Читать книгу: «Инженерные системы для дачного участка», страница 3

Рассмотрим последовательность действий при устройстве кирпичного колодца:

♦ подготовка круглых рам соответствующего диаметра (от 1 м и более). Одна из рам (нижняя) называется основной, другие – промежуточными и верхней. Материалом для нижней рамы служат металл, железобетон или дерево. Ее наружный диаметр примерно на 50–60 мм больше диаметра остальных рам. Кроме того, она бывает самой прочной (ее толщина составляет 80—100 мм) и тяжелой. Ширина основной рамы зависит от толщины кирпичной кладки: если ее выполняют в один кирпич, то рама должна быть шириной 250 мм, если в полтора кирпича – 370 мм. С наружной стороны к ней прикреплен стальной нож.

Промежуточные и верхняя рамы чаще всего бывают деревянными, толщиной 80 мм, по ширине они также могут совпадать с шириной кладки или быть немного уже, чтобы была возможность заполнить швы цементным раствором (второй вариант предпочтительнее).

Чтобы сделать кладку максимально прочной, рамы скрепляют анкерами или арматурными стержнями диаметром не менее 15 мм, концы которых имеют резьбу длиной 150 мм, а также шайбами и гайками. Для установки металлического крепежа в рамах просверливают отверстия: в нижней и верхней по 6 шт., в промежуточных – 12 шт. (здесь необходимо вспомнить школьный курс геометрии, чтобы разделить окружность на 6 и 12 частей соответственно), причем отверстия в разных рамах должны совпадать. В таких случаях прибегают к пакетному методу, при котором детали помещают друг на друга и сверлят одновременно.

Поскольку предполагается использовать колодезную воду не только для полива огорода, но и для питья, то нельзя при его строительстве использовать низкосортный цемент, ствол из которого размоется и начнет пропускать грунтовые воды. Подойдет портландцемент М500.

После осуществления всех подготовительных работ приступают к монтажу рам. На анкер до упора накручивают гайку, надевают шайбу, вставляют в отверстие в нижней раме, надевают шайбу, закручивают гайку и повторяют эту операцию еще 5 раз. Точно так же действуют, соединяя основную раму с очередной промежуточной и т. д. В результате должна получиться конструкция, как на рисунке 11;

Рисунок 11. Конструкция из рам: 1) нижняя рама; 2) шайба; 3) гайка; 4) анкер; 5) промежуточная рама

♦ рытье котлована и тщательное выравнивание его дна;

♦ установка рамной конструкции (основной и первой промежуточной), контроль ее горизонтальности и корректировка положения при возникновении такой необходимости;

♦ жесткая фиксация рам с помощью бревен, досок и другого подручного материала;

♦ выполнение кирпичной кладки, которую ведут обычным способом, т. е. на нижней раме расстилают слой цементного раствора (1: 2 или 1: 3) толщиной 10 мм и кладут первый ряд кирпичей, предварительно смоченных водой. Первые 2 ряда тычковые. При этом между кирпичами с внешней стороны возникает зазор, который следует заполнить раствором и кирпичными обломками. Последующие ряды можно класть как тычками (рис. 12), так и перемежая ложки двумя кирпичами, положенными тычком (рис. 13), главное – соблюдать перевязку швов.

Рисунок 12. Схема круглой кладки из тычков

Рисунок 13. Схема круглой кладки из тычков и ложков

Чтобы колодец получился идеально круглым, желательно изготовить шаблон (рис. 14). Он имеет вид кольца, собранного из двух половинок, которые соединяются клиньями (их вставляют в хомуты, которые предварительно прибивают к кольцу). Для удержания кольца в середине укладываемого ряда кирпичей применяют крючки. По мере кладки шаблон перемещают. Чтобы он свободно извлекался, кладка не должна доходить до него ближе чем на 5 мм.

Рисунок 14. Шаблон

Для усиления кладки через 3–5 рядов рекомендуют протягивать по 2 ряда проволоки диаметром 2–5 мм, отступив от краев кирпича 30–50 мм.

Примерно за 5 см до установки промежуточной рамы кладку приостанавливают, монтируют конструкцию из 12 анкеров, закрепляя их описанным ранее способом, проверяют ее вертикальность и горизонтальность, плотно заполняют зазор между кладкой и рамой цементным раствором (1: 3), смешав его с гравием или щебнем. Чтобы рамы ложились ровно и плотно, в кирпичах необходимо заранее вырубить гнезда под анкера с шайбами и гайками.

Если предполагается поступление воды со стороны боковых стенок, то в кладке следует выполнить окна размером 500 × 200 мм, чтобы потом поместить в них фильтры из пористого бетона.

Поскольку за готовым колодцем будет необходимо ухаживать (очищать от слизи и пр.) и спускаться в него для осмотра и ремонта, еще на стадии кладки следует предусмотреть установку скоб на глубину 120 мм (в неглубокий колодец можно опускать лестницу), размещая их вразбежку с расстоянием между ними 20 см (рис. 15) и предварительно покрыв их водостойкой краской;

Рисунок 15. Размещение скоб на стенках колодца

♦ оштукатуривание стенок колодца между нижней и промежуточной рамами цементным раствором (1: 1 или 1: 2), который должен иметь консистенцию густой сметаны. Его наносят за один раз, сверху вниз, раз равнивают полутерком и заглаживают кельмой. Чтобы получить ровную гладкую стенку, устанавливают горизонтальные или вертикальные маяки из реек толщиной 40–60 мм, причем их следует расположить напротив анкеров. Оштукатурив первую полосу между маяками, переходят к очередной, удаляют маяк, заполняют образовавшийся промежуток раствором и т. д. Если кольца выполнены из дерева, то их обычно не штукатурят. Если же возникает такая необходимость, то на ее поверхность надо прикрепить металлическую сетку (в крайнем случае набить гвозди и оплести их проволокой), которая будет удерживать раствор. Главное, чтобы металлические элементы были полностью закрыты штукатуркой – это защитит их от коррозии;

♦ выемка грунта;

♦ опускание конструкции. При этом необходимо периодически контролировать ее;

♦ кладка следующей захватки (промежутка между рамами), ее оштукатуривание и т. д.;

♦ оформление оголовка (в нем обязательно ставят промежуточные кольца, соединенные анкерами) после того, как трубчатый кирпичный колодец будет опущен на расчетную глубину, установка опор, ворота, навеса и пр. Для предупреждения его произвольного опускания под нижнее кольцо подкладывают бетонные или каменные плиты, причем они должны примерно на 20–50 см выходить за внешнюю стенку колодца;

♦ очистка дна колодца с последующим засыпанием его гравийно-песчаной смесью, если вода будет поступать в колодец снизу. В таком случае необходимо заложить окна, оставленные в стенах колодца.

Схема строительства трубчатого кирпичного колодца представлена на рисунке 16.

Рисунок 16. Устройство кирпичного колодца (размеры указаны в миллиметрах): 1) кладка; 2) анкер; 3) скоба; 4) арматурный стержень; 5) диск; 6) ворот; 7) колесо; 8) рукоять; 9) опора

По такой же технологии устраивается колодец из натурального камня (рис. 17), причем сделать это гораздо сложнее, поскольку в отличие от кирпича, имеющего стандартные размеры, камень приходится подгонять, придавая ему необходимую форму. Важно особое внимание уделять перевязке камней, армировать кладку проволокой через каждые 150–200 мм по высоте. Кроме того, надо учесть, что раствора для кладки и оштукатуривания потребуется больше.

Рисунок 17. Фрагмент стенки колодца из природного камня: 1) нож; 2) основное кольцо; 3) гайка; 4) шайба; 5) анкер; 6) промежуточное кольцо

Сложнее всего действовать тогда, когда водоносные слои залегают на значительной глубине, поскольку нужно извлекать из шахты большое количество грунта, или когда грунты насыщены водой. В таких случаях устраивают буровые колодцы, названные так потому, что под них бурят скважины. Здесь заметим, что проектирование и устройство бурового трубчатого колодца – это прерогатива специальных организаций, поскольку для этого необходимо специальное оборудование, которым вряд ли располагает рядовой застройщик. Останавливаться подробно на том, как именно это делается, не имеет смысла. Поэтому в порядке информации ограничимся общими сведениями.

Итак, буровой колодец – это скважина, перпендикулярно ориентированная относительно потока подземных вод. Если скважина глубокая, то ее стенки укрепляют обсадными металлическими трубами (предпочтительны бесшовные горячекатаные), при небольшой глубине используют керамические или асбоцементные трубы. Внутренний диаметр обсадной трубы определяется типом оборудования для подъема воды (насоса, насосной станции и др.), но должен быть, как минимум, 120 мм. По мере бурения диаметр обсадных труб становится меньше, а зазоры между участками труб уплотняют раствором на основе специального тампонажного портландцемента.

Верхняя часть скважины (устье колодца) оформляется оголовком, возвышающимся над поверхностью земли на 80—100 см и защищающим ее от загрязнений (с этой целью к нему прикрепляют крышку). Одновременно на нем монтируется водоприемное оборудование. Оголовок окружает отмостка шириной не менее 2 м, спланированная с уклоном в направлении расположения водоотводной канавы. Кроме того, колодезная шахта оснащается вентиляционной трубой, поднимающейся над уровнем земли не менее чем на 2 м.

Традиционная технология устройства буровых колодцев не лишена недостатков, в частности стальные обсадные трубы постепенно разрушаются вследствие коррозии, что приводит к попаданию в воду ржавчины; по той же причине в стенках труб возникают отверстия, через которые в скважину проникает вода из верхних пластов (или даже из очистных сооружений, построенных на соседнем участке), что снижает качество питьевой воды; вода из верхних пластов нередко содержит примеси в виде песка, частиц глины, которые заиливают трубу, уменьшая ее просвет. Поэтому буровые скважины функционируют не более 5 лет.

Применение современных технологий позволяет устранить перечисленные недостатки и продлить эксплуатацию бурового колодца (гарантийный срок службы составляет до 30 лет). Для этого сам процесс бурения скважины проходит в несколько этапов (рис. 18):

♦ пробурив песчано-глинистые отложения и достигнув известняка, в скважину вставляют металлическую обсадную трубу диаметром 168 мм, оснащенную фильтром;

♦ проходят известняк до водоносного горизонта, используя бур меньшего диаметра;

♦ в образовавшуюся скважину на всю глубину опускают пластиковую колонну диаметром 125 мм, которую до определенного постоянного уровня заполняет вода;

♦ примерно на 5—10 м выше фильтра вокруг пластиковой колонны насыпают кварцевый гравий (фракция – 1,2–2 мм), который дополнительно очищает воду, поступающую в эксплуатационную колонну, от механических примесей;

Рисунок 18. Буровой колодец (схема): 1) водопроводная труба; 2) оголовок с вентилем; 3, 6) обсадная труба; 4) насос; 5, 7) пластиковая колонна; 8) фильтрационная часть

♦ поверх гравийного фильтра помещают сухие глиняные гранулы, которые, набухнув от воды, образуют глиняный замок. Он станет барьером на пути попадания в эксплуатационную колонну воды из верхних горизонтов.

На индивидуальных участках для собственных нужд устраивают так называемый абиссинский колодец (рис. 19), оснащенный поршневым насосом-колонкой.

Рисунок 19. Абиссинский трубчатый колодец: а – общий вид; б – устройство (схема); 1) грунт; 2) цоколь; 3) наконечник; 4) фильтр; 5) сетка

Конструкция абиссинского колодца довольно проста и состоит из оцинкованной стальной трубы диаметром от 25 до 60 мм с отверстиями по бокам на участке длиной 80—100 см. Отдельные трубы собирают в колонну посредством резьбовых соединений. Самая нижняя из них оснащается стальным наконечником конусообразной формы, что значительно облегчит забивание колонны в грунт, и диаметром несколько большим, чем у труб, чтобы они свободнее проходили по скважине.

Если к участку еще не подведено электричество, но поначалу для подъема воды можно воспользоваться ручным насосом. Они бывают поршневыми и штанговыми. Первые смогут качать воду с глубины не более 7 м, вторые поднимут воду с глубины до 30 м.

Вода будет поступать снизу, поэтому в этой части трубы проделывают отверстие, в которое вставляют фильтр, например сетку из нержавеющей проволоки с мелкими ячейками, которые не пропустят в трубу крупные частицы песка и пр.

Обычно трубу для абиссинского колодца забивают непосредственно в грунт, однако в твердых грунтах предварительно бурят скважину.

При сооружении колодца должен соблюдаться такой порядок действий:

♦ выкапывают шахту размером 100 × 80 × 80 см или бурят скважину глубиной 100 см и диаметром 20 см;

♦ подготавливают приспособление для забивания трубы (рис. 20).

Рисунок 20. Приспособление для забивания трубы абиссинского колодца: 1) наконечник; 2) фильтр; 3) труба; 4) подбабок; 5) баба; 6) веревка; 7) блок; 8) хомут

Для этого фильтр соединяют с трубой; на нее надевают бабу весом 25–30 кг; отступив от фильтра 1 м, болтами прикрепляют подбабок (стальной хомут, состоящий из двух половинок, в задачу которого входит ограничение движения бабы до самого нижнего края); на расстоянии 1–1,5 м от подбабка устанавливают второй хомут с блоками, через которые перекидывают веревку.

Далее действуют так:

♦ в центр шахты устанавливают трубу;

♦ заполняют шахту грунтом, утрамбовывают его, чтобы труба сохраняла устойчивое вертикальное положение;

♦ поднимают бабу за веревки и опускают, благодаря чему труба начинает постепенно погружаться в грунт;

♦ по мере забивания трубы оба хомута (подбабок и с блоками) перемещают вверх по трубе;

♦ к первой трубе прикручивают вторую и так продолжают до тех пор, пока не достигнут водоносного горизонта. Чтобы понять, что появилась вода, в трубу опускают веревку с привязанным к ней небольшим отрезком трубы, который при контакте с водой издает специфический хлопок;

♦ продолжают забивать трубы, пока фильтр полностью не окажется в водоносном слое и уровень воды в трубе будет выше 50—100 см от верхнего края фильтра;

♦ откачивают воду, пока не пойдет чистая.

Устройство абиссинского колодца на участке – это реальная возможность обеспечить участок водой, тем более что его можно построить собственными силами. Однако следует знать о некоторых недостатках, которые имеются у этой конструкции:

♦ поскольку диаметр забивных труб небольшой, то использовать погружной насос для подъема воды не удастся – придется ограничиться поверхностным, который монтируют снаружи. При этом важно, чтобы уровень воды в колодце не падал ниже 80 см, в противном случае мощности насоса не хватит;

♦ абиссинский колодец может забиваться на глубину до 10 м;

♦ если конец трубы с отверстиями не достигает водоносного слоя, то он может пропускать в трубу загрязненные поверхностные воды.

Таким образом, основные источники водоснабжения дома и участка известны. Остается только выбрать, какому из них отдать предпочтение – колодцу или скважине. В пользу артезианской скважины глубиной до 100 м говорит тот факт, что она наиболее долговечна. Однако для ее бурения необходимо получить разрешение. Если учесть, что вода на такой глубине является государственным стратегическим запасом, то сделать это будет отнюдь не просто. А оформив его, придется платить соответствующие налоги за пользование этим природным ресурсом. Помимо того, что бурение собственно скважины обойдется достаточно дорого (от 60 до 100 тыс. руб.), ее будет нужно оснастить системой фильтров, насосом и другим оборудованием, что также потребует денежных вложений.

Для индивидуальной эксплуатации можно пробурить неглубокую скважину (10–20 м), что будет стоить дешевле и артезианской скважины, и шахтного колодца. Однако срок службы этого источника воды не превышает 5—10 лет, в то время как правильно устроенный колодец может функционировать практически неограниченное время. Поэтому прежде чем решать проблему холодного водоснабжения, надо взвесить все «за» и «против» и принять единственно правильное решение.

Определившись с источником водоснабжения, необходимо подумать о том, каким образом поднимать воду на поверхность и как провести воду в дом при наличии децентрализованной системы водоснабжения.

В наше время каждый старается создать такую систему водоснабжения, при которой можно получить необходимое количество воды, повернув вентиль крана, причем не прилагая никаких дополнительных усилий. Это нельзя считать прихотью человека, живущего в XXI в., поскольку современная бытовая техника отказывается эффективно работать в отсутствие в системе водоснабжения стабильного давления. Его необходимо обеспечить, для чего следует установить насос. Отечественный рынок предлагает широкий ассортимент насосов различной конструкции. Насосы делятся на три большие группы:

♦ водоподъемные;

♦ циркуляционные;

♦ дренажные.

Речь пойдет о водоподъемных насосах, которые поднимают воду на поверхность, выкачивая ее из скважин и колодцев. Насосы этого типа бывают поверхностными и погружными.

Поверхностные насосы практичны и при правильной эксплуатации работают до 15 лет. В торговой сети можно приобрести устройства как отечественного («Кама 10», «Агидель» и др.), так и импортного производства (немецкие, испанские и итальянские).

Погружной насос, в отличие от поверхностного, опускают непосредственно в воду, которую он, создавая давление снизу, поднимает на поверхность, что гораздо легче, чем откачивать воздух и поднимать воду (или другую жидкость) сверху. Расстояние до дна скважины или колодца составляет 15 см, а глубина погружения может доходить до 5 м. Погружной насос весит не более 4 кг и без труда помещается в скважину, внутренний диаметр которой не превышает 100 мм. Однако необходимо иметь в виду, что погружной насос может непрерывно функционировать не более 2 ч, после чего требуется перерыв на 20 мин.

Насосы данного типа для водозабора представлены агрегатами двух типов – вихревыми погружными (одно– и многоступенчатыми) и центробежными скважинными. При использовании первых надо помнить, что вода может содержать не более 40 г/м³ различных примесей, иначе насос выйдет из строя, не прослужив гарантийный срок.

Необходимость фильтрации воды всем очевидна. Процесс очистки бывает многоступенчатым, поскольку ни один фильтр не в состоянии дать 100 %-ного результата. Первым устанавливают фильтр грубой очистки, который избавит воду от механических примесей.

Вторые стоят дороже, поскольку мощнее и обладают большим количество ступеней, что делает их не столь требовательными к чистоте воды (в ней может быть больше примесей). Торговая сеть располагает насосами разных стран-производителей – Дании, Испании, Италии и Германии, по-прежнему большим спросом пользуются отечественные насосы «Малыш» и более мощный «Полив».

Насосы для неглубоких колодцев и скважин можно выбрать самостоятельно. Покупку насоса для артезианской скважины следует доверить специалистам, поскольку необходимо учесть параметры скважины (в первую очередь надо соотнести диаметры скважины и насоса, поскольку при малой разнице нельзя будет опустить насос на нужную глубину, а при значительной будет трудно обеспечить насосу полное охлаждение – от диаметра скважины зависит скорость движения воды), требования к системе водоснабжения, тем более, что самый дорогой насос обойдется дешевле, чем бурение и обустройство скважины.

Поверхностные насосы в наибольшей степени распространены на дачах, где требуется подать воду из речки, пруда, неглубокого колодца для хозяйственных нужд, например для полива огорода. При этом сам насос размещают на поверхности земли, на оголовке колодца, а шланг, отходящий от него, погружают в воду. Достоинствами насосов этого типа являются доступная цена, легкость эксплуатации и транспортировки. Но сфера его применения ограничена водоемами глубиной не более 8 м. Чтобы покрыть все потребности, его следует использовать в сочетании с накопительной емкостью (рис. 21), дабы при постоянных включениях и выключениях не ускорить износ двигателя.