Каталог
| | Дренажные системыДренаж, разновидности систем дренажей Что такое дренаж?Дренажом в строительстве называют инженерную конструкцию, препятствующую подтоплению заглубленных в землю строительных конструкций и сооружений и способствующую отводу грунтовых вод. Различают вертикальный пристенный дренаж (с отсыпкой по внешнему периметру сооружения), пластовый горизонтальный дренаж (представляющий собой фильтрующую постель, укладываемую на основание защищаемого сооружения), внутренний дренаж (для защиты внутреннего эксплуатируемого пространства подземных помещений от локального проникновения воды, намокания ограждающих конструкций и т.п.). Все системы дренажа должны быть гидравлически связаны (фильтрующим материалом или трубами) с отводящей трубчатой дреной. Дренажные системы являются неотъемлемой составной частью гидроизоляционной защиты зданий и сооружений. Устройство дренажей позволяет искусственно понижать уровень грунтовых вод и отводить подземные и поверхностные воды от зданий и сооружений. Это способствует предотвращению подтопления заглубленных и подземных сооружений, обеспечивает нормальный режим их эксплуатации, увеличивает долговечность сооружения в целом.В чем причины подтопления заглубленных и подземных сооружений?Подземные промышленные сооружения различного назначения, заглубленные помещения жилых зданий, подземные гаражи, пешеходные переходы, галереи и другие заглубленные и подземные сооружения нередко подвергаются подтоплению. Причины подтопления и появления сырости – атмосферные осадки, грунтовые воды, поверхностные стоки вод с окружающих территорий, пары воды в грунтах и породах. Кроме того, возможно влияние техногенных источников – утечек из бассейнов, резервуаров, очистных сооружений, отстойников, водопроводов, канализации. Действие техногенных источников подтопления как в процессе строительства, так и при эксплуатации зданий и сооружений, накладывается на действие естественных источников, интенсифицируя процесс увлажнения и подтопления территории. Эти явления усугубляются в плотной городской застройке из-за барражирования грунтовых вод подземными частями зданий и сооружений. Какие системы дренирования могут быть рекомендованы для грунтов различного типа?В песчаных и супесчаных грунтах для отвода воды в водоприемные устройства достаточно применять линейные дрены трубчатого типа. Пристенный пластовый дренаж в сочетании с горизонтальным трубчатым дренажом применяют при необходимости защиты от подтопления подземными водами заглубленных и подземных сооружений, располагаемых в суглинистых и глинистых грунтах. Пластовые горизонтальные дрены применяют для защиты зданий и сооружений при наличии под ними мощного водоносного пласта. Особенно эффективно их использование в слабопроницаемых и слоистых грунтах, где линейные трубчатые дрены не дают должного эффекта. Кроме того, устройство пластовых дренажей позволяет предохранять конструкции не только от гравитационной, но также и от капиллярной влаги. Какова классическая система, применяемая для защиты от подтопления?Для защиты сооружений от подтопления традиционно предусматривается устройство гидроизоляционной системы, включающей в себя гидроизоляционную мембрану, дренаж в виде отсыпки песчаной призмы и дренажных труб с фильтрующими обсыпками из песчано-гравийной смеси, керамзита и других материалов или оберток из искусственных волокнистых материалов. В ряде случаев применяют пластовый дренаж в виде слоя щебня или гравия с системой отводящих трубофильтров.Насколько эффективна классическая система гидроизоляции и дренирования?Гидроизоляционная мембрана, как правило, выполняется из обмазочных или рулонных битумных и битумно-полимерных материалов и служит не более 10-15 лет. Устройство пристенного дренажа из сыпучих материалов связано с трудоемкими работами по отрывке котлована на необходимую глубину и ширину, а также отсыпке фракционированных песков, щебня, гравия. Определенные трудности связаны с качественным подбором фильтрующих материалов и большим объемом применяемого фракционированного песка и гравия. Велики при этом и транспортные расходы. В связи с этим качество водоотводящих конструкций зачастую остается низким, ухудшая тем самым и качество работы гидроизоляционной системы. Наибольшее подтопление и нарушение тепловлажностного режима в подземных сооружениях наблюдается в весенний период, когда образующиеся на поверхности земли талые воды не могут проникнуть в дренажную систему через водонепроницаемый экран еще не оттаявшего грунта. Вся влага в этом случае начинает просачиваться внутрь помещений через стены здания. Даже при небольших дефектах гидроизоляционной мембраны вода проникает в подземное сооружение. Отсутствие теплоизоляции, защищающей гидроизоляционную мембрану от разрушения, ускоряет выход последней из строя.Какие существуют пути увеличения водопропускной способности дренажной системы?В целях улучшения качества строительства и условий эксплуатации подземных сооружений в последнее время были разработаны различные типы конструкций вертикальных (пристенных) и горизонтальных пластовых дренажей, позволяющие значительно сократить использование песчано-гравийных отсыпок, а также увеличить водопропускную способность дренажной системы и обеспечить отвод грунтовых и поверхностных вод от конструкции. Надежность гидроизоляционной системы сооружения в этом случае сохраняется на высоком уровне. Часто для этих целей используются дренажные плиты из фильтрационных материалов.Каковы особенности применения дренажных плит из фильтрационных бетонов?Дренажные плиты из фильтрационных бетонов на основе различных связующих и заполнителей имеют пористую структуру, которая достигается тем, что состав подбирают таким образом, чтобы связующее (например, цементный раствор) только обволакивало зерна заполнителя, оставляя пространство между ними. Внутри плит формируются отверстия для отвода воды. Основные характеристики фильтрационных бетонов: коэффициент фильтрации К = 50¸500 м/сут; прочность при сжатии R = 2,5¸10 МПа; толщина дренажной плиты d = 8¸10 см. Обладая определенными преимуществами перед традиционными дренажами из сыпучих материалов, конструкции из фильтрационных бетонов имеют существенные недостатки – большую массу, хрупкость, трудоемкость при монтаже. Наличие пленки связующего вокруг зерен заполнителя увеличивает шероховатость поверхности поровых каналов, создает условия для образования тупиковых пор, наличие которых при движении воды приводит к образованию турбулентных потоков и снижению общей водопропускной способности. Кроме того, плиты из цементных бетонов требуют коррозионной защиты от агрессивного воздействия подземных вод. Каковы особенности применения крупнопористых плит из фильтрационных пенопластов?Крупнопористые плиты на основе фильтрационного пенополистирола или пенополиэтилена имеют малую массу (r = 18¸20 кг/м2), высокую водопропускную способность (К более 1000 м/сут), стойкость к агрессивным грунтовым водам. Однако боковое давление грунта обратной засыпки вызывает сжатие фильтрационных плит, которое увеличивается с глубиной заложения, при этом существенно снижается их водопропускная способность. Прочность при 10%-ном сжатии фильтрационного пенополистирола составляет всего 0,08¸0,09 МПа. Кроме того, в связи с хорошо развитой открытой пористостью их поверхностные слои кольматируются частицами грунта. Вследствие этих процессов эффективность работы плит падает на 30¸80%. Наличие в грунтах илистых и глинистых частиц приводит к заполнению фильтрующих полостей, снижению дренажной способности плит. Что такое геотекстиль?Геотекстилем называют водопроницаемые тканые, нетканые, вязаные и композиционные полотна из синтетических волокон, выполняющие три основные функции в массиве грунта – сепарацию, фильтрацию и армирование. Впервые синтетическая ткань была применена в качестве фильтра в 1958 году при реконструкции бетонной облицовки водоотбойной стенки во Флориде (США), но только с 70-х годов синтетические материалы начали широко применяться в подземном строительстве. Материалы различают по исходному сырью, технологии изготовления, свойствам и возможности применения. Сырьем для производства геотекстиля являются полиэфиры (ПЭФ), полиэтилен низкого давления (ПЭНД), полипропилен (ПП), полиамид (ПА). Каковы особенности применения дренажных плит из геотекстильных материалов?На долговечность геотекстильных материалов влияют следующие факторы: ультрафиолетовое излучение и озон; длительное воздействие механических нагрузок; агрессивное воздействие грунтовых вод. Во избежание негативного действия этих факторов укладку материалов проводят таким образом, чтобы они были защищены от воздействия света и озона, при этом величина механического напряжения не должна превышать 25% величины разрушающей нагрузки. Большинство синтетических материалов, используемых в настоящее время, достаточно устойчивы к растворам щелочей, кислот, солей, а также микроорганизмам, содержащимся в грунтовых водах. Однако, как показали исследования, полиэфир разрушается в щелочной среде при рН>9. Поэтому применение ПЭФ в грунтах с рН>9 недопустимо без высокоэффективной защиты. Материалы из ПЭФ не должны иметь прямого контакта с материалами, содержащими известь или гидравлические вяжущиеЧто такое тканый геотекстиль и каковы его свойства?Тканые геотекстильные материалы состоят из волокон, имеющих взаимно перпендикулярное направление. Они отличаются друг от друга видом волокна и типом плетения (холстовое, панамское, диагональное), а также числом нитей на единицу площади. Тканые материалы отличаются хорошей водопроницаемостью и прочностью на разрыв. Они имеют высокий начальный модуль деформации, т.е. обладают прочностью при малом удлинении. Однако вследствие растяжения под действием грунта засыпки может изменяться величина пор материала. Из наиболее распространенных тканых геотекстилей можно отметить следующие: Geolon голландской фирмы Nicolon; Heidelberger Vlies немецкой фирмы Gebruder Friedrich; Stabilenka немецкой фирмы Huesker Geosynthetics и многие другие. Тканый геотекстиль используют преимущественно при армировании грунтов. Что такое нетканый геотекстиль и каковы его свойства?Нетканые геотекстильные материалы получают тремя способами – механическим (иглопробивные), термическим (термоупрочненные), адгезивным (клееные). Наибольшее распространение получили иглопробивные и термоупрочненные материалы. Иглопробивные (ИП) геотекстили характеризуются низким начальным модулем деформации, но имеют высокую деформативную способность (удлинение до 30% без нарушения сплошности). Эти материалы сразу деформируются при приложении нагрузки. Благодаря относительно большой толщине (3-5 мм) и низкой скорости фильтрации иглопробивные материалы практически полностью исключают проникновение в дренажный слой тонкодисперсных частиц. Следует заметить, что высокая сжимаемость этих материалов под действием грунта засыпки снижает их водопропускную способность и ограничивает их применение на большой глубине заложения. Эти особенности ИП необходимо учитывать при их использовании. Широкое применение в подземном строительстве получили такие иглопробивные материалы, как Bidim французской фирмы Rhone-Poulenc; Polyfelt австрийской фирмы Polyfelt; российский материал Дорнит, разработанный ВНИИСтройполимер и Ростокинской фабрикой нетканых материалов, и другие. Термоупрочненные (ТУ) геотекстили имеют небольшую толщину (0,1¸0,3 мм), поэтому при их применении очень важен подбор гранулометрического состава грунта обратной засыпки. Они обладают относительно высоким начальным модулем деформации, подобно тканым материалам, и значительным удлинением при разрыве, подобно иглопробивным. К термоупрочненным материалам относятся: Typar фирмы DuPont (США); Fibertex датской фирмы Fibertex; Terram английской фирмы Terram Ltd. и другие. В отличие от тканых материалов у нетканого геотекстиля с неупорядоченно расположенными волокнами механические свойства не зависят от направления приложения нагрузки. Растягивающие усилия передаются только на одну часть волокон, а другие переориентируются в направлении растяжения. Нетканый геотекстиль используют как разделяющий слой в неустойчивых грунтах для защиты дренирующих материалов от заиливания и в качестве различных фильтров. Что такое вязаные материалы и каковы их свойства?Вязаные материалы состоят из одной или нескольких волоконных систем, петлеобразно соединенных друг с другом в виде пряжи. Особенностями этих материалов являются высокая прочность на растяжение при небольшом относительном удлинении вдоль волокон пряжи; возможность восприятия нагрузки в диагональном направлении. В связи с этим они рекомендуются для армирования грунта и увеличения его несущей способности. Примером такого материала может служить вязаное полиэфирное полотно Comtrac – одна из последних разработок немецкой фирмы Huesker Synthetics. Каковы особенности свойств и применения геокомпозитов?С использованием основных свойств геотекстилей (высокой водопропускной способности при достаточной прочности на растяжение, химической стойкости к агрессивным средам и др.) был разработан целый ряд дренажных композиционных материалов, т.н. геокомпозитов. Большинство геокомпозиционных материалов включают в себя два элемента – трехмерное пластиковое основание (проводник влаги) и геотекстильный фильтр – мембрану. Последний пропускает воду в пластиковое основание, задерживая при этом частицы грунта. Для обеспечения высокой надежности в процессе эксплуатации к геокомпозитам предъявляются следующие требования: износостойкость; сохранность в рабочем состоянии на весь срок службы; геотекстильный фильтр должен пропускать воду и отсеивать грунт; геотекстильный фильтр не должен излишне деформироваться и ограничивать доступ влаги; высокая био- и химическая стойкость. Области применения геокомпозитов весьма разнообразны и обширны: вертикальный и горизонтальный дренаж строительных конструкций, крепление насыпей и откосов, стабилизация грунтов, армирование дорог, склонов, подпорных стенок, пластовый дренаж спортивных сооружений и садов на крышах, пристенный дренаж туннелей и т.п. Наиболее широкое распространение получили такие дренажные материалы, как Delta Drain (Германия), Enkadrain (Нидерланды), GSE HyperNet (Германия), J-Drain (США), Polyfelt (Австрия), Terram Drain (Англия), Фундалин (Франция) и другие. Монтаж и функционирование Современных систем дренажей Какая из дренажных систем считается наиболее надежной?Анализ существующих в настоящее время дренажных систем позволяет сделать вывод о том, что самую надежную защиту зданий и сооружений обеспечивает устройство пристенного и горизонтального пластового дренажа с использованием геокомпозитов в сочетании с трубчатым дренажом. Геокомпозиты различных конструкций возможно применять при любом типе грунта и глубине заложения сооружения до 15-20 м, а также в условиях воздействия агрессивных грунтовых вод. Кроме того, геокомпозиты весьма эффективны при устройстве внутреннего дренажа зданий. Это исключает возможность образования конденсата на стенах и в углах помещения, обеспечивает надежную защиту эксплуатируемого сооружения от попадания влаги и сохраняет внутренние конструкции сухими в процессе всего периода эксплуатации объекта. В чем особенности системы пристенных наружных дренажей Delta?Системы дренажей Delta разработаны немецкой фирмой Dorken. Дренажная система представляет собой одно-, двух -и трехслойную конструкцию, в составе которой имеется высокопрочное полиэтиленовое полотно с отформованными округлыми шипами. Упорядоченно расположенные округлые шипы создают толщину материала и образуют между собой водосточные каналы, по которым отфильтрованная вода поступает в дренажную систему и отводится от сооружения. В однослойных конструкциях при толщине полотна 8 мм (Delta-MS) и 20 мм (Delta-МS 20) водопропускная способность составляет соответственно 5,0 и 10,0 л/м•с, что значительно выше, чем у классических дренажных систем. В двухслойных конструкциях для защиты дренажной системы от механических воздействий, а также фильтрации мелких частиц почвы и предотвращения заиливания дренажной системы, используют фильтрующую геотекстильную мембрану из полипропилена (Delta-Drain, Delta-Geo-Drain ТР). Отличительная особенность полотна Delta-Drain состоит в том, что, благодаря отформованным в две противоположные стороны шипам и соответственно двухстороннему расположению каналов, оно, с одной стороны, создает систему вентиляции подземной стены, а с другой – отводит поступающую к ней воду в линейную дренажную систему. Трехслойная система Delta-Geo-Drain помимо профилированного полотна и геотекстиля 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, а также пучении грунта: профилированное полотно со слоем геотекстиля имеет возможность вертикального смещения относительно мембраны. В чем особенности монтажа и функционирования системы Delta?Монтаж полотна Delta к стенам фундамента производится пластиковыми дюбелями или специальными нагелями по всему полотну без нарушения целостности гидроизоляционной мембраны либо точечной приклейкой. По верхнему краю полотно и сформированный зазор защищают с помощью специальных профилей. Таким образом, применение дренажной системы Delta благодаря ее высокой водопропускной способности полностью исключает выполнение песчано-гравийных отсыпок, а с учетом ее механических характеристик выполняет две основные функции – водоотводящую и защитную. | |
|
