Как выбрать и сделать кессон для скважины

Кессон для скважины — это углубленная в грунт ёмкость или конструкция, защищающая скважину и трубы от промерзания, а также проникновения сточных и высоких грунтовых и паводковых вод. Кессон обеспечивает удобство ухода и обслуживания скважины и оборудования.

Что такое кессон и где используется

Кессоном называют подземную герметичную камеру, обеспечивающую удобный доступ к устью для установки насоса для скважины и скважинного оголовка, имеющую габариты и глубину погружения под землю, создающие тепловую изоляцию и возможность установки внутрь емкости необходимого насосного оборудования.

Согласно СНиП 2.04.02-84, кессонная яма должна иметь следующие параметры:

• Обеспечивать возможность: замеров дебита, статического и динамического уровней, забора проб, проведения профилактических и ремонтных работ насосного оборудования.
• Размер обсадной колонны, используемой в кессоне, должен быть на 50 см. больше номинального диаметра напорной трубы (сечения входного патрубка наружного насоса для скважины), погруженной в источник. При использовании погружной модели диаметр обсадных труб и электронасоса принимают равными.
• Верхняя часть обсадной трубы в кессонной яме должна выступать над уровнем почвы не менее чем на 0,5 м.
• Габаритные размеры кессона определяются из удобства расположения поверхностной насосной станции и мест в нем для автоматики при использовании погружного электронасоса.
• Высота подземного кессона определяется из габаритов установленного в нем оборудования, она должна быть не менее 2,4 м.
• Установку и выемку насосного оборудования из скважины следует производить через люки, расположенные над устьем скважины с использованием средств механизации.

Устройство кессона

Глубина размещения ёмкости должна превышать уровень промерзания грунта. Размещение кессона производится на дренажной подушке из песка и гравия, устроенной на дне котлована. Ширина его должна быть приблизительно на полметра больше размера ёмкости, чтобы была возможность устроить наружный амортизирующий слой. Такая установка характерна для металлических или бетонных кессонов. Для других видов нужна бетонная плита основания.

Внутрь кессона выходит конец обсадной трубы, на котором размещается оголовок скважины с выходящей из него трубой водозабора при погружном насосе или наружный центробежный насос. Кроме того, там может находиться:

1. Оборудование для фильтрации скважинной воды.
2. Расширительный мембранный бак.
3. Система управления работой насоса и другого оборудования.
4. Запорная арматура и система ввода трубопроводов.
5. Воздухоотводящая трубка, предназначенная для выхода влажного воздуха из кессона. Так предотвращается образование конденсата внутри устройства.

Кессон размещается таким образом, чтобы выход обсадной трубы располагался приблизительно на середине радиуса — между центром и стенкой. Такое расположение позволяет создать наиболее удобные условия для обслуживания оборудования.

На стенке кессона устанавливаются скобы для спуска в него и выхода наружу.

Общие рекомендации по установке

С инженерной точки зрения установка кессона для скважины требуется для размещения оборудования и предохранения оголовка скважины от повреждений, поступления в зону забора ливневой воды и загрязнений.

Кессон для скважины гораздо выгоднее с позиций эксплуатационных расходов — в отличии от наземных конструкций, ему, как правило, не требуется отопления (при условии, что он стоит ниже уровня расчетной глубины промерзания). Хотя иного варианта и не может быть — если он будет стоять выше, то его просто выжмет зимой наружу.

Выдавить грунтом может и заглубленный кессон. Особенно в тех случаях, когда участок имеет проблемы с высоким залеганием верховодки. Поэтому рекомендуется «якорить» не только легкие пластиковые, но и более устойчивые металлические системы. Технически это выполняется очень просто. Под кессон для скважины заливается бетонная плита, к которой и крепится дно кессона при помощи анкерных болтов.

На высоких неподтопляемых участках можно обойтись и без бетонного основания — достаточно хорошей песчаной подушки. Но и тут все же не помешает наличие тяжелой плиты под кессоном. Поэтому лучше всегда планировать ее, вне от геологических особенностей участка. В любом случае, кессон ставится строго вертикально — соблюдение этого условия обязательно.

Высота конструкции порядка двух метров — такой размер позволяет и удобно работать, и разместить оборудование, и заглублять кессон ниже глубины промерзания.

Даже если все условия соблюдены, в магистральных трубах неплохо проложить обогревающий электрический кабель — просто на случай форс-мажора.

Электрический кабель, питающий насос и автоматику, не кладут непосредственно в землю. Ему не требуется заглубление, как трубам с водой, но защитить его все же необходимо. Он имеет двойную изоляцию, но этого недостаточно. Лучше не применять для этих целей гофру, очень популярную в наружной прокладке. Лучше всего подойдет ПНД труба.

Трубу с электрическим кабелем прокладывают под землей неглубоко — порядка 30 см от поверхности. Соображения тут простые — мороз не страшен, но на всякий случай нужно позаботиться, чтобы коммуникацию не повредили случайно. Ориентир простой: заглубляем больше, чем на штык лопаты.

Трубу с водой зарывают глубже — ниже глубины промерзания. Ввод в дом на поверхности возможен только при условии утепления участка трубопровода от уровня сезонного промерзания до точки ввода в постройку. Оборудование лучше приподнять над полом кессона. Незначительно, но обязательно. На случай подтопления.

Все электрические устройства в кессоне должны заземляться. И хорошо бы ввести в электрическую схему УЗО. Безопасность никогда не бывает лишней. Скорее, ее может не хватить.

Обсадная труба скважины проходит в кессон через муфту, которая чуть больше по диаметру. Например, принимая во внимание современный сортимент, для распространенной обсадной трубы диаметром 133 мм потребуется гильза 146 мм.

Труба скважины не должна быть вровень с дном камеры — всегда чуть выше. Превышение в пределах 40 — 50 см. На случай, если будет подтопление.

Гильза и осадная труба в месте стыка герметизируются. На скважину одевается оголовок — специальная герметичная крышка, в которой есть отверстия для кабеля погружного насоса и прохода трубы ПНД от насоса. К ней же и крепится силовой трос насоса. Крышка предохраняет ствол скважины от попадания грязи и случайного мусора.

Вход в камеру кессона традиционно оформляется в виде люка. Конструкция зависит от личных предпочтений. В любом случае предпочтителен вариант с двумя люками — просто из соображений сбережения тепла.

Выход под трубу скважины пробивается, как правило, по месту. Он не обязательно должен быть четко по центру. Вполне допустимо сместить его, сделать асимметричным. Но тут надо помнить, что выход скважины и люк кессона должны быть соосными — это очень удобно при ремонте и монтаже оборудования. Проще говоря: входной люк желательно установить непосредственно над оголовком скважины.

Из каких материалов изготавливают

Самые распространенные кессоны – металлические круглой формы. Под определенные нужды они могут быть квадратной или прямоугольной формы. Реже кессоны делают из пластика и железобетонных колец.

Металлический кессон

Стальная коробка, обработанная снаружи антикоррозийным покрытием с толщиной металла 3-6 мм.

Преимущества

• Герметичность. Мы уделяем особое внимание качеству изготовления и качеству сварных швов;
• Благодаря герметичности есть возможность установки в нем оборудования для скважины, в том числе электрического;
• Простота монтажа (относительно бетонных колец и пластикового кессона);
• Механическая прочность, устойчивость к давлению грунта;
• Надежная фиксация в грунте. Пригрузка грунтом на тело плюс сварка с обсадной колонной предотвращает всплытие кессона;
• Срок службы до 50 лет. Наша технология герметичного отвода воды от кессона, при котором металл не контактирует с водой, и внутренняя антикоррозионная обработка позволяет максимально долго эксплуатировать кессон без ремонта.

Недостатки

• Большой вес;
• Необходимость сварочных работ. Наш кессон может комплектоваться компрессионным соединением и герметичными отводами. В данном случае отпадает необходимость в сварочных работах, что значительно облегчает процесс монтажа;
• Подверженность коррозии. Плохая антикоррозионная обработка и неквалифицированный монтаж значительно сокращают срок эксплуатации кессона.

Пластиковый кессон

В последнее время набирает популярность способ обустройства скважины при помощи пластикового кессона. Давайте рассмотри его преимущества и недостатки.

Преимущества

• Вес. В сравнении со стальным кессоном или бетонными кольцами он в несколько раз легче:
  • Вес пластикового кессона ≈ от 50 до 100 кг в зависимости от производителя;
  • Вес металлического кессона Ø1 м. ≈ 250 кг;
  • Вес 2-х бетонных колец с внутренним диаметром Ø1 м. и общей высотой 1,8 м. ≈ 1200 кг.
• Не корродирует;
• Срок эксплуатации более 50 лет.

Недостатки

• Слабая прочность. Пластик под давлением грунта деформируется, в обводненных грунтах возможно всплытие кессона. В связи с этим, монтаж выполняется по определенной технологии, отсюда вытекает следующий недостаток;
• Сложность монтажа:
  1. Монтаж выполняется на армированное бетонное основание с толщиной от 10 см. с последующим креплением к нему. Это необходимо для предотвращения всплытия кессона;
  2. Делается обсыпка пескобетонной смесью (цементным раствором), для защиты от давления грунта и сохранения формы кессона.

Заблуждения о пластиковом кессоне

1. Хорошая теплоизоляция. Незамерзание воды в кессоне обеспечивается за счет тепла идущего от земли, а не за счет теплоизоляции. Бесспорно, теплопроводность металла выше, чем у пластика, только в случае с кессоном это не имеет большого значения;
2. Хорошая гидроизоляция. Пластиковый кессон сам по себе герметичен, но он должен соединяться с обсадной колонной и трубопроводом, вот с герметизацией этих отводов иногда возникают трудности. Как и в большинстве случаев, важную роль здесь играет человеческий фактор. Хорошая гидроизоляция напрямую зависит от квалификации монтажника, впрочем, как и со стальным кессоном;
3. Низкая стоимость.

Давайте сравним:

Важно отметить, если выполнять монтаж, не соблюдая технологию, то цены не будут сильно отличаться. Так иногда работают сезонные недобросовестные бригады рабочих, оставив заказчику решать все вытекающие проблемы самому.

Кессон из железобетонных колец

Железобетонные кольца для обустройства скважины используется монтажными организациями крайне редко.

Почему редко применяют:

• Неудобство монтажа в связи с большим весом бетонных колец;
• Негерметичность конструкции. Теоретически выполнить работы по гидроизоляции основания, колец и соединений возможно, для этого потребуется полный доступ к наружной поверхности кессона в готовом состоянии, что довольно трудозатратно;
• Для возможности обслуживания необходимо предусмотреть установку дренажного насоса (сделать углубление), на случай затопления.

Железобетонный кессон позволяет выполнить отвод воды от скважины ниже глубины промерзания, во всем остальном он уступает возможностям металлического и пластикового кессона.

Сравнение пластиковой камеры с металлическим и железобетонным

Пластиковый резервуар объединяет в себе те положительные характеристики, которые не присущи кессонам из железобетона или металла. Камера не требует гидроизоляции, не поддается коррозии. Монтаж кессона выполняют самостоятельно без применения техники и специальных приспособлений. Полимерные изделия могут эксплуатироваться в течение 50 лет, при этом для ухода за емкостью нужен только визуальный осмотр.

Металл

Металлические резервуары производят из углеродистой листовой стали толщиной 3-5 мм. Преимуществом таких моделей является их прочность, непроницаемость и возможность изготовления изделия по месту установки.

На этом преимущества стальных камер заканчиваются, и начинаются недостатки:

• материал требует антикоррозионной обработки;
• необходимо выполнить гидроизоляцию;
• пазухи котлована между корпусом и стенками выработки следует уплотнять бетонной смесью;
• требуется утепление корпуса и откидной крышки;
• установку емкости нужно производить с помощью дополнительных приспособлений или спецтехники;
• относительно высокая себестоимость монтажных работ.

Железобетон

Железобетонные укрытия могут быть монолитными и сборными. Емкость, выполненная методом формования, включает все мероприятия, предусмотренные нормами для изготовления бетонных конструкций: опалубку, армирование, укладку, уход, сроки твердения и др. О снижении стоимости говорить не приходится.

Сборные изделия изготавливаются на заводе и поставляются комплексно. В результате снижается трудоемкость работ и сокращается время сборки кессона. Зато цена остается прежней за счет применения специализированной техники, без которой монтаж камеры невозможен.

Для нормального функционирования сооружения необходимо осуществить ряд процедур, среди которых:

1. Шпатлевка соединительных швов.
2. Устройство гидроизоляции.
3. Обратная послойная засыпка с трамбовкой грунта.
4. Отмостка.
5. Покупка чугунного или полимерного люка.

Выбираем пластиковый кессон для скважины

При определении конструкции укрытия под скважину следует учитывать объем напорной емкости и площадь размещения насосного оборудования. От этих показателей зависит, на каком отдалении от стенок корпуса должно быть размещено отверстие под обсадную трубу. Исходя из этого можно рассчитать: какое расстояние еще нужно добавить для удобства обслуживания установленного оборудования.

Основные критерии выбора пластикового кессона:

1. Условная отметка глубины промерзания грунта в регионе строительства, от показателей которой зависит высота сооружения, т. к. днище резервуара должно располагаться ниже обозначенного уровня.
2. Температурный режим региона, показатели которого влияют на присутствие утепления в крышке и верхней части корпуса.
3. Высота горизонта подземного источника. Если на месте монтажа камеры присутствуют грунтовые воды, то лучше выбрать укрытие с дополнительными ребрами жесткости, анкерными петлями и пригрузочной юбкой.
4. Назначение кессона и объем размещаемого оборудования.
5. Безопасность, долговечность, удобство эксплуатации.

Небольшие емкости от 0,7 до 1,0 м подходят для дачных участков и служат исключительно для установки насоса. Резервуары размером 1,0-2,5 м предназначены для размещения на своей площади перекачивающих станций, управляющей автоматики, накопительных баков.

Основные габаритные размеры пластиковых кессонов

Кессоны изготавливаются из полимерных композитных материалов, гарантирующих прочность и долговечность конструкции. Толщина стенок соизмерима высоте выпускаемой емкости и находится в границах 8-20 мм.

Размер 8 мм предназначен для установки на участках с уровнем расположения подземных вод не более 8 см от основания камеры. Толщина 20 мм рекомендуется для монтажа в местах с уровнем грунтовых вод 20 см и менее.

Стандартные размеры кессонов:

• высота — 1,2-2,5 м;
• диаметр — 800-1500 мм;
• вес — 40-70 кг.

Установка пластикового кессона для скважины своими руками

Инструкция:

1. После разметки участка выполняется копка котлована.
2. Если производитель рекомендует, обустраивается основание из бетона, благодаря чему снижается риск подъема конструкции под воздействием сил пучения. Однако при наличии грунтозацепов допустимо выполнять монтаж камеры поверх песчаной подушки.
3. Если все же производится заливка бетонного основания, то нужно выровнять дно котлована, после этого укладывается армировка (2 слоя металлической сетки), монтируется опалубка. Затем нужно залить бетонный раствор.
4. Если в комплект не входит уплотнительная муфта, ее устанавливают перед монтажом кессона.

Устройство бетонного кессонного сооружения

Бетонный кессон делается посредством изготовления опалубки и заливки бетонной смеси. Последовательность действий следующая:

1. Сначала сооружается опалубка из досок, фанеры или ДСП. Для облегчения её снятия поверхность обрабатывается отработкой или другим маслянистым составом. Конфигурация сооружения и габариты подбираются в зависимости от размеров и количества оборудования. При этом по периметру камеры необходимо оставлять запас свободного пространства шириной 10-20 см для выполнения утепляющей засыпки.
2. Для обеспечения жёсткости конструкции перед заливкой бетона в опалубку устанавливается арматура.
3. Бетон заливается в опалубку за один заход. Это обеспечит хорошую адгезию, целостность и долговечность конструкции.
4. В течение недели пока происходит застывание бетона, поверхность камеры необходимо смачивать и защищать от осадков и солнечных лучей, накрыв плёнкой. После этого опалубку можно снимать.
5. Когда стенки сооружения наберут полную прочность (через 28 дней), можно заливать крышу.

Для выполнения монолитного железобетонного перекрытия с люком (крыши) делают следующее:

1. Над стенами устанавливается нижняя опорная поверхность опалубки. При этом в ней стоит предусмотреть отверстия для люка-лаза и вентиляционной трубы. Их можно выполнить при помощи металлических отрезков труб высотой 20-25 см. Укладка опалубки производится на бруски, прикреплённые к внутренней стороне стен. При этом вниз необходимо сделать отступ на толщину опалубочных досок, это позволит залитой плите лежать непосредственно на стенах сооружения.
2. По периметру опалубка выполняется при помощи досок высотой 20-25 см. Между собой доски скрепляются в углах и крепятся к наружной поверхности стен.
3. Сверху на доски опалубки с нахлёстом на боковые стенки расстилается гидроизоляция. Она защитит от протекания раствора и обеспечит гладкость поверхности. Для защиты гидроизоляции от слипания с бетоном её поверхность смазывается маслом или отработкой.
4. Когда опалубка готова выполняется армирование. Для этого используется два слоя арматурной сетки из прутка диаметром 5-8 мм с размером ячеек 10х10 или 15х15 см. Между двумя слоями арматуры должно быть расстояние 5-7 см. Для соблюдения этого разрыва используются арматурные стержни длиной 10-15 см.
5. Заливку выполняют за один раз.
6. Затем поверхность плиты накрывается плёнкой и смачивается три раза в день на протяжении недели. Всё это время монолитную плиту необходимо защищать от попадания солнечных лучей дождя и мусора.

Когда бетонные работы будут окончены, выполняется укладка гидроизоляционного материала по наружной поверхности стен и крыше. При укладке делается нахлёст соседних полос на 7-12 см. Затем производится засыпка просветов между стенками конструкции и почвой. Благодаря засыпке гидроизоляция прочно прижмётся к стенам камеры, поэтому дополнительное крепление не понадобится.

Внимание: необходимо следить, чтобы в момент засыпки между стеной и гидроизоляцией не попал грунт и сама засыпка.

Изготовление кирпичного кессона

Чтобы установить кирпичный кессон, необходимо на опорной бетонной подушке или ленточном фундаменте выложить стены сооружения. При этом стоит придерживаться следующих рекомендаций:

1. Для обеспечения хорошей гидроизоляции сооружения лучше использовать газобетон или силикатный кирпич.
2. Укладку кирпича лучше вести не на обычный раствор, а на специальную гидрофобную смесь.
3. После возведения стен с внешней стороны укладывается слой гидроизоляции. Она будет надёжно придавлена к стенам сооружения за счёт засыпки, которая выполняет функции утеплителя. Для этих целей используют цементно-песчаную смесь, замешанную в соотношении 5 к 1.
4. Поверх стен устанавливается перекрытие с отверстием для люка. Если делается монолитное перекрытие, то особенности его изготовления можно прочитать ниже.

Стальные кессоны своими руками

Металлические кессоны можно собрать только на сварке, для обеспечения герметичности. В качестве материалов используют листовую углеродистую, покрытую кузбасским лаком, или нержавеющую сталь толщиной 3–10 мм. Перед работой нужно определиться с размерами, прорисовать будущую конструкцию (с отверстиями, рёбрами жёсткости, ступнями, строповочными петлями и при возможности её детализировать для удобства изготовления. В качестве рёбер жёсткости можно использовать уголок, швеллер или косынки.

Если вы сможете недорого приобрести трубу диаметром 1–1,5 м нужной длины, она послужит отличной основой создания цилиндрического кессона. Самостоятельно из листов проще сварить резервуар с квадратным основанием.

На первом этапе изготовления производится раскрой листов для днища стен и верхней части кессона, включая откидывающуюся крышку. Так как лист достаточно толстый, ручным инструментом его резать очень сложно, резать сваркой или ножовкой по металлу долго. Хороший вариант: попросить порезать металл при покупке согласно размерам вашей конструкции.

При сварочных работах старайтесь выполнять швы максимально качественно, а затем обработайте всю поверхность средством против ржавчины и вскройте изнутри подходящим лаком, а снаружи битумной мастикой.

Земляные работы ничем не отличаются от предыдущих вариантов. Самостоятельно опустить тяжёлую конструкцию в котлован невозможно, вам потребуется аренда спецтехники или устройство блока, тяга от автомобиля и помощник, направляющий кессон на предназначенное ему место.

После установки металлоконструкции на опорную плиту, сквозь отверстия в стенах подсоединяется водопровод, все стыки завариваются, крышка утепляется. Полость между кессоном и земляными стенами нужно засыпать песком, а сверху уложить плодородную почву.

Обслуживание и ремонт кессонных емкостей

Как правило, у бетонных, кирпичных или пластиковых кессонных конструкций особых проблем в обслуживании не возникает. Однако кессон, изготовленный из металлического листа может по прошествии времени потерять свою герметичность, особенно в местах сварных швов и входов трубопроводов.

Производить ремонт таких свищей можно методом сварки. Однако ее применение осложняется возможной высокой влажностью близлежащего грунта. В этом случае необходимо использовать технологии сварочных работ во влажной среде. Ели вы не владеете такими навыками, то вам придется демонтировать оборудование и извлекать кессонную емкость наружу.