Противофильтрационный экран: качественные материалы и их правильное устройство

 

На сегодняшний день крайне актуальна проблема загрязнения окружающей среды опасными веществами. Например, при строительстве хранилищ и резервуаров технического назначения образуется много промышленных отходов, и в первую очередь, от этих отходов страдает почва. Для защиты почвы, а также подземных вод от загрязнения отходами применяются противофильтрационные экраны. В данной статье будет рассказано об основных особенностях защитных экранов и о правилах их монтажа.

 

                 

 

Что такое противофильтрационный экран и зачем он нужен?

 

Противофильтрационные экраны представляют собой небольшие по площади установки из прочного материала, непроницаемые для жидкости и различных вредных веществ. Экраны используются для защиты фундаментов зданий от повреждений под воздействием грунтовых вод и отходов и для ограждения источников отходов, например, резервуаров и хранилищ для нефтепродуктов.

Противофильтрационный экран фиксируется в грунте от поверхности земли до требуемой проектом глубины или до водоупора. В основном такие установки требуются для слабофильтрующих грунтов, насыщенных влагой, то есть в тех случаях, когда без дополнительной защиты мероприятия по укреплению фундамента не будут давать нужного эффекта.

Нередко повреждение и постепенное разрушение фундамента происходит именно под воздействием грунтовых вод, насыщенных вредными веществами. Однако далеко не всегда. Для определения иных причин повреждений проводится комплексное обследование самого фундамента, а также окружающего его грунта и грунтовых вод. Во многих случаях требуется не только установка противофильтрационного экрана, но и полная реконструкция фундамента.

 

Вам также могут быть интересны эти статьи:

• Как правильно сделать углубление подвала ниже подошвы фундамента
• Гидроизоляция блоков фундамента и стен
• Гидроизоляция фундаментной плиты: Методы и материалы
• Инъектирование фундамента

 

Виды противофильтрационных материалов и покрытий

 

На сегодняшний день выделяют несколько основных разновидностей материалов. Рассмотрим каждую из них в отдельности.

 

Непогребенные экраны

Первая разновидность противофильтрационных экранов имеет самое простое строение. Такие экраны включают в себя всего один слой геомембраны, не дополненный защитным покрытием. Сфера их применения — сооружения, рядом с которыми монтаж незащищённой геомембраны может быть безопасным. К таким сооружениям относятся декоративные пруды, навозохранилища, полигоны, используемые для хранения жидких отходов, и некоторые другие постройки. Отсутствие контакта непогребенных экранов с твёрдыми отходами гарантирует отсутствие повреждений геомембраны.

 

Основные характеристики:

Наименование характеристики	Значение
Число слоёв геомембраны	Один
Наличие защитного слоя	Нет
Основная сфера применения	Пруды и хранилища жидких отходов
Водонепроницаемость	Есть

 

Преимущества:

• Простой процесс монтажа;
• Сравнительно низкая стоимость;
• Эффективная защита от жидких отходов.

 

Недостатки:

• Достаточно узкая сфера применения;
• Использование только для работы с жидкими отходами

 

 

Синтетические (геомембранные) экраны

Следующая разновидность экранов — синтетические экраны — выполняется из полимерного материала листового типа. Вся конструкция экрана в таком случае представлена прочным основанием, устойчивым к воздействию влаги, дренажной системой и системой труб, которая используется для избавления от фильтрата. Ещё на этапе проектирования такой системы важно учитывать сложность её сооружения и финальную стоимость реализации проекта. 

Геомембранные экраны имеют несколько применений. Их можно уложить на основание полигона в виде однослойного экрана. Также возможно использовать их как дополнение к минеральному экрану. В результате получается составная конструкция, включающая в себя оба вида экранов. А на тех полигонах, на которых уже установлен двухслойный экран, геомембранное покрытие возможно применить в качестве дополнительного защитного слоя, который разрешено располагать не только ниже, но и выше системы, ответственной за определение утечек.

 

Основные характеристики:

Наименование харатеристики	Значение
Стойкость к химическому воздействию	Есть
Стойкость к биологическому воздействию	Есть
Водонепроницаемость	Есть
Стоимость	Средняя

 

Преимущества:

• Достаточная толщина;
• Стойкость к эрозии;
• Отличная прочность и эластичность;
• Способность к расширению под действием температуры;
• Долговечность.
  

 

Недостатки:

• Возможность повреждения экрана на этапе монтажа;
• Низкая стойкость конструкции на крутых склонах и откосах (иногда);
• Большой объём строительных работ.

 

 

Однослойные экраны

Следующий тип экранов по своей структуре напоминает рассмотренные ранее непогребенные экраны. Основное их отличие состоит в том, что однослойные экраны, помимо самой геомембраны, также имеют защитную прослойку, а в некоторых случаях, ещё и дренажный материал. Такой экран монтируется на предварительно утрамбованный слой грунта. Среди применений таких экранов — использование их для зон хранения отходов в виде естественного защитного барьера.

 

Основные характеристики:

Наименование харатеристики	Значение
Число слоёв геомембраны	Один
Наличие защитного слоя	Есть
Устойчивость к биологическому воздействию	Есть
Водонепроницаемость	Есть
Основное применение	Хранение отходов
Стоимость	Средняя

 

Преимущества:

• Высокие показатели прочности, водонепроницаемость;
• Наличие дренажного слоя в составе покрытия;
• Формирование естественного защитного барьера.

 

Недостатки:

• Возможность повреждения плёнки большим объёмом отходов;
• Недостаточная устойчивость покрытия на наклонных поверхностях.

 

 

Двухслойные экраны

Двухслойные экраны представляют собой более сложные покрытия, чем те, что были рассмотрены ранее. Такие экраны состоят из бентомата, двух слоёв качественной геомембраны и дренажного слоя. Двухслойные системы, в отличие от однослойных или непогребенных, могут использоваться на больших промышленных предприятиях, а их основное назначение — препятствие для попадания опасных химических веществ в грунтовые воды. 

За счёт многослойного строения экранов токсичные вещества проходят фильтрацию в несколько этапов. Например, если они пройдут через первый слой геомембраны, они задержатся в дренажной прослойке, состоящей из гравийной или песчаной засыпки, а также системы труб. Система труб довольно легко устанавливается и при этом демонстрирует свою высокую функциональность в процессе работы.

 

Основные характеристики:

Наименование характеристики	Значение
Число слоёв геомембраны	Два
Наличие защитного слоя	Есть
Наличие дренажного слоя	Есть
Устойчивость к биологическому воздействию	Есть
Устойчивость к химическому воздействию	Есть
Водонепроницаемость	Есть
Основное применение	Защита грунтовых вод от химикатов
Стоимость	Высокая

 

Преимущества:

• Высокая степень защиты грунтовых вод от химикатов; 
• Сложное строение, включающее в себя два слоя геомембраны и дренажный слой;
• Применение системы дренажных труб;
• Отличная прочность и эластичность;
• Долговечность.

 

Недостатки:

• Достаточно высокая стоимость;
• Сложный процесс устройства.

 

 

Комбинированные экраны

Комбинированные экраны объединяют один слой геомембраны, ещё один рабочий слой, а также два защитных слоя, позволяющие предохранить геомембрану от различного рода повреждений. Такое составное покрытие укладывается на хорошо утрамбованный слой грунта. Дополнительным рабочим слоем, как правило, служат стандартные бентонитовые маты, а в качестве надёжного второго защитного покрытия принято использовать асфальтовое или железобетонное покрытие.

Комбинированные экраны отличаются своей универсальностью: они могут укладываться как на само дно или его часть, так и на откосы с достаточно большим углом наклона.

 

Основные характеристики:

Наименование характеристики	Значение
Число слоёв геомембраны	Один
Наличие дополнительного рабочего слоя	Есть
Наличие защитного слоя	Есть, два
Устойчивость к химическому воздействию	Есть
Степень защищённости от механических повреждений	Высокая
Водонепроницаемость	Есть
Основное применение	Защита грунтовых вод, работа с отходами
Стоимость	Высокая

 

Преимущества:

• Наличие двух рабочих и двух защитных слоёв;
• Высокая степень химической стойкости;
• Защищённость от механических повреждений;
• Эффективная защита грунтовых вод;
• Применение на больших промышленных сооружениях.

 

Недостатки:

• Достаточно высокая стоимость;
• Сложный процесс монтажа.

 

Основные противофильтрационные материалы

 

Выделяют несколько основных противофильтрационных материалов, которые используются в строительстве. Рассмотрим их поподробнее. 

 

Противофильтрационная геомембрана

Геомембрана представляет собой изоляционную плёнку, которая используется практически во всех сферах строительства. Геомембрана в качестве противофильтрационного покрытия входит в состав противофильтрационных экранов и отвечает за защиту грунтовых вод от отходов различного происхождения. Основой для изготовления мембраны служит материал плёночного типа из ПВХ или полиэтилена с добавлением различных полезных веществ. Толщина рассматриваемой геомембраны может варьироваться от 0,75 до 3 мм, а ширина одного рулона способна доходить до 12 метров.

 

Плёнка полиэтиленовая противофильтрационная

Полиэтиленовая плёнка — ещё более тонкое, чем геомембрана, покрытие, толщина которого варьируется в пределах от 0,2 до 0,5 мм. Такие плёнки могут использоваться почти повсеместно: от сельского хозяйства для нефтяной промышленности. Их главное назначение — защита чистых грунтовых вод от стоков и отходов. Противофильтрационные плёнки характеризуются высокой эластичностью, стойкостью к проколам и температурной стойкостью. Помимо этого, рассматриваемое покрытие способно выдерживать давление больших объёмов воды, солнечного света и низких температур. 

Также полиэтиленовые плёнки обладают паропроницаемостью и экологичностью, поэтому они могут использоваться не только в строительстве хранилищ для жидких отходов, но и в сооружении гидроизоляции для прудов, бассейнов и иных построек. Интервал рабочих температур для таких плёнок составляет от -60 до +80 градусов по Цельсию.

 

 

Противофильтрационные бентонитовые маты

Бентонитовые маты являются рулонным материалом, который также может использоваться в составе противофильтрационных экранов. Бентоматы включают в себя два полотна на основе геотекстиля, которые крепятся друг к другу с использованием иглопробивного способа. Между полотнами обязательно располагается гидрофобный элемент — бентонит. Маты отлично справляются с фильтрацией отходов, выдерживают статическое давление жидкости до 7 атмосфер, а также характеризуются высокой степенью стойкости к износу и «вымыванию» компонентов.

 

 

Читайте также:

— Бентонитовые маты для гидроизоляции и устройства противофильтрационных экранов

Устройство противофильтрационного экрана полигона и других сооружений

 

Рассматриваемые системы при правильной их установке отлично справляются с защитой грунта и грунтовых вод от отходов и сопутствующих им запахов, пыли и микроорганизмов. Основные разновидности защитных экранов — покрытия для основания и поверхности полигонов. Выделяют противофильтрационные экраны и для других сооружений.

Устройство защитного экрана начинается с подготовки грунта. Именно от качества грунта зависит целостность геомембраны, отсутствие лишних жидкостей и газов под её поверхностью. Важно, чтобы грунт, на который планируется укладывать экран, был не склонен к деформациям и усадкам. В противном случае под геомембраной могут начать появляться просадки, оползания откосов и иные неприятные явления. 

Максимально возможные усадки грунта, а также воздействие атмосферных осадков необходимо учесть ещё на этапе проектирования защитного экрана. Только в таком случае можно избежать повреждений геомембраны по естественным причинам. Сооружение экрана включает в себя монтаж гидроизоляции полигона, а также устройство самого геологического барьера в виде противофильтрационного экрана.

Ряд противофильтрационных экранов включает в себя также систему дренажных труб, отвечающих за сбор и удаление фильтрата с территории. Такие трубы устанавливаются в соответствии с заранее согласованным проектом, а в ходе эксплуатации регулярно очищаются и проверяются на наличие повреждений. Если речь идёт об экране основания полигона, он обязательно обустраивается по всем откосам котлованов, а также по их внутренним поверхностям.

Геомембрана, лежащая в основе любого противофильтрационного экрана, изготавливается из высокопрочных материалов — полиэтилена или ПВХ. От качества материала геомембраны зависит прочность и срок эксплуатации всего покрытия. Помимо непосредственно рабочих слоёв, некоторые виды экранов состоят также и из защитных слоёв, призванных предохранить поверхность геомембраны и дренажный материал от различных повреждений.

 

Рекомендации по проектированию и строительству противофильтрационных экранов

На этапе составления проекта противофильтрационного экрана нужно учитывать все тонкости закупки материалов и их непосредственного применения. Процесс строительства может выполняться как самостоятельно, так и при помощи команды профессионалов и занимать от нескольких часов до нескольких дней.

Если обобщить, работа с противофильтрационными экранами выполняется в три последовательных этапа:

• подбор материала,
• составление проекта и закупка материала,
• монтаж защитного экрана.

 

При выборе геомембраны и дополняющих её материалов следует обратить внимание на химическую, биологическую и температурную устойчивость материала, его прочность и гибкость, а также срок службы. Не стоит забывать и о стоимости, которая в случае высококачественных геомембран может выходить за рамки запланированной.

Когда укладка защитного экрана осуществляется на откосах, крутых склонах и в иных опасных местах, роль дренажного слоя может выполнить геотекстиль, который предотвратит нарушение целостности противофильтрационного экрана вследствие различных, в том числе и внешних, воздействий.

 

Стоимость устройства противофильтрационного экрана

В таблице указаны стоимости устройства экранов:

Наименование вида работ	Стоимость работы
Закупка противофильтрационной геомембраны	От 120 руб./кв.метр
Устройство экрана из полиэтиленовой плёнки	От 100 руб./кв.метр
Устройство экрана из геомембраны	От 150 руб./кв.метр
Устройство бентонитовых матов	От 90 руб./кв.метр