Бетонные колодцы

Бетонные колодцы бывают монолитные и сборные. Сборные колодцы собираются из бетонных (чаще железобетонных) колец или железобетонных пластин.

Пластины делают из бетона по форме деревянных брусков (пластин) с арматурой. Концы пластин, как и детали брусчатых, бревенчатых или пластинчатых срубов, формуют в лапу. Собирают шахту из бетонных пластин по аналогии со сборкой сруба из деревянных деталей.

Бетон готовится из цемента, воды и заполнителей – песка, гравия или щебня. Для приготовления раствора берется цемент той марки, которая обеспечит нужную прочность бетона (не менее 300 кгс/м²).

В зависимости от количества добавленной воды можно получить жесткую (густую), пластичную (менее густую и относительно подвижную) и литую (по-движную) массу, заполняющую форму самотеком. Все они требуют различной степени уплотнения. При избытке воды бетон начинает расслаиваться, и его плотность снижается.

Консистенцию бетонной массы можно измерить стандартным металлическим конусом с бесшовными внутренними стенками.

Рис. 11. Устройство конуса для измерения пластичности бетонной массы: 1 – ручки; 2 – упоры для ног.

В верхней части конуса расположены две ручки, а в нижней – два упора, на которые встают ногами, чтобы прижать конус к горизонтальной поверхности доски, пластмассового или стального листа.

Для измерения пластичности бетонной массы на смоченную водой поверхность доски или листа надо поставить конус, прижать его ногами и наполнить доверху тремя слоями (по 10 см) бетона, протыкая каждый слой 15 раз стальным штыковым стержнем диаметром 15 мм. Затем конус поднимают, ставят рядом с осевшей массой, кладут на него рейку и измеряют расстояние от этой рейки до вершины осевшей массы.

Жесткая бетонная масса оседает на 2 см, полужесткая – на 2–5 см, пластичная – на 6–14 см, полулитая – на 15–16 см, литая – на 17–22 см.

При строительстве бетонных и железобетонных колодцев в крупных конструкциях с редко расположенной арматурой рекомендуется использовать жесткую или полужесткую бетонную массу, а в более мелких конструкциях с частой арматурой – пластичную.

Грязные песок, гравий и щебень снижают прочность бетона, поэтому перед использованием их надо тщательно промыть. Кроме того, все они должны иметь зерна разного размера, что обеспечит минимальное количество пустот между ними.

Для определения пустотности заполнителя им надо полностью наполнить ведро емкостью 10 л, налить в него воды и по ее объему определить процентное содержание пустот. Например, если в ведро вошло 5 л воды, значит, пустотность заполнителя составляет 50 %. Оптимальный объем пустот в песке не должен превышать 37 %, в гравии – 45 %, а в щебне – 50 %. Размеры самого крупного заполнителя не должны превышать 1/4–1/5 минимального размера деталей конструкции.

Готовая бетонная масса уменьшается в объеме: из 1 м³ сухой смеси получается около 0,7 м³ бетонной массы, поэтому исходных материалов надо брать больше. Бетонные или железобетонные кольца делаются высотой 0,7–1 м и диаметром 0,8–1 м в зависимости от глубины колодца. Толщина стенок железобетонных колец – 10–11 см. С одной стороны, такая толщина отвечает требованию экономии материала, а с другой – она обеспечивает достаточную прочность кольца. Кроме того, она создает оптимальное пространство для заполнения его арматурой.

Железобетонные кольца армируются вертикальными стержнями диаметром 8–12 мм (по 4–10 в каждом кольце) или горизонтальными кольцами диаметром 6–8 мм (по 12–15 в каждом кольце).

Изготовление опалубки для бетонных колец

Форма, или опалубка, для изготовления колец состоит из двух цилиндров (большого и малого), которые вставляются один в другой. Делается она из досок толщиной 2,5–3 см. Та сторона доски, которая соприкасается с бетоном, должна быть хорошо остругана.

Сначала делается по два деревянных кольца для внешней и внутренней формы: собственно кольцо и его обшивка. Затем они распиливаются по вертикали на 3–4 части, которые соединяются между собой гвоздями и планками. Собственно кольцо обшивается досками шириной не более 10 см: внешнее кольцо – с внутренней стороны, а внутреннее – с наружной.

На ровную деревянную поверхность укладывается стальная проволока (арматура) в виде кольца, диаметр которого равен внутреннему диаметру внешнего кольца формы, закрепляется гвоздями и обмазывается с двух сторон глиной.

Это делается для того, чтобы в готовом кольце образовались так называемые замки, препятствующие перекосу колец при установке.

Затем на щит устанавливаются кольца формы и закрепляются вбитыми по краям гвоздями (сначала внешнее, потом внутреннее). Внутрь формы помещается арматурный каркас, а под ушки – вкладыши, обернутые рубероидом или плотной бумагой и перевязанные прочной нитью.

Наружное кольцо формы обвязывается проволокой или прочной веревкой, которую надо сильно натянуть. Стенки формы, соприкасающиеся с бетоном, смазываются растительным маслом, машинным маслом и т. д.

Чтобы получить кольца с ровной и гладкой поверхностью, форму можно обить кровельной сталью, пластмассой, водостойкой фанерой или плотным картоном, который надо сначала проолифить или покрыть масляной краской.

Изготовление железобетонных колец

При строительстве колодцев используются в основном железобетонные кольца, поэтому, перед тем как залить форму бетоном, в нее надо вставить стальную арматуру. В кольцо вставляют арматурные стержни, скрепленные между собой скобочками, а на поверхность выводят два ушка, с помощью которых кольцо устанавливается в шахту колодца.

Рис. 12. Железобетонное кольцо со вставленными арматурными стержнями: 1 – ушко; 2 – стержень; 3 – скобочка.

Чтобы не спиливать ушко после установки кольца, в последнем можно сделать для него пазуху с отверстием, выходящим наружу, через которое пазуха заполняется раствором. При установке бетонных колец вместо ушек можно использовать небольшие вертикальные скобки, расположенные на расстоянии 10–15 см от края кольца. Для их крепления в бетоне необходимо оставить несколько отверстий диаметром 12–15 см.

Рис. 13. Два кольца, соединенных скобами: 1 – вертикальная скобка; 2 – отверстие для установки соединительной скобы; 3 – соединительная скоба.

В колодце кольца скрепляют между собой шестью стальными скобами длиной 20 см. Для таких скоб на расстоянии 10–15 см от края в кольце делаются отверстия. Поскольку швы между кольцами за счет уплотнения их волокнистыми материалами становятся шире, то в одном кольце отверстия должны иметь правильную круглую форму, а в другом – эллипсоидную. Длина эллипса равна двум диаметрам скобы.

Один конец соединительной скобы можно установить на кольцо еще в процессе заливки формы бетоном. Тогда на другом кольце для второго конца такой скобы устраивается пазуха, как для ушек, с использованием деревянного вкладыша круглой или прямоугольной формы. Из готового кольца вкладыш легко выбивается при помощи молотка. Во избежание перекоса кольца при установке на его торцевых сторонах делаются замки (треугольной формы) на глубину 6–7 мм, которые отстоят от наружного края кольца на 7–10 мм.

Рис. 14. Устройство замка: 1 – арматура; 2 – просмоленный канат; 3 – замок; 4 – верхнее кольцо; 5 – нижнее кольцо.

После того как все подготовительные операции будут закончены, форму устанавливают на щит и заполняют ее бетоном. Этот процесс называется отбивкой, если раствор густой, или отливкой, если раствор жидкий. Чтобы зафиксировать арматурный каркас, между ним и стенками формы вставляются тонкие доски, которые по мере заполнения формы раствором приподнимают. Бетон необходимо укладывать постепенно, уплотняя каждый слой стальным штырем диаметром 10–15 мм, особенно тщательно эта операция выполняется вокруг вкладышей.

После окончательного застывания бетона кольца вынимаются из форм (отбитые – через 4 суток; отлитые – через неделю) и выдерживаются на щите 5 суток. Чтобы изделия приобрели дополнительную прочность, 4–5 раз в день их надо смачивать водой.

Поддерживать рабочее состояние бетонного колодца легче, если стенки его будут гладкими, поэтому очищенные от смазки кольца надо промыть водой, покрыть тонким слоем цементного раствора (1: 1), разровнять сначала полутерком, а затем мягкой тряпочкой.

Для строительства колодца можно использовать и готовые железобетонные кольца, применяемые для смотровых водопроводных и канализационных колодцев диаметром 1 м.

Строительство сборных бетонных колодцев

В вырытом котловане разравнивается дно, после чего на него опускается первое железобетонное кольцо.

Внешний диаметр этого кольца больше внешнего диаметра остальных колец на 5–6 см. В нижний его край при изготовлении вставляется металлический нож со штырями, чтобы кольцо могло легко врезаться в грунт. Нижний край первого кольца может быть выполнен без ножа в виде конуса (заостренным). Тогда при его изготовлении надо использовать более прочный бетон, увеличив долю цемента в растворе или используя бетон марки 500 и выше. Кроме того, на дно колодца можно положить деревянное кольцо с ножом толщиной не менее 15 см. Сделать его можно из березы, клена или мореного дуба.

Если колодец роется в слабом грунте, то в качестве основного первого кольца используется обычное. Дойдя до водоносного слоя, под него надо положить железобетонную плиту шириной 30–40 см, длиной 60–70 см и толщиной 10–15 см, постепенно подрывая стенки. При опускании в шахту кольцо цепляется за ушки на краю или за вертикальные скобки по бокам. После установки кольца ушки спиливаются или срезаются газовым аппаратом.

На верхний край кольца кладется уплотнитель – просмоленный канат, пенька или любой другой волокнистый материал, чтобы через соединительный шов в колодец не проникала загрязненная вода. После установки второго кольца внутренние швы, а также имеющиеся пазухи ушек или вертикальных скобок очищаются, промываются водой и через некоторое время, после того как вода впитается в бетон, заполняются цементным раствором (1: 1 или 1: 2). Наружные швы заделываются раствором после сооружения всей трубы.

Для придания колодезной трубе прочности и монолитности кольца между собой скрепляются стальными скобками длиной 20 см, которые устанавливаются либо с наружной, либо с внутренней стороны, концы скоб загибаются. Предварительно скобы надо покрыть масляной водостойкой краской и хорошо просушить. Если в кольцах при их изготовлении не сделали отверстий для скоб, то их можно просверлить электродрелью с победитовым сверлом.

Для удобства проведения ремонтных и профилактических работ на внутренней стенке колодца на одной вертикальной линии устанавливаются скобы на расстоянии 20–25 см друг от друга. Концы этих скоб должны быть достаточно длинными, чтобы их можно было пропустить через стенку колодца и загнуть с наружной стороны.

Ширина скобы – 20–23 см, расстояние от скобы до стенки колодца – 13–15 см.

Строительство монолитных бетонных колодцев

Непрерывное бетонирование, используемое при строительстве монолитных колодцев, позволяет избежать стыковых соединений.

Первоначально шахта для монолитного колодца роется, как правило, на глубину 1–1,5 м. Рядом на ровной площадке устанавливается башмак – кольцо, внешний диаметр которого превышает внешний диаметр будущего колодца. На башмаке на высоту 1 м монтируются арматура, внешняя и внутренняя опалубки: внешняя – цельная, а внутренняя – из фанерных или металлических полос высотой 25 см по мере заполнения опалубки бетоном.

Полученное бетонное кольцо опускается в шахту. После этого наращивается выступающая из кольца арматура, полосами высотой 25 см устанавливается опалубка, которая заполняется бетоном.

После того как будет готово второе метровое кольцо, шахта подрывается и бетонируется третье кольцо. Таким образом ствол колодца опускается до заданной глубины. Бетонную трубу поднимают на 70–80 см над поверхностью земли, делают оголовок и водоподъемное устройство.