Способы защиты участка и строений от подтопления

Одним из наиболее сложных условий строительства являются близко расположенные к поверхности грунтовые воды. Иногда это случается на небольших по площади земельных участках, а порой является проблемой целого населённого пункта. Выбирать, где именно поставить дом, получается не всегда, поэтому решать проблему приходится с помощью дренажа по периметру фундамента и других способов защиты.

При каких условиях для здания проектируется дренаж по периметру фундамента

Любая дренажная система повышает стоимость объекта в целом, поэтому решение о её устройстве принимается исходя из экономической целесообразности, надёжности и безопасности, обеспечивающей конструкционную целостность как самого защищаемого здания, так и имеющихся вблизи построек. Система дренажа, как и всё остальное в строительстве, должна проектироваться, а решение по выбору типа защитного устройства должно приниматься, исходя из реальной гидрогеологической обстановки и прогноза её изменения.

Цель такого проекта заключается в том, чтобы:

1. Регулированием уровня грунтовых вод обеспечить нормы осушения, не дать воде не только поступать в подвальные помещения, но и контактировать с поверхностями заглубляемых конструкций.
2. Предотвратить обводнение грунта и изменение его свойств из-за увеличения коэффициента фильтрации.
3. Обеспечить на застраиваемом участке соответствие требованиям СанПиН.

Примечание: В норме под зданием с подвалом или техническим подпольем грунт должен быть осушен до отметки 0,30 м ниже уровня их пола.

В обязательном порядке защитный дренаж для зданий проектируют в таких случаях:

• когда отметка пола цокольного этажа опускается на 30 см ниже УГВ;
• чтобы не допустить появления сырости из-за капиллярного поднятия влаги;
• в глинистых и суглинистых грунтах, из-за слабой фильтрационной способности не пропускающих поверхностную влагу через себя (особенно касается глубоко заложенных фундаментных лент);
• при расположении плитных фундаментов в непосредственной близости от тальвега — линии низинного места, куда стекаются осадки, или направляются излишки грунтовых вод;
• когда есть вероятность подмыва водой грунта и снижения его прочностных свойств, что может повлечь осадку или крен здания.

Параллельно с защитой здания защищают и участок, на котором оно построено, так как в этом случае на пользу могут пойти особенности рельефа. Проектирование системы должно быть основано на исходных данных изучения геологии участка, и сведениях о поблизости расположенных сооружениях и коммуникациях. Чтобы решить, как отвести воду от фундамента, во внимание следует принимать рельеф участка, план его застройки, архитектурные особенности здания.

Конструктивные типы дренажей

Существует два типа дренажей:

1. Совершенный дренаж. Опирается на водоупорный слой, поэтому вода попадать в дрены снизу не может. Применяется, когда водонепроницаемые глиняные пласты располагаются на незначительной глубине.
2. Несовершенный дренаж. Устраивается в толще дисперсного грунта, когда водоупорные слои находятся на значительной глубине. В такой системе дренажная труба со всех сторон окружена грунтом с высокой степенью фильтрации, и вода может попадать в неё не только с боков, но и снизу.

Пути проникновения воды к фундаменту

Главным критерием выбора системы дренажа является источник пополнения подземного водного бассейна, характер подтопления, зависящий и от места положения здания на рельефе. Существует несколько путей проникновения воды к фундаменту:

• Инфильтрационный (сверху) — это дождевая и талая вода.
• Капиллярный (снизу) — свободная вода, оказавшаяся в верхних слоях грунта в дождливые сезоны, когда уровень грунтовых вод повышается, а в грунтах с плохой проницаемостью образуются линзы верховодки.
• Подземный (сбоку). Вода притекает со склонов и более высоких участков рельефа, либо фильтруется из природных близкорасположенных водоёмов.
• Смешанный. В этом случае питание грунта водой может осуществляться сразу из нескольких источников.

Конфигурации систем, выбор их структуры при проектировании дренажа

В зависимости от рельефа, размера и геологического строения участка, для защиты могут использоваться системы разной конфигурации:

• Линейная — система траншей или желобов, пересекающих весь участок.
• Контурная (она же кольцевая) — опоясывает здание по периметру.
• Пластовая (площадная) — когда фильтрующим материалом отсыпается вся площадка под домом.
• Комбинированная — например, когда выполняется пластовый дренаж, а сток воды организуется в сторону контурного или линейного дренажа.

Однолинейные схемы дренажа

На участках, сложенных грунтами со слабой степенью фильтрации (глины, суглинки), которые питаются водой в основном инфильтрационным способом, для здания с подвалом рекомендован прифундаментный дренаж с эффективным решением вертикальной гидроизоляции и планировки приобъектного участка.

При боковом питании грунта водой, делают отсечной головной (перехватывающий) дренаж, закладываемый выше по склону, на границе защищаемой территории. В такой ситуации линия прокладки может быть всего одна, а её положение определяется с учётом размещения строений.

Примечание: Но по возможности нужно определить наиболее высокую точку залегания в грунте водоупорного пласта — чтобы дренаж можно было выполнить совершенным.

Двухлинейные схемы

Если одна линия головного дренажа не обеспечивает понижения вод до нужной отметки, параллельно ей предусматривают вторую линию — береговую. Расстояние между ними определяется расчётом, в котором сопоставляется проектное положение УГВ с нормативной границей осушения.

Двухлинейные системы эффективны на участках с водопроницаемыми грунтами, а необходимость в их устройстве возникает в том случае, когда этот участок расположен между двумя зонами подпитки грунтовых вод — например: сверху по склону, и со стороны водоёма. В таком случае, в результате взаимодействия двух линий дренажа, в грунте может образовываться депрессионная воронка, радиус влияния которой охватывает сразу весь участок.

Схемы дренажа для слабопроницаемых грунтов

Если на участке грунт слабоводопроницаемый либо слоистый, состоящий из проницаемых и непроницаемых пластов, желаемого понижения УГВ не обеспечит даже двухлинейная система дренажа. В этом случае проектировщики рассматривают такие варианты:

1. контурную систему дренажа для здания;
2. сопутствующий дренаж для каждого элемента благоустройства территории (забора, сарая, гаража);
3. хорошую организацию поверхностного стока, что лишает грунтовый водный горизонт одного из наиболее активных источников питания.

Когда водоём близко

Если приток грунтовых вод может угрожать только с одной стороны — от близлежащего водоёма, параллельно его берегу устраивается совершенный береговой дренаж, обязательно заглубляемый ниже зеркала вод реки. Но подобное строительство сопряжено с большими затратами, поэтому такую защиту вряд ли позволит себе рядовой владелец загородного дома. Эту схему обычно используют на значимых участках — например, при застройке элитных коттеджей на берегу озера.

Для небольших участков обычно рассматривают такой вид защиты, как локальное повышение планировочной отметки земли за счёт насыпного грунта. В дополнение предусматривают хорошую гидроизоляцию и наличие контурной системы линейного типа, опоясывающей фундамент здания по периметру.

Подобная система может быть пристенной (непосредственно примыкающей к зданию), либо кольцевой (траншейной), когда дрены прокладываются за пределами обратной засыпки фундамента. И лишь когда приток грунтовых вод осуществляется только с одной стороны, контурная система может проектироваться не по кольцу, а в виде разомкнутого контура.

Преимущества кольцевого дренажа

Одностороннее питание грунтовых вод — случай крайне редкий. Чаще всего приток воды осуществляется минимум из двух источников, и в грунтах с хорошей проницаемостью наиболее эффективно с этим справляется кольцевая система.

Когда основное питание вод идёт от атмосферных осадков, в грунтах с однородным строением кольцевой дренаж будет эффективен и сразу для группы зданий. Желательно, чтобы устроен он был по совершенному типу, но даже когда дрены располагаются выше водоупора, УГВ эффективно снижается и устанавливается на отметке воды в трубах.

Кольцевой дренаж по периметру фундамента отлично работает и в том случае, когда повышение УГВ обусловлено только питанием горизонта снизу. Просто в этом случае размеры дренажного контура делают меньше, чем при активном притоке воды с поверхности.

Как формируется пристенный (прифундаментный) дренаж

Этот вид дренажа используют для защиты стен подполий и подвалов; фундаментов, глубоко заложенных в глинистых грунтах; при послойном строении грунта, делающем пласт практически водонепроницаемым. Пристенный дренаж может быть выполнен как при смешанном питании грунтовых вод, так и при их отсутствии — в целях профилактики.

Если в кольцевой системе траншеи находятся в отдалении от здания (за пределами обратной засыпки), то здесь они максимально приближены к заглубляемым конструкциям. Конкретное расстояние обусловлено конфигурацией фундамента, наличия места для размещения смотровых колодцев.

В глинистых грунтах дренажные траншеи устраивают по несовершенному типу, засыпая в них фильтрующий материал, и располагаю дрены в его толще. А чтобы система работала наиболее эффективно, её дополняют дренами, уложенными под полом здания, либо комбинируют прифундаментный дренаж с площадным, делая уклон от щебневой засыпки под домом в сторону траншей с дренами.

Подобные схемы очень эффективны в грунтах со сложным строением, где чередуются слои разного состава и степени водопроницаемости; при наличии напорных грунтовых вод; а так же на водоносных пластах большой мощности.

Примечание: В виде самостоятельной схемы пластовый дренаж используется редко, в основном только в процессе строительства, и на больших по размеру участках.

Конструкционные особенности дренажных траншей

Дренаж, как таковой, люди придумали давно, но он с годами значительно усовершенствован. Современные дренажи могут выполняться с применением самых разных технологичных материалов:

• насыпных наполнителей из сортированного рыхлого материала;
• фильтров из натуральных или геосинтетических материалов в сочетании с засыпками;
• геокомпозитов, состоящих из пластиковой решётки и нетканого материала;
• трубных обёрток из геотканей;
• фильтрующих мембран, отделяющих обсыпку дрен от грунта обратной засыпки.

Выбор варианта осуществляется с учётом условий работы дренажа и технических характеристик системы. Основная задача фильтра состоит в том, чтобы не позволять окружающему грунту деформироваться, а так же обеспечить беспрепятственный доступ влаги в дрены. Фильтрующие засыпки могут быть однослойными или двухслойными, что обусловлено составом осушаемого грунта, но сверху траншея всегда засыпается хорошо уплотняемым песком.

По соображениям экономии фильтрующего материала дренажные траншеи делают откосными, с трапецеидальным сечением. Минимальная высота призмы составляет 60 см от величины расчётной отметки воды, поднимающейся выше дна траншеи. При этом линия УГВ не должна подниматься выше дна более чем на 30 см, что и показано на схеме.

Состав обсыпок траншейных дрен подбирается с таким расчётом, чтобы исключить суффозию грунта под ними, по этой же причине толщина засыпки не может быть меньше 150 мм. Обычно для этой цели берут щебень марки не ниже М1000 крупностью 10-30 мм. То же самое касается и однослойного площадного дренажа, только минимальная толщина засыпки здесь будет вдвое больше.

Если пластовый дренаж по периметру фундамента устраивается в двухслойном варианте, поверх щебня насыпается ещё и слой песка со средней фракцией песчинок (3-5 мм). В этом случае общая толщина отсыпки сохраняется (250-300 мм), но делится на два слоя, более толстым из которых должен быть щебень. Конкретная толщина слоёв, а так же количество и расположение примыкающих к ним траншей, определяется конструкцией фундамента здания и общей гидрогеологической обстановкой на участке.