтов.

Наименьшие уклоны дренажа определяются, исходя из минимально допустимой скорости течения воды в дренажных трубах 1,0 м/с, при которой не происходит заиливание дрен. Наибольшие уклоны определяют исходя из максимально допустимой скорости воды в трубе. Максимальная скорость определяет интенсивность суффозии грунта вокруг дренажной трубы, зависит от характеристик геотекстильных фильтров и фильтрующей обсыпки. При необходимости дренаж можно проектировать с перепадами 0,3 - 0,9 м, устраиваемыми в смотровых колодцах. Уклон дна дренажа должен быть постоянным или увеличивающимся к низовой его части. Переломы продольного профиля дренажа допускаются в смотровых колодцах.

 

Дренирующие обсыпки

При расположении дренажа в песках гравелистых, крупных и средней крупности со средним диаметром частиц 0,3-0,4 мм и крупнее устраиваются однослойные обсыпки из гравия или щебня; при расположении в песках средней крупности со средним диаметром частиц, меньшим 0,3-0,4 мм, а также в мелких и пылеватых песках, супесях и при слоистом строении водоносного пласта устраивают двухслойные обсыпки - внутренний слой обсыпки из щебня, а внешний слой - из песка. Фракции щебня должны быть меньше размера впадины гофра. Щебень по ГОСТ 8267-93 не должен содержать обломочные элементы с острыми кромками.

При применении дренажных труб в фильтрующей оболочке из геотекстиля может быть использована однослойная обсыпка из гравия или щебня.

 

Типовые варианты укладки дренажных труб

 

 

 

• I – с однослойной обсыпкой песчано-гравелистым грунтом;
• II – дренажные трубы в оболочке-фильтре из геотекстиля;
• а) в траншее с вертикальными стенками;
• б) в траншее с откосами;
• 1 – контур траншеи;
• 2 – местный грунт;
• 3 – обратная засыпка траншеи разнозернистым песком;
• 4 – однослойная обсыпка мелким щебнем;
• 5 – дренажная труба

 

 

Дренажный колодец

Бетонные колодцы

Традиционные конструкции колодцев следует устраивать из железобетонных колец с внутренним диаметром 1000 мм, колодцы с насосами – 1500 мм.

Соединение пластиковых дренажных труб с колодцами из бетона осуществляется путем фиксации трубы в колодце с помощью цементного раствора. В месте соединения возможно применение веществ, повышающих адгезию «пластик – бетон», например, жидкую резину. Во многих случаях при строительстве дренажей герметичность соединений не требуется.

Отверстие в колодце должно иметь диаметр, максимально приближенный к внешнему диаметру трубы. Все образовавшиеся щели необходимо залить цементным раствором, который должен соответствовать требованиям обеспечения плотности бетонного соединения.

В процессе установки трубы в бетонной или железобетонной стенке колодца необходимо обеспечить жесткую опору свободного конца трубы с помощью подсыпки грунта до полного схватывания бетона. Не следует бетонировать дренажную трубу одновременно с обустройством стен монолитного колодца, т. к. это может вызвать деформацию трубы под тяжестью не застывшего бетона.

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.

 

Пластиковые колодцы

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.

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.

Конструкция сборного колодца состоит из трех основных частей: донной, вертикальной и крышки или люка. 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.

Колодцы из пластмассовых изделий устраивают с отстойной частью (песколовкой) глубиной не меньше 0,5 м и чистят с использованием средств механизации.

 

Устройство дренажного колодца

Для эксплуатации дренажной системы по трассе дренажа устраиваются инспекционные (смотровые) колодцы. Колодцы устанавливаются у истоков дрен, в местах поворота трассы, изменения уклонов, на перепадах, на прямых участках через определенные расстояния, а также в местах, необходимых для промывки дренажных линий.

Диаметр пластиковых смотровых колодцев рекомендуется принимать до 500 мм. При глубине заложения дренажа свыше 3,0 м необходимо применять обслуживаемые колодцы.

 

Расстояние между дренажными колодцами

На прямых участках расстояние между колодцами рекомендуется принимать для труб до 150 мм – не более 35 м, для труб более 200 мм – не более 50 м.

На поворотах дренажа у выступов зданий и у камер на каналах устройство смотровых колодцев не обязательно, при условии, что расстояние от поворота до ближайшего смотрового колодца не более 20 м. В случае, когда на участке между смотровыми колодцами дренаж делает несколько поворотов, смотровые колодцы устанавливают через один поворот.

 

 

Отвод дренажных вод

Вода из дренажа может отводиться:

• внутрь ливневой канализации
• самотеком на дневную поверхность
• в нижерасположенные водопроницаемые пласты
• откачкой насосами из накопительных колодцев

При проектировании дренажных систем предпочтение следует отдавать системам дренажа с отводом воды самотеком. Дренажные системы с принудительной откачкой воды требуют дополнительного обоснования.

Во всех случаях необходимо соблюдать требования нормативных документов на охрану окружающей среды.

 

Выпуск вод внутрь ливневой канализации

Сброс дренажных вод в ливневую канализацию допускается, если пропускная способность ливневой канализации определена с учетом дополнительных расходов воды, поступающей из дренажной системы. При этом подпор дренажной системы не допускается.

 

Выпуск вод на дневную поверхность

Отвод воды на дневную поверхность следует производить на участки местности, с которых невозможна подпитка грунтовых вод в районе дренируемого сооружения. Трасса коллекторов назначается на основании технико-экономического сопоставления вариантов.

При наличии вспомогательных выработок, устраиваемых на период строительства, следует рассматривать возможность их использования для отвода грунтовых вод.

 

Выпуск вод в нижерасположенные пласты породы

Сброс дренажной воды в нижерасположенные пласты породы допускается, если они имеют достаточную поглощающую способность, и дополнительная подпитка пласта не вызовет отрицательных последствий (например, загрязнение подземных вод, создание со временем подпора подземных вод и т.п.).

 

Выпуск вод в водный объект

Выпуск дренажных вод в водный объект (реку, канал, озеро) следует располагать в плане под острым углом к направлению течения потока, а его устьевую часть снабжать бетонным оголовком или укреплять каменной кладкой или наброской. При выпуске в водоем дренаж должен быть заложен выше горизонта воды в водоеме во время паводка.

При кратковременном повышении горизонта водоема дренаж в необходимых случаях может быть заложен ниже паводкового горизонта при условии оборудования выпуска дренажа обратным клапаном.

Устьевой участок дренажного выпуска в водоем должен быть заглублен ниже горизонта воды на толщину ледяного покрова с устройством перепадного колодца.

 

Откачка дренажных вод

Откачка дренажной воды насосами допускается при невозможности обеспечения самотечного отвода или перепуска в нижележащие пласты. В таких случаях необходимо предусматривать специальные насосные станции с резервуарами, при проектировании которых следует руководствоваться требованиями СНиП 2.04.03-85, а при использовании откачиваемой воды для водоснабжения – СНиП 2.04.02-84.

 

Очистка дренажных колодцев и труб

В процессе периодических осмотров (не реже четырех раз в год) осуществляется обследование состояния смотровых колодцев, дренажных труб, коллекторов, а также контрольные замеры расходов воды, осуществляемые в смотровых колодцах объемным способом.

Снижение расхода (по сравнению с расчетным) свидетельствует о снижении пропускной способности дренажных труб, причиной чего может быть:

• осадка дренажных труб на отдельных участках;
• повреждение дренажных труб;
• зарастание сечения дренажных труб вследствие заиления или засорения;
• кальматация отверстий фильтрующих пропилов;
• засорения фильтров из геотекстиля.

Смотровые колодцы необходимо регулярно очищать от грязи и наносов. Колодцы должны быть закрыты постоянно в течение всего срока эксплуатации дренажа.

При строительстве дренажей рекомендуется прокладывать между колодцами тканевые жгуты для быстрой очистки участка в случае засорения. Концы жгута закрепляются в колодцах.

Очистка дрен осуществляется следующими способами:

• промывка струей воды высокого давления

Производится с использованием насадок диаметром ~2,8 мм, давление до 120 бар. При данной методике значительно увеличивается ударное воздействие на засор и площадь воздействия, меньше риск разрушения трубы. Размер сопла насадки должен соответствовать характеристикам водоподающего оборудования. Давления 60 бар достаточно, чтобы удалить мягкие отложения. Давлением от 80 до 120 бар могут удаляться более существенные твердые отложения.

 

• очистной шар

Сферическое полиэтиленовое, полиуретановое или резиновое приспособление, меньшее, чем внутренний диаметр канализационной трубы, протягивается по трубе.

 

• очистка полиэтиленовым поршнем

Используется отрезок полиэтиленовой трубы по ГОСТ 18599-2001, закрепленный на тросе, который протянут внутри дренажной трубы между соседними колодцами для удаления закупорок и отложений. Внешний диаметр поршня должен быть меньше внутреннего диаметра очищаемого трубопровода.

Применение для очистки дренажных труб металлических скребков и ершей не допускается.

Если перечисленные выше способы очистки не дают эффекта, линия перекладывается или заменяется фильтрующая обсыпка и геотекстильный фильтр.