Шахтными колодцы называют потому, что для подъема воды из таких колодцев устраивают шахтные стволы из древесины, железобетона, камня и других конструкционных материалов. Шахтные колодцы обычно применяют при неглубоком залегании подземного водоносного горизонта до 20–30 м. Но возможно и более глубокое залегание водоносного горизонта – до 100 м. Колодцы могут быть круглого или прямоугольного сечения.
Шахтный колодец состоит из оголовка (верхней части), ствола, водоприемной части, находящейся непосредственно в водоносном слое и зумпфа (нижней части ствола, служащего для создания и хранения требуемого запаса воды).
Рис. 3. Ключевой колодец из нисходящего родника:
1 – ходовые скобы; 2 – кирпичная кладка; 3 – вентиляционный стояк; 4 – плита перекрытия; 5 – дренажная стенка; 6 – гравийный фильтр; 7 – водоносный слой; 8 – глиняный замок; 9 – сливная воронка с пробкой на цепи; 10, 15 – водозаборная труба; 11 – переливная труба; 12 – водоотводная канава; 13 – открылки; 14 – дренажная стенка
В зависимости от материалов, применяемых для устройства ствола, колодцы бывают деревянными, бетонными, кирпичными, каменными и т. д. На ниже приведенных рисунках представлены конструкции деревянного шахтного колодца и колодца из кирпича или железобетона.
Оголовок – наземная часть шахтного колодца, защищает колодец от попадания в воду различных предметов: пыли, атмосферных осадков, случайных животных и грызунов и т. д. Зимой он предохраняет колодец от промерзания и обледенения. Сверху оголовок закрывается крышкой из водонепроницаемого материала. Крышка должна плотно закрывать колодец, но в то же время легко подниматься, выдвигаться или поворачиваться, открывая доступ к воде.
Ствол – это открытое, строго вертикальное пространство, т. е. шахта на всю глубину колодца. Чтобы грунт не осыпался со стенок шахты и прочно держался на них, его укрепляют деревянными стенками, которые называются срубом.
Сруб состоит из венцов, срубленных из плотной древесины. Для облегчения последующего сбора венца в колодце бревна или пластины венца соответственно помечают. Первым делают самый нижний венец, за ним второй, третий и т. д. Бревна и пластины должны быть тщательно подогнаны друг к другу, для того чтобы между ними не могла просачиваться вода – верховодка и различные загрязнения.
Вместо деревянного сруба можно применить бетонные кольца, каменную или кирпичную кладку или монолитный железобетон. Независимо от применяемого материала сруб или другие материалы в стволе колодца должны быть уложены как можно плотнее, чтобы исключить попадание в колодец верховодки и разжиженной водой почвы.
Совет
Лучшей считается круглая форма ствола, но чаще его делают квадратной и реже прямоугольной или многогранной формы.
Водоприемная часть – это нижняя часть ствола, в котором собирается и хранится вода. В зависимости от требуемого количества воды водоприемную часть колодца выполняют разной глубины (высоты). Обычно выбирают высоту водоприемной части до 2 м, так как большая высота требует большего расхода материалов. Эту часть колодца выполняют из самого прочного материала, способного выдержать длительную эксплуатацию в тяжелых климатических условиях.
Рис. 4. Устройство шахтного колодца с деревянным срубом, оборудованного вибрационным насосом:
1 – шланг; 2 – вибрационный насос; 3 – песок; 4 – щебенка; 5 —коробка; 6 – сруб деревянный; 7 – глиняный замок; 8 – отмостка; 9 – будка; 10 – вентиляционный стояк; 11 – ввод электросети; 12 – застекленное окно; 13 – излив с краном; 14 – крышка; 15 – запорный вентиль; 16 – подземный трубопровод
Рис. 5. Устройство шахтного колодца из кирпича (природного камня) или бетона с ручным насосом:
1 – песок; 2 – щебенка; 3 – тяж; 4 – рычаг; 5 – будка; 6 – вентиляционный стояк; 7 – глиняный замок; 8 – излив с краном; 9 – запорный вентиль; 10 – подземный трубопровод; 11 – насос БКФ; 12 – бетон или кирпичная кладка; 13 – водозаборный фильтр
Зумпф – это нижняя часть водоприемного ствола. Он предназначен для сбора необходимого количества воды при недостаточной производительности водоносного слоя. В силу этого зумпф обязательно заглубляют ниже водоносного слоя и увеличивают водоприемную часть сруба, устроив ее в виде шатра.
Шахтные колодцы устраивают в различных грунтах.
Плывуны — это очень мелкие глинистые или песчаные частицы с крупностью зерен 0,1–0,15 мм, сильно разбавленные водой. По величине разбавленности водой различают степень плывучести грунта, т. е. от малой до большой. Весьма опасны плывуны, находящиеся в межпластовых глубинах под значительным давлением. Вырабатывать плывуны чрезвычайно сложно. Как правило, выработка плывунов производится ручным способом с обязательным шпунтованием стенки и применением усиленной водооткачки. Наиболее прогрессивной технологией проходки плывунов является замораживание слоя, но эта технология требует дорогостоящего холодильного оборудования.
Сыпучие грунты – представляют собой скопление зерен разной крупности, слабо скрепленных между собой. К таким грунтам относятся песок, гравий, щебень, галька. Эти грунты легко разрабатываются и легко осыпаются. Поэтому в процессе их разработки стенки котлована необходимо тщательно укреплять дощатыми стенками с распорками.
Мягкие грунты – это в основном землистые породы. К мягким грунтам относятся лессы всех видов, глинистые и суглинистые слои. Частицы таких грунтов слабо связаны между собой и обычно такие породы называют пластичными. Разрабатываются мягкие грунты легко, но из-за осыпания грунта требуют укрепления стенок.
Слабые грунты – относятся к пористым и являются достаточно слабыми. К ним относятся гипс, глинистые сланцы, мягкие известняки, шлаки разных видов, россыпи гравия или галечника. Разрабатываются они достаточно легко и осыпаются слабо. Это несколько уменьшает трудоемкость рытья шахты.
Средние грунты – относятся к породам средней твердости, например, к плотным известнякам, плотным сланцам, песчаникам, известковому шпату. Разработка этих грунтов требует значительных трудовых усилий.
Крепкие грунты обладают большой твердостью. К ним относятся плотные известняки, коренные глубинные породы (граниты, гнейсы, диориты и т. д.), кварцевые породы, полевые шпаты и т. п. Разра батываются такие грунты весьма тяжело и только с применением спецмеханизмов и приспособлений. Но зато они не осыпаются и не требуют укрепления стенок выработки.
Внимание
При разработке средних и крепких грунтов используют метод рыхления специальными инструментами: ломами, кирками, скарпелями, или сверления пород алмазными сверлами. Часто при выработке крепких грунтов используют механизированный инструмент: пневма тические молотки, электрические сверлильные машины и т. д. Последние значительно облегчают выполнение работ.
Каждый грунт во время работы требует к себе особого внимания и соблюдения правил техники безопасности. Надо знать свойства каждого вида грунта и уметь его рыть. В противном случае человек, желающий выкопать для себя колодец, может в итоге выкопать для себя могилу.
Легко и быстро выполняют земляные работы механизированным способом с помощью экскаваторов, грейдеров, бульдозеров и другой землеройной техники. Машинами можно выкопать шахту большой глубины, иногда до водоносного слоя. Откосы при этом бывают достаточно пологими и не осыпаются. Чтобы знать состав почвы и свойства грунта, встречающегося при рытье колодца, надо предварительно иметь данные о нем. Для этой цели используют предварительное бурение скважины на месте будущего колодца, но для этого необходимо иметь соответствующее буровое оборудование.
Строительство колодца начинают прежде всего с отыскания источника воды под землей по специальным признакам близкого залегания подземной воды на поверхности земли, а именно:
• места с зеленой и густой травой, появляющиеся на пологих склонах во время засухи в июле – августе;
• туман различной плотности, появляющийся к вечеру над поверхностью земли в местах, где нет открытых водоемов;
• влаголюбивые растения (камыш, осока и т. д.), имеющиеся на растительном покрове;
• места скопления в воздухе комаров или мошек летом после захода солнца;
• места образования прогалин и наледи в снежном покрове зимой и весной;
• места с ярко-зеленой растительностью в долинах, когда травяной покров уже увял.
На заметку
Деревянные колодцы получили самое широкое распространение, потому что для их строительства почти всегда имеется материал, особенно когда рядом произрастают обширные лесные массивы.
Древесина, применяемая для устройства сруба в колодце, должна быть водоустойчивой, не изменять качество воды (придавать воде специфический привкус и окраску). Кроме того, древесина должна обладать высокой устойчивостью к гниению, поражению жуками-короедами, грибками-вредителями древесины и кроме этого древесина должна быть прямослойной, лишенной сучковатости, удобной для обработки инструментом.
Совет
Чем высококачественнее применяемая древесина, тем длительнее она прослужит в срубе, тем менее трудоемок процесс изготовления сруба. Частый ремонт срубов колодцев нежелателен, так как отнимает много времени на ремонт и требует постоянного запаса материалов.
Для подводной части сруба применяют бруски толщиной 16–18 см, а для надводной – бруски толщиной не менее 22 см, так как надводная часть сруба подвержена разрушению в большей степени, чем подводная. Кроме бревен и брусков можно использовать пластины, получаемые распиловкой бревен толщиной не менее 22 см. Бревна, бруски и пластины обязательно должны быть с внутренней стороны тщательно обструганы. Отесанные бревна имеют много мелких заколов на поверхности древесины, в которые попадают и задерживаются загрязнения, и которые вместе с попавшей в них водой ускоряют гниение древесины.
Древесина должна быть тщательно высушена до влажности не более 10–15 %, потому что намокая в воде или в среде с повышенной влажностью, древесина набухает, увеличиваясь в объеме. Таким образом происходит уплотнение пазов и угловых соединений. Кроме того, сухая древесина более технологична в обработке.
При устройстве всех соединений во время рубки сруба необходимо добиваться плотного примыкания деталей сруба друг к другу.
Рис. 6. Деревянный шахтный колодец:
1 – донный фильтр; 2 – венцы из бревен или пластин; 3 – слой утрамбованной глины; 4 – отмостка (слой щебня, кирпича); 5 – крышка оголовка; 6 – водоносный слой; 7 – водоупорный слой
Ниже рассмотрены породы древесины, наиболее употребительные для сооружения срубов колодцев.
Дуб – это самая прочная древесина для устройства подводной и надводной части сруба. В надводной части сруба служит 20–25 лет, а в подводной – еще больше. Имеются достоверные факты столетней службы дубового сруба. Правда, в первое время эксплуатации дубового сруба вода приобретает резкий неприятный привкус и коричневую окраску. Дело в том, что дубовая древесина содержит большое количество дубильных веществ (используемых в кожевенной промышленности для выделки кожи). Первое время колодец с дубовым срубом не пригоден для снабжения питьевой водой. Воду требуется систематически откачивать, обеспечивая тем самым высокий обмен.
Со временем дубильные вещества из древесины вымываются и вода приобретает свое качество. Если в колодце вода проточная, то откачивание воды не требуется.
Лишена дубильных веществ так называемая дубовая мореная древесина. Мореной древесина становится оттого, что она длительное время находилась или находится в проточной воде и в ее поры проникают растворенные в воде соли железа, которые от реакции с дубильными веществами ржавеют, заполняют поры древесины и окрашивают ее в черный цвет. Обрабатывается мореная древесина очень тяжело, но практически не поддается гниению. Для получения мореной древесины для нижней части сруба, находящегося в воде, поступают следующим образом: заготовки бревен остругивают, делают заготовки 8–10 венцов, затем помещают на 1–2 года в проточную воду. Затем венцы вынимают из воды и просушивают под навесом до влажности 25 %. Из просушенных заготовок изготовляют венцы сруба.
Лиственница. Древесина лиственницы не уступает по качеству дубу, но значительно дешевле и технологичнее в обработке. Высоко ценится мореная древесина лиственницы. В отличии от дуба лиственница не придает воде привкуса. В надводной части сруба служит не менее 20 лет.
Сосна. Эта древесина прямая, высококачественная, достаточно легкая, хорошо обрабатывается и поэтому нашла широкое применение в изготовлении срубов для колодцев. В надводной и подводной частях служит до 20 лет. Непросушенная древесина иногда придает воде смолистый привкус. При использовании мореной и просушенной сосны привкус незначительный, и со временем он исчезает.
Вяз и ольха. Эти две породы хорошо сохраняются в воде до 20 лет, однако в надводной части не выдерживают и 5 лет, быстро загнивают, поэтому находят применение исключительно для подводной части сруба. Привкуса воде древесина не привносит.
Береза. В воде сохраняется до 10 лет, а в надводной части быстро загнивает, поэтому не находит применения в изготовлении срубов для колодцев.
Ель. В сырых местах быстро загнивает. Выделяет смолы, которые придают воде резкий смолистый привкус. Древесина ели не отличается высокой прочностью, и не находит широкого применения.
Верба. В воде сохраняется 5–8 лет, в надводной части не более 5 лет.
Осина. В воде сохраняется до 20 лет, в надводной части не более 5 лет, придает воде неприятный горьковатый привкус.
Липа. Имеет весьма мягкую древесину, в воде быстро загнивает, находит весьма ограниченное применение.
Внимание
Целесообразным является изготовление сруба из разных пород древесины. Нижние венцы сруба изготавливают из лиственницы, ольхи, вяза, осины, а иногда из дуба. Верхние венцы целесообразнее изготавливать из сосны или лиственницы.
Срубы изготовляют из древесины в виде бревен, брусков или пластин. Форма срубов бывает разной, наиболее распространенной является квадратная с размерами в свету по внутренней стороне 1,5?1,5 м. Пластины для сруба получают путем распиливания бревен вдоль толщиной 22–25 см. Толщина пластины 11–12 см. Распиленные поверхности пластин простругивают. Чем чище они будут обработаны, тем меньше на них оседает пыль, слизь и т. д.
Срубы выполняют чаще всего «в лапу», т. е. без остатка, реже – «в угол», с остатком.
При рубке сруба «в лапу» длину заготовок принимают на 20–25 см длиннее, чем по проекту. Эти припуски необходимы для изготовления угловых соединений.
При рубке сруба «в угол» длину заготовок делают на 40–50 см длиннее, чем по проекту.
Рубка «в лапу» сложна и ее заменяют более простым соединением, устраивая так называемый коренной шип прямой формы. Такой шип непрактичен и должен быть выполнен в форме «ласточкиного хвоста». Кроме того, шип высотой не менее 2 см должен быть в середине лапы.
Рис. 7. Угловое соединение «в лапу»
Вместо коренного шипа можно ставить шип из дубовой древесины. Кроме шипов в угловых соединениях шипы необходимо ставить на каждом бревне, бруске или пластине – по 2–3 на расстоянии до 50 см один от другого.
Размеры шипов:
• высота 10–12 см;
• толщина 3–4 см;
• ширина 5–7 см. Шипы рекомендуется располагать в шахматном порядке.
Как уже говорилось, деревянный сруб состоит из отдельных венцов. Каждый венец состоит из отдельных бревен, брусков или пластин, которые при их изготовлении необходимо метить, чтобы при сборке в котловане колодца знать как собирать каждый в отдельности венец. Метки могут быть самые различные, например, их можно делать краской римскими цифрами.
На заметку
Число венцов зависит от глубины колодцев, толщины бревен, брусков или ширины пластин. Все венцы выполняют строго под прямым углом с помощью угольника и припазовывают так, чтобы между венцами не было щелей. Чем плотнее венцы прилегают один к другому, тем лучше они сохраняются и тем дольше не требуют ремонта. Не допускается конопатить изоляционными материалами трещины в венцах или пазах, потому что они быстро загнивают и портят качество воды. Категорически запрещается обрабатывать противогнилостными составами древесину, используемую при сооружении колодца.
Рубка сруба
При рубке сруба используется столярный инструмент: топоры, пилы, струги, долота, стамески, рубанки, фуганки и др. Широко применяется контрольно-измерительный инструмент: угольники, рейсмус, черты, измерительные линейки, рулетки и т. д.
Инструмент должен быть тщательно отточен, плотно насажен на рукоятки и топорища, пилы разведены и пр.
Отобранные для сруба бревна прежде всего отесывают полностью под так называемую скобу или же только с одной стороны – на один кант. Отесывать начинают с верхнего среза бревна, предварительно выполнив по всей длине бревна так называемые затесы. В этом случае при отесывании снимается довольно толстая щепа, что значительно ускоряет работу. Зачистку отесанной стороны бревна выполняют наоборот со стороны комля. Зачистку производят, как правило, рубанком.
Совет
Обрабатывать бревна можно как до распиловки на отдельные части требуемого размера, так и после распиловки. Венцы заготавливают полностью на весь сруб и только после этого приступают к рытью котлована.
Первый венец делают из наиболее прочной древесины, имеющей наибольший диаметр и не портящей вкусовых качеств воды. Если сруб выполняют «в лапу», то также делают «в лапу» и нижний венец, а если весь сруб делают «в угол», то и нижний венец – «в угол». Следует помнить, что при рубке сруба «в угол» приходится котлован для спуска сруба выкапывать гораздо большего размера, чем при срубе «в лапу». При опускном способе устройства сруба каждое уложенное бревно обязательно предварительно припрессовывают к нижележащему ударами барсика – деревянного молотка.
Рис. 8. Соединение венцов сруба «в угол»
Рубка сруба «в угол» пазом вниз.
Эту рубку называют еще рубкой «в обло», «в охрянку», «в чашку», «с остатком». Выбранные бревна отесывают с одной стороны (на один кант), при этом выравнивают (при необходимости) их верхнюю поверхность. Первый, или так называемый окладной венец, состоит из двух первых, или нижних бревен, и двух вторых, или верхних бревен. На расстоянии 1,5 м друг от друга, строго параллельно укладывают на ровную поверхность строго горизонтально два первых бревна. Затем на эти бревна укладывают два вторых бревна строго под прямым углом и также на расстоянии 1,5 м одно от другого.
После этого приступают к выполнению угловых соединений. Вторые бревна должны накрывать своей чашкой первые. Для этого берут черту, раздвигают ее ножки на половину диаметра верхнего бревна, приставляют черту концами ножек к нижнему бревну, но так, чтобы черта одной ножкой двигалась по нему, а второй – по верхнему бревну, очерчивая ее, или оставляя след или риску на втором бревне.
Рис. 9. Шип:
а – улучшенный коренной шип; б – вставной шип
Разметив чашки на верхних бревнах, приступают к их вырубке, для чего верхние бревна переворачивают. Вырубку следует выполнять так, чтобы была видна риска и верхнее бревно плотно охватило нижнее и легло на него. Чтобы верхние бревна не сдвигались с нижних, у нижних бревен на глубине 2–3 см вырубают верх, т. е. делают площадку и точно такую же площадку выполняют в чашке верхних бревен. После этого бревна будут прочно удерживаться на своих местах.
Совет
Напоминаем, что вторые бревна должны находиться не на одном уровне с первыми, а быть поднятыми над ними на половину их диаметра.
Чтобы сруб был горизонтальным (так как деревья утончаются от комля к верхушке), то при укладке первых бревен второго ряда венца их располагают комлями в сторону верхних отрубов бревен первого венца. И делают это так, чтобы они находились на одной вертикальной линии, для чего их проверяют отвесом.
Рис. 10. Постановка шипов в венцах
По первым бревнам второго (рядового) венца наносят риски для чашек, которые выполняют как и в первом окладном венце. Чтобы бревна плотно прилегали одно к другому и между ними не было зазора, необходимо делать паз. Для этого снова используют черту. Ее ножки раздвигают на нужную величину и отмечают паз требуемый ширины. При этом одна ножка идет по верху нижнего бревна, а вторая – по низу верхнего бревна. Раствором ножек этой же черты так же увеличивают и глубину чашки. Чашку в дальнейшем приходится углублять, поскольку в противном случае бревно после выборки паза будет висеть над первым и не накрывать его. Риски черты следует наносить по двум сторонам бревна, выполнив паз и чашку, бревно укладывают на место и проверяют плотность его прилегания. Недоделки исправляют, поднимая для этого бревно. Иногда эту операцию повторяют 2–3 раза и более.
Внимание
Чем плотнее паз прилегает к бревну, тем лучше, так как исключаются зазоры и через них в воду не будут поступать грязь и почва.
В вырубленной чашке, на которую ложится пазом бревно, необходимо оставить валик по форме паза. Следует помнить, что паз должен полностью накрывать бревно, а не только касаться кромками, которые могут быстро сгнить, сруб дает осадку и его придется ремонтировать.
Пазы вырубают по следующей технологии: после нанесения рисок бревно снимают, переворачивают рисками вверх, укладывают его на деревянные подкладки и закрепляют, чтобы оно не вращалось. Между рисками носком топора по всей ширине паза наносят насечки, желательно на глубину выполняемого паза. Насечки рекомендуется делать через 15–20 см. Затем садятся на бревно, свешивают ноги и приступают к выборке (удалению) древесины, придавая пазу нужную форму. Чтобы не отклоняться от требуемой формы паза, изготовляют шаблон и им проверяют правильность выборки. Работу ведут так: сначала топором скалывают древесину, т. е. ее основную массу, а затем выполняют зачистку, срубая тонкую щепу.
По мере возведения сруба нижние венцы удаляют, а 2–3 венца, лежащие над ним, оставляют. Оставшиеся венцы должны оставаться строго горизонтальными и вертикальными. На этих венцах возводят следующие венцы и по мере их возведения нижние венцы систематически удаляют (для удобства рубки сруба). Таким образом ведется рубка сруба «в угол» на всю глубину будущего колодца.
Рубка сруба «в лапу».
При рубке сруба «в лапу» угловое соединение более трудоемкое, чем при рубке «в угол». При этом предъявляются повышенные требования к исполнению шипов углового соединения, так как при некачественном примыкании одного шипа к другому образуются неплотности, через которые в воду могут попадать разжиженный грунт, песок и вещества, ухудшающие качество воды в колодце.
Приступая к рубке сруба «в лапу», каждый конец бревна на длине 1–1,5 диаметра отесывается на четыре канта, придавая бревну форму квадратного бруса совершенно одинакового сечения.
На каждом отесанном конце бревна размечают толщину канта. Затем торец и вертикальные стороны отесанных концов делят на восемь равных частей и через точки деления проводят линии, параллельные отесанным сторонам, и метят полученные ребра буквами АБ, ВГ, ДЕ, ЖЗ (рис. 11). Сверху и снизу на ребре АБ откладывают по 1/8 части, на ребрах ВГ и ДЕ – по 2/8 части, на ребре ЖЗ – 3/8 части. Затем намеченные точки соединяют прямыми лини ями и получают ребра «лапы», равные по АБ – 6/8, по ВГ и ДЕ – 4/8 и по ЖЗ – 2/8 стороны бруса. Осторожно и аккуратно срезают лишнюю древесину, получают «лапу». Это «лапа» для внутренней стороны сруба со стесанной стороной. Для наружной стороны сруба «лапу» делают аналогично, но только в самом углу немного стесывают древесину (рис. 12). После построения «лапы» размечают и вытесывают паз, так же как и при рубке «в обло». Выполнение «лапы» такой формы требует умения и определенных навыков, но такое соединение весьма прочное и вынуть из него бревно практически невозможно.
Рис. 11. Правильная форма лапы и ее построение
Кроме рассмотренных способов угловой вязки срубов часто применяют более простые, указанные на рис. 13. Эти срубы выполняют из брусков или бревен и пластин, но с обязательной постановкой шипов или круглых нагелей, выполняемых из сухой дубовой древесины.
Технология углового сопряжения при рубке срубов из брусков.
Бруски получают путем опиливания на пилораме бревен на 4 канта. Те стороны брусков, которые примыкают друг к другу в срубе, а также сторону, обращенную внутрь сруба, необходимо тщательно острогать и отфуговать, так чтобы они как можно плотнее прилегали друг к другу.
Рис. 12. Вид «лапы» с наружной стороны
Рубка угла сруба с коренным шипом (рис. 13 а) заключается в следующем. В угловых соединениях заранее просверливают отверстия одно под другим, чтобы можно было одним нагелем соединить несколько рядов брусков. Для скрепления брусков (венцов) по высоте применяют круглые деревянные нагели диаметром не менее 30 мм из твердых пород дерева. Коренной шип выполняют следующим образом: сначала его вырезают на одном конце бруса, затем вырезанный шип приставляют к другому брусу, обводят его контуры карандашом, делают соответствующие пропилы и выбирают лишнюю древесину. Шип необходимо выполнять как можно плотнее.
Рис. 13. Рубка угла:
а – с коренным шипом и круглыми нагелями; б – рубка угла без коренного шипа; в – соединение стен сруба одним нагелем трех брусьев; г – постановка в брусья стен реек; д – соединение угла на шпонках
Рубка угла в полдерева на нагелях и вставных шипах показана на рис. 13 б.
При соединении в полдерева сначала намечают риски для пропила древесины как вдоль нее, так и поперек, или для пропила поперек и последующего скалывания древесины вдоль с соответствующей последующей подтеской. Вставленный на несколько брусьев нагель также связывает венцы.
Рис. 14. Устройство паза в брусках для заполнения глиной:
1 – паз с фасками; 2 – глина
Соединение стен сруба на нагелях показано на рис. 13 в, где одним нагелем скреплены три бруса. Можно скрепить и большее число брусьев, достаточно иметь сверла (бурова) с более длинной ножкой.
Для уменьшения просачивания воды и грунта между брусьями по их длине иногда устраивают пазы или шпунты и вставляют туда рейки, которые должны входить в пазы как можно плотнее (рис. 13 г). При сопряжении углов на шпонках (рис. 13 д) в брусьях с торцевых сторон выбирают пазы и вставляют шпон трех брусьев; г – постановка в брусья стен реек; д – соединение угла на шпонкахки, которые должны плотно входить в паз.
Для более надежного закрытия пазов от проникновения через них воды и грунта с наружной стороны брусков снимают фаски глубиной по 3–4 см, которые заполняют по ходу возведения сруба в колодце жирной глиной. Пазы рекомендуется замазывать заподлицо с брусьями, чтобы грунт при опускании венцов не выбирал глину из пазов (рис. 14).
Внимание
Как уже выше отмечалось, красить деревянный сруб или пропитывать древесину противогнилостными составами или антисептиками категорически запрещается из-за ядовитости последних.
Колодцы с деревянным срубом
Технология монтажа колодцев состоит из следующих операций:
• рытье шахты с удалением грунта;
• сборка изготовленного деревянного сруба;
• опускание в шахту собранного сруба.
Таким образом, способы монтажа колодцев зависят от глубины колодца и состояния грунта. Сложность монтажа колодцев зависит часто от непредвиденных условий земляных работ при рытье шахты, так как состояние грунта непредсказуемо. Часто работу усложняет насыщенность грунтов водой.
Монтаж колодцев в предварительно отрытую на всю глубину шахту – это самый простейший способ и он возможен при мелком залегании водоносного слоя и в плотных грунтах. Конечно, шахту можно разрабатывать и в рыхлых грунтах, но тогда требуется укреплять стенки шахты опалубкой, а между стенами ставить прочные деревянные рамы, чтобы полностью предупредить осыпание грунта. Наиболее целесообразно разрабатывать такие шахты с помощью землеройной техники. Можно избежать осыпание стенок шахты, сделав большие откосы.
На заметку
Если вода поступает через дно колодца, то швы между венцами промазывают мятой жирной глиной заподлицо с бревнами. Если вода поступает через стенки в нижней части сруба, то в пазах просверливают отверстия, через которые вода будет поступать в колодец. При этом пазы глиной не промазывают, пространство между срубом и стенками шахты засыпают гравием или щебнем слоем не менее 20 см. Этим обеспечивается хорошая фильтрация поступающей в колодец воды. Засыпку делают на 25 см выше уровня воды в колодце. В дальнейшем пазы промазывают глиной и засыпают вынутым грунтом с тщательным его уплотнением путем трамбования.
После окончания рытья шахты дно выравнивают, откачивая при этом воду, делают придонный фильтр, выстилая дно гравием, галькой вперемешку (толщиной 15–20 см) с промытым крупным речным песком. Если грунт дна слабый, то под первый венец сруба подкладывают камни-плитняки по возможности больших размеров, чтобы в дальнейшем предупредить опускание сруба. Первый венец устанавливают строго горизонтально, а чтобы он не всплывал от воды, которую не успевают откачивать, сруб пригружают балластом. На первый венец укладывают второй, третий и т. д., при этом каждый венец припрессовывают ударами деревянного молотка и проверяют вертикальность сруба по всем четырем углам.
При монтаже колодцев этим способом нужно делать залоги. Залоги – это когда концы некоторых венцов делают длиннее остальных на 30–50 см. Благодаря залогам очень удобно производить ремонт или замену разрушенных венцов на новые. Залоги удерживают сруб строго на одном уровне и не дают ему возможности самопроизвольно опускаться. Обычно залоги устраивают через 4–6 венцов (рис. 15).
При этом способе возведения сруба венцы опускаются отдельными деталями или собранными. Каждый уложенный венец во избежание образования неплотностей опрессовывается ударами деревянного молотка.
Рис. 15. Устройство залогов:
1 – камень или доска; 2 – клин; 3 – бревно
При описанном способе возведения колодца между срубом и грунтом (котлованом) остается вверху большое пространство. После возведения сруба это пространство засыпают грунтом, тщательно трамбуют и выравнивают поверхность так, чтобы во все стороны от сруба был уклон для отвода атмосферных осадков. Желательно спланированную поверхность засыпать мятой жирной глиной и покрыть либо бетонными плитами, либо монолитным бетоном.
Способ монтажа колодцев с наращиванием сруба сверху. При этом способе сруб наращивают сверху по мере удаления из-под него грунта. Сруб под действием своей тяжести опускается вниз. Этот способ рекомендуется применять в колодцах глубиной свыше 40 м.
Нижний венец или опускную раму выполняют несколько большего размера, чем остальные венцы. Опускная рама имеет режущие заостренные кромки. Вместо кромок эту раму часто снабжают режущим ножом из толстой листовой стали (рис. 16). Нож облегчает срезание грунта и сруб легче опускается вниз.
Совет
При опускании сруба постоянно проверяют отвесом вертикальность стенок по всем углам. Перекос сруба не допускается. Грунт рекомендуется выбирать так, чтобы между наружными сторонами сруба и грунтом было небольшое пространство.
Подрывать грунт в этом случае рекомендуется на 3–4 венца. Для удобства в работе сначала следует вырыть внутри сруба яму глубиной 50–60 см, а затем подрывать грунт под срубом, который собирают в вырытой яме, и потом удаляют. Кроме того, если яму роют постепенно от середины колодца к стенкам сруба, то зачастую сруб своей тяжестью срезает и выдавливает из-под своих стенок грунт, ссыпающийся в яму, который затем удаляют.
Рис. 16. Опускная рама сруба
Опускной способ устройства колодца заключается в следующем. Роют котлован глубиной 3–6 м или более. Грунт вынимают и удаляют от колодца на расстояние не менее 10 м, чтобы в дальнейшем он не оказывал давления на почву.
Дно котлована тщательно выравнивают, чтобы оно было горизонтальным. Устанавливают первый венец сруба или опускную раму, выравнивают по горизонтали и на нее последовательно монтируют остальные венцы, тщательно опрессовывая каждое бревно. Так возводят сруб до уровня земли. После этого все пазы сруба между венцами заполняют мятой жирной глиной. Один – два нижних венца делают более толстыми, чтобы это уширение приходилось на наружную сторону. Это сохраняет глиняную связку от вытирания грунтом во время прохождения по нему сруба.
Затем выполненный сруб укрепляют с внутренней стороны толстыми досками, прибивая их в углах сруба к каждому бревну длинными гвоздями. Это не только укрепляет сруб, но и не позволяет ему разорваться во время опускания. Если верхняя часть сруба сильно зажмется осыпающимся грунтом, а нижняя произвольно опустится, нижние венцы нужно укрепить стойками с подклиниванием, чтобы они не опускались (рис. 17), удалить грунт с верхних венцов опущенного сруба и путем нагрузки на верхний сруб опустить его на нижний.
Рис. 17. Установка стоек под сруб:
1 – стойка; 2 – клин; 3 – сруб
Проверка сруба на вертикальность и его исправление требует много времени. Гораздо удобнее опустить сруб по направляющим. С наружных сторон сруба по его углам крепят толстые доски, забивая гвозди в каждый венец сруба. Для надежности крепления сруба по каждой его стороне ставят дополнительно направляющие. Все это придает срубу особо жесткую конструкцию. Венцы укладывают между этими направляющими. После этого вокруг сруба кладут толстые бревна, которые вплотную должны прилегать к направляющим. Затем в углы, образуемые бревнами, забивают длинные прочные колья толщиной не менее 8–10 см. Все дополнительно закрепляют скобами.
Рис. 18. Устройство направляющих для сруба:
1 – угловые направляющие; 2 – средняя направляющая;
3 – бревно; 4 – кол; 5 – скобы
Между этими бревнами и движутся прибитые направляющие. Таким образом сруб опускают вниз строго вертикально (рис. 18). Направляющие остаются в грунте. Единственное их неудобство в том, что во время замены сгнивших венцов новыми приходится выпиливать и направляющие.
После подготовительных мероприятий приступают к выборке грунта из-под стенок сруба и его удалению. В этом способе по сравнению с первым приходится вручную рыть под срубом грунт и удалять его практически ручным способом с помощью горизонтального ворота (рис. 19) или вертикальным воротом-кобестаном.
Рис. 19. Устройство шатра с засыпкой пространства:
1 – защита щебнем (гравием, песком)
Работать в колодце могут не более двух человек. В колодце рабочие выполняют две операции: вручную лопатами роют грунт и нагружают им посуду. Посуду с грунтом поднимают вверх. После освобождения от грунта ее снова опускают в колодец за новой порцией.
Посуду с грунтом можно двигать по центру колодца, но лучше сместить ее ближе к одной стороне колодца. Во время подъема грунта рабочие, находящиеся в колодце, должны стоять в противоположной стороне. Категорически запрещается находиться под посудой во время ее подъема или опускания.
Иногда сруб перестает опускаться. Может быть он заклинивается грунтом или попадает на большой камень. Если возможно, то камень или полностью убирают, или скалывают его часть. Если и после этого сруб не опускается, то работающих в колодце поднимают наверх, устраивают на срубе настил из толстых досок и нагружают балластом до тех пор пока сруб не сдвинется с места и не станет опускаться.
Способ монтажа колодцев методом подвешивания венцов снизу сруба – это самый тяжелый и малопроизводительный способ. Здесь приходится не только подкапывать грунт, удалять его из шахты, но необходимо подкладывать под низ сруба бревна или пластины, а чтобы они не падали, укреплять их стойками с подвешиванием и прижатием их к ранее уложенным венцам с помощью рычагов или так называемых лаг. По мере удаления грунта стойки снимают, укладывают следующий венец с поджатием и креплением стойками и т. д. Самый последний венец или раму устанавливают на большие камни-плитняки или бетонные плиты, т. е. подкладки. Между подкладками и венцами сруба забивают клинья. Это необходимо для того, чтобы прижать венцы, находящиеся в воде как можно плотнее к верхней части сруба.
После этого на дно колодца насыпают слой гравия или щебня в перемешку с промытым речным песком, благодаря чему вода, поступающая со дна колодца, будет отфильтровываться, а при черпании ведром не будет взмучиваться.
Способ монтажа колодцев в маловодоносных слоях состоит в том, что в маловодоносных слоях мало воды и для ее сбора в достаточном количестве нижнюю часть сруба устраивают в виде шатра или зумпфа. Шатер или колпак шире верхней части сруба на 50–80 см. Высоту шатра чаще всего принимают 2–2,5 м, чтобы там можно было находиться во время ремонтных работ. Сначала изготовляют все венцы шатра. Затем роют котлован глубиной 2–3 м. Чем глубже котлован, тем легче в нем в дальнейшем работать. Выравнивают дно котлована, укладывают первый венец, а затем остальные, осаживая отдельные бревна барсиком. Все венцы должны быть уложены так, чтобы верхний венец был строго горизонтальным. Затем возводят венцы сруба точно так же, как было рассмотрено выше.
Совет
Если вода поступает из стен нижней части шахты или водоносного слоя, то в шатре устраивают малый шатер, который должен отстоять от стенок основного шатра по всем его сторонам на 20–30 см. Детали малого шатра изготовляют на поверхности, опускают их вниз и там собирают.
Пространство между шатрами по мере возведения малого шатра засыпают щебнем, гравием или крупным песком на всю высоту шатра. Малый шатер выводят выше уровня воды на 20–30 см или до уровня прямых стен сруба так, чтобы он являлся продолжением прямолинейной части сруба. Бывает и так, что вода поступает в колодец через дно, а сам колодец своей нижней частью находится в плывунах. При этом вода поступает в колодец с некоторым напором вверх. В таком случае необходимо устроить проточный деревянный ящик высотой 40–50 см с отверстиями в днище, через которые будет проходить вода. Ящик закрепляют и насыпают в него сначала крупный песок, а потом щебень или гравий. Именно такое расположение фильтрующих материалов способствует тому, что струи воды не поднимают песок и не засоряют воду. Толщина слоя песка 10–15 см, щебня или гравия 25–30 см.
Внимание
Если вода поступает не через дно, а через боковые стенки сруба, то в них или расширяют пазы или просверливают отверстия.
Способ монтажа колодцев в плывунах
Плывуны – это мелкопесчаные грунты, сильно насыщенные водой. Они могут находиться на любой глубине и строительство колодцев в таких грунтах является самой трудоемкой работой.
Колодцы в этих грунтах устраивают так: рубят сруб обычным способом из бревен или пластин и опускают его в глубь грунта до самого плывуна. Затем делают залоги, состоящие из двух бревен, а для ограждения колодца от плывунов с внутренней стороны колодца устраивают стены из шпунтованных досок длиной 1,5–2 м, толщиной 40–50 мм. Доски применяют сухие, намокая, они разбухают. Концы шпунтованных досок заостряют, чтобы они легче входили в грунт. При забивании шпунтов необходимо следить, чтобы они плотно примыкали один к другому и к стенкам сруба. Для прочного держания шпунтов с внутренней стороны и плотного примыкания к стенкам сруба шпунтованные стенки прочно прижимают распорными деревянными рамами (рис. 20).
Грунт из колодца вынимают обычным способом. Шпунтованные стенки остаются в колодце или внутри них возводят сруб несколько меньших размеров, но вплотную примыкающих к шпунту. Конечно, можно оставить вместо сруба и одни стенки.
Шпунтованные доски забивают в грунт кувалдой или барсиком. Чтобы торцовые стороны досок не разбивались, на них перед забивкой укладывают прокладки из досок или пластин; по ним и производят удары.
Совет
Если вода поступает через дно колодца, то на дне необходимо установить донный фильтр. Если вода поступает через боковые стенки колодца, то в них следует просверлить или прорубить окна и вставить гравийные фильтры.
