Глубина траншеи для прокладки водопроводных труб: как правильно рассчитать параметры

Обустройство систем можно заказать у специализированной компании, но многие занимаются этим самостоятельно.

И чтобы коммуникации работали нормально, прокладывать их нужно по всем правилам. Это справедливо и в отношении расчетов размера траншеи под трубопровод.

Как рассчитать глубину, ширину и другие параметры траншеи для водопровода, расскажем в статье.

Зачем нужен расчет?

Водопроводные и канализационные трубы должны укладываться в грунт на определенную глубину. Этот параметр регламентируется СНиП, СП, и соблюдать его нужно строго.

Если неверно рассчитать глубину траншеи, в процессе эксплуатации водопровода возможно его промерзание, повреждения. Ширина траншеи тоже имеет значение, так как в нее нужно уложить трубу, обеспечить слой изоляции.

При строительстве нужно знать и площадь – для определения объема земляных работ.

Какими СНиП и СП пользоваться?

Все строительные работы регламентируются сводом правил (СП) и СНиП. При определении параметров котлована под водопровод пользуются такими документами:

В этих документах перечислены все условия для расчетов, приводятся данные по типам грунта, видам труб и трубопроводов, написаны формулы, по которым вычисляются оптимальные параметры котлованов. Ориентируясь на нормы, вы все рассчитаете правильно, без ошибок.

Примечания

1. ↑ 123456789
   «Технология строительного производства». Раздел XII. Прокладка инженерных сетей. Глава 1. Общие сведения. § 2. «Виды прокладки труб». Стр. 383-384. Под редакцией профессоров О. О. Литвинова и Ю. И. Белякова. Киев, Головное издательство издательского объединения «Вища школа». Тираж 20 000, 1985 — 479 с.
2. ↑ 123456789
   «Типовые расчёты при сооружении и ремонте газонефтепроводов (Сооружение трубопроводов)». Глава 5. Строительство переходов трубопроводов через естественные и искусственные препятствия. § 5.3.3 Выбор оборудования при строительстве трубопроводных переходов через дороги. — Стр. 535-550. Под ред. д.т.н. проф. Л. И. Быкова. — Недра, с. 824, ил. С-Пб., 2006. Тираж 10 000. ISBN 5-94920-038-1.
3. ↑ 1234
   АТР 313.ТС-002.000. Типовые решения прокладки трубопроводов тепловых сетей в изоляции из пенополиуретана диаметром 50-1000 мм.
4. И. П. Петров, В. В. Спиридонов. «Надземная прокладка трубопроводов». Изд-во «Недра». М.: 1965. Тираж 2475 экз. С. 447. Глава 5. Системы, применяемые при надземной прокладке трубопроводов. §1 Обзор построенных балочных систем надземных трубопроводов. Стр. 97-117.
5. М. А. Мохов, Л. В. Игревский, Е. С. Новик
   . «Краткий электронный справочник по основным нефтегазовым терминам с системой перекрестных ссылок». — М.: Российский государственный университет нефти и газа имени И. М. Губкина. 2004.
6. И. П. Петров, В. В. Спиридонов
   . «Надземная прокладка трубопроводов». Изд-во «Недра». М.: 1965. Тираж 2475 экз. С. 447. Глава 5. Системы, применяемые при надземной прокладке трубопроводов. §2 Основные балочные системы, применяемые при надземной прокладке трубопроводов. Стр. 117-119.
7. Арочные трубопроводы. Горная энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Е. А. Козловского. 1984—1991.
8. Висячие трубопроводы. Горная энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Е. А. Козловского. 1984—1991.
9. ↑ 12
   «Металлические конструкции». В 3-х томах. Том 3. «Специальные конструкции и сооружения»: Учеб. для строит. вузов. Под редакцией д. т. н. профессора В. В. Горева. Издание второе, исправленное. М.: Высшая школа, 2002. — 544 с.: ил. ISBN 5-06-003787-8 (т.3); ISBN 5-06-003697-9. Глава 5 Трубопроводы. § 5.4 Конструирование и расчёт подземных трубопроводов. Стр. 82-85.
10. ↑ 12345678910
    Глава 2. Земляные работы. § Закрытые способы разработки грунта. Стр. 41. «Справочник строителя: полный комплекс строительных и отделочных работ для сдачи дома в эксплуатацию». А. Г. Борисов. — М.: АСТ: Астрель, 2008. — 327 с. Тираж: 4 000 экз. ISBN 978-5-17-037842-5 (ООО «Издательство АСТ»); ISBN 978-5-271-14158-4 (ООО «Издательство Астрель»)
11. ↑ 12
    Скафтымов Н. А. «Основы газоснабжения». — Л.: Недра, 1975. — 343 с. Тираж 35 000 экз. §IX.4 «Сооружение переходов под автодорогами, железнодорожными и трамвайными путями». Стр. 170-171.
12. Фиделев А. С., Чубук Ю. Ф. Строительные машины: Учебник для вузов. — 4-е изд., перераб. и доп.— Киев: Вища школа. Головное изд-во, 1979, — 336 с. Стр. 216.
13. «Технология строительного производства. Учебник для вузов». Глава VI. Буровые работы механические способы бурения. С. С. Атаев, Н. Н. Данилов, Б. В. Прыкин и др. «Стройиздат», 1984.
14. Параграф 3 «Термины и определения», СП 86.13330.2014 «Магистральные трубопроводы». Пересмотр актуализированного СНиП III-42-80*.
15. ↑ 12345678
    Микротоннелирование — Ассоциация «Современные Бестраншейные Технологии».
16. ↑ 1234
    Журнал «СтройПРОФИль» № 6-06. Статья Бестраншейная технология — микротоннелирование. Дата публикации: 02.10.2006. Рубрика: бестраншейные технологии.
17. А. Г. Камерштейн, В. В. Рождественский и др. «Расчёт трубопроводов на прочность. Справочная книга.». М. — 1969. Тираж 10 000 экз.
18. Пункт 4.15, СП 42.101-2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб».

Правила, формулы и данные

Прокладка коммуникаций предварительно рассчитывается на этапе проектирования дома – в фундаменте нужно предусмотреть технологические отверстия (вводы) для труб.

В первую очередь проводится исследование участка – для выявления имеющихся инженерных сетей, уточнения места их прохождения и глубины залегания. Если другие сети есть, в соответствии с СНиП 3.05.04-85 трубопровод прокладывается на таком расстоянии от:

1. Канализации – на 50 см.
2. Силового кабеля – 50 см.
3. Газопровода – 100 см.
4. Тепловых сетей – 150 см.
5. Другого водопровода – 150 см.

Под любой дорогой или мощенным участком труба должна проходить перпендикулярно. Это нужно для уменьшения нагрузок, которым будет подвергаться труба. На основе полученных данных разрабатывается план прокладки трассы.

Второй этап – определение формы траншеи. Она может быть прямоугольной, трапециевидной и смешанной.

Прямоугольную выемку копают в грунтах с высокой несущей способностью и низким уровнем подпочвенных вод. Такие траншеи более просты в обустройстве, земляные работы обходятся дешевле. Дополнительное укрепление стенок требуется только при большой глубине залегания трубы.

Трапециевидные траншеи обустраивают на участках с высоким уровнем грунтовых вод, на торфяных, болотистых или других почвах с низкой несущей способностью. За счет формы такие они не нуждаются в укреплении стенок, но земляные работы сложнее.

Вторым этапом подготовительных работ является непосредственно расчет. Определяется три параметра: глубина траншеи (Н), ее длина (L) и ширина (B).

Глубина

Этот параметр зависит от типа грунта, диаметра и вида труб, глубины промерзания почвы. На какую глубину копать траншею под воду? В соответствии со СНиП, минимальной глубиной для разных типов грунта является:

• скалистый грунт – 0,5 м;
• рыхлая, мягкая песчаная почва – 1,6 м;
• глинистый грунт – 1,3 м;
• почвы со средней рыхлостью – 1,7 м.

Но при расчетах учитывается глубина промерзания почвы – трубы нужно прокладывать ниже этой отметки. Если это технически сложно, трубопровод дополнительно утепляется.

Глубина промерзания грунта указывается в специальных таблицах. Вот данные по некоторым регионам РФ (в метрах):

1. Москва – от 1,35 до 2.
2. Республика Адыгея – от 0,29 до 0,43.
3. Алтайский край – 1,30 – 3,52.
4. Архангельская область – 1,57 – 2,89.
5. Астрахань – 0,78 – 1,50.
6. Краснодар – 0,00 – 0,74.
7. Ленинградская область – 0,99 – 1,96.
8. Новосибирск – 1,84 – 2,98.
9. Екатеринбург – 1,58 – 2,32.
10. Республика Крым – 0,01 – 0,49.

Также вычисляют высоту траншеи – расстояние от ее дна до черной отметки. Глубина не равна высоте, так как в последний показатель входит глубина залегания трубы, толщина подсыпки под нее, толщина теплоизоляции, толщина общего слоя засыпки.

При прокладке трубопровода, которым будут пользоваться только в теплое время года, разрешается минимальная глубина траншеи – 50 см.

Длина

Длина траншеи складывается из длины отрезков трубопровода от точки врезки в магистраль или скважину до точки подключения к внутреннему трубопроводу.

В редких случаях траншея пролегает по прямой линии, чаще она имеет более или менее сложную форму, поэтому нужно рассчитать общую длину выемки. Делают это с помощью масштабного плана участка.

Ширина

В соответствии с СНиП ширина для труб диаметром 50-100 мм должна быть в пределах 0,5 – 0,8 м.

Этот показатель соблюдается при ручной копке. Если используется экскаватор, расчеты не нужны – исходят из ширины ковша техники. Но минимальная ширина траншеи, независимо от каких-либо факторов – 0,7 м.

Если копают прямоугольную траншею, ее ширина вверху и внизу одинакова. При трапециевидной форме верхняя ширина больше нижней в 1,5 – 2 раза. При этом нижняя ширина – основная, и для труб диаметром 50-100 мм составляет 0,5 – 0,8 м.

Периметр и площадь

После определения основных параметров котлована рассчитывают его объем – это нужно для определения общего объема земляных работ.

Расчет проводят по формуле V = a * h * L (для траншеи с прямоугольными стенками).

В этой формуле используют такие значения:

• V – искомый объем;
• a – ширина котлована;
• h – его глубина;
• L – длина.

Если траншея имеет трапециевидную форму, то есть, ее стены скошены, используется формула V = (a + b) /2 * h * L. Здесь a – это ширина котлована по дну, b – ширина по верху.

Для простых расчетов с учетом всех параметров можно воспользоваться калькулятором.

Правила определения глубины прокладки водопровода

При строительстве объекта любого назначения практически всегда существует необходимость в подводе к нему воды. Оттого, насколько правильно рассчитана глубина заложения водопровода и ряд других параметров, зависит возможность бесперебойной эксплуатации инженерных коммуникаций в течение всего года.

В противном случае может произойти повреждение трубопровода в результате образования в нем льда и потребуется проведение сложных и дорогостоящих ремонтных работ.

Факторы, определяющие глубину прокладки водопровода

Мнение, что необходимо максимально заглублять коммуникации в землю, ошибочно. В некоторых случаях это выливается в напрасную трату средств и сил, а также усложняет ведение ремонтных работ и к тому же слишком большая толщина грунта над трубой может привести к тому, что коммуникации просто лопнут, не выдержав давления.

Когда определяется глубина прокладки трубопровода подачи воды учитывается:

• Максимальная температура зимой;
• Тип грунта на местности;
• Температура воды в системе;
• Наличие растительности на поверхности;
• Продолжительность солнечного периода;
• Время подачи воды;
• Количество осадков;
• Глубина залегания подземных вод.

В СНиП 2.04.02-84* содержатся рекомендуемые параметры, полученные с учетом этих факторов. Глубина прокладки водопровода должна не допускать замерзания воды при температуре воздуха ниже 0°С и ее чрезмерного нагревания в жару.

Учет всех факторов при расчете в каждом конкретном случае необходим для обеспечения бесперебойности функционирования системы без ее неоправданно сильного заглубления.

Нормативные показатели глубины заложения водопровода

Существуют достаточно сложные методики расчета этого параметра, но их обобщенные результаты содержатся в СНиП 2.04.02-84* «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения». Ценность содержащихся в нем данных состоит в их получении практическим путем.

Минимальная глубина прокладки трубопроводов определяется нормами СНиП 2.04.02-84*, как такая величина, которая дает возможность предохранить конструкцию от деформаций и разрушений под воздействием внешних нагрузок (например, транспорта).

Глубина прокладки труб, считая до низа, должна быть на 500 мм больше расчетной глубины проникания в грунт нулевой температуры. Трубопроводы диаметром до 500 мм должны залегать минимум на 300 мм ниже отметки промерзания грунта, труба размером более 500 мм — глубже на 500 мм и более.

Дополнительные факторы определения глубины прокладки трубопровода

Степень заглубления коммуникаций может быть увеличена в зависимости от следующих моментов:

• Расположение колодца — трубопровод необходимо прокладывать от уровня его дна;
• Точка ввода водопровода в здание — чем ниже запланирован его проход через фундамент, тем более значительной должна быть глубина залегания коммуникаций;
• Кольцевая жесткость труб.

Факторы, способные сократить глубину прокладки водопровода:

• Уровень расположения грунтовых вод — чем выше отметка их залегания, тем меньшей глубины можно вырыть траншею;
• Устройство теплоизоляции труб или системы электрического подогрева кабелем.

Требования к прокладке трубопроводов в частных домах

При определении параметров ямы для труб используются те же рекомендации и нормативы. Но для частных домов требования более мягкие, достаточно придерживаться минимальных значений глубины и ширины.

Более строгие требования предъявляются при закладке труб на глубину свыше 3 метров, но в частном строительстве такая глубина – крайне редкое явление.

Желательно утеплять трубы, независимо от их глубины пролегания – это касается серверных и средних широт. При засыпке труб первые 25-30 см траншеи закапывают осторожно, мягким грунтом без крупных кусков и камней.

Нельзя в одной траншее прокладывать водопровод и канализацию. Но допускается укладка водопроводной трубы и электрического кабеля, при условии, что мощность кабеля не превышает 35 кВ, и он помещен в пластиковую трубу. Сама труба должна располагаться минимум на 25 см выше водопроводной, а над кабелем должно быть не меньше 100 см почвы.

Нормативная литература

• СП 35.13330.2012 «Мосты и трубы».
• СП 42-101-2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб».
• ТПР 901-09-9-87 «Переходы трубопроводами водопровода и канализации под ж.д. путями на станциях и перегонах и под автомобильными дорогами».
• СТН 51-4-92 «Строительство подводных переходов трубопроводов бестраншейным способом».
• ТК 4.01-06-2011 «Технологическая карта производства работ по бестраншейной прокладке стальных футляров бурошнековыми машинами».
• ТК 122-05 «Технологическая карта на прокладку наружных сетей водопровода из пластмассовых труб ПВХ».
• ТПР 57-031-87 «Подземный переход нефтепроводов и водоводов Ду 80…1200 мм через железные и автомобильные дороги».
• АТР 313.ТС-002.000. «Типовые решения прокладки трубопроводов тепловых сетей в изоляции из пенополиуретана диаметром 50-1000 мм».
• «Руководство по применению микротоннелепроходческих комплексов и технологий микротоннелирования при строительстве подземных сооружений и прокладке коммуникаций закрытым способом». М., 2004.
• «Строительство подводных переходов газопроводов способом направленного бурения». РАО «Газпром». М.: 1998.

Последствия неправильных подсчетов показателей для траншеи под воду

Зачем нужно так тщательно рассчитывать все показатели, ведь можно проложить трубы «на глаз», особенно, если речь идет о частном доме, построенном на собственном участке?

Но если глубина траншеи будет меньше уровня промерзания грунта, зимой вода в трубах будет постоянно замерзать. Это приведет к засорам и даже к разрыву труб. При недостаточном заглублении трубы она может повредиться из-за чрезмерной нагрузки.

При слишком малой ширине траншеи не получится обеспечить правильную теплоизоляцию труб, что тоже приведет к их промерзанию. Кроме того, узкая яма осложняет укладку и обслуживание водопровода, его ремонт.

Что касается соблюдения других нормативов – расстояния до других коммуникаций – то они продиктованы соображениями безопасности. Ведь даже в частном доме нежелателен контакт водопроводной воды и канализационных стоков, или воды и электричества, газа.

Важная и полезная информация о копке траншеи для водопровода находится здесь.

Метод «труба в трубе»

Метод прокладки «труба в трубе» применяется в двух случаях: когда необходимо восстановить старый изношенный трубопровод, либо, когда требуется защита трубопровода от химических или механических воздействий.

Релайнинг — один из вариантов прокладки новых труб в старом трубопроводе; это бестраншейный метод санации и восстановления трубопроводов, когда новый трубопровод прокладывается внутри существующего без раскрытия (или с частичным раскрытием), а также без демонтажа старого трубопровода.

Для предотвращения быстрого изнашивания труб от механических и других воздействий на переходах через препятствия (реки, озёра, автомобильные дороги, железнодорожные пути и т. д.) их прокладывают в защитных кожухах, т. е. прокладка трубы производится внутри другой трубы большего диаметра, не менее чем на 200 мм. В технической литературе кожух также называют «чехлом», «футляром» или «патроном».