Текст книги "Все, что нужно знать об устройстве колодца"

Мягкая вода

Жесткость такой воды должна быть не более 10 градусов. Хорошей считается вода, которая содержит воздух, небольшое количество углекислого газа и соли, которые придают воде приятный вкус. Мягкой считается дождевая вода. Она имеет слабокислую реакцию, обогащена кислородом (почти в десять раз больше по отношению к колодезной воде). Она всегда считалась лучшей для полива и других технических нужд, которые возникают в условиях загородного дома. Но в настоящее время в дождевой воде могут содержатся примеси отходов химической промышленности, продукты сгорания твердого или жидкого топлива. Эти продукты находятся в атмосфере и оседают на крышах домов, с которых происходит сбор дождевой воды. Особенно опасны примеси цемента и извести, из-за которой вода становится жесткой и практически теряет свою ценность. Поэтому прежде чем применять дождевую воду, лучше всего сделать ее анализ.

Водопроводная вода

Водопроводная вода считается пригодной для употребления, так как она проходит специальную очистку. Водопроводную воду можно использовать на все технические нужды, за исключением случаев, когда в воде наблюдается повышенное содержание хлора. Лучше всего воду отстаивать несколько суток, затем прокипятить и только потом употреблять для питья.

Речная и озерная вода кроме минеральных загрязнений может содержать промышленные и бытовые отходы, опасные для людей, животных и растений. Поэтому следует всегда соблюдать меры предосторожности и профилактики.

Колодезная и родниковая вода

Колодезная вода содержит большое количество минеральных веществ. Насыщение колодезной воды минеральными веществами происходит, когда дождевая вода, проникая через грунт, растворяет содержащиеся в почве минералы и после этого попадает в водоносные грунты. Такую воду, прежде чем употреблять на хозяйственных нужд и для питья, следует проверить в лаборатории. Это правило относится и к воде родниковой.

Вода из колодцев должна быть прозрачной и чистой, без запахов, которые не могут ликвидировать даже самые совершенные фильтры, и без привкуса. Фильтры очищают воду только от мелких частиц, попавших в нее из водоносных слоев грунта. Температура питьевой воды из колодцев должна быть от 7 до 12 градусов Цельсия. Вода более высокой температуры теряет свои освежающие свойства. Температура воды ниже 5 градусов Цельсия считается вредной для здоровья людей и животных и приводит к простудным заболеваниям. Вода-верховодка не пригодна для питья, почвенная применяется редко. Лучшими считаются грунтовые и артезианские воды.

Достигнув водонепроницаемого слоя грунта, вода собирается там и в зависимости от накопившегося количества начинает искать выход. Найдя выход, вода стекает в более низкие места, образуя ключи. Иногда вода скапливается между двумя водонепроницаемыми пластами, из которых один находится внизу, а другой вверху. В таких пластах вода сильно сжата и находится под большим давлением. Выход она также находит в виде отдельных струек или более сильной струи. Если вода выходит на поверхность земли на ровном низком месте, но под некоторым напором, ее называют восходящими ключами. Если эта вода сливается в сторону оврага или обрыва и стекает вниз – это нисходящие ключи.

Если вода очень сильно сжата между двумя водонепроницаемыми слоями и при бурении в таком месте скважины вода с силой поднимается вверх и бьет ключом, порой достаточно высоким, то такая вода называется артезианской. Количество воды в артезианских колодцах всегда находится на одном уровне и не зависит от погодных условий. Такая вода имеется везде, но на разной глубине и не всегда может быть хорошего качества. Кроме того, такая вода очень холодная. Животные не пьют ее у самого фонтана, а только на достаточно большом расстоянии от него, пока вода немного нагреется.

Виды и разработки водоносных грунтов

Горные породы, хорошо фильтрующие воду, обычно водоносны. К таким породам относят:

крупнозернистые пески;

гравий;

галечники;

щебень;

валуны;

сильнотрещиноватые скальные породы и др.

Водоносными считаются породы, в которых имеется достаточное количество крупных пустот для проникновения и передвижения воды. Все горные породы, независимо от их происхождения, обладают определенной сопротивляемостью разрушению буровым инструментом. Эта сопротивляемость называется степенью буримости. Зависит она от многих факторов, например, от твердости и крупности минеральных частиц, слагающих породу, от прочности цементирующего вещества, влагоемкости породы, вязкости, монолитности и т. д. Иными словами, степень буримости горной породы зависит от состава, строения, состояния и свойств породы, а также от вида и способа бурения.

Минералы

Минералами называются все элементы и их химические соединения, встречающиеся в земной коре в форме тел, отличающихся однородностью состава, строения и их свойств. Минералы можно определить по цвету, блеску, твердости, излому, запаху и т. д. Для устройства колодцев и бурения скважин большое значение имеет твердость минералов.

Горные породы

За редким исключением, минералы в земной коре отдельно не встречаются. Обычно они собраны в группы, называемые горными породами. Горные породы по происхождению разделяются на изверженные, осадочные и метаморфические. Бурение скважин на воду производят преимущественно в осадочных и метаморфических породах. В изверженных породах бурят значительно реже.

Осадочные породы

Осадочные породы по происхождению разделяются на обломочные, образовавшиеся из обломков других пород, химические, образовавшиеся в результате выпадения осадков и воды или из других растворов, и органогенные, образовавшиеся из скопления остатков животных и растений (известняки, доломиты, угли и др.).

Валуны, галечник, щебень

Валуны, галечник и щебень, а также другие крупные окатанные и угловатые обломки горных пород образовались в результате разрушения разнообразных изверженных и метаморфических пород и последующей их обработки ледниками и морскими водами.

Пески

Пески представляют собой продукт дальнейшего разрушения более крупных обломочных пород. Наибольшее распространение имеют кварцевые пески. По примесям других разрушенных минералов выделяют пески железистые, слюдистые, магнетитовые и др.

Глины

Глины могут образовываться в результате сноса мельчайшего ила, который реки несут в виде мути и который затем отлагается в спокойной воде. Различают глины в результате действия ледника, а также глины, представляющие собой конечный продукт разрушения гранита в процессе выветривания (огнеупорные глины и каолины). Химический состав глин разнообразен. Кроме каолина (кремниевых соединений глинозема), в состав глин входят мельчайшая кварцевая мука, железистые соединения, гипс, доломит, известь и др.

Суглинки

Суглинки – песчаные глины и супеси – глинистые пески являются переходными горными породами от глин к пескам. По своему составу они представляют собой различные соотношения смеси песчаных и глинистых частиц. При оборудовании водоприемной части колодца или скважины нужно знать размер частиц, в которых намечается установить фильтр и количественное соотношение этих частиц между собой.

Водоносным горизонтом называется пласт водопроницаемой породы, насыщенный водой и способный ее отдавать. Площади распространения водоносных горизонтов и водоносных пород обычно совпадают. Площади питания совпадают с местами выхода на дневную поверхность пород, слагающих водоносный горизонт, а также с участками, где эти породы не перекрыты водоупорными толщами значительной мощности. Водопроницаемость рыхлых пород зависит от их гранулометрического состава и от содержания мелких пылеватых и глинистых частиц. Для определения содержания в водоносной породе частиц различного размера необходим анализ ее гранулометрического состава. В соответствии с полученными данными выбирают номер сетки для фильтра, подбирают размер частиц песчано-гравийной засыпки и др.

Плотные тяжелые глины, плотные суглинки, не трещиноватые различные изверженные и метаморфические породы являются водоупорными горными породами. Трещиноватые изверженные и метаморфические породы становятся водопроницаемыми. Как правило, пласты и слои водопроницаемых и водоупорных пород чередуются.

Формы и виды залегания отдельных слоев горных пород и их спутников очень разнообразны. Нередко различно наклоненные или изогнутые слои водопроницаемых пород выходят на земную поверхность. Здесь воды рек и атмосферные осадки, соприкасаясь с ними, просачиваются вглубь. Наиболее благоприятны для этого песчаные, гравийные, галечниковые слои или слои трещиноватых горных пород – песчаников, сланцев, известняков и др. В верхних частях земной коры преобладают подземные воды в песках и в других рыхлых породах.

Колодцы устраивают в различных грунтах: плывунах, слабых грунтах, средних и крепких грунтах.

Плывуны представляют собой очень мелкие глинистые или песчаные частицы, разбавленные водой. По наличию воды в грунте определяют степень плывучести грунта от малой до большой.

Сыпучие грунты представляют собой скопление зерен различной крупности, слабо сцепленных между собой. К таким грунтам относятся песок, гравий, галька, щебень. Эти грунты легко разрабатываются, но и легко осыпаются. Поэтому в процессе работы их необходимо укреплять дощатыми стенками с распорками.

Мягкие грунты представляют собой в основном землистые породы. Они бывают глинистыми и песчано-глинистыми. Частицы таких грунтов связаны между собой довольно слабо. Обычно такие породы называют пластичными. Они легко разрабатываются, но из-за осыпания грунта их необходимо укреплять стенками.

Слабые грунты относятся к пористым и являются достаточно слабыми. К ним относятся гипс, глинистые сланцы и др. Разрабатывать их легко, осыпаются они слабо, что уменьшает трудоемкость рытья шахты.

Средние грунты относятся к породам средней твердости, например к плотным известнякам, плотным сланцам, песчаникам, известковому шпату. Работать с ними тяжелее, чем со слабыми.

Крепкие грунты обладают большой твердостью. К ним относятся плотные известняки, кварцевые породы, полевые шпаты и др. Работать с этими грунтами тяжело, но осыпаются они мало.

При разработке перечисленных пород используются ломы, кирки, долота, скальпели и другие прочные инструменты (рис. 48). Эти инструменты бывают ручные и механизированные. Механизированные инструменты значительно облегчают выполнение работ. Иногда грунт удаляют лопатами или ведрами и бадьями, укрепленными на блоках. Каждый грунт требует особых приемов работы и соблюдения техники безопасности. Чтобы устроить колодец, необходимо знать свойства каждого вида грунта и уметь его рыть. Иначе, человек, желающий построить колодец своими руками, может получить травму.

Легко и быстро выполняют земляные работы с помощью экскаваторов, грейферов, бульдозеров и других машин. Машинами можно вырыть шахту большой глубины, иногда до водоносного слоя. Откосы при этом бывают достаточно пологими и не осыпаются.

Некоторые считают, что правильным способом устройства колодцев является тот, при котором колодец закладывают сначала в неглубоко вырытом котловане (4…6 м), затем собирают сруб и постепенно опускают его в глубь водоносного слоя, выбирая по ходу грунт, и укладывая снизу венцы сруба. Это тяжелый способ устройства колодца. Самым быстрым, легким и наиболее трудоемким способом устройства колодца является сборка в открытом котловане, начиная снизу, и поднимаясь вверх. Вынимаемый при этом грунт необходимо относить подальше от шахты, чтобы не обвались ее стенки.

Как определить состав грунта

Чтобы знать состав почвы и свойства грунта, встречающиеся при рытье колодца, надо предварительно иметь данные о нем. Для этой цели применяют щуп. Щуп представляет собой конусообразный стальной штырь из полосовой стали толщиной 20 мм с отверстиями диаметром 20 мм, просверленными через 100 мм одно от другого или с зубцами с обеих сторон. Зубцы обычно подняты кверху. Иногда в них имеются выемки, которыми они зацепляют грунт. Длина щупа 2,5…3 м. К ушку щупа сверху крепится ворот или шест (труба), с помощью которых его вращают. Вынимать щуп нужно с небольшим вращением, так как это обеспечивает более легкий выход его из грунта. Состав грунта можно определить с помощью бурения скважины, но для этого необходимо иметь соответствующее оборудование.

Как найти место для колодца

Чтобы получить воду для снабжения загородного дома и приусадебного участка, используют подземные воды, которые берутся из родников, артезианских скважин или колодцев. Выбор типа вертикального водозабора, например, колодца, следует производить с учетом глубины залегания водоносных слоев горизонтов, отыскания под землей источников воды, условий их питания и заготовки материалов и инструмента для их устройства. Если есть поблизости колодцы или протекают ключи, то глубину залегания воды определить просто. Если колодцев и ключевой воды неподалеку нет, нужно искать ее источники.

Участок для устройства колодца должен находится в благоприятных в санитарном отношении условиях, исключающих возможность загрязнения используемых подземных вод бытовыми и промышленными сточными водами или водами с повышенной минерализацией, газонасыщенностью и вредными компонентами. Основной задачей является поиск водоносного слоя на участке. От ее решения во многом зависит правильная организация водоснабжения загородного дома или коттеджа.

Существует ряд признаков неглубокого залегания воды. Так, народные поверья говорят, что если ноги легко уходят в землю и вместе с тем земля к ногам пристает, то это указание, что здесь есть вода. Существуют более прямые указания на присутствие воды. Это растения, любящие воду: ива, тростник, камыш, плющ…У земли, которая производит виноградные деревья с густой листвой, и на которой преимущественно водятся бузина, клевер и дикая слива, – почва хорошая и вода вкусная. Изобилие лягушек, дождевых червей, комаров и мелких крылатых насекомых, летающих стаями, указывает на присутствие воды.

Чтобы найти водоносное место, нужно на рассвете при ясном небе лечь, подбородком опереться о землю и окинуть взглядом окружающую местность. Там, где видны поднимающиеся и клубящиеся в воздухе пары, будет вода. Чтобы в этом убедиться, следует вырыть яму глубиной и шириной в 1,8 м, положить на закате солнца в нее кирпич или кусок необработанной шерсти, или необожженный глиняный горшок, или гладкий медный сосуд, опрокинутый или смазанный маслом, закрыть яму досками и засыпать землей. Если рано утром на другой день будет видно, что шерсть немного намокла, кирпич чуть прибавил в весе, глиняный горшок размяк, сосуд покрылся каплями, если земля задымиться от разведенного огня, то здесь находится вода.

К признакам неглубокого залегания воды относятся места с зеленой и густой травой, появляющиеся на пологих, неглубоких балках во время засухи в июне – августе; туман различной плотности, появляющийся к вечеру над поверхностью земли в местах, где нет рек, озер, болот, прудов. Там, где туман более плотный, есть вода. На наличие воды указывают места с ярко-зеленой растительностью в долинах, где травяной покров уже увял. Вода может быть также в долинах, речных поймах, на участках с оползнями и т. д.

Умением искать воду люди владели с давних времен. Чутье на воду специалисты своего дела усиливали с помощью лозы в виде веточки с развилкой наподобие рогатки или проволочных стрелок, которые зажимают в руке (рис. 49). В каждой деревне раньше находился человек, который при помощи двух прутиков лозы мог найти место, где следует копать колодец. Веками накапливался опыт строительства колодцев нашими предками. Этот опыт, несмотря на то, что колодец является, пожалуй, самым древним инженерным сооружением для получения воды, свою актуальность не потерял и в наше время. За прошедшие столетия в его устройстве ничего не изменилось: такие же шахты, оформленные либо деревянным срубом, либо камнем, либо железобетонным кольцом, та же в большинстве случаев ручная технология строительства.

Несмотря на то, что позже появились водозаборные скважины, колодцы для автономного водоснабжения остаются очень популярными среди владельцев загородных домов. Колодец относительно недорог, его устройство позволяет поднимать воду без электричества, а при очистке не требует специального оборудования. Каким будет колодец – шахтным или трубчатым – зависит от глубины водоносного слоя. Строят колодцы, как уже говорилось, на расстоянии 30–40 м от дворовых туалетов, помойных ям, хозяйственных построек на наиболее высоком месте участка. Пользоваться водой из любого типа колодца можно после проведенного органами санэпидемнадзора анализа на бактериальное и химическое загрязнение. Лучшим временем для копания колодцев является конец августа, когда уровень стояния грунтовых вод наиболее низкий.

Основные материалы для устройства колодцев

Для устройства шахтных деревянных колодцев основным материалом являются различного вида бревна и пиломатериалы. Для строительства колодцев иного типа применяют камень, кирпич, гравий, арматуру и др.

Чаще всего применяют бутовый камень плитняком или придают ему нужную форму путем предварительного отесывания. Бутовый камень представляет собой куски известняка или песчаника. Бут может рваным (плитняк) или постелистым. Бутовый камень, применяемый для кладки стен, должен быть чистым, без трещин, расслоений и других дефектов. Для удобства в работе масса одного камня не должна превышать 30–40 кг. Качество камня определяют, нанося по нему удары молотком. Если камень издает чистый звук и не рассыпается, он пригоден для строительства.

Камням можно придать любую форму, но для внутренних поверхностей лучше всего подходит вогнутая форма.

Валуны-булыги бывают разных размеров и формы. Для удобства работы большие камни раскалывают на более мелкие. Перед укладкой камни очищают от пыли и грязи.

Кирпич применяют хорошо или чрезмерной обожженный и покрытый местами проступлениями в виде глазури. Такой кирпич является прочным и водонепроницаемым. Белый силикатный кирпич не применяют.

Песок для приготовления растворов и бетонов применяют чистый речной. Если песок загрязнен, он снижает прочность раствора или бетона. По крупности песок бывает мелкий, средний и крупный размером до 0,5 мм. При дроблении шлака, пемзы и других материалов получается легкий песок.

Щебень получают путем дробления горных пород или кирпича и тяжелых доменных шлаков. Крупность его примерно такая же, как и гравия. При сооружении трубных колодцев рекомендуется применять щебень горных пород.

Гравий представляет собой мелкие камни небольшого размера. Гравий может быть щебневидным, малокатанным, яйцевидным, хорошо окатанным, игловатым, лещатым и др. Длина зерен мелкого гравия от 0,5 до 2 см; среднего от 2 до 4 см; крупного от 4 до 8 см. Чистый щебень и гравий применяют в качестве заполнителя в бетонах. При загрязнении их применяют.

Портландцемент применяют нескольких марок: 300, 400, 500, 600.

Арматура представляет собой стальные прутки различного размера. При большом диаметре их изготовляют отдельными стержнями. Стержни, изготовленные с рифленой поверхностью, обеспечивают более прочное сцепление бетона с арматурой. Для изготовления железобетона в бетон для прочности вставляют арматуру в виде отдельных прутков или специально изготовленных каркасов.

Рамы изготовляют в виде круглых колец из дерева, железобетона или стали. Они должны быть прочными. Ширина рамы – 25 см, то есть по толщине каменной или кирпичной кладки. В рамах сверлят отверстия для вставки в них анкеров.

Анкеры представляют собой стальные стержни необходимой длины с резьбой на концах с шайбами и гайками.

Стальные скобы толщиной 2 см, очищенные от ржавчины и покрашенные, используют в трубных колодцах для подъема или опускания в колодец во время его ремонта, очистки и т. д.

Цементные растворы приготовляют следующим образом. Из цемента и песка предварительно приготавливают сухую смесь, тщательно перемешивая цемент с песком до однородного состава. Затем смесь затворяют водой, тщательно перемешивают, чтобы раствор был одинаковой густоты и применяют не позже 45–60 минут после приготовления. Чем больше цемента в растворе, тем он пластичнее и менее водонепроницаем.

Приготовляют разные составы растворов. Так, состав 1: 2 означает, что на 1 объемную часть цемента требуется 2 объемные части песка. Прочность раствора зависит от марки цемента и количества песка, добавляемого на одну его часть. Для оштукатуривания применяют раствор 1: 1 или 1: 2 с толщиной слоя штукатурки для бетонных поверхностей 0,5…1 см, для каменных и кирпичных – 1…2 см. Расход раствора зависит от толщины швов: на кирпичную кладку его требуется меньше, на каменную больше.

Для кладки применяют раствор состава 1: 5. Марка раствора зависит от марки цемента и может быть 50 или 100.

Цемент должен быть свежим. От длительного хранения его марка значительно снижается. Хранить цемент необходимо в полиэтиленовых или других плотно завязанных мешках, в сухом месте, возвышенном от уровня земли месте.