Vzdelávacie centrum

Drenáže podzemních částí staveb

V tomto dílu článku jsou prezentovány jednotlivé konstrukční principy drenáží vycházející ze zkušeností odborníků sdružených v České hydroizolační společnosti (ČHIS) a respektující směrnici ČHIS 06 - HYDROIZOLAČNÍ TECHNIKA - ÚPRAVA HYDROFYZIKÁLNÍHO NAMÁHÁNÍ PODZEMNÍCH ČÁSTÍ STAVEB - DRENÁŽE.

Díl 2 - Konstrukční zásady drenáží podle směrnice ČHIS 06

Anotace

V předchozím článku jsme se zaměřili na představení základních principů a hlavních myšlenek nové směrnice ČHIS 06: HYDROIZOLAČNÍ TECHNIKA - ÚPRAVA HYDROFYZIKÁLNÍHO NAMÁHÁNÍ PODZEMNÍCH ČÁSTÍ STAVEB - DRENÁŽE. Cílem směrnice je poskytnout projektantovi takové podklady, které zjednoduší návrh koncepce hydroizolační ochrany stavby. Projektant také může v konkrétním případě dospět k závěru, že použití drenáží není efektivním a spolehlivým řešením.

Směrnice ČHIS 06 vede projektanta k tomu, aby navrhl dostatečně spolehlivou hydroizolační ochranu stavby s minimálním anebo alespoň přijatelným zásahem do původního vodního režimu podzemní a srážkové vody.

Na základě zkušeností odborníků působících v České hydroizolační společnosti (ČHIS) a externistů z oblasti hydrogeologie byly navrženy, a v tomto dílu článku prezentovány, jednotlivé konstrukční principy drenáží. Jelikož i v ČHIS se při tvorbě směrnice občas vyskytly různé názory na řešení drenážních systémů, provedli jsme na půdě střediska ATELIER DEK několik in-situ realizovaných experimentů, doplněných o inspekci stávajících drenážních systémů. O výsledcích těchto zkoušek budeme informovat ve třetím dílu seriálového článku o drenážích.

Návrh drenážních opatření podle směrnice ČHIS 06

Základní zásady návrhu drenáží:

• Na začátku je nutné zvážit, zdali je vůbec potřeba pod terénem vytvářet podzemní stavby. Pokud ano, tak tyto stavby mají být tvarově co nejjednodušší.
• Povrchovou vodu je nejlépe zachytit a odvést co nejjednodušším způsobem.
• Je potřeba počítat s tím, že drenáže mohou časem ztratit svoji funkci a bude nutné je vyčistit nebo dokonce vyměnit. Proto je potřeba k nim zajistit přístup v průběhu užívání chráněného objektu anebo je navrhnout s výrazně větší spolehlivostí a trvanlivostí. Jinak je nutné navrhnout ochranu podzemních částí stavby před nežádoucím působením vody jiným způsobem.
• Ne vždy jsou drenáže nejspolehlivější volbou hydroizolační ochrany stavby.

Tyto zásady jsou ve směrnici ČHIS 06 rozvedeny do celé řady návodů, které mohou projektantovi pomoci se spolehlivým návrhem anebo také dát již na začátku varování, že by drenážní systém nemusel být tou správnou cestou. V následujících kapitolách jsou uvedena některá z těch nejdůležitějších doporučení.

1 Obecná doporučení návrhu

• Strategii ochrany stavby proti nežádoucímu působení vody a nakládání s vodou v přilehlém okolí je třeba řešit ve fázi rozhodování o tvaru a velikosti stavby, jejím osazení do terénu a o využití prostor uvnitř stavby.
• Jedním z faktorů výrazně ovlivňujících spolehlivost dosažení výsledného účinku hydroizolační koncepce je přístupnost hydroizolačních konstrukcí pro případnou opravu.
• Dešťové vody z povrchů střech a okolí objektu je třeba odvést samostatným odpadním potrubím. Nelze napojovat dešťové odpadní potrubí na podpovrchový drenážní systém. Pokud jsou systémy spojeny např. ve vsakovacím zařízení, je nutné zajistit, aby nedošlo k zpětnému zaplavení drenáže.
• Proti šíření vody po povrchu terénu se doporučuje realizovat povrchové sběrné žlaby, drenážní tělesa, rýhy nebo terénní valy a stěny. Povrchovou vodu z těsné blízkosti objektu a vodu zachycenou fasádou objektu a svedenou na povrch terénu u objektu je třeba zachytit vhodnou nepropustnou úpravou povrchu terénu a odvést spádováním povrchu směrem od objektu k odvodnění.
• Drenáž se nemá navrhovat v případě, jeli nepřístupná a je-li zároveň jedinou součástí hydroizolační koncepce.
• Pokud se voda odvádí do retenčních nebo vsakovacích zařízení, je pro zajištění bezpečnosti objektu nutné vytvořit bezpečnostní přepad na terén tak, aby mezi podkladem pod souvrstvím podlahy (vodorovná hydroizolace) a hladinou vody bylo převýšení alespoň 0,5 m.

2 Zásady správného osazení objektu v terénu

Základní zásady správného osazení objektu na pozemku jsou definovány v ČHIS 01[1].

Mezi nejdůležitější patří:

• Ke spolehlivosti hydroizolační koncepce přispívá jednoduchý tvar podzemní části budovy.
• Doporučuje se zvážit, zda je suterén zasahující pod hladinu podzemní vody nezbytný.
• V podmínkách tlakové vody není vhodné částečné podsklepení, to ztěžuje přístup k případné opravě hydroizolačních konstrukcí a tím zhoršuje spolehlivost hydroizolační koncepce.
• Pod hladinou podzemní vody nebo v nepropustných zeminách se nemají umisťovat prostory a konstrukce citlivé na vodu. Pokud to nelze zajistit, doporučuje se mezi chráněný prostor (konstrukci) umístit průchozí prostor (chodbu) s odvodněným dnem, větraný a s podlahou pod úrovní hrubé podlahy chráněného prostoru.
• Podsklepený objekt budovaný pod svahem má být orientován tak, aby tvořil co nejmenší překážku vodě povrchové a podpovrchové stékající po terénu nebo po sklonitých vrstvách horninového prostředí.
• Terén nebo zpevněné plochy kolem objektu musí být účinně odvodněny. Doporučuje se, aby se terén svažoval od objektu alespoň do vzdálenosti 1 m. Sklon terénu nebo zpevněné plochy kolmo od nejbližší stěny objektu má být nejméně 2 %.
• Liniové podzemní stavby, jejichž dno se svažuje ke stavbě, obvykle přivádějí ve svých zásypech vodu k objektu. V takovém případě je třeba navrhnout opatření pro zachycení a odvedení této vody, nebo s takto přiváděnou vodou počítat v namáhání stavby.
• Ve svažitém terénu je velmi výhodné realizovat nad objektem překážku (odvodněný žlab, plot s podezdívkou, opěrnou stěnu apod.) tak, aby voda stékající po povrchu terénu nemohla natékat k objektu. Povrchovou vodu lze zachytit žlabem, který je pod stavbou odvodněn zpět na terén. Pokud je po spádnici pod sebou více staveb je vhodné realizovat centrální obtok vody. Odvedení vody se pak realizuje až pod nejníže osazenou stavbu, viz Obr. 2.

1 Odvodnění povrchů stavby a terénu

• Odvodnění povrchů stavby a terénu v blízkosti stavby se řeší dle [8] ČSN 75 6760 Vnitřní kanalizace.
• Vodu z povrchových úprav není vhodné vypouštět přímo na navazující terén nad zásypem stavební jámy. Je vhodné ukončit zpevněnou plochu odvodňovacím žlábkem vyústěným na bezpečném místě nebo vytvořit povrchovou drenáž, viz Obr. 3.

2 Odvodnění podzemních částí staveb

Odvod vody od chráněných svislých konstrukcí staveb se realizuje pomocí plošných drenáží zaústěných do svodných obvodových liniových drénů nebo do plošné drenáže pod objektem. Převedení vody mimo objekt lze provést:

• Obtokem kombinací plošných a svodných liniových drénů.
• Podtokem kombinací plošných a liniových drénů.
• Podtokem plošnými drény.

2.1 Obtok kombinací plošných a svodných liniových drénů

Plošná drenáž stěn a pod podlahou je zaústěna do obvodového svodného liniového drénu, kterým voda odtéká mimo objekt.

Odvodnění podzemních částí staveb obtokem se uplatňuje především u menších staveb, kde je délka svodného liniového drénu přibližně do 60 m.

2.2 Podtok kombinací plošných a liniových drénů

Plošná drenáž stěn je zaústěna do obvodového svodného liniového drénu. Obvodový svodný liniový drén je zónově napojen na potrubí vedoucí vodu mimo objekt. Tento způsob se uplatňuje především u větších staveb, kde by vycházela velká délka obvodového svodného liniového drénu. S nárůstem délky drénu se zvyšuje požadavek na jímací kapacitu drénu a zvyšuje se riziko zanášení. Hloubka uložení drénu je úměrná délce drénu, a tím může ovlivnit i potřebnou hloubku založení stavby. Schéma umístění drénů je na Obr. 4.

2.3 Podtok plošnými drény

Plošný drén stěn je zaústěn do plošného drénu umístěného pod podlahou objektu, který je odvodněn mimo objekt. Plošnou drenáží pod podlahou bude systémově protékat voda tekoucí např. z výše umístěného svahu, viz Obr. 5.

Tento způsob se uplatňuje především u větších staveb, kde se počítá s velkým množstvím přiváděné vody k objektu a kde je požadavek na snížení vlivu stavby na přirozený tok vody v krajině.

3 Návrh dílčích částí drenáže

Je třeba navrhnout plošné a liniové drény, sloužící pro odvedení vody přitékající horninovým prostředím k objektu. Dále se navrhuje příslušenství, sloužící především pro údržbu drenáže, jako jsou např. čisticí a kontrolní šachty. Přesný návrh drenáže lze provést pouze na základě podrobného průzkumu území a závisí na mnoha faktorech, jako jsou znalosti potenciálního přítoku vody, horninového prostředí, terénu atd.

Prvotní návrh drenážního systému lze provést dle postupu uvedeného v ČHIS 06, včetně materiálových charakteristik používaných materiálů.

Plošné drenáže dělíme podle polohy na:

• svislé;
• vodorovné;
• šikmé (nebývá obvyklé);

Podle konstrukčního provedení na:

• vložené;
• předsazené.

A podle způsobu transportu vody na:

• odvodněné do svodných drénů;
• průtočné.

3.1 Svislá vložená drenážní vrstva, plošný drén, drenážní rovina

Provádí se obvykle z plastových profilovaných fólií nebo desek tak, aby se mezi objektem a přilehlým horninovým prostředím vytvořila spára odvodněná do plošného nebo liniového svodného drénu. Od horninového a půdního prostředí je oddělena textilní separační vrstvou.

Profilované (nopové folie) s integrovanou filtrační textilií na straně nopů se klade nopy směrem k zemině. Od hydroizolace se oddělují textilií. Profilované fólie bez integrované textilie se kladou nopy na hydroizolaci. Od zeminy i hydroizolace se oddělují textilií.

U nopových fólií existuje riziko zatlačování do hydroizolace, viz Obr. 6 nebo do tepelněizolačních a ochranných vrstev, a to jak v důsledku působení tlaku zeminy, tak i v důsledku hutnění okolní zeminy. Proto se profilované fólie doporučuje bez dalších opatření používat do hloubky 3 m pod terénem. Drenážní vrstvu z nopové fólie je třeba chránit před poškozením při hutnění zásypu. Pro ochranu lze použít desky z aglomerovaného dřeva, desky z tuhých plastů nebo pryže, v závislosti na postupu výstavby se použijí jako ztracené nebo jako přenosné.

3.2 Předsazená svislá stavební konstrukce

Mezi chráněnou stavební konstrukcí (obvod chráněných podzemních prostor) a zeminou se vytvoří stavebně oddělený prostor (ochranný prostor, drenážní chodba). Konstrukce zajišťující tento prostor musí odolávat působení vody včetně jejího tlaku, tlaku zeminy a vlivu okolního prostředí nebo se musí od okolního prostředí vhodně chránit. Schéma je na Obr. 10. Doporučuje se, aby ochranný prostor byl alespoň průlezný pro případnou kontrolu a opravy. Doporučená šířka takového prostoru je min. 600 mm. Vnější oddělující stěny lze realizovat z monolitického železobetonu, nebo jako skládané z betonových, resp. plastových prefabrikovaných tvarovek. Pro snížení přítoku do drenážního prostoru a pro snížení tvorby výluhů na vnitřním povrchu oddělující konstrukce lze na jejím vnějším povrchu provést ochrannou hydroizolaci. Za předsazenou stěnou (vnější stěnou drenážní chodby) může docházet ke hromadění vody v zásypu jámy. Tuto vodu je nutné odvést drenáží, nebo provést odtokové otvory, aby voda mohla protéci stěnou do drenážní chodby, kde bude voda odvedena, nebo je třeba konstrukci stěny nadimenzovat na tlakovou vodu. Odtokový žlábek umístěný v podlaze musí být umístěn min. 200 mm pod úrovní vodorovné hydroizolace chráněného prostoru.

3.3 Vodorovná drenážní vrstva odvodněná do svodných drénů

Provádí se obvykle z kameniva odděleného separační vrstvou. Voda se z vodorovné drenáže odvádí přes základovou konstrukci do liniového svodného drénu umístěného po obvodu stavby, viz Obr. 12.

3.4 Průtočná drenážní vrstva

Provádí se také obvykle z kameniva odděleného separační vrstvou. Voda není odváděna do obvodových svodných drénů, ale protéká a odtéká pod objektem. Výšku průtočné drenážní vrstvy je nutné nadimenzovat dle předpokládaných maximálních průtoků. Mezi předpokládanou hladinou průtoku a pod spodní úrovní konstrukce podlahy (obvykle vodorovná hydroizolace) musí být odstup min. 200 mm.

Pod plošnou vodorovnou drenážní vrstvou může být provedena vsakovací vrstva.

Návrh vsakovací vrstvy se provádí dle normy [6]. Drenážní vrstva může být součástí vsakovací vrstvy, ale výška hladiny (nouzového přepadu) je min 500 mm pod úrovní konstrukce podlahy.

3.5 Průtočný drenážní meziprostor, podlaží

Meziprostor se provádí speciálním způsobem založení, kdy podlaha podzemního podlaží je provedena ve formě stropu a pod tímto stropem se vytvoří volný prostor. Je velmi výhodné, aby byl tento prostor průchozí nebo průlezný pro případnou kontrolu. V takovém případě lze meziprostor řešit jako snížené podlaží. Toto řešení je vhodné spíše pro větší skeletové stavby zakládané na patkách nebo pilotách, viz Obr.

3.6 Liniový svodný drén

Slouží pro co nejrychlejší odvedení vody přitékající k objektu půdním profilem nebo přitékající z výše umístěných svislých a vodorovných plošných nebo liniových drénů.

Skládá se z těchto součátí:

• drenážní potrubí;
• podklad potrubí;
• drenážní a filtrační obsyp;
• drenážní filtr.

Obvodový drén by měl být uložen nejdále 1 m od stěny objektu.

Drenážní potrubí

Je obvykle prováděno z plastové tvarované perforované trubky z PVC (PE) DN 100, 125, 160. Trubka může mít otvory po celém, nebo jen na části svého obvodu o velikosti cca 1,2-1,3 mm. Minimální plocha otvorů pro použití jako drenážního potrubí je 25 cm2/m. Životnost a funkčnost drenáže se zvýší použitím potrubí s větší plochou otvorů. Doporučuje se plocha min. 70 cm2/m.

Potrubí se dodává ve svitcích nebo jako tyčové prvky. U svitků je velmi náročné zajistit přesnou a stabilní polohu při aplikaci, proto se doporučuje použít tyčové potrubí.

Rozlišují se trubky pro běžné použití, které se aplikují do hloubek 3 m a trubky pro vyšší zatížení. U hloubek vyšších jak 3 m se používají trubky s vyšší pevností.

Nejmenší vnitřní průměr potrubí se navrhuje na požadovaný průtok vody, ale min. 100 mm. V návrhu potrubí je nutné vždy uvažovat způsob kontroly a čištění potrubí. Pro čištění potrubí do cca 20 m je dostatečný průměr potrubí DN 100. Při větších délkách nebo při požadavku na vjezd inspekčních vozíků je nutné použít min. DN 150. Drén a jeho drenážní potrubí by měl být ve spádu min. 0,5 %.

Podklad drenážního potrubí

Slouží k zajištění správné polohy a sklonu drenážního potrubí.

Řeší se ve variantách:

• tuhý a nepropustný podklad z betonu nebo z betonových prefabrikovaných žlabů;
• pružný a propustný podklad z kameniva.

Nepropustný podklad z monolitického betonu nebo prefabrikovaných žlabů je proveden v tloušťce alespoň 80 mm pod dnem drenážního potrubí a v šířce alespoň 600 mm.

Význam betonové mazaniny spočívá zejména v:

• vytvoření stabilního podkladu pro drenážní potrubí a jeho zásyp;
• odvodu vody;
• spolehlivém vytvoření definovaného spádu drénu;
• zpevnění dna stavební jámy pro pohyb pracovníků ve stavební jámě;
• omezení rizik zanesení drénu zeminou zvláště při realizaci.

Doporučuje se, aby výška hp byla min. 200 mm (Obr. 18).

Propustný podklad z kameniva Je proveden z kameniva frakce 4/8, 8/16 v tloušťce alespoň 100 mm pod dnem drenážního potrubí a v šířce alespoň 600 mm.

Význam štěrkového podkladu spočívá zejména v:

• vytvoření podkladu pro drenážní potrubí a jeho zásyp;
• uložení potrubí do požadovaného spádu;
• zpevnění dna stavební jámy pro pohyb pracovníků ve stavební jámě;
• možnosti přirozeného vsakování vody v místě paty základu.

Doporučuje se, aby výška hp byla min. 200 mm (Obr. 19).

Drenážní a filtrační obsyp

Slouží k zajištění transportu vody do drenážního potrubí nebo při zahlcení potrubí umožňuje transport vody svým objemem. Během fungování drenáže se v určitých podmínkách předpokládá se zaplavením kameniva. Provádí se z kameniva frakce 4/8, 8/16, maximálně 16/32, bez prachových a jemných částic, které by mohly zanášet drenážní potrubí. Nad drenážním potrubím musí být vrstva kameniva v tloušťce alespoň 300 mm. Po stranách porubí musí být min. 200 mm kameniva. Kamenivo okolo drenážního potrubí musí být velmi dobře zhutněno, aby byla zajištěna kruhová pevnost potrubí.

Filtrační obal

Pro vytvoření filtračního obalu se používají obvykle filtrační textilie. Nedoporučuje se balit přímo drenážní potrubí do filtrační textilie, jelikož by při jejím zanesení bylo bráněno průtoku vody do potrubí.

3.7 Čisticí a kontrolní šachtice

Slouží pro kontrolu a čištění drenážního potrubí. Šachtice se osazují v místech změny směru vedení drenáže, v nejvyšším místě drenáže a na výtoku z drenážního systému nebo při výraznější změně hloubky potrubí. Příklad rozmístění šachtic je uveden na Obr. 20.

Vzdálenost mezi nimi má být max. 50 m. V nejnižším místě drenáže se doporučuje, aby součástí šachtice byl kalový prostor pro zachycení jemných částeček nečistot.

Kontrolní a čisticí šachtice se provádějí obvykle DN 300, DN400, DN600, DN800 a DN1000. U drenážního potrubí instalovaného do hloubky cca. 1,5 m pod úrovní terénu obvykle postačuje šachtice DN300. Při instalaci v hloubce 1,5 m až 3 m se doporučuje min. DN400. Při větších hloubkách je nutné navrhnout průměr individuálně dle potřeby.

Vždy je nutné navrhnout průměr a úpravu paty šachtice tak, aby bylo možné provést pravidelnou kontrolu a případné čištění drenáže s ohledem na způsob zavedení kamerových a čistících zařízení.

Tam, kde není možné provést zavedení kontrolních a čistících zařízení z úrovně terénu a tam, kde je vyžadována vyšší spolehlivost drenáže je nutné zrealizovat průlezné šachtice. Průlezné šachtice se doporučuje navrhovat o průměru min. DN1000mm.

Kontrolní šachtice o DN300, DN400 a DN600 mm se nejčastěji navrhují jako plastové. U větších průměrů se šachtice provádějí z železobetonových skruží, obvykle DN800 a DN1000.

Čisticí a kontrolní šachtice není nutné osazovat, pokud drenážní potrubí v místě směru trasy (v rohu objektu) bude mít poloměr ohybu min 1 m a vzdálenost šachtic nepřesáhne 50 m, viz Obr. 23.

Dále je možné v rohu objektu vynechat šachtice, pokud je drenážní potrubí vyvedeno tak, aby bylo možné s čisticí a inspekční technikou provádět kontrolu a čistění z povrchu terénu, jak je znázorněno na Obr. 24. Výklenky šířky do 2 m lze považovat za součást stěny, pokud nejsou na návodní straně.

Před odvedením drenážních vod do kanalizace, recipientu nebo vsakovacích zařízení se v opodstatněných případech osazuje zpětná klapka. Klapka chrání drenáž před vniknutím vnější vody. Pokud není nutná ochrana proti zpětné vodě, ale výtok z drenáže je přístupný drobným živočichům, osazuje se takzvaná žabí klapka, která brání před vniknutím např. hlodavců a obojživelníků.

4 Údržba drenáže

K zajištění bezproblémové funkce drenážního systému se má kontrolovat (vizuálně, případně kamerovým systémem) jeho průchodnost minimálně 1x za rok a v pravidelných intervalech dle potřeby proplachovat drenážní potrubí. Tím se odstraní jemné zemité částice, které do systému vniknou přes filtrační textilii.

K proplachování drenážních trubek v drénu lze využít technologii pro čištění kanalizace. Čištění je prováděno pomocí vodního paprsku tryskajícího pod vysokým tlakem ze speciálních proplachovacích hlavic. Potřebu zajištění kontroly a údržby drenáže potvrzují provedené kontroly drenáží, viz Obr. 27.

Tento požadavek je ještě výraznější v případech, kdy se v blízkosti drenáže vyskytují vzrostlé keře a stromy, viz Obr. 28. Z tohoto důvodu jsou ve směrnici doporučené minimální vzdálenosti od keřů a stromů. U drenáží, nacházejících se v blízkosti terénu, nelze zanedbat i menší vzrostlou zeleň.

Další díl článku bude obsahovat zkušenosti z řady experimentů a prováděných inspekčních průzkumů starších drenáží.

Literatura a podklady

[1] Směrnice ČHIS 06: Hydroizolační technika – Úprava hydrofyzikálního namáhání okolí staveb drenážováním – Drenáže.
[2] Směrnice ČHIS 01: Hydroizolační technika – Ochrana staveb a konstrukcí před nežádoucím působením vody a vlhkosti
[3] DIN 4095 06/1990, Planning, design and installation of drainage systems protecting structures against water in the ground
[4] KUTNAR – Izolace spodní stavby (Hydroizolační koncepce, hydroizolační konstrukce – návrh a posouzení) 01/2014; https://atelier-dek.cz/docs/atelier_dek_cz/publikace/PROJEKCNI-PRIRUCKY/spodni-stavba-2014-01-opravy-2016-06.pdf
[5] Zákon č. 150/2010 Sb. o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon)
[6] ČSN 75 9010 Vsakovací zařízení srážkových vod
[7] TNV 75 9011 Hospodaření se srážkovými vodami
[8] ČSN 75 6760 Vnitřní kanalizace
[9] ČSN EN 1990 Eurokód: Zásady navrhování konstrukcí
[10] ČSN 75 4200 Hydromeliorace – Úprava vodního režimu zemědělských půd odvodněním. Terminologie v pedologii
[11] Šamalíková, Milena: Inženýrská geologie a hydrogeologie, Akademické nakladatelství CERM, Brno, 1996
[12] ISO 15686-1:2011 Buildings and constructed assets -- Service life planning -- Part 1: General principles and framework
[13] EOTA GD 002 Předpoklad životnosti stavebních výrobků v řídících pokynech pro evropská technická schválení, evropských technických schváleních a v harmonizovaných normách
[14] FRÄNKISCHE, katalog odvodňovací systémy 04/2013
[15] fast10 Základové konstrukce; http://fast10.vsb.cz/perina/ps1/zakladove-konstrukce.html
[16] www.midas.cz