К атегория: Колодцы

Шахтные колодцы

Шахтные колодцы сооружают в том случае, когда глубина залегания водоносного слоя составляет примерно 20 м. Для выкачивания воды из шахтных колодцев применяют электронасосы центробежного или вибрационного типа.

Помимо этого, можно устроить журавль, которым пользуются в случае поломки насоса.

Сруб колодца (поперечное сечение 1 х 1 м, 1,25 х 1,25 м, 1,5 X 1,5 м), в зависимости от глубины делают из бревен диаметром 12-18 см и заглубляют в водоносный слой на 1,5-2 м.

Для надводной части шахтного колодца используют сосну, для нижней - дуб, вяз, ольху.

Венцы изготавливают с подгонкой бревен и обтеской на плоскость внутренней стороны. Их подгоняют в паз по горизонтали, соединяют вставными дубовыми шипами по вертикали, в углах - в косую лапу.

Сборка сруба является начальным этапом строительства колодца. После нее производят разметку шахты и глиняного замка.

Затем до глубины 1-1,5 м вынимают грунт, опускают в шахту собранный сруб, устанавливают треногу с полиспастом и делают водоупорный замок из глины, имеющий глубину и ширину около 1 м. Глину утрамбовывают.

После этого выкапывают шахту, постепенно выбирая грунт со всех сторон на толщину венца и подводя бревна новых венцов. Затем их прижимают друг к другу временными скобами.

Чтобы стенки шахтного колодца не перекашивались и не разрывались, через 2 параллельных нижних бревна каждые 5 венцов делают длиннее на 20 см со всех сторон.

Концы этих бревен кладут в гнезда, проделанные в стенках шахты.

Шахтные колодцы - надежные водозахватные сооружения, с помощью которых забирают грунтовые воды с глубины не более 30 м. Они могут полностью обеспечивать потребность в воде одного или нескольких садовых участков. Дебит воды (производительность колодца) составляет от 0,5 до 3 м3/ч. Они доступны для чистки, изолированы от поверхностных ливневых стоков, просты в эксплуатации, легко ремонтируются. Воду из них можно забирать с помощью ведер и электронасосов, устанавливаемых на поверхности или опускаемых в колодцы.

Недостаток шахтных колодцев - эксплуатация только грунтовой воды, качество которой не всегда отвечает санитарно-гигиеническим нормам питьевой воды. В шахтных колодцах при малой интенсивности водоотбора вода часто застаивается, приобретает затхлый запах. В открытый ствол колодца могут попадать посторонние предметы и он может загрязняться. Но во всех случаях колодец обеспечивает полив и технические нужды хозяйства, а также служит надежным источником при пожаротушении.

Шахтные колодцы сооружаются вручную шахтокопателями или буровыми установками только специально обученными бригадами. Это требование техники безопасности должно строго соблюдаться. Оно относится и к чистке колодцев при эксплуатации. Спуск необученных людей в ствол колодца не допускается ввиду возможных обвалов стенок и загазованности воздуха в шахтах.

Шахтный колодец состоит (рис. 1) из оголовка, ствола, ограниченного боковыми стенками, водоприемника и фильтра. Вокруг оголовка устраивается изоляционный пояс из глины для предохранения от попадания поверхностных вод в колодец. Сверху пояс покрывается асфальтом. Дно колодца располагается в водоносном пласте и может не доходить до водоупора. Вода в колодце устанавливается на уровне грунтовых вод. При этом колодец должен располагаться как можно дальше от туалетов, мест содержания животных, поглощающих ям, т. е. тех мест, где происходит проникновение загрязнений в грунтовые воды.

Шахтные колодцы роют на глубину до первого водоносного горизонта и в нем устраивают водоприемную часть. Если водоносный горизонт отсутствует, а вода содержится в тонких пропластках песка, суглинках, супесях, то делают колодец с учетом проникания воды через стенки колодца и скапливания ее на дне.

Рис. 1. Шахтный колодец

Для этого стенки колодца крепят бревнами или прямоугольным брусом размером 12-18 см. Обычно сечение колодца принимается размером не менее 1X1 м. В качестве древесины используют дуб, вяз, ольху. Ствол крепят последовательно сверху вниз. На поверхности заготовляют венцы, подгоняют их и спускают на тросе в шахту. Колодец копают постепенно, на глубину одного венца во избежание обвалов стенок.

При устройстве колодцев из бетонных колец работы выполняют в следующем порядке. Отрывают котлован на глубину, равную высоте одного кольца, и свободно опускают кольцо на дно шурфа. Затем устанавливают на него второе кольцо и скрепляют их скобами. Углубляют дно и подкапывают породы под торцом кольца. Последнее под собственным весом постепенно опускается. Затем наращивают новое кольцо и повторяют описанные операции по копке ствола. Обычно используют кольца диаметром 1; 1,25,1,5 м.

При устойчивых породах можно отрывать ствол без параллельного крепления бетонными кольцами. Это могут делать только специальные бригады.

Породу из колодца извлекают с помощью бадьи на стальном тросе, который через ролик, закрепленный на треноге, наматывается на лебедку. Лебедка должна иметь предохранительную стопорную защелку во избежание возможного раскручивания барабана.

Наиболее важный процесс сооружения шахтного колодца - обустройство его водоприемной части. Нужно иметь в виду, что при вскрытии водонасыщенных чистых песков, особенно плывунов, не удается добиться глубины слоя воды более 75 см. Большей глубины можно достичь только при связанных породах, т. е. супесях, глинистых песках, суглинках с пропластка и песка. Поэтому в водоносных песках не следует чрезмерно извлекать песок и переуглублять колодец, так как после откачки воды в колодец будет интенсивно поступать вода с песком. Может даже происходить отрыв нижних венцов сруба или колец и образование разрывов в сплошности крепления стенок.

Разрабатывать дно песчаного колодца нужно с принудительной откачкой воды бадьей или насосом. При креплении стенок срубом возникают трудности устройства венцов в водосодержащих песках. В этом случае в шахту опускают короб из досок или бетонные кольца. При копке песка они заглубляются и создают хорошие условия для притока воды. По завершении выемки песка на необходимую глубину следует прекратить откачку воды и сразу же засыпать дно крупным песком слоем 20 см, а сверху галькой или щебнем слоем такой же толщины. Обязательное условие - тщательная изоляция шахты от попадания в нее посторонних предметов, дождя, снега и поверхностных вод, для чего вокруг колодца устраивается глинистый замок и делается люк с крышкой.

Ежегодно весной колодец тщательно осматривают и ремонтируют его поверхностные надстройки. Необходимо заполнить глиной просевшие вокруг него места, а сверху заасфальтировать или зацементировать. Колодец следует тщательно прокачать. Для этого измеряют объем содержащейся в нем воды и с помощью бадьи или насоса откачивают из него не менее двух объемов воды. Ежегодно следует проводить химический и бактериологический анализы воды. В случае необходимости по заключению органов санитарно-эпидемиологической станции колодец необходимо подвергать дезинфекционной обработке химическим патроном или другими средствами с последующей откачкой из него воды до полного удаления запаха.

Часть 2

Шахтные колодцы глубиной до 20 м (иногда и более) обычно устраивают в песках или гравелистых грунтах для получения грунтовой воды из верхнего (безнапорного) горизонта. Колодец представляет собой шахту из кирпича, бетона, железобетона, бутового камня или дерева. Деревянные колодцы имеют в плане квадратную форму, а остальные, как правило, круглую.

Рис. 1. Шахтный колодец из железобетонных колец 1 - настил для установки колонки насоса; 2 - мощение щебнем; 3 - гравий; 4 - крупный песок

В верхней части стенки колодца должны быть водонепроницаемы, чтобы в колодец не просачивалась верхняя загрязненная вода. Нижняя часть колодца, наоборот, должна быть сделана с отверстиями для поступления воды. Верхние отверстия в этой части колодца должны быть ниже динамического горизонта не менее чем на 0,5-1 м.

В кирпичных и бутовых колодцах отверстия могут быть устроены путем оставления сквозных швов между кирпичами или камнями; в бетонных и железобетонных колодцах для устройства отверстий в кладку закладывают при бетонировании трубки, закрытые деревянными пробками, которые после устройства колодца вынимают.

В дне колодца устраивают фильтр из крупнозернистого материала, насыпанного слоями с постепенным увеличением крупности зерен снизу вверх. Верхний слой целесообразно укладывать из гальки размером 50- 100 мм. Стенки колодца рекомендуется выводить выше поверхности земли на 1 м. Вокруг колодца должен быть устроен глиняный замок.

Деревянные колодцы устраивают в виде сруба из бревен, обтесанных с внутренней стороны, или из пластин.

Деревянные колодцы обычно применяют только для временного водоснабжения ввиду их недолговечности (дерево скоро загнивает) и ввиду того, что они неудовлетворительны в санитарном отношении.

Шахтные колодцы чаще всего устраивают опускным способом.

Бетонные и железобетонные колодцы небольшого диаметра могут быть устроены из колец.

Такие колодцы диаметром 1,23 м глубиной до 30 м целесообразно устраивать при помощи машины КШК-30 или КШК-25 (копатель шахтных колодцев) заводского изготовления. Машина включает в себя бур специальной конструкции, приводимый в движение двигателем, смонтированным вместе с копром и оборудованием на прицепе. Одновременно с выемкой земли производится опускание железобетонных колец колодца. Скорость проходки машиной достигает 1,15 м/час.

Рис. 2. Шахтный колодец с радиальными дырчатыми трубами 1 - вертикальный центробежный насос; 2 - дырчатая труба; 3- наконечники; 4 - водоупорные пласты; 5 - водоносный горизонт

Возможно устройство колодцев с горизонтальными, радиально направленными в виде лучей дырчатыми трубами (рис. 3). С целью наиболее полного захвата подземного потока радиальные трубы могут быть уложены в два или три яруса. Прокладку радиальных труб производят путем продавливания их отдельными короткими секциями при помощи домкратов, установленных в шахтном колодце. Такие водосборы, называемые лучевыми, широко применяются в странах Западной Европы (Швейцарии, Венгрии, Италии и др.) и в США. Водозабор подобного типа сооружается в Варшаве с целью получения подрусловой речной воды. Используя опыт Венгерской Народной Республики, Гипро-спецнефть проводит работы по внедрению лучевых водосборов и в нашей стране. Лучевые водозаборы предусматривает в своих работах и Гипрокоммунводоканал.
subimage

- Шахтные колодцы

Шахтные колодцы (рис. 31.1) представляют собой вертикальные выработки с большим поперечным сечением (не менее 1 м) и относительно небольшой глубиной (до 20-30 м). Обычно они применяются для забора подземных вод из первых от поверхности безнапорных водоносных горизонтов. Это горизонты сравнительно небольшой мощности (не более 10 м), которые сложены рыхлыми породами (песками, галечниками). Иногда шахтные колодцы сооружают и в напорных водоносных пластах при глубине их залегания до 30-40 м. Однако устройство шахтных колодцев такой глубины целесообразно лишь при слабой водообильности пласта.

Шахтные колодцы чаще всего применяют для водоснабжения мелких потребителей - небольших населённых пунктов и отдельных строений в сельской местности, фермерских хозяйств, полевых станов, ферм и т. п. Для централизованного водоснабжения крупных потребителей шахтные колодцы практически не применяют, так как производительность одного шахтного колодца обычно не превышает 5-15 м 3 /сут.

Шахтные колодцы (рис. 31.1) состоят из ствола 1 , оголовка 2 , водоприёмной и водосборной части - зумпфа 3 .

Ствол шахтного колодца 1 соединяет оголовок с водоприёмной частью, предотвращает обрушение стен, изолирует колодезную воду от загрязнённых поверхностных вод. В стволе также может размещаться водоподъёмное оборудование - насосы и трубопроводы.

Проходка ствола производится вручную либо механизированным способом. Для механизированной проходки применяют агрегаты КШК-25 и КШК-30, которые бурят колодцы глубиной до 25 и 30 метров соответственно с креплением стенок железобетонными кольцами диаметром 1 м.

Ствол может выть изготовлен из: деревянных брусьев или брёвен (сруб); каменной или кирпичной кладки, монолитного или сборного бетона и железобетона. Он должен быть водонепроницаемым. В настоящее время для изготовления стволов колодцев глубиной до 30 м наиболее широко используются железобетонные кольца высотой 1 м и внутренним диаметром 1 м, толщина стенок 80 мм.

Оголовок 2 предназначен для защиты от попадания в колодец загрязнённых поверхностных вод, для создания удобных условий эксплуатации (подъёма и разбора воды, наблюдения для состоянием колодца и т. п.), а также для предотвращения замерзания воды при небольшой глубине колодца. Возвышение оголовка над поверхностью земли по санитарным условиям должно быть не менее 0,8 м. Оголовок перекрывается крышкой, над ним устанавливается навес или будка. Вокруг для лучшего отвода воды поверхность земли планируется с уклоном 0,1 в сторону от колодца. На ширину 1-2 м устраивается каменная или асфальтовая отмостка 4 .

Чтобы вода в колодце не "задыхалась", предусматривается вентиляционная труба 6, которая выводится над поверхностью земли на высоту не менее двух метров. Верхний конец трубы защищается колпаком с сеткой.

Вокруг ствола в земле со стороны оголовка устраивается глиняный замок 5 глубиной 1,5 - 2 м и шириной 0,5 м, который предотвращает загрязнение подземных вод с поверхности.

Для несовершенных колодцев (дно колодца не доходит до водоупора - рис. 31.1) в мощных водоносных пластах более трёх метров водоприёмная часть 3 устраивается только в дне колодца, либо в дне и стенах колодца одновременно. Для совершенных колодцев - только в стенах колодца.

При приёме воды через дно колодца устраивается обратный фильтр (рис. 31.2). Обратным фильтр называется потому, что у него, в противоположность обычному фильтру, мелкие фракции (песок) располагают внизу, а более крупные (щебень или гравий) - вверху. Этот фильтр обеспечивает защиту воды в колодце от частиц водоносной породы. Обратный фильтр устраивается из нескольких слоёв песка и гравия толщиной по 10-15 см. каждый, общей толщиной 0,4-0,6 м. Крупность частиц слоёв фильтра и их соотношение между соседними слоями принимается по приложению 2 СНиП 2.04.02-84 так же, как и для фильтров скважин.

В процессе эксплуатации фильтрующие слои могут перемешиваться, что может потребовать периодической реконструкции фильтра. Для исключения перемешивания слоёв фильтра сверху располагают плиту из пористого бетона, которая изготавливается из гравия или щебня крупностью 10- 15 мм, скреплённого водостойким цементом или эпоксидным клеем. При слабой мощности водоносных пластов (до 3 м) устраиваются шахтные колодцы совершенного типа со вскрытием всей мощности пласта (рис. 31.3). Приём воды в таких колодцах производится через боковые стенки. Для этого в них предусматривают окна, которые заделываются пористым бетоном, либо все кольца в районе водоносного пласта изготавливают из пористого бетона.

Для подъёма воды из шахтных колодцев применяют центробежные насосы. Наиболее удобны в эксплуатации погружные насосы.

Если используются обычные насосы, то они размещаются в колодце на специальном перекрытии. Расстояние от оси насоса до нижнего уровня воды в колодце должно быть меньше высоты всасывания насоса. Кроме того, необходимо предусмотреть устройство для заливки насоса.

Для крупных потребителей забор воды может производится одновременно из нескольких шахтных колодцев (рис. 31.4). Центральный колодец 1 соединяется с периферийными колодцами при помощи самотечных трубопроводов, а при небольшой глубине колодцев (до 8-9 м)- при помощи сифонных трубопроводов 3 . Забор воды из центрального колодца производится погружным насосом 4 . Вакуумная установка 5 для зарядки сифонов размещается в павильоне 5 над центральным колодцем.

Дебит колодца, схема которого приведена на рис. 30.3 составит

для прикидочных расчетов
, (31.1)

при приеме только через дно и

,(31.2)

при приеме через дно и стенки и
приток равен сумме расходов, вычисленных по формулам:

, (31.3)

, (31.3)

где - понижение уровня в колодце, м;

- дополнительное сопротивление
, где
.

Не все дачи и загородные дома находятся вблизи сетей централизованного водоснабжения. Но для комфортного проживания нужна вода. В такой ситуации единственным источником воды для питьевых и хозяйственно-бытовых нужд могут стать подземные горизонты. Чтобы обеспечить добычу такой воды, необходимо соорудить шахтный колодец, пробурить скважину или сделать трубчатый колодец. Любое гидротехническое сооружение способно обеспечивать бесперебойное водоснабжение жилого дома. Однако их устройство и особенности эксплуатации немного отличаются. В нашей статье мы сравним шахтные и трубчатые водозаборы.

Выделяют два типа водозаборных сооружений колодезного типа:

• шахтные гидротехнические конструкции.

Трубчатое сооружение

Такая разновидность конструкций очень часто встречается в небольших посёлках и называется колонкой. Другое название этого сооружения абиссинский колодец, скважина-игла. Иногда они располагаются прямо на улицах. Чтобы вода из недр такого колодца могла подниматься наверх, используется ручной насос. Трубчатый колодец можно устроить только в том месте, где подземные воды залегают на небольшой глубине. На возведение этого гидротехнического сооружения уходит 1-2 дня. Однако устройство такого водозабора выполняется не копанием ямы, а бурением скважины.

По сути, это та же буровая скважина, оборудованная фильтром, подъёмной и насосной аппаратурой. Если бурение такой проходки будет выполняться в неустойчивых грунтах или на значительную глубину, то обязательно используется обсадная колонна. Это позволит избежать обвала грунта со стенок скважины как во время бурения, так и в процессе эксплуатации. Благодаря резьбовому соединению труб удаётся добиться высокой герметичности сооружения.

Такое сооружение может быть двух разновидностей:

• мелкого заложения (до 40 м), конструкции глубиной до 9 м делают методом забивания трубы, это возможно только в мягких почвах;
• глубокого заложения (более 40 м), для бурения скважин глубиной до 50 м используют ударно-канатный метод, а для конструкций глубиной более 50 м подходит колонковый или роторный способ.

Устройство

Трубчатый колодец обычно сооружается после изучения особенности грунтов. От этого зависит выбор метода бурения (бур, долото или коронка). Устройство такого колодца начинается с бурения скважины по размеру обсадной трубы до водоносного горизонта. Затем устанавливается обсадная колонна. Забойная часть колонны имеет перфорацию и фильтр.

Важно: обязательно выполняется обратная отсыпка – затрубное пространство за обсадными трубами заполняется глиной. Только так можно защитить сооружение от попадания поверхностных вод.

Преимущества и недостатки

К достоинствам таких гидротехнических сооружений можно отнести следующее:

• вода в таком колодце практически всегда остаётся чистая, поскольку в скважину не могут попасть посторонние предметы и мусор;
• трубчатый колодец можно размещать недалеко от дома;
• добычу воды можно производить с ранее намеченного горизонта;
• скважина обеспечивает хороший дебет чистой питьевой воды.

Среди недостатков этих сооружений стоит упомянуть:

• невозможность добычи грунтовых вод, находящихся в неглубоких горизонтах (выше отметки 7 м);
• если время для бурения выбрано неправильно, то гидротехническое сооружение может обмелеть;
• если конструкцией не пользоваться регулярно, велика вероятность заиливания скважины;
• при нарушении и неточностях в процессе монтажа швы между обсадными трубами могут разгерметизироваться.

Строительство трубчатого колодца

Проще всего самостоятельно сделать неглубокий трубчатый водозабор (до 9 м) в мягких породах грунта. Для этого в грунт забивают трубы. Чтобы облегчить работу землю можно периодически смачивать. Работы ведут в таком порядке:

1. Сначала в месте выполнения шахты делается шурф глубиной 1,5-2 м и размером 1,5х1,5 м.
2. К первой трубе крепится хомут на болтовом соединении, устанавливается фильтр, надевается утяжеляющая баба.
3. Второй хомут крепится выше фильтра на 200 см.
4. Труба ставится в центре приямка. Шурф засыпается и трамбуется.
5. Забивка трубы происходит при помощи бабы на верёвке.
6. Таким образом ведут работы, пока не доберутся до водоносного горизонта.

Шахтный водозабор

Такое водозаборное сооружение идеально подходит для самостоятельного выполнения. Обычно устройство шахтного колодца делают в процессе копания ямы и укрепления её стенок. Шахтные колодцы можно разделить на несколько видов в зависимости от материала, из которого сделаны их стенки:

• деревянные;
• каменные или кирпичные;
• пластиковые;
• железобетонные.

Чаще всего делают железобетонные колодцы. Такая конструкция может прослужить до полувека. Глубина шахтного колодца может доходить до 15-20 м. Однако сам процесс копания ямы довольно длительный и трудоёмкий. В зависимости от габаритов бетонных колец для монтажа может потребоваться грузоподъёмная техника. Довольно часто на дне сооружения оборудуется фильтр высотой до 50 см.

Внимание: шахтный колодец обязательно должен защищаться от попадания поверхностных вод и верховодки. Для этого снаружи он обмазывается битумом и оборачивается двумя слоями гидроизоляции, все стыки между кольцами тщательно герметизируются.

Стремительно набирают популярность пластиковые колодцы. Высокая герметичность всех швов и соединений достигается благодаря цельности конструкции. Срок службы таких конструкций не меньше, чем у изделий из железобетона. Но главное преимущества в малом весе пластиковых колец, что обеспечивает быстрый монтаж без использования строительной техники.

Кирпичные и деревянные шахтные колодцы не пользуются такой популярностью, как несколько десятков лет назад, из-за трудоёмкости их выполнения, низкой герметичности, быстрой загрязняемости и сложностей в обслуживании.

Внимание: чтобы защитить содержимое колодца от загрязнения поверхностными водами, осадками и мусором, сооружение обязательно должно иметь крышу, а его оголовок должен быть приподнят над уровнем земли на высоту не менее 50 см.

Устройство

Шахтный колодец состоит из трёх частей:

1. Снизу располагается водоприёмник. Эта часть нужна для сбора и фильтрации воды.
2. Выше водоприёмника находится ствол колодца. Это подземная часть конструкции, которая защищает воду от загрязнения, а стенки шахты от обрушения.
3. Выше поверхности земли располагается оголовок колодца. Он защищает конструкцию от попадания мусора, осадков, пыли и грязи, а также не даёт воде замерзать зимой. На оголовок устанавливается крыша и ворот.

Преимущества и недостатки

К преимуществам шахтных колодцев можно отнести следующее:

• Внушительный срок эксплуатации, доходящий до 50 лет.
• Очистка такого гидротехнического сооружения проходит легко.
• Благодаря значительному диаметру шахты для обеспечения автоматической подачи воды в дом можно использовать любые глубинные насосы.
• Чтобы сделать такой колодец, не нужно получать никакие разрешения. После сооружения конструкции колодец необходимо просто зарегистрировать.

Однако у шахтных колодцев есть и недостатки:

• Время и трудозатраты на копание глубокой ямы немаленькие.
• В процессе копания можно наткнуться на верховодку или загрязнённые грунтовые воды, которые будут непригодны для питья.
• Раз в год нужно выполнять чистку и дезинфекцию сооружения.
• При нерегулярном использовании содержимое колодца подвергается заиливанию.
• Для получения качественной питьевой воды понадобится устройство хорошего фильтра.
• Некачественная герметизация сооружения может привести к загрязнению воды.

Строительство колодца

Копку водозабора лучше производить в конце осени или зимой. Всё дело в том, что в это время грунтовые воды понижаются на максимальную глубину, поэтому вы не наткнётесь на верховодку, а само сооружение можно выкопать значительной глубины. Это обеспечит вам стабильный большой дебет гидротехнической конструкции в любой сезон.

Для устройства ствола водозабора лучше взять железобетонные кольца диаметром 1 м и высотой 50-100 см. Их несложно поднимать при помощи лебёдки, и вам не понадобится кран. Над местом копания устанавливают треногу, к которой крепят лебёдку.

Копку и монтаж сооружения ведут в таком порядке:

1. Для копания используют лопату с коротким черенком. Сначала выкапывают яму глубиной 50-100 см и диаметром чуть больше метра.
2. После этого в яму устанавливают первое бетонное кольцо. Его приподнимают при помощи лебёдки и опускают в яму.
3. После этого копку продолжают под кольцом вниз. По мере углубления ямы кольцо будет проседать под собственным весом.
4. После того как первое кольцо просядет на высоту 50-100 см производят монтаж второго кольца на него сверху. При этом элементы между собой скрепляются при помощи металлических скоб. В процессе монтажа швы между кольцами герметизируют при помощи специального шнура.
5. Также производят дальнейшее копание и установку последующих колец. Когда дно ямы начнёт заполняться водой, копку прекращают.
6. На дне колодца делают фильтр из послойно уложенных мытых камней разной фракции. Обычно его высота должна быть не меньше 50 см.
7. Затем выполняют наружную гидроизоляцию, обмазав верхние три кольца снаружи битумной мастикой и обмотав колодец рубероидом.
8. Вокруг колодца выполняют гравийно-песчаную засыпку или глиняный замок. Сверху делается бетонная отмостка с уклоном от стен сооружения.
9. На оголовок устанавливается крыша со свесом и ворот.

При уровне залегания подземных вод до 10 м строят шахтные колодцы, в которых используются грунтовые воды. Если уровень этих вод ближе 5 м от поверхности, сооружение колодца облегчается, но вода может оказаться недостаточно чистой.

В зависимости от используемого материала различают деревянные, бетонные, кирпичные и каменные колодцы. Шахты могут быть круглыми диаметром 1-1,5 м или квадратными. Увеличение этих размеров практически не влияет на количество воды, притекающей в колодец из водоносного слоя за единицу времени. Этим количеством определяется дебит колодца.

Шахтный колодец состоит из оголовка, ствола и водоприемной части (рис. 1-5-1). Оголовок - это часть ствола колодца, выведенная выше уровня земли на 0,7-0,8 м. Он должен иметь крышку, навес и устройство для извлечения воды (ведро с цепью или канатом, соединенным с воротом, насос, «журавль» и т. п.). Чтобы в колодец не просачивалась загрязненная вода с поверхности, вокруг него делают глиняный замок глубиной 1-1,5 м и шириной 0,5 м. Над глиняным замком устраивают отмостку из камня, щебня, бетона и т. п. с уклоном от периметра колодца. В слишком плотной крышке колодца оставляют перекрываемое отверстие для удаления вредных газов.

Ниже оголовка вплоть до уровня воды находится ствол шахты, переходящий в водоприемную часть. В зависимости от потребности в воде и мощности водоносного пласта эта часть может быть различной. Устраивая колодец, следует исходить из принципа: приток воды равен потреблению, иначе вода или будет загнивать, или ее не будет хватать. Водоприемную часть в колодцах индивидуального пользования обычно погружают в водоносный слой не более чем на 0,7 м его высоты. Глубину от зеркала воды до дна колодца выдерживают в пределах 1-1,5 м. Это тот минимум, при котором обеспечивается незамутненность воды при заборе.

Колодец, водоприемная часть которого не доходит до конца водоносного пласта, называется несовершенным (рис. 1-5-2). Вода в него поступает через дно и стенки водоприемной части. Для увеличения запаса воды водоприемную часть расширяют до очертаний шатра. При большем расходе воды колодец строят совершенным. Его водоприемная часть завершается на границе с водоупорным пластом, поэтому вода поступает только через боковые стенки водоприемной части. Запас воды увеличивается, если углубиться в водоупорный пласт. Возникает подствольник, или зумпф. Углубления в водоупорной пласт не требуется в том случае, если водоприемная часть выполнена в виде шатра.

Для воды, поступающей через дно водоприемной части, необходим фильтр, который состоит из слоя песка и слоя щебня или гравия.

Водоносный слой у дна водоприемной части может быть слишком жидким. В этом случае дно выстилают досками с отверстиями или между досками оставляют щели и уже сверху насыпают песок и гравий (щебень).

Сложнее устроить фильтр у боковых стенок. Поэтому самодельные колодцы, как правило, бывают несовершенными с поступлением воды только через дно.

Деревянные колодцы . Для изготовления сруба колодца наиболее подходящие породы деревьев - дуб, лиственница, вяз, ольха. Поперечное сечение сруба выбирают от 0,7х0,7 м до 1,5х1,5 м. Сруб ставят из цельных бревен диаметром 0,15-0,20 м. Бревна большего диаметра распиливают на пластины. Венцы сруба в углах соединяют «в лапу» и скрепляют деревянными шипами. Между собой венцы неподвижны благодаря стальным скобам и нагелям. Иногда сруб обивают досками.

При глубине колодца 5-6 м и сравнительно крепком грунте сразу достигают дна, временно укрепляя стенки против обвала. Раму укладывают на дно и на ней возводят сруб. Если водоносный пласт очень жидкий, на дно шахты укладывают бревна и к ним пришивают доски с зазором для прохода воды. На этот пол и монтируют венцы сруба.

Фильтр лучше устраивать трехслойный. Входящие компоненты перед укладкой хорошо промывают. Нижний слой готовят из среднезернистого песка диаметром 0,2-0,5 мм, средний - из песчинок диаметром 1-2 мм, верхний - из щебня или гравия диаметром 8-10 мм. Минимальная толщина фильтра - 0, 3-0,5 м. Возможно и другое сочетание слоев, но всегда частицы вышележащего слоя должны быть крупнее.
Колодцы глубиной более 6 м строят двумя способами: наращиванием сруба сверху и наращиванием снизу. При первом способе роют шахту глубиной в несколько метров. В нее устанавливают заранее заготовленные венцы сруба так, чтобы три-четыре из них, считая по вертикали, выступали над уровнем земли. Все венцы монтируют строго по отвесу и скрепляют скобами и нагелями. Затем выбирают грунт на 0,2-0,3 м только под серединой каждого бревна нижнего венца сруба. Вместо удаленного грунта ставят подпорки клиновидной формы. Затем подрывают грунт по углам нижнего венца, извлекают его из шахты и постепенно выбивают клинья, чтобы сруб плавно опускался, пока не скроются в шахте 1-2 выступавших венца. Над землей наращивают новые венцы, и процесс повторяется. Не исключены случаи, когда при опускании сруб накреняется. В этом случае его осаживают по поднятым углам. Иногда для этого сооружают помост на верхнем венце и на торчащие углы кладут груз, что облегчает выравнивание сруба. Часто для равномерного опускания сруба его нижний венец несколько расширяют и окантовывают по периметру стальным уголком, который срезает стенки шахты при движении.

Если сруб даже под воздействием груза в сотни килограммов застрял намертво, то этот сруб наращивают снизу. Этот способ целесообразен и при устройстве глубоких колодцев. При этом часть сруба опускают в шахту описанным выше способом. После того как будет смонтирована верхняя половина сруба, работу продолжают под срубом. Под срубом подрывают грунт на толщу венца, который опускают на дно в разобранном виде. Чтобы венцы прилегали плотно друг к другу и в процессе сборки сруба снизу не было перекосов и сползаний, концы двух параллельных бревен первого венца должны выступать за габариты венца на 0,4- 0, 5 м. Для удлиненных концов в стенках шахты в горизонтальном направлении вырывают специальные гнезда - печуры. Для каждого бревна одно из гнезд должно иметь скошенную верхушку и глубину, равную примерно 0, 8-1 м. Тогда в противоположное гнездо глубиной 0,4-0,5 м бревно зайдет без дополнительного подрывания.

Эти бревна должны иметь вырубки для подсоединения «в лапу» коротких поперечных бревен. Оригинальный венец словно на носилках понесет вышерасположенный сруб. Следующий венец уже полностью можно собрать на дне, поднять и скобами, нагелями скрепить с оригинальным. Чем более сыпуч грунт, тем чаще должны быть оригинальные венцы, что обеспечит долговечность сруба. При слишком сыпучем грунте выбирают иную конструкцию колодца.

Водоносный пласт может представлять собой жижу, состоящую из песка и воды, плывун, который можно преодолеть только с помощью шпунтового ящика. Это ящик изготавливают из досок толщиной 50 мм (пятидесятка). Доски располагают вертикально и соединяют в четверть (рис. 1-5-3). Нижние края досок заостряют. Габариты ящика должны позволять ему скользить по внутренним стенкам сруба. Чтобы ящик врезался в плывун, на него необходимо оказывать давление с помощью клина или грузом, домкратом и т. п. Накапливающийся внутри ящика грунт удаляют, поднимая вверх.

На сильно разжиженном плывуне применяют донный ящик (рис. 1-5-4), на дне которого имеется отверстие с крышкой. Основание ящика по контуру оснащают режущей кромкой, обивают уголком или стальной полосой. Заглубляют донный ящик аналогично шпунтовому. После наполнения сдвигают крышку, сверху опускают бадью и перекладывают в нее содержимое ящика. По мере опускания ящика за ним осаживают и сруб. Срок службы сруба (а следовательно, и колодца) - 10-15 лет.

Бетонные колодцы долговечнее и гигиеничнее деревянных. Срок их службы - около 25 лет. Стенки шахты бетонного колодца делают монолитными или собирают из колец. Железобетон - бетон, армированный стальной арматурой, еще более повышает долговечность колодца. Бетонные колодцы выполняют из колец диаметром 0,8-1,0 м, высотой 0,5- 1 м при толщине бетонных колец 0,09-0,12 м, железобетонных - 0,05-0,08 м. При этом используют кран или треногу. В некоторых случаях непосредственно над стволом колодца готовят кольца с помощью опалубки, представляющей собой два разъемных кольца, соосно установленных друг в друге. Зазор между кольцами заливают бетонной смесью. Если перед этим в зазор уложить стальные проволочные кольца, разъединенные по вертикали обрезками проволоки, то можно получить железобетон.

Бетонную смесь готовят из цемента, щебня или гравия, песка и воды. Учитывая, что кольца будут постоянно в воде, для смеси следует применять лишь портландцемент не ниже марки 400. Чтобы бетон был плотным и имел как можно меньше пор, в качестве наполнителя используют материалы разной зернистости в таком соотношении, чтобы после смешивания песок заполнил все пустоты между щебнем или гравием. Практически на одну объемную часть цемента берут 2-3 части песка и четыре части мелкого гравия. Водоцементное отношение, то есть отношение массы воды к массе цемента, должно быть в пределах 0,5-0,7. Большее количество воды снизит прочность бетона. Чтобы проверить качество бетона, следует сжать в ладони немного готового состава. На ладони должен остаться комок без оплывания и немного цементного молока.

Вручную лопатой в мелкой и широкой емкости перемешивают сухой состав до достижения однородной массы. Для этого применяют корыта из оцинкованного стального листа или специальные емкости. Важно при этом, чтобы емкость была поднята приблизительно на высоту домашнего стола и несколько наклонена. Тогда легче выливать смесь в опалубку.

Все элементы смеси перед тем, как высыпать в емкость для перемешивания, очищают от глины, травы, земли и т. п. Все чужеродное снижает прочность бетона. Цемент, рассчитанный на длительное хранение, закладывают в пластмассовые мешки и герметизируют. Бетон укладывают в опалубку слоями толщиной 9-12 см и трамбуют до выделения цементного молока. После заполнения опалубки бетон прикрывают от солнца и в жаркую погоду неделю ежедневно поливают холодной водой.

Строительство колодца из бетонных и железобетонных колец ведут опускным способом. Нижнее кольцо у основания делают с расширением и круговым стальным ножом. Его можно согнуть из стальной полосы толщиной 3- 6 мм, а концы склепать. У верхней кольцевой кромки ножа просверливают по окружности в диаметральных направлениях несколько отверстий. Через них продевают обрезки проволоки. Закладывают нож в опалубку до заливки так, чтобы у готового кольца он выступал на 4-8 см. Проволока должна попасть в заливку и фиксировать нож на кольце. Стенки колодца наращивают в той же последовательности, как и в деревянных. Правильность укладки первого кольца проверяют уровнем (ватерпасом), остальные - по отвесу. Для равномерного опускания колец используют прием, аналогичный описанному выше для деревянных колодцев. Берут четыре опоры (лучше домкраты, хуже кирпичи), подкапывают грунт под нижним кольцом с четырех диаметрально противоположных сторон и вкладывают туда одинаковой высоты опоры. Удаляют грунт между опорами. За опускаемыми равномерно домкратами опускаются кольца. Под цельными опорами многократно подкапывают и удаляют грунт. Существует много способов крепления колец между собой. Для их крепления с помощью стальных скоб до заливки бетона в опалубку вставляют стержни. У готового кольца стержни выбивают. В результате получают отверстия для скоб. Кольца можно отлить и так, чтобы кромки каждого верхнего ряда западали в канавки нижележащего. Швы между кольцами заделывают цементным раствором, содержащим одну часть цемента и три части песка. Когда марка цемента неизвестна, берут часть цемента и две части песка. Водоприемная часть колодца принципиально такая же, как у деревянного. Для индивидуального пользования предпочтительно строить несовершенный колодец с поступлением воды через донный фильтр. Однако при значительном расходе воды делают и боковые отверстия. В качестве фильтра в этом случае используют крупнопористый бетон. Для его изготовления берут 5-7 частей гравия с диаметром частиц 15-20 мм на одну часть цемента. Водоцементное отношение 0,3-0,4. Отсутствие в смеси мелкозернистого песка делает бетон пористым и малопрочным. Поэтому в кольцах из плотного бетона оставляют окна, которые позже заполняют пористым бетоном. Иногда из него выполняют узкие сегменты высотой 10-15 см. В окна колец из плотного бетона можно вставлять и специальные фильтры.

Железобетонные кольца диаметром и высотой 1 м, толщиной - 5 см весят около 380 кг. Бетонные кольца того же диаметра и высоты имеют большую толщину и массу. Поэтому, чтобы справиться с кольцами без грузоподъемных средств, их следует изготавливать меньшей высоты.

Эта трудность отпадает при строительстве колодца из монолитного бетона. Для этого строят концентрически две опалубки, между которыми заливают бетон. Если колодец глубок, осаживают уже отвердевшие стенки, наращивают вверх опалубку и вновь заливают бетон. Отвердевает каждый отрезок шахты не ченее семидесяти дней.

Каменные и кирпичные колодцы имеют большой срок службы, однако постройка их весьма трудоемка. Для стенок используют плотный естественный камень или красный, хорошо обожженный кирпич без трещин. Колодцы чаще имеют цилиндрическую форму с внутренним диаметром 0,75-1 м, толщина стенок - 1-2 кирпича, то есть не менее 0,25 м, из бута - не менее - 0,35 м. В неглубоких колодцах стенки кладут, начиная от дна. При значительной глубине применяют опускной способ. В этом случае на нижнее кольцо из дерева (лучше дуба) по контуру крепят нож из стальной полосы, что облегчит опускание кладки. С этой же целью кольцо делают на несколько сантиметров по диаметру шире наружного размера кладки. Ее ведут на цементном растворе 1:3. Внутри кладку оштукатуривают цементным раствором 1:2. Снаружи стенки кладки также оштукатуривают или обмазывают глиной.

От растрескивания кладку предохраняют стальными тягами, загнутыми по концам. По окружности кладки равномерно распределяют 4- 6 тяг, по высоте они должны на 15- 25 см перекрывать выше- и нижележащие ряды тяг. В процессе кладки их полностью заделывают.

Строят колодцы обычно несовершенными с притоком воды через донный фильтр.

При строительстве колодцев соблюдают правила техники безопасности. Стенки шахты глубиной более 1,5 м обязательно укрепляют досками, плотно прилегающими к грунту. Площадку диаметром не менее 3 м вокруг колодца освобождают от предметов, которые могут свалиться в шахту. Детали подъемных приспособлений перед началом работы проверяют. Опускаемые предметы прочно закрепляют. В шахте желательно находиться в каске.

Перед спуском людей в шахту проверяют наличие в ней газов. Для этого в шахту в ведре на веревке опускают свечу. Если она затухнет, шахту необходимо проветрить, несколько раз подняв и опустив ведро. Если свеча вновь потухнет, применяют вентилятор.

Водоснабжение загородного или дачного дома – задача первостепенная, и, если жилье находится вдалеке от централизованного водопровода, решается только обустройством собственного колодца или питьевой скважины. Одним из решений, которое помогает подвести воду из автономного источника воды, является трубчатый или шахтный колодец.

Разновидности колодцев для снабжения питьевой водой

Водозаборные объекта бывают:

1. Трубчатыми;
2. Шахтными.

Трубчатое сооружение – это, проще говоря, колонка, или абиссинский колодец, который все видели и пользовались в поселках городского типа или деревнях. Для подъема воды на поверхность используется ручной насос, а это означает, что вода, которая поступает из трубчатого колодца, залегает неглубоко. Это – быстровозводимая конструкция, на ее обустройство уйдет максимум 2 рабочих дня, и делается такой колодец бурением скважины или уплотнением грунта забиванием трубы. То есть, конечный результат обустройства трубчатого колодца – стандартная скважина небольшой глубины, которую затем обустраивают фильтрами грубой очистки и насосом, часто электрическим, а не ручным.

При бурении скважины в слабом или рыхлом грунте, а также при глубоком бурении скважину укрепляют обсадными трубами, чтобы стенки отверстия не осыпались и не загрязняли питьевую воду. Обычно обсадные трубы берут небольшого диаметра, поэтому их соединяют между собой резьбовым соединением, что позволяет добиться большой герметизации стыков скважин.

Разновидности трубчатых абиссинских шахтных колодцев:

1. Колодец мелкого заглубления (глубина шурфа – ≤ 40 м). Колодец ≤ 9 м глубиной обустраивают забивкой трубы, которая сразу будет работать как обсадная. Но это можно сделать в рыхлом (песчаном, супесчаном) грунте;
2. Сооружение глубокого заглубления (≥ 40 м). Шурф глубиной ≤ 50 м делают ударно-канатным способом, колодцы глубиной ≥ 50 м – колонковым или роторным способами.

Технические требования к колодцам просты:

Именно из-за мелкой глубины такое сооружение не рекомендуется бурить рядом с ватерклозетами, сточными канавами, септиками и выгребными ямами. Также следует (по возможности) бурить на самом высоком участке двора.

Поэтому, прежде, чем бурить шурф для колодца по трубчатому типу, необходимо провести геологические и геодезические исследования грунта. Результат исследований помогут не только определить местоположение скважины, но и выбрать способ бурения, размер трубы, тип грубого фильтра, модель насоса, и т.д.

Важно: пространство между обсадными трубами и грунтом обязательно следует засыпать глиной. Этот уплотняющий слой называется обратной засыпкой, и работает как водный барьер от попадания в скважину грунтовых и дождевых вод.

Достоинства и недостатки

1. вода в трубчатом колодце всегда будет чистой, так как скважина надежно защищена обсадными трубами, обратной засыпкой и фильтром грубой очистки, который монтируется на конце обсадной трубы в виде перфорированного наконечника;
2. Колонку можно пробурить рядом с домом;
3. Подъем воды ведется с планируемого горизонта;
4. Правильно пробуренная и обустроенная скважина дает полноценный дебет чистой питьевой воды.

Недостатки:

1. Если водный горизонт залегает слишком близко (выше 7 метров), то добыть с нег оводу будет невозможно;
2. Выбор сезона для бурения или пробивания скважины влияет на правильную глубину колодца. Если выбрать время обустройства колодца неправильно (например, во время дождей), то можно увидеть, как ваш колодец мелеет и из него уходит вода;
3. Колодец должен работать постоянно: если забросить его, то скважина заилится;
4. Точность монтажа обсадных труб должна быть очень высокой – при неточной стыковке возможна разгерметизация швов и заиливание скважины.

Основные принципы строительства трубчатого колодца

В мягком грунте трубы в грунт просто забиваются кувалдой. Чтобы трубы входили мягче, грунт периодически смачивают. Операции проводятся таким образом:

1. В намеченном месте (после исследований) копается лидер-лунка Ø до 1,5 м и глубиной до 1,5-2 м;
2. На первую трубу монтируется хомут и фильтр грубой очистки, а также стальная баба для придания веса конструкции;
3. Следующий хомут нужно смонтировать на 2 метра выше фильтра;
4. Труба устанавливается в центре лунки засыпается грунтом и утрамбовывается;
5. Забивают трубу опусканием бабы на канате.

Как устроен шахтный водозаборный колодец

Такое шахтный колодец также можно легко сделать своими руками. Обычно колодец обустраивают одновременно с рытьем шурфа и укрепления его стен. Разновидности шахтных гидротехнических сооружений обуславливаются разными стройматериалами, которые используются для укрепления шурфа:

1. Стенки из дерева;
2. Кирпичные или каменные стенки;
3. Из пластика;
4. Из ж/б конструкций.

Шахтные колодцы со стенками из железобетонных труб пользуются самой большой популярностью из-за простоты строительства и длительности эксплуатации. Вес труб или ж/б колец заставляет использовать подъемный кран для опускания бетонных элементов в шурф, но длительный срок службы такого колодца оправдывает все расходы.

Важно: колодец шахтного типа необходимо защищать от верховодки и атмосферных осадков. Защита состоит из слоя битума и рулонной гидроизоляции (рубероид или полиэтилен). Стыки труб и швы гидроизоляции также промазываются битумом.

Как устроен колодец шахтного типа

Оголовок должен находиться выше уровня грунта – для защиты от мусора и отрицательных температур, так как оголовок утепляется. Основные составляющие конструкции:

1. Водоприёмник, который устраивается в нижней части и служит для приема и фильтрования воды;
2. Шахтный ствол, который находится в грунте и служит для защиты от обрушения стенок колодца, а также для ограждения питьевой воды от грунтовых вод и атмосферных осадков;
3. Оголовок защищает колодец от мусора и замерзания воды, конструкция должна иметь защитную кровлю и ворот для аварийного ручного подъема воды.

Достоинства конструкции:

1. Длительный срок безремонтной службы – более 50-70 лет;
2. Шахтное сооружение дешевле бурения Устройство скважины;
3. Простота очистки воды;
4. Большой диаметр шахты позволяет автоматизировать подъем воды любыми типами насосов – глубинными, центробежными или вибрационными;
5. Не нужно оформление разрешительных документов – после окончания строительства колодец достаточно зарегистрировать в БТИ.

Недостатки:

1. Временные и трудовые затраты на строительство выше, чем на аналогичные процессы в оборудовании трубчатого колодца;
2. Ежегодно необходимо чистить и дезинфицировать гидротехническое сооружение;
3. Необходима постоянная откачка или забор воды, чтобы не допустить заиливания шахты;
4. Качество питьевой воды обуславливается устройством надежного фильтра;
5. Плохая герметизация стыков труб и швов гидроизоляции колодца приводит к загрязнению.

Как построить колодец

Копать шурф для водозабора лучше всего поздней осенью или в начале зимы, так как грунтовые воды в это время уходят на максимальную отметку, и нет риска обнаружить верховодку, а сам шурф можно сделать намного глубже, чем планировалось, что позволит иметь гораздо больший суточный дебет питьевой воды.

Рытье шурфа и сборку колодезной конструкции проводят в следующей последовательности:

1. Шурф выкапывают лопатой с коротким черенком, чтобы можно было удобно выбрасывать грунт наверх – длинный черенок не позволит повернуть лопату в узкой скважине. Первоначальная глубина – 0,5-1,0 м и диаметр 1 м;
2. В эту лидер-лунку лебедкой или подъемным краном опускают первое железобетонное кольцо или трубу;
3. Рытье колодезного шурфа продолжается выемкой грунта под кольцом, которое будет проведать ниже под своей массой;
4. После просадки первой части бетонной обсадной трубы до глубины 1 метр сверху опускают второе кольцо или трубу. Ж/б кольца соединяются друг с другом стальными скобами, под которые перфоратором сверлятся отверстия нужного диаметра. Швы и места соединений герметизируются битумом или герметиком;
5. Таким же образом монтируют следующие кольца. Набор колец заканчивают, когда дно шурфа начнет активно увлажняться. Пока позволяют возможности, воду можно отчерпывать или откачивать, продолжая углублять колодец, но при обильном поступлении воды землеройные работы следует прекратить;
6. Дно колодца застилается мытым камнем-дикарем разного размера, который будет выполнять роль первичного фильтра грубой очистки. Толщина слоя – до полуметра;
7. Гидроизоляционные работы состоят из обмазки трех самых верхних бетонных колец горячим битумом или мастикой, а также двух-трех слоев рулонной гидроизоляции – рубероида или толстого полиэтилена;
8. Отмостка вокруг шурфа делается из смеси песка с щебнем или гравием, верхний слой отмостки делается из глины, которая будет выполнять роль гидрозащитного замка. Поверх глины заливается слой бетона, который должен иметь уклон в 2-3 0 от колодца наружу;
9. На оголовке монтируются стропильная система, крыша, укладывается кровля, устанавливается аварийный ворот;

Самым оптимальным и выверенным элементом для строительства шахтного колодца являются ж/б кольца высотой до одного метра, Ø ж/б колец – 1-1,2 метра. Такие элементы можно перемещать при помощи тали или ручной лебедки, то есть, не нужно арендовать подъемный кран.