Дренаж фундамента: целесообразность монтажа, разновидности, особенности, расчёты

Хороший фундамент – это основа прочного дома, который простоит несколько сотен лет. Это синоним стабильности и надежности. Однако, чтобы это было действительно так, сам фундамент тоже должен быть прочным и защищенным от негативных факторов внешней среды. Например, от воды, которая, как известно, со временем точит камень, поэтому так важно правильное устройство дренажа фундамента частного дома.

Зачем нужен дренаж

Одна из главных угроз долговечности и надежности фундамента – это вода: как атмосферные осадки, так и подземные воды. Если они скапливаются или если в конкретной местности выпадает большое количество осадков, то влага несет явную угрозу прочности конструкций, в том числе из-за разрушительных сил морозного пучения. Вода, проникающая во внутренние помещения подземной части сооружения, снижает их эксплуатационные свойства, нарушает работу технологического оборудования, ухудшает микроклиматические условия в помещении и т.п.

Сделать дренаж фундамента надо обязательно, если:

• заглубленные помещения (эксплуатируемые) располагаются ниже расчетного уровня подземных вод;
• чистый пол подвального помещения находится менее, чем в 50 см над уровнем подземных вод;
• заглубленные (эксплуатируемые) помещения находятся в глинистых и суглинистых грунтах (наличие или отсутствие подземных вод при этом не учитывается) ниже 1,5 метра от поверхности земли;
• любые конструкции дома находятся в зоне капиллярного увлажнения, а температурно-влажностный режим эксплуатации ставит в жесткие рамки.

Правильный дренаж и качественная гидроизоляция не дают воде проникнуть внутрь строительных конструкций, защищают от коррозии арматуры, разрушения бетона, ухудшения статических свойств конструкций.

Эти факторы в конечном итоге приводят к разрушению всего сооружения.

Учитывая это, вопрос, нужно ли делать дренаж фундамента, в подавляющем большинстве случаев требует положительного ответа.

Важный этап обустройства надёжного фундамента дома — определение правильной глубины его заложения. Для этого нужно сделать выкопировку (копию топографического плана вертикальной съёмки), а в идеале — провести полноценное геологические исследование. Оно позволит не только определить уровень подземных вод, но также получить несущие характеристики грунта, которые помогут ещё точнее рассчитать фундамент и дренаж и добиться лучшего результата.

Чтобы избежать вымывания грунта из-под фундамента, которое может в наиболее сложных случаях привести даже к разрушению дома, нужно учитывать уровень грунтовых вод. Он должен быть ниже заложения фундамента или, в том случае, если грунтовые воды выше фундамента — необходимо правильное устройство дренажа фундамента частного дома.

Ещё один параметр, который важно учитывать, – это глубина промерзания грунта. Её необходимо учитывать для любого типа фундамента, так как пучение грунта, зависящее от промерзания, может вызывать неравномерный подъем уровня фундамента, а затем и осадку. В крайних случаях это приводит к разрушению конструкции фундамента.

Поэтому некоторые типы — свайные, ленточные и столбчатые фундаменты — стараются опустить ниже глубины промерзания, подошва плитного фундамента находится в зоне промерзания, что учитывается особенностью конструктива. При заглублении нужно учитывать специальные коэффициенты, которые зависят от конструктива здания, наличия отапливаемых помещений над фундаментом и других особенностей.

Поэтому глубина заложения фундамента зависит не только от выбранной разновидности, но и от типа грунта, температуры в регионах, конструктивных особенностей дома. Есть усреднённые значения, согласно которым ленточный фундамент можно заглублять до полутора метров, столбчатый на стабильных почвах имеет глубину залегания в 20-40 см ниже уровня промерзания грунта, а плитный фундамент закладывают на глубину 40-50 см. Но, например, глубина заложения ленточных фундаментов, если провести точный расчёт для большей надежности конструкции, может варьироваться вплоть до нескольких метров.

Особенности расчёта глубины заложения

Уровень промерзания грунта и высота грунтовых вод по-разному учитываются в зависимости от вида грунта. Так, на скальных или крупнообломочных с песчаным заполнением грунтах или гравелистых песках глубина промерзания и уровень вод вообще не влияют на расчёт.

Для мелких песков, супесей разной текучести, суглинков и глин при уровне грунтовых вод менее 2 метров базовая глубина заложения должна быть не ниже глубины промерзания грунта.

При уровне вод более 2 метров глубина промерзания важна для текучих грунтов, у которых коэффициент текучести выше нуля.

Кроме этих параметров на глубину влияют наличие подвального или цокольного помещения, подземных коммуникаций и оснований под отопительное и другие виды оборудования, а также нагрузки (ветровые, снеговые, масса несущих конструкций), которые испытывает фундамент.

По нормативам СП, нужно учитывать тип грунта, значения усреднённой минусовой температуры в регионе, технические особенности постройки, уровень подземных вод.

Примеры расчёта глубины заложения фундамента

Сначала нужно вычислить нормативный показатель глубины промерзания, если подобные данные недоступны, по формуле:

dfn = d0 √M

d0 — коэффициент, который зависит от типа грунта,
M — сумма среднемесячных отрицательных температур региона.

Пример расчёта: d1 = 0,28 (коэффициент мелкого песка) х √(7,3 + 11,5 + 14,7 + 12,3 + 7,6 + 4,3) = 2,12 метра.

Затем вычисляется глубина заложения фундамента:

df = kh*dfn

kh — коэффициент, зависящий от особенностей здания и температурного режима,
dfn — уже рассчитанная глубина промерзания.

Пример расчёта: df = 0,7 (коэффициент для дома без подвала, с утеплённым цоколем) *2,12 = 1,48 метра.

Получившаяся глубина заложения (df) — это расчётная величина, то есть заглубление фундамента должно быть не меньше найденного значения. Но при возможности проведения геологических исследований df нужно скорректировать ещё и по глубине грунтовых вод.

Как правильно сделать дренаж фундамента

Фундамент мало установить на оптимальной глубине – его надо защитить от излишней влаги. Ведь ее уровень может меняться, а значит, выбирая как сделать дренаж вокруг фундамента надо предусмотреть разные, в том числе негативные, последствия от ее воздействия на дом.

Для этого делается дренаж фундамента, то есть подземные воды отводятся с помощью каналов, труб и коллекторов.

Устройство дренажа фундамента (системы):

• Пристенный дренаж – труба находится на расстоянии не более метра от стены дома, окружает здание по периметру. Дренажи монтируются из вертикальных или наклонных конструкций (песчаных или песчано-гравийных отсыпок, плит, мембран и др.) и трубчатых дрен, уложенных с наружной стороны здания. Конструкция работает одновременно как собирающий и отводящий дренажные воды трубопровод. Может применяться самостоятельно или в сочетании с другими дренажными системами.
• Кольцевой дренаж – по принципу работы схож с пристенным, но обладает замкнутым контуром; может находиться от дома на расстоянии более метра. Он работает благодаря понижению уровня подземных вод внутри периметра, а глубина понижения зависит от протяжённости дренажа и заглубления конструкции. Одно из главных достоинств кольцевой системы — её можно монтировать в любой момент, не обязательно делать это одновременно со строительством дома, как у других видов.
• Пластовый дренаж – монтируется под основанием фундамента здания непосредственно на водоносный грунт, защищая здание от подтопления. Система применяется на слабопроницаемых грунтах и при наличии мощного водоносного слоя под фундаментом. Пластовые дренажи имеют вид песчано-гравийных слоев или мембран, которые укладываются под плитами фундамента. Такая система связана с трубчатой дреной, которая располагается с наружной стороны фундамента, обычно по всему периметру и на некотором расстоянии от стен.

Внутри каждой этой разновидности есть еще разделения, в зависимости от того, какая схема монтажа дренажных элементов выбрана .

Дренажная система создается одновременно с закладкой фундамента на определенном расстоянии. Для этого на стадии котлована укладывают геотекстиль и делают отсыпку щебнем. Каждый слой тщательно трамбуется. Поверх щебня надо сформировать песчаную подушку, которая также трамбуется. Чтобы исключить обводнение грунта, придерживайтесь установленных стандартов уплотнения грунта при засыпке котлованов и траншей. Также нужно сделать отмостку около здания шириной не менее метра с поперечным уклоном от здания не менее 2%.

Важно учитывать, на каком расстоянии от фундамента делают дренаж. Трубы пристенного дренажа закладывают на расстоянии порядка метра, трубы кольцевого дренажа могут быть уложены на расстоянии более 5 метров от стен.

"ТЕХНОНИКОЛЬ" предлагает варианты

Компания "ТЕХНОНИКОЛЬ" предлагает различные системы устройства дренажа фундамента. В их числе:

• ТН-ФУНДАМЕНТ Дренаж КМС – применяется для защиты подземных сооружений с эксплуатируемыми или жилыми помещениями в грунтах с высоким уровнем подземных вод.
• ТН-ФУНДАМЕНТ Дренаж Лайт КМС – используется для изоляции фундамента строений с неэксплуатируемыми помещениями в грунтах с высоким уровнем подземных вод;
• ТН-ФУНДАМЕНТ Дренаж – применяют для защиты подземных сооружений с эксплуатируемыми или жилыми помещениями, в местных глинистых и суглинистых грунтах независимо от уровня подземных вод, а также в песчаных грунтах при уровне подземных вод выше уровня фундаментной плиты.
• ТН-ФУНДАМЕНТ Протект – применяется для защиты подземных сооружений с техническим этажом или неэксплуатируемыми помещениями в местных песчаных грунтах с высоким уровнем подземных вод, либо глинистых грунтах независимо от уровня подземных вод.
• ТН-ФУНДАМЕНТ Стандарт КМС – рекомендуется для сборных или монолитных ленточных фундаментов в коттеджном малоэтажном строительстве.
• ТН-ФУНДАМЕНТ Лента МЗФ – применяется для деревянных каркасных конструкций и домов из бруса в коттеджном и малоэтажном строительстве для непучинистых грунтов.
• ТН-ФУНДАМЕНТ Шведская плита – рекомендован для каркасных и брусовых домов без подвала, домов из газобетона, а также для участков с типом грунта: песок, супесь, суглинок, глина, водонасыщенные и слабонесущие грунты.

Монтаж

Одна из наиболее распространённых технологий монтажа дренажной системы:

• Необходимо вырыть траншею по периметру здания с соблюдением уклона (1 см на 1 пог. м), требуемого для естественного стока воды.
• На дно траншеи засыпается речной песок слоем 10 см, который затем утрамбовывается с соблюдением заданного уклона.
• Дно траншеи застилается слоем геотекстиля для разделения слоёв и предотвращения заиливания щебня.
• Засыпается 5–10 см гранитного щебня с соблюдением уклона.
• На щебень укладывается дренажная труба (дрена), обычно диаметром 110 мм. В чистый средне- и крупнозернистый песок можно укладывать трубы, обёрнутые геотекстилем, в других грунтах используют трубы без обёртки, чтобы избежать заиливания (кольматирования).
• Уложенную трубу засыпают щебнем.
• Края предварительно уложенного геотекстиля укладывают друг на друга, полученную конструкцию засыпают вынутым грунтом.

Чтобы чистить дренажную систему и наблюдать за её работой, необходимо смонтировать дренажные колодцы. По СП, их нужно ставить на поворотах, пересечениях и в местах изменения уклона, а на прямых участках — каждые 50 метров. В самой низкой точке устанавливают водоприёмный колодец. Также воду можно отводить в овраги, ручьи, канавы, поглощающие ёмкости или в организованную ливнесточную сеть.

По возможности дренажные системы монтируют так, чтобы вода уходила самостоятельно. Но можно создать дренаж с применением насоса. Он позволит избежать глубокой копки грунта с соблюдением уклона, но потребует подбора и настройки инженерного оборудования, а также монтажа линии электропитания.

Использование специальных дренажных мембран PLANTER geo вместо обычного геотекстиля обеспечивает системе лучшую сопротивляемость давлению грунта, увеличивает долговечность и эффективность системы. Мембраны, как показали исследования Института мелиорации Минска, способствуют уменьшению уровня воды в системах пристенного монтажа и увеличивают пропускную способность дренажа.

Монтаж пластового дренажа

Пластовый дренаж обычно требует более сложных подготовительных работ по анализу грунта и других условий на участке, а также больших затрат сил и средств при монтаже.

Такой дренаж может быть однослойным из крупно- и мелкофракционного конгломерата (щебень, песок, гравий, композитные материалы и т. д.) или двухслойным, в котором чередуются фильтрующие слои песка, щебня или гравия. Первый вид обладает малой пропускной способностью, но проще в монтаже, второй — обладает большей пропускной способностью, фильтрует мусор и прослужит дольше.

Также различаются площадный и линейный виды. В площадном прослойка занимает всю площадь котлована, в линейном прослойку насыпают под уклоном к трубчатой дрене призматическими траншеями через определённое расстояние.

Основные этапы:

• Разметка и копка котлована и канав с учётом уклона. Грунт в котловане рекомендовано выбирать на 1 метр больше площади основания здания. Стенки котлована и канав укрепляются.
• Отсыпается подушка из песка или гравия. Уровень подушки пластового дренажа под фундаментной плитой — выше уровня выхода дренажных магистралей на 30 см.
• В канавы укладывают гидроизоляционные и теплоизоляционные материалы, геотекстиль или мембраны PLANTER geo.
• Монтируют систему труб, устанавливают дренажные колодцы по углам здания.
• Закрывают края гидро- и теплоизоляции.
• Конструкцию засыпают песком или щебнем, затем закрывают геотекстилем или мебраной. Сверху укладывают грунт.

Гидроизоляция: монтаж слоя и его защита

Фундаменту даже при наличии дренажа нужен гидроизоляционный слой, в качестве которого можно использовать битумно-полимерные мембраны Техноэласт ФУНДАМЕНТ. Они отличаются водонепроницаемостью, надёжностью и долговечностью (более 80 лет службы). Использование второго слоя материала увеличивает показатели системы. Гидроизоляция монтируется под фундаментную плиту на бетонную подготовку и на фундаментную стену подвала.

Поверхность фундаментных плит обрабатывают праймерами: № 01, № 04 и № 08 — по бетону. Праймер нужен при полном наплавлении материала, при свободной укладке он не требуется.

Мембрану наплавляют при помощи горелки или выбрав метод свободной укладки, герметично сплавляют швы материала. В коттеджном и малоэтажном строительстве можно применять самоклеящиеся гидроизоляционные мембраны (Гидроизоляция фундамента ТЕХНОНИКОЛЬ).

При полном наплавлении нужно очистить и огрунтовать поверхность праймером, соблюдая показатели влажности основания по массе не более 5%. Если влажность более 5%, можно использовать метод свободной укладки. Но важно следить за качеством покрытия: непроплав шва или механическое повреждение приведут к заполнению водой всего пространства между мембраной и стеной. Поэтому метод полного наплавления предпочтительнее, как более надёжный. Однако свободная укладка в несколько раз ускоряет выполнение работ.

Мембраны для наплавления:

• Техноэласт ФУНДАМЕНТ в два слоя;
• Техноэласт ФУНДАМЕНТ ГИДРО;
• Техноэласт ФУНДАМЕНТ ТЕРРА;
• Техноэласт ФУНДАМЕНТ + Техноэласт АЛЬФА;
• Техноэласт ФУНДАМЕНТ + Техноэласт ГРИН.

Мембраны для свободной укладки (используются однослойные решения или система из двух мембран, первая из которых укладывается свободно, а вторая полностью наплавляется сверху):

• Техноэласт ФУНДАМЕНТ ФИКС + Техноэласт ФУНДАМЕНТ;
• Техноэласт ФУНДАМЕНТ ФИКС + Техноэласт ФУНДАМЕНТ ТЕРРА;
• Техноэласт ФУНДАМЕНТ ФИКС + Техноэласт ФУНДАМЕНТ ГИДРО;
• Техноэласт ФУНДАМЕНТ ФИКС + Техноэласт АЛЬФА;
• Техноэласт ФУНДАМЕНТ ФИКС + Техноэласт ГРИН;
• Техноэласт ФУНДАМЕНТ ТЕРРА.

В сложных узлах (на деформационных швах, на внутренних и внешних углах) и местах с повышенным давлением на гидроизоляционную мембрану монтируют слои усиления. Это полосы из основного гидроизоляционного покрытия, предварительно нанесённые на основание.

Защитить гидроизоляцию можно экструзионным пенополистиролом XPS ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON PROF или профилированной мембраной PLANTER.

XPS CARBON PROF сам по себе не пропускает влагу, обладает высокой прочностью и обеспечивает теплоизоляцию. Этому способствует закрытопористая мелкоячеистая структура.

Профилированные мембраны PLANTER standard из полиэтилена высокой плотности c формованными округлыми выступами высотой 8,5 мм защищают гидроизоляцию от механических повреждений. Они прочные и гибкие, что упрощает монтаж даже непрофессионалам, а конструкция позволяет эффективно распределять давление по поверхности.

Обратите внимание

Дренажи подразделяются на два типа, в зависимости от своего расположения относительно водоупора — слоя почвы, который не пропускает влагу. Если сделать дренаж фундамента на водоупоре, то это система так называемого совершенного типа. В этом случае грунтовые воды идут в дренажную систему сверху и с боков.

Дренирующая обсыпка в этом случае делается также сверху и с боков.

Выше водоупора закладывается дренаж несовершенного типа. В такую систему вода поступает со всех сторон, поэтому дренирующая обсыпка выполняется по тому же принципу: замкнутой со всех сторон.

Основные ошибки при монтаже дренажной системы

• Использование только дренажной системы вокруг фундамента. Обязательно нужна водосточная система для отвода осадков в ливнёвку.
• Совмещение в одной трубе ливнёвки и дренажа. В этом случае дренажная система при выпадении большого количества осадков не справится с выводом воды, что приведёт к переувлажнению грунта возле фундамента и, возможно, вызовет пучение грунта, деформируя отмостку, приводя к подвижкам и разрушению фундамента.
• Использование пристенного дренажа с трубами в подошве фундамента для отвода грунтовых вод.
• Монтаж труб, обёрнутых геотекстилем, в суглинистые грунты и супеси. Это приведёт к быстрой кольматации дренажа.
• Применение для монтажа труб под уклоном вместо нивелира или теодолита обычных уровней.
• Замена в системе дренажных колодцев на ливнесточные или использование обычных канализационных труб. В дренаже применяют перфорированные трубы, которые позволяют воде проникать внутрь. Ливнёвка, в свою очередь, монтируется из обычных (оранжевых) канализационных труб и непроницаемых для воды приёмных лотков, которые принимают влагу из водосточной системы.