Как освоить заболоченный участок. Часть 1. Подготовительные работы.
В условиях дефицита свободных площадей самые неудобные участки все чаще попадают во владение рядовых пользователей. Мы приезжаем на приобретенную землю и видим вымочки, кочки и жухлую болотную растительность. На таком грунте и строить непросто, и посадки производить без слез нельзя. Как поступить? Готовьтесь к скрупулезному выполнению наших рекомендаций и, конечно, дополнительным затратам. Минимизировать их мы вам поможем.
Цель — понизить уровень грунтовых вод (УГВ)
Необходимо провести инженерные мероприятия, при выполнении которых поступление воды на земельный участок сократится, а отток за его пределы увеличится. Определимся, какие факторы влияют на баланс грунтовых вод при притоке и оттоке воды (рис. 1).
Рис. 1. Баланс грунтовых вод земельного участка
Приток:
• инфильтрация атмосферных осадков (дождь, снег), выпадающих на территории участка;
• инфильтрация паводковых и ливневых вод, поступающих с поверхности прилегающих территорий;
• приток грунтовых вод из прилегающих зон;
• утечки из инженерных коммуникаций;
• полив деревьев, газона и растений.
Отток:
• испарение с поверхности земли;
• испарение с поверхности воды;
• испарение с поверхности растений;
• отбор воды растениями для формирования растительной массы;
• отток грунтовых вод с участка в прилегающие зоны.
Действие факторов, благотворно влияющих на водный баланс, можно существенно усилить. Для этого «включать» их надо одновременно, то есть обеспечивать комплексный подход к освоению заболоченных земель, который подразумевает:
• устройство дренажной системы;
• организацию рельефа участка;
• посадку влаголюбивых деревьев и растений;
• использование водосберегающих технологий полива.
Исходные данные и проект
Любому строительному процессу предшествуют изыскательские и проектные работы. При ярко выраженном рельефе нетрудно на глаз определить направление уклонов, замкнутые (бессточные) фрагменты участка, возможные водоприемники (кюветы, водоотводные коллекторы, естественные русла). Но как бы точен ни был визуальный осмотр, приборов он не заменит. Для эффективного осуществления работ по водопонижению, а в дальнейшем — строительству дома и благоустройству участка — необходимо проведение геодезической съемки в масштабе 1:100, 1:200. Традиционный для градостроительства масштаб 1:500 для дачных и коттеджных площадей слишком мелок. Для определения УГВ и геологического строения участка необходимо бурение почвы ручным или мотобуром на глубину 5–7 м.
В результате изысканий мы должны получить:
• топографическую карту (геоподоснову) с горизонталями через 0,1 м;
• карту гидроизогипс (линий, соединяющих точки с одинаковым уровнем грунтовых вод);
• геологические разрезы по участку.
Топографическая карта дает реальное представление о рельефе участка и является основным материалом для проекта вертикальной планировки и определения объемов земляных работ. На геоподоснове разрабатывают план застройки участка, план инженерных коммуникаций и разбивочный чертеж (привязка застройки к местности).
Карта гидроизогипс определяет направление грунтового потока. Падение отметок гидроизогипс указывает на места оттока (разгрузки) грунтовых вод.
Геологические разрезы выявляют, в каких грунтах пройдет дренаж, что будет определяющим при назначении его конструкции и материала обсыпки дрены.
Необходимый дополнительный материал можно получить, ознакомившись с проектно-изыскательской документацией, опытом строительства и дальнейшей эксплуатации объектов, находящихся в аналогичных условиях и непосредственной близости от участка.
На начальном этапе проектирования определяются с планом дренажной системы, которая включает в себя дренажные водоотводящую сеть и коллектор, смотровые колодцы, водоприемник (естественный или созданный). Водоотводящая дренажная сеть бывает открытой — в виде канав — и закрытой — в виде дрен. В условиях ограниченного земельного участка будем рассматривать второй вариант сети.
Основные дрены намечают для защиты от подтопления подвалов и других заглубленных сооружений и располагают в непосредственной близости от них. Такой дренаж трассируется вдоль контура здания и бывает кольцевым (рис. 2) или пристенным (рис. 3).
Рис.2. Конструкция кольцевого дренажа Рис.3. Конструкция пристенного дренажа
Дренаж хозяйственной и рекреативной зоны, а также площади, занятой зелеными насаждениями, планируют, соблюдая определенное расстояние между дренами, исходя из существующей практики проектирования. В глинистых, суглинистых грунтах и торфяниках оно равно 5–7 м при глубине заложения до 2 м и 7–9 м при большей глубине. Такие данные применяют при наличии фильтрующей шторы на всю глубину траншеи. При отсутствии шторы расстояние уменьшают на 10–15 %. В супесчаных и песчаных грунтах расстояние между дренами может быть 10–12 м. Трассирование дренажной сети в этой зоне ориентировано вдоль направления гидроизогипс.
Если возможно, предусматривают совмещение трассы дренажа с элементами застройки. Например, его можно расположить в траншеи под живой изгородью, под легкими конструкциями ограждений, под рядовые посадки кустарника.
Дренажный коллектор осуществляет транспортировку дренажных вод из водоотводящей сети в водоприемник, а при необходимости может работать и как дрена, и одновременно как система для сбора грунтовых вод. При диаметре водоотводящих дрен 75 или 100 мм диаметр коллектора должен быть равен 100–150 мм.
По трассе дренажа устанавливают смотровые колодцы, предназначенные для выполнения эксплуатационных работ: промывки дренажной сети, контроля за состоянием дренажа, проведения ремонта. Колодцы располагают через 40–50 м вдоль трассы дренажа и на ее поворотах. Их собирают из типовых железобетонных элементов или выполняют из пластмассы. Последние варианты отличаются герметичностью, транспортабельностью и простотой монтажа.
Оценка возможностей естественного водоприемника
Для этого нужно определить самую допустимо низкую отметку дрены в наиболее удаленном от водоприемника месте, то есть максимально низкую точку, с которой мы можем сбросить воду с участка без насосного оборудования. Назовем ее «А» — лимитирующей точкой. К отметке водоприемника прибавляем необходимый минимально допустимый перепад (L*i), где i — уклон дрены. Уклон зависит от диаметра трубы, шероховатости ее лотка, и при предельном значении 0,002 мы будем принимать его равным 0,01, что составляет 1 см перепада на 1 м. L — расстояние от водоприемника до наиболее удаленной точки дренажной сети (рис. 4.).
Рис. 4. Оценка возможности естественного водоприемника
Отметку водоприемника обычно определяют расчетно. На практике при проектировании проводят расчеты на максимальный уровень воды от весеннего снеготаяния и ливневых явлений и выбирают максимальный вариант. Можно прибегнуть и к старому испытанному способу — опросить старожилов. Всегда найдется словоохотливый очевидец, который на стволе старого дерева или ближайшем строении покажет, куда доходила вода в таком-то году. При этом не надо сверх меры перестраховываться. Завышение отметки уменьшит эффективность дренажа, создаст условия, при которых невозможно обойтись без принудительного водосброса. Если в качестве водоприемника используют существующую мелиоративную систему, то отметку берут из проекта ее строительства.
Итак, мы определили значение отметки в точке А. Установим, устраивает ли она объекты защиты: подвалы, растения. Разница отметок «чистого» пола подвальных помещений от отметки в точке А должна быть от 0,5 до 1,2 м. Данная величина зависит от коэффициента фильтрации грунта, конструкции дренажа и размера контура защищаемого объекта. В песчаных грунтах с дреной, оснащенной фильтрующей шторой, эта разница может составлять 0,5 м. В тяжелых грунтах разрыв доходит до максимальной величины — 1,2 м. Разрыв между отметкой корневой системы и отметкой заложения дрен может доходить до 2 м и более.
Кроме вышеуказанных факторов он зависит и от агротехнических требований культуры. Если отметка заложения дрены не обеспечивает защиты заглубленных сооружений, рассмотрите возможность поднять сооружение (отметку подвала), а если она не удовлетворяет условиям произрастания растений — попробуйте заменить культуры на влаголюбивые и менее прихотливые. Если же вы не хотите идти на компромисс, необходимо устроить искусственный водоприемник с принудительным сбросом дренажных вод. Это могут быть декоративные и пожарные водоемы и колодцы.
Концевую часть дрены (на выходе в водоприемник) оборудуют обратным клапаном. Насос подбирают по результатам измерения величины стока из дренажной системы. Откачку в этот период производят любым пригодным насосом со сбросом воды на рельеф. Надо учитывать, что максимальный приток дренажных вод приходится на начальный период — до года в тяжелых грунтах и нескольких недель в песках и супесях. В последующем он уменьшится и будет легко прогнозируем. Несмотря на это, насосно-силовое оборудование следует оснастить автоматической системой пуска. Откачиваемую воду можно использовать на хозяйственные нужды или сбрасывать в кюветы.
В определенных гидрогеологических ситуациях в качестве водоприемника используют водопоглощающие колодцы. Необходимым условием является наличие сухих, хорошо фильтрующих слоев, способных впитывать дренажные воды. Такой колодец выполняют без дна и послойно (толщиной 20–30 см), отсыпают с увеличением фракции снизу вверх. В качестве покрывающего слоя укладывают щебень.
Можно было бы привести формулы расчета предполагаемого УГВ после строительства дренажа в зависимости от существующего УГВ, глубины заложения и конструкции дрены, геологического строения и режима питания грунтовых вод, показать порядок построения депрессионной кривой — воронки УГВ, образуемой при работе дренажа. Но тогда объем исходных данных, а следовательно, и изысканий, и затрат на них резко увеличится.
Проектно-изыскательские работы можно выполнить как с привлечением специализированных организаций, так и при помощи отдельных специалистов. Суммарная стоимость проекта дренажа, вертикальной планировки, дендрологического плана (подбор и размещение посадочного материала), водосберегающих технологий полива на участок площадью 10 соток составит около 500 у. е.
Конструкция дренажа
Материалом для устройства дренажа являются трубы, а также инертные и фильтрующие материалы. Гончарные, керамические (раструбные), асбестоцементные трубы — это классика, популярная в прошлом. Полимерные дренажные перфорированные трубы — современный вариант, среди них наиболее распространены модели из ПВХ (поливинилхлорида), ПЭ (полиэтилена), ПП (полипропилена). При необходимости трубы снабжают ребрами жесткости. Диаметр применяемых труб 75, 100, 150 мм.
Водоприемной частью в дренаже являются:
• в гончарном — стыки трубок;
• в керамическом — круглые отверстия диаметром 3–7 мм и нижняя треть стыка;
• в асбестоцементном — вертикальные пропилы по бокам глубиной на треть диаметра, толщиной 10 мм через 20–25 см в шахматном порядке.
Используют следующие инертные и фильтрующие материалы:
• щебень известняковый или гранитный фракцией — 12–16 мм;
• крупнозернистый мытый песок фракцией — 1–2 мм;
• песок нефракционный;
• геотекстиль;
• стеклоткань;
• кокосовое волокно.
Первая функция инертных и фильтрующих материалов — сокращение или предупреждение заиления (кальмотации) дрены и зон на подходе к ней. Для этого отсыпку выполняют с постепенным переходом от размера отверстий в трубах и стыках к крупным, а затем более мелким фракциям обсыпки и непосредственно к окружающим грунтам. В качестве ближнего к трубе слоя обсыпки применяют щебень фракцией 12–16 мм. По щебню отсыпают крупнозернистый песок фракцией 1–2 мм. В грунтах со значительным содержанием пылеватых частиц (пылеватые пески, супеси, легкие суглинки) заиление может происходить в течение всего периода эксплуатации дренажа. В таких грунтах подбор обсыпки дренажа нужно выполнять с особой тщательностью, а границы фракций отделять геотекстилем. Обертывание дрены в этом случае желательно делать с применением кокосового волокна. В грунтах с преобладанием илистых частиц (суглинки, легкие глины) заиление наблюдается первые 10–20 месяцев. Наиболее терпимы к качеству подбора фильтрующих материалов торфяники.
Вторая, не менее важная, функция — предупреждение выноса (суффозии) частиц грунта из основания фундаментов. Суффозия иногда проявляется в виде оползней, провалов, оседаний грунта. Для предотвращения подобных процессов контактные слои материала обсыпки разделяют геотекстилем.
В сложных гидрогеологических условиях, например, при слоистом заложении водонасыщенных грунтов с различными фильтрующими способностями, устраивают дренаж с фильтрующей шторой и многослойной обсыпкой. В благоприятных грунтах, например, при наличии однородных песков и легких супесей, ограничиваются обертыванием дренажной трубы нетканым фильтрующим материалом, геотекстилем, стеклотканью.
МегаТехноСтрой
