Страница:
Вскрытие водоносного пласта, – дело очень непростое, а в песчаном грунте особенно. В такой ситуации не следует значительно углубляться в водоносный горизонт, поскольку есть риск размывания основания шахты и даже обрушения ее стенок.Среди новейших гидрогеологических методов надо назвать сейсмическую, нейтронную разведку; аэрометод (посредством фотографирования территории); геоботанический метод (пятна густой зеленой растительности в отдельных местах, несмотря на стоящее сухое лето, или в то время (в конце лета или осенью), когда вокруг трава уже пожухла, укажут на близкие подземные воды); космическую гидрогеологию, в процессе которой могут быть обследованы даже и труднодоступные места.
Понятно, что передовые методы гидрогеоразведки неприменимы в рамках индивидуального участка, однако иметь представление о них необходимо.
Сооружение традиционных колодцев
Ключевой колодец
Итак, колодец представляет собой гидротехническое сооружение, предназначенное для добывания грунтовых вод, в виде вертикального углубления, с укрепленными тем или иным способом стенками, оснащенное специальным механизмом для подъема воды на поверхность.
Определение места, на котором появится колодец, – это хотя и существенная, но все-таки половина дела. Не менее важно правильно решить, какой именно конструкции надо отдать предпочтение. По этому признаку выделяют следующие типы колодцев:
• ключевые (восходящие и нисходящие);
• шахтные;
• трубные;
• буровые, или трубчатые.
Рассмотрим их по порядку.
Выходя на поверхность земли, вода может сталкиваться на своем пути с препятствием – водонепроницаемым пластом. В результате образуется ключ (родник). В зависимости от того, выбрасывается ли вода под напором или просто самотеком сбегает вниз по склону, выделяют восходящие и нисходящие ключи соответственно.
Ключевые колодцы не отличаются большой сложностью (фактически воду не требуется добывать, нужно только грамотно оформить надземную часть источника), не предполагают использования большого количества различных строительных материалов – вполне достаточно иметь под рукой глину и природный камень (лучше плитняк).
Чтобы устроить восходящий ключевой колодец, надо действовать таким образом:
• определиться с местом для колодца, расчистить его и углубить;
• выполнить оголовок (надземную часть колодца), для чего установить на углубление подходящий предмет в качестве резервуара, например бетонное кольцо или сруб, сделанный из бревен или бруса, и даже обычный деревянный ящик или бочку без дна.
• Обустраивая восходящий ключевой колодец, надо иметь в виду следующее: резервуар необходимо заглубить настолько, чтобы уровень, которого может достигнуть вода, был ниже края сруба (кольца и др.). Высота самого резервуара не регламентируется – он может быть гораздо выше ожидаемого подъема воды. Однако в этом случае потребуется устроить сливное отверстие, выше которого вода не должна подниматься, и установить лоток, по которому вода будет стекать в подставленную тару. Такая предусмотрительность позволит не только не загрязнять воду посудой, но и предотвратит риск того, что источник иссякнет. Дело в том, что постепенно под влиянием собственной массы и давления вода может промыть выход на поверхность в другом месте и сливать туда излишек или вообще уйти из резервуара;
• укрепить стенки углубления, выложив их кирпичом или природным камнем;
• насыпать на дно колодца десяти– или пятнадцатисантиметровый слой щебня, гравия или промытого крупнозернистого речного песка в качестве фильтра;
• заделать зазоры между стенками ящика (сруба и пр.) мятой жирной глиной, слой которой должен составлять 15–20 см. Во избежание ее размывания поверх выложить плитняк или засыпать щебнем;
• накрыть резервуар крышкой, чтобы защитить колодец от попадания мусора, насекомых и т. п.;
• устроить вокруг колодца отмостку, чтобы поверхностные дождевые или талые воды не проникали внутрь. Перед тем как положить кирпич, бетон, асфальт или иное, надо выполнить глиняный замок. Для этого используют мятую жирную глину, которую выкладывают толстым слоем и уплотняют;
• выкопать канавку для отведения выливающейся воды как можно дальше от колодца. Ее также следует выложить мятой глиной (чтобы не перенасыщать окружающий грунт водой) и каким-либо прочным покрытием;
• окружить колодец ограждением, отступив от него на 3–4 м. Это защитит его от случайного повреждения (животными, транспортом и пр.).
• Устройство нисходящего ключевого колодца несколько отличается от описанного выше, хотя часть действий совпадает:
• находят источник, расчищают, разравнивают площадку (примерно 1 м2) и углубляют его;
• подбирают резервуар (для устройства нисходящего ключевого колодца резервуар обязательно должен иметь дно – деревянное, каменное, кирпичное или бетонное);
• разделяют резервуар на 2 части посредством перегородки, выполненной из любого материала. Это делается с целью очистки воды от примеси песка, глины и иного, что неизбежно появляется в источнике такого типа. Перегородку устанавливают поперек тока воды, которая через отверстия в боковой стенке поступает в приемное отделение, где отстаивается и переливается через перегородку во вторую часть резервуара, из которого через сливное отверстие выливается;
• обеспечивают колодец крышкой;
• устраивают отмостку и водоотводную канаву;
• огораживают колодец.
Прежде чем приступить непосредственно к возведению каптажа для восходящего ключа, необходимо удалить грунт, чтобы обнажить коренную породу – водоупорную кровлю, через которую пробивается восходящий ключ. Если основанием для него является скальная порода, то можно обойтись и без фильтра. В остальных случаях, когда сквозь рыхлые породы вода выбрасывается с примесью песка, следует засыпать расчищенную площадку смесью гравия (щебня) с песком (слой – 20–30 см), которая будет служить обратным фильтром.
Далее надо установить железобетонные кольца, замазав стыки между ними и периметр нижнего кольца в зоне его контакта с грунтом мятой жирной глиной. Когда кольца займут свое место, на высоте примерно 1–1,5 м от дна (в каждом конкретном случае этот параметр бывает разным, поскольку зависит от расчетного дебита каптажа – количества кубических метров воды, поступившей в течение 1 ч) проделывают сливное отверстие для стекания излишка воды.
Поверх колец надо положить железобетонную плиту, частично перекрыв отверстие – оставшегося места должно быть достаточно для того, чтобы человек мог спуститься вниз. Надземную часть каптажной камеры обкладывают кирпичом в виде усеченного конуса высотой не менее 80 см, в верхней части которого оформляется люк. При выполнении кирпичной кладки надо вставить чугунные скобы, которые в дальнейшем будут играть роль лестницы для спуска.
Из камеры на высоту, как минимум, 2 м выводят вентиляционный стояк. Его закрывают мелкоячеистой сеткой и устанавливают колпак – первая защитит колодец от проникновения насекомых, второй – от атмосферных осадков.
По периметру каптажной камеры следует выполнить сначала глиняный замок, потом песчаную подушку (ее следует тщательно утрамбовать), по ней уложить бетонную (асфальтовую) отмостку. Кроме того, необходимо отрыть водоотводную канаву и гидроизолировать ее тем же способом, т. е. глиняным замком и бетонным покрытием.
Рисунок 6. Устройство каптажной камеры для ключа восходящего типа (размеры указаны в миллиметрах): 1) железобетонная плита; 2) глиняный замок; 3) скобы; 4) кирпичная кладка; 5) вентиляционный стояк; 6) переливная труба; 7) водозаборная труба; 8) вентиль; 9) фильтрующий элемент; 10) песчано-гравийный фильтр; 11) железобетонное кольцо; 12) сливная воронка; 13) водоносный горизонт; 14) водоотводная канава; 15) резервуар; 16) отмостка; 17) песчаная подушка
Каптажная камера для нисходящего ключа конструктивно не отличается от описанной, за исключением одного момента: вода в нее будет поступать не со стороны дна, а через боковую стенку (нисходящие ключи, как правило, располагаются на склонах возвышенностей, оврагов и иного, поэтому камеру врезают в открытую поверхность водоносного горизонта). Поэтому фильтрующий слой из гравия толщиной 20 см надо будет разместить между водоносным пластом и стенкой каптажа. В последней предварительно проделывают отверстия для стека воды. Дно камеры покрывают глиняным замком, чтобы не допустить просачивания и потери воды. Поскольку вода из нисходящего родника содержит частицы глины, песок, то внутри камеру разделяют перегородкой на 2 части. Жидкость, поступившая в камеру со стороны водоносного горизонта, будет отстаиваться в первой секции, потом, перелившись через стенку, поступит во вторую секцию, из которой и будет осуществляться водозабор. Случается, что вода из ключа поступает широким фронтом. Чтобы обеспечить поступление ее в общий водосборник, дополнительно камеру оборудуют открылками, или барражными стенками (так называются улавливающие стенки, устроенные из глинистого грунта) с фильтрующими призмами, которые обеспечивают свободный отвод воды внутрь каптажа.
По завершении работ по сооружению каптажной камеры вокруг нее строят павильон и огораживают. Камеру регулярно проверяют, при необходимости очищают и ремонтируют.
Описанные действия наглядно показаны на рисунке 7.
Рисунок 7. Устройство каптажной камеры для ключа нисходящего типа (размеры указаны в миллиметрах): 1) водоотводная канава; 2) глиняный замок; 3) перекрытие; 4) дренажная стенка; 5) водоносный пласт; 6) гравийный фильтр; 7) основание; 8) водозаборная труба; 9) переливная труба; 10) барражные стенки
Определение места, на котором появится колодец, – это хотя и существенная, но все-таки половина дела. Не менее важно правильно решить, какой именно конструкции надо отдать предпочтение. По этому признаку выделяют следующие типы колодцев:
• ключевые (восходящие и нисходящие);
• шахтные;
• трубные;
• буровые, или трубчатые.
Рассмотрим их по порядку.
Выходя на поверхность земли, вода может сталкиваться на своем пути с препятствием – водонепроницаемым пластом. В результате образуется ключ (родник). В зависимости от того, выбрасывается ли вода под напором или просто самотеком сбегает вниз по склону, выделяют восходящие и нисходящие ключи соответственно.
Ключевые колодцы не отличаются большой сложностью (фактически воду не требуется добывать, нужно только грамотно оформить надземную часть источника), не предполагают использования большого количества различных строительных материалов – вполне достаточно иметь под рукой глину и природный камень (лучше плитняк).
Чтобы устроить восходящий ключевой колодец, надо действовать таким образом:
• определиться с местом для колодца, расчистить его и углубить;
• выполнить оголовок (надземную часть колодца), для чего установить на углубление подходящий предмет в качестве резервуара, например бетонное кольцо или сруб, сделанный из бревен или бруса, и даже обычный деревянный ящик или бочку без дна.
• Обустраивая восходящий ключевой колодец, надо иметь в виду следующее: резервуар необходимо заглубить настолько, чтобы уровень, которого может достигнуть вода, был ниже края сруба (кольца и др.). Высота самого резервуара не регламентируется – он может быть гораздо выше ожидаемого подъема воды. Однако в этом случае потребуется устроить сливное отверстие, выше которого вода не должна подниматься, и установить лоток, по которому вода будет стекать в подставленную тару. Такая предусмотрительность позволит не только не загрязнять воду посудой, но и предотвратит риск того, что источник иссякнет. Дело в том, что постепенно под влиянием собственной массы и давления вода может промыть выход на поверхность в другом месте и сливать туда излишек или вообще уйти из резервуара;
• укрепить стенки углубления, выложив их кирпичом или природным камнем;
• насыпать на дно колодца десяти– или пятнадцатисантиметровый слой щебня, гравия или промытого крупнозернистого речного песка в качестве фильтра;
• заделать зазоры между стенками ящика (сруба и пр.) мятой жирной глиной, слой которой должен составлять 15–20 см. Во избежание ее размывания поверх выложить плитняк или засыпать щебнем;
• накрыть резервуар крышкой, чтобы защитить колодец от попадания мусора, насекомых и т. п.;
• устроить вокруг колодца отмостку, чтобы поверхностные дождевые или талые воды не проникали внутрь. Перед тем как положить кирпич, бетон, асфальт или иное, надо выполнить глиняный замок. Для этого используют мятую жирную глину, которую выкладывают толстым слоем и уплотняют;
• выкопать канавку для отведения выливающейся воды как можно дальше от колодца. Ее также следует выложить мятой глиной (чтобы не перенасыщать окружающий грунт водой) и каким-либо прочным покрытием;
• окружить колодец ограждением, отступив от него на 3–4 м. Это защитит его от случайного повреждения (животными, транспортом и пр.).
• Устройство нисходящего ключевого колодца несколько отличается от описанного выше, хотя часть действий совпадает:
• находят источник, расчищают, разравнивают площадку (примерно 1 м2) и углубляют его;
• подбирают резервуар (для устройства нисходящего ключевого колодца резервуар обязательно должен иметь дно – деревянное, каменное, кирпичное или бетонное);
• разделяют резервуар на 2 части посредством перегородки, выполненной из любого материала. Это делается с целью очистки воды от примеси песка, глины и иного, что неизбежно появляется в источнике такого типа. Перегородку устанавливают поперек тока воды, которая через отверстия в боковой стенке поступает в приемное отделение, где отстаивается и переливается через перегородку во вторую часть резервуара, из которого через сливное отверстие выливается;
• обеспечивают колодец крышкой;
• устраивают отмостку и водоотводную канаву;
• огораживают колодец.
Для сооружения колодца надо правильно выбрать сезон. Весна, когда тает снег и наблюдается паводок, – время, наиболее неблагоприятное для этой работы. Самый низкий уровень стояния водоносных горизонтов наблюдается летом и осенью. Вот тогда и надо копать колодец.Помимо такого достаточно примитивного способа забора подземных вод в виде неглубокого колодца, можно устроить особое сооружение, которое называется каптажной камерой. Конструктивно она в большей степени напоминает шахтный колодец (отличие состоит в том, что каптаж перекрывают сверху, оборудуют переливным трубопроводом и расходной трубой, по которой вода поступает к потребителю самотеком или с помощью насоса) и строится из железобетонных колец, устанавливаемых либо в котловане, либо монтируемых опускным способом, если водоносный пласт залегает глубоко от поверхности земли.
Прежде чем приступить непосредственно к возведению каптажа для восходящего ключа, необходимо удалить грунт, чтобы обнажить коренную породу – водоупорную кровлю, через которую пробивается восходящий ключ. Если основанием для него является скальная порода, то можно обойтись и без фильтра. В остальных случаях, когда сквозь рыхлые породы вода выбрасывается с примесью песка, следует засыпать расчищенную площадку смесью гравия (щебня) с песком (слой – 20–30 см), которая будет служить обратным фильтром.
Далее надо установить железобетонные кольца, замазав стыки между ними и периметр нижнего кольца в зоне его контакта с грунтом мятой жирной глиной. Когда кольца займут свое место, на высоте примерно 1–1,5 м от дна (в каждом конкретном случае этот параметр бывает разным, поскольку зависит от расчетного дебита каптажа – количества кубических метров воды, поступившей в течение 1 ч) проделывают сливное отверстие для стекания излишка воды.
Поверх колец надо положить железобетонную плиту, частично перекрыв отверстие – оставшегося места должно быть достаточно для того, чтобы человек мог спуститься вниз. Надземную часть каптажной камеры обкладывают кирпичом в виде усеченного конуса высотой не менее 80 см, в верхней части которого оформляется люк. При выполнении кирпичной кладки надо вставить чугунные скобы, которые в дальнейшем будут играть роль лестницы для спуска.
Из камеры на высоту, как минимум, 2 м выводят вентиляционный стояк. Его закрывают мелкоячеистой сеткой и устанавливают колпак – первая защитит колодец от проникновения насекомых, второй – от атмосферных осадков.
По периметру каптажной камеры следует выполнить сначала глиняный замок, потом песчаную подушку (ее следует тщательно утрамбовать), по ней уложить бетонную (асфальтовую) отмостку. Кроме того, необходимо отрыть водоотводную канаву и гидроизолировать ее тем же способом, т. е. глиняным замком и бетонным покрытием.
Для создания деревянного околотка подходят дуб, граб, лиственница. Их древесина долго сохраняется в условиях повышенной влажности, не покрывается слизью и придает воде хороший привкус.Для забора воды из каптажной камеры в нее вставляют трубу, вмонтировав ее в 50 см от поверхности песчано-гравийного фильтра. И сливная, и водозаборная трубы должны отстоять от стенок камеры не менее чем на 1 м, а заканчиваться они должны водоотводящим лотком. После всех работ останется только внутренний конец водозаборной трубы оснастить фильтром с отверстиями 0,2 мм и краном, а наружный – краном, крючком для ведра и скамейкой под него.
Каптажная камера для нисходящего ключа конструктивно не отличается от описанной, за исключением одного момента: вода в нее будет поступать не со стороны дна, а через боковую стенку (нисходящие ключи, как правило, располагаются на склонах возвышенностей, оврагов и иного, поэтому камеру врезают в открытую поверхность водоносного горизонта). Поэтому фильтрующий слой из гравия толщиной 20 см надо будет разместить между водоносным пластом и стенкой каптажа. В последней предварительно проделывают отверстия для стека воды. Дно камеры покрывают глиняным замком, чтобы не допустить просачивания и потери воды. Поскольку вода из нисходящего родника содержит частицы глины, песок, то внутри камеру разделяют перегородкой на 2 части. Жидкость, поступившая в камеру со стороны водоносного горизонта, будет отстаиваться в первой секции, потом, перелившись через стенку, поступит во вторую секцию, из которой и будет осуществляться водозабор. Случается, что вода из ключа поступает широким фронтом. Чтобы обеспечить поступление ее в общий водосборник, дополнительно камеру оборудуют открылками, или барражными стенками (так называются улавливающие стенки, устроенные из глинистого грунта) с фильтрующими призмами, которые обеспечивают свободный отвод воды внутрь каптажа.
По завершении работ по сооружению каптажной камеры вокруг нее строят павильон и огораживают. Камеру регулярно проверяют, при необходимости очищают и ремонтируют.
Описанные действия наглядно показаны на рисунке 7.
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.
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.
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.
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.
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.