Как выкопать колодец — технология строительства шахтного колодца

Если систему водоснабжения загородного участка нельзя подключить к общественной сети, возникает необходимость в устройстве индивидуального источника. Для обеспечения любимой усадьбы питьевой или технической водой чаще всего копают колодец. Это наиболее доступная по цене выработка, не принуждающая использовать экскаватор или буровую установку. В этой статье мастер сантехник расскажет, как грамотно выкопать колодец, какая схема будет проще и удобнее в реализации.

О залегании грунтовой воды

Цель строительства колодца на загородном участке заключается во вскрытии водоносного пласта, способного покрыть потребности семьи в питьевой или технической воде. Первую употребляют согласно названию, вторую для полива участка, уборки и подобных нужд.

Определиться с питьевой и технической категорией необходимо на стадии планирования будущей выработки, потому что от этого зависит ее глубина и конструкция. Различаются категории по степени загрязнения. В химическом составе технической воды больше минеральных примесей, допускается наличие запаха и легкого замутнения. Питьевая вода обязана быть кристально прозрачной, лишенной напрочь запаха и вкуса.

Обратите внимание! Породы в земной коре залегают пластами, в пределах которых грунты обладают равнозначными физико-механическими свойствами и одинаковой структурой.

Водоносными называются пласты равнозначной по составу и структуре породы, вмещающие грунтовую воду. На геологическом разрезе они выглядят как полосы произвольной ширины, залегающие под наклоном или относительно горизонтально. Верхняя граница пласта именуется кровлей, нижнюю называют подошвой. В зависимости от мощности водоносного слоя и от необходимого количества воды колодец может вскрывать лишь кровлю, пересекать 70% пласта или устанавливаться дном на подошву. Кровля водоносного пласта в свою очередь служит подошвой вышележащего слоя, а подошва кровлей нижележащего.

У появления воды в толщах пород есть два естественных пути, это:

• Проникновение в грунты атмосферных осадков или вод близлежащих водоемов. Вода свободно проходит сквозь водопроницаемые отложения, к которым относятся пески, галечники, щебнистые и гравийные массы. Процесс просачивания или проникновения называется инфильтрацией, а пропустившие через себя воду слои называют водопроницаемыми.
• Конденсация влаги в пластах, зажатых между двумя водонепроницаемыми или иначе водоупорными слоями. Не пропускают воду глины, суглинки, полускальные и скальные породы, не имеющие трещин. Залегающая между ними вода может быть напорной: при вскрытии уровень ее повышается, иногда фонтанирует.

Трещиноватые скальные и полускальные разновидности могут вмещать воду, но напора у нее нет или он слабый. На химический состав трещинной воды обязательно окажут влияние вмещающие породы. Известняки и мергели обогатят ее известью, доломиты магнием, гипс на пару с каменной солью насытят хлористыми и сернокислыми солями.

Обратите внимание! Подземные воды образуются в результате инфильтрации атмосферных осадков или вод соседних водоемов и в результате конденсации внутри пласта.

Водопроницаемость и водонепроницаемость – две весьма важных характеристики для желающих знать, как построить полноценный колодец, потому что:

• Наличие непроницаемой породы над водоносом исключает просачивание грязных стоков в пласт. Воде, добытой из перекрытого водоупором слоя, может быть присвоена категория питьевой.
• Отсутствие водоупора сверху водоноса сигнализирует о запрете применения воды для питьевых целей. Она называется верховодкой и применяется исключительно для хозяйственных нужд.

Если владельца участка интересует техническая категория, вполне достаточно вскрыть или углубиться в слой с верховодкой. Ствол колодца в таких случаях значительно короче, чем ствол выработки для питьевой воды. Правда, зеркало верховодки сложно назвать устойчивым. Засушливым летом и зимней порой уровень в подобных выработках ниже, чем в дождливые осенние и весенние периоды. Запасы воды будут соответственно колебаться.

Обратите внимание! Пласты, способные отдавать воду при вскрытии шахтой, называются водоносными, породы, не пропускающие и не отдающие воду, называются водоупорными или водонепроницаемыми.

Для получения стабильного количества воды в колодце верховодку необходимо пройти и углубиться в нижележащий водоносный пласт. Обычно между ним и верховодкой несколько проницаемых и водонепроницаемых слоев. Значит, есть вероятность дойти до питьевой воды. Однако ствол такого колодца значительно длиннее: материала, времени и трудовых усилий на его строительство уйдет больше. 

Обратите внимание! Вода питьевой категории обязана пройти проверку в местный орган санэпиднадзора. По результатам анализов делают выводы об ее пригодности. В случае необходимости рекомендуют меры по очистке.

Типовая схема колодца шахтного типа

Шахтный колодец – распространенная разновидность индивидуальных источников водоснабжения. В просвете у него самый большой размер, что позволяет самостоятельному хозяину формировать выработку простой лопатой прямо в шахте. В плане выработка может быть круглой, квадратной, реже прямоугольной.

Диаметр или длина стенки квадратного ствола обычно варьирует от 0,8 до 1,2/1,5 м. Заметим, что слишком большой просвет не гарантирует увеличение дебита. Воды в широком колодце немногим больше, чем в узком аналоге. Ведь дебит определяется возможностями водоноса, а не размерами шахты. А вот разницу в расходах на сооружение сложно не заметить.

Обратите внимание! В качестве питьевой воды используют только воду из водоносного слоя, перекрытого водоупорными пластами, и артезианскую воду, добываемую артезианскими скважинами.

Основные конструктивные составляющие

Роют колодцы глубиной до 30 м. Более глубокую выработку проще и разумнее проходить буровой установкой. Аналогично поступают при устройстве колодца в скальных и полускальных породах: пробурить в них шахту невозможно или слишком сложно. Копать имеет смысл грунты, поддающиеся разработке лопатой: пески, супеси, глины, суглинки.

Конструктивные составляющие шахтного колодца:

• Водоприемная часть – нижний сегмент стенок колодца, предназначенный для приема грунтовой воды. Если запас водоноса достаточен для потребления семьей, вода поступает исключительно через дно. Если дебит пласта маловат, в заглубленных в него колодезных стенках делают отверстия для бокового течения воды.
• Ствол – часть колодца от поверхности земли до статического уровня колодезной воды. Бывает деревянным, монолитным бетонным, собранным из ж/б колец, каменным, кирпичным. Ствол должен обеспечить герметичность, которая исключает просачивание нечистот, атмосферной воды, проникновение химических веществ и органических остатков.
• Оголовок – надземный участок, создающий условия для безопасного пользования источником водоснабжения, предотвращающий загрязнение воды. Возвышаться над поверхностью он должен минимум на 60 см. Удобной высотой считается 80 – 90 см. Оголовок должен иметь крышку для защиты воды от загрязнений и устройство для подъема ее ведром.

Вокруг места состыковки оголовка с верхушкой ствола устраивают глиняный замок, играющий роль барьера для почвенной воды, атмосферных и бытовых стоков с земной поверхности. Это своеобразная округлая траншея глубиной ниже уровня сезонного промерзания грунта, шириной около 50 см. Траншею заполняют мятой глиной.

Засыпку с усердием трамбуют так, чтобы в высыхающей глине не появлялись трещины. Поверх замка сооружают отмостку из железобетона, бутового камня, кирпича, шириной 1,0/1,5 м с уклоном от стенок оголовка 0,01.

Виды колодцев

Степень погружения водоприемной части в водоносный пласт – критерий деления колодцев на следующие виды:

• Несовершенный. Водоприемный сегмент несовершенного типа частично заглубляется в водоносный слой. Приток воды происходит через днище, при необходимости через боковые отверстия.
• Совершенный. Водоприемная часть совершенного типа полностью пересекает водоносный слой и устанавливается днищем на кровлю расположенного ниже водоупора. Приток воды происходит через боковые отверстия в стенках.
• Совершенный с зумпфом. По строению он схож с предыдущим типом. Отличие заключается в том, что водоприемный участок заглубляется в водоупор с целью создания резервуара для запаса воды.

Для сооружения резервуара есть еще один способ: водоприемную часть устраивают в форме усеченного конуса, напоминающего шатер. Конусовидная подводная часть устраивается, если мощность водоноса больше 3 м, если меньше рациональней сделать зумпф.

Основные правила

Выбор конструкции подводной части шахтного колодца следует ориентировать на реальную потребность в запасе воды. Если не вычерпывать излишки, они будут застаиваться, что приведет к потере питьевых качеств и загниванию. Потому для водоснабжения частных хозяйств рекомендуют несовершенные колодцы без запасных резервуаров.

Народная многолетняя практика подсказывает: водоприемник несовершенного колодца не стоит заводить в водоносный слой более чем на 0,7 от мощности пласта. При превышении рекомендованного регламента уменьшается объем поступающей воды, что влечет необходимость в формировании боковых отверстий в стенках колодца.

Дно стандартного несовершенного источника оборудуют трехслойным донным фильтром.

Сначала засыпают 10 см песка, затем 15 см гравия или щебня с песчаным заполнителем, после 15 см мелкой гальки, гравия или щебня размером покрупней, чем предыдущая засыпка. Если водоприемная часть колодца заглублена в разжиженную породу – плывун, дно выработки оснащают дощатым настилом с просверленными для поступления воды отверстиями и щелями.

Как искать воду

Приблизительную глубину шахты можно выяснить заранее. Для этого нужно обойти соседние участки и узнать, на каком уровне в расположенных неподалеку колодцах стоит вода. Следует поинтересоваться, для технических или питьевых целей был выкопан колодец, стабильно ли в нем зеркало грунтовой воды. Заодно стоит поспрашивать, сложно ли было разрабатывать шахту, не встречались ли в ходе копки крупные валуны.

Метод опросов приемлем, если усадьба расположена на равнинной местности с незначительной холмистостью. Там слои горных пород залегают почти горизонтально, приблизительно повторяют форму естественного рельефа. Зеркало грунтовых вод располагается примерно на одном уровне, т.к. в водопроницаемых породах действует принцип сообщающихся сосудов. Разницу в длине шахты могут дать лишь различия высотных отметок устья колодцев.

Глубину залегания подземной воды в выработке, запланированной к строительству в равнинном районе, тоже можно заранее определить, пользуясь соседским колодцем как ориентиром. Для этого потребуется барометр-анероид. На шкалу указанного прибора нанесены деления через 0,1 мм. Расстояние между делениями соответствует 1 метру разницы в высотных отметках. К примеру, замеры возле действующего колодца показали отметку 634,7, а на месте будущей выработки стрелка барометра остановилась на 633,8. Значит, подземные воды появятся на глубине 9 м. 

Метод опросов не действует в регионах с высоким залеганием скальных и полускальных пород. Особенно, если добывать предстоит трещинную воду, которая распространяется спорадически, иногда перетекает в смежные пласты.

Не слишком помогут опросы в областях с ярко выраженной холмистостью, где невозможно без изысканий точно представить геологический разрез. Хозяевам участков в подобных районах желательно обратиться в местный центр проектирования сетей водоснабжения с водоотведением или в гидрогеологическую организацию.

Где расположить колодец на участке

Выбрать место для индивидуального источника водоснабжения не слишком просто, особенно, если небольшой участок уже занят внушительной жилой и хозяйственной застройкой. Важно учесть, что при всем желании сэкономить метры, при планировании места под строительство личного колодца рекомендуется придерживаться следующих правил:

• Питьевой колодец нельзя располагать возле навозных куч, уборных, бань, помойных ям, скотных дворов и подобных объектов. По санитарным нормам расстояние от колодца до указанных объектов должно быть не менее 20 м, в идеале 50 м.
• Не нужно устраивать колодец на склонах речных берегов или оврагов. Из-за направленного к понижению тока подземной воды дебит будет ощутимо уменьшен.
• Минимальное расстояние между колодцем и фундаментом дома или хозблока должно быть не менее 5 м. В колодец как в сформированный в земле резервуар будут направлены токи воды, по частицам вымывающие грунт из-под фундаментов. Расположенный рядом угол постройки непременно просядет.

Технологии строительства шахтных колодцев

Суть сооружения колодца заключается в формировании стенок, укрепляющих шахту. В зависимости от материала, выбранного для устройства колодезного крепа, работы производятся согласно одной из трех проверенных схем:

• Строительство стенок со дна заранее вырытой шахты. Технология применяется чаще всего при сооружении кирпичных и каменных колодцев с опирающимся на водоупор фундаментом. Из-за опасности обвалов стенки шахты оборудуют временным крепежом.
• Наращивание стенок сверху строящегося ствола с одновременным опусканием. Самый распространенный и безопасный способ, предполагающий параллельное выполнение строительства и проходки. Используется в сооружении колодцев со стенками из бетонных колец и колодезных срубов.
• Наращивание стенок снизу с одновременной проходкой. Метод применяется в устройстве деревянного крепежа в случаях, когда коробку заклинивает. Тогда размер просвета уменьшают и присоединяют элементы к условному дну ствола.

Альтернативой нижнему наращиванию может послужить бурение скважины в стволе колодца. Призвать в помощь бурильщиков также стоит, если при рытье уперлись в крупный валун, который сложно разбить ручным долотом. 

Если глубина колодца не более 6 м и стенки шахты не требуют усиленного крепления, его лучше строить со дна выработки.

В устройстве шахтного колодца должно быть задействовано трое и более человек. Один работает на «забое», двое страхуют на земле.

Строительство колодца с фундаментом

Строительство начинается с сооружения бетонного основания. Для этого от места работ предварительно отводят воду. Грунт трамбуют и выравнивают, поверх устраивают щебенистую подушку.

Опалубка для колодезного фундамента собирается на дневной поверхности, затем втрамбовывается и устанавливается на подготовленное дно. Внутри опалубки рекомендовано постелить полиэтилен, который будет выполнять функцию гидроизоляции основания. Для заливки допускается использовать раствор из цемента со щебнем без песчаного заполнителя. Бетонирование производится в один прием без перерывов.

После затвердевания бетона выполняют разметку:

• Округлый колодец размечают путем вычерчивания внутренней окружности и простановки центра.
• Прямоугольный колодец вычерчивают посредством обозначения внутренних и наружных граней стен. Отмечаются продольная и перпендикулярная оси.

Арматура применяется горизонтальная и вертикальная. Горизонтальные хомуты располагают в аналогичных швах кладки снаружи ствола. Вертикальные прутки устанавливаются через восьмикратную толщину стенки. Таким должно быть расстояние между всеми элементами армирования. Толщина кладочного раствора для крепления арматуры должна учитывать полное покрытие вертикальных стержней с запасом в 2 см. Запас в горизонтальных швах составляет 0,4 см.

Кладку стенок колодца с округлыми очертаниями выполняют тычковыми рядами. В зависимости от глубины выработки кладут в два, полтора либо в один кирпич. Строят ярусами около 1,2 м. Перевязку осуществляют путем смещения нового ряда по отношению к уложенному ряду на четверть кирпича.

Строительство со дна выполняют два человека. Мастер кладет кирпичи, подмастерье готовит и подает материалы. Контроль вертикальности и горизонтальности рядов проводят регулярно уровнем и отвесом. Работают с подвесных лесов. Если колодец строится в три кирпича, допускается проводить кладку со стенок.

Как сделать колодец из бетонных колец

Самый выгодный, оперативный и простой в исполнении вариант – применение бетонных колец заводского изготовления, оснащенных ступенчатым или скошенным фальцем на торцевых стыках.

Однако бетонные кольца можно сделать собственноручно. Для этого нужно соорудить опалубку — два съемных или разборных кольца. Делают их из листового металла или соединенных металлической полосой досок. Иногда опалубке придают слегка коническую форму, чтобы удобнее было сверху вниз наращивать самодельные кольца.

Последовательное производство колец таким методом производится непосредственно на объекте. По периметру опалубки размещается арматура: как минимум 5 вертикальных прутков. Расстояние между ними 25 см. Горизонтальную арматуру располагают через 20 см, крепят ее к вертикальным деталям вязальной проволокой.

Для замеса раствора используется цемент маркой не ниже М400, промытый песок, щебень или гравий. На застывание раствора отпускается 2-3 дня, после чего кольцо погружают в почву методом подкопа под нижней гранью. Затем изготавливают следующий элемент и устанавливают на предыдущий. В результате получается ствол со своеобразными ступеньками, позволяющими мастеру перемещаться вверх/вниз внутри строящегося колодца.

Устройство ствола из заводских ж/б колец поэтапно:

• Выполняют разметку ствола, согласно которой грунт выбирается на высоту кольца.
• В шахту устанавливают первое ж/б кольцо с режущей нижней кромкой.
• По верхнему стыку вдоль фальца укладывают пропитанный битумом или просмоленный шнур Ø1 см.
• Поверх первого кольца устанавливается второе, стык элементов обрабатывается бетонным раствором.
• Под нижним кольцом с двух противоположных сторон подкапывают грунт саперной лопатой или обычной совковой сестрой с укороченным черенком. Но сначала выбирают и подают наверх грунт из середины выработки.
• В углубления устанавливают чурки или подобные приспособления равной высоты.
• Подкапывают под кольцом со сторон, перпендикулярных предыдущим. В углубление помещают чурки.
• По аналогии проводят подкопы под оставшейся частью кольца и выбирают грунт внутри выработки.
• Из-под полностью подкопанного кольца выбивают чурки. Под собственным весом кольцо оседает.

Согласно описанной схеме действуют до полного погружения второго кольца, поверх которого водружается третье. Приведенному алгоритму следуют до тех пор, пока не появится подземная вода, и проходка не внедрится в водоносный пласт на достаточную глубину.

В завершении полностью откачивают воду и обустраивают дно, затем сооружают оголовок с глиняным замком и отмосткой. Перед устройством замка верхние кольца оборачивают полиэтиленом, чтобы сезонные подвижки промерзающих пород не повредили ствол колодца.

Бетонные кольца крепят между собой накладками из полосового металла. Накладки устанавливают на каждом стыке в 3 или 4 точках по окружности. Для крепления накладок в стенках колец должны быть пробурены отверстия. Самодельные кольца лучше скрепить замонолитченными в стенки стальными стержнями с петлями на краю.

Видео

В сюжете - Правила устройства колодца из заводских бетонных колец

В сюжете - Как выкопать колодец и остаться живым

Устройство сруба деревянного колодца

Оптимальный материал для строительства сруба – дуб, подводная часть которого прослужит около века, а надводная не менее 25 лет. Пригодна древесина вяза, лиственницы, ольхи, для сооружения надводной части вполне подойдет сосна.

Строят их в основном погружным методом, заглубляя по мере наращивания сруба сверху. Распространенная технология в точности повторяет способ устройства колодца из бетонных колец. Наращивание снизу и строительство со дна сложнее и опаснее, потому применяются реже.

Сооружение деревянного колодца напоминает строительство избы в миниатюре. Желающим знать, как правильно сделать сруб для деревянного колодца, стоит ознакомиться с классическими способами формирования врубок. Соединяют пластины или бревна в углах врубками «в лапу» с коренным шипом. Венцы «прошивают нагелями. Для сохранения формы сруба в период погружения его временно обивают досками с внутренней стороны.

Рубят стены колодца из свежесрубленных бревен с влажностью 80-90%, т.к. такие брёвна легче обрабатываются и в собранном виде подвержены меньшей деформации.

Со дна шахты деревянный колодец строят, если глубина выработки не планируется более 6 м и стенки вырытой шахты не угрожают обвалами. При необходимости исключить поступление верховодки деревянный колодец снаружи обивают шпунтованной доской на уровне ее появления и установления.

Видео

В сюжете - Практические советы желающим копать колодец

Мы привели лишь базовые способы строительства колодца. На деле вариантов сооружения несколько больше, описанные схемы могут комбинироваться. Однако предложенной информации вполне достаточно для успешного устройства индивидуального источника водоснабжения.

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Обустраиваем качественный водопровод из колодца в частный дом