Как построить колодец самостоятельно: полное руководство по возведению

Когда нет возможности подключить дачный участок к централизованной системе водоснабжения, важно создать персональный источник воды. Наиболее популярным и экономичным решением становится копка колодца для получения питьевой или технической воды.

Это самый доступный способ, который не требует использования бурового оборудования или экскаватора.

Поняв основные принципы строительства, вы сможете самостоятельно возвести колодец и обеспечить свой дом необходимыми запасами воды. Прежде чем начать, стоит ознакомиться с теоретическими аспектами этого дела.

Мы подготовили информацию о том, как выбрать наилучшее место для копки, расскажем о геологических исследованиях, которые можно провести самостоятельно. Также предложим различные методы устройства водозаборных сооружений и опишем поэтапные инструкции их реализации.

Основные аспекты залегания подземных вод

Основная цель создания колодца на загородном участке заключается в добыче groundwater, способной удовлетворить потребности домочадцев в питьевой или технической воде. Первую используют для потребления, вторую — для полива сада, уборки и других нужд.

Важно определить, какая именно вода необходима на этапе проектирования, так как это повлияет на глубину и конструкцию колодца. Эти группы различаются по уровню загрязнения.

Техническая вода содержит больше минеральных веществ, допускается ее легкое помутнение и запах. В то время как питьевая вода должна быть абсолютно чистой, без запаха и привкуса.

Геологические слои представляют собой пласты, в пределах которых грунты имеют одинаковые физико-механические свойства и структуру.

К водоносным относят участки, содержащие подземную воду, состоящей из однородных по составу и структуре пород. На геологическом разрезе они представляют собой полосы, которые могут лежать под углом или горизонтально.

Верхнюю границу такого пласта называют крышей, а нижнюю — подошвой. В зависимости от толщины водоносного слоя и требуемого объема воды колодец может вскрывать лишь крышу, либо пересекать 70% пласта или достигать подошвы.

Крыша водоносного слоя является также подошвой для пласта, находящегося сверху, а подошва образует крышу для находящегося ниже.

Существует два естественных пути появления водоемов в нижних слоях грунта:

• Проникновение атмосферных осадков или вод из рядом расположенных водоемов в грунты. Вода свободно проходит через водопроницаемые отложения, такие как песок, гравий и щебень. Этот процесс называется инфильтрацией, а слои, пропускающие воду, — водопроницаемыми.
• Конденсация влаги в слоях, ограниченных сверху и снизу водонепроницаемыми породами. Глины, суглинки и скальные породы с отсутствием трещин не пропускают воду. Вода, находящаяся между ними, может быть напорной: ее уровень поднимается при вскрытии, и иногда даже происходит фонтанирование.

Трещиноватые породы могут удерживать воду, но давление у нее обычно низкое. Химический состав такой воды зависит от окружающих пород: известняки добавляют известь, доломиты — магний, а гипс и соль насыщают хлоридными и сульфатными соединениями.

Подземные воды формируются благодаря инфильтрации осадков и конденсации внутри геологических слоев (+)

Для тех, кто интересуется строительством колодца своими руками, стоит учесть следующее:

1. Наличие непроницаемой породы над водоносным слоем исключает возможность попадания загрязненной воды в пласт. Вода, полученная из такого слоев, может считаться питьевой.
2. Отсутствие водоупора над водоносным слоем указывает на то, что такую воду нельзя использовать для питья. Она называется верховодкой и подходит только для хозяйственных нужд.

Если вам нужна техническая вода, достаточно вскрыть верховодку. Ствол колодца в таких случаях будет короче, чем для питьевой воды.

Однако уровень верховодки может варьироваться: в засушливое время года и зимой он ниже, чем в период дождей. Это значит, что запасы воды будут колебаться.

Слои, которые способны отдавать воду, называются водоносными, а непроницаемые курсы — водоупорными (+)

Чтобы обеспечить стабильный запас воды в колодце, следует углубиться в нижележащий водоносный массив. Обычно между ним и верховодкой располагаются несколько проницаемых и непроницаемых слоев. Это значит, что существует вероятность выхода на питьевую воду.

Однако в таком случае ствол колодца получится значительно длиннее, что потребует большего количества материалов, времени и труда для его возведения.

Чтобы питьевая вода соответствовала стандартам, необходимо провести анализ в местном санитарно-эпидемиологическом учреждении. Результаты анализов помогут определить ее пригодность, а при необходимости — предложат рекомендации по очистке.

Стандартная схема шахтного колодца

Шахтный колодец является популярным типом индивидуального источника воды. Он обладает большим диаметром, что позволяет копать его простой лопатой. Конструкция может быть круглой, квадратной или реже прямоугольной.

Диаметр стенок квадратного ствола обычно варьируется от 0,8 до 1,2/1,5 м. Следует иметь в виду, что слишком широкий колодец не всегда обеспечивает больший дебит. Количество воды меньше зависит от возможностей водоносного слоя, а не от размеров шахты. При этом разница в затратах на сооружение ощутима.

Для питья используется только вода из недр водоносного слоя, который защищен водоупорными пластами, а также артезианская вода, получаемая из артезианских скважин (+)

Ключевые элементы конструкции

Глубина колодцев обычно достигает 30 м. Строить более глубокие колодцы лучше с использованием бурового оборудования. То же самое касается колодцев, расположенных в сложных скальных образованиях, где копка вручную затруднена.

Копать стоит только в тех грунтах, которые поддаются разработке лопатой: пески, супеси, глины.

Структурные элементы шахтного колодца включают:

• Водоприемная часть — это нижняя секция стенок колодца, предназначенная для сбора подземной воды. При достаточном запасе воды, поступление происходит только через дно. Если дебит маленький, в стенках колодца делают дополнительные отверстия для получения воды из стороны.
• Ствол — это часть колодца, простирающаяся от земли до уровня воды в колодце. Он может быть выполнен из дерева, железобетона, собран из бетонных колец, камня или кирпича. Ствол должен быть герметичным, чтобы предотвратить попадание загрязняющих веществ, дождевой воды и органических остатков.
• Оголовок — верхняя часть колодца, отвечающая за безопасное использование водного источника и защиту воды от загрязнений. Он должен возвышаться над землей минимум на 60 см, а оптимальная высота составляет 80-90 см. Обязательно наличие крышки для защиты содержимого от загрязнений и устройства для подъема воды ведром.

Вокруг зоны соединения оголовка со стволом создают глиняный замок, который служит барьером для грязной почвенной и дождевой воды. Это округлая траншея глубиной ниже уровня сезонного промерзания и шириной около 50 см, заполненная мятой глиной.

Засыпку тщательно трамбуют, чтобы избежать появления трещин. На поверхности замка устраивают отмостку из двухсоставного бетона, бутового камня или кирпича шириной 1,0-1,5 м с наклоном от стенок оголовка 0,01.

Согласно СНиП 2.04.02-84, шахтные колодцы должны располагаться в верхних слоях безнапорных водоносных пластов, образованных рыхлыми породами (+)

Классификация по водоприемной части

В зависимости от степени погружения водоприемной части в водоносный слой, колодцы классифицируются следующим образом:

• Несовершенный. Водоприемная часть частично погружена в водоносный слой, что позволяет получать воду через дно и боковые отверстия при необходимости.
• Совершенный. Здесь водоприемная часть полностью пересекает водоносный слой и устанавливается на крыше нижележащего водоупора, получая воду через боковые отверстия в стенках.
• Совершенный с зумпфом. Он имеет схожую структуру с предыдущим типом, но водоприемный участок заглубляется в водоупор для создания резервуара для воды.

Дополнительный способ создания резервуара: водоприемная часть имеет форму усеченного конуса, напоминающего шатер, который целесообразно применять, если мощность водоносного слоя превышает 3 м. Если толщина меньше, лучше использовать зумпф.

В несовершенном колодце крепление шахты не достигает нижележащего пласта, в совершенном — достигает водоупорного пласта и опирается на него (+)

Наилучшая схема для частников

При выборе конструкции шахтного колодца необходимо опираться на реальные потребности в запасе воды. Если не извлекать излишки, они будут накапливаться, что приведет к снижению качества воды и гниению. По этой причине для обеспечения водоснабжения частных хозяйств рекомендуется использовать несовершенные колодцы без дополнительных резервуаров.

Народная опытная практика подсказывает, что водоприемник несовершенного колодца не следует углублять в водоносный слой более чем на 0,7 от его мощности. Превышение этого предела приводит к снижению поступающей воды, что создаёт необходимость формирования дополнительных отверстий в стенках колодца.

Стандартное дно несовершенного колодца оборудуется трехслойным фильтром. Сначала насыпают 10 см песка, затем добавляют 15 см гравия или щебня с песчаным наполнителем, а сверху — 15 см смеси из мелкой гальки, гравия или крупного щебня.

Если водоприемная часть колодца находится в разжиженной породе, дно выработки стоит укрепить деревянным настилом с отверстиями для подачи воды.

При выборе устройства водоприемной части следует иметь в виду, что запас воды в колодце и ее ежедневная потребность должны быть согласованы, в противном случае вода будет застаиваться и портиться.

Самостоятельные гидрогеологические исследования

Предварительно можно определить примерную глубину шахты. Для этого стоит обойти близлежащие участки и выяснить уровень воды в соседних колодцах. Необходимо уточнить, копался ли колодец для технических или питьевых нужд, а также насколько стабильно держатся грунтовые воды.

Кроме того, полезно узнать, была ли сложная разработка шахты, встречались ли крупные камни при копке.

Метод опроса подходит, если ваш участок находится на равнине с легким холмистым рельефом, где слои пород располагаются почти горизонтально, повторяя форму природного ландшафта.

Уровень грунтовых вод обычно совпадает, так как в проницаемых породах действует принцип сообщающихся сосудов. Разные длины шахты могут быть вызваны лишь разницей высот между устьями колодцев.

Глубину залегания подземных вод в будущей выработке, запланированной для строительства в равнинной местности, также можно определить заранее, используя соседний колодец в качестве ориентира. Для этих целей подойдет барометр-анероид.

На шкале указанного устройства есть деления через 0,1 мм. Расстояние между ними соответствует 1 метру разницы высот.

Например, измерения возле действующего колодца показали отметку 634,7, а на месте предполагаемой выработки стрелка барометра остановилась на 633,8. Это означает, что подземные воды находятся на глубине 9 м.

Определить глубину залегания подземных вод можно, сравнив данные с соседним колодцем и запланированным местом копки.

Метод опросов неэффективен в регионах с высоким залеганием скальных и полускальных пород, особенно если речь идет о добыче трещинной воды, которая может проявляться случайно и иногда перетекать в смежные пласты.

В районах с выраженной холмистостью также будет непросто использовать опросы, поскольку без изысканий сложно получить точное представление о геологическом разрезе. Владельцам участков в таких местах целесообразно обратиться в местные проектные организации водоснабжения или гидрогеологические службы.

Дополнительную информацию о поиске водоносных слоев можно найти в данной статье.

Место для объекта водоснабжения

Определить подходящее место для индивидуального источника воды не так просто, особенно если участок занят значительной застройкой.

Стараясь сэкономить пространство, полезно следовать следующим рекомендациям при выборе места для строительства колодца:

1. Необходимо избегать размещения питьевого колодца рядом с навозными кучами, уборными, банями и мусорными ямами. Расстояние между колодцем и источником потенциального загрязнения должно составлять не менее 20-25 м.
2. Не стоит строить колодец на склонах рек или оврагов. Из-за наклона потока подземных вод дебит может значительно снизиться.
3. Минимальное расстояние от колодца до фундамента жилого дома или хозяйственного блока должно составлять не менее 5 м. Воды, поступающие в колодец, могут вымывать грунт под фундамента, что приведет к его оседанию.

Не рекомендуется переживать с соседством с водоемами со стоячей водой, так как вода из этих источников может инфильтрироваться через проницаемые породы, что представляет опасность для качества питьевой воды.

Согласно санитарным нормам, расстояние от колодца до данных объектов должно составлять не менее 20 м, в идеале 50 м.

Запрещено строить колодец вблизи источников биологического и химического загрязнения, а также на склонах и у берегов рек.

Методы сооружения шахтных колодцев

Суть строительства колодца заключается в создании стенок, которые укрепляют шахту.

В зависимости от используемого материала для колодезного крепления работа проводится по одной из трех проверенных схем:

• Строительство стенок из дна заранее выкопанной шахты. Этот метод чаще всего применяется при сооружении колодцев из кирпича и камня с опоры на водоупорный фундамент. Ввиду угрозы обвалов стенки укрепляются временными конструкциями.
• Наращивание стенок сверху в процессе строительства с параллельным опусканием. Это наиболее распространенный и безопасный метод, предполагающий одновременное выполнение строительства и проходки. Применяется для колодцев из бетонных колец и срубов.
• Наращивание стенок снизу с одновременной проходкой. Этот метод используется в случае устройства деревянной конструкции, когда коробка оказывается заклинивенной.

Альтернативой нижнему наращиванию может стать бурение скважины в стенке колодца. Обратиться к бурильщикам также следует, если при копке встречается крупный камень, который трудно разбить вручную.

Для колодца глубиной до 6 м и без особых требований к укреплению лучше проводить строительство с дна выработки.

При строительстве шахтного колодца желательно задействовать не менее трех человек: один работает на глубине, а двое остаются на поверхности для страховки.

Кирпичная кладка с криволинейным контуром колодца считается особенно сложной, требующей от исполнителя высокого уровня навыков и опыта.

Вариант #1 — строительство колодца с основанием

Работы начинаются с заложения бетонного фундамента. Сначала необходимо осушить место работ, затем провести трамбовку и выравнивание грунта, поверх которого укладывают щебенистую подушку.

Опалубку для фундамента колодца собирают на поверхности, затем помещают на подготовленное основание. Внутри опалубки рекомендуется настелить полиэтилен для создания гидроизоляции.

Для заливки допускается использовать раствор из цемента и щебня без песка. Бетонирование должно происходить непрерывно, без перерывов.

Объяснение к схеме: 1 — бетонная подушка, 2 — цементный раствор, 3,4 — 1-й и 2-й ряд из 1,5 кирпича, 5 — 3-й ряд и т.д., 6 — арматурный каркас, 7 — фильтрующая засыпка.

После того как бетон схватится, выполняется разметка:

• Округлый колодец размечается путем прорисовки внутренней окружности и указания центра.
• Прямоугольный колодец размечается с обозначением внутреннего и внешнего краев стен. Проводится определение продольной и перпендикулярной осей.

Используется как горизонтальная, так и вертикальная арматура. Горизонтальные хомуты устанавливаются в аналогичные швы кладки снаружи стен. Вертикальные стержни располагаются через восемь толщин стенки. Такая должна быть расстояние между всеми арматурными элементами.

Толщина кладочного раствора для закрепления арматуры должна обеспечить полный охват вертикальных стержней с запасом в 2 см, а для горизонтальных швов — 0,4 см.

Кладку стен колодца с округлыми формами выполняют тычковыми рядами. В зависимости от глубины кладут в два, полтора или в один кирпич. Строят на ярусы по 1,2 м, обеспечивая перевязку нового ряда относительно предыдущего на четверть кирпича.

Кладку стен округлых колодцев выполняют в 1, 1,5 или 2 кирпича, в зависимости от глубины, при этом кирпич укладывается тычковыми рядами.

Строительство с дна ведет два человека. Один укладывает кирпичи, а другой подает и готовит материалы. Регулярно контроль вертикальности и горизонтальности рядов осуществляется с помощью уровня и отвеса. Работы проводятся с подвесных лесов, а если колодец строится в три кирпича, допускается проводить кладку со стен.

Вариант #2 — как произвести колодец из бетонных колец

Наиболее экономичным, быстрым и простым методом является использование заводских бетонных колец, имеющих ступенчатые или скошенные края на концах.

Тем не менее, бетонные кольца можно изготовить и самостоятельно. Для этого необходимо создать опалубку — два съемных или разборных кольца. Их можно изготовить из листового металла или соединенных древесными планками. Иногда опалубке придаётся слегка конусообразная форма для удобства укладки самодельных колец сверху вниз.

Наиболее простым и бюджетным способом строительства колодца является его возведение из бетонных колец или с использованием монолитного бетонирования.

Процесс создания колец осуществляется поэтапно прямо на месте строительства. Вокруг опалубки устанавливаются арматурные прутки: минимум пять вертикальных металлических элементов с интервалами в 25 см. Горизонтальные прутки располагаются с шагом в 20 см и крепятся к вертикальным арматурным деталям с помощью вязальной проволоки.

Для приготовления раствора рекомендуется использовать цемент не ниже марки М400, хорошо промытый песок, а также щебень или гравий. Раствору необходимо дать застыть в течение 2-3 дней; после этого кольцо зарывают в землю, подкапывая его под нижний край. Затем изготавливается новое кольцо, которое устанавливается на уже смонтированное.

Таким образом формируется ствол с характерными ступенями, которые позволяют рабочему перемещаться вверх и вниз внутри сооружаемого колодца.

Типичные размеры колец следующие: внутренний диаметр составляет от 0,8 до 1,2 м, толщина стенки для бетонных колодцев варьируется от 10 до 12 см, а для железобетонных — от 6 до 8 см. Высота одного кольца бывает в диапазоне от 0,7 до 1,2 м.

Этапы создания ствола из заводских железобетонных колец:

• Сначала выполняется разметка ствола, в результате которой грунт выемается на необходимую высоту кольца.
• В ствол помещается первое кольцо из железобетона с режущей нижней кромкой.
• На верхнем стыке по фальцу укладывается шнур диаметром 1 см, пропитанный битумом или смолой.
• На первое кольцо устанавливается второе, а стыки соединяются с помощью бетонного раствора.
• С обеих сторон под нижним кольцом производится подкоп грунта с использованием саперной лопаты или обычной совковой лопаты, при этом предварительно выбирается грунт из центра выработки.
• В образовавшиеся углубления укладываются деревянные чурки или аналогичные элементы одинаковой высоты.
• Подкапывание осуществляется с перпендикулярных сторон относительно предыдущих. В углубления вставляются чурки.
• Похожие работы выполняются и с остальными частями кольца, при этом грунт извлекается изнутри выработки.
• Из под полностью подкопанного кольца удаляются чурки, и оно опускается под своим весом.

По указанной последовательности продолжается работа до тех пор, пока не удастся полностью погрузить второе кольцо, на которое затем устанавливается третье. Описанный алгоритм сохраняется до тех пор, пока не проявится подземная вода и не будет достигнута достаточная глубина в водоносном пласту.