Расчет дренажа: как рассчитать, пример расчета

Контурный дренаж фундамента

Для отвода воды от уже построенного фундамента используют пристенный и кольцевой дренажи. Принцип работы у них одинаковый. Отличие в том, что пристенную систему делают вплотную к фундаменту, а кольцевую – на расстоянии, обычно 1,5-2 метра.

Пристенный дренаж устраивают в нефильтрующем грунте (глины, суглинки). Собирает поверхностные талые воды, которые просачиваются в основном вдоль стены, а не через водоупорный грунт.

Кольцевая система подходит для песчаных фильтрующих грунтов. Понижает уровень грунтовых вод.

Типы дренажа фундамента по глубине закладки труб:

Совершенный . Дренажные трубы укладывают на водоупорный слой грунта. Используют в том случае, если этот слой находится неглубоко.
Несовершенный . Трубы укладывают выше водоупорного слоя, если он залегает глубоко.

Элементы пристенного и кольцевого дренажа фундамента:

Дренажные траншеи.
Отводящие трубы.
Фильтрующая обсыпка, щебень или гравий.
Фильтрующая ткань (геотекстиль).
Гидроизоляция цоколя.
Смотровые колодцы.

Расскажем, как устроены и для чего нужны эти элементы.

Дренажные траншеи

В РМД прописано, что «в слабых грунтах с недостаточной несущей способностью дренажная труба должна быть уложена на искусственное основание». Таким основанием служит песчаная подушка. Мы используем для этого речной песок крупности 1,5-2 мм. Толщина песчаной подсыпки 50 см.

Трубы для дренажа

Обычно используются гофрированные трубы из полиэтилена низкого давления (ПНД). Стандартный диаметр трубы – 110 мм. В трубах сделаны отверстия, через которые поступает вода. «Размеры водоприемных отверстий должны подбираться с учетом гранулометрического состава осушаемого грунта» (РМД, 10.9)

Стандартная труба из полиэтилена

Также используются трубы в геотекстильном фильтре. Они предназначены для песчаных и суглинистых грунтов. Эти грунты легко размываются водой, могут намываться в трубы и засорять их. Фильтр задерживает грязь.

Трубы в геотекстиле

Щебень для дренажа

Щебень нужен для фильтрации грунтовых вод, чтобы отверстия трубы не засорялись. Фильтрующая способность щебня зависит от его фракции – размера одного зерна. Оптимальной считается фракция 20-40 мм. Мы используем именно такой щебень.

Геотекстиль

Геотекстиль предохраняет щебенчатую обсыпку от размывания, а также удерживает грунт от проседания. Как сказано в РМД, «геотекстильный фильтр должен пропускать воду и отсеивать грунт, излишне не деформироваться и не ограничивать доступ влаги в дренажную конструкцию, обладать био- и химической стойкостью» (РМД, 10.2).

Основные характеристики геотекстиля:

Технология изготовления . Из одной бесконечной нити (мононити) или из штапеля (отдельных нитей 5-10 см).
Материал . Геотекстиль может быть иглопробивной, термоскрепленный или гидроскрепленный.
Плотность . Для дренажных систем используется геотекстиль плотностью 200 г/м³
Коэффициент фильтрации . Измеряется в метрах в сутки.

РМД рекомендует использовать иглопробивной геотекстиль из мононити. Такая геоткань применяется и нашей компанией.

Гидроизоляция цоколя

Для защиты цоколя от влаги используются гидроизоляционные мембраны. Они укладываются внахлест 10 см и соединятся с помощью самоклеящейся битумно-полимерной ленты. Крепление осуществляется с помощью пластиковых дюбель-гвоздей с шагом 20-25 см.

Смотровые колодцы

Нужны для контроля работы системы и для прочистки. Колодец состоит из донной части, вертикальной части и крышки. Патрубки либо сделаны на заводе, либо врезаются при установке. Колодцы устанавливают по трассе дренажа через каждые 40-50 м. Обязательно ставить колодцы на поворотах трассы, а также при перепадах уровней.

Накопительный колодец

Служит для сбора воды и отвода ее в канаву. Устанавливается в самой нижней точки системы. В колодце размещают поплавковый насос, который выбрасывает воду в канаву.

Устройство дренажа фундамента:

Выкапывают дренажные траншеи по периметру дома.
В траншеях делают песчаную подсыпку. Песок разравнивают.
На дно дренажных канав укладывают геотекстиль.
В геотекстиль насыпают гранитный щебень слоем 10 см.
На щебень укладывают трубы. Минимальный уклон труб 2 мм на метр в глинистом грунте, 3 мм на метр в песчаном грунте.
На углах трассы ставят смотровые колодцы, в самой нижней точке участка – водоотводный колодец. Трубы соединяют с колодцами.
Засыпают трубы сверху щебнем.
Заворачивают края геоткани, так, чтобы они лежали внахлест и полностью закрывали трубы и щебень
Засыпают траншеи песком.

Нельзя объединять дренажную систему с ливневой канализацией. Это приведет к тому, что ливневые и талые воды размоют песок и щебень. Рекомендуется делать дренаж и ливневку параллельно, в одной траншее.

Пристенный дренаж

Схема действия кольцевого дренажа

Наибольшее распространение получила кольцевая схема отведения грунтовых вод, располагаемая по всему периметру здания или строения.

Чтобы знать, как рассчитать дренаж по кольцевой схеме, следует учитывать, что наиболее важную роль тут играют глубина закладки основания дома и заданные при рытье траншей и укладке материалов для фильтрации уклоны.

Независимо от того, какие именно материалы используются при оборудовании дренажной системы, их следует закладывать на 30-50 сантиметров ниже подушки фундамента, а угол уклона в любой точке участка в направлении места стока не должен быть меньше 1% или 1 см на погонный метр дренажной трубы.

Следовательно, стоит предварительно запланировать нижнюю точку системы, то есть в каком именно месте будет сбрасываться собранная вода, и уже на основании ее уровня рассчитывать глубину закладки верхней части траншеи.

Для этого следует измерить общее расстояние между высшим местом системы и нижним, после чего задать требуемый уклон в 1%.

Приведем пример расчета дренажа.

Коллекторный колодец, верхняя точка которого располагается в 30 см над уровнем земли, находится на расстоянии 10 метров от дома.

Длина участков траншеи вдоль стен дома составляет 6 и 9 метров, прибавляя к суммарной длине траншеи, вырытой по периметру дома расстояние до колодца, получаем 6+9+10=25 метров.

Для вычисления допустимой разницы между верхней и нижней точкой траншеи, берем один процент от данной цифры и получаем в результате 25 сантиметров – именно такой может быть максимальная разница между дальним углом строения и верхом колодца.

В случае, если точка сброса воды в колодец находится на слишком большой высоте, обычно применяются дренажные насосы, производящие принудительную откачку воды из дренажной системы.

Важно: при устройстве дренажа по кольцевой схеме следует соблюдать расстояние между фундаментом или стеной дома и верхней части стенки траншеи, которое должно составлять как минимум три метра или больше в зависимости от участка. При этом песок и гравий, засыпаемые в качестве наполнителя, должны находиться на глубине, достаточной для предотвращения вспучивания грунта в случае замерзания воды, находящейся вокруг основания дома

При этом песок и гравий, засыпаемые в качестве наполнителя, должны находиться на глубине, достаточной для предотвращения вспучивания грунта в случае замерзания воды, находящейся вокруг основания дома.

Кроме того, на расстояние не менее метра от здания под стенами должна быть сооружена бетонная отмостка.

Виды систем осушения

Систем осушения земельных участков существует великое множество. При этом в различных источниках их классификация может сильно отличаться друг от друга. В случае с системами дренажа для загородных и дачных участков рекомендуется использовать наиболее простые и проверенные решения.

Дренаж поверхностного типа

Поверхностный дренаж — это наиболее простая и эффективная система. Основная задача — осушение почвы, путём отвода воды, образованной в результате выпадения ливневых осадков и неравномерного таяния снега.

Решётки защищают открытую дренажную систему от попадания крупного мусора

Система поверхностного дренажа сооружается по площади участка, вокруг дома и прилежащих к нему построек, около гаражных конструкций, складов и внутреннего двора. Поверхностный дренаж подразделяется на два подвида:

Точечный — в некоторых источниках обозначается как локальный дренаж. Используется для сбора и отведения воды с определённого места на участке. Основная область применения — это осушения площадок под водостоками, около входных дверей и ворот, в области расположения ёмкостей и кранов для полива. Нередко применяется в качестве аварийной системы, если другой тип дренажа перегружен.
Линейный — применяется для осушения всего участка. Представляет собой систему, состоящую из принимающих лотков и каналов, устроенных под некоторым углом, обеспечивающим постоянный сток воды. Система дренажа снабжается фильтрующими решётками и пескоуловителями. Лотки и дрены изготавливаются из ПВХ, полипропилена, ПНД или полимербетона.

При устройстве поверхностной системы водоотвода рекомендуется совмещать точечный и линейный дренаж. Это обеспечит наиболее эффективную работу системы. При необходимости точечный и линейный дренаж может быть совмещён с системой, которая описана ниже.

Глубинный дренаж

Глубинный дренаж выполняется в виде трубопровода, проложенного в местах, где необходимо постоянное осушение почвы или понижение уровня грунтовых вод. Дрены прокладываются с соблюдением уклона по направлению стока воды, которая поступает в коллектор, колодец или водоём, расположенный за пределами участка.

Процесс сооружения глубинного дренажа на загородном участке

Например, при устройстве дренажной системы, когда дрены укладываются на глубину 0,9–1 м, рекомендуемое расстояние между ним составляет не менее 9–11 м. На суглинистой почве при тех же условиях шаг между дренами уменьшается до 7–9 м, а на глинистой до 4–5,5 м. Более подробные данные для разной глубины заложения можно увидеть в таблице ниже.

При укладке трубы соблюдаются особенности рельефа местности. Согласно технологии дрены укладываются от самой высокой к самой низкой точке на участке. Если участок относительно ровный, то для придания уклона формируется наклон по дну траншеи. Минимальный уровень уклона — 2 см на 1 п. м. дренажной трубы при сооружении дренажа в глинистой и суглинистой почве. Для песчаной почвы соблюдается уклон в 3 см на 1 м. п.

Схема устройства глубинного дренажа

При устройстве дренажа большой длины следует соблюдать минимальный уклон по всей протяжённости дренажной трассы. К примеру, для дренажной системы длиной 15 м минимальный перепад уровня между начальной и конечной точкой трассы составит не менее 30 см.

При возможности рекомендуется превышать заявленные нормы уклона. Это обеспечит более быстрое водоотведение, уменьшит риск заиливания и засорения дрена. К тому же выкопать траншею с большим уклоном гораздо легче, чем вымерять 1–2 см.

Общий принцип биологической очистки

Жизнь бактерий напрямую связанна с переработкой отходов, чем больше пищи, тем они быстрее размножаются, образуя колонии. Размножившись до необходимого количества, они способны перерабатывать в сутки до нескольких килограммов твердых нерастворимых остатков содержащихся в бытовых стоках. Бактерии и грибки занимают особую нишу в структуре экосистемы. Они поддерживают круговорот веществ в природе. Растения синтезируют органические вещества из неорганических. Из углекислого газа например получается кислород, а химические элементы преобразовываются в органические.

В свою очередь получившиеся органические вещества потребляются высшими животными и преобразовываются в более сложные соединения. Бактерии преобразуют остатки органики, разлагая их до простых элементов. Тем самым замыкая круговорот веществ.

Если пища для бактерий и других редуцентов заканчивается их численность стремительно уменьшается. Умирающие бактерии освобождают место для растений, которые свою очередь получают питательную среду для существования.

Таким образом, ил с дна выгребной ямы или резервуара, где были использованы бактерии, служит превосходным удобрением.

Вода, прошедшая переработку в септике, лишена запаха нечистот и может быть использована для полива растений на приусадебном участке. Однако стоит отметить, что бактерии должны обладать устойчивостью к бытовой химии.

В стоках присутствует большое количество не только органических веществ, но и остатки моющих средств, которые используются в любой семье. Бактерии для септиков «Доктор Робик» выведены с учетом повышенного содержания щелочи в сточных водах.

Это значит, что они способны выживать и перерабатывать не только органику, но и различные пенящиеся добавки. Это делает производителя лидером среди производства средств бактериальной очистки.

Виды дренажа, используемые в проектах дренажных систем

Выдержка из СНиП 2.06. 15-85 (п.3.23 «Инженерная защита территории от затопления и подтопления»): «При выборе систем дренажных сооружений должны быть учтены форма и размер территории, требующей дренирования, характер движения грунтовых вод, геологическое строение, фильтрационные свойства и емкостные характеристики водоносных пластов, область распространения водоносных слоев с учетом условий питания и разгрузки подземных вод, определены количественные величины составляющих баланса грунтовых вод, составлен прогноз подъем уровня грунтовых вод и снижения его при осуществлении защитных мероприятий».

Дренажные системы, используемые на сегодняшний день, классифицируются по многим признакам – по объектам ландшафтной архитектуры, по целевой направленности, по конструкции, по принципу действия, по используемым материалам, по гидрогеологическим условиям и свойствам грунта. Приведем лишь некоторые из них, наиболее актуальные для дренажа участков под частные домовладения.

По конструкции водотока дренаж бывает:

Открытый (полостной) – самый простой по реализации. По периметру участка выкапываются траншеи глубиной 0,6-0,7 м и шириной 0,5 с отклонением стенок от вертикали в наружную сторону на 30°. Открытые дренажи служат для сбора и перенаправления талых и дождевых вод на участках, расположенных на склонах.

Засыпной (полостной с заполнителем) — обустраивается следующим образом: дно и стенки траншеи выстилаются геотекстилем, который выполняет роль дополнительного фильтрующего материала, и предотвращает заиливание дренажа. Геотекстиль выкладывают так, чтобы он выступал сантиметров на 30 с каждой стороны канавы. Затем на половину траншея заполняется битым кирпичом, крупным щебнем, после чего почти доверху насыпается материал более мелкой фракции. Наполнение канавы закрывается краями геотекстиля, сверху насыпается грунт и укладывается дерн.

Закрытый (трубчатый) — отличается от засыпного тем, что в канаве, на подготовленную подушку из песка и щебня укладываются под определенным уклоном дренажные трубы. Затем поверх труб создается водонесущий слой из песка и щебня. Геотекстиль используется, как и в предыдущем случае. Схема дренажной системы закрытого типа, как правило, выполняется в виде «елочки» (могут быть и другие конфигурации). Вода из боковых каналов стекает в центральный и отводится к месту сброса воды.

По принципу действия различают дренажи:

систематический (распределяется по территории участка равномерно)
выборочный (дренажная система прокладывается выборочно, под отдельные участки территории)
отсеченный (головной) – для перехвата и перенаправления подземных вод, которые поступают со стороны (например, при подтоплении).

По почвенным и гидрогеологическим условиям:

горизонтальный дренаж – отличается тем, что дрены прокладываются горизонтально с рассчитываемым уклоном в сторону сброса вод
вертикальный дренаж – представляет собой систему колодцев и скважин.

По видам объектов ландшафтной архитектуры:

двойной дренаж – укладывается на территориях, где планируется высокая плотность посадок деревьев и кустарников, в силу чего ремонт системы в дальнейшем будет затруднен
береговой дренаж – осуществляется в поймах рек
пристенный дренаж – для отвода вод от стен и фундамента здания
пластовый дренаж – применяется в случаях, когда вода скапливается под площадкой или сооружением.

Уклон канализации на 1 метр: СНиП и его роль в проектировании системы

Комфортное проживание в загородном доме возможно только при наличии системы, предназначенной для отвода и утилизации бытовых стоков. Для этих целей используется канализация автономного типа (централизованная для квартир) или септическая конструкция. Внутри системы перемещение отработанной жидкости по трубам осуществляется безнапорным способом. Другими словами, загрязненные стоки транспортируются к месту очищения самотеком. Этому способствует естественная гравитация, которая достигается за счет уклона магистрали.

В большинстве канализационных систем стоки выводятся за счет естественной гравитации, поэтому трубы должны монтироваться с уклоном

Важно! Естественная гравитация появляется лишь в том случае, если канализация располагается под определенным уклоном. При этом система будет нормально функционировать, только если уклон канализации на каждый метр трубопровода будет соответствовать нормативным требованиям СНиП. Оптимальный коэффициент уклона также зависит от дополнительных факторов:

Оптимальный коэффициент уклона также зависит от дополнительных факторов:

диаметра элементов трубопровода;
материала, из которого изготовлены трубы;
схемы внешнего и внутреннего размещения канализации.

Несмотря на кажущуюся простоту, в результате некорректного проектирования очистных сооружений канализации и отводящей стоки магистрали в коллекторах могут формироваться засоры и пробки, а сама система не сможет полноценно выполнять свою основную задачу.

Как избежать ошибок при монтаже канализации в квартире своими руками

Когда речь идет об уклоне трубопровода, важно не опускаться в крайности. Существует лишь два вида популярных ошибок, которые допускают неопытные люди при строительстве канализации

Схема канализации в квартире

В первом случае наклон магистрали отсутствует либо его недостаточно для перемещения жидкости самотеком. В результате снижается скорость потока, из-за чего плотные фракции не смываются, а остаются на внутренних стенках труб. Наблюдается постепенное накапливание осадка, который перерастает в засор.

Частично сточная вода с примесями фракций различной плотности задерживается на стенках магистрали, в результате чего трубопровод покрывается илом и начинает источать неприятные запахи, которые проникают обратно в помещение. Поэтому придется регулярно выполнять прочистку канализации в частном доме или квартире, где монтаж системы выполнен с нарушением требований.

Чрезмерный наклон системы также может создать предпосылки для частых чисток в целях профилактики. Интенсивный поток жидкости с высокой скоростью не сможет захватить твердые частицы со стенок и смыть их. Более того, в процессе перемещения воды фекальные фракции будут наслаиваться, и прессоваться на стенках канализации. В этом случае все запорные клапаны и места стыков труб будут подвергаться серьезным нагрузкам, что увеличивает риск поломки

Поэтому очень важно придерживаться рекомендуемых параметров, приписанных в документах СНиП

Правила и нюансы проектирования

На выбор типа дренажа для дачного дома или на расположение каналов влияют многие факторы. Например, большое значение имеет рельеф местности. Если дом находится на возвышенности, а остальная территория расположена под небольшим наклоном, то пристенный дренаж, скорее всего, не потребуется, а отвод грунтовых вод с участка можно осуществить путем создания системы каналов.

Важно расположение грунтовых вод. Сложности с установкой заглубленных объектов могут возникнуть, если уровень достаточно высок – от 1,5 м в глубину

При таком расположении монтаж дренажной конструкции необходим как для обеспечения защиты построек, так и для безопасной разработки почвенного слоя

Сложности с установкой заглубленных объектов могут возникнуть, если уровень достаточно высок – от 1,5 м в глубину. При таком расположении монтаж дренажной конструкции необходим как для обеспечения защиты построек, так и для безопасной разработки почвенного слоя

Следует учитывать и характер окружающей местности. Если территория вокруг участка заболоченная или неподалеку протекает река, а на приусадебном участке вроде бы сухо, то в целях профилактики также необходимо спроектировать дренажную систему.

Рассмотрим более детально нюансы, которые также следует учитывать при прокладке трубопроводов и траншей.

#1: Глубина и размеры магистрали

Место расположения труб закрытой дренажной системы выбирают, опираясь на проектную разработку с учетом уклона в сторону водосборника. Глубина заложения элементов системы зависит от уровня грунтовых вод. Для пристенного устройства траншеи вырывают на уровне основания фундамента, так как его цель – усилить гидроизоляционные качества подземной конструкции и защиту подвала.

Трубы, расположенные по кольцевой схеме, располагают на расстоянии до 3 м от фундамента. Глубина залегания труб больше, чем у пристенной конструкции, и чаще всего ниже расположения фундамента (+)

Кольцевой дренаж выбирают, если строительство дома уже завершено, соответственно, закончены все гидроизоляционные и защитные мероприятия.

Если грунт садового участка постоянно страдает от затоплений атмосферными осадками или просачивания грунтовых вод, необходим системный дренаж по всей территории. Вариантов множество – от обустройства системы по периметру до разветвленной сети, в которую вовлечены все дачные объекты (постройки, дорожные покрытия, садово-огородный участок).

Направление каналов и трубопроводов строгое – в сторону водосборных сооружений или канав, находящихся за территорией приусадебного участка. В эту сторону дренажные трубы кладут с уклоном, необходимым для свободного движения собранной дренами грунтовой воды к объектам разгрузки.

#2: Нормы уклона дренажных труб

Вода в горизонтально расположенных трубах будет застаиваться, если укладку производить без уклона, параметры которого указаны в нормативных документах.

Для глинистого и песчаного грунта, которые имеет различные степени водопроницаемости, нормы отличаются:

суглинки и глина – от 0,003 и более;
песок и супесь – от 0,002 и более.

Если перевести значения в миллиметры, то получится 3 мм/пог. метр и 2 мм/пог. метр соответственно.

Минимальные параметры берутся с учетом того, что наименьшая скорость перемещения воды по каналам и трубам равна 1,0 м/с. Это возможно, если дрены находятся в работоспособном состоянии, то есть не заилены и не забиты песком

При расчете максимально возможной скорости берут во внимание свойства окружающего грунта, а также качество обсыпки. Нельзя делать уклон с интервалами – он должен соблюдаться на всем протяжении трубопровода/канала

Для холмистой местности возможны варианты устройства дренажа с перепадами, с установкой переходников в смотровых колодцах.

Назначение дренажа садового участка

Мероприятия по мелиорации, согласно нормам (СНиП 2.06.15), проводят в лесных и сельскохозяйственных угодьях, чтобы почва стала максимально пригодной для выращивания плодовых деревьев, зерновых и овощных культур.

Для этого формируют разветвленную систему открытых канав или закрытых трубопроводов, основное назначение которой – осушить чересчур увлажненные участки.

Конечная цель сбора воды через отводы и рукава различных типов – искусственные или естественные водоемы (если позволяют условия), специальные дренажные канавы, поглощающие колодцы или накопительные резервуары, из которых вода откачивается для полива и ухода за территорией.

Нередко заглубленные в землю трубы, если позволяет рельеф, заменяют наружными сооружениями – канавами и траншеями. Это элементы водоотведения открытого типа, по которым вода движется самотеком

По этому же принципу конструируют сеть трубопроводов для дачного участка, вне зависимости от его площади – 6 или 26 соток. Если территория страдает от частых затоплений после дождя или весеннего половодья, строительство водосборных сооружений обязательно.

Скапливанию лишней влаги способствуют глинистые грунты: супеси и суглинки, потому что ни не пропускают или крайне слабо пропускают воду в нижележащие слои.

Еще один фактор, побуждающий задуматься над дренажным проектом, – повышенный уровень грунтовых вод, о наличии которых можно узнать и без специальных геолого-разведывательных изысканий.

Если на территории дачи рыли котлован под выгребную яму или септик, а он наполнялся водой, то водоносные горизонты расположены в непосредственной близости от поверхности земли. При устройстве скважины буровой организацией вы получите данные о расположении водных горизонтов от специалистов.

Даже если фундамент устоит, нет гарантии сохранения комфортной среды внутри цокольных этажей и подвалов: возможно появление сырости, преждевременной коррозии, грибка и плесени.

Со временем отсыревшие бетонные и кирпичные фундаменты покрываются трещинами, которые сложно заделать. Напротив, они продолжают расти, провоцируя подвижки строений. Чтобы предотвратить разрушение, еще на этапе строительства здания необходимо задуматься об устройстве эффективного дренажа.

Лишняя влага в грунте – это всегда опасность для целостности фундамента строительных объектов: дома, бани, гаража, подсобных построек