Главным техническим средством инженерной защиты территории от подтопления является дренаж - устройство для перехвата и отвода грунтовых вод при осушении переувлажненных земель. Проектирование дренажей включает выбор конструкции и типа дренажной системы, трассирование сети в плане, проведение фильтрационного и гидравлического расчета.

Проблемы подтопления участков застройки грунтовыми водами не всегда решаются правильно. Существуют проекты, в которых защита строительных объектов от подтопления решена не полностью или упущена совсем.

Рассмотрим примеры реализации дренажа. Территория коттеджного поселка расположена на древнеаллювиальной террасе реки Москвы (рис. 1), сложенной разнозернистыми песками мощностью около пяти метров, которые подстилаются слоем пластичных суглинков 4 - 9 м. Ниже залегает второй слой водовмещающих песчаных пород (5 м) и водоупор из полутвердых глинистых пород. Подземные воды вскрыты на глубине 0,5 - 3,5 м.

Рис. 1. Схема геологических условий строительной площадки

По заданию генподрядчика специализированная проектная организация разработала комплекс мероприятий по защите строений поселка от подтопления грунтовыми водами (рис. 2). Он включает в себя устройство горизонтального отсечного дренажа, расположенного выше поселка, и локальную защиту зданий с помощью пристенных и лучевых дренажей. Однако из-за сложных инженерно-геологических условий и близкого расположения водоупора предложенные решения не обеспечили защиту удаленных коттеджей № 5 и 6 (рис. 2) от подтопления.

Рис. 2. Схема мероприятий по защите территории поселка от подтопления грунтовыми водами

В качестве дополнительной инженерной защиты цокольного этажа коттеджа № 6 были предложены варианты устройства лучевого дренажа с насосной станцией возле коттеджа и шестью лучами-дренами на глубине 5,5-6,0 м, а также вариант пристенного дренажа.

Для принятия решения была заложена дополнительная скважина в 7-8 м от северного угла коттеджа № 6, где наблюдался постоянный приток грунтовых вод через стены и пол цокольного этажа. Результаты анализа (сведены в колонке 5, рис. 1) показали, что причиной подтопления является первый водоносный горизонт.

Наиболее целесообразной защитой в этом случае будет контурный горизонтальный пристенный дренаж на границе двух песчаных структур на глубине порядка пяти метров (рис. 3).

Пристенный контурный дренаж предназначен для защиты цокольного этажа здания от подтопления грунтовыми водами при постоянном или временном (периодическом) повышении их уровня. Система контурного дренажа включает дрены-осушители, поворотные и смотровые колодцы, резервный колодец-накопитель и насосную установку для откачки воды.

Немаловажную роль играет отмостка здания, которая устраивается шириной не менее одного метра на песчаной подготовке толщиной 15-20 см с одним или двумя слоями гидроизоляци.

Принятое решение по устройству контурного дренажа в конструктивном и технологическом отношении значительно проще лучевого водозабора, для сооружения которого требуется специальная проходческая техника и значительные материальные затраты. Следует учитывать сложность устройства и оборудования лучевых водозаборов, выполняемых закрытыми методами, на контакте двух разнородных слоев и при близком расположении водоупора.

Рис. 3. План сети контурного дренажа корпуса № 6

Выполненный фильтрационный расчет контурного дренажа показал его дебет на уровне 1,5 м3/ч. Фактический приток грунтовой воды подтвердил справедливость принятых решений.

Дрена была уложена в проектное положение с заданным уклоном (не менее 0,4 %) на подушку толщиной 15-20 см из фракции мытого гравия (5-15 мм). Дренажные трубы применялись гофрированные, из поливинилпропилена (ПВП), обернутые геохолстом. Затем их засыпали тем же гравием толщиной слоя 15-20 см. Наличие природной прослойки среднезернистого песка в первом водоносном горизонте позволило отказаться от двухслойного фильтра. Однако значительное количество глинистых включений побудило применить обертку гравийного фильтра геотекстилем внахлест (рис. 5).

По дренажной трассе устраивают смотровые (не реже чем через 50 м) и поворотные колодцы из сборных железобетонных элементов. Перепад высот между лотками отводящей и подающей дрен - не менее 10 мм, а дно колодца должно быть устроено на 200-300 мм ниже лотка приемной дрены для устройства приямка-грязеуловителя (рис. 4).

Рис. 4. Монтажная схема сборного дренажного колодца

Сброс дренажных вод предусмотрен в колодец Д-16 отсечного дренажа. В целях недопущения обратного подтопления местной дренажной системы, точка врезки новой дрены должна быть на 20-30 см выше лотка приемной трубы, а подающий шланг от колодца-накопителя следует оборудовать обратным клапаном. Зазор между подающим шлангом и футляром необходимо герметизировать.

Рис. 5. Конструктивное решение пристенного дренажа

Другой участок коттеджной застройки в районе Новорижской автострады расположен на берегу небольшого пруда (рис. 6). Ярко выражен генеральный уклон территории к водоему, появилась опасность подмывания конструкций фундамента верховодкой и смыва плодородного почвенного слоя поверхностными водами. По результатам разведочного бурения был выяснен гидрогеологический характер территории - верхний водовмещающий слой (верховодка) мощностью около 4 м представлен мелкозернистыми песками. Его подстилает плотный глинистый грунт толщиной 2 м. Напорные грунтовые воды обнаружены на глубине более 30 м и для капитальных сооружений не представляют опасности. Однако высокий уровень верховодки (обогащенный водой верхний песчаный слой), подпертого водоупором, привело к систематическим подтоплениям стен и пола цокольной части здания. Пересеченный рельеф территории способствовал задержанию атмосферных осадков.

При строительстве была выполнена гидроизоляция подземной части жилого дома и устроен контурный пристенный дренаж, но этого оказалось недостаточно: из-за масштабного благоустройства территории увеличилась площадь поверхностного стока, а также появилась вымоина вдоль левой границы участка.

Для дополнительной защиты участка и здания от верховодки была применена классическая схема - систематический дренаж благоустраиваемой территории и контурный водосток поверхностных вод, проложенный по периметру цокольной части здания (рис. 6). В пониженном месте по левой продольной стороне участка проходит собирательная дрена Д = 150 мм, в трех местах с интервалом в 12,5 м в нее врезаются по две дрены-осушители Д = 100 мм. Конструктивное решение горизонтального дренажа такое же, как и в предыдущем случае. Сброс дренажных и атмосферных вод предусмотрен в пруд через камеру-отстойник и фильтрующую гравийную призму. Продольные уклоны дрен-осушителей в пределах 1% удалось обеспечить за счет их косого расположения по отношению к продольной оси дрены-собирателя.

Рис. 6. Вертикальная планировка территории. Схема водоотведения и дренажа

С целью защиты участка от поверхностного стока выполнена вертикальная планировка: сглажен рельеф, проведена подсыпка пониженных мест грунтом из котлованов сооружений, выровнена вся территория, отсыпан верхний фильтрующий слой из песка, по которому уложен плодородный грунт. По обе стороны жилого дома по кромке отмостки с уклоном к водоему проложены водосточные лотки со сбросом воды в общую дренажную систему.

Вывод

Соблюдение основных требований вертикальной планировки - выполнение уклонов пешеходных зон и газонов, обеспечение отвода поверхностных вод с крыш и отмосток здания, устройство водосточной сети и рациональное конструктивное решение дренажных систем, учитывающее особенности гидрогеологических условий территории объекта - все это обеспечивает полноценное использование территории участка, уменьшает расходы на эксплуатацию и улучшает качество проживания в загородных домах.

Анна АБИДИНА
инженер-строитель, аспирант кафедры "Градостроительство" МГСУ

Игорь НИКОЛЬСКИЙ
доцент кафедры градостроительства МГСУ, к.т.н.