RU2640600C1

RU2640600C1 - Wall drainage

Info

Publication number: RU2640600C1
Application number: RU2016144204A
Authority: RU
Inventors: Александр Леонидович Невзоров; Андрей Викторович Никитин; Ольга Михайловна Заборская
Priority date: 2016-11-10
Filing date: 2016-11-10
Publication date: 2018-01-10

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: wall drainage includes a perforated drainage pipe fixed to the building foundation, a porous filter, and a cushioning layer of a macro fragmental material. The drain pipe is arranged under the pile foundation grillage, and the filter from a fibrous material is made double-layered, the outer layer of which is fixed on the pipe by means of a split connection, for example, a textile hooked tape, and has a free end clamped in the cushioning layer.

EFFECT: ensuring the drainage operation reliability, the protection of underground parts of buildings from groundwater during prolonged peat sedimentation in foundations and mudding filters with particles carried by a groundwater flow, increasing the water level lowering depth.

4 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для защиты от грунтовых вод подземных частей зданий и сооружений, в основании которых присутствует слой торфа.The invention relates to the construction and can be used for protection against groundwater in the underground parts of buildings and structures, at the base of which there is a layer of peat.

Известно, что торф характеризуется высокой пористостью, низкими прочностными свойствами и значительной сжимаемостью, поэтому до начала строительства на поверхность торфяной залежи отсыпают или намывают слой песка. Опыт эксплуатации зданий, транспортных и других сооружений показывает, что деформации торфа под насыпью продолжаются в течение десятилетий. В частности, длительные наблюдения на опытном участке показали, что через 5 лет после отсыпки насыпи осадка торфа происходила со скоростью 4-8 см/год. Осадка не прекратилась и через 10 лет – скорость деформаций торфа достигла 1,5-2 см/год [А.Л. Невзоров, А.В. Никитин, А.В. Заручевных. Город на болоте. Архангельск: ИПЦ САФУ, 2012.- с.74-77].Peat is known to be characterized by high porosity, low strength properties, and considerable compressibility; therefore, before the start of construction, a layer of sand is poured or washed over the surface of the peat deposit. The experience in the operation of buildings, transport and other structures shows that the deformation of peat under the embankment continues for decades. In particular, long-term observations at the experimental site showed that 5 years after filling the embankment, peat sediment occurred at a rate of 4-8 cm / year. Sediment did not stop even after 10 years - the rate of deformation of peat reached 1.5-2 cm / year [A.L. Nevzorov A.V. Nikitin, A.V. Zaruchevnyh. City in the swamp. Arkhangelsk: CPI NArFU, 2012.- p. 74-77].

В связи со столь значительными и продолжительными деформациями слоя торфа не только здания и сооружения, но и все подземные коммуникации, включая дренажи, устраиваются на свайных фундаментах [А.Л. Невзоров, В.Н. Кубасов. Геологическая среда Архангельска и особенности ее взаимодействия с инженерными сооружениями. – Геоэкология. № 2, 2001.- с.116-121].In connection with such significant and prolonged deformations of the peat layer, not only buildings and structures, but also all underground utilities, including drainage, are arranged on pile foundations [A.L. Nevzorov, V.N. Kubasov. The geological environment of Arkhangelsk and the features of its interaction with engineering structures. - Geoecology. No. 2, 2001.- p. 116-121].

Известна конструкция пристенного дренажа, включающая сваи, ростверк, уклонообразующий слой бетона, перфорированную трубу, обсыпку трубы из щебня и фильтр из геотекстиля, например дорнита, отделяющего щебень от грунта обратной засыпки [Руководство по проектированию дренажей зданий и сооружений. – М.: Москомархитектура, 2000, рис. 15, стр. 48. – аналог].Known design of wall drainage, including piles, grillage, sloping concrete layer, perforated pipe, sprinkling of crushed stone pipe and filter made of geotextiles, such as dornite, separating crushed stone from backfill soil [Guide for the design of drainage of buildings and structures. - M.: Moscomarchitecture, 2000, Fig. 15, p. 48. - analogue].

Данной конструкции свойственны высокие материалоемкость и стоимость из-за необходимости устройства свайного фундамента. Недостатком является также кольматация защитно-фильтрующего материала и водоприемных отверстий дрен пылевато-глинистыми частицами и органикой, выносимыми потоком грунтовых вод [А.И. Митрахович, Э.Н. Шкутов, В.М. Макоед и др. Работоспособность геотекстильных защитно-фильтрующих материалов дренажа. – Мелиорация. № 1, 2014.- с.177-184]. Это приводит к существенному снижению водоприемной способности дренажа [А.И. Митрахович, И.Ч. Казьмирук. Подбор фильтров дренажа для мелиоративных систем. – Мелиорация. № 1, 2015.- с.54-67].This design is characterized by high material consumption and cost due to the need for a pile foundation. The disadvantage is also the mudding of the protective filtering material and the water inlet holes of the drains with dusty clay particles and organic matter carried by the flow of groundwater [A.I. Mitrahovich, E.N. Shkutov, V.M. Makoyed et al. Efficiency of geotextile protective filtering materials for drainage. - Reclamation. No. 1, 2014.- p. 177-184]. This leads to a significant decrease in the drainage capacity of the drain [A.I. Mitrahovich, I.Ch. Kazmiruk. Selection of drainage filters for reclamation systems. - Reclamation. No. 1, 2015.- p. 54-67].

Известен дренаж, в котором для защиты от кольматации покрытие дренажной трубы выполняется двумя слоями волокнистого фильтрующего материала с различными размерами пор, средний размер которых в наружном слое примерно в 1,5 раза меньше, чем в слое, прилегающем к трубе [Авт. св. СССР, № 1612046, МПК Е 02 В 11/00, 1990 – аналог].Known drainage, in which to protect against clogging, the coating of the drainage pipe is performed by two layers of fibrous filter material with different pore sizes, the average size of which in the outer layer is about 1.5 times smaller than in the layer adjacent to the pipe [Aut. St. USSR, No. 1612046, IPC E 02 B 11/00, 1990 - analogue].

Как и в предыдущем случае, несмотря на двухслойный фильтр, переносимые потоком грунтовых вод частицы неизбежно будут накапливаться на волокнистом материале, ухудшая его водопроницаемость и снижая эффективность дренажа.As in the previous case, despite the two-layer filter, particles carried by the groundwater flow will inevitably accumulate on the fibrous material, impairing its water permeability and reducing the efficiency of drainage.

Известен дренаж закрытого типа, содержащий перфорированные трубы, уложенные в слой крупнообломочного фильтрующего материала (щебня и гравия) и колодцы, где перфорация труб выполнена лишь в нижней - лотковой части, а крупнообломочный материал изолирован сверху и с одной из сторон водонепроницаемой пленкой [Патент РФ № 2424401, МПК E 02 D 31/02, 2011 – аналог].A well-known closed type drainage containing perforated pipes laid in a layer of coarse filter material (gravel and gravel) and wells, where the perforation of the pipes is performed only in the lower part of the chute, and the coarse material is isolated on top and on one side with a waterproof film [RF Patent No. 2424401, IPC E 02 D 31/02, 2011 - analogue].

Недостатком конструкции является снижение водоприемной способности дренажа из-за расположения отверстий лишь в нижней части трубы и изоляции фильтра из крупнообломочного материала водонепроницаемой пленкой с двух сторон. Кроме того, иловые отложения благодаря наличию отверстий в лотковой части трубы будут накапливаться под ней в крупнообломочном материале, препятствуя притоку воды в дрену.The design drawback is a decrease in the drainage capacity of the drainage due to the location of the holes only in the lower part of the pipe and the isolation of the filter from coarse material with a waterproof film on both sides. In addition, sludge deposits due to the presence of holes in the tray part of the pipe will accumulate underneath in the large-clastic material, preventing the flow of water into the drain.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по конструктивному решению крепления к конструкциям здания является пристенный дренаж Г-образной формы из пористого бетона, закрепляемый на обрезе фундамента здания. В первый период работы дренажные воды поступают в трубы через пористые стенки и водоприемные отверстия, а по мере кольматации пор в стенках - только через водоприемные отверстия [Авт. св. СССР № 1569391, МПК E 02 D 29/10, 1990 – прототип].Closest to the proposed invention by the structural solution of fastening to the building structures is wall L-shaped drainage made of porous concrete, fixed to the edge of the building foundation. In the first period of operation, drainage water enters the pipes through porous walls and water intake openings, and as the pores in the walls become clogged, only through water intake openings [Avt. St. USSR No. 1569391, IPC E 02 D 29/10, 1990 - prototype].

Закрепление дренажа на фундаменте здания исключает затраты по устройству для него свайного фундамента, однако из-за расположения его на обрезе Г-образные трубы будут воспринимать дополнительные нагрузки от веса грунта, «зависающего» над ними при осадке торфа в основании, что может привести к разрушению стенок трубы из пористого бетона. Кольматация пор в стенках труб существенно снижает водоприемную способность дренажа, а поступление воды в трубы через отверстия при отсутствии фильтра приводит к их заиливанию.Fixing the drainage on the foundation of the building eliminates the cost of installing a pile foundation for it, however, due to its location on the edge, the L-shaped pipes will absorb additional loads from the weight of the soil that “hangs” above them when the peat settles in the base, which can lead to destruction walls of the pipe made of porous concrete. Colmatization of pores in the walls of the pipes significantly reduces the drainage capacity of the drainage, and the flow of water into the pipes through the openings in the absence of a filter leads to siltation.

Помимо этого, размещение дренажа на обрезе плиты фундамента или на ростверке ограничивает глубину водопонижения, а значит и глубину подвала. Следует учитывать также необходимость прокладки труб с продольным уклоном. При длине здания, например, 100 м и продольном уклоне 0,003-0,005 перепад отметок дренажной трубы составит 30-50 см. Именно на эту высоту потребуется дополнительно приподнять дренаж над обрезом фундамента или верхом ростверка за счет уклонообразующего слоя бетона, что опять-таки ограничивает глубину водопонижения.In addition, the placement of drainage on the edge of the foundation plate or on the grillage limits the depth of the water reduction, and hence the depth of the basement. You should also consider the need for laying pipes with a longitudinal slope. With a building length of, for example, 100 m and a longitudinal slope of 0.003-0.005, the difference in the marks of the drainage pipe will be 30-50 cm. It is at this height that you will need to additionally raise the drainage over the foundation edge or the top of the grillage due to the slope-forming concrete layer, which again limits the depth water reduction.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является обеспечение надежности работы дренажа, увеличение глубины водопонижения и сохранение его водоприемной способности в процессе его эксплуатации.The task to which the invention is directed is to ensure the reliability of the drainage, increase the depth of the water drainage and maintain its water intake during operation.

Задача решается за счет размещения дренажной трубы под ростверком свайного фундамента здания и выполнения фильтра двухслойным, внутренний слой которого закреплен на трубе неподвижно, а наружный – посредством разъемного соединения, например, с помощью текстильной крючковой ленты (ленты Velcro), причем наружный слой имеет свободный конец, защемленный в обсыпке дрены из крупнообломочного материала.The problem is solved by placing a drainage pipe under the grillage of the pile foundation of the building and performing a two-layer filter, the inner layer of which is fixed to the pipe fixedly, and the outer one by means of a detachable connection, for example, using textile hook tape (Velcro tape), and the outer layer has a free end , pinched in the dusting of drains of coarse material.

Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 дан поперечный разрез дренажной трубы, на фиг. 2 – конструкция и положение элементов дренажа в исходном состоянии, на фиг. 3 – конструкция и положение элементов дренажа в результате деформации слоя торфа в основании, на фиг. 4 – вид на дренаж спереди.The proposed device is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a cross-sectional view of a drainage pipe; FIG. 2 - the design and position of the drainage elements in the initial state, in FIG. 3 - the design and position of the drainage elements as a result of deformation of the peat layer at the base, in FIG. 4 is a front view of the drainage.

Дренаж включает дренажную трубу 1, обернутую двумя слоями волокнистого фильтрующего материала, например геотекстиля, - внутренним 2 и наружным 3. Внутренний слой 2 неподвижно закреплен на поверхности трубы с помощью хомутов 4, наружная поверхность которых покрыта, например, текстильной лентой с микрокрючками (лентой Velcro или лентой-липучкой). Наружный слой 3 удерживается на трубе за счет сцепления волокнистого материала с поверхностью хомутов. Наружный слой фильтрующего материала имеет длину большую длины окружности дренажной трубы, что обеспечивает наличие свободного конца полотна 5, не контактирующего с хомутами. На крае свободного конца полотна может размещаться стержень 6, играющий роль анкера.Drainage includes a drainage pipe 1, wrapped in two layers of fibrous filter material, such as geotextile, inner 2 and outer 3. The inner layer 2 is fixedly mounted on the surface of the pipe using clamps 4, the outer surface of which is covered, for example, with textile tape with microhooks (Velcro tape or Velcro tape). The outer layer 3 is held on the pipe due to the adhesion of the fibrous material with the surface of the clamps. The outer layer of the filter material has a length greater than the circumference of the drainage pipe, which ensures the presence of the free end of the canvas 5, not in contact with the clamps. At the edge of the free end of the web can be placed rod 6, which plays the role of an anchor.

Дренажная труба, покрытая двумя слоями волокнистого фильтрующего материала, подвешивается с помощью кронштейнов 7 под ростверком 8 свайного фундамента здания на нужной высоте и с нужным уклоном. Возможно крепление трубы не только к ростверку, но и к сваям 9. В месте размещения кронштейнов наружный слой фильтрующего материала 3 вырезается.A drainage pipe covered with two layers of fibrous filter material is suspended using brackets 7 under the grillage 8 of the pile foundation of the building at the desired height and with the desired slope. It is possible to fasten the pipe not only to the grillage, but also to piles 9. At the location of the brackets, the outer layer of the filter material 3 is cut out.

Свободный конец полотна фильтрующего материала 5 с анкерным стержнем 6 закладывается в дренирующую обсыпку из крупнообломочного материала 10 – щебня или гравия. Обратная засыпка фундамента и дренажа выполняется, как правило, песком 11.The free end of the filter material web 5 with the anchor rod 6 is laid in a drainage coating of coarse material 10 - crushed stone or gravel. Backfilling of the foundation and drainage is usually carried out with sand 11.

Кроме названных элементов дренажа, на чертежах показаны опирающиеся на ростверк стены подвала 12 и пол подвала 13, а также слой торфа в основании 14.In addition to the above-mentioned drainage elements, the drawings show the basement walls 12 and the basement floor 13 resting on a grillage, as well as a peat layer at the base 14.

Пристенный дренаж работает следующим образом.Wall drainage works as follows.

При деформации слоя торфа 14 в основании здания перемещается вниз вышележащий насыпной грунт 11, дренирующая обсыпка из крупнообломочного материала 10 и защемленный в нем свободный конец полотна фильтра из волокнистого материала 5 с анкерным стержнем 6. При этом подвергшийся кольматации в начальный период эксплуатации наружный слой фильтрующего материала 3 по мере перемещения окружающего грунта и обсыпки постепенно стягивается с поверхности трубы 1. Освобожденные участки незакольматированного внутреннего слоя фильтрующего материала 2 обеспечивают дальнейшую нормальную работу дренажа.When the peat layer 14 is deformed, the overlying bulk soil 11 moves downward, a dusting coating of coarse material 10 and the free end of the filter cloth made of fibrous material 5 with an anchor rod 6 pinched in it are moved down. 3 as the surrounding soil moves and sprinkles, it gradually shrinks from the surface of the pipe 1. The freed areas of the uncolded inner layer of the filter material 2 r provide further normal operation of the drainage.

Размещение дренажа под ростверком свайного фундамента здания исключает его повреждение от нагрузки, создаваемой вышележащим грунтом, а образование под ростверком полости 15, высота которой равна величине осадки слоя торфа, способствует притоку воды к дренажу. Кроме того, размещение дренажа способствует увеличению глубины водопонижения, по сравнению с установленным на обрезе фундамента.Placing drainage under the grillage of the pile foundation of the building eliminates its damage from the load created by the overlying soil, and the formation of a cavity 15 under the grillage, whose height is equal to the precipitation of the peat layer, contributes to the influx of water to the drainage. In addition, the placement of drainage contributes to an increase in the depth of dewatering, compared with that installed on the edge of the foundation.

Предлагаемая конструкция пристенного дренажа обеспечивает надежную защиту подземных частей зданий от грунтовых вод при длительных осадках торфа в основании и кольматации фильтров частицами, переносимыми потоком грунтовой воды.The proposed design of wall drainage provides reliable protection of the underground parts of buildings from groundwater during long-term precipitation of peat in the base and the filter is blocked by particles carried by the flow of groundwater.

Claims

Wall drainage, including a perforated drainage pipe fixed to the building foundation, a porous filter and sprinkling of coarse material, characterized in that the drainage pipe is placed under the grillage of the pile foundation, and the filter of fibrous material is made of two layers, the outer layer of which is fixed to the pipe by detachable connection , for example, textile hook tape, and has a free end pinched in the dusting.