Устройство шахтных колодцев. Шахтная - колодезная расписание поездов. Как обустроить на земельном участке шахтный колодец

3.3.1. Шахтные колодцы предназначены для получения подземных вод из первого от поверхности безнапорного водоносного пласта. Такие колодцы представляют собой шахту круглой или квадратной

формы и состоят из оголовка, ствола и водоприемной части.

При невозможности соблюдения этого расстояния место расположения водозаборных сооружений в каждом конкретном случае согласуется с центром государственного санитарно - эпидемиологического надзора.

3.3.2. Оголовок (надземная часть колодца) служит для защиты шахты от засорения и загрязнения, а также для наблюдения, водоподъема, водозабора и должен иметь не менее чем на 0,7 - 0,8 метра выше поверхности земли.

3.3.3. Оголовок колодца должен иметь крышку или железобетонное перекрытие с люком, также закрываемое крышкой. Сверху оголовок прикрывают навесом или помещают в будку.

3.3.4. По периметру оголовка колодца должен быть сделан "замок" из хорошо промятой и тщательно уплотненной глины или жирного суглинка глубиной 2 метра и шириной 1 метр, а также отмостка из камня, кирпича, бетона или асфальта радиусом не менее 2 метров с уклоном 0,1 метра от колодца в сторону кювета (лотка). Вокруг колодца должно быть ограждение, а около колодца устраивается скамья для ведер.

3.3.5. Ствол (шахта) служит для прохода водоподъемных приспособлений (ведер, бадей, черпаков и т.п.), а также в ряде случаев и для размещения водоподъемных механизмов. Стенки шахты должны быть плотными, хорошо изолирующими колодец от проникновения поверхностного стока, а также верховодки.

3.3.6. Для облицовки стенок колодца в первую очередь рекомендуются бетонные или железобетонные кольца. При их отсутствии допускается использование камня, кирпича, дерева. Камень (кирпич) для облицовки стенок колодца должен быть крепким, без трещин, неокрашивающим воду и укладываться так же, как бетонные или железобетонные кольца на цементном растворе (цемент высоких марок, не содержащий примесей).

3.3.7. При устройстве срубов должны использоваться определенные породы древесины в виде бревен или брусьев: для венцов надводной части сруба - ель или сосна, для водоприемной части сруба - лиственница, ольха, вяз, дуб. Лесоматериал должен быть хорошего качества, очищенный от коры, прямой, здоровый, без глубоких трещин и червоточин, не зараженный грибком, заготовленный за 5 - 6 месяцев.

3.3.8. Водоприемная часть колодца служит для притока и накопления грунтовых вод. Ее следует заглублять в водоносный пласт для лучшего вскрытия пласта и увеличения дебита. Для обеспечения большого притока воды в колодец нижняя часть его стенок может иметь отверстия или устраиваться в виде шатра.

3.3.9. Для предупреждения выпирания грунта со дна колодца восходящими потоками грунтовых вод, появления мути в воде и облегчения чистки на дне колодца должен быть отсыпан обратный фильтр.

3.3.10. Для спуска в колодец при ремонте и очистке в стенки его должны заделываться чугунные скобы, которые располагаются в шахматном порядке на расстоянии 30 см друг от друга.

3.3.11. Подъем воды из шахтных колодцев осуществляется с помощью различных приспособлений и механизмов. Наиболее приемлемым с гигиенической точки зрения является использование насосов различных конструкций (ручных и электрических). При невозможности оборудования колодца насосом допускается устройство ворота с одной или двумя ручками, ворота с колесом для одной или двух бадей, "журавля" с общественной, прочно прикрепленной бадьей и др. Размер бадьи должен примерно соответствовать объему ведра, чтобы переливание воды из нее в ведра не представляло затруднений.

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.

Предназначенный для хозяйственных нужд шахтный колодец — источник воды, представляющий собой сооружение, позволяющее набирать подземную воду. Забор воды из него осуществляется несколькими способами. Это самое простейшее водозаборное сооружение из всех видов колодцев.

Колодец — это шахта, расположенная по вертикали. Она может иметь круглое или квадратное сечение. Вырытая шахта должна проходить через водоносные слои грунта, дно ее является открытым. Для закрепления боковых стен используется материал водонепроницаемого типа:

• бетон или железобетон;
• дерево;
• образцы кирпича;
• пластик.

На дно шахты насыпается гравий, слой которого должен составлять 30 см. Высота стен ствола над землей приблизительно равна 1 м. Сооружения устраиваются с учетом уклона местности, то есть выше всех источников загрязнения на поверхности грунта или в его толще.

Между источником различных загрязнений и стволом должно соблюдаться расстояние в 30-50 м, что исключает непредвиденный ремонт шахтных колодцев и их дезинфекцию. Наличие возможного источника загрязнения, размещенного выше ствола, предполагает расстояние между ним и шахтой более 80-100 м, а иногда требуется 120-150 м.

Вокруг ствола должен быть глиняный замок с отмосткой, предостерегающий от просачивания грязной воды снаружи сооружения и вдоль его стен. Чтобы выполнить глиняный замок вокруг колодца, необходимо выкопать яму глубиной 2 м и шириной 1 м. Для ее заполнения используется состав жирной глины.

Сооружение на земле обустраивается отмосткой поверх замка с соблюдением радиуса величиной в 2 м. Делается подсыпка песком, слой которого заливается цементным либо бетонным раствором. При этом учитывается уклон, который позволяет отвести в сторону от сооружения воду и осадки. Для отвода ливневых вод СанПиН требует обустройства специальной канавы для дренажа и перехвата загрязненного потока воды. Нормы предусматривают строительство ограждений вокруг колодезных сооружений, что позволяет ограничить подъезд автомобилей и различного транспорта.

Разновидности и способы монтажа

Сооружение шахтных колодцев может осуществляться различными методами. Открытый способ предполагает укладку короба или колец снизу вверх. Пользоваться этим методом следует в том случае, если колодец обустраивается на тяжелом глинистом грунте.

После рытья шахты, размер которой превышает сечение пластиковых труб, на дно ствола следует насыпать крупный слой щебенки. Затем можно переходить к установке колец, обрабатывая края водостойким герметиком. Их необходимо соединять между собой методом скручивания. Зазор между пластиковой трубой и земельной стеной должен быть засыпан песком либо щебнем.

Если воспользоваться закрытым «опускным» методом сверху вниз, то он подходит для сооружения колодцев на легких песчаных грунтах. На практике рытье глубокой шахты не является возможным, поэтому вначале делается яма глубиной в 1 м. После этого в нее устанавливается 1-е пластиковое кольцо, имеющее наибольший коэффициент жесткости.

Изделие должно выступать над уровнем земли. Затем выполняется герметичное соединение первых колец и выемка земли. При этом труба опускается до нужного верхнего уровня. Край второго кольца должен быть не выше 10 см над землей.

Последовательное соединение колец и поэтапная выемка грунта позволяют выровнять колодец на нужную глубину до уровня залегания подземной грунтовой воды. После устройства донного фильтра и наполнения шахты сыпучими строительными материалами щели между изделием и стенками шахты следует заделать.

Надежные колодезные сооружения шахтного типа, которые строятся в случае залегания водоносных слоев на глубине приблизительно 20 м, необходимы для стабильного снабжения водой участков. При выкачивании воды используют специальные электронасосы, которые можно разделить на центробежные и вибрационные. Если случилась поломка такого устройства, то его можно заменить на журавль.

Для сруба колодца используются бревна в 12-18 см в поперечнике. Чтобы обустроить его нижнюю часть, применяются следующие древесные породы: вяз, дуб, ольха. Верхняя (надводная) часть изготавливается из сосны.
При изготовлении венцов выполняется подгонка бревен:

• по горизонтали в паз;
• по вертикали путем соединения с использованием вставных дубовых шипов;
• в углах способом «в косую лапу».

Вместе с тем нужно сделать обтеску бревен на плоскость с внутренней стороны.
Сборку сруба следует произвести на первоначальном этапе обустройства колодца. Затем осуществляется разметка шахты с глиняным замком. Далее грунт вынимается до глубины 1-1,5 м, после этого сруб может быть опущен. Остальные этапы выполнения колодца сводятся к следующим действиям:

• производится установка треноги с полиспастом;
• осуществляется обустройство водоупорного замка из глины с параметрами глубины и ширины 1 м;
• выполняется утрамбовка глины;
• выкапывается шахта при равномерном выборе земли с учетом толщины венца;
• бревна придавливаются один к другому с помощью временных скоб.

Перед тем как построить шахтный колодец, следует сделать каждые 5 венцов более длинными на 20 см через 2 бревна снизу, которые имеют параллельное направление. Это предотвратит их перекашивание и возможные разрывы. Концы бревен потребуется уложить в гнезда, сделанные в стенах шахты.

Требования к устройству колодцев

Применение шахтных и трубчатых колодцев позволяет обеспечить водой один участок или несколько. Под дебитом воды подразумевается производительность сооружения, составляющая 0,5-3 м³/ч. Колодцы доступны для очистки, защищены от ливневки, удобны в эксплуатации, просты в ремонте. Наилучшим типом почвы для обустройства шахтного колодца глубиной 20 м и более обычно являются песчаные либо гравелистые грунты.

Для забора воды из шахты применяются ведра и электронасосы, устанавливаемые на поверхности либо опускаемые в колодцы. Недостаток сооружения — эксплуатация лишь грунтовых вод, качество которых не всегда соответствует нормам СанПиН. Шахтный колодец, который имеет малую интенсивность водоотбора, может оказаться загрязнен.

Застой воды приводит к тому, что она приобретает неприятный затхлый запах. В открытой шахте колодца могут оказаться посторонние предметы. В любом случае сооружение обеспечивает нужды хозяйства в техническом плане, позволяет осуществлять полив растений, представляет собой надежный источник при пожаротушении.

Рытье штольни для сооружения обычно выполняют копатели шахтных колодцев. Эту работу осуществляют и обученные бригады с использованием буровых установок. Необученные люди не должны допускаться к проведению работ в стволах колодцев, поскольку может случиться обвал стен и загазованность. Требования к устройству шахтных колодцев должны строго соблюдаться. Это относится и к очистке сооружений при их эксплуатации.

Конструктивные составляющие сооружения

Шахтный колодец состоит из следующих основных элементов:

• оголовок;
• ствол, ограниченный боковыми стенами;
• водоприемник;
• фильтр.

Оголовок представляет собой наземную часть, которая должна возвышаться над землей, являясь защитой водозабора от попадания в него загрязнений. Наличие глухой крышки позволяет защитить оголовок от механических загрязнений ствола различным мусором и листвой деревьев.

Ствол, представляющий собой тело шахты, выполняется из 1000 мм пластиковых колец, имеющих внешние ребра жесткости. Для обустройства ствола может быть использована шахтная гофрированная труба колодца, диаметр которой составляет 315-600 мм. Функции донного фильтра сооружения сводятся к водоприему.

Стены сверху колодца обычно отличаются водонепроницаемостью, что предотвращает просачивание грязной воды в ствол. В нижней его части предусматриваются отверстия, обеспечивающие прием воды. Отверстия ствола сверху располагаются ниже, чем проходит уровень горизонта (не меньше 0,5-1 м).

Кирпичные сооружения имеют отверстия для приема воды, которые зависят от наличия сквозных швов между кирпичами. Колодцы из бетона и железобетона закладываются посредством бетонирования. Предварительно отверстия и трубки для приема воды закрываются пробками из дерева, а после устройства шахты они вынимаются.

Дно колодезной шахты оборудуется специальным фильтром, изготовленным из крупнозернистого материала. Он насыпается слоями, при этом фракция зерен снизу вверх постепенно повышается. Для укладки верхнего слоя используется галька фракцией 50-100 мм. Стены шахты выводятся выше уровня поверхности земли на 1 м. Вокруг сооружения устраивается глиняный замок.

СНиП предусматривает обустройство изоляционного пояса из глины вокруг оголовка. Он позволяет предохранить колодезную питьевую воду от попадания поверхностных вод. Для покрытия пояса сверху используется асфальт.

Дно сооружения должно размещаться в водоносном пласте, при этом оно не доходит до водоупора. Вода в шахте должна быть установлена на уровне грунтовой. Колодец необходимо разместить как можно дальше от мест содержания животных, туалетов, всасывающих ям, т. е. тех мест, где в грунтовые воды могут проникнуть загрязнения.

Принцип устройства сооружения

Копка шахтных колодцев производится на глубину до первых водоносных горизонтов, в которых устраивается водоприемная часть. При их отсутствии шахта выполняется для того, чтобы вода проникала в нее через стены колодца и скапливалась на его дне. Вода должна наполнять тонкие пропластки песка, суглинки, супеси.

Стены сооружения укрепляются с помощью бревен либо прямоугольных брусьев размером 12-18 см. Обычно готовят скважину, размер сечения которой составляет более 1х1 м. Для обустройства ствола используют следующие виды древесных пород: дуб, вяз, ольха. Ствол укрепляется сверху вниз, а на поверхности земли предварительно заготавливаются венцы. Затем их необходимо подогнать и спустить в шахту на тросе. Для ее обустройства используются также железобетонные или пластиковые кольца.

Рытье колодца осуществляется равномерно на глубину 1-го венца, что позволяет избежать обвалов стен. Строительство колодцев из древесины производится в виде сруба из бревен, обтесанных с внутренней стороны, либо из пластинок. Древесные колодцы обычно используют для водоснабжения временного характера, поскольку они являются недолговечными, так как дерево быстро может загнить. Поэтому такие сооружения не являются удовлетворительными в санитарном плане.

Распространенный метод, используемый для устройства шахтных колодцев, в большинстве случаев является опускным. Шахтный колодец с небольшим поперечным сечением может быть обустроен не только посредством установки деревянного сруба. Для этого подходят бетонные, железобетонные и пластиковые кольца.

Для устройства шахт сечением 1,23 м, глубина которых достигает 30 м, налажено производство копателей шахтных колодцев КШК 25 или 30. Машина оснащена буром, приводимым в движение специальным движком. Бурение этим устройством предполагает не только выемку земли, но и опускание колец будущего колодца.

Машина имеет скорость проходки 1,15 м/час, добиться которой можно только в том случае, если позволяют геологические условия. Осуществляя выбор места, где будет размещен колодец, обязательно учитывают требования СанПиН. Это предполагает удобную и безопасную эксплуатацию сооружения.

Подготовка к строительству шахтного колодца

Перед рытьем новой шахты или модернизацией старого ствола необходимо договориться с бригадой рабочих. Специалисты смогут качественно выполнить все операции, в ходе которых будут учтены гидрогеологические условия, глубина залегания подземных вод и тип грунта. Перед проведением анализа может понадобиться проведение разведочного бурения с использованием ручного бура или специального бурового оборудования. Это позволит точно определить подходящее место под водозабор необходимой глубины.

Полученные данные, на основании которых составляется смета на строительство сооружения, позволят разработать план колодца с учетом ожидаемых видов работ, количества необходимых материалов, задействованного набора инструментов и используемого оборудования. В качестве материалов для обустройства ствола могут понадобиться пластиковые кольца или трубы.

Выбирая пластмассовые изделия, необходимо учитывать, что выпускаемые кольца могут иметь разную степень жесткости. Они подбираются в зависимости от глубины колодезной шахты. Чем ниже их требуется устанавливать, тем более жесткими должны быть изделия. В результате по мере подъема на поверхность жесткость колец уменьшается. Изделия могут обладать разным размером. К примеру, широко применяются пластиковые кольца диаметром 315 мм.

Порядок строительства колодца

Устройство колодцев из бетонных колец осуществляется в следующем порядке:

• роется котлован глубиной, равной высоте 1-го кольца;
• кольцо свободно опускается на дно шахты;
• следующее кольцо устанавливается на 1-е, которое должно использоваться в качестве опоры для 2-го;
• для скрепления изделий применяются скобы;
• дно углубляется с одновременным подкопом пород под торцом изделия.

Каждое последующее кольцо равномерно опускается под собственным весом. Затем производится несколько шагов по устройству всех колец в стволе, при этом каждый этап (похожий на предыдущий) должен быть выполнен одновременно с рытьем шахты. Если тип грунта устойчивый, то параллельное крепление бетонных изделий не потребуется.

Заниматься рытьем шахты должны исключительно рабочие с опытом, поскольку мочь извлекать ведром грунт под силу не каждому. Схема шахтного колодца требует тщательного подхода к ее выполнению. Предварительно подготавливается специальная тренога с роликом, закрепленным на ней. Через него следует намотать железный трос на лебедку, которая должна предусматривать наличие предохранительной стопорной защелки, препятствующей вероятному раскручиванию барабана.

Весь процесс строительства колодца сводится к рытью шахты и облагораживанию его водоприемной части. Вскрытие водонасыщенных песков, включая плывуны, не позволяет достичь глубины водоносного слоя, составляющей более 75 см, поэтому в водоносных песках не следует заниматься чрезмерным извлечением песка и переуглублением колодца. Это может привести к тому, что после откачки воды в шахту начнет поступать вода с песком. При этом могут отойти нижние венцы сруба (либо кольца) с последующим образованием разрывов в стенах ствола.

Условия строительства и эксплуатации

СНиП предусматривают инсталляцию колодцев из пластиковых труб в зонах, где преобладает сейсмическая активность не выше 7 баллов по шкале Рихтера. Расчетная температура при этом не должна быть ниже 50°C. Грунты для строительства пластмассовых колодцев должны быть сухими, не пучинистыми, имеющими плотность 1,8 т/м³. Их естественная влажность водонасыщения должна составлять 2,0.

На участках, где имеются водонасыщенные грунты, обустройство колодцев возможно только на основание из бетона, имеющее ширину больше 150 мм. Эксплуатация колодцев из стеклопластика требует придерживаться определенных правил, связанных с периодической чисткой стенок и дна шахты. СНиП требуют своевременного проведения профилактики донных фильтров и водяных насосов. При этом горловина сооружения должна иметь специальную крышку, и ее следует всегда держать закрытой.

Стоимость нового сооружения либо реконструкции старого зависит от следующих факторов:

• цены пластиковых труб, определяемой поперечником, высотой изделия и коэффициентом жесткости;
• стоимости доставки труб на участок;
• цены и количества герметика гидростойкого, позволяющего соединять кольца между собой;
• цены насосного оборудования, донного фильтра;
• стоимости работ по мытью ствола и прокачке колодца;
• стоимости услуг электрика по подключению насоса.

Оплата труда копателей — это отдельная графа расходов, которая будет зависеть от сложности производимых работ. Этот пункт включает следующие виды операций:

• рытье шахты открытым способом;
• копание на глубину 1-го кольца с последующей вставкой изделия;
• прочистка водозаборной бетонной колонны перед монтажом чулка при реставрировании старого сооружения.

Выполнять работы, связанные с рытьем либо реставрацией колодца, можно и в холодный, и теплый период, избегать следует только начала таяния снега. Заболоченные участки лучше обустраивать колодцами в осенне-зимний период. Строительство колодца, его осмотр и ремонт должны сопровождаться систематической проверкой наличия в шахте газа, для чего перед спуском в ствол опускается зажженная свеча или пук травы. Газ есть, если огонь меркнет. Далее газ следует убрать способом выжигания с помощью пука травы или вымахивания путем неоднократного опускания в колодец ведра либо бадьи.

Уход за колодезным сооружением

Разработка дна песочного колодца требует принудительной откачки воды с помощью насоса или специальной емкости. Крепление стен ствола срубом может вызвать определенные трудности, связанные с устройством венцов в водосодержащих песках. При этом в шахту потребуется опустить деревянный или пластмассовый короб либо бетонные кольца. Их следует заглубить при копке, что создает приемлемые условия для водозаборов.

Когда выемка песка уже окончена, то откачка воды производится до нужной глубины. Дно шахты после этого засыпается песком крупной фракции слоем 20 см. Сверху на него укладывается галька либо щебень слоем одинаковой толщины.

Обязательным условием при обустройстве ствола (согласно требованиям СанПиН) является изоляция шахты от попадания в нее различных сторонних предметов. В колодезный ствол не должны попадать осадки (дождь, снег) и поверхностные воды. Для этого вокруг сооружения обустраивается глинистый замок, а сверху — специальный люк с крышкой.

Нормы СНиП требуют 1 раз в год весной осматривать шахту и ремонтировать поверхность ствола. Необходимо своевременно заполнять глиной места, которые просели вокруг. Сверху они должны быть заасфальтированы либо зацементированы. В случае загрязнения шахтные колодцы следует тщательно прокачать, что предполагает определение объема воды, которая в них содержится. Согласно требованиям СНиП при необходимости обязательно должна проводиться дезинфекция шахтных колодцев после проведения химического и бактериологического анализа воды.

Шахтный колодец

Свое название шахтный колодец получил потому, что для его устройства необходимо выкопать шахту. Как правило, такой конструкции отдают предпочтение, когда водоносный горизонт залегает не слишком глубоко – в 10–20 м от поверхности земли. Прежде чем мы поговорим, о способах, которыми можно это сделать, необходимо узнать, из каких частей состоит шахтный колодец (рис. 8). (Однако предварительно заметим, что традиционно шахтный колодец был деревянным, при этом выполняли сруб, имеющий квадратную или прямоугольную форму. С появлением новых материалов (кирпича, бетона) шахтный колодец стали сооружать круглой формы – в виде трубы, поэтому такие колодцы получили название трубных. В связи с этим строительство последних мы будем рассматривать отдельно, хотя в принципе это тоже шахтные колодцы.)

Верхняя часть колодца, которая возвышается над землей на 600–800 мм, – это оголовок. Его функция – защищать колодец от попадания внутрь посторонних предметов, насекомых, атмосферных осадков и зимнего обледенения.

Рисунок 8. Устройство шахтного колодца: 1) донный фильтр; 2) сруб; 3) глиняный замок; 4) отмостка; 5) крышка; 6) водоносный горизонт; 7) водоупор; 8) зумпф; 9) водоприемник; 10) оголовок

Поэтому сверху на него обязательно устанавливают плотно пригнанную водонепроницаемую крышку, которая должна легко приподниматься, открывая доступ к воде.

Самая длинная вертикальная часть, которая во избежание осыпания отделана каким-либо материалом, называется стволом . Его необходимо сделать максимально герметичным, чтобы не допустить проникновения поверхностных и почвенных вод.

Нижняя часть ствола, в которой накапливается вода, – это водоприемник . Он может иметь различную высоту (от 70 см до 1,2 м) в соответствии с количеством воды, которое требуется в сутки. На дне этой части колодца в отдельных случаях устраивают донный фильтр из гравия (щебня, гальки, шунгита и пр.) и песка (кварцевого или крупнозернистого речного). Чтобы фильтр работал качественно, т. е. предотвращал замутнение воды при ее заборе, его выполняют в два-три слоя, общая же толщина донного покрытия определяется уровнем воды в колодце (на это счет нет однозначной рекомендации). Практика, показывает, что если он составляет 1,5 м и более, то укладывают слой толщиной 10–15 см и более (понятно, что чем толще слой, чем эффективнее идет фильтрация воды), если уровень воды не превышает 70 см, то допускается сделать его тоньше.

Камни после механической обработки в качестве донного фильтра использовать нельзя, поскольку на них может быть масляная пленка, оставшаяся после соприкосновения с дробильным механизмом. Снять ее с поверхности воды практически невозможно.

Как правило, колодезный донный фильтр бывает обратным, т. е. в качестве первого слоя используют песок (или очень мелкую гальку), второго – гравий с зерном среднего размера, третьим слоем идет крупная фракция (в прямом фильтре все наоборот), причем величина элементов каждого последующего слоя должна быть в 5–6 раз больше предыдущего. Благодаря такому устройству взвешенные частицы не попадают в воду и она остается чистой и прозрачной.

Если с устройством донного фильтра все понятно, то надо добавить, что не всегда есть в нем необходимость. Это зависит от того грунта, который вынимали при проходке ствола и который оказывается на дне отрытого колодца. Если колодец сооружен в глиняном грунте и имеет дно из плотной глины, то объективно фильтр не требуется, поскольку глина сама прекрасно фильтрует воду, более того, если колодец наполняется через водяную жилку, то элементы фильтра могут задавить роднички, и вода уйдет из колодца. Если дно колодца будет находиться в зоне рыхлой глины, то слой крупной гальки толщиной 150 мм (главное, чтобы она не перекрыла источник воды) не позволит взвеси загрязнять воду.

Если колодец сооружен в песчаных грунтах, то укладка фильтра на дно обязательна, иначе песок сделает воду непригодной для употребления, а установленный насос очень быстро забьется и выйдет из строя.

При сооружении колодца случается натолкнуться на плывун, характеризующийся интенсивным поступлением воды. В таких случаях принято укладывать на дно колодца деревянный щит, предварительно просверлив в нем отверстия, и присыпать его камнями для предотвращения всплытия. Как правило, для щита применяют дуб или можжевельник, обладающие водостойкостью. В колодцах с малым дебитом вода, особенно первое время, может приобретать специфический цвет, привкус и запах. Избавиться от такой неприятности можно посредством регулярного ее выкачивания. Обычно через 3–6 месяцев подобные колодцы начинают нормально функционировать.

Из современных материалов для донного фильтра специалисты организаций, занимающихся рытьем колодцев, применяют геотекстиль. Это экологически безопасная ткань, изготовленная из полипропиленовых волокон. Такую своеобразную мембрану укладывают или оборачивают ею деревянный щит и прижимают сверху шунгитом.

Однако относительно того, нужен ли вообще донный фильтр, бытуют разные мнения, например есть мастера, которые утверждают, что устройство донного фильтра непрактично и это всего лишь один из приемов, направленных на то, чтобы воздействовать на заказчика, совершенно неискушенного в колодезном деле (сюда же относят хождение по участку с рамками и прочие таинственные манипуляции по определению местонахождения подземного источника); что в действительности камни, песок и щит постепенно покрываются глиняным слоем, толщина которого через год составляет 3–15 см, а через 5 лет доходит до 40 см; что это один из способов повысить стоимость заказа. То, что недобросовестные люди встречаются в том числе и в колодезном ремесле, исключить нельзя. Поэтому следует иметь дело только с профессионалами, имеющими безупречную репутацию, которые не только качественно выполнят работу, но и дадут на нее гарантию. Более того, в случае непредвиденных обстоятельств к ним можно будет обратиться и получить соответствующую помощь.

Шахтные колодцы бывают трех видов:

Несовершенный (неполный), в котором шахта не доходит до водоупорного слоя. В такой колодец вода поступает как через дно, так и через боковые стенки;

Совершенный (полный). В нем шахта опирается на водоупорный слой, и вода поступает исключительно сквозь боковые стенки;

Совершенный с подствольником. Если вода поступает в колодец медленно, то для сбора воды в нижней части водоприемника устраивают дополнительный резервуар – подствольник (зумпф). Чтобы он нормально функционировал, его заглубляют ниже водоносного горизонта. Объем зумпфа можно увеличить за счет придания ему шатровой формы.

Для удовлетворения нужд садового участка в воде обычно сооружают неполный колодец. Однако, если уровень воды в нем не превышает 30–50 см, его следует углубить. В результате неполный колодец может превратиться в полный. Чтобы не возникал застой воды со всеми вытекающими отсюда неприятными последствиями, количество воды в колодце должно примерно совпадать с суточной потребностью в ней. Тогда она будет постоянно обновляться и риск, что вода застоится и протухнет, сведется к нулю.

Итак, рассмотрим, что необходимо сделать, чтобы на участке появился собственный источник воды.

Строительство деревянного колодца предполагает несколько этапов, причем нельзя выделить более или менее важные из них. О каждом надо иметь представление, чтобы не допустить ошибок.

1. Каждый шахтный колодец начинается с выкапывания шахты. То, как быстро пойдет работа и каким будет ее итог, во многом зависит от грунтов, в которых приходится вести земляные работы. Колодезники (так называют мастеров, профессионально занимающихся сооружением колодцев) сталкиваются с такими видами грунтов, как:

Крепкие грунты. Само их наименование говорит об их высокой твердости. Эту группу составляют плотные известняки, граниты, гнейсы, полевые шпаты, кварцы и т. д. Выполнять в них проходку вручную очень трудно и часто вообще невозможно. Требуется специальный инструмент, поскольку обычные лом, топор просто отскакивают от породы, не причиняя ей вреда; необходимо строго соблюдать технику безопасности, чтобы избежать травмирования. Как правило, для таких грунтов рекомендуется бурение скважины, поскольку строительство обычным способом колодца экономически невыгодно;

Средние грунты (песчаник, известковый шпат, плотные сланцы и др.). Копать колодец в них трудно, а если вода прибывает слишком интенсивно, то и нереально;

Слабые грунты (шлаки, галька, гипс, мягкие известняки и др.). При отсутствии напора и слабом притоке воды выкопать колодец в таком грунте можно достаточно легко и быстро;

Мягкие грунты (глина, суглинок). Между частицами, составляющими эти грунты, связь очень слабая, поэтому при строительстве колодца надо действовать аккуратно, чтобы не допустить обвала;

Сыпучие грунты (песок, щебень, галька, гравий и др.). Для них характерны те же особенности, что и для предыдущего вида грунтов. При их проходке необходимо укреплять стенки шахты;

Плывуны. Разрабатывать эти виды грунта очень сложно (устройство колодца в плывунах более обстоятельно будет рассмотрено далее), особенно те, что находятся в межпластовых слоях под большим давлением. При этом приходится прибегать к непрерывному откачиванию воды и установке шпунтованных стенок. (Для таких случаев разработаны специальные технологии замораживания грунта, но в условиях индивидуального участка они неприменимы.)

2. Изготовление и опускание сруба. Колодцы с деревянным срубом можно считать классикой, поскольку в прошлые века они были распространены весьма широко (когда-то в шахты устанавливали колоды с выдолбленной серединой (отсюда и название этого сооружения)).

Тем не менее и в настоящее время их еще можно встретить. Поэтому поговорим о том, как именно идет процесс их устройства. Однако, перед тем как говорить об изготовлении сруба, важно выбрать для него подходящую древесину, так как не каждая порода дерева для этого сгодится. Древесина для колодца должна отвечать следующим требованиям и быть:

Водостойкой;

Прямослойной, т. е. надо взять древесину с прямыми волокнами (в отличие от свилеватой);

Сухой. Утверждение, что пойдет и влажный лес, поскольку он все равно намокнет, несостоятельно. Дело в том, что хорошо высушенная древесина постепенно пропитается влагой, разбухнет и будет играть роль естественного уплотнителя венцов и угловых соединений, т. е. не позволит проникнуть внутрь колодца ни почвенным водам, ни загрязнениям (разумеется, это все относительно, поскольку абсолютной герметичности достичь невозможно, и это относится в том числе и к кирпичу, и к бетону, но стремиться к этому необходимо);

Здоровой, т. е. свободной от вредителей и заболеваний;

Не придающей воде специфического привкуса или запаха.

Если после установки деревянного щита на дно колодца вкус воды испортился, исправить ситуацию может опыт, накопленный за многовековую практику сооружения колодцев. Воду надо посеребрить, т. е. бросить в колодец на время серебряное изделие (половник, ложку и т. п.).

Все это настолько важно потому, что только древесина высокого качества прослужит долго и не потребует скорой замены, что, надо заметить, не так просто выполнить, потребует времени, запаса необходимого материала и средств, если придется привлекать профессионалов.

Итак, для над– и подводной части сруба подходит наиболее прочная древесина – дуб: в первой он прослужит не менее 25 лет, во второй – еще дольше. Однако следует сказать, что первоначально из-за наличия дубильных веществ в древесине первое время вода в колодце будет иметь некоторый привкус. Они же придадут ей и коричневатый цвет. Если воды, поступающие в колодец, не будут проточными, то до исчезновения посторонних качестве ее надо будет регулярно откачивать. В большей степени пригоден мореный дуб, т. е. древесина, заранее проведшая в воде 2–3 года. При этом соли железа, присутствующие в воде, реагируют с дубильными веществами, и последние окисляются. В результаты поры дерева заполняются окисью железа (попросту говоря, ржавчиной) и запечатываются. В итоге мореный дуб приобретает особый черный цвет. Поскольку мореный дуб обрабатывается с большим трудом, то специалисты рекомендуют сначала изготовить сруб, пронумеровать венцы, после чего разобрать его и подержать в воде (лучше в проточной) указанное время.

Нередко для сруба применяют лиственницу, которая в надводной части выдерживает не менее 20 лет, а в подводной – столько же, сколько и дуб. Кроме того, лиственница не изменяет качества воды.

Неплохо себя зарекомендовала сосна, срок службы которой составляет не менее 20 лет как в над-, так и в подводной части. В отличие от предыдущих пород сосна легко обрабатывается, поэтому находит широкое применение для срубов. Однако она должна быть обязательно сухой, чтобы имеющиеся в ней смолистые вещества не испортили вкус воды.

Ольха и вяз по-разному ведут себя в сухой и влажной среде: в первой они выдерживают до 5 лет, во второй – до 20 лет (поэтому часто устраивают комбинированный сруб: нижнюю часть из вяза или ольхи, а верхнюю из сосны, дуба). От их присутствия вкус воды не изменяется.

Береза в подводной части прослужит 10 лет, в надводной потребует замены уже через 5 лет. Еще менее долговечными оказываются верба и липа (последняя может быть использована только в неглубоких колодцах, поскольку здесь будет легче заменить венцы).

Итак, материалом для сруба служат бревна диаметром 220–250 мм, а также пластины, полученные путем распиливания бревен на 2 части толщиной 110–120 мм. Если используются бревна, то их необходимо отесать на один кант, т. е. с одной (внутренней) стороны. Чем лучше обработаны пластины и бревна с внутренней стороны, тем меньше посторонних веществ (пыли, слизи и пр.) на них осядет, тем дольше они прослужат.

Форма сруба может быть разной – квадратной, прямо-, шести– или восьмиугольной. Но, как правило, предпочтение отдают первой и сооружают колодец размером от 700 ? 700 до 1500 ? 1500 мм, чаще – 1000 ? 1000 мм (уточним, что от этого параметра дебит воды не зависит).

Внутреннюю сторону бревен, брусков или пластин для сруба обязательно надо острогать, а не отесать, потому что гладкая поверхность в меньшей степени загрязняется, следовательно, дольше не загнивает и не разрушается.

Выполнить сруб самостоятельно – задача не из простых, особенно в отсутствие соответствующих навыков. При этом необходимо владеть топором и другим плотничьим инструментом, уметь правильно выполнить угловые соединения, которые, как известно, могут иметь остаток или нет. В первом случае такой способ рубки называется «в обло» («в угол», «в чашу») и предполагает припуск 400–500 мм, во втором – «в лапу» с припуском 200–250 мм. Первый способ применяют редко, поскольку для сруба, изготовленного таким образом, требуется больше материала, да и объем земляных работ существенно увеличивается.

Второй способ более технологичен. Его выполняют с коренным шипом или без него (рис. 9), размер которого должен составлять треть от ширины и длины лапы. Место для него – вплотную к внутреннему углу. Параметры шипов: высота – 100 мм, толщина – 30–40 мм, ширина – 50–70 мм.

Рисунок 9. Сопряжение углов сруба: а) «в лапу»; б) «в лапу» с коренным шипом; в) венец

Коренные шипы по углам часто дополняют вставными шипами высотой 100 мм – нагелями – из древесины дуба. Их необходимо вставлять на каждом венце не менее чем по 2–3 штуки, располагая на расстоянии 500 мм один от другого. Для большей надежности их размещают в шахматном порядке, т. е. если на одном бревне (бруске, пластине) ставят два шипа, то на следующем – три.

Коренной шип нередко заменяют косым или в виде «ласточкина хвоста» (рис. 10). Последний наиболее предпочтителен, поскольку не позволяет венцам смещаться относительно друг друга, но в исполнении он гораздо сложнее первых.

Рисунок 10. Разновидности шипов: а) косой; б) «ласточкин хвост»

Чтобы не возникало проблем при опускании сруба в шахту, его выполняют на поверхности, при этом постоянно контролируют его вертикальность с помощью отвеса и горизонтальность посредством строительного уровня и устраняют малейшие дефекты, если они обнаруживаются. Для удобства нижние венцы по мере достижения срубом достаточной высоты удаляют (откладывают в сторону), оставив верхних два или три венца, с которыми продолжают работу. Количество венцов в каждом конкретном случае строго определенное и зависит от глубины колодца, толщины или диаметра составляющих его элементов. Для нижнего венца (еще лучше для первых двух) подбирают бревна большего диаметра или бруски большей толщины (на 50 мм и более), чем для остальных, поскольку на них придется максимум нагрузки. Чтобы венцы легче вспарывали грунт на них либо крепят ножи, изготовленные из угловой стали, либо на нижнем венце делают скос, обивая его для прочности листовой сталью.

Потом каждый венец обозначают соответствующей римской цифрой, чтобы при сборке не ошибиться, после чего венцы разбирают и приступают к рытью шахты глубиной 3–6 м или больше.

3. Оформление надземной части колодца, включая и установку водоприемного механизма. Поскольку это можно сделать разными способами, то о них речь пойдет отдельно, пока только обозначим необходимость этого в качестве этапа при сооружении колодца.

Несмотря на то, что колодцы представляют собой изобретение далеко не вчерашнего дня, способов, которыми это можно сделать, не так уж и много. Рассмотрим их по порядку:

Если речь идет о плотных грунтах, для которых не характерно осыпание стенок, то проще всего воспользоваться открытым способом и выкопать шахту на соответствующую глубину, выровнять дно (при этом есть необходимость откачивать воду насосом или попросту выбирать ее ведром), положить окладной венец и продолжить выполнять сруб, припосаживая бревна деревянным молотком (чтобы поверхность бревен или пластин не сминалась, удары наносят по положенной сверху прокладке), контролируя вертикальность сруба по всем углам и постепенно поднимаясь вверх до поверхности земли. Работу ведут 1–2 человека, и находятся они с внешней стороны сруба;

Если грунт рыхлый, то во избежание обвала стенок шахты их укрепляют деревянными рамами, которые извлекают на поверхность по мере возведения сруба.

При поступлении воды через дно швы между венцами снаружи заполняют мятой жирной глиной, накладывая ее вровень с бревнами. Подняв сруб на 5–6 венцов, устраивают донный фильтр (если в этом есть потребность).

Если вода будет поступать в колодец не только со дна, но и со стороны боковых стенок, то в нижней части сруба делают отверстия, причем их должно быть столько, чтобы по высоте они совпали с уровнем воды в колодце. Естественно, что отверстия не замазывают глиной, а для фильтрации воды промежуток между срубом и стенкой шахты засыпают гравием или щебнем. Слой бокового фильтра должен составлять, как минимум, 200 мм, а по высоте он должен превышать уровень воды на 100 мм.

Такая технология сооружения колодца позволяет выполнить залоги, т. е. удлинить концы отдельных венцов на 300–500 мм. Это можно сделать как в одном венце, так и в двух соседних, что только увеличит прочность сруба. Залоги будут удерживать венцы на одном уровне, не позволяя ни опускаться, ни подниматься. Кроме того, благодаря им можно будет легче заменить подгнившие венцы и вообще выполнить другие ремонтные работы. Интервал, с которым следует размещать залоги, составляет 4–6 венцов.

Устроить залоги можно и в рыхлом грунте, который плохо утрамбовывается, несмотря на все усилия. Чтобы залоги не просели, их укладывают на крупные плоские валуны, бетонные плиты, можно использовать и древесину твердых пород.

При описываемом способе устройства колодца венцы можно устанавливать либо в сборе, либо опускать отдельные его элементы и формировать венец непосредственно на месте. После монтажа каждого венца поверяют, насколько вертикально он встал. Для предотвращения перекосов сруб фиксируют или со стороны внутренних углов, или по боковым сторонам посредством двух длинных досок, которые прибивают к венцам.

После того как несколько венцов (3–5) займут свое место в конструкции, колодезники, как сказано выше, обрабатывают венцы мятой жирной глиной, а далее останется только осуществить обратную засыпку, для чего зазор между срубом и стенкой шахты послойно заваливают глиной и утрамбовывают ее.

При сооружении колодца никто не застрахован от различных непредвиденных ситуаций, например может нарушиться вертикальность сруба. Чтобы устранить такой дефект, а это необходимо сделать обязательно, выбирают один из возможных вариантов:

Подбивают венцы барсиком (деревянным молотком), стараясь их выправить;

Укладывают на венцы толстые доски и пригружают;

Подсыпают грунт под отклонившуюся от вертикали сторону, уплотняют и устанавливают залоги.

В процессе выравнивания венцов они могут сместиться. Чтобы предотвратить такое развитие событий, сруб снаружи фиксируют распорками из бревен или пластин, уперев их по всем сторонам в стенки проходки.

1. Устроить колодец можно опускным способом, при котором сруб наращивают сверху. По мере того как грунт в отрытой яме подкапывают и извлекают на поверхность, сруб под собственной тяжестью садится, т. е. опускается вниз. Такой способ востребован в тех случаях, когда глубину шахты планируется довести до 40 м и более.

Чтобы предупредить трение сруба о стенки шахты, что создаст проблемы в ходе работы, нижний венец делают большего размера, чем остальные. Кроме того, можно использовать опускную раму, которая не только имеет больший, чем у венцов, размер, но и оснащается острым приспособлением (башмаком), благодаря которому грунт легче вскрывается и создается меньше препятствий на пути сруба.

Сруб колодца и бани имеют как общее, поскольку изготавливаются одинаковыми способами, так и различия. Основные состоят в том, что в первом случае нельзя использовать изоляционные материалы, поскольку они быстро загнивают и портят вкус воды, и обрабатывать древесину антисептиками.

2. Если колодец сооружают в сыпучих грунтах, то вместо опускной рамы применяют деревянный ящик без дна со стенками высотой 1000 мм. Для его изготовления подойдут доски толщиной 50 мм, но для очень глубоких колодцев ее надо увеличить до 70–80 мм. Стенки ящика соединяют шипами, боковые стороны дополнительно фиксируют несколькими стальными полосками. Размер ящика совпадает с размером рамы, главное, чтобы между ним и стенкой шахты оставалось немного места, обеспечивающего более легкое скольжение этого приспособления.

Суть опускного способа состоит в том, что сначала выкапывают шахту глубиной 3 м, при этом вынутый грунт складируют не менее чем в 10 метрах от места работ, чтобы исключить давление его на почву и не провоцировать обвала стенок шахты. Далее на выровненное дно устанавливают либо опускную раму, либо первый венец, контролируя при этом их горизонтальность, после чего согласно нумерации укладывают оставшиеся венцы, подбивают деревянным молотком и проверяют вертикальность сруба. Постепенно сруб поднимают и выводят его на 3 венца над поверхностью земли, снаружи тщательно, заподлицо с бревнами замазывают пазы мятой жирной глиной, разравнивают ее поверхность. Поскольку нижние венцы шире остальных и наружу выступают на 50 мм и более, то риск того, что слой глины по мере опускания сруба осыплется, устраняется.

Далее очень важно не допустить смещения венцов и отрыва их друг от друга в процессе опускания сруба. С этой целью его изнутри по углам фиксируют толстыми досками, прибив их к каждому венцу. Кроме того, нельзя исключить того, что верхняя часть сруба не окажется зажатой осыпающимся со стенок шахты грунтом, а нижняя его часть вследствие этого не оторвется. Если это случается, то под нижние венцы подводят стойки, вставляют клинья, освобождают верх сруба от земли, пригружают его и заставляют опуститься на нижние венцы. После удаления груза укрепляют стенки шахты бревнами или досками.

Чтобы снизить трудоемкость работ по контролю сруба, прибегают к опусканию его по направляющим (рис. 11). Для этого к углам с внешней стороны прибивают к каждому венцу толстые доски – направляющие. Для большей надежности прикрепляют средние направляющие (последующие венцы укладывают между ними). Это в совокупности жестко стягивает всю конструкцию. После этого вплотную к направляющим вокруг сруба кладут бревна, а в углы, которые они образуют, вбивают колья диаметром 80–100 мм и фиксируют скобами. По такой раме направляющие вместе со срубом опускаются вниз, не распадаясь и не теряя вертикальности. Понятно, что извлечь направляющие после сооружения колодца не удастся и при необходимости замены венцов придется их выпиливать, что несколько усложнит работу.

Рисунок 11. Монтаж направляющих: 1) угловые; 2) средняя; 3) бревна рамы; 4) колья; 5) скобы

После того как выполнена вся предварительная подготовка, приступают к удалению грунта из-под сруба, причем работы ведутся внутри него и обычно 1 человеком, поскольку в ограниченном пространстве трудно задействовать большее количество. Основное орудие, которым пользуется колодезник, – это совковая лопата с укороченным черенком и ломик (помимо этого, ему потребуются совок или ковшик, ведро, иногда топор).

Удалять грунт необходимо правильно, стараясь не увеличивать промежуток между срубом и стенками шахты, и одновременно на несколько венцов (как правило, на три или четыре). Делают это следующим образом:

В центре сруба выкапывают яму глубиной до 600 мм, собирают грунт в емкость и извлекают на поверхность;

Постепенно продвигаются от середины к венцам, сбрасывая землю в яму, в результате чего сруб оседает под собственным весом, выдавливая из-под себя почву, которая осыпается в подготовленное углубление. Остается только наполнить ею ведра и поднять наверх.

Казалось бы, лучше выбранным из-под венцов грунтом сразу заполнять зазор между срубом и стенками шахты. На делать этого нельзя, чтобы не создавать условий для трения между ними, что только усложнит работу.

Отдельного разговора заслуживает вопрос о том, как лучше извлекать грунт на поверхность земли, тем более что это связано с безопасностью человека, находящегося внизу. В качестве емкости используют бочку, ведро, бадью, которые должны быть настолько прочными, чтобы смогли выдерживать троекратную нагрузку. Деревянные емкости должны быть стянуты металлическими обручами.

Определенные требования предъявляются и к канату (он обязательно должен быть просмоленным, что предотвратит его подгнивание в условиях сырости и обрыв) или тросу. Диаметр первого должен быть 30–45 мм, а второго – 15–20 мм. Для захвата емкостей к канату или тросу прикрепляют стальной крюк диаметром 20 мм, грузоподъемность которого должна составлять не менее 500 кг. Кроме того, он оснащается прочным и надежным хомутом (карабином), который не позволит посуде с грунтом соскользнуть и упасть.

Для извлечения грунта, а потом и поступающей воды необходимо использовать простейшее приспособление – треногу (рис. 12). Ее можно купить или изготовить самостоятельно из трех прочных брусков, заглубив их в землю и стянув вверху. К треноге прикрепляют блок, через который перебрасывают канат или тросик, к одному из концов – ведро или другую емкость.

Рисунок 12. Тренога, оснащенная блоком

Часто встречается описание горизонтального и вертикального ворота, с помощью которых можно доставлять грунт на поверхность, однако профессиональные копатели, как правило, обходятся именно треногой, поскольку ее легко как смонтировать, так и разобрать после применения. Но к устройству горизонтального ворота мы еще вернемся, поскольку он представляет собой одно из приспособлений, позволяющих поднимать не только грунт при рытье шахты, но и воду из уже сооруженного колодца.

Иногда сруб застывает на месте, что возможно в тех случаях, если его заклинивает грунт или если он наталкивается на крупный камень. При возможности убрать камень или отколоть большую его часть так и поступают. Случается, что он может иметь такую величину, что сделать с ним что-либо в условиях тесной шахты нельзя, поэтому работы по сооружению колодца на этом и заканчиваются. При строительстве неглубокого колодца в плотных грунтах сруб, венцы которого наращиваются сверху, можно опускать, предварительно подвесив его на веревках.

Его фиксируют на высоте от 50 см до 1 м, и он не мешает углублять шахту. Чтобы веревки надежно удерживали сруб, их подводят под все углы так, чтобы середина веревки приходилась на угол, а концы прикручивают 2–3 витками к бревенчатой раме, которую монтируют над шахтой. Благодаря трению, возникающему между бревнами и веревками, сруб удерживается на месте. Когда требуется немного опустить его, концы веревок на витках стравливают.

Для безопасности данного способа необходимо правильно подобрать веревку, чтобы она смогла выдерживать большую нагрузку. Для этого надо произвести простой расчет, предварительно испытав веревку на разрыв, чтобы определить силу, при которой этот момент наступает. Допустим, это произошло при нагрузке в 1 т. Далее надо уменьшить эту силу вдвое, введя коэффициент запаса прочности 0,5, и умножить на 8 – по количеству концов, т. е. 8 ? 0,5 ? 1 = 4 т. Таким образом, максимальная масса сруба не должна превышать 4 т.

К опускному способу устройства колодца прибегают и в тех случаях, когда приходится строить его в бедных водоносных пластах. Чтобы иметь запас воды, нижнюю часть сруба выполняют в виде шатра (зумпфа), который должен быть шире верхней части сруба на 500–800 мм (это дает определенное преимущество – сруб беспрепятственно опускается вниз). Шатер делают высотой до 2,5 м, что значительно облегчает ремонтные работы, когда возникает такая необходимость. Работы же ведут следующим образом:

Выкапывают шахту глубиной до 3 м;

Выравнивают основание;

Последовательно кладут венцы шатра, подбивая их деревянным молотком. При этом следят, чтобы последний венец лег строго горизонтально;

Приступают к возведению сруба.

Дальнейшие действия не отличаются от уже описанных выше. Поскольку между шатром и стенками шахты возникает большой промежуток, то для предупреждения осыпания грунта стенки укрепляют деревянными щитами и устанавливают распорки.

В случаях поступления воды из стен внутри шатра сооружают малый шатер, отступив от стен первого на 200–300 мм. Все элементы малого шатра заготавливают на поверхности, потом опускают в шахту и собирают непосредственно на месте установки. Образовавшийся зазор между стенками большого и малого шатров по мере возведения последнего заполняют гравием (щебнем, крупнозернистым песком) на высоту 1–1,5 м. Малый шатер должен возвышаться над уровнем воды на 200–300 мм или может доходить до нижнего венца сруба, становясь его продолжением.

Есть еще один способ устройства колодца, без представления которого не будет полной картины, хотя чаще всего от него отказываются в пользу вышеописанных технологий, что связано с тем, что подведение венцов сруба снизу – способ наиболее трудоемкий и малопроизводительный и по этой причине мало распространенный. Дело в том, что при его осуществлении, помимо того, что необходимо подкапывать грунт под срубом, требуется подкладывать под сруб бревна; подводить под венцы стойки и путем рычагов и клиньев прижимать их к верхнему венцу, а после извлечения грунта повторять эти операции вновь. После монтажа 3–5 венцов устанавливают залоги, к ним прибивают венцы, и так повторяют до тех пор, пока весь сруб не будет закончен. Нижние венцы кладут без залогов, а самый последний помещают на подкладки и с помощью дубовых клиньев фиксируют так, чтобы максимально плотно прижать последний венец к срубу. При этом в тесном пространстве шахты одновременно работают 2 человека.

Если необходимо миновать водоносный пласт с некачественной водой, его изолируют с применением шпунтованных стенок. Их забивают в грунт, отступив от сруба, а пространство между ними герметизируют глиняным замком.

При строительстве колодцев нередко сталкиваются с плывунами, с которыми необходимо уметь справляться, хотя следует признать, что это совсем не просто и трудоемко. Технология состоит в следующем:

Подготавливают сруб;

Выполняют проходку;

Спускают сруб до самых плывунов;

Устанавливают залоги из двух бревен;

Отделяют сруб от плывуна стенкой, монтируя ее с внутренней стороны колодца. Для стенки подбирают сухие шпунтованные доски (на одной кромке выбирается паз, а на другой – гребень) длиной 1,5–2 м и толщиной 50–60 мм. Доски непременно должны быть сухими, чтобы при контакте с водой они пропитались влагой, разбухли и стали водонепроницаемыми. Кроме того, их необходимо плотно подогнать друг к другу и к стенкам сруба, для чего используют распорные рамы. Чтобы шпунтованные стенки легче погружались в грунт, нижние концы заостряют. Их забивают в грунт, ударяя по прокладкам, положенным сверху, чтобы не деформировать торцы;

Монтируют шпунтованные стенки;

Продолжают выбирать грунт обычным способом и опускать сруб (однако его роль могут играть и стенки), размер которого несколько уменьшается.

При рытье колодца средства эвакуации (лестницу, веревку, на которую навязаны узлы, страховочный трос и т. п.) обязательно должны находиться в шахте в течение всего периода работ, чтобы в любую минуту можно было оказать необходимую помощь.

При поступлении воды со дна колодца, там устанавливают ящик, заранее просверлив в нем отверстия. В него засыпают составляющие обратного фильтра. Если вода наполняет колодец через боковые стенки, то в них проделывают отверстия или окна и дополняют фильтром, например гравийным.

Как и маловодоносных грунтах, в плывунах можно выполнить шатер, который легко опускается, так как на него намывается грунт. Это утяжеляет конструкцию и не только способствует ее продвижению вниз, но и надежно удерживает в таких подвижных грунтах, как плывуны. Есть и еще один плюс: в подобных грунтах вода всегда проточная, поэтому для сруба можно использовать дуб, не боясь, что древесина испортит вкус воды.

Прежде чем мы обратимся к устройству колодцев других видов, необходимо уделить внимание технике безопасности , которая актуальна во всех случаях независимо от сооружаемых конструкций.

1. Первое, что надо сделать после того, как определено место для колодца, – это оградить территорию предполагаемого строительства.

2. Очистить от посторонних предметов примерно на 2–3 м вокруг устья шахты, чтобы в нее не могло ничто упасть.

3. Проверить прочность веревок, канатов, тросиков, а также емкостей, которыми надо будет поднимать грунт на поверхность, и приспособлений для этого, причем этим надо заниматься ежедневно перед началом работ.

4. Надежно прикрепить к емкости канат, а второй канат (страховочный) появится, если глубина проходки составит более 6 м.

5. Перед спуском в шахту следует проверять наличие в ней вредных газов, поступающих из грунта. Это можно сделать, опустив в нее свечу или керосиновую лампу. Колебания пламени, угасание, изменение цвета и другие даже малейшие признаки должны насторожить. Для устранения скопившегося газа можно прибегнуть к разным способам, как старинным, так и современным:

Взять пустую деревянную бадью, накрыть плотной тканью, опускать ее в течение 15–20 мин в шахту, а после подъема открывать, чтобы скопившийся в ней газ вышел наружу;

Привязать к веревке связку соломы (ее диаметр должен совпадать с диаметром проходки) и, многократно опуская и поднимая его, проветрить шахту. В заключение надо опустить в ствол зажженную свечу, чтобы остатки газа сгорели;

Установить рядом с шахтой буржуйку, к поддувалу присоединить трубу, опустить второй ее конец в колодец, зажечь печь. Благодаря естественной тяге, которая возникнет, газы будут удаляться. При этом работы могут быть продолжены;

Провентилировать шахту, откачав из нее воздух посредством мощного вентилятора или компрессора, несмотря на то, что в просторной шахте работать удобнее, чем в узкой, нельзя допускать, чтобы за стенками сруба (колец) появлялись объемные пустоты, так как это может спровоцировать подвижку грунта и обвал;

Запрещается опускаться в шахту без строительной каски на голове и не имея страховки и напарника, остающегося на поверхности, который сможет поднять работающего, если тому станет плохо, если прорвется вода и т. д.;

При возникновении даже незначительного недомогания (если закружилась голова, начали слезиться глаза, появились кашель или зевота, стало трудно дышать и т. д.) надо немедленно сообщить об этом напарнику и покинуть шахту.

В заключение подведем итог, отметив плюсы и минусы деревянных колодцев. В числе первых назовем доступность материала и невысокую стоимость проекта. Среди вторых следующее:

При самостоятельном сооружении колодца надо владеть ремеслом плотника, хотя назвать это минусом можно с большой натяжкой;

Срок службы деревянного колодца по сравнению с кирпичным или бетонным намного короче;

Со временем придется заменять подгнившие венцы, что достаточно трудоемко.