Полная версия

Главная arrow Строительство arrow ИНЖЕНЕРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА. ДРЕНАЖ ТЕРРИТОРИИ ЗАСТРОЙКИ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Методы защиты от подтопления

Для защиты зданий и территорий от подтопления используют профилактические и радикальные методы [18,19]. При этом учитывают максимальное положение зеркала грунтовых вод относительно поверхности земли, выявленное в результате анализа данных многолетних наблюдений. Положение этого уровня соотносят с требуемой нормой осушения.

Норма осушения зависит от назначения объекта и использования территории. Ее величина для зданий должна быть не меньше 0,30— 0,50 м от отметки пола подвала или технического подполья [17,22]. Такую же норму осушения принимают при устройстве каналов для коммуникаций и других сооружений. Для участков зеленых насаждений норма осушения колеблется в зависимости от пород деревьев и кустарников в широком диапазоне, в среднем — от 0,4 до 2 м. Нормальная эксплуатация городских улиц и дорог обеспечивается при положении УГВ 1,3—1,7 м от верха дорожного покрытия в зависимости от характера грунтов основания.

Для подтопленных территорий требуются радикальные меры, сочетающие устройство дренажей (а при необходимости и повышение территории) с созданием искусственного рельефа. Они обязательно дополняются профилактическими мерами. Последние являются основными для инженерной защиты потенциально подтапливаемых территорий.

На потенциально подтапливаемых площадках необходима система профилактических мероприятий, включающих комплекс мер по инженерной подготовке, использование локальных водозащитных устройств и пр.

Эффективность защиты объекта от подтопления, особенно вызванного техногенными факторами, в значительной степени определяется профилактическими мероприятиями. К основным из них относят:

  • — вертикальную планировку с надлежащей организацией поверхностного стока на осваиваемом и застроенном участках, не ухудшающую отвод дождевых и талых вод с прилегающей территории;
  • — искусственное повышение планировочных отметок территории при низких отметках существующей поверхности земли, затрудняющих отвод дождевых вод или понижение подземных;
  • — усиление дренирующего действия водоемов и водотоков с помощью регулирования их русла;
  • — устройство защитной гидроизоляции заглубленных конструкций, сооружений и подземных коммуникаций, нормативное уплотнение грунта при засыпке котлованов и траншей, герметичную заделку отверстий в наружных стенах и фундаментах зданий на вводах и выпусках инженерных сетей;
  • — тщательное выполнение работ по строительству наружных водо- несущих инженерных коммуникаций и правильную их эксплуатацию для предотвращения постоянных и аварийных утечек;
  • — использование водосберегающей технологии полива зеленых насаждений и их транспирирующей способности;
  • — создание противофильтрационных экранов и завес при возведении емкостей накопителей воды;
  • — устройство отмосток зданий с уклоном и шириной, гарантирующими быстрый сток дождевых вод; при наличии наружных водостоков — использование вертикального сброса в наружную канализацию или удаление открытыми водоотводящими лотками с активным поперечным уклоном от здания;
  • — устройство профилактических (пристенных, пластовых, перехватывающих и сопутствующих) дренажей для защиты отдельных зданий, сооружений, элементов благоустройства.

На больших территориях, например отводимых под строительство нового квартала, профилактические мероприятия входят в комплекс работ по инженерной подготовке [4,9]; для небольших участков они разрабатываются самостоятельно [3] и решаются с учетом интересов погранично расположенной эксплуатируемой застройки [22,23].

Большое значение при этом имеют вертикальная планировка и водоотвод, рациональное решение и реализация которых позитивно влияют на положение уровня подземных вод. Поэтому при проектировании профилактических мероприятий вопросы организации поверхностного и подземного стоков должны решаться не последовательно, как обычно принято в проектной практике, а согласованно и параллельно. Такой подход дает положительный результат как на локальных участках строительства, так и на обширных территориях, подлежащих освоению.

Планируя профилактические мероприятия, необходимо учитывать возможность усиления дренирующего действия естественных мест разгрузки подземных вод. Это может быть эффективно на территориях, расположенных в непосредственной близости от реки, когда подземные воды гидравлически с ней связаны. В этом случае регулирование русла реки (расчистка, углубление, спрямление) может привести к снижению уровня грунтовых вод на прибрежной территории. Не менее важно сохранение условий естественного дренирования подземных вод в понижениях рельефа (балки, овраги, тальвеги, ручьи). Если при вертикальной планировке территории предусматривается их засыпка, следует устраивать дренаж и оборудовать водосбросы до проведения земляных работ.

Для предотвращения подтопления в ряде случаев достаточно несколько «приподнять» площадку под проектируемое здание относительно существующей поверхности. Разумеется, это возможно, если позволяют отметки красных линий на границе с расположенной застройкой. В результате локальной подсыпки повышаются посадочные отметки здания и тем самым уменьшается заглубление подвального этажа в естественную толщу грунтов.

Такой прием позволяет снизить затраты, связанные с устройством инженерных сетей, в том числе и дренажа. В некоторых случаях можно даже отказаться от устройства дренажа, если выдерживается норма осушения и использована надежная гидроизоляция из материалов нового поколения. Повышение отметок планировочной поверхности также способствует эффективному удалению дождевых вод от здания, что положительно влияет на условия его эксплуатации.

Для ускорения поверхностного стока от здания следует устраивать отмостку шириной не менее 1 м, при необходимости увеличивая ее до 1,5 м. Чтобы исключить поступление воды к зданиям или сооружениям, желательно доводить отмостку до дорог или лотков, а ее поперечный уклон от здания принимать не меньше 2 %. По этим же соображениям следует отдавать предпочтение сбросу расходов водосточных труб в систему наружной ливневой канализации. Если это невозможно, необходимо устраивать специальный лоток под водосточными трубами с продольным уклоном не меньше величины поперечного уклона отмостки.

Локальное повышение планировочных отметок на площадке строительства нередко используют при ее подтоплении капиллярными водами и проявлении местных напоров. Такое повышение можно выполнять только под пятном застройки при высотной привязке объекта, а также за его границами для части или всего участка в зависимости от конкретной ситуации.

Прием локального повышения площадки проектируемого объекта может быть полезен и при наличии сопутствующего дренажа эксплуатируемых подземных инженерных коммуникаций, проложенных в непосредственной близости от возводимого объекта. При расположении последнего в зоне влияния дренажа инженерной сети, эксплуатируемой или прокладываемой одновременно с возведением объекта, не потребуется прокладка дополнительной дренажной системы. Использование одной системы дренажа, защищающей несколько объектов, целесообразно по экономическим и экологическим соображениям, особенно при строительстве и реконструкции зданий, расположенных в зоне интенсивной застройки.

При строительстве или реконструкции отдельных объектов профилактические мероприятия носят самостоятельный характер, а их содержание зависит от назначения объекта и использования участка.

Для городских территорий организация рельефа и водоотвод решаются в границах отвода участка, предназначенного для размещения строящегося или реконструируемого объекта. Здесь при правильно выполненной вертикальной планировке обычно стоит задача отведения только «собственного» дождевого стока в существующую или проектируемую канализационную сеть.

На загородных площадках индивидуального строительства вертикальную планировку выполняют таким образом, чтобы перехватить не только «свои», но и «чужие» поверхностные воды, поступающие с сопредельной территории. Обычно для этого устраивают нагорные канавы, прокладывая их по границе защищаемого участка. В определенных рельефно-планировочных ситуациях перехватывающая сеть может быть местом приема стока из устройств, служащих для удаления «своих» дождевых вод с застраиваемого участка.

Во всех случаях перехватывающая сеть должна иметь места сброса, в качестве которых служат естественные места дренирования или специально устроенные искусственные водоемы. При наличии на участке индивидуальной канализации решение этого вопроса упрощается, поскольку сброс может быть выполнен как в колодцы самой сети, так и в поле ее фильтрации. В этом отношении особенно важно общее высотное решение планировочной поверхности и отдельных элементов ее благоустройства, которые разрабатывают в рамках вертикальной планировки.

Вместе с тем выбор места сброса при застройке отдельных придомовых участков индивидуальной застройки, особенно расположенных в окружении существующих домов, представляет определенные трудности. В таких случаях можно рассмотреть варианты приема расходов поверхностного стока с использованием принципов поглощения или аккумуляции, область применения которых зависит от гидрогеологических особенностей участка. Поэтому даже в границах одного участка могут быть эффективны оба варианта. Для поглощения и временной аккумуляции расходов устраивают щебеночные колодцы с подводящими элементами в виде открытых лотков или гравийных канавок.

При небольших расходах поверхностного стока временной аккумулирующей емкостью служит сама сеть канав и колодцев. Их параметры должны обеспечивать прием расчетных расходов дождевого стока, а принятая конструкция не ухудшать режим подземных вод. При согласованном решении вопросов организации поверхностного и подземного стоков такая сеть будет улучшать режим грунтовых вод и работать как дренажно-ливневая.

Прием организации поверхностного стока, основанный на принципах поглощения и аккумуляции, весьма эффективен для ландшафтных объектов различного использования, и даже на территории городской застройки.

Он незаменим на площадках, где отсутствуют инженерные сети водоотведения, а также в случаях, когда сети временно находятся в нерабочем состоянии или невозможен сброс дождевых расходов в эксплуатируемую канализацию. С такими ситуациями часто сталкиваются на участках размещения исторических объектов в процессе их реконструкции. Примерами может служить ряд известных исторических памятников, где водоотвод с прилегающей территории решен с помощью системы гравийных канавок и колодцев (Никольский монастырь в Старой Ладоге, Летний сад в Кронштадте, Приоратский дворец в Гатчине, Меншиковский дворец в Ораниенбауме). С использованием такой же сети выполнено удаление расходов наружных водостоков Смольного собора в Санкт-Петербурге. На этих уникальных памятниках решить водоотведение традиционными приемами не представлялось возможным, поэтому при выполнении проектов водозащиты нами были использованы описанные дренажно-ливневые системы. Их конструкция включала щебеночное наполнение и геотекстиль — водопроницаемое синтетическое полотно. Современные возможности новых технологий позволили расширить диапазон использования простейших конструкций дренажно-ливневой сети в различных геологических условиях и на площадках самого разного назначения.

Новые материалы открывают большие перспективы в борьбе с капиллярным и инфильтрационным подтоплением, техногенными утечками из водопроводящих сетей и накопительных емкостей. С их помощью существенно повышается эффективность гидроизоляционных профилактических мер, которые проектируют, принимая во внимание гидрогеологические условия площадки строительства и конструктивные особенности сооружения, а также требуемый эксплуатационный режим в этом сооружении.

Отмечая эффективность новых технологий, следует подчеркнуть разумность подхода, сочетающего их возможности с достоинствами традиционных материалов, особенно при реконструкции исторических зданий. В качестве гидроизоляционной мембраны для заглубленных помещений исторических зданий использовали глиняные «замки».

В системе водозащиты старых зданий их устраивали с наружной стороны фундамента и под полом заглубленного сооружения. Они служили для защиты фундамента и стен от непосредственного контакта с грунтовыми водами, в том числе и агрессивными. Такие противофильтра- ционные экраны увеличивают срок службы подземной части сооружения. Интересен в этом отношении опыт проведения реставрационных и ремонтных работ для исторических зданий Санкт-Петербурга. Обычно глиняные «замки», находящиеся в удовлетворительном состоянии, стараются сохранить, а при необходимости — восполнить до требуемого объема или даже создают заново. Такие работы ведут, используя старые (традиционные) и модифицированные технологии. Основными материалами для «замка» служат «жирная» глина (кембрийская) или ее прослойки в четвертичных ленточных глинах, а также песок. Оба компонента должны иметь определенный гранулометрический состав.

Схема, иллюстрирующая использование глиняного «замка» в системе водозащиты зданий исторического центра Санкт-Петербурга, показана на (рис. 1.4). Остановимся на ней подробнее, поскольку гидроизоляционная система старых зданий является моделью, иллюстрирующей принцип устройства защиты от воздействия влаги и воды. Такой принцип является универсальным и остается актуальным независимо от технических возможностей данного времени и дальнейшего совершенствования технологий.

Схема водозащиты старых зданий Санкт-Петербурга

Рис. 1.4. Схема водозащиты старых зданий Санкт-Петербурга1:

  • 1 — облицовка цоколя; 2 — кирпичная стена; 3 — противокапиллярный слой;
  • 4 — засыпка фильтрующим грунтом; 5 — отмостка; 6 — послойно трамбованная глина; 7 — обкладка «железняком»; 8 — бутовая кладка; 9 — дренажная труба;
  • 10 — деревянные лежни в глине; 11 — трамбованная глина; 12 — каменный, кирпичный или бетонный пол подвала

Дождевые воды от стен здания, в том числе и с крыш, удалялись отмосткой или тротуаром. Для защиты цоколя от брызг и намокания его облицовывали природным камнем — известняком или гранитом.

Воды, инфильтрирующие в обратную засыпку, собирали дренажными гончарными трубами и сбрасывали в ближайший водоток. Дренаж прокладывали вокруг здания обычно несколько выше отметки подошвы фундамента, под которым располагались утопленные в глину бревна (лежни). В обычных условиях он выполнял профилактическую функцию, в экстремальных ситуациях, при резком повышении уровня подземных вод, дренаж, скорее, служил каналом, по которому поступала вода. Вероятно, поэтому дренировались только отдельные здания,

1 По данным А Б. Фадеева.

расположенные в историческом центре Санкт-Петербурга, который периодически страдал от наводнений.

При наводнениях дренаж уже не мог обеспечить соответствующее понижение уровня подземных вод, поэтому его функции частично выполнял глиняный «замок», который формировался вокруг всей подземной части здания. Он защищал подвал от капиллярной влаги, подтопления сезонной верховодкой и при подъемах УГВ во время наводнений.

Противокапиллярной преградой между фундаментом и кирпичными стенами служили плиты природного камня, стекло, пережженный кирпич (железняк), а также битумные материалы. Наряду с этим для противокапиллярной отсечки использовали плиты из природного камня, иногда применяли свинцовые листы. Стены подвала обычно также обкладывали пережженным кирпичом.

Конечно, рассмотренные защитные мероприятия выполняли в соответствии с техническими возможностями того времени. Вместе с тем некоторые «звенья» исторической системы водозащиты зданий сохранились и работают до настоящего времени. Это свидетельствует о высоком качестве их выполнения и подтверждает надежность традиционных средств гидроизоляции. Разумеется, по мере эксплуатации происходит естественное старение материалов, хотя одна из основных причин нарушения и даже утраты отдельных элементов исторической системы — вводы инженерных сетей или их ремонт. Кроме того, некоторые из трубопроводов сами являются источником дополнительного техногенного подтопления здания.

Современные технологии, безусловно, привели к изменению конструкции элементов системы водозащиты зданий, в том числе и гидроизоляционных. На смену глиняным «замкам» пришли изделия из бентонитовой глины и ее производных, которые инъецируют в грунт или добавляют в другие гидроизоляционные материалы. Сейчас их выпускают в виде панелей и рулонов на различной основе, а также листов и матов. Такие материалы обладают достоинствами традиционных, но более технологичны при производстве работ. Появились и широко используются другие новые гидроизоляционные мембраны, а также современные устройства водопонижения и водоотведения. Они позволяют комплексно решать задачу водозащиты заглубленных частей зданий и сооружений.

Система водозащиты здания может оказаться недостаточно эффективной, если не предусмотрены меры против техногенной фильтрации. Зона наибольшего риска возникновения техногенных утечек отмечается в местах ввода инженерных сетей и наружных прокладок водопроводящих коммуникаций рядом с этим зданием.

Уменьшение техногенной фильтрации на застроенных территориях в значительной степени связано с сокращением таких утечек из инженерных водопроводящих сетей. Эффективными средствами в борьбе с утечками являются организационно-технические мероприятия, а также укладка дренажных и канализационных труб нового поколения. Они обладают высокой кольцевой жесткостью, минимальным количеством стыков и герметичными соединительными элементами, что способствует повышению надежности водопроводящей сети и тем самым снижает вероятность аварийных утечек. Такие конструкции отличаются простотой эксплуатации и устройства. Последнее обстоятельство не менее важно для предупреждения подтопления, поскольку позволяет сократить разрыв между земляными работами и строительными, связанными с нулевым циклом.

Особо отметим значимость правильного ведения работ нулевого цикла, в частности, соблюдение нормативных требований по составу и уплотнению обратной засыпки пазух котлованов зданий и сооружений, чтобы исключить образование в ней верховодки.

Для предотвращения повышения УГВ при создании искусственных водоемов, каналов и других специальных емкостей — накопителей воды — используют противофилътрационные устройства (экраны, прослойки и т. п.). В зависимости от решаемых задач их устраивают под сооружением, перед ним, а также по наружной или внутренней его стороне ниже поверхности земли.

Конструкция водозащитных преград должна быть надежной в эксплуатации, достаточно простой при устройстве и по возможности ремонтопригодной. Однако в зависимости от назначения объекта и возможностей инвестора может рассматриваться вариант выбора дорогостоящих и долговечных гидроизоляционных устройств, например, со сроком службы, рассчитанным на весь период эксплуатации сооружения. Этим требованиям в полной мере отвечают современные гидроизоляционные материалы, в том числе из синтетических волокон и грунтовых композиций.

Выбор профилактических мер всегда увязывают с назначением объекта и использованием территории. Поэтому, кроме рассмотренных мероприятий, для потенциально подтапливаемых площадок может потребоваться устройство профилактического дренажа. Обычно его используют для участков, расположенных в зоне застройки, или для защиты зданий с заглубленными помещениями.

Локальные профилактические дренажные системы решают задачу защиты отдельного объекта, подтопление которого может быть обусловлено различными причинами в конкретных условиях строительства или эксплуатации. Таким объектом защиты могут быть не только здание или сооружение, но и инженерные сети, подпорная стенка, улицы и дороги, а также участок зеленых насаждений, откос и т. п.

Профилактические дренажи, защищающие здание или сооружение от подтопления, вызванного инфильтрацией или капиллярными водами, обычно прокладывают по их наружному контуру. Это — пристенные или прифундаментные дренажи. При необходимости защитить объект от грунтовых вод, поступающих со стороны, устраивают перехватывающий дренаж. Он удаляет грунтовые воды еще до их поступления к зданию, участку или откосу. Для защиты инженерных сетей, дорожного покрытия, подпорных стен и берегоукрепительных конструкций используют сопутствующие и застенные дренажи. Их укладывают в траншее с сетями, вдоль проезжей части или подпорной стенки.

Таким образом, с помощью профилактических мер можно предупредить повышение УГВ или уменьшить его интенсивность и границы распространения (масштабы).

Для подтопленных территорий необходимы радикальные меры по инженерной защите, позволяющие устранить подтопление и его последствия. Радикальные мероприятия по защите от подтопления включают устройство дренажных систем и искусственное повышение отметок территории.

Основной мерой инженерной защиты подтопленных территорий является дренаж. На пойменных и заболоченных незастроенных территориях, предназначенных для освоения, наряду с дренажами выполняют искусственное повышение планировочных отметок с помощью подсыпки или намыва. Выбор отметок планировочной поверхности производят с учетом незатопления территории расчетным горизонтом речных вод, принимают во внимание также положение УГВ и условия их естественного дренирования. Поэтому, чтобы не создать подпор подземных вод, до проведения работ по подсыпке или намыву следует провести профилактические мероприятия на существующих понижениях и водотоках, подлежащих засыпке.

Назначение дренажа заключается в следующем:

  • — стабильное поддержание на территории нормативного УГВ;
  • — защита от воды подземных помещений, частей зданий, сооружений и их оснований;
  • — исключение возможности «всплывания» сооружений, заглубленных в поток грунтовых вод;
  • — предупреждение развития неблагоприятных инженерно-геологических процессов при строительстве и эксплуатации застройки.

Таким образом, дренажи являются как профилактической, так и радикальной мерой в борьбе с подтоплением зданий и территорий. Широкая область возможного применения дренажа, а также использование новых технологий определяет многообразие его конструкций и систем, особенно в современных условиях строительства и реконструкции нетиповых объектов.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>