Издательский Центр Аква-Терм
ФОНДИТАЛ
hp19-450

Кессоны для скважин автономного водоснабжения

Кессоны для скважин предназначены для защиты оголовка от повреждений и попадания внутрь ствола скважины ливневых вод и загрязнений, а также для размещения необходимого оборудования. Принципиально это устройство представляет собой герметичную емкость, которая заглубляется в землю и фиксируется на обсадной колонне. Так как кессон выполняет еще и важную функцию защиты системы автономного водоснабжения на уровне выхода из скважины от замерзания, он должен быть достаточно утеплен и размещаться ниже глубины промерзания.

Важно и то, что в кессоне можно разместить все необходимое оборудование, обслуживающее автономную систему водоснабжения: насосную установку (в случае поверхностной конструкции), мембранный бак гидроаккумулятор, автоматику управления, систему водоочистки и водоподготовки, запорную арматуру на входящем трубопроводе и др. (рис. 1).

Очевидно, что для этого кессон должен обладать соответствующими размерами, ведь оборудование надо не только в нем разместить, но необходима также дополнительная площадь для его обслуживания. Желательно, чтобы в кессоне была предусмотрена лестница для удобного спуска в него оператора. Все это надо учитывать при выборе кессона. Обычно высота кессона составляет 1-2 м, а геометрия может отличаться – они могут быть круглыми в горизонтальном сечении или иметь форму прямоугольника, но достаточно просторными – диаметр круглых в сечении не должен быть менее 1 м.

Рис. 1. Размещение оборудования системы автономного водоснабжения из скважины внутри кессона.
Размещение оборудования системы автономного водоснабжения из скважины внутри кессона.

В днище кессона предусматривается отверстие для обсадной трубы скважины. А в стенках технологические отверстия для трубопроводов водопровода и подводки электрических кабелей. Снаружи кессона может предусматриваться теплоизоляция.

Кроме того, существует несколько разновидностей конструкций кессонов, прежде всего отличающихся материалом изготовления: из бетонных колец, из кирпича, пластиковые, стальные, полимерпесчаные. Каждая из этих конструкций имеет свои преимущества и недостатки, которые могут повлиять на выбор пользователя в зависимости от ряда природных факторов: высоты грунтовых вод, глубины промерзания грунта, особенностей грунтовых пород (песчаные, глинистые и т.п.).

Материал изготовления и особенности конструкции кессона определяют его эксплуатационные характеристики.

Кессоны из бетона

Бетонные конструкции применяются для создания кессонов давно и часто сооружаются самостоятельно пользователем даже без помощи подготовленных специалистов. Чаще всего это случается, когда кессон собирается из бетонных колец (рис. 2), примерно также, как и шахта бетонных колодцев. Только в данном случае железобетонные или бетонные кольца укладываются на заранее подготовленное бетонное основание в котором предусмотрено отверстие для обсадной трубы скважины. После ого, как основание и кольца установлены на необходимую глубину, обычно в соответствии с глубиной промерзания грунта, а кессон достигает нужной высоты, обычно вровень с поверхностью почвы, на него сверху устанавливается плита с открывающейся крышкой.

Рис. 2. Кессон из бетонных колец установленный в котловане.
Кессон из бетонных колец установленный в котловане.

Кроме этого способа железобетонный кессон может изготавливаться на месте и заливкой. Это потребует сбора предварительного каркаса из стальной арматуры и опалубки по форме будущего сооружения. В этом случае необходимо заранее предусмотреть технологические отверстия под трубопроводы и электрические кабели, например, с помощью закладных конструкций.

Преимуществами бетонных конструкций кессонов является их долговечность, прочность и большой вес, которая не позволит глинистым почвам выдавить кессон наружу при их пучении или будет препятствовать всплытию под действием грунтовых вод.

Недостатки таких кессонов также прежде всего определяются свойствами материала изготовления. Прежде всего это гигроскопичность бетона. Вода проникает в толщу бетонных стенок и приводит со временем к их разрушению. Следовательно, необходима дополнительная гидроизоляция стенок и днища бетонных конструкций, что приводит к удорожанию и так недешевых сооружений, а также к усложнению и так нелегких монтажных работ. Особе внимание в данном случае следует уделять швам между кольцами сборных бетонных кессонов – места, где гидроизоляция должна быть выполнена особенно тщательно.

Еще одним недостатком бетонных конструкция является плохая теплоизоляция. Для обеспечения круглогодичной эксплуатации скважины бетонный кессон рекомендуется утеплять.

Третьим недостатком является то свойство конструкции, которое составляет и одно из ее преимуществ – большая масса. Под действием большой массы конструкция может осесть в недостаточно плотных почвах и повредить при этом насосное оборудование.

И наконец, к недостаткам можно отнести трудоемкость монтажа. Например, сооружение камеры железобетонного кессона желательно производить в одну заливку во избежание образования так называемых холодных швов, а это потребует скорее всего дополнительной техники. Кроме того, отдельные работы в этом случае представляют – сборка арматурного каркаса в котловане и опалубки. В случае сборных кессонов установка железобетонных колец большого диаметра также потребует спецтехники. Кольца диаметром 1 м можно устанавливать и вручную, подкапывая их. Однако для их транспортировки всё равно необходим соответствующий грузу транспорт.       

Кессоны из кирпича

Кирпичные кессоны (рис. 3) также относятся к конструкциям с большой историей применения. Кроме того, они лишены такого недостатка бетонных кессонов, как плохая теплоизоляция. При этом возможны два варианта их строительства. В первом случае кессон складывают из кирпича в котловане, который шире в горизонтальном сечении наружных габаритных размеров сооружения. Свободное пространство между наружной поверхностью стенки кессона и стенкой котлована используется для засыпки грунтом ­– замок, который не позволит образоваться пустотам, где могут скапливаться поверхностные воды. Во втором случае стенки кессона возводятся вплотную к стенкам котлована без засыпки.

Рис. 3. Монтаж кирпичного кессона.
Монтаж кирпичного кессона.

Кирпичный кессон с засыпкой считается более качественным и долговечным. В обоих случаях кирпичные стенки возводятся на заранее устроенном бетонном основании. Так что совсем избежать бетонных работ все-таки не получается. Однако при всей трудоемкости работ кирпичные кессоны экономичнее, чем бетонные, и, более того это одна из самых экономичных решений.

При экономии средств кирпичные кессоны обладают рядом тех же преимуществ, что и бетонные. Они также характеризуются высокой прочностью, при правильном выполнении кладки. Также, как и бетонные, характеризуются большой массой, что препятствует всплытию кессона. Лучше, чем бетонные, защищают систему водоснабжения от действия низких температур, утепление конструкций обычно не требуется.

Недостатки этих конструкций также во многом схожи с недостатками бетонных конструкций. Гигроскопичность кирпича ещё выше, чем у бетона. Гидроизоляция таких сооружения должна быть выполнена грамотно и тщательно. Большая масса может выступать как преимуществом, так и недостатком при осаждении конструкции под собственной тяжестью. Кроме того, монтаж трудоемок и требует специальных навыков кладки, в противном случае все преимущества могут обернуться недостатками.   

Полимерпесчаные конструкции

Емкость полимерпесчаных кессонов (рис. 4) собирается из нескольких колец, конусовидной крышки с люком и дна. Все это изготавливается из композитного материала, в состав которого входит песок и пластик.

Рис. 4. Монтаж кессона из полимерпесчаных колец.
Монтаж кессона из полимерпесчаных колец.

Достоинствами полимерпесчаных кессонов являются их относительно невысокая стоимость, устойчивость к коррозии, низкий коэффициент влагопоглощения, хорошая теплоизоляция, достаточно высокая прочность, простой и быстрый монтаж. Соединяются между собой части полимернопесчаной конструкции по принципу шип-паз. Спецтехника для монтажа не требуется. Масса каждой из деталей не превышает 60 кг. Транспортировка может осуществляться прицепом к легковому автомобилю. Правильно собранная емкость полимерпесчаного кессона полностью герметична.  Технологических отверстия в ее стенках легко проделать бытовым инструментом. Данные кессоны еще не столь долго находятся в эксплуатации, чтобы достоверно говорить о их преимуществах, недостатках, а также сроке их службы.

Металлические кессоны

Металлические конструкции кессонов (рис. 5) изготавливаются обычно из листовой стали толщиной 3 – 5 мм. Их главные преимущества – высокая прочность и гибкость, которые обеспечивают целостность и герметичность емкости при подвижках грунта. Они герметичны, за счет большой массы устойчивы к пучению грунта. Изготовленный на заводе кессон готов к установке.

Рис. 5. Монтаж стального кессона.
Монтаж стального кессона.

Один из недостатков кессонов – подверженность стали коррозии, которая особенно проявляется в местах сварных швов. Чем меньше сварных швов в конструкции металлического кессона, тем больше его надежность. Изготовители обычно защищают стальные кессоны от коррозии с помощью лакокрасочных материалов. При правильной эксплуатации средний срок службы стального кессона составляет около 50 лет, что может превышать срок службы скважины. Большая масса также является. Как достоинством, так и недостатком этого изделия. Монтаж не очень трудоемок, но не возможен без спецтехники. Из-за большой массы возникают трудности и с транспортировкой таких конструкций. Высокая теплопроводность стали не обеспечивает морозоустойчивость системы автономного водоснабжения из скважины, поэтому требуется дополнительная теплоизоляция не только крышки кессона, но и всей емкости.

Кессоны из пластика.

Пластиковый кессон – одно из самых современных и удачных решений для систем автономного водоснабжения из скважины (рис. 6). Пластиковые кессоны изготавливаются из полиэтилена, полипропилена и стеклопластика. Из полиэтилена («Акватек», «Тритон», «Танк Кессон К», Rodlex и др.) полипропилена (Alta Kesson и др.) емкости кессонов могут изготавливаться методом экструзионной сварки или ротационного формования.

При экструзионной сварке плотный и прочный шов формируется под напором горячего воздуха. Особенно эффективно при работе с рифлеными поверхностями.

При ротационном формовании швы на емкости отсутствуют, она литая с цельным корпусом, что гарантирует полную герметичность кессона (например, «Акватек», «Triton», Rodlex). Для обеспечения герметичности входа в емкость обсадной трубы применяется универсальный патрубок на разные диаметры и обжимная муфта.

Пластиковые камеры обычно состоят из двух частей: надкессонной и кессонной. Первая может иметь меньший диаметр. Все технологические отверстия предусматриваются изготовителем в заводских условиях. Емкости комплектуются патрубками для ввода кабелей и водопроводных труб.

Рис. 6. Пластиковый кессон
Пластиковый кессон

В дополнение к полной герметичности пластиковые кессоны обладают еще рядом существенных преимуществ. Пластик не подвержен к разрушительному влиянию коррозии (срок службы емкости 50 лет и более), камеры кессонов не нуждаются в антикоррозийной обработке. Небольшая масса кессонов облегчает монтаж и транспортировку. Для технологических отверстий разработана специальная фурнитура, обеспечивающая полную защиту от влаги – дополнительная гидроизоляция водонапорной составляющей конструкции не требуется. Небольшая масса изделия облегчает монтаж и транспортировку, в то же время позволяя делать кессоны просторными и удобными для обслуживания установленного в них оборудования. Достаточная жесткость емкости достигается варьированием толщины стенки и внутренними ребрами жесткости, увеличивающими прочность. Благодаря низкой теплопроводности пластиковых стенок в большинстве климатических поясов такие конструкции не требуют дополнительной теплоизоляции. В защите от холода нуждается только крышка емкости. Для удобства использования пластмассовые кессоны оснащаются раскладными лестницами, полками под утепление крышек и др.

Небольшая масса является и недостатком данной конструкции, которая характеризуется плавучестью и легко может быть выдавлена на поверхность пучением почв. Чтобы избежать этого пластиковые кессоны следует крепить к бетонным подушкам, заложенным в основании емкости. Для крепления пластиковых кессонов к бетонной подушки на их корпусе предусматриваются проушины. Некоторые производители изготавливают пластиковые емкости кессонов с выступом у дна емкости, так называемой, присадочной юбкой (например, Rodlex). Грунт давит на этот выступ и не позволяет кессону всплыть. Бетонный раствор как балласт может заливаться и внутрь пластикового кессона на его дно, перед которым емкость несколько расширяется.

Еще один недостаток подверженность деформации под влиянием подвижек грунта. Чтобы предупредить нежелательные последствия следует подбирать кессон под конкретное качество грунта. Для этого производителями выпускаются пластиковые кессоны с разной толщиной стенки – от 10одо 40 мм. Деформации препятствуют и ребра жесткости, о которых сказано выше. Так кессоны «Акватек», оснащенные ребрами жесткости, могут монтироваться в любой тип грунта. Кроме того, грунтовую засыпку кессона можно заменить цементной заливкой или засыпкой песчано-цементной смесью в пропорции 5:1.

Статья из журнала "Аква-Терм" №1/2019


Поделиться:

Опубликовано: 07 февраля 2019 г.

вернуться назад

mohlenhoff.pro
Экватэк20
Wirbel