Drenáže a nová směrnice zabývající se úpravou hydrofyzikálního namáhání stavby vodou
Drenáže se dnes obvykle navrhují v kombinaci s hydroizolačními konstrukcemi, jako součást hydroizolační koncepce ochrany stavby před negativním působením vody. Hlavní funkcí drenáže je snížit namáhání stavby vodou. Přestože jsou drenáže jednou z nejstarších metod hydroizolační ochrany staveb, stále je mnoho nezodpovězených otázek, týkajících se především účinnosti, spolehlivosti a životnosti. Na základě mnoha podnětů z praxe vznikla na půdě České hydroizolační společnosti směrnice zabývající se problematikou úpravou hydrofyzikálního namáhání stavby vodou ČHIS: 06.
1. Účel drenáže staveb
Drenáž chápeme jako konstrukční opatření, které zajistí trvale funkční odvodnění horninového prostředí přilehlého k chráněným podzemním stavebním konstrukcím tak, že voda volně stéká po svislých nebo sklonitých plochách, aniž by se hromadila a namáhala konstrukce tlakem.
Drenáž se uplatní především v případech, kdy je objekt zasazen do nepropustného horninového prostředí tak, že dochází k hromadění vody v zásypu stavební jámy a voda by pak tlakem působila na stavební konstrukce. Takové podmínky se vyskytují na velkém množství stavenišť v České republice.
Také v propustných zeminách nad hladinou podzemní vody se mohou vyskytnout nepropustné vrstvy, buď přírodního původu, nebo pocházející ze stavební činnosti, na kterých se lokálně hromadí voda. I v těchto případech se uplatní některé drenážní konstrukce.
Naopak pod hladinou podzemní vody v propustných zeminách se drenáž neužívá. Drenáž by byla neekonomickým řešením s řadou technických rizik, zejména v:
- množství odváděné vody;
- trvanlivosti drenáže vzhledem k riziku transportu jemných částeček do drenáže a jejímu zanášení;
- ovlivnění horninového prostředí a nosných konstrukcí objektu odplavováním částeček zeminy;
- změnách režimu podzemní vody pro okolní pozemky a lokality atd.
Pokud je drenáž navržena a provedena tak, aby se dala udržet funkční po celou dobu předpokládané životnosti objektu, lze dimenzovat svislé hydroizolační konstrukce v kontaktu s plošnou drenáží a mimo dosah občasného zaplavování navazující liniové obvodové drenáže na namáhání stékající vodou. V blízkosti liniové obvodové drenáže je třeba vždy počítat alespoň s krátkodobým zahlcením drenáže vodou například při čištění zanesených částí drenáže, raději však s dlouhodobým namáháním tlakovou vodou v případě vyřazení některé větve drenáže z funkce.
Drenáž se navrhuje u novostaveb i stávajících staveb jako doplňkové hydroizolační opatření k hydroizolačním konstrukcím. Dalším případem bývá využití drenáží pro sanování podzemních částí objektů, kde je porušený nebo dožilý hydroizolační systém, nebo v případech, kdy bylo podceněno namáhání stavby vodou nebo došlo v průběhu životnosti objektu ke změně namáhání [1].
Zvyšování retence území, doplnění zdrojů podzemní vody, snížení negativních dopadů přívalových dešťů jsou v posledních letech velmi diskutovaná témata, která vedla k současnému trendu minimalizovat odtok dešťových vod z pozemků. Proto se dnes u většiny novostaveb budují retenční nebo vsakovací nádrže.
![Obr. 1: Schéma paty obvodové drenáže s nepropustným podkladem (hydroizolace je zakreslena schematicky) [2]](/docu/clanky/0204/020438o1.jpg)
Obr. 1: Schéma paty obvodové drenáže s nepropustným podkladem (hydroizolace je zakreslena schematicky) [2]
To je však v protikladu k hlavní funkci drenáže, protože drenáž se snaží minimalizovat množství vody vyskytující s v blízkosti objektu. Tyto protiklady je nutné důkladně zvážit a navrhnout takové koncepční řešení hydroizolační ochrany stavby, aby byla zajištěna dostatečná ochrana stavby před podzemní vodou a zároveň nebyla v rozporu s globálními cíli ochrany životního prostředí. A právě takové koncepční myšlenky jsou zapracovány v nové směrnici ČHIS: 06 [2].
V návaznosti na směrnici ČHIS: 01 [3] se směrnice ČHIS: 06 [2] mimo jiné zabývá definováním životnosti, spolehlivosti a účinnosti drenážních systémů. Dobrým příkladem hledání těchto parametrů je často používané řešení liniové drenáže v obvodu staveb, jejíž schéma je na obrázku 1. Při úvahách, jak to bude fungovat, se objevovaly následující otázky:
- Jaké je riziko poškození plastového drenážního potrubí při hutnění štěrkového obsypu a následujících vrstev? Potrubí se vkládá do štěrkového obsypu, aby urychlilo odtok vody a především umožnilo čištění drénu.
- Jaká je životnost filtračních textilií?
- Dokáží kořeny stromů a keřů v blízkosti zrealizované drenáže prorůst až do drenážního potrubí a omezit odtok vody?
Při hledání odpovědí na tyto otázky a při tvorbě směrnice se uplatnily poznatky, které získali technici našeho specializovaného střediska ATELIER DEK na základě řady experimentů a průzkumů stávajících drenážních systémů.
2. Polní experimentální zkoušky
2.1 Ověření vhodnosti podkladu a typu drenážního potrubí
Byla provedena realizace tří různých typů podkladů:
- betonové, příčně vyspárované dno,
- betonové, příčně vyspárované dno se žlábkem,
- dno z hutněného drceného kameniva.
Obr. 2 Betonové, příčně vyspárované dno
Obr. 5 Realizace dna drenážního potrubí
Obr. 3 Betonové, příčně vyspárované dno se žlábkem
Obr. 6 Zasypání potrubí kamenivem a zabalení do filtrační geotextilie
Obr. 4 Podklad z hutněného drceného kameniva
Obr. 7 Hutnění drenážního obsypu z kameniva
Obr. 8 zleva: běžné jednoplášťové tyčové potrubí určené pro drenáže, dvouplášťové drenážní potrubí pro vyšší namáhání s vnitřním hladkým povrchem a meliorační trubky určené pro strojní pokládku
Pro experiment byly vybrány tři typy potrubí. Flexibilní potrubí (na obr. 8 žluté, vpravo) je určené pro meliorace, ale bylo zařazeno do experimentu proto, že se stále, navzdory doporučením výrobců, s tímto typem potrubí na stavbách setkáváme. Při pokládce tohoto potrubí je nereálné dosáhnout jeho přímosti. Zvlnění ve svislé rovině může podporovat zanášení.
U žádného typu podkladu a potrubí nebyla zjištěna žádná porucha způsobená hutněním. Proto lze konstatovat, že všechny tři typy podkladů jsou vhodné pro realizaci drenáže. Přestože nebyly nalezeny žádné mechanické poruchy v potrubí, meliorační flexibilní potrubí není vhodné pro použití k drenážování okolí staveb, viz kapitola 2.2.
2.2 Ověření zanášení drénů u reálných staveb
Pro ověření reálného stavu a funkčnosti drenážních systémů byly na několika stavbách v České republice provedeny kamerové zkoušky a sondy k drénům. Byly vybrány takové drenážní systémy, které odpovídají současným pravidlům pro provádění drenáží. Nejstarší realizace měla cca patnáct let.
Z obr. 8 je patrné, že se v potrubí mohou usazovat částečky zeminy a je potřeba navrhovat drenáž s možností údržby a čištění.
Do drenážního potrubí bez problémů proroste i kořenový systém stromů a keřů rostoucích i několik metrů od potrubí, viz obr. 9.
Obr. 9 Zanesení drenážního potrubí nečistotami
Obr. 10 Zanesení drenážního potrubí kořeny stromů a keřů
Obr. 11 Stav filtru z geotextilie
3. Závěr
- Byly ověřeny oba způsoby provedení podkladu pro drenáž, které jsou uvedeny ve směrnici ČHIS: 06. Obě řešení se ukázala jako funkční.
- Ve vertikálně zvlněném potrubí se usazuje kal.
- Již při návrhu je nutné zvážit způsob kontroly a čištění drenáže.
- Údržba a čištění drenáže můžou mít významný vliv na životnost drenáže.
- Vždy je nutné zvážit reálnou životnost drenáže a celé stavby a s tímto ohledem navrhovat také celou koncepci hydroizolační ochrany stavby.
Literatura
- C. Hůlka, L. Káně, J. Matička, A. Žák. KUTNAR – Izolace spodní stavby, Hydroizolační koncepce, hydroizolační konstrukce – návrh a posouzení, leden Volume 58, (2014).
- Kolektiv autorů Česká hydroizolační společnost. Směrnice ČHIS: 06 Hydroizolační technika – Úprava hydrofyzikálního namáhání podzemních částí staveb. Volume 72, 2018
- Kolektiv autorů Česká hydroizolační společnost. Směrnice ČHIS: 01 Hydroizolační technika – Ochrana staveb a konstrukcí před nežádoucím působením vody a vlhkosti. Volume 81, (2017)
Drainage systems are usually designed in combination with waterproofing systems, as a part of the concept of protecting the building envelope against negative effects of groundwater. The main function of a drainage system is to reduce the water pressure on the building structure. Although, drainage systems are one of the oldest waterproofing techniques, there are still many questions about effectiveness, reliability and lifetime. Based on many suggestions and experience through practice, the new regulation ČHIS: 06 was published by Česká hydroizolační společnost (Czech Waterproofing Society). This regulation is focused on designing drainage systems for reducing the groundwater pressure acting on underground structures of buildings.