БЕТОННЫЕ КОЛОДЦЫ

Если есть возможность, шахт­ный колодец лучше всего строить из бетона. Такие колодцы отли­чаются высокой прочностью и долговечностью, они предпочти­тельнее других и в санитарно-ги­гиеническом отношении. Степки у них плотные и нe пропускают загрязнения с поверхности земли. Материалы для изготовления бе­тонного колодца сравнительно доступны, а работа с бетоном проста и не требует какой-то спе­циальной квалификации.

Тем не менее основы техноло­гии приготовления бетона нужно знать, чтобы избежать ошибок и не затратить впустую время, труд и материалы.

Петой — искусственный (тех­нический) каменный материал, получаемый в результате уплот­нения и твердения бетонной сме­си, которая состоит из вяжущего (цемента), воды и заполнителя, мелкого (песка) и крупного (щебня или гравия). Неточная смесь — это еще не камень, ее можно формовать в изделие и уплотнять. Когда в бетонной сме­си отсутствует крупный заполни­тель, она называется раствором. 13 отвержденпом состоянии проч­ность раствора может быть рав­ноценной прочности бетона.

Рис. 9. Двойной шатер в водопри­емной части

Цементы бывают разные, по для колодца желательно исполь­зовать портландцемент марки 400, не ниже. При хранении цемента качество его снижается. Особен­но быстро это происходит, если цемент хранится в бумажных мешках, в которых он обычно по­ступает, в продажу. Происходит это потому, что бумажные меш­ки пропускают влагу из воздуха. Например, если цемент купить осенью или зимой (обычно он легче), а строить колодец летом, то прочность цемента в бумажных мешках снизится настолько, что бетон из него лучше не де­лать — он начнет сыпаться при замерзании и оттаивании. Выход единственный — после покупки цемента пересыпать его как мож­но быстрее в плотную, непрони­цаемую для влаги тару. Хорошо хранится цемент в мешках из сиптетической пленки, а также в железных бочках с плотными крышками.

Воду для приготовления бетон­ной смеси надо брать питьевую или любую другую, но не кис­лую. Кислотность воды опреде­ляется показателем рН. Если этот показатель больше 7, вода щелочная, меньше — кислая, и кислотность воды тем выше, чем меньше рН. Для бетона вода должна иметь рН не менее 4. Определить рН легко с помощью индикаторной бумажки, которая изменяет цвет в зависимости от значения рН. Для тех, кто не знаком со способами определения кислотности, советуем обратиться в любую химическую лаборато­рию или в школу, в кабинет хи­мии. Дело это минутное, и ин­дикаторная бумажка не про­блема.

Введение в бетон заполните­лей позволяет сократить расход цемента и одновременно улуч­шить технические характеристи­ки бетона. Поэтому к заполните­лям предъявляются соответству­ющие требования. Мелкий заполнитель — обычно природный пе­сок, крупный — гравий или ще­бень.

Песок чаще всего встречается кварцевый, он является наилуч­шим для бетона. Другие пески, особенно известняковые и раку­шечные, надо проверить на проч­ность в строительной лаборато­рии. Песок состоит из смеси зе­рен различной крупности (0,11 — 5 мм). Различают пески речные, морские и горные (ов­ражные). Зерна речных и мор­ских песков обычно округлой формы, зерна горных — остро­угольной, что улучшает сцепление с цементным камнем. Однако речные и морские пески, как пра­вило, меньше загрязнены глиной и органическими примесями. По­мните, глина очень вредна! Она обволакивает зерна песка и не дает им сцепляться с цементом. Органические, гумусовые приме­си, особенно жирные кислоты, также сильно снижают прочность бетона и даже вызывают разру­шение цемента. Содержание в пе­ске глинистых, илистых и пыле­видных примесей, определяемых отмывкой и отстаиванием, не должно превышать 3% (по мас­се). Органические примеси опре­деляют с помощью 3%-ного вод­ного раствора едкого натра: обра­батывают навеску песка этим ра­створом в соотношении 1:1 (по массе) и дают отстояться сутки. При наличии органических при­месей раствор окрашивается, и если его цвет становится темно-желтым, красным или коричне­вым, то песок без промывки не­пригоден.

Гравий состоит из окатанных зерен размерами 3 — 70 мм. Гра­ний также может быть речной, морской и горный (овражный), оерна горного гравия (как и гор­ного песка) более остроугольные, речной и морской гравий более чистые. Для бетона лучше мало-окатанная форма, малопригодна яйцевидная, еще хуже — пла­стинчатая, или л с.щадная, шири­ной в 3 раза и более превышаю­щей толщину. При загрязнении гравия глиной ею необходимо промывать. Нельзя применять гравий, зерна которого круп­нее 1/4 части толщины стенки колодца и больше минимального расстояния между стержнями арматуры в железобетоне. На­пример, для стенки колодца толщиной 100 мм можно использовать гравий с наибольшим зер­ном 25 мм.

Щебень — дробленый камень размером до 150 мм. Чаще всего в строительстве применяют из­вестняковый и гранитный щебни, которые являются отличным ма­териалом и для колодца. Кирпич­ный щебень непригоден.

Состав бетонной смеси опреде­ляют соотношением по массе (иногда менее точно по объему) между цементом, песком и грави­ем (щебнем), принимая количе­ство цемента за 1. Обязательно указывается также водоцемент­ное отношение — В/Ц, то есть отношение массы воды к массе цемента. Для колодцев бетонная смесь: 1:2:3 или 1: 2,5:4 и В/П = 0,5 — 0,7.

Смесь можно составить, осно­вываясь на расходе материалов по массе (кг) на 1 м³ уложенной ц утрамбованной бетонной смеси. Например, цемента — 300 кг, пе­ска — 750, щебня — 1200, во­ды — 150 кг, а всего — 2400 кг. Водоцементное отношение

(В/Ц) является очень важным показателем: с его увеличением подвижность бетонной смеси воз­растает и она легче заполняет форму, по при этом прочность бетона резко снижается. Поэтому для колодцев В/Ц более 0,7 брать нельзя.

Приготовляют бетонную смесь в бетономешалках или ручным способом. При ручном приготов­лении сначала смешивают це­мент и песок, затем добавляют нужное количество воды по В/Ц и перелопачивают, далее добав­ляют гравий или щебень, пред­варительно смоченные водой, и еще раз все перелопачивают до получения однородной смеси.

Бетонпую смесь укладывают в форму слоями по 10 — 15 см и уплотняют трамбовками до появ­ления «цементного молока». Эта операция также имеет очень большое значение: чем лучше произведено уплотнение, тем вы­ше прочность бетона. В строи­тельстве уплотнение бетонной смеси производят вибраторами. Бетонная смесь при вибрирова­нии приобретает свойства тяже­лой жидкости, расплывается, за­полняет форму и уплотняется. Домашнему мастеру для этой це­ли можно посоветовать приспосо­бить вибрационный насос, вибра­ционный активатор стиральной машины или вибрационный рас­пылитель для краски. Например, самодельный вибратор из актива­тора стиральной машины описан в журнале «Катера и яхты» (1974, № 50).

После укладки бетонной смеси и ее уплотнения надо позаботиться о том, чтобы процесс тверде­ния, особенно в первые 7 — 10 дней, проходил без подсыха­ния и подмерзания. И то и дру­гое очень вредно. В жаркую и ветреную погоду бетон надо за­крыть влажными опилками или другими подходящими материа­лами и в течение дня несколько раз смачивать водой. Если воз­можны заморозки, бетон утеп­ляют, закрывая теми же опил­ками, но только сухими. Тепло­проводность сухих опилок очень низкая, и слой в 5 см надежно предохранит свежеуложеппый бе­тон от любого осеннего мороза.

Бетон хорошо сопротивляется сжатию и плохо — растяжению, поэтому в тех случаях, когда в работе конструкции ожидаются деформации растяжения, бетон армируют железом, которое и бе­рет на себя растягивающие на­грузки. Такой материал назы­вается железобетоном. Для арми­рования бетона лучше всего при­менять специальную арматурную сталь с рифленой поверх­ностью — арматуру периодиче­ского профиля (периодичку, как ее называют), подойдет также любая прутковая или полосовая сталь, а также проволока, даже колючая. Надо только, чтобы ржавчины на металле было как можно меньше, самое лучшее, если она отсутствует вовсе. Кон­цы гладких стальных прутков нужно загнуть или приварить к ним стальные зацепы. Это необ­ходимо для того, чтобы при рас­тягивающих нагрузках арматура не сдвигалась относительно бето­на, а работала с ним как одно це­лое. Благодаря щелочной среде, которую создает бетон, арматура в бетоне не корродирует, но для этого арматура должна быть не ближе 15 мм к поверхности бе­тонного изделия.

Крепление шахты колодца можно осуществить и бетоном и железобетоном. Поскольку прин­ципиальной разницы в строитель­стве бетонных и железобетонных колодцев нет, условимся в даль­нейшем называть эти колодцы бетонными.

В практике колодезного строи­тельства существуют три типа бе­тонных колодцев: колодцы из монолитного бетона; колодцы из бетонных колен; колодцы из бе­тонных пластин.

Строительство колодца из мо­нолитного бетона ведут обычно в готовой шахте сплошным бето­нированием между двумя опалуб­ками, наружной и внутренней, подобно бетонированию обычной стенки. Конечно, строительство колодца из монолитного бетона идет медленнее, чем сооружение колодца из готовых бетонных колец. Однако для самодеятельного строителя этот способ представ­ляет определенную ценность, так кик позволяет обойтись без грузо­подъемной техники.

Если глубина колодца значи­тельна, рытье и временное креп­ление шахты становятся очень дорогими. В этом случае шахту отрывают сначала на некоторую глубину и бетонируют, стараясь вывести крепление над землей как можно выше. Далее работу ведут опускным методом, подры­вая грунт под стенками колодца и постепенно его осаживая. Для облегчения работы в нижней ча­сти бетонного крепления надо предусмотреть устройство режу­щего башмака. Грунт вынимают до тех пор, пока колодец не опу­стится на 2 м ниже поверхности земли. Затем рытье прекращают, устанавливают опалубку и нара­щивают ствол колодца бетониро­ванием опять как можно выше. «Свежим» стенкам позволяют на­брать необходимую прочность в течение 7 — 10 дней, после чего продолжают углубление шахты. Эти операции повторяют до, вскрытия водоиосн-ого слоя.

Колодец из бетонных колец в постройке быстрее и удобнее. Лучше всего, конечно, для этой пели использовать кольца завод­скою изготовления. Однако при необходимости их несложно сде­лать и самому. Размеры кольца, обычно принимают следующими: внутренний диаметр — 0,8 — 1,2м, толщина стенки бетонного колод-на — 10 — 12 см (железобетонно­го — 6 — 8 см), высота кольца — 0,7 — 1,2 м. Заметим для сравнения, что масса бетонного кольпа диаметром 1 м и высотой 0,7 м равна 800 кг, а такого же желе­зобетонного — 500 кг.

Опалубку для колец изготовить несложно. Me будем приводить рдесь подробное ее описание в надежде, что строитель колодпа сам подберет конструкцию опа­лубки, принимая во внимание имеющиеся у него материалы. Очевидно, что опалубка должна представлять собой два разбор­ных кольца пз дерева или ме­талла, концснтрично устанавли­ваемых одно в другое. Надо так­же постараться, чтобы боковые стенки бетонных колец после удаления опалубки были как можно более гладкими. Это уменьшит трение о грунт во время строительства колодпа опускным методом и снизит ве­роятность зависания бетонного ствола в шахте.

По высоте бетонные кольца обычно соединяют впритык. Что­бы предотвратить относительный сдвиг колен, между ними уста­навливают гнутые или сварные скобы из мягко! стали (напри­мер, Ст. 3) толщиной 5 — 8 мм и шириной 50 — 80 мм (рис. 10). Иногда кольца соединяют в чет­верть (фальцсвый стык) либо де­лают стык к раструб, скашивая ребро четверти (рис. 11). Соеди­нение в четвери, и в раструб обеспечивает более высокую плотность бетонного ствола, по при перевозках такие кольпа трудно предохранить от скалы­вания (громок. Кроме того, на каждый стык в этом случае те­ряется -1 — 5 см высоты. Поэтому, например, при глубине колодца 20 м и высоте кольпа 1 м по­требуется для крепления шахты колодца дополнительно одно кольцо.

Расположение арматуры в же­лезобетонном кольце показано на рис. 10. Uо высото бетонного кольца устанавливают 5 колец из арматуры с расстоянием между ними 1(50 — 200 мм. Вертикальные стержни арматуры размещают через 250 мм. Стержни связыва­ют мягкой железной проволокой, и собранный каркас устанавли­вают в зазоре между опалуб­ками.

Рис. 10. Ствол (крепление) из бе­тонных колец впритык

Нижнее бетонное кольцо луч­ше сделать слегка коническим (расширяющимся кинзу) и со скошенной внутрч нижней кром­кой, усиленной стальной поло-сон. При подкапывании дна шах­ты опускание крепления идет в этом случае легче и надобность в специальном режущем башмаке отпадает. Когда применяют бе­тонные кольца заводского изго­товления, для облегчения про­ходки шахты нижнее кольцо на­до установить на башмак с рез­цом.

Рис. 11. Бетонные кольца, соеди­няемые в четверть (а) и в рас­труб (6)

При опускном способе возмо­жен зажим верхней части ство­ла колодца обрушившимся грун­том, тогда как нижняя может беспрепятственно опускаться.

В этом случае, если ствол колод­ца выполняется из бетонных ко­лец, в результате очередной вы­емки грунта произойдет разрыв оболочки по стыку между коль­цами. Ото авария, и весьма серь­езная. При наличии такой опас­ности кольца нужно обязательно соединять между собой по высо­те, что одновременно устраняете возможность сдвига колец по плоским торцам.

Рис. 12. Соединение бетонных ко­лец скобами и болтами

Соединение колец производят накладками из полосовой стали шириной 40 — 60 мм и толщиной.5 — 10 мм. Накладки скрепляют скобами, согнутыми из стального прутка диаметром 16 мм, или болтами (рис. 12). Для этого в стенках бетонных колец нужно предусмотреть отверстия при бе­тонировании. Каждый стык ко­лец соединяют в 3 — 4 местах равномерно по окружности.

Полое надежным является спо­соб соединения колец с помощью стальных стержней, забетониро­ванных в их стенках. Стержни имеют на концах кольцеобразные загибы, куда и вставляют скреп­ляющие болты (рис. 13).

По мере наращивания крепле­ния швы между бетонными коль­цами тщательно заделывают це­ментным раствором 1:3.

Стыки между торцами колец в пределах водоприемной части хо­рошо уплотнить просмоленной пеньковой веревкой диаметром 20 мм. Это уплотнение уклады­вается в специальный желобок, отформованный в верхнем торце кольца. Уплотнение зажимается под давлением верхних колец и обеспечивает высокую плотность стыка.

Разработку мягкого грунта на дне шахты ведут от середины. При плотном грунте сначала вы­бирают грунт под кольцом вдоль пожа, а когда крепление осядет, то вынимают середину. Если по­гружение бетонных колец оста­новится вследствие трения о грунт, надо на верхнее кольпо установить платформу с допол­нительной нагрузкой.

Рис. 13. Соединение бетонных ко­лец стержнями

Устройство водоприемной ча­сти бетонного колодца в принципе аналогично деревянному. Здесь также надо стремиться к тому, чтобы приток воды шел через дно. Когда водоносный пласт состоит из очень рыхлых пород, под нижнее кольцо подво­дят пол из толстых досок и гра­вийный фильтр насыпают уже на этот пол,-

В маломощных водоносных слоях иногда устраивают приток воды через боковые отверстия, которые выполняют горизонталь­ными, восходящими или V-об-разными (рис. 14). Последнее с внешней стороны засыпают пе­ском или мелким гравием, а с внутренней — более крупным гравием, что должно предохра­нить колодец от заноса песком. Однако лучше выполняют ату функцию 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, то есть бе­тона без мелкого заполнителя (песка). Размеры верен гравия и щебня для крупнопористого бе­тона подбирают в зависимости от крупности зерен песка водонос­ного слоя в соотношении 10: 1. Крупный заполнитель обволаки­вают сметаиообразиой смесью цемента с водой, укладывают в форму и слегка трамбуют.

Рис. 14. Формы отверстий водопри­емной части колодца при боковом притоке воды

На 1 часть цемента (по массе) берут 6 частей гравия или щебня при В/Ц = 0,3 — 0,5.

Боковые фильтры из крупнопо­ристого бетона сделать несложно, если бетонные кольца самодель­ные. Для этого у нижнего водо­приемного кольца при его фор­мировании делают два пояса вы­сотой 15 — 20 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 бетонных кольцах заводского изготовления для фильтров при­дется пробивать окна в стенках.

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 3 — 7 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.

Рис. 15. Железобетонная пластина

Иногда колодцы делают из бе­тонных пластин. Изготовление пластин намного проще, чем колец, — форма для них очепь простая. Прямоугольные и квад­ратные колодцы пз бетонных пластин по внешнему впду похо­дят на деревянные срубовые, только вместо бревен — бетон­ные пластины. Концы пластин для надежного сопряжения в уг­лах отформовывают в лапу. Рас­положение арматуры в пластине показано на рис. 15. Пластина должна воспринимать изгибаю­щую нагрузку от возможного бо­кового давления грунта, то есть 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.

В сравнении с круглым колод­цем, при равновеликой площади сечений 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 — 10 — 15 см. Среднюю длину кольцевой пластины берут такой, чтобы в одном ряду уложилось, 6 — 8 пла­стин, составляющих полное коль­цо. Очевидно, что форма для из­готовления кольцевых пластин будет уже сложнее.

Если при строительстве колод-на из бетонных пластин пользо­ваться сваркой, то концы бетон­ных пластин не надо формовать в лапу, а вместо этого предусмот­реть стальные закладные пла­стины.

В заключенно заметим, что бе-топ позволяет сравнительно легко производить ремонт деревянных колодцев. Сруб, находящийся в водоносном слое, может быть разобран, если это возможно, и заменен бетонными пластинами, а верхняя часть, над уровнем во-| ды, укреплена монолитным бето­нированием. Для этого к деревян­ным стенкам гвоздями крепится арматура, например, в виде сет­ки, и производится бетонирование с помощью скользящей опалубки или без нее, по уже набивкой раствора, а не бетона. В этом случае получающийся после твер­дения матерная носит название армоцемента. Прочность армоце-мепта высока. Кстати, 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 нри строительстве нового колодца, извлекая песок, что, по­пятно, легче.

Поиск по сайту: