Přihlásit | Registrovat
Bezplatnou registrací v programu DEKPARTNER lze získat přístup k rozšířené technické podpoře.
Aplikace
Směrnice ČHIS 06 je zpracována tak, aby současné předpisy a trendy v oblasti nakládání se srážkovou vodou byly správně zakomponovány do konstrukčního řešení drenáží. Ing. Antonín Žák, Ph.D., vedoucí pracovní skupiny, ve které vznikal návrh textu směrnice, připravil sérii článků zaměřených na výklad principů a zásad uplatněných ve směrnici.
Drenáže jsou velmi používaným opatřením, podílejícím se na ochraně podzemních částí staveb proti vodě. Hlavní funkcí drenáže je snížení namáhání stavby vodou. V posledních letech ale stále více nabývají na významu požadavky na ochranu krajiny před suchem, před nárazovými povodněmi a snaha o doplňování podzemních vod. Nová směrnice ČHIS 06, zaměřená na navrhování drenáží, vzniklá na půdě České hydroizolační společnosti ČSSI (ČHIS), je zpracována tak, aby současné předpisy a trendy v oblasti nakládání se srážkovou vodou byly správně zakomponovány do konstrukčního řešení drenáží.
Cílem článku je nastínit základní zásady a pravidla dle ČHIS 06 a poskytnout představu o integraci ekologických požadavků do technické praxe.
Drenáže podzemních částí staveb historicky využíváme především jako konstrukční opatření, jehož cílem je odvodnění horninového prostředí přilehlého k chráněným podzemním stavebním konstrukcím tak, aby voda volně odtékala mimo prostor stavby, aniž by se hromadila a působila na konstrukce tlakem. Až na výjimky, jako jsou např. rekonstrukce, se drenáže kombinují s hydroizolací stavby.
Kromě dočasné funkce drenáže, zajišťující odvodnění stavební jámy během realizace velkých staveb, se jako trvalé (dlouhodobé) řešení uplatňují především v případech, kdy je objekt zasazen do nepropustného horninového prostředí, kde by jinak docházelo k hromadění vody v zásypu stavební jámy, a voda by tlakem působila na stavební konstrukce. Jelikož se takové podmínky vyskytují na velkém množství stavenišť v České republice, jsou drenáže velmi častým konstrukčním opatřením.
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, až na naprosté výjimky, nepoužívá.
Ze současného pohledu investorů a majitelů objektů je obvykle hlavním cílem drenáže ochrana stavby před podzemní vodou bez ohledu na vliv drenáže na krajinu nebo stav podzemních vod.
V poslední dekádě však dochází k významným změnám. V souvislosti se změnou klimatických, potažmo hydrologických poměrů na velké části ČR se začíná prosazovat snaha o ochranu krajiny a nastavení pravidel pro hospodaření s dešťovou a podzemní vodou. Uzákoněn je již např. požadavek na zasakování vody na pozemku (viz stavební zákon a vodní zákon).
Jako projektanti, zhotovitelé nebo i investoři musíme na tento trend reagovat a upravit zaběhnuté zvyklosti v navrhování koncepce hydroizolační ochrany staveb, jejichž jsou drenáže častou součástí.
Je třeba připomenout, že nejdůležitějšími položkami hydroizolační koncepce je řešení tvaru budovy, umístění budovy do terénu a rozhodnutí o využití jednotlivých prostor budovy. Teprve pak přichází na řadu případná drenáž a volba hydroizolačních konstrukcí odpovídající spolehlivosti.
Jelikož nám není známo, že by se v ČR nebo i v Evropě vyskytoval nějaký návod, který by v navrhování drenáží respektoval nové trendy, rozhodli jsme se v České hydroizolační společnosti zpracovat novou směrnici pro navrhování drenáží pod názvem ČHIS 06: ÚPRAVA HYDROFYZIKÁLNÍHO NAMÁHÁNÍ OKOLÍ STAVEB DRENÁŽOVÁNÍM – DRENÁŽE [1].
Směrnice ČHIS 06 [1] navazuje a doplňuje směrnici ČHIS 01 [2], která se zabývá komplexním návrhem ochrany částí stavby před vodou. Jelikož je navrhování hydroizolační ochrany spodní stavby velmi složitou technickou disciplínou, je právě tomuto tématu ve směrnici ČHIS 01 věnován velký prostor.
Dobrá znalost geologických a geotechnických vlastností horninového prostředí v širším okolí stavby je jedním z klíčových předpokladů pro správný návrh hydroizolační ochrany. Je vždy nutné zohlednit složitost podmínek, ve kterých se bude stavba nacházet. Příklady rozmanitých podmínek jsou vidět na Obr. 1. Ve směrnici jsou klasifikovány čtyři třídy prostředí od nejjednodušších Z1 až po složité Z4, kde by drenáže neměly být navrhovány vůbec.
Obr. 1 Příklady možných geologických poměrů budov [15]
Dané geologické podmínky je vždy nutné kombinovat se zdroji vody, které se mohou v blízkosti stavby vyskytnout. Je vždy nutné zohlednit:
Potenciální zdroje povrchové vody:
Potenciální zdroje podpovrchové vody:
Obr. 2 Příklady zdrojů vody v blízkosti budovy [4]
Přehled obvyklých zdrojů vody prosakující do zásypů stavební jámy je na Obr. 2.
Legenda k Obr. 2
Na základě znalosti geologických a hydrologických poměrů, ověřených hydrogeologickým průzkumem, lze stanovit návrhové namáhání stavby vodou. Metodika hodnocení byla vytvořena na základě směrnice ČHIS 01 a zásady byly upravené pro drenážní systémy. Mezi nejdůležitější patří:
I přes provedení podrobného hydrogeologického průzkumu je vždy potřeba provést analýzu horninového prostředí po realizaci výkopu. I menší štěrková vrstva, jako např. na Obr. 3, může způsobit masivní přítok vody ke stavbě, a to především v případech, kdy je objekt zasazen do svažitého terénu. Množství přiváděné vody k objektu může být tím větší, pokud se nad objektem vyskytují rozsáhlé volné plochy pro zasakování nebo naopak povrchový odtok, jako např. pole nebo louky. Z těchto důvodů je potřeba při návrhu drenáží zohlednit dostatečnou šíři území. Vždy je samozřejmě velkou otázkou, jak velké území při návrhu uvažovat, viz Obr. 4.
Obr. 3 Nevýrazná štěrková vrstva
Obr. 4 Nejasná velikost území rozhodného pro návrh drenáže
Je potřeba počítat s tím, že i velmi podrobný hydrogeologický průzkum nemusí odhalit veškeré nehomogenity horninového prostředí a je vždy vhodné navrhovat s určitou dávkou bezpečnosti. Jeden z příkladů, který překvapil i hydrogeologa, se objevil na stavbě bytového domu, založeného na pilotách. Hydrogeologickým průzkumem nebyl v dané hloubce založení nalezen žádný zdroj podzemní vody. Velké překvapení pak způsobil výskyt vody v jedné ze dvou pilot, které byly cca 2 m od sebe. Je potřeba podotknout, že v daném období delší dobu nepršelo. Příčinou tohoto jevu se ukázala přítomnost dvou menších štěrkových kolektorů, přičemž jeden z nich byl proťat vrtanou pilotou. Ani jeden z těchto štěrkových kolektorů nebyl hydrogeologickým průzkumem nalezen.
Obr. 5 Pohled na základové piloty stavby vzdálené cca 2 m od sebe
Obr. 6 Pohled do jedné z pilot, v níž se nacházela voda
Přítomnost vody v podmínkách spodních staveb je velkou neznámou. Na základě zkušenosti odborníků ČHIS jsme dospěli k závěru, že u hlouběji založených staveb je vždy potřeba počítat s výskytem podzemní vody, která může na stavbu působit tlakem. Otázkou je jen hloubka. Někteří z odborníků uvažují tento stav od cca 2 m, jiný např. od 3 m až 4 m. Bylo by asi velmi rizikové uvažovat, že u stavby založené dvě a více pater pod zemí se během předpokládané životnosti stavby nesetkáme s výskytem podzemní vody. Čím hlouběji je stavba založena, tím větší vliv mohou mít změny v blízké zástavbě. Před dvaceti lety nikdo nepředpokládal, že bude snaha veškeré množství srážkové vody zasakovat, čímž se může významně změnit hydrogeologické poměry území.
Obr. 7 Budova se dvěma podzemními podlažími s realizovaným systémem drenáži
V návrhu koncepce ochrany stavby před vodou je vždy nutné zohlednit chemické složení vody. Chemické složení vody může mít významný vliv na inkrustaci v drenáži. Přítomnost uhličitanů, síranů, chloridů, hladových vod nebo vod s vysokým obsahem železa může ovlivnit nejen funkčnost, ale i životnost drenáží.
Při hodnocení chemického složení vody se velmi často zapomíná na umělé zdroje způsobující změnu vod, jako jsou např. vápnění polí, zlepšování únosností podloží staveb vápněním, používání rychletuhnoucích betonů nebo zimní solení chodníků a silnic.
Drenážní opatření se využívají v celé řadě aplikací, od novostaveb, kde je možné navrhnout spolehlivé hydroizolační konstrukce až po rekonstrukce, kde je nutné vycházet z aktuálního stavu konstrukcí.
Na základě těchto podmínek je pak nutné definovat, zdali bude drenážní opatření jen jakýsi doplněk ke spolehlivé hydroizolaci nebo bude samostatně zajišťovat hydroizolační ochranu stavby. V ČHIS 06 byly definovány tři funkce drenáže v drenážní koncepci:
Drenáž se navrhuje jako pojistné havarijní opatření pro případ, že by hydroizolační systém vykazoval poruchu. Hydroizolace je dimenzována na maximální namáhání stavby vodou. Životnost a účinnost drenáže se navrhuje minimálně na dobu potřebou pro opravu hydroizolace.
Drenáž je nedílnou a nutnou součástí hydroizolační koncepce podzemní části stavby. Hydroizolace není dimenzována na maximální namáhání stavby vodou, kterému by byla vystavena bez drenáže. Drenáž snižuje namáhání stavby (hydroizolace) vodou na definovanou úroveň, na kterou je dimenzována hydroizolace. Životnost a účinnost drenáže se navrhuje minimálně na dobu návrhové životnosti hydroizolace.
Drenáž jako hlavní prvek hydroizolační koncepce spodní stavby se navrhuje zcela výjimečně v případech, ve kterých se hydroizolace u podzemní stavby nevyskytuje vůbec nebo je již dožilá a jiné způsoby opravy nejsou technicky možné nebo jsou značně nehospodárné. Drenáž zajišťuje snížení namáhání podzemní stavby na definovanou úroveň, při níž je zajištěno spolehlivé fungování stavby a jsou zajištěny požadavky na ní kladené. Životnost a účinnost drenáže se navrhuje min. na dobu návrhové (u rekonstrukcí na zbývající) životnosti stavby s přihlédnutím k požadované účinnosti a spolehlivosti.
Někdy je použití drenáží neefektivní a někdy dokonce i nebezpečné. Proto je hned na začátku procesu návrhu nutné tyto podmínky stanovit. Dle ČHIS 06 lze zatřídit podmínky podle vhodnosti použití jako:
Obr. 8 Objekt umístěný do svažitého terénu v nepropustném horninovém prostředí
Obr. 9 Objekt umístěný v blízkosti velkého zdroje vody [zdroj obr.Doc. Arnošt Grmela – Základy hydrologie]
Způsob nakládání s drenážovanou vodou vždy podléhá povolení příslušných orgánů státní správy a musí být součástí projektové dokumentace. Dle zákonů [5] a [7] se upřednostňuje navrácení vody zpět do půdy vsakem nebo retencí s řízeným odtokem nebo zpětným využitím. Navrhování vsakovacích zařízení se provádí dle normy [6]. Pozemek ale musí umožňovat vytvoření dostatečného prostoru pro akumulaci vody.
Drenáž se ve většině případů navrhuje v podmínkách nízké propustnosti podloží v bezprostředním okolí objektu. Podobné hydrogeologické poměry se obvykle vyskytují na celém přilehlém pozemku. Proto je nutné vždy provést návrh vsakovací/retenční jímky odborně způsobilou osobou.
Výhodné je využití konfigurace svažitého terénu tak, aby byl zajištěn plynulý odtok za objektem.
Dle požadavků zákonů [5] a [7] směrnice ČHIS 06 zavádí tři různé způsoby odvedení vody z drenáže:
Voda je ponechána v půdním prostředí, s téměř nezměněným směrem proudění a množstvím vody. Lze uplatnit následující principy:
Voda je navrácena do půdního prostředí plošným vsakem pod objektem
Uplatňuje se především ve svažitých terénech. Voda k objektu přitéká po méně propustné vrstvě zeminy. Pokud je tato vrstva přerušena objektem, podtéká voda pod objektem a vtéká zpět bez významného zásahu do směru a množství, viz Obr. 10.
Pro zajištění zpětného navrácení vody do půdního profilu je nutné vytvořit tlak vody (hladinu).
Voda je navrácena do půdního prostředí liniovým vsakem
Uplatňuje se především ve svažitých terénech. Voda k objektu přitéká po méně propustné vrstvě zeminy. Pokud je tato vrstva přerušena objektem, obtéká liniovou drenáží a vytéká do liniového vsakovacího zařízení, viz Obr. 11Chyba: zdroj odkazu nenalezen. Liniový vsak je vytvořen propustným materiálem (kamenivem, plastové koše),
Obr. 10 Voda je navrácena do půdního prostředí plošným vsakem pod objektem
Obr. 11 Voda je navrácena do půdního prostředí liniovým vsakem
Voda je ponechána v půdním prostředí co do množství, ale s výraznější změnou původního přirozeného pohybu vody.
Lze uplatnit následující principy:
Voda je navrácena do půdního profilu vsakem
Uplatňuje se ve svažitých, ale i rovinatých terénech. Voda přitékající k objektu je jímána liniovou drenáží a vedena do uměle vytvořených vsakovacích zařízení.
Obr. 12 Schéma odvedení vody vsakem umístěným po svahu pod objektem
Voda je odváděna na terén
Uplatňuje se především ve svažitém terénu. Voda přitékající k objektu je jímána liniovou drenáží a vyvedena pod objektem na terén. Voda není ponechána v půdním prostředí, dojde k odvedení vody, ale je umožněn opětovný vsak přes povrch terénu.
Tyto systémy se uplatňují v nezbytně nutných případech, kdy je jiné řešení technicky neefektivní. Týká se to především rekonstrukcí a likvidací poruch. Vyžaduje vždy souhlas provozovatele kanalizace nebo vodoprávního úřadu.
Lze uplatnit následující principy:
Odvod vody na terén
Vypouštění drenážních vod na terén podléhá vyjádření vodoprávního úřadu.
Vypouštění na terén je obvykle možné, ale nesmí tím být negativně dotčeny nebo ovlivněny okolní pozemky a stavby na nich stojící, stejně tak, jako stavby na odvodňovaném pozemku. Dále nesmí být negativně ohroženo životní prostředí.
Vypouštění na terén je obvykle možné, pokud se na daném pozemku vytvoří určitá terénní prohlubeň, poldr, průleh apod., kam budou vody vypouštěny, kde budou zadržovány a kde se mohou částečně zasáknout nebo odpařit. Případně je nutné navrhnout podzemní vsakovací objekt nebo kombinovaný objekt (nadzemní a podzemní objekt dohromady), ke kterému je nutný (stejně jako pro vsakování dešťových vod) hydrogeologický posudek.
Odvod vody do podzemních vod
K vypouštění drenážních vod do vod podzemních je nutné vyjádření vodoprávního úřadu.
Na tento způsob likvidace drenážních vod se nedoporučujeme spoléhat. Stanovisko vodoprávního úřadu bývá ve většině případů záporné.
Odvod vody do kanalizace
Drenážní vodu lze do kanalizace odvádět pouze na základě povolení příslušných orgánů.
V přípravné fázi prováděcího projektu je nejdříve potřeba zajistit vyjádření správce kanalizační sítě, do které chceme drenážní vodu napojit. U něj si vyžádáme situaci vedení kanalizačního řadu v blízkosti odvodňovaného pozemku včetně kanalizačních šachet. Je třeba ověřit, že voda neobsahuje látky, které by zanášely kanalizaci.
Odvod vody do recipientu
K vypouštění drenážních vod do recipientu je nutné vyjádření vodoprávního úřadu.
Základní požadavky pro návrh hydroizolační koncepce staveb jsou formulovány ve směrnici ČHIS 01. Ve směrnici ČHIS 06 jsou doplněny o další zásady, které jsou důležité při návrhu drenáží.
Mezi ty nejdůležitější patří:
Životnost drenáží bude pravděpodobně odpovídat době, kdy dojde k ucpání filtrů a zanesení drenáže jemnozrnnými částečkami zeminy.
V případě správného konstrukčního návrhu a provedení, užití dostatečně trvanlivých materiálů a při správném užívání a údržbě lze očekávat životnost drenáže v horizontu 40-50 let.
Jedním z příkladů, kdy bývá drenáž nepřístupná pro opravu, jsou částečně podsklepené budovy, viz např. Obr. 13. V těchto případech je nutné postupovat velmi obezřetně při stanovení předpokládané životnosti drenáže, potažmo návrhového namáhání vodou, které se může vlivem dožilé drenáže významně změnit. Tady je pak potřeba mít na paměti, že při změně namáhání vodou se změní nejen potřeba spolehlivější hydroizolační ochrany stavby, ale především dojde ke změně statického namáhání bočních stěn a podlah dodatečně vzniklým tlakem vody.
Obr. 13 Problematické místo částečně podsklepené stavby
V praxi jsme se setkali s případy, kdy došlo vlivem tlaku vody k posunutí stěn po hydroizolační vrstvě nebo k vyboulení podlah (včetně rozvodů). Co se stane po zaplavení stavební jámy, v níž je suterén obsypán propustnou zeminou, je patrné z obrázku 14. Voda nadzdvihla všechny vrstvy nad vodorovnou hydroizolací. Samozřejmým požadavkem je trvalé odvodnění drenáže. A to i v případě, že stavební konstrukce nebyla jako drenáž zamýšlena, ale má schopnost její funkci plnit. Je třeba si uvědomit, že každý zásyp stavební jámy provedené v málo propustných zeminách je třeba považovat za propustný, tedy za drenáž.
Obr. 14 Deformace vrstev podlahy vztlakem vody proniklé do zásypu stavební jámy
Pokud vás problematika drenáží zaujala a dočetli jste článek až sem, přijměte pozvání k četbě dalších dílů v následujících číslech elektronického časopisu DEKTIME.
