2.4. Закрытая осушительная система. Дренаж. Классификация дренажей. Конструкции дренажей. Общие системы дренажей. Местные дренажи

Дренаж (фр. drainage) означает «осушение». Обычно под дренажем понимают закрытую осушительную систему.

Дренажи подразделяют по:

- конструктивному решению;

- степени гидродинамического совершенства;

- расположению относительно защищаемой территории и источника питания;

- по назначению.

В зависимости от конструкции элементов захвата грунтовых вод дренажи подразделяют на:

- горизонтальные;

- вертикальные;

- комбинированные.

Горизонтальные дренажис самотечным удалением воды наиболее распространены в строительстве. Простейший тип этой конструкции - открытый или заполненный дренирующим материалом лоток, но чаще - труба, снабженная фильтрующим устройством (рис. 2.4.1,а).

Рис.2.4.1. Схема работы дренажа: а) горизонтального; б) –вертикального

1 – бытовой УГВ; 2 – УГВ пониженный; 3 – дрена

Вертикальные дренажи- трубчатые колодцы, фильтрующая часть которых значительно заглублена в водоносный пласт (рис.2.4.1,б).Удаление воды из них происходит за счет принудительной откачки. Сочетание горизонтального и вертикального дренажа называют комбини­рованным.

Если основание горизонтального дренажа или забой вертикального доходят до водоупора, то дренажи называют совершенными, если не достигают водоупора - несовершенными(рис.2.4.2). В комбинированном дренаже вертикальные элементы обычно работают как совершенные системы, а горизонтальные - как несовершенные.

Рис. 2.4.2. Схема совершенного (а) и несовершенного (б) типа дренажа

1 – бытовой УГВ; 2 – УГВ пониженный; 3 – дрена, 4 – водоупор

В зависимости от расположения дренажа относительно защи­щаемой территории и источника поступления подземных вод различают однолинейную, двухлинейную, систематическую и контурную системы.

Однолинейные системыпредставляют собой преграды, перехватывающие грунтовые воды, поступающие на территорию со склона или водоема (рис. 2.4.3,а,б).В первом случае их называют головными, вовтором - береговыми. Их сочетание дает двухлинейную систему. Регулярное расположение дрен параллельными нитками на защищаемой территории при преимущественном инфильтрационном питании подземных вод характеризует систематический или площаднойдренаж (рис. 2.4.3, в).

Эти системы дренажа относят к общим, так как они обеспечивают общее понижение уровня подземных вод на территории застройки. Такие дренажи чаще проектируют в рамках инженерной подготовки для освоения новых территорий, сочетая их при необходимости с местными.

Местные дренажи решают локальные задачи, поэтому их располагают по контуру защищаемых объектов (рис. 2.4.3,г). В зависимости от конкретных условий проектируют кольцевой, прифундаментный (пристенный) и пластовый дренаж.

В благоустройстве территорий активно используют местные дренажи различных конструкций. Они предназначены для удаления подземных вод, которые формируются за подпорными и набережными стенками, на береговых склонах, в русле засыпаемых ручьев, логов и т.д. Широко используют местные дренажи для защиты дорожных одежд, покрытий площадок, каналов подземных коммуникаций, в том числе и для снятия утечек из водоотводящих сетей. Такие дренажи необходимы для удаления подземных вод из приямков и отдельных заглубленных частей зданий.

Рис. 2.4.3. Схемы дренажей: (а-в)- общие системы; г– местные

1 - защищаемая территория (объект); 2 - трасса дренажа; 3 - направление движения потока подземных вод; 4 - уклон по трассе дренажа

В зависимости от характера грунтов проектируют различные сочетания систем дренажа. В песчаных грунтах с хорошими фильтрационными свойствами применяют общие системы, хотя одновременно сними местные тоже могут участвовать в общем понижении УГВ. Здесь их обычно применяют для защиты от подтопления подземными водами особо заглубленных сооружений.

В глинистых, суглинистых и других грунтах с малой водоотдачей устраивают местные дренажи, прокладываемые вдоль защищаемых сооружений. В таких грунтах необходимы еще и местные профилактические дренажи, даже при отсутствии наблюденных подземных вод, как правило, под подвалом зданий, который используют для служебных или торгово-развлекательных объектов. При слоистом строении водоносного пласта общие системы обязательно сочетают с местными. Они особенно необходимы при реконструкции территорий и возведении отдельных зданий на уже застроенных территориях.

Лучевой дренаж состоит из горизонтальных трубчатых дрен, уложенных в виде радиальных лучей, шахтного колодца диаметром 2 - 6 мглубиной до 10 м для приема дренажного стока из лучей и насоса. Лучевой дренаж может быть многоярусным и иметь в каждом ярусе по 3 - 5 лучей. Лучевые дренажи применяют для снижения уровней грунто­вых вод в населенных пунктах или на строительных площадках, когда по условиям производства работ устройство горизонталь­ного дренажа затруднено (наличие коммуникаций, жилых зда­ний и пр.). Устройство лучевого дренажа особенно эффективно на застроенных территориях при высокой плотности застройки.

Проектирование дренажей различных систем и конструкций имеет свои особенности. Вместе с тем, несмотря на различия, ряд требований и положений является актуальным для общих и местных систем.

Трассы дренажей проектируют, учитывая общие требования размещения подземных сетей, обеспечивая эффективность работы водопонижающих сооружений. По этим соображениям их размещают вне проезжей части дорог и за пределами отмостки зданий, в местах, где дренажами обеспечивается максимальный перехват грунтовых вод. Для наблюдения за работой дренажной всети проектируют смотровые колодцы, размещая их на расстоянии, зависящем от диаметра труб (табл.2.3.4) на прямых участках и в уязвимых местах (поворотах трассы, изменении ее уклонов или диаметров труб, присоединении отдельных веток), в местах выпусков. При необходимости используют специальные конструкции дренажных колодцев (запорные, сливные, подпорные), а также оборудуют колодцы илоуловителями. Во всех случаях предусматривают защиту крышек дренажных колодцев от промерзания.

Проектные уклоны горизонтальных дрен назначают, учитывая гидравлические условия их работы, состав, мощность и падение водоносных пластов. Уклоны совершенного дренажа в значительной мере определяют условия размещения кровли водоупорного пласта, а несовершенного - диктуют гидрогеологические особенности и допустимые глубины заложения. Минимальные продольные уклоны определяют с учетом скорости, исключающей заиление дренажной системы. Максимальные продольные уклоны трассы должны исключить возможность разрушения конструкции. Поэтому при заложении дренажа на водоупоре, имеющем крутой уклон, а также в других необходимых случаях для уменьшения скоростей течения прибегают к устройству перепадных колодцев или других специальных сооружений.

Размеры дрен устанавливают гидравлическим расчетом в соответствии с их дебитом. С помощью этого расчета уточняют также принятые проектные уклоны дренажа.

Глубину заложения дрен, расстояние между дренами и положение пониженного УГВ, а также дебит дренажа определяют гидрогеологическим расчетом. При этом учитывают, что наименьшее заглубление горизонтальных дренажных коллекторов ограничивают глубиной промерзания грунта, а наибольшее принимают в зависимости от необходимого уровня понижения грунтовых вод, материала труб и способов производства работ.

Выпуск воды из горизонтальных дренажей производят в водостоки или водоемы с соблюдением необходимых санитарных и технических требований самотечным сбросом. При невозможности самотечного сброса потребуется специальное устройство для перекачки, увеличивающее затраты на строительство и эксплуатацию дренажной системы.

Конструкции дренажей выбирают в зависимости от ­строительных и гидрогеологических условий и характеристики уровенного режима водоприемника, используемого для сброса дренажных вод.