Как сделать дренаж на участке с высоким уровнем грунтовых вод: Дренаж участка с высоким уровнем грунтовых вод: как сделать самостоятельно

Дренаж участка с высоким уровнем грунтовых вод – что делать? Разбираемся

Высокий уровень грунтовых вод может стать серьезной проблемой для владельцев загородных участков. Для исключения негативных последствий выполняется дренаж.

Высокий уровень грунтовых вод может стать серьезной проблемой для владельцев загородных участков в Санкт-Петербурге. При близком к поверхности расположении безнапорного водоносного грунта часто встречается затопление построек (цоколь, погреба, септик), разрушение дома вследствие морозного пучения почвы, перенасыщение влагой сада и огорода, что приводит к гибели, гниению растений. Поэтому дренаж участка в таких случаях является обязательным.

Как понять, что участок переувлажнен?

Без проведения пробы на определение уровня грунтовых вод (УГВ) методом бурения понять, что ваш участок переувлажнен из-за близкого к поверхности расположения водоносного грунта можно по косвенным признакам:

• После дождя, при потеплении и таянии снега долго остаются лужи.
• Среди растений часто встречается крапива, плющ.
• На строениях наблюдается осыпание штукатурки.
• Двери, окна в постройках часто перекошены.

Ровный участок с глинистой почвой, находящийся вблизи водоема, будет с высоким УГВ. Под высоким подразумевается расположение безнапорного водоносного грунта на глубине менее 1,5 метров от поверхности.

Высокий УГВ провоцирует следующие негативные последствия:

• Подтопление септиков, силосных ям.
• Затопление подвала, цокольного этажа дома, погребов в хозяйственных постройках.
• Разрушение фундамента в случае недостаточной гидроизоляции.
• Разрушение элементов ландшафтного дизайна – уничтожаются садовые дорожки (отмостки).
• Растения из-за перенасыщения влагой грунта не дают урожай желаемого качества или погибают.
• При застое воды (например, после таяния снега, ливня) наблюдается высокая влажность, что также приводит к образованию мха и плесени на фасадных элементах, гаражах.

Для исключения перечисленных выше проблем выполняют дренаж участка с высоким уровнем грунтовых вод.

Способы дренажа участков с высоким УГВ

Выделяют 2 принципиально разных способа устройства дренажной системы:

• Открытый дренаж. Это траншеи по периметру территории, выполненные с уклоном. Система траншей и каналов направляет воду к водосборному колодцу, располагаемому в нижней части участка или на наибольшем углублении канав. Для маскировки каналов используется засыпка щебнем.
• Закрытый дренаж. Это система с дренажными трубами, проложенными на глубине приблизительно 1 м. Для дренажной системы обычно используются пластиковые трубы, гораздо реже – асбестоцементные. Чтобы на пластике не образовывался ил, снаружи трубы оборачивают специальным материалом – геотекстилем.

Плюсы и минусы открытого и закрытого дренажа

К преимуществам открытой дренажной системы можно отнести следующее:

• Небольшие затраты – если не учитывать стоимость самого водосборного колодца и его установку, то все затраты на обустройство открытой дренажной системы складываются исключительно из расходов на ручной труд (копка траншей) и на щебень для засыпки.
• Отсутствие обслуживания – не требуется какое-либо обслуживание канав.
• Простое обустройство при очевидной эффективности – система предельно простая.

Из минусов можно выделить меньшую эффективность по отводу влаги по сравнению с закрытой дренажной системой, нарушение ландшафтного дизайна в местах копки каналов, обязательное рытье траншей с выдерживанием уклона.

Что касается закрытой дренажной системы, то к ее плюсам относятся:

• Отсутствие ограничений по использованию участка над проложенными трубами – можно устроить газон, огород, но не стоит устанавливать тяжелые конструкции (например, беседки с бетонным основанием, место под парковку автомобиля).
• Эффективное отведение большого количества воды – система защитит участок от переувлажнения и при оттепели, если на участке скопился значительный объем снега, и после продолжительного ливня.
• Долговечность – пластиковые трубы при правильной укладке прослужат длительное время, не потребуют ремонта или замены.

К некоторым минусам можно отнести вероятность снижения эффективности системы в зимнее время, если на стенках будет образовываться наледь. Время от времени (раз в 2-3 года) нужна промывка труб для удаления ила (при обмотке геотекстилем процедура выполняется реже).

Что учесть при устройстве дренажа?

Независимо от типа выбранной дренажной системы необходимо учесть несколько факторов:

1. Обязательно требуется выдерживать уклон – в противном случае вода будет скапливаться на некоторых участках системы отведения.
2. Выполнять комплексное благоустройство участка можно исключительно после того, как решена проблема с высоким УГВ и проложена дренажная система.
3. Периодически необходимо выполнять чистку колодцев под дренажную воду – нередко применяются специальные дренажные насосы.

Рекомендуется обращаться к специалистам, которые проверят глубину залегания грунтовых вод и предложат оптимальный вариант дренажа с учетом типа грунта, особенностей участка.

Осушение участка с высоким уровнем грунтовых вод

Повышенный уровень грунтовых вод становится причиной затруднения строительства, садовых и огородных работ, обустройства загородного участка. Для таких территорий на первое место выводится устройство дренажа — правильного отведения осадочной и грунтовой влаги.

Почему необходимо осушение?

Грунтовые воды – это водоносный безнапорный горизонт, располагающийся на небольшой глубине от поверхности почвы. Очень близкое залегание приводит к разрушению фундамента, подтоплению грунта, особенно весной и осенью. Дренаж участка с высокими грунтовыми водами позволяет решить ряд следующих проблем:

• затопление территории, септиков, туалетов, что может стать причиной заражения почвы, развития инфекций;
• подтопление фундаментов, разрушение строений и пешеходных дорожек;
• переполнение ливневой канализации, затопление колодцев и резервуаров с чистой водой;
• заполнение подвала и цокольного этажа, погребов, что приводит к развитию грибка;
• пагубное влияние на растительность;
• разрушение отмостки дома, садовых тропинок.

Делать дренаж участка с высоким уровнем грунтовых вод рекомендуется при залегании влаги от полутора метров и выше. Кроме того, водоотведение необходимо для пологих, плоских территорий, суглинка, глинистой почвы, где есть большой риск подтоплений.

Виды дренажа

Осушение участка с высоким уровнем грунтовых вод проводится с использованием специальных лотков, труб, скважин и других устройств. Вид дренажной системы зависит от уровня залегания грунтовых вод и условий осушения на участке:

1. Открытый поверхностный дренаж является самым простым видом системы. Для его устройства на территории делается ряд траншей, в которые укладываются лотки для отвода влаги. Сверху они закрываются решетками, вода по лоткам поступает в сточные канавы или накопители. Преимуществом дренажа этого вида является его относительно невысокая цена, минусом – необходимость регулярной чистки и низкая эстетичность.
2. Глубинный дренаж – это закрытая система, при которой трубы (дрены) укладываются в грунт. Оптимальной схемой является «елочка», то есть центральная магистраль, от которой под небольшим углом отходят вспомогательные траншеи. Грунтовые воды на участке с боковых траншей поступают в центральный водосборник, выполненный в виде колодца. Такая система практичная и удобная, она не требует регулярной прочистки и обладает высокой эффективностью водоотведения.
3. Для маленьких участков используется засыпной дренаж. Для его обустройства по периметру выкапываются траншеи под уклоном, на дно насыпается смесь из битого кирпича и щебня, сверху дополнительно укладывается гравий, декоративный слой из гальки или другого камня. Такой дренаж требует наличия фильтрации, так как он быстро засоряется. Также нужна регулярная чистка системы.

Дренаж грунтовых вод на участке позволяет решить множество проблем, связанных с подтоплением участка. Выбор конкретного вида системы зависит от различных условий, это не только глубина залегания вод, но и условия осушения, площадь участка и его уклон. Провести такие работы можно самостоятельно, но лучше всего проконсультироваться у специалистов, которые помогут выбрать вид дренажа и соответствующее оборудование для устройства водоотведения.

Причудливые пути грунтовых вод вокруг сооружений — Практическая инженерия

[Обратите внимание, что эта статья является расшифровкой видео, встроенного выше.]

В 2015 году на строительной площадке канализационной подъемной станции в Великобритании произошел необычный инцидент. Колумбия, Канада. WorksafeBC, провинциальное агентство по охране труда и технике безопасности, опубликовало на YouTube краткое изложение события. Был установлен стальной кессон, чтобы удерживать грунт, пока можно было построить подъемную станцию. Одного рабочего на площадке внезапно утянуло в воронку, когда дно кессона лопнуло. Причина инцидента связана с грунтовыми водами в почве под участком. Мы не все должны жить в страхе перед тем, что земля разверзнется под нашими ногами, но инженеры, проектирующие подземные сооружения, должны учитывать воздействие, которое могут оказать грунтовые воды. Решения подповерхностных проблем почти всегда скрыты от посторонних глаз, поэтому вы можете даже не знать, что они существуют. Это видео предназначено для того, чтобы пролить свет на эти невидимые решения (включая то, что можно было сделать, чтобы предотвратить этот инцидент в Британской Колумбии). Я Грейди, и это Практическая инженерия. В сегодняшнем выпуске мы поговорим о том, как грунтовые воды влияют на строения.

Подземные воды всегда были немного загадкой для человечества, поскольку их нелегко было наблюдать. Он также ведет себя совсем иначе, чем поверхностные воды, такие как реки и океаны, иногда не оправдывая ожиданий, как я показал в нескольких своих предыдущих видеороликах. Одним из наиболее важных мест проявления подземных вод в строительстве является плотина. Это потому, что грунтовые воды перетекают из высокого давления в низкое, а плотина, в самом простом случае, — это просто структура, которая разделяет эти два состояния. И что вы знаете, у меня в гараже есть акриловая коробка, полная песка, чтобы показать эти концепты в реальной жизни.

Вы можете представить, что эта почва находится ниже основания плотины, и я могу отрегулировать уровень воды по обеим сторонам конструкции, чтобы имитировать движение грунтовых вод. Синий краситель, помещенный в песок, помогает показать направление и скорость движения воды под поверхностью. Более высокий уровень на стороне вверх по течению создает давление, вытесняя воду из недр под плотиной к противоположному концу модели. Я буду первым, кто скажет это: это не самое умопомрачительное откровение. Вы, вероятно, могли бы предсказать это без причудливой модели. Но для инженера-строителя это не несущественное явление, и на это есть несколько причин.

Во-первых, вода, просачивающаяся из-под дамбы, может размывать частицы почвы, явление, называемое трубопроводом. Очевидно, вы не хотите, чтобы часть фундамента вашей конструкции была украдена из-под него, а трубопроводы могут создать положительную обратную связь, в которой отказ быстро прогрессирует. У меня есть целое видео о трубопроводах, которое вы можете посмотреть после этого. Второй негативный эффект подземных вод менее очевиден. На самом деле примерно до 1920-х годов инженеры плотин даже не принимали это во внимание (что привело к упадку многих ранних сооружений в истории).

Строительство плотины в значительной степени представляет собой упражнение по сопротивлению гидростатическому давлению. Вода в водохранилище оказывает огромную силу на верхнюю часть плотины, и, если ее неправильно спроектировать, эта сила может привести к тому, что плотина соскользнет вниз по течению или опрокинется. Гидростатическую силу на самом деле довольно просто аппроксимировать. Давление в жидкости увеличивается с глубиной, поэтому вы получаете треугольно распределенную нагрузку. Зная эту нагрузку, вы можете спроектировать конструкцию, способную выдержать ее, и для этого существует множество способов. Один из наиболее распространенных типов плотин просто использует собственный вес для обеспечения устойчивости. Гравитационные плотины спроектированы так, чтобы быть достаточно тяжелыми, чтобы гидростатические силы не могли сдвинуть их назад или перевернуть. Но, к ужасу первых инженеров, давление водохранилища — не единственная дестабилизирующая сила плотины.

Взгляните на эту трубу, которую я включил в модель, показывающую уровень воды между двумя границами. Если бы основание строения было ниже уровня воды, показанного здесь, грунтовые воды оказывали бы давление на дно, противодействуя его весу. Мы называем это подъемным давлением. Помните, что единственная причина, по которой гравитационные плотины остаются на месте, заключается в их весе, поэтому вы можете увидеть, как непредвиденная сила, эффективно уменьшающая часть этого веса, была бы плохой вещью. Многие бетонные гравитационные плотины разрушились из-за того, что инженеры пренебрегли этой подъемной силой, в том числе плотина Святого Франциска в Калифорнии, обрушившаяся в 1919 году, унесла жизни более 400 человек.28. Многие считают это крупнейшей инженерной катастрофой 20-го века в США.

В отличие от гидростатической силы резервуара, подъемное давление грунтовых вод представляет собой гораздо более сложную для характеристики силу. Он существует на границе между конструкцией и ее фундаментом, в трещинах и порах подстилающего грунта и даже в швах самой бетонной конструкции. На поток подземных вод влияют свойства почвы, геометрия плотины, уровень воды вверх и вниз по течению и даже особенности недр. Как эти факторы влияют на подъемное давление, довольно сложно предсказать. Но инженеры должны предсказать это. Ведь мы не можем построить плотину, измерить реальную подъемную силу и при необходимости добавить вес. Должно получиться с первого раза.

Одним из способов характеристики обтекания сооружений подземными водами является сеть потоков. Это графический инструмент, используемый инженерами для оценки объема и давления просачивания в недрах. Проще говоря, вы делите область потока на криволинейную сетку, где одна ось представляет давление, а другая — поток. Если это кажется вам знакомым, вы можете заметить, что сеть потоков — это, по сути, двумерное решение уравнения Лапласа, которое также применимо к другим областям физики, включая тепловые потоки и магнитные поля. Разработка проточных сетей — это не только наука, но и искусство, так что, вероятно, хорошо, что в наши дни проблемы с грунтовыми водами в основном решаются с помощью программного обеспечения. Но мы все еще можем использовать потоковые сети, чтобы продемонстрировать несколько способов, которыми инженеры борются с этой гнусной подъемной силой на гравитационных плотинах. И одна из распространенных идей — это отсеченная стена.

Если вода, текущая под плотиной, вызывает столько проблем, почему бы просто не построить вертикальную стену, чтобы отрезать ее? Мы делаем это все время. Но насколько глубоким он должен быть? Некоторые дамбы могут иметь удобный геологический слой, в котором может заканчиваться отсечка, создавая непроницаемую оболочку для предотвращения просачивания. Но многие этого не делают. Перегородки все еще могут уменьшить объем потока и давление, даже если просачивание все еще может проникнуть под них. Давайте посмотрим на модель, чтобы понять, почему. Я добавил вертикальную стену из акрила ниже верхнего края моей плотины, и мы посмотрим, как это повлияет на поток. [Бить]. Линии стока грунтовых вод настраиваются так, чтобы они проходили под стеной и возвращались к другой стороне модели. Если вы внимательно посмотрите, то увидите небольшое уменьшение подъемной трубы ниже плотины. Единственное, что я изменил между этой моделью и последней, это добавление отсечной стены. Так почему же давление должно уменьшаться на стороне ниже по потоку?

Поток подземных вод описывается довольно простой формулой, известной как закон Дарси. Помимо проницаемости почвы, единственным другим фактором, определяющим скорость потоков воды, является гидравлический градиент, который состоит из разницы давлений по длине пути потока. Добавив разделительную стенку, я не изменил перепада давления между одной и другой сторонами модели, но увеличил длину пути потока, который вода должна была пройти под плотиной, уменьшив гидравлический градиент. Я могу набросать потоковую сеть поверх модели, чтобы было понятнее. Черные линии — эквипотенциалы; они соединяют области равного давления. Синие линии показывают направления потока. Без отсечки пути потока короче, и, следовательно, эквипотенциальные линии расположены ближе друг к другу. С отсечной стенкой эквипотенциальные линии растянуты. Это означает, что как объем просачивания, так и подъемное давление в основании конструкции были уменьшены.

Отсекающие стены на плотинах имеют долгую историю использования, и почти все крупные гравитационные плотины имеют по крайней мере какой-либо отсечной канал. Это может быть так же просто, как выемка фундамента плотины на большой площади перед началом строительства, и это популярный выбор, потому что он дает инженерам возможность наблюдать за состоянием грунта и убедиться в отсутствии неисправностей или проблем до того, как плотина будет построена. Другой вариант — вырыть глубокую траншею и заполнить ее раствором, бетоном или раствором непроницаемой глины. Для небольших или временных конструкций шпунтовые сваи могут быть забиты в недра, чтобы создать отсечку. Один из последних вариантов — залить цементный раствор под высоким давлением, чтобы создать непроницаемую завесу под плотиной.

Другим способом борьбы с просачиванием и подъемным давлением является дренаж. Дренажи, установленные под плотиной, выполняют две важные функции. Во-первых, они фильтруют просачивание с помощью песка и гравия, чтобы частицы почвы не могли вытекать из фундамента. Во-вторых, они снижают подъемное давление, удаляя воду. Давайте посмотрим, как это работает в моей модели. Выше по течению от моего монитора подъема я добавил отверстие в задней части модели с трубкой для слива просачивающейся жидкости. Вместо того, чтобы стекать вниз по течению, теперь часть просачивающейся жидкости течет вверх и через дренаж, и вы можете видеть это по линиям потока краски, текущей в недрах. Опять же, эффект незаметен, но монитор давления на подъеме показывает небольшое снижение давления по сравнению с исходной конфигурацией. Давление на основание плотины меньше, чем было бы без дренажа. Построив сеть потока над моделью, вы можете понять, почему она ведет себя таким образом. Дренаж уменьшает поднятие основания, создавая область низкого давления под плотиной. Вы также можете заметить, что дренаж фактически увеличивает гидравлический градиент, сокращая пути потока, поэтому на самом деле происходит больше просачивания, чем было бы без дренажа. Однако, поскольку дренажи устанавливаются с фильтрами, чтобы уменьшить вероятность засорения трубопровода, дополнительная утечка часто оправдывает снижение подъемного давления.

Многие бетонные плотины включают в себя ряд вертикальных дренажей в основании, а некоторые даже используют насосы для дальнейшего понижения уровня грунтовых вод, сводя к минимуму подъем. Я могу сымитировать это, понизив уровень ниже по течению, как если бы насос откачивал воду. Посмотрите, как корректируются линии потока, когда я делаю это изменение в модели. Как и дренажи, эти разгрузочные колодцы создают больше просачивания под плотиной из-за большей разницы в давлении между двумя сторонами, но они могут значительно снизить подъемное давление и, таким образом, повысить устойчивость конструкции.

В качестве основного примера управления потоком грунтовых вод я использовал дамбы, но многие другие сооружения имеют аналогичные проблемы. Подпорные стены и временные подпорки должны бороться с проблемами грунтовых вод, включая кессоны, которые представляют собой водонепроницаемые камеры, погруженные в землю, чтобы удерживать грунт во время строительства. Помните рабочего, о котором я упоминал во вступлении? Он находился на площадке возле кессона. Обычно такую ​​конструкцию осушают, то есть вода откачивается, создавая сухую зону для работы строительных бригад. Давайте посмотрим, как это работает в модели. Я имитирую откачку воды из кессона путем слива из модели в нижней части конструкции. Когда кессон осушается, он, по сути, работает как плотина, отделяя область высокого давления от низкого давления на небольшом расстоянии между ними. А, как вы знаете, расстояние имеет значение, когда речь идет о подземных водах, потому что чем короче пути потока, тем больше гидравлический градиент и, следовательно, выше объем и скорость просачивания.

Если приглядеться, то можно увидеть, как песок вскипает, когда просачивающаяся вода выходит из почвы на дно кессона. Это повышенное давление в недрах и высокая скорость потока означают, что сами частицы почвы не удерживаются вместе. Все, что требуется, — это немного встряхнуть почву, чтобы она разжижалась и стекла на дно кессона, создавая воронку, которая может легко проглотить все, что находится на поверхности. Одним из способов снижения этой опасности является обезвоживание почвы за пределами кессона. Строительные бригады используют колодцы, небольшие равномерно расположенные колодцы и насосы, чтобы выкачивать воду из почвы, чтобы она не могла просачиваться в области с более низким давлением. Кессоны также можно погрузить глубже в недра, создав условия, аналогичные отсечной стене на плотине. Они могут даже проникнуть достаточно глубоко, чтобы достичь непроницаемого слоя, создавая лучшую изоляцию, предотвращающую проникновение воды через дно.

К счастью для рабочего из Британской Колумбии, его коллеги смогли спасти его до того, как он был поглощен землей. В следующий раз, когда вы увидите дамбу, подпорную стенку, кессон или любую другую подземную конструкцию, есть большая вероятность, что инженерам придется подумать о том, как грунтовые воды повлияют на устойчивость. Даже если вы никогда не узнаете, что они там есть, вероятно, была установлена ​​​​некоторая комбинация стоков и отсечек, чтобы сохранить конструкцию (и людей вокруг нее) в целости и сохранности.

Высокий уровень грунтовых вод Определение | Инсайдер права

• означает всю воду, которая находится ниже поверхности земли в зоне насыщения и находится в непосредственном контакте с землей или недрами.

• означает все неконсолидированные минеральные и органические материалы любого происхождения.

• означает выброс вещества, меченого радиоактивным материалом, с целью отслеживания перемещения или положения меченого вещества в стволе скважины или прилегающем пласте.

• означает химический элемент, определяемый как h3O в любом из трех природных состояний: жидком, твердом и газообразном.

• означает все воды штата, как они определены в G.S. 143-212, за исключением подземных вод

• означает те горизонты в почвенном профиле, обычно известные как горизонты «О» и «А», содержащие органический материал и включает отложения частично разложившегося органического вещества, такого как торф;

• (NR 115. 03(5)) означает озеро Верхнее, озеро Мичиган, все естественные внутренние озера в пределах Висконсина и все ручьи, пруды, топи, протоки и другие воды в пределах территориальных границ этого штата, включая висконсинскую часть границы. водах, судоходных по законам этого штата. Под с. 281.31(2)(d), Статистика, несмотря на любые другие положения закона или административного правила, обнародованные в соответствии с ним, постановления о прибрежных территориях, требуемые согласно ст. 59.692, Статистика и гл. NR 115, Административный кодекс Висконсина, не применяется к землям, прилегающим к:

• означает твердый материал, минеральный или органический, который находится во взвешенном состоянии, транспортируется или перемещается с места его происхождения по воздуху, вода или сила тяжести как продукт эрозии.

• означает воду, пригодную для питья населению.

• означает почву, отвечающую всем следующим критериям:

• означает всю воду, открытую для атмосферы и подверженную поверхностному стоку.

• или «болотное угодье» означает территорию, которая затопляется или насыщается поверхностными или грунтовыми водами с периодичностью и продолжительностью, достаточными для поддержания, и которая при нормальных обстоятельствах поддерживает преобладание растительности, обычно приспособленной к жизни в насыщенной почве. условия, широко известные как гидрофитная растительность.

• означает перемещение воды к месту сброса либо за счет естественных характеристик поверхности земли, либо за счет искусственных средств;

• означает все виды животных, включая, помимо прочего, млекопитающих, птиц, рыб, рептилий, амфибий, моллюсков и ракообразных, которые определяются как «дикие животные» и охраняются или иным образом регулируются законом, законом, нормативным актом. , постановление или административное правило в партийном государстве. «Дикая природа» также означает пищевую рыбу и моллюсков, как это определено в законе, законе, постановлении, постановлении или административном правиле в государстве-участнике.

  Виды, включенные в определение «дикой природы», варьируются от штата к штату, и определение того, является ли вид «дикой природой» для целей настоящего договора, должно основываться на местном законодательстве.

• означает геологическую формацию, группу формаций или часть формации, способную подавать значительное количество грунтовых вод в колодцы или родники.

• означает голую почву, которая содержит свинец на уровне или выше уровня, установленного Агентством по охране окружающей среды.

• означает деревья, кустарники, саженцы и другую растительность, включая ветки или побеги любой растительности.

• означает географический район, для которого агентство по планированию управления ливневыми стоками уполномочено готовить планы управления ливневыми стоками, или определенную часть этого района, указанную в плане управления ливневыми стоками, подготовленном этим агентством.

• означает виды растений, исторически не встречавшиеся в Калифорнии, которые распространяются за пределы возделываемых территорий и могут нанести ущерб экологическим или экономическим ресурсам.