Какие бывают дрены, их виды и описание

Для комфортной эксплуатации участков, подверженных сезонному подтоплению, а также при повышенном уровне грунтовых вод, из насыщенного влагой грунта требуется удалить её излишнее количество. Для этой цели на необходимой глубине предусматривают осушительные каналы (дрены). Поступившая в них вода транспортируется по трубам специальной конструкции к водоприёмникам-коллекторам — хотя, таковым может послужить и естественный водоём. Какие бывают дрены и в чём их особенность, мы и расскажем в этой статье.

Дренажные системы и их особенности

Системой, с помощью которой осуществляют дренаж поверхностных вод, называют совокупность рабочих элементов. В данном случае это три основных типа элементов:

1. транспортирующие — дрены;
2. принимающие — коллекторы;
3. сопрягающие (смотровые и перепадные колодцы), посредством которых и взаимодействуют два первых варианта.

Дрены являются основным элементом, именно о них дальше и пойдёт речь.

Классификация дрен

Трудно составить представление о структуре и принципе действия дренажных систем, не познакомившись с их классификацией. Между тем она довольно обширна, и вот какие критерии можно считать основными.

• Направление потока воды в дренах. Может быть безнапорным горизонтальным, или напорным вертикальным — когда движение воды обеспечивает насос.
• Доступность дрен для поверхностной воды. Существуют системы с открытыми дренами, куда вода с поверхности легко проникает (просто засыпанные щебнем дренажные канавы, водоприёмные лотки), и закрытые, когда каналы для водного потока расположены в толще плотного грунта.

Примечание: В закрытых дренах вода движется по искусственно созданным полостям, в которых проложены дренажные трубы. Это позволяет не только собирать воду на самом участке, но и проектировать дренаж под зданием с подвалом.

• Материал изготовления дренажного трубопровода. В промышленных масштабах чаще используют асбоцементные трубы (иногда бетонные и керамические), в ландшафтах частных участков — преимущественно пластиковые.
• Несовершенство дренажной системы по гидродинамике. Обусловлено взаимным расположением дрены и обычно глубоко залегающего водоупорного пласта из глины. Если дрена упирается непосредственно в него, она является совершенной, если выше и окружена обычным грунтом, система будет несовершенной.
• Несовершенство дрен по способности принимать воду. Этот критерий обусловлен суммарной площадью водопропускных отверстий на длину одной трубы. Если отверстий мало, и по трубе они расположены неравномерно — дрена получается несовершенной.
• Способ предотвращения илонакопления. Зависит от конструкции закрытых дрен, у которых снаружи может быть защитная оболочка с заложенной под неё фильтрующей обсыпкой.

• Конфигурация системы в плане. При значительной протяжённости и малой ширине траншеи (обычно не более 60 см) дрены называют линейными. При значительной ширине, составляющей несколько метров, систему называют пластовой.

Открытые дрены

Открытые водоприёмные каналы являют собой простейший тип дрен. Они обычно имеют трапециевидное сечение при ширине 20-40 см и минимальном уклоне 0,5 мм/м. Глубина канала индивидуальна, и может составлять 2 м, длина практически не ограничена, и может тянуться на 1,5-2 км. Такие каналы можно красиво облицевать и использовать в ландшафтном дизайне — ниже представлен один из возможных вариантов.

Откосы открытых дренажных каналов можно, как на фото, выложить камнем, вымостить бетонными плитами или засеять многолетними травами. Но если для индивидуального участка такой вариант может использоваться как элемент дизайна, то на промышленных и городских застройках он неуместен, так как при столь существенной глубине создаёт необходимость обустройства переходов через канал.

Дренажные канавы используют и как временную меру защиты от обводнения территории строящегося объекта, так как не требуют больших затрат и много времени на устройство.

Закрытые дрены для линейных дренажей

Дрены закрытого типа всегда формируются на основе перфорированных труб, уложенных на подготовленное дно и засыпанных местным грунтом в комбинации с фильтрующим материалом (крупным песком, керамзитом, мелким щебнем). Если дренаж совершенный — то есть, базируется на водоупорном пласте, его глубина может составить и более 5 м. Несовершенные дренажи обычно неглубокие, и по большей части рассчитаны на сбор воды с поверхности.

Ещё несколько десятков лет назад вероятность заиления была очень велика, и не позволяла системе безупречно работать более 5 лет. С появлением геотекстиля, а так же труб с наполнителем в обёртке из него типа Софтрок или Сибур, проблема заиливания практически решилась.

Конфигурация и размер траншей для укладки трубчатого дренажа определяется индивидуально, в зависимости вида купленных труб (сегодня производят не только круглые, но и плоские), а так же их расчётного диаметра и возможности для прочистки.

На заметку: Разновидностью закрытых дрен являются дрены-поглотители, в которых обратная засыпка из местного грунта полностью заменена фильтрующим материалом. Как вариант, в целях его экономии может быть выполнена комбинированная засыпка по принципу пунктира: 5-6 м длины траншеи, на дне которой тоже лежит дренажная труба, засыпается местным грунтом, а затем 2-3 м длины заполняется щебнем.

В результате подобного устройства траншей образуются своеобразные поглотительные воронки, очень быстро отбирающие воду с поверхности. Такие дрены целесообразно устраивать выше дома, расположенного на склоне, либо в тальвегах, куда собирается вся сходящая с возвышенности вода. Если использовать красивый окатанный камень, поглотительные дрены можно использовать не только с практической пользой, но и как элемент ландшафтного дизайна

Виды и параметры дренажных труб

Основным видом труб по материалу изготовления, применяемых в гражданском строительстве, являются, пластиковые изделия. В их производстве применяют три варианта полимера: полиэтилены высокого и низкого давления (ПВД и ПНД), и поливинилхлорид (ПВХ). Поначалу трубы были только гладкие, но позднее появились и гофрированные.

• Последние получили наибольшее распространение, так как при малой толщине стенок в 1 мм, и очень небольшом весе (300-600 г/м) обладают высокой устойчивостью к смятию. Транспортировать их тоже более удобно, так как гофрированные трубы сворачиваются на заводе в бухты по 50-100 м.
• Недостатком гофротруб является шероховатая внутренняя поверхность, из-за которой возникает гидродинамическое сопротивление, снижающее скорость потока воды. Поэтому в системах с высокой расчётной производительностью используют трубы с гладкими стенками.
• Гофрированные пластиковые трубы выпускают только в маленьких диаметрах (50…125 мм), а гладкостенные — до 1000 мм. Хотя в настоящее время существуют и комбинированные двухстенные трубы, с гладкой внутренней и гофрированной наружной поверхностью. Их вес, естественно, больше, но нет внутренней шероховатости и увеличена прочность.

• В зависимости от диаметра самой трубы, варьируются и размеры отверстий на их стенках: от 2*4 до 2*30 мм. Схемы расположения могут быть разными, но чаще всего их выполняют равномерно по всему периметру.
• Асбоцементные дренажные трубы, активно используемые в строительстве высокопроизводительных систем большой протяжённости, выпускают в диапазоне диаметров 100-400 мм, длиной не более 4 м. Между собой они соединяются раструбами или муфтами и перфорации не имеют.

Перфорацию таких труб выполняют в условиях стройплощадки, в виде прорезей шириной 1,5-2 мм и длиной 1/3 от диаметра трубы, с шагом 150 мм. Как вариант, могут просто пробуривать отверстия диаметром 3-5 мм. Делают их по бокам и в нижней части трубы на расстоянии 70-75 мм.

Дрены пластового типа

В отличие от линейных дрен, вытянутых в длину, пластовые занимают существенную площадь, обычно соответствующую площади пятна застройки. По названию понятно, что дрена представляет собой пласт хорошо фильтрующего материала. Он должен иметь коэффициент фильтрации в 10 раз больше, чем у окружающего грунта, но не менее 5 м/сут. Чтобы вода не застаивалась на основании, её отток ускоряется путём устройства уклона 1%.

На хорошо проницаемых грунтах фильтрующая засыпка выполняется только из щебня или гравия на толщину 15 м. В мелких песках, супесях и суглинках пласт делают двухслойным: 10 см песка снизу, и 15 см щебня сверху. А чтобы уложенный фильтрующий материал не заиливался, основание под ним простилают геотекстилем.

Как не допустить заиления дрен — заключение

Многолетний опыт использования дренажных систем показывает, что одни дрены качественно работают в течение длительного периода, а другие могут выйти из строя уже через несколько лет. Причина таких разных эксплуатационных качеств системы кроется в степени интенсивности заиления мелкими грунтовыми частицами полости трубопровода или его отдельных участков.

Сильнее всего оно происходит в местностях с пылеватыми грунтами — особенно тех, что располагаются близко к поверхности (несовершенных), так как ближе к поверхности почва имеет наименьшую плотность.

Наиболее интенсивно заиление происходит в первые годы работы дрен. При нормальном развитии событий процесс идёт на убыль, так как частицы, выносящиеся потоком из грунта в трубу, образуют на отверстиях и зазорах некое подобие защитного фильтра. Его толщина может составить 5-10 мм, и он начинает предотвращать дальнейшее поступление почвенных частиц в дрену.

Огромное влияние на степень заиления оказывает уклон трубопровода, который в неблагоприятных условиях должен увеличиваться до 8 мм/м. При недостаточном уклоне или его отсутствии, а так же при некачественном выравнивании дна траншей, заиление происходит быстро — и чем больше диаметр трубы, тем активнее процесс.

Существует два способа прочистки дрен: вскрытие с механическим удалением отложений и промывка напором воды. В основном их применяют на керамических трубопроводах, но можно использовать и на пластиковых — проблема только в том, что это дорого. А если при строительстве системы были допущены ошибки, очистки хватит ненадолго, и в любом случае трубы придётся перекладывать.

Чтобы уменьшить вероятность заиления, водоприёмные отверстия на трубах делают в виде большого количества узких щелей — хотя стопроцентной гарантии это тоже не даёт. А вот геотекстиль, которым оборачивают трубы вместе с фильтрующей обсыпкой — решение идеальное. Если с уклоном и соединениями труб всё в порядке, дренажная система, сформированная по данной схеме, будет работать долгие годы как часы.