Когда нужен постоянный дренаж
Дренажная система - инженерное сооружение для сбора и отведения подземных вод, поддерживающее их уровень на безопасной отметке весь срок эксплуатации объекта. Мы проектируем дренажи трёх масштабов: для отдельных зданий и сооружений - с расчётным положением уровня относительно фундамента или пола подземного этажа; для рекультивируемых объектов и накопителей отходов; для территорий застройки и промышленных площадок - с заданной нормой осушения по СП 104.13330, в том числе как компенсационные мероприятия в зоне влияния гидротехнических и подземных сооружений.
Строительное водопонижение работает месяцы, дренаж - весь срок эксплуатации объекта, и закольматированную дрену уже не отключить: её приходится перекладывать. Поэтому конструкцию, обсыпку и гидравлику мы обосновываем расчётом, а эффективность системы в сложных условиях - геофильтрационной моделью. Если уровень нужно снизить только на период строительства котлована - это задача проектирования водопонижения.
Масштаб задач - в цифрах проектов, описанных ниже в разделе «Из практики»:
контур строительного водопонижения на объекте рекультивации карт илового осадка - дренаж и водопонижение проектируем как единую систему
длина одной дрены субгоризонтального лучевого дренажа действующего полигона ТКО - решение обосновано на численной модели
глубина скважин дренажного ряда хвостохранилища в районе распространения многолетнемёрзлых пород
во столько сокращён расчётный приток к дренажной системе после сравнения вариантов мероприятий на геофильтрационной модели
Шесть типовых задач
Подвал и паркинг топит, хотя гидроизоляция есть
Гидроизоляция защищает конструкцию от контакта с водой, но не снижает уровень и напор подземных вод. При высоком УГВ вода находит путь через швы и вводы коммуникаций, паркинг и техэтажи эксплуатировать невозможно. Решение - пристенный или пластовый дренаж с расчётным положением уровня на весь срок эксплуатации.
Экспертиза требует обосновать дренаж расчётом
Типовые замечания: не подтверждено расчётное положение уровня подземных вод, не обоснованы прогнозные притоки и конструкция дренажа, не подобрана обсыпка. Мы закрываем эти вопросы фильтрационными расчётами и, где нужно, численной геофильтрационной моделью.
Дренаж закольматирован через два-три года
Самая частая причина отказа - неправильно подобранный зерновой состав обсыпки или геотекстиль: мелкие частицы грунта выносятся в дрену и заиливают её. Подбор обсыпки по критериям фильтра с проверкой суффозионной устойчивости - обязательный раздел каждого нашего проекта.
Некуда отводить дренажный сток
Отметки территории не всегда позволяют отвести воду самотёком, а врезка в ливневую сеть требует расчёта расходов и согласований. В проекте решаем гидравлику всей сети: уклоны и диаметры труб, смотровые колодцы, насосные станции перекачки, водовыпуски.
Подземное сооружение перегородило поток
«Стена в грунте», глубокие фундаменты и тоннели создают барражный эффект: с верховой стороны уровень поднимается, соседняя застройка подтапливается. Прогнозируем подпор на модели и проектируем компенсационные мероприятия - пристенные и сквозные дренажи.
Дренаж рекультивируемых объектов и накопителей
Полигоны, хвостохранилища, шламонакопители и иловые карты - большие площади, агрессивный фильтрат и работа системы на десятилетия. Дренаж здесь рассчитывается в связке с экранами и противофильтрационными завесами на весь жизненный цикл объекта.
Типы дренажей и область их применения
Закрытый глубинный дренаж - трубчатые дрены с обсыпкой - остаётся основной конструкцией, но далеко не единственной. По конфигурации и назначению различают:
Пристенный дренаж
Устраивается вплотную к фундаменту заглублённой части здания - при опирании на водоупор и в слабопроницаемых грунтах. Работает в паре с гидроизоляцией и профилированной мембраной.
Кольцевой дренаж
Замкнутый контур по периметру здания или группы зданий в проницаемых водоносных грунтах. Перехватывает поток и обеспечивает требуемое понижение внутри контура.
Пластовый дренаж
Фильтрующая постель под всей фундаментной плитой, связанная с трубчатой сетью. Применяется, когда в основании слабопроницаемые грунты, а также при опасности верховодки и напорных вод.
Сопутствующий дренаж
Прокладывается вдоль трасс коммуникаций - теплосетей, коллекторов, каналов - и защищает засыпку траншей от обводнения и морозного пучения.
Систематический дренаж территории
Сеть дрен, обеспечивающая норму осушения на территории застройки, промышленной площадки или мелиорируемого массива, в том числе как компенсация в зоне влияния гидротехнических сооружений.
Вертикальный дренаж
Ряды скважин с погружными насосами или самоизливом - когда горизонтальными дренами требуемое понижение не достигается: глубокие водоносные горизонты, дамбы хвостохранилищ, борта накопителей.
Лучевой дренаж
Шахтные колодцы с веером субгоризонтальных дрен длиной в сотни метров. Позволяет осушать массив, поверхность которого занята - действующие полигоны, плотная застройка, технологические площадки.
Сифонный дренаж
Отвод воды по принципу сифона без постоянной перекачки - применяется при благоприятном рельефе и стабильных расходах, сокращает эксплуатационные затраты.
Открытые дренажи
Канавы, лотки и нагорные каналы - первичное осушение больших территорий, перехват поверхностного и грунтового стока на рекультивируемых объектах и карьерах.
Дренаж эксплуатируемой кровли
Отвод воды из конструкции эксплуатируемой кровли и стилобатов: дренажные слои, профилированные мембраны, водоприёмные воронки - чтобы покрытие не аккумулировало атмосферные осадки.
В рамках одного проекта дренажной системы, с учётом решаемых задач, может применяться как один тип дренажа, так и их комбинация - например пластовый дренаж под плитой, пристенный по контуру и сопутствующий вдоль выпусков коммуникаций.
Исходные данные для проекта
- Отчёт по результатам инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий
- Геоподоснова участка проектирования
- Сводный план проектируемых инженерных сетей
- Вертикальная планировка территории и план покрытий
- План котлована подземной части защищаемого сооружения
- Конструктивные решения по сооружению: планы и разрезы подземной части
- Архитектурные решения: крыльца, пандусы и другие выступающие элементы
Состав проекта
- Пояснительная записка: обоснование конструктивных решений, фильтрационные расчёты, подбор обсыпок, гидравлический расчёт, проверка труб на прочность, решения по насосной станции
- План дренажной системы на сводном плане инженерных сетей
- План с привязкой к конструкциям сооружения и параметрам котлована
- Разрезы и сечения по дренажной системе
- Продольные профили по дренажным трассам
- Конструкции сооружений на сети: смотровые колодцы, насосные станции, водовыпуски
- Ведомости объёмов работ, спецификации трубопроводов и геотекстиля
Расчётное обоснование
Расчёт дренажа начинается с прогноза: где окажется уровень подземных вод после ввода системы и какой приток она должна принять. Для типовых схем - пристенный, кольцевой, пластовый дренаж в однородном разрезе - применяем аналитические решения, в том числе в специализированных программах (ANSDIMAT). Для сложных условий - многослойный разрез, взаимодействие с противофильтрационными завесами, большие территории, оценка влияния на соседнюю застройку - строим численную геофильтрационную модель (MODFLOW): она же служит доказательной базой при прохождении экспертизы.
Обязательные разделы каждого проекта: подбор дренажной обсыпки по критериям фильтра с проверкой суффозионной устойчивости грунта (методику реализует наш калькулятор подбора обсыпки), гидравлический расчёт сети - уклоны, диаметры, пропускная способность, проверка дренажных труб на прочность под расчётными нагрузками и решения по перекачке, если самотёчный отвод невозможен.
Как мы работаем
- Аудит исходных данных. Анализируем изыскания, гидрогеологические условия и режимные наблюдения. Дефицит данных фиксируем и закрываем программой дополнительных исследований - от опытно-фильтрационных работ до мониторинга уровней.
- Выбор конструкции и расчёт. Сравниваем варианты - тип дренажа, глубину заложения, трассировку - по достигаемому понижению, объёмам работ и эксплуатационным затратам. Расчёт аналитический или на численной модели, в зависимости от сложности объекта.
- Рабочая документация. Планы, продольные профили, конструктивные узлы, подбор обсыпки и труб, насосные станции, ведомости и спецификации - комплект, по которому подрядчик строит без вопросов к проектировщику.
- Сопровождение. Ответы на замечания экспертизы, авторский надзор, программа наблюдений за уровнями - чтобы подтвердить, что построенная система обеспечивает расчётную норму осушения.
Из практики
Объекты защищены соглашениями о конфиденциальности, поэтому названия не приводим - только тип объекта, регион и цифры.
Субгоризонтальный лучевой дренаж полигона ТКО в Приморском крае
Карты полигона частично заглублены ниже уровня подземных вод, а поверхность занята телом отходов - классические траншейные дрены невозможны. На геофильтрационной модели (MODFLOW, калибровка по 33 скважинам с расхождением не более 5 % перепада напоров) сравнили шесть вариантов мероприятий: изоляционные экраны и завеса по отдельности задачу не решали - понижение в зоне максимальной мощности свалочного тела не превышало 1 м.
- Обоснован субгоризонтальный лучевой дренаж: 4 шахты по 5 дрен длиной 400 м, пройденных под массивом без нарушения его поверхности
- Последовательное наращивание комплекса мероприятий сократило расчётный приток к дренажной системе существующих карт с 480 до 149 м³/сут - в 3,2 раза меньше воды на подъём и очистку
- Дренаж увязан с верхними изоляционными экранами и реконструкцией системы водоотведения
Подробнее об этом объекте - на странице полигонов ТКО.
Дренажный ряд хвостохранилища золоторудного месторождения
Хвостохранилище в районе распространения многолетнемёрзлых пород: до формирования мерзлотного экрана утечки из чаши питают талик, и их требуется перехватывать. На численной модели обоснован ряд из 10 дренажных скважин глубиной до 120 м вдоль ограждающей дамбы.
- Суммарный водоотбор дренажного ряда - 2,0-3,0 тыс. м³/сут с воронкой депрессии радиусом около 220 м
- Прогноз подтвердил перехват утечек на весь период эксплуатации и не менее 6 лет после завершения складирования - до смыкания мерзлотного экрана
- Режим работы скважин увязан с программой гидрогеологического мониторинга
Подробнее - на странице хвостохранилищ и накопителей.
Дренажные системы в проекте рекультивации карт илового осадка
Крупный объект рекультивации: иловый осадок перемещается земснарядом и обезвоживается в геотубах, освобождённые карты получают нижний экран с организованным дренажом для сбора сдренированной воды. Гидрогеологические условия схематизированы четырёхслойной геофильтрационной моделью - от верховодки в насыпных грунтах до элювиального водоупора.
- Дренажная система первого участка карт - около 1,5 км дрен с сопряжением с нижним противофильтрационным экраном
- Строительное водопонижение на этапе замены грунта организовано по производственным захваткам - общий контур 7,5 км
- В северной части территории запроектирована противосуффозионная завеса протяжённостью 1,5 км
- Модель использована для прогноза притоков на период работ и оценки эффективности всего комплекса мероприятий
Чертежи и модели дренажных систем
Конструктивные разрезы, профили, планы сетей и результаты моделирования с наших объектов. Нажмите на изображение, чтобы открыть его крупно.
Нормативная и методическая база
- СП 104.13330.2016 «Инженерная защита территории от затопления и подтопления» (актуализированная редакция СНиП 2.06.15-85) - нормы осушения территорий, требования к дренажным системам
- СП 250.1325800.2016 «Здания и сооружения. Защита от подземных вод» - выбор типа дренажа и требования к защите подземных частей зданий
- СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений» - требования к защите оснований от подземных вод
- Пособие к СНиП 2.06.15-85 «Прогнозы подтопления и расчёт дренажных систем на застраиваемых и застроенных территориях» - методическая основа фильтрационных расчётов
- Руководство по проектированию дренажей зданий и сооружений - конструкции пристенных, кольцевых и пластовых дренажей
- ОДМ 218.2.055-2015 «Рекомендации по расчёту дренажных систем дорожных конструкций» - для линейных объектов
- ГОСТ 25100-2020 «Грунты. Классификация» - гранулометрический состав при подборе дренажных обсыпок
Ошибки в проекте дренажа оплачиваются в эксплуатации: кольматаж выливается в перекладку дрен, завышенный приток - в лишние затраты на перекачку и очистку. Мы подбираем положение уровня, приток, обсыпку и гидравлику расчётом и передаём это обоснование в экспертизу вместе с проектом.
Смежные услуги
ВодопонижениеВременное снижение уровня подземных вод на период строительства
Защита зданий и сооруженийКомплексная защита подземных частей зданий от подземных вод
Инженерная защита территорийЗащита территорий от подтопления и затопления
Геофильтрационное и геомиграционное моделированиеЧисленные модели - расчётное ядро наших проектов