Выбор и укладка труб для дренажа грунтовых вод

Рельеф участка и состав грунта довольно часто требуют проведения осушительных работ, в результате чего такая технологическая операция становится важнейшей составляющей благоустройства прилегающей к даче или дому территории.

Что это

Дрена́ж (от фр. drainage) – метод сбора и отвода искусственным путем грунтовых вод и излишней влаги от дождя и после таяния снега с поверхности земли с помощью системы дренажных труб, скважин и колодцев за пределы участка.

Таким образом, дренажные трубы или дрены – это основа системы осушения, собирающие и отводящие воду, предотвращая превращение участка в маленькую Венецию. От обычных водопроводных труб отличаются перфорацией или пропилами, щелями и другими отверстиями.

Кстати, не все дрены дырявые – есть и такие, что фильтруют влагу через поры в стенках.

Зачем нужны

Построив дом или коттедж, хозяева через пару-тройку лет довольно часто сталкиваются с тем, что в саду и огороде появились влаголюбивые растения, земля постоянно влажная, плодовые деревья плохо растут, некоторые из них погибают, на почве и древесной растительности появляется мох. Это один из важнейших сигналов, что участок переувлажненный.

Среди других признаков:

• постоянно выпадающий конденсат на стенах подвала;
• появление микротрещин на цоколе фундамента;
• перекос дверных и оконных блоков;
• ощущение сырости в помещении;
• плесень на стенах и фундаменте;
• долго не уходящие лужи после дождя;
• отошедшие от стены и растрескавшиеся отмостки;
• просевшие дорожки и т.д.

Возникшая проблема решается устройством дренажа – искусственным осушением с помощью дренажных труб.

Принцип работы

Принцип работы дрены очень простой: через стенки, благодаря перфорации или пористой структуре материала, труба собирает воду из грунта и отводит ее в естественный водоем, овраг или сборный колодец. В последнем случае требуется регулярная откачка воды из накопителя.

Основные характеристики и критерии выбора

Дренаж закладывается в разных условиях, которым должны соответствовать дренажные трубы. Помогают в выборе технико-эксплуатационные характеристики дренов:

• прочность на разрыв и сжатие под слоем щебня и грунта;
• плотность (удельный вес) – наименьшая у полимеров (порядка 0,90-0,98 г/см³), наибольшая у керамики (1 м погонный диаметром 150 мм весит 24 кг) и асбоцемента;
• гибкость – на участке всегда у дренажа есть разного рода углы. Их можно проходить с помощью поворотного фитинга или просто согнув трубу;
• теплопроводность;
• срок службы – долговечность дрен определяется не их физическим состоянием (керамика может пролежать в земле столетиями), а способностью пропускать (фильтровать) внутрь трубы воду;
• биостойкость – уровень сопротивляемости материала разложению, гниению и коррозии;
• коэффициент фильтрации (Кф) – показывает скорость прохождения воды через стенки дренов. Измеряется в сантиметрах в секунду (см/сек.);
• цена;
• диаметр.

При выборе основными критериями служат цена и диаметр. При этом показатель внутреннего сечения трубы главный, среди всех перечисленных характеристик. О нем более подробно.

Диаметр дренажных труб

От сечения дренажной трубы зависит эффективность всей системы водоотвода. Поэтому при определении диаметра дренов следует принять во внимание следующие факторы:

• степень увлажнения участка;
• вид грунта;
• коэффициент фильтрации дренов;
• примерный объем отводимой воды;
• глубину закладки труб (для каждого диаметра существует максимально допустимая глубина);
• ширину траншеи – должна быть на 40 см больше диаметра трубы.

А сейчас все сказанное переведем в практическую плоскость.

1. На территории с повышенным уровнем увлажнения используют трубы диаметром 200 мм. В обычных условиях – 100-200 мм.
2. На площади около 0,4 га хватит труб сечением 110 мм. У них радиус охвата грунтовых вод составляет 5 м. Пропускная способность 7 л/сек. Этого хватает, чтобы своевременно отвести воду от сильного ливня и верховодку.
3. На участках до 0,2 га достаточно сечения 63 мм (при желании можно уложить и трубы 110 мм). Здесь пропускная способность дренов – 4 л/сек. или около 300 м³ воды в сутки.

Классификация и особенности каждого вида

Для классификации дренажных труб можно использовать множество характеристик. Однако практическое значение имеют только следующие параметры:

• вид материала, из которого они изготовлены;
• структура;
• конструктивные особенности;
• уровень жесткости;
• всасывающие свойства;
• способ сбора воды;
• метод защиты поверхности от заиливания;
• прочность.

По материалу

Дренажные трубы изготавливаются из нескольких видов материалов. Среди них:

• керамика;
• асбестоцемент;
• полимеры, которые в свою очередь могут быть из:
  • полиэтилена низкого давления (ПНД);
  • полихлорвинила (ПВХ);
  • полипропилена.

Керамические дрены

Керамические дренажные трубы производятся из пластинчатой глины (способна во влажном состоянии принимать под нагрузкой любую форму и сохранять ее после снятия давления) со специальными добавками, позволяющими влаге фильтроваться сквозь стенки без перфорации (дренажные отверстия встречаются, но крайне редко). Могут быть трех разновидностей: цилиндрические, шести- или восьмигранные с внутренним контуром в виде окружности.

Соединяются встык (нет раструбов) с помощью муфт и хомутов (в Советском Союзе во время осушения (мелиорации) земель соединительных элементов не было).

Асбестоцементные трубы

Асбестоцементные трубы производятся из смеси хризотила (белый асбест) и цемента. Как и у керамических труб, фильтрация влаги происходит через поры в материале.

Полиэтилен низкого давления (ПНД)

Трубы ПНД – лучшее, что может предложить промышленность для устройства дренажных систем. Имеют следующие технико-эксплуатационные характеристики:

• плотность – 920-930 кг/м³;
• прочность при изгибе – около 1100 МПа;
• упругость – 800 МПа;
• жесткость – SN4 и SN8;
• рабочее давление – 20 МПа;
• диаметр – 40, 50, 90, 110, 150, 200 мм;
• длина – от 2 до 8 м.

Полипропиленовые трубы

Не менее популярны и полипропиленовые дренажные трубы. Потребителям нравятся сильные стороны, при минимуме недостатков.

Трубы ПВХ

Сырьем для труб ПВХ служит поливинилхлорид. Это позволяет производить следующие типы и виды труб:

• однослойные и двухслойные;
• гибкие (в бухте 40-50 м) и жесткие (длина 6 или 12 м);
• разного класса прочности (SN: 2, 4, 6, 8, 16);
• с фильтрующим защитным слоем и без;
• прочностью на разрыв – 50 МПа;
• коэффициентом шероховатости внутренней поверхности – 0,006 (очень гладкая).

Такое разнообразие дает возможность отводить воду с участка и дренировать фундамент. Прочностные характеристики позволяют проводить глубинную закладку, до 10 м.

Структура

По структуре дрены бывают:

• однослойными. Один слой может быть гофрированным или гладким. При этом гофрированная поверхность, с одной стороны, повышает прочность и гибкость, с другой, задерживает водоток, собирает между гофрами ил. Что перевешивает в данной ситуации, сказать сложно;
• двухслойными, где наружная оболочка выполнена в виде гармошки (гофра), а внутренняя полость гладкая. Преимущества такой структуры неоспоримы:
  • намного выше прочность на растяжение и сжатие;
  • ил не попадает внутрь дрены – задерживается между слоями;
  • водному потоку ничего не мешает – растет скорость и увеличивается проходимость;
  • при попадании во внутреннюю полость посторонних частиц происходит самоочищение – вода сносит их в колодец или водоем.

Конструктивные особенности

Конструктивно трубы бывают:

• гладкими;
• гофрированными.

Керамические, асбестоцементные и отчасти пластиковые трубы могут иметь гладкую поверхность. В первых двух случаях это естественно – материал не поддается гофрированию, в случае же с пластиком ситуация неоднозначная: с одной стороны, производство гладких труб проще, а, следовательно, меньше цена, с другой, резко падает прочность и жесткость– закапывая дрену даже на небольшой глубине есть риск ее деформировать (просто сплющить весом грунта).

Гофрированные (второе название – армированные) трубы получают путем отливки дренов с ребрами жесткости, которые придают ей прочность и гибкость. Готовый продукт похож на гармошку, где гребни чередуются с выемкой на равной дистанции друг с другом.

Недостаток один, при этом только у однослойных труб – легко заиливаются.

Уровень жесткости

Дрены делятся на гибкие и жесткие. Жесткие представлены керамикой и асбестоцементом, гибкие – гофрированным пластиком. Есть полужесткие дрены из пластика (нет гофры), которые используются при отводе ливневой воды. Для засыпного дренажа они малопригодны – сложно соединять в углах.

Гибкие трубы используются в дренажных системах без применения переходников – достаточно траншею повернуть не под 90^о, а с закруглением. Поставляются для частных застройщиков в бухтах по 40-50 м.

Всасывающие свойства

Влага из грунта внутрь дренажной трубы может поступать через специальныю поры внутри стенок или перфорацию. Перфорация – это сделанные искусственным путем щели в трубе, расположенные в определенном порядке.

По месту расположения отверстий, перфорированные трубы делятся на 4 группы.

1. Полная перфорация. Отверстия располагаются по всей окружности. Область применения – сильно подтопляемые участки, где подземные воды находятся высоко, а дождевая вода плохо уходит с участка.
2. С перфорацией 240^о. Укладываются отверстиями вверх. Оптимальный вариант для осушения почвы с неоднородным составом или на участках со склоном.
3. Частичная перфорация. Такие дрены в основном применяют для отвода ливневых вод.
4. С перфорацией 120^о. Область применения специфическая. В частном секторе не используют.

Главная особенность труб без перфорации – способность работать всей поверхностью.

Способ сбора воды

По способу сбора дрены могут быть:

• всасывающими – пропускают через поры в стенках или специальные отверстия воду внутрь и отводят за пределы участка;
• собирательными – отводят воду ливневки.

Метод защиты поверхности

Для предотвращения заиливания дрены оборачиваются геотекстилем или кокосовыми волокнами. Такая обертка необходима для суглинка и песка – перекрывается доступ грязи и мусора внутрь трубы. Кроме этого оплетка из геотекстиля позволяет:

• усилить несущие способности стенок труб (происходит их армирование);
• защитить поверхность от механических повреждений;
• предохранить перфорацию от засорения.

Если сравнивать геотекстиль с кокосовыми волокнами, то полимерный материал выигрывает по всем позициям:

• стоит дешевле;
• лучше фильтрует;
• служит дольше.

Прочность на сжатие

По прочности на сжатие все трубы разбиты на классы: буквенная маркировка SN 2, 4, 6, 8 и 16. Для участков с частной застройкой достаточно класса SN 4-8.

Основные производители, популярные модели, их характеристики и цены

На строительном рынке России выбор дренажных труб огромный. Поэтому составить рейтинг лучших брендов крайне сложно. Ведь в приведенный перечень могут не попасть действительно хорошие торговые марки.

Дренажные трубы «Перфокор»

Торговая марка «Перфокор» принадлежит ООО «Группа Полипластик». Это отечественный производитель, закрывающий своим продуктом из ПНД всю линейку дренов:

• однослойные и двухслойные;
• с полной и частичной перфорацией, а также без нее;
• гибкие (гофрированные) и жесткие;
• с фильтром из геотекстиля и без защитного покрытия;
• разной прочности – класс SN4 («Перфокор-I»), SN6 и 8 («Перфокор-II»), SN16 («Перфокор-аэро»).

Поставляется в бухтах длиной 50 м и отрезками по 6м.

Цена двухслойной трубы сечением 110 мм – 280,0-460,0 руб. за погонный м.

Трубы для дренирования «Корсис»

Двухслойные полипропиленовые (может использоваться полиэтилен высокого давления) дренажные трубы «Корсис» предназначены для отвода воды из ливневой канализации или ее сброса из накопительного колодца в ближайшую канаву, водоем. Производятся также группой предприятий «Полипластик».

Сечение от 110 мм до 300 мм позволяет использовать дрены в разных сферах народного хозяйства. На частных участках наиболее популярны диаметры 110-200 мм. Длина 6 и 12 м.

Цена двухслойной трубы сечением 110 мм – 290,0-515,0 руб. за погонный м.

Трубы «Прагма»

Трубы «Прагма» – разработка фирмы PipiLife. Для производства используется особый вид полипропилена (PP-b), выдерживающий серьезные механические нагрузки, в том числе и удары. Дренам характерны:

• высокий уровень герметичности;
• стойкость к резким перепадам температуры, воздействию агрессивных химических веществ;
• большой диапазон сечений и углов подключения;
• что-то повредить во время сборки практически невозможно – собрать систему может любой застройщик своими силами;
• для монтажа не нужна техника и специальные инструменты;
• большой эксплуатационный ресурс – не менее 50 лет.

Цена двухслойной трубы сечением 110 мм – 480,0-615,0 руб. за погонный м.

Трубы «Софтрок»

Труба «Софтрок» производится в России. Уникальная конструкция разработана компанией «SoftRock». В основе гофрированная труба, заключенная в фильтровальный замок из пенополистирола и геоткани, что повышает эффективность дрены на 20-50%. По мнению специалистов за такой конструкцией будущее. Выпускается сечением 110, 160 и 200 мм с внешней оболочкой диаметром 300-400 мм. Укладываются на глубину до 2,5 м.

Цена трубы сечением 110 мм – 740,0-815,0 руб. за погонный м.

Среди других производителей нужно отметить российские компании «Рувинил», «Насхорн», «Политек», ООО «КамаПолимер». Среди иностранных компаний хорошее качеством труб по приемлемой цене у «Polieco» (Италия), «Uponor» (Италия), «Wavin» (Нидерланды) и «Rehau» (Германия).

Что выбрать и как

Основными критериями выбора труб для дренажа грунтовых вод являются:

• класс прочности. Определяет максимально возможную глубину закладки дренов, чтобы под весом грунта труба не деформировалась. Ориентиры следующие:
  • SN 2-4 можно закапывать на глубине не более 3 м;
  • SN 6 – до 4 м;
  • SN 8 – не более 10 м и т.д.;
• тип перфорации – влияет на объем отводимой влаги. При высоком уровне грунтовых вод потребуются дрены с полной перфорацией, низком – достаточно частичной, при защите только фундамента можно укладывать дрены без перфорации, с пористыми стенками;
• диаметр – величина сечения труб зависит от многих факторов: величины и рельефа участка, состава грунта, глубины грунтовых вод, решаемых задач. Например, осушить участок и провести стандартную процедуру по отводу влаги от фундамента не одно и то же.
  Для площади в 0,2 га считается, что хватит сечения в 63 мм. Но лучше перестраховаться и уложить трубу 110 мм. А вот для отвода влаги от фундамента дрена диаметром 63 см – оптимальный вариант.
• вид грунта – влияет на заиливание труб. Избежать проблем помогает фильтрующая обертка из геотекстиля или кокосовых волокон. Можно использовать и дрены без защитного слоя. Но в таком случае необходимо применять специальную технологию укладки: дно траншеи закрывается геополотном с запасом примерно по 20 см по сторонам, на него насыпается щебень и трамбуется. На полученную подушку укладывается дренажная труба и засыпается щебнем. Все это укутывается геотекстилем. Результат хорошо виден на рисунке ниже.

Дренажная система для отвода грунтовых вод своими руками

Проектирование дренажной системы под силу непрофессионалу. Ведется по следующей схеме:

• определяется вид дренажа: открытый или засыпной;
• на основании параметров участка и состава грунта намечается план расположения дренов, глубина закладки и вид труб, направление водотока от высшей точки к низшей;
• исходя из диаметра дренов рассчитывается угол наклона системы;
• монтируется дренажная система.

Виды дренажных систем. Открытая, засыпная

Отвести воду с участка можно двумя видами дренажа: открытым и засыпным

Открытая дренажная система

Открытая дренажная система представляет собой систему канав, отводящих с участка ливневые и талые воды. Используется при глубоком залегании грунтовых вод. Копается по периметру защищаемого участка. Кстати, это самый древний способ удаления лишней воды.

Засыпная дренажная система

Засыпной (глубинный) дренаж – это система дренажных труб для отвода грунтовых вод, уложенная в траншеи глубиной 0,7-1,9 м на подушку из песка и щебня, с последующей засыпкой фильтрующим материалом и грунтом. Используется на небольших участках частной застройки.

Определение параметров участка. Выбор труб по типу грунта

При проектировании дренажной системы необходимо учитывать размеры участка и вид грунта. В первом случае определяется диаметр дрен, во втором – расстояние между дренажными трубами, а так же их вид.

Таблица 1. Зависимость расстояния между трубами от глубины заложения и типа грунта

Поскольку на участках встречаются разные типы грунта, глубину укладки дренов нужно определять по таблице 1. Но чаще всего это 1,5 м. Расстояние между нитками труб – 12-15 м.

От типа грунта зависит и вид дрен:

• песчаный – трубы с фильтрующей обвязкой из геотекстиля или кокосового волокна + подушка из щебня;
• суглинистый – с дополнительным фильтром;
• щебеночный – с перфорацией без фильтра;
• глинистый – с фильтром (желательно) или без него.

Угол наклона дренажа

Уклон труб дренажной системы относится к основным расчетным параметрам. Регулируется строительными правилами, которые собраны в СНиП. Согласно им есть стандарты общие, применяемые при проектировании и безрасчетные.

Расчетные параметры:

• для труб диаметром 150 мм минимально допустимый уклон 8 мм на 1 м длины;
• труб диаметром 200 мм – 7 мм на метр;
• на отдельных участках допускается занижать показатели до 7 и 5 мм соответственно;
• максимально допустимый уклон – 150 мм.

Безрасчетные показатели

На частном участке при определении уклона дренажной трубы для отвода грунтовых вод в расчет берутся:

• диаметр используемого дрена;
• схема водоотведения;
• рельеф участка.

Но, как правило, учитывается только сечение дрена, а при наклонном рельефе и этот фактор.

Если ориентироваться только по диаметру труб, то на практике пользуются неписаным правилом, что для дренажа небольших участков оптимальным является угол наклона системы водоотвода в 2^о, но с уточнением. Для труб диаметром 40-50 мм допускается понижение до 3,0 см на 1 м длины, диаметром 85-110 мм – 2,0 см, диаметром 120-160 – 0,8 мм.

Желание увеличить или случайно уменьшить приведенные показатели ни к чему хорошему не приведут. Так, более быстрый отток воды может привести к появлению илистых наносов – придется чаще чистить трубы или их менять. При меньшем угле, вода застаивается, оставаясь в грунте.

Укладка дренов под наклоном нужна в обязательном порядке и на участках с естественным уклоном, несмотря на то, что вода сама течет сверху вниз.

Если пренебречь правилом, то, как показывает практика, грунтовые воды постепенно будут разжижать почву, снижая прочностные характеристики грунта. Результат не заставит себя ждать – фундамент начнет оседать.

На таких участках рационально делать две схемы водоотвода: открытую и закрытую.

Если все рассчитано и выполнено правильно, вода будет сбегать самотеком без использования насосов.

Монтаж дренажной системы

Монтажные работы выполняются в следующей последовательности:

1. участок размечается в соответствии с составленным планом;
2. роются траншеи глубиной на 10-15 см больше расчетной. Ширина равна диаметру труб плюс 40 см на подушку;
3. насыпается подушка из песка (около 5 см) и щебня (5-10 см). Каждый слой трамбуется, после чего формируется уклон для самотека воды;
4. по отсыпке собирается система дренажных труб с помощью муфт и колодцев (устанавливаются в местах поворота дренов);
5. проводится обратная засыпка вначале щебнем, а затем грунтом. Самый верх закрывается плодородной почвой. Каждый слой трамбуется, чтобы весной не было провала по оси траншеи.

Распространенные ошибки

При кажущейся простоте проведения дренажных работ допускаются ошибки. Наиболее часто встречаются:

• выбор дренов, не соответствующих грунту по прочности;
• отсутствие обсыпки из фильтрующих материалов (щебень, гравий и др.);
• обратная засыпка траншей тем же грунтом, который выбирался при рытье, если это не щебенка и песок;
• создан уклон не с тем углом (не соответствует диаметру трубы);

• в глинистый (суглинистый) грунт уложены трубы без фильтрующей защиты из геотекстиля или кокосового волокна;
• глубина заложения трубы завышена, в результате чего водный баланс участка нарушается.

Советы от специалистов

В завершение работы несколько советов, на которые стоит обратить особое внимание:

• траншею выкопать немного глубже, чтобы иметь возможность подсыпать песок, а сверху на него щебень или гравий и уже на подушку укладывать дренажные трубы;
• несмотря на рекомендации СП и автора материала, геотекстиль использовать всегда. Как говорят в народе: «кашу маслом не испортишь». К тому же для такого совета есть практическое объяснение – увеличение срока службы системы примерно в 2 раза;
• при наличии нескольких сборных колодцев уклон по всему участку должен быть в одну сторону – выбрать с помощью уровня самую высокую точку и от нее «танцевать»;
• нужный уклон проще создавать за счет подушки.

Заключение

Промышленность предлагает дренажные трубы практически на все возникающие случаи подтопления частных участков. Разобраться, какие трубы приобрести не сложно, как и своими силами провести дренажные работы.