Виды колодцев для воды и их особенности

Несмотря на растущую популярность скважин, колодец под питьевую и/или техническую воду по-прежнему занимает значимое место среди гидротехнических сооружений, используемых для водоснабжения загородных и деревенских домов, а также дачных участков. Такая популярность деревенского обычного колодца обусловлена возможностью совмещения функции источника воды и аккумулирующей ёмкости, сохраняющей значительный объем, который при необходимости может быть использован большим расходом и восполняться, когда потребление отсутствует. Наиболее распространены колодцы для воды из бетонных колец, совмещающие в себе простоту и оперативность монтажа с практичностью и долговечностью эксплуатации.

Существующие виды колодцев

Классификация на виды обычно осуществляется исходя из материального исполнения стенки шахты, которая может быть:

• деревянной;
• кирпичной;
• каменной;
• из бетонных колец;
• из монолитного железобетона;
• из полимерных колец.

Каждый из материалов имеет свои достоинства и недостатки, а также показания и ограничения по применению в зависимости от размеров и глубины гидротехнического сооружения.

Деревянный колодезный сруб

Одним из первых искусственных сооружений, ввиду доступности, дешевизне и простоте обработки материала, стал деревянный колодец, который несмотря на многообразие конструкционных материалов, выпускаемых предприятиями строительной индустрии, остается самым доступным, особенно если рядом с дачей или загородным домом есть лес. В качестве конструктивных элементов колодцев, изготавливаемых из дерева, могут применяться ошкуренные цельные бревна, брус, распущенный надвое кругляк или толстые доски. Окончательный выбор производится из соображений экономии и трудоемкости обработки и сборки сруба из того или иного материала, что в свою очередь обуславливается наличием подходящего инструмента и навыка у мастера, решившего соорудить водозабор.

Размер конструктивных элементов подбирается в зависимости от того, какова глубина колодца, исходя из следующих соображений:

• диаметр бревен – 120 – 180 мм;
• толщина бруса, досок или распила – от 100 до 150 мм.

Породы древесины обладают различной твердостью и стойкостью к влаге, поэтому при комплектации рекомендуется принимать:

• для погруженной в воду нижней части – ольху, вяз или дуб;
• для надводной части, не подверженной контакту с водой – сосну.

Шахта, сложенная из камня

Гидротехническим сооружением, способным оспорить пальму первенства в вопросе первоочередности появления у деревянного сруба, является каменный колодец. Вполне возможно, что первый колодец был полностью выполнен из природного материала, представляя собой подобранные по размеру камни, собранные в цилиндрическую шахту и скрепленные между собой глиной. Сегодня, устройство каменных колодцев для питьевой воды подразумевает использование в качестве связующего материала густой песчано-цементной смеси с высоким содержанием портландцемента для обеспечения водонепроницаемости конструкции, которая также достигается использованием в качестве основного материала гранита, бутового камня или доломита, не пропускающих в отличие от известняка и песчаника воду извне, что гарантирует её поступление исключительно из водоносного слоя.

Надежное устройство колодца из природного камня подразумевает изготовление опорной рамы из железобетона на дне шахты, которая является массивным основанием всей конструкции и обеспечивает ее устойчивое позиционирование в соединении с промежуточным и верхним деревянным элементом, выполняющим в сочетании с армирующими стержнями роль скелета. Металлические прутки, соединяющие элементы колодцев из камня между собой, снабжаются резьбой по концам, позволяющей закрепить их к деревянным круглым рамам при помощи гаек, накручиваемых и двух сторон и затягиваемых до жесткого контакта. Количество промежуточных рам определяется глубиной сооружения, но должно быть не менее одной при проходке до 2 метров и располагаться на расстоянии от 1 до 1,5 метров при более низком уровне дна. Для усиления конструкции, каждые 5 – 6 рядов каменной кладки должны снабжаться прокладкой замкнутого кольца из двухрядной стальной проволоки диаметром 0,5 – 1 мм.

Кирпичная кладка вместо камня

Развитие строительных технологий и появление искусственного камня, которые после обжига приобретает водоотталкивающие свойства, позволило построить первый колодец из кирпича, используемый и по сей день. Строение кирпичного колодца аналогично, описанному для сооружения из природного камня, при этом толщина опорной рамы должна составлять не менее 100 мм, а ширина превышать четверть метра, что позволит выполнить кладку в один или полтора кирпича, в зависимости от выбранной схемы. Деревянные элементы колодцев из кирпича должны быть толщиной от 80 мм, а их ширина превышает ширину кладки на 20 мм и более.

Чтобы разрез кирпичного колодца в горизонтальной плоскости имел форму кольца, при кладке используются специально подготовленные шаблоны, выполненные в виде сегмента круга и обеспечивающие необходимый профиль шахты. Зазоры между последним рядом кирпичей и промежуточной или верхней рамой заполняется кладочным раствором, который трамбуется.

Альтернативным материалом при устройстве кирпичного колодца для воды является кирпич-железняк, полученный пережогом заготовки и являющийся практически непроницаемым для влаги.

Сборка шахты из бетонных колец

Наиболее практичным с точки зрения времени обустройства и удобства эксплуатации является колодец из бетонных колец, которые могут иметь в поперечнике от 800 до 1500 мм, а в высоту от 300 до 900 мм. Устройство колодца, собранного из бетонных колец, предусматривает тщательную герметизацию стыков конструктивных элементов при помощи специальных гидроизолирующих смесей, путем заполнения и обмазывания с обеих сторон. Если глубина колодца не превышает 6 метров, то практикуется использование бетонных труб, имеющих диаметр 600 – 700 мм и длину 3 – 4 метра.

Жесткость устройства колодца для воды, собранного из бетонных труб достигается за счет обустройства наружной дощатой опалубки, защищающей конструкцию от сдвигающих воздействий слоев грунта, или приваркой к наружным закладным пластинам металлических отрезков арматуры или другого профиля.

Монолитные бетонные колодцы

Наибольшая глубина установки колодца для воды может быть достигнута при обустройстве полностью монолитной армированной конструкции из бетона, получаемой:

• методом постепенного наращивания путем перестановки опалубки снизу-вверх;
• последовательной заливкой колец на высоту ограждающей формы, подрыванием и опусканием ее вглубь, после чего производится наращивание армирующего каркаса и переустановка опалубки. Операции повторяются нужное для достижения водоносного слоя количество раз.

Устройство железобетонных монолитных колодцев для питьевой воды достаточно трудоемкое и затратное по времени производства работ мероприятие, которое рационально использовать только при возможности разового выполнения работ путем обустройства сплошной двусторонней опалубки и арматурного каркаса на всю высоту, с последующей периодической заливкой всего объема, с интервалами необходимыми для уплотнения бетона при помощи глубинных вибраторов. Внешние опалубочные элементы колодцев при такой организации процесса являются несъемными и подлежат обратной засыпке вместе с монолитной шахтой.

Сборка шахты из пластиковых элементов

Полимерные колодцы являются новшеством на рынке дачных гидротехнических сооружений и пока не стали достаточно распространенными, хотя имеют весь необходимый для этого набор положительных свойств:

• конечная стоимость сопоставимая с колодцами для воды, сооружаемыми из бетонных колец;
• на порядок меньшая масса конструктивных элементов, имеющих при этом большую длину (1500 мм);
• высокая герметичность сборки, достигаемая за счет резьбового соединения элементов и превосходящая даже показатель, который имеют колодцы железобетонные, за счет полной водонепроницаемости стенок;
• допустимое рабочее давление на внешние и внутренние стенки – 50 кПа;
• эксплуатационная температура от -70 до +50⁰С;
• срок использования свыше 50 лет.

Альтернативой пластиковым гофрированным трубам, со способностью к восприятию внешних нагрузок сопоставимой с той, которую имеют бетонные колодцы, может стать полимерпесчаная композиция, применяемая для изготовления колец высотой 200 мм и с толщиной стенок – 45 мм. Диаметр водяного колодца из таких деталей может быть только 970 или 1060 мм, так как выпускаемые элементы имеют исключительно такие размеры. Схема сборки колодца из песчанополимерных колец подразумевает фиксацию звеньев при помощи специальных замков, обеспечивающих жесткость конструкции.

Устройство колодца

Все рассмотренные виды колодцев обустраиваемых для добычи воды включают в себя:

• дно с фильтрующим слоем, представляющим собой основу из геотекстиля и/или гравийной отсыпки, толщина слоя которой определяет степень очистки поступающей воды, но должна быть не менее 100 мм;
• ствол, имеющий окна в нижней части, заполняемые пористым бетоном, если колодец стоит на водоупорном слое, а не на песке;
• оголовок, возвышающийся над поверхностью земли на 0,6 – 0,8 м и служащий для установки оборудования, навеса и/или крышки;
• глиняный замок, получаемый выемкой грунта на 25 – 50 см и обратным заполнением глиной, которая представляет собой водонепроницаемую преграду для поверхностных стоков. Необходим для видов водозаборных колодцев, не имеющих водонепроницаемые стенки.

Некоторые авторы, отвечая на вопрос: «Какие бывают колодцы?», дополняют имеющуюся классификацию трубными гидротехническими сооружениями, что не верно, так как в силу отношения диаметра отверстия в земле к его глубине правильнее будет относить их к скважинам.