Горизонтальные дренажи.

Открытые дрены — канавки и лотки, и закрытые беструбчатые дрены устраивают для непродолжительной эксплуатации на период проведения строительных работ.

Наибольшее распространение получили трубчатые дрены, укладываемые в нижней части дренажных траншей, заполненных фильтрующим материалом.

В трубчатых дренажах используют следующие разновидности труб: асбестоцементные, бетонные и железобетонные, чугунные, керамические, пластмассовые, трубофильтры из пористого бетона на плотных заполнителях, трубофильтры из пористого полимербетона и др.

Материал труб назначают в зависимости от степени агрессивности подземных вод и прочности материала с учетом глубины их заложения.

Глубина заложения труб из пористого полимербетона ограничена 5 м. Трубы из пористого бетона на плотных заполнителях укладывают на глубину свыше 8 м. Глубина заложения асбестоцементных труб определяется расчетом, а поливинилхлоридных труб назначается с учетом толщины их стенок. Бетонные, железобетонные и асбестовые трубы применяют только в неагрессивных по отношению к бетону средах.

В таблице 6.1 приведены характеристики некоторых разновидностей дренажных труб.

Дренажные трубы из пластмасс, получившие в настоящее время широкое применение, изготавливают из полиэтилена низкого давления (ПЭНД) и поливинилхлорида (ПВХ) с круглыми отверстиями диаметром до 4 мм и щелевидными — шириной 0,8 — 1,5 мм.

Для фильтровых покрытий вокруг труб используют песчано-гравийные обсыпки, обертки из искусственных волокнистых материалов (геотекстиль), обмотки из нетканого рулонного материала, а также дренажные композиционные материалы — геокомпозиты.

Для дренажных труб, обмотанных рулонным фильтрующим материалом с перехлестом слоев, устраивают песчано-гравийную подготовку (подушку) толщиной не менее 100 мм. Если в основании залегают песчаные грунты, то допускается укладка труб на спланированное естественное основание.

Таблица 6.1

Обсыпку призмы из разделительных слоев песчано-гравийного материала назначают из условия незаиливания трубы и исключения суффозии грунта.

Фильтровые покрытия вокруг труб из минеральных волокнистых материалов выполняют из стеклохолстов ВВТ, ВВК (4 слоя), из стеклотканей ВПМ-1 (два слоя), ССТЭ-6 и СС-1 (один слой) в сочетании с обсыпкой из несортированных песчаных грунтов более водопроницаемых, чем дренируемые грунты.

Для обеспечения длительной работы фильтров дренажных труб используют геотекстильные материалы (водопроницаемые тканевые, нетканевые, вязаные и композиционные полотна из синтетических волокон), которые при высокой плотности и фильтрационной способности обеспечивают в наименьшей степени заиливание дренажных труб.

Геотекстиль выполняет три функции в массиве грунта — сепарацию, фильтрацию и армирование.

Из российских материалов, получивших широкое применение в подземном строительстве, следует отметить дорнит, разработанный ВНИИСтройполимером и Ростокинской фабрикой нетканых материалов (г. Москва); из зарубежных — Geolon голландской фирмы Nicolon, Heidelberger Vlies немецкой фирмы Gebruder Friedrich, Bidim французской фирмы Rhone-Poulenc, Polyfelt австрийской фирмы Polyfelt и другие.

Дренажный композиционный материал (геокомпозит) включает два элемента — трехмерное пластиковое основание (проводник влаги) и геотекстильный фильтр. Последний пропускает воду в пластиковое основание, задерживая при этом частицы грунта.

Наибольшее распространение получили дренажные материалы: Delta Drain (Германия), Enkadrain (Нидерланды), GSE Hyper Net (Германия), J-Drain (США), Polyfelt (Австрия), Terram Drain (Англия) и другие.

При сложных геологических и гидрогеологических условиях с наличием водоносных пластов большой мощности и при слоистом их строении, а также при наличии напорных подземных вод следует устраивать под подошвой подземного сооружения пластовые дренажи (рис. 6.2).

Пластовый дренаж защищает сооружение как от гравитационной воды, так и от капиллярной влаги. Такой дренаж устраивают в слабопроницаемых грунтах, где трубчатые и другие линейные конструкции малоэффективны. Вода из пластового дренажа отводится по трубчатым и беструбчатым дренам, лоткам и канавкам.

Под сооружениями пластовый дренаж выполняют однослойным или двухслойным. Однослойный дренаж из щебня или гравия укладывают на скальные или полускальные трещиноватые грунты. Двухслойный дренаж выполняют в пылеватых и мелких песках и глинистых грунтах. Верхний слой отсыпается из щебня или из гравия минимальной толщины 150 мм. Крупность щебня или гравия рекомендуется принимать 3 — 20 мм при коэффициенте неоднородности 5. Содержание глинистых или пылеватых частиц не должно быть более 3 %. Нижний слой отсыпается из песка средней крупности с минимальной толщиной слоя 100 мм.

Пристенный дренаж представляет собой вертикальный слой из проницаемого материала, устраиваемый с наружной стороны заглубленного сооружения, и выводится на отметку выше максимального уровня подземных вод на 0,3 м. Пристенный дренаж прокладывается по контуру здания с наружной стороны.

6.1.10. Конструкции пластовых и пристенных дренажей из пластмасс в сочетании с геотекстильными материалами являются наиболее эффективными.

Примером современного типа конструкций пристенного дренажа с применением полимерных фильтрующих материалов являются оболочки «Дрениз». Оболочка «Дрениз» состоит из двух слоев: листов специального профиля из полимерного материала (полиэтилена, полипропилена, и поливинилхлорида) и нетканого геотекстильного материала, скрепленных между собой с помощью сварки или водостойкого клея. Листы оболочки «Дрениз» соединяются друг с другом внахлест. Технология применения данного материала указана в Инструкции ВСН 35-95.

Дренажная система Delta немецкой фирмы Dorken представляет собой одно-, двух- и трехслойную конструкцию, в составе которой имеется высокопрочное полиэтиленовое полотно с отформованными округлыми шипами.

В однослойных конструкциях при толщине полотна 8 мм (Delta-MS) и 20 мм (Delta-MS-20) водопропускная способность составляет соответственно 5,0 и 10,0 л/м·с, что значительно выше, чем у классических дренажных систем.

В двухслойных конструкциях используют фильтрующую геотекстильную мембрану из полипропилена (Delta-Drain, Delta-Geo-Drain TP). Отличительной особенностью системы Delta-Drain является конструкция с двухсторонним расположением каналов с отформованными шипами, которая обеспечивает одновременно отвод воды и вентиляцию подземной стены.

Трехслойная система Delta-Geo-Drain состоит из профилированного полотна и геотекстиля и имеет скользящую мембрану из листового полиэтилена. Эта мембрана, создавая дополнительную изоляцию стены, обеспечивает также сохранность дренажной системы в целом при возможной осадке грунта обратной засыпки.

Система внутреннего пластикового дренажа Delta (рис. 6.5) устраивается по стенам и днищу (полу) защищаемого подземного помещения при ремонте или реконструкции здания, а также в процессе возведения новых сооружений.

В зависимости от типа отделочных покрытий могут быть реализованы два варианта. Первый вариант — использование дренажного полотна Delta-MS в сочетании с оцинкованной штукатурной сеткой, второй вариант — установка дренажного полотна Delta PT с наваренной полимерной сеткой.

Сбор воды из системы внутреннего дренажа осуществляется в специально оборудованном приямке. Поступление дренажной воды в приямок осуществляется по дренажному лотку, через дренажную трубу или непосредственно через воздушный зазор в днище с дренажным полотном.

Удаление воды из приямка осуществляется насосом с поплавком, который перекачивает воду в систему канализации.

Лучевые дренажи устраивают в наиболее проницаемых грунтах (песках, супесях) или когда слабопроницаемые грунты чередуются с обводненными прослойками. Лучевые дренажи целесообразно использовать на строительных площадках, расположенных в стесненных условиях городской застройки с густой сетью коммуникаций.

При лучевом дренаже совмещены горизонтальные трубчатые скважины с водосборным колодцем и водосборником. Горизонтальные скважины устраивают с помощью станков горизонтального бурения или проколом. Водосборный приемник выполняется методами «стены в грунте», опускного колодца и другими.

В грунтах с низкими фильтрационными свойствами устраивают вакуумные дренажи. Конструктивно вакуумный дренаж представляет собой обычную дрену, выведенную в вакуумный колодец с крышкой, обеспечивающей надежную герметизацию внутреннего пространства колодца. Для откачки воды и воздуха используются вакуумные насосы. Рекомендуемая длина вакуумных дрен не должна превышать 50 м.

При глубоком осушении грунтов (более 10 м) целесообразно выполнять галерейные дренажи. Эти дренажи выполняют открытым или подземным способами (штольневым, щитовым, методом продавливания). Дренажные галереи имеют гравийно-песчаную обсыпку или фильтры из пористых материалов.