Для предохранения заноса водоприемника песком используют специальные фильтры, которые устанавливают на растворе в боковые стенки или же формуют такие фильтры непосредственно при изготовлении колец. Наибольшее распространение получили фильтры из крупнопористого бетона, т. е. бетона без мелкого заполнителя (песка). Размеры зерен гравия и щебня для крупнопористого бетона подбирают в зависимости от крупности зерен песка водоносного слоя в соотношении 10: 1. Крупный заполнитель обволакивают сметанообразной смесью цемента с водой, укладывают в форму и слегка трамбуют. На 1 часть цемента (по массе) берут б частей гравия или щебня при В/Ц = 0,30,5. Боковые фильтры из крупнопористого бетона сделать несложно, если бетонные кольца самодельные. Для этого у нижнего водоприемного кольца при его формировании делают два пояса высотой 1520 см не из монолитного бетона, а из крупнопористого. Или же при укладке бетона в опалубку закладывают в шахматном порядке заранее изготовленные из крупнопористого бетона вставки в виде кирпичей. В кольцах заводского изготовления для установки фильтров пробивают в стенках окна.
Если крупнопористая бетонная смесь готовится в бетономешалке, сначала подают воду, затем половину массы щебня и полную массу цемента. После этого догружают вторую половину щебня. Дозировку производят по массе. Бетономешалка при этом должна все время вращаться. Смесь перемешивают в течение 37 мин до полного обволакивания отдельных зерен заполнителя цементным раствором, который на поверхности зерен имеет слабый отблеск воды. Готовая к укладке бетонная смесь получается жесткой и рассыпчатой.
Колодцы из бетонных пластин
Иногда колодцы делают из бетонных пластин. Изготовление пластин намного проще, чем колец, так как форма для них очень простая. Прямоугольные и квадратные колодцы из бетонных пластин по внешнему виду походят на деревянные срубовые, только вместо бревен бетонные пластины.
В сравнении с круглым колодцем, при равновеликой площади сечения в свету, квадратный колодец требует для ствола больше материала примерно на 13 %. Чтобы приблизить расход материала к потребному расходу для круглого колодца, сечение колодца из пластин принимают не квадратным, а шести- или восьмиугольным. Для шестигранного колодца по сравнению с круглым расход материала увеличивается только на 5 %, а для восьмигранного уже только на 2 %. Можно сэкономить и эти 2 %, сделав пластины кольцевыми. Высоту одной кольцевой пластины делают равной 18 см, ширину 1015 см. Среднюю длину кольцевой пластины берут такой, чтобы в одном ряду уложилось 68 пластин, составляющих полное кольцо. Очевидно, что форма для изготовления кольцевых пластин будет уже сложнее.
Конструкция бетонной пластины.
Концы пластин для надежного сопряжения в углах отформовывают в лапу. Пластина должна воспринимать изгибающую нагрузку от возможного бокового давления грунта, т. е. работать как балка. Поэтому арматуру в пластине надо расположить ближе к плоскости, обращенной внутрь колодца. Для уменьшения проницаемости стенок бетонного ствола пластины ставят на растворе. Если при строительстве колодца из бетонных пластин пользоваться сваркой, то концы бетонных пластин не надо формовать в лапу, а вместо этого предусмотреть стальные закладные пластины.
В заключение заметим, что с использованием бетона сравнительно легко можно выполнить ремонт деревянного колодца. Сруб, находящийся в водоносном слое, может быть разобран, если это возможно, и заменен бетонными пластинами, а верхняя часть, над уровнем воды, укреплена монолитным бетонированием. Для этого к деревянным стенкам гвоздями крепится арматура, например, в виде сотки, и производится бетонирование с помощью скользящей опалубки или без нее, но уже с набивкой раствора, а не бетона. В этом случае получающийся после твердения материал носит название армоцемента. Прочность армо-цемента высока. Даже в судостроении армоцемент применяют для строительства корпусов судов и для ремонта разрушенной гниением деревянной обшивки. При ремонте очень гнилых деревянных колодцев, когда есть опасность разрушения крепления, колодец засыпают песком и замену крепления производят, как и при строительстве нового колодца, извлекая песок, что, понятно, легче.
Каменные и кирпичные колодцы
Каменные и кирпичные колодцы
Колодцы из естественного камня или кирпича долговечны, не проницаемы для поверхностных загрязнений и удовлетворяют основным техническим санитарным требованиям. Для каменной (бутовой) кладки обычно применяют такие натуральные камни, как сланцы, плотные известняк и песчаники. У этих камней обычно имеются с двух или нескольких сторон плоские участки (постели), а если их нет, такие плоскости легко получить при обработке.
Колодец можно построить и из кирпича, но только из красного и при условии его соответствующего качества. Силикатный кирпич применять нельзя, в земле он быстро разрушается, Каменные и кирпичные колодцы имеют, как правило, круглую форму с внутренним диаметром 0,751 м. При такой форме колодца расход материала наименьший. Как и у других колодцев при небольшой глубине, кладка может быть возведена в готовой шахте. Глубокие колодцы строят обычным опускным способом. В этом случае также кладку надо возводить на опорном башмаке, диаметр которого должен немного выступать за внешний диаметр кладки. Башмак можно сделать из дерева или железобетона и снабдить его режущим ножом из стали. Технология строительства в принципе такая же, как из монолитного бетона.
Толщину стенок каменного (бутового) колодца принимают равной 35 см, кирпичного колодца не менее 25 см. Кладку ведут на цементном растворе состава 1: 3 или 1: 4 в зависимости от марки цемента. С целью экономии цемента может быть применен также и цементно-известковый раствор 1:2:5 (портландцемент известь песок).
Бутовый камень для кладки колодца надо подобрать очень тщательно. Необходимо, чтобы ряды были по возможности горизонтальными, чтобы отдельные камни не выступали ни с внутренней, ни с наружной стороны. Промежутки между камнями следует делать как можно тоньше. При этом должна соблюдаться перевязка швов, а камни должны быть обращены к центру колодца узкой стороной (тычком), чтобы грунтом их не выдавило внутрь. Крупные и мелкие камни надо разделить и класть их отдельными слоями ряд крупных, ряд мелких.
Армирование каменной или кирпичной кладки.
Каменная и кирпичная кладка хорошо сопротивляются сжатию и плохо растяжению. Поэтому в тех случаях, когда встречаются неустойчивые, обваливающиеся породы, а колодец строится опускным способом, крепление шахты необходимо предохранить от разрыва. Это может произойти, когда верхняя часть крепления зажата обвалившимся грунтом, а нижняя свободна. Устраняют эту опасность армированием кладки стальными анкерными тягами. Их делают из арматурной, круглой гладкой или полосовой стали. Концы анкерных тяг надо хорошо закрепить в кладке их следует загнуть или приварить к ним зацепы. Площадь поперечного сечения анкерных тяг и их число легко определить расчетом. Для тех, кому произвести такой расчет трудно, посоветуем просто поставить 48 анкерных тяг диаметром 2030 мм и равномерно распределить их по окружности колодца. Анкерные тяги надо пропустить по всей высоте колодца и сделать разными по длине, чтобы их зацепы установились на разных уровнях.
Каменный колодец желательно оштукатурить. Внутри цементным раствором 1: 2, снаружи более бедным раствором. Если цемент приходится экономить, снаружи вместо раствора кладку можно просто обмазать жирной глиной. Заглаживание колодца снаружи цементным раствором или глиной делается с целью уменьшения трения при его опускании.
Кладку колодца из кирпича ведут тычком кирпичи укладывают плашмя веером (по радиусам). Первый ряд кирпича кладут на слой раствора, разостланный на верхней плоскости башмака. Во время кладки надо постоянно следить, чтобы швы были тщательно, заполнены раствором. Следующий ряд кладут также тычком, по смещают кирпичи по окружности с целью перевязки, чтобы вертикальные швы не оказались в одной плоскости. По внешней стороне колодца швы при такой кладке получаются очень широкими, их забивают кирпичным щебнем и замазывают раствором. Надо также стараться, чтобы за стенки колодца не падали кирпичи и щебень, так как они будут сильно мешать опусканию колодца.
Для правильного выведения стенок каменных и кирпичных колодцев применяют шаблон, а вертикальность контролируют отвесом. Для того чтобы в колодец можно было залезть, в его стенки в процессе кладки заделывают стальные скобы.
Водоприемная часть каменных и кирпичных колодцев традиционная для шахтных колодцев. Строить каменные и кирпичные колодцы лучше несовершенными, т. е. с притоком воды через дно и с обычным гравийным фильтром. В разжиженных водоносных слоях из мелкого песка устраивают сначала дощатый пол под стенками колодца, на который насыпают затем гравийный фильтр. При желании иметь приток воды с боков колодца в кладке оставляют отверстия в виде промежутков между двумя соседними камнями или кирпичами. Такие отверстия делают в водоприемной части на высоте 11,5 м. Чтобы происходящее при этом снижение прочности кладки не достигло опасного предела, эти отверстия нельзя размещать друг над другом. Когда водоносный слой представляет собой мелкий песок-плывун, в боковые отверстия придется установить фильтры, например из крупнопористого бетона, которые уже были описаны в разделе «Бетонные колодцы».
Водоприемную часть кирпичного колодца надо оштукатурить изнутри цементным раствором 1: 2. Это предохранит кирпич от разрушения и выкрашивания под воздействием воды.
Трубчатые колодцы (скважины)
При строительстве дома или подсобных помещений, создании дренажной системы участка, устройстве погребов и выгребных ям, сооружении шахтных колодцев и скважин, а также при обустройстве водоема или декоративного бассейна необходимо знать глубину залегания грунтовых вод.
Как уже было сказано выше, грунтовые воды имеют площадное распространение и некоторый уклон в пониженную часть местности. На ровном участке глубина поверхности грунтовых вод практически одинакова. На участках с неровной поверхностью глубина залегания грунтовых вод меньше в пониженных местах.
Зеркало грунтовых вод обычно расположено на глубине от 2 до 20 м от поверхности в зависимости от глубины залегания глинистого водоупорного слоя. Заболоченность территории свидетельствует о том, что уровень вод расположен на глубине менее 1 м. Если вода заливает мелкие впадинки, то уровень грунтовых вод находится выше поверхности земли. В дождливые периоды он повышается, а в засушливые понижается. Такие колебания могут составлять 0,52 м. Таким образом, при выходе воды на поверхность зеркало грунтовых вод определяется непосредственно по уровню воды на поверхности.