Кольцевые (контурные) системы дренажей

Кольцевые (контурные) системы дренажей (рисунок 9) применяют для защиты от подтопления отдельных сооружений или небольших участков территории. Эти системы представляют собой различной конфигурации замкнутые контуры дренажных линий, выполненных в виде горизонтальных, вертикальных или комбинированных дрен.

а.

б.

Рисунок 9 - Кольцевой (контурный) дренаж: а - план; б – разрез

1 - контур защищаемого сооружения; 2 – ось горизонтального дренажа; 3 - смотровой колодец; 4 - отводящий коллектор; 5 – направление движения грунтовых вод в дренах; 6 - направление отвода грунтовых вод из системы дренажа; 7 - пониженный уровень грунтовых вод; УГВ - уровень грунтовых вод до устройства дренажа

5 Горизонтальный закрытый дренаж

Горизонтальный закрытый дренаж представляет собой водопроницаемую перфорированную трубу - дрену в фильтрующей обсыпки или обертке (рисунок 10), укладываемую с определенным уклоном, обеспечивающим самотечный режим движения воды в ней. Дрены принимают грунтовые воду из грунта и отводят ее в водоотводящие устройства.

а.

б.

Рисунок 10 - Конструктивные схемы горизонтальных трубчатых дренажей, укладываемых в траншею: а - с обсыпкой; б – в обертке

1 - дренажная труба; 2 - щебень или гравий; 3 - песок; 4 – водоупорные грунты; 5 – фильтрующий материал (геотекстиль)

Для устройства дрен на городских и промышленных территориях применяют трубы (рисунок 11) - пластмассовые, асбестоцементные, бетонные, железобетонные и др.

а. б.

в.

Рисунок 11 - Трубы для устройства горизонтальных дренажей: а. пластмассовые; б. бетонные; в. асбестоцементные

Пластмассовые трубы изготавливают из полиэтилена (ПЭ) или поливинилхлорида (ПВХ). Они бывают глад­кие, гофрированные, двухслойные гофрированные с гладкой трубой внутри. Пластмассовые трубы выпускают диаметром от 50 до 500 мм, длиной звена до 6,0 м и бухты до 50,0 м. Стыковка пластмассовых труб выполняется сваркой (гладких), либо соединительными муфтами. Допустимая глубина укладки пластмассовых труб в основном до 5,0-6,0 м, реже до 10,0-12,0 м. Основные достоинства пластиковых труб они не подвержены коррозии и гниению, не склонны к обрастанию, обладают высокой химической стойкостью, прочностью и низкой теплопроводностью, долговечны.

Асбестоцементные трубы обладают теми же достоинствами что и пластмассовые, при этом они значительно дешевле, однако их применение недопустимо в грунтовых водах агрессивных к бетонам и растворам на портландцементе. Асбоцементные трубы выпускают диаметром от 100 до 400 мм, длиной звена до 5,0 м, допустимая глубина их укладки 6,0 м. Соединение асбестоцементных труб выполняется муфтами с резиновыми кольцами.

Бетонные и железобетонные трубы имеют те же ограничения по применению, что и асбестоцементные. Они выпускаются диаметром от 400 до 2000 мм, длиной звена до 6,0 м, допустимая глубина укладки 6,0 м. Стыкуются в четверть, прямым торцом с обмазкой раствором и через раструб.

Минимальный диаметр труб для удобства прочистки принимают 100-150 мм.

В практической работе рекомендуется использовать для дрен пластмассовые или асбоцементные трубы.

С целью предотвращения заиления дрен их уклон назначается не менее 0,003-0,005.

В дренах горизонтального дренажа для приема грунтовых вод в стенках труб устраиваются водоприемные отверстия - круглые или щелевые. Диаметр круглых отверстий принимают равным 1 - 1,5 см, ширину щелевого пропила - 0,5 - 1 см. В асбоцементных и пластмассовых трубах отверстия просверливают или пропиливают, в бетонных и железобетонных трубах они выполняются одновременно с изготовлением труб. Категорически запрещается пробивать водоприемные отверстия в стенках труб.

Отверстия располагают в шахматном порядке по верхней и боковой частям труб. Круглые отверстия располагаются через 0,25 м по длине трубы в 2÷3 ряда с обеих сторон посредине высоты трубы. Щели в дренах располагаются не реже чем через 0,5 м по их длине в шахматном порядке с обеих сторон в 2÷3 ряда.

Для предотвращения механической суффозии осушаемого грунта при работе дренажа, а также защиты дрены от заиления по ее окружности выполняют фильтрующие обсыпки или обертки.

Фильтрующие обсыпки закрытого дренажа выполняются из нескольких слоёв обратного фильтра. Внутренние слои обсыпки делают из гравия и щебня, полученных из изверженных пород. Наружные слои обсыпки из природных песков.

Количество слоев обратного фильтра зависит от крупности частиц дренируемого грунта, расхода фильтрационного потока и конструкции дренажа. При расположении дренажа в песках гравелистых, крупных и средней крупности (при среднем диаметре частиц 0,3...0,4 мм и крупнее) в качестве фильтра устраивают однослойную обсыпку из гравия, щебня. При расположении дренажа в песках средней крупности со средним диаметром частиц, меньшим 0,3...0,4 мм, а также в мелких и пылеватых песках, супесях и при слоистом строении водоносного пласта устраивают двухслойные обсыпки. Толщина слоёв в фильтрационной обсыпке горизонтальных дрен 100÷150мм.

В качестве фильтрационных оберток в настоящее время используют в основном нетканый геотекстиль плотностью не менее 150 гр/м².

Возможность применения нетканого геотекстиля в качестве фильтра проверяют по критериям:

и , (5.1)

где - коэффициент, принимаемый для несвязных грунтов 10 (для однородных мелких песков с коэффициентом неоднородности менее 5 - =2,5), для связных грунтов, а также для несвязных при наличии значительных динамических воздействий - =1 ( <100 мК); - фильтрующая способность нетканого геотекстиля, связанна с размером пор, микроны; , - диаметр частиц грунта, меньше которого содержание частиц по весу соответствует 50, 90%.

В рамках практических работ фильтр рекомендуется подбирать из щебня и песка.

Расположение дрен на участке зависит от рельефа местности, расположения улиц или проездов, отдельных зданий или цехов, водоприемников. Длины дрен принимаются, как правило, не более 250 м, а в мелко­зернистых водонасыщенных песках и илах – менее 150 м. Расстояние между дренами до 150 м.

При назначении глубин заложения дрен необходимо учитывать, что: дрены должны обеспечивать проектное понижение уровня грунтовых вод; дрены должны не повреждаться машинами и механизмами; дрены должны располагаться ниже глубины промерзания грунта, с целью предотвращения замерзания в них воды и образования ледяной пробки, которые в весенний период будут нарушать работу дренажа.

В рамках выполнения практических работ при проектировании закрытого горизонтального дренажа дол­жны быть установлены и обоснованы глубина и уклон их заложе­ния, расстояния между дренами, диаметры труб, длина дрен, со­став и толщина фильтра.