Обсадка скважины канализационными трубами своими руками

Обсадка скважины: как провести процесс самостоятельно

Предназначение, нюансы устройства

В сравнении с колодцем скважина имеет меньшие габариты, позволяя сохранить рабочее пространства участка. Устье источника герметизируется гораздо проще, внутрь не попадают осадки и грязь. Не нужно вынимать большое количество грунта, вывозить его со стройплощадки.

Сравнение колодца и скважины

Сооружается скважина своими руками без оборудования несколькими способами:

• путем размывания почвы водой;
• извлечения породы шнеком ручного бура;

Извлеченный из скважины шнек

• или желонкой самодельного приспособления.

Бурение скважины желонкой

Самым экономичным методом является абиссинский колодец, из которого грунт не извлекается вовсе. Почва уплотняется при забивании наращиваемых труб, колонна становится эксплуатационной, по ней вода поступает в напорную линию.

Принцип устройства абиссинского колодца

Что такое абиссинская скважина

Абиссинская скважина — одна из самых простых в изготовлении своими руками
Своим появлением она обязана англичанам, колонизировавшим Африку. Именно это изобретение позволило войскам Великобритании выгнать туземцев с интересовавших их земель. Металлическая труба и самый простой забивной бур — вот минимальный перечень необходимого для начала работы оборудования. С учётом особенностей грунта, уровня размещения водоносного слоя и других параметров процесс занимает от трёх до десяти часов.

Абиссинская скважина представляет собой компактный источник добычи воды, залегающей в верхнем грунтовом слое. Её оборудование оправдано только в том случае, если водоносный слой расположен на уровне не ниже восьми метров. Во всех остальных случаях без специальной буровой техники не обойтись, что существенно увеличивает сумму затрат на организацию бесперебойного водоснабжения отдалённого участка.

Способы изготовления, материалы, инструменты

Чтобы сделать скважину своими руками без оборудования по указанным технологиям, потребуются различные инструменты, материалы. Ниже будет рассмотрен бюджет, плюсы, минусы конструкций источников водозабора.

Различные виды устройств для бурения

Ручной шнековый бур

При выборе классического бурения потребуется приобрести ручной инструмент со шнеком или съемными ножами. Технология состоит из операций:

• бурение – высота ручного бура не позволяет достичь, даже горизонты верховодки, поэтому после заглубления на 1 – 1,5 м штанга наращивается следующей секцией;

Устройство шнекового бура

• обсадная колонна – обычно изготавливается из полиэтиленовых труб, в нижней части перфорируется щелями или круглыми отверстиями, либо на забой присоединяется заводской, самодельный фильтр;

Обсадная труба с перфорацией

• промывка – обычно откачивается 2 – 3 ведра очень грязной воды, затем идет 1 – 2 куба жидкости с песком, после чего, качество нормализуется;

Промывка скважины во время бурения

• низкий бюджет строительства – покупка бура + изготовление штанг с замками для наращивания;
• скорость проходки – шнек представляет собой винт Архимеда, по которому грунт самостоятельно перемещается вверх.

Разновидности ручных буров для изготовления скважины

При выборе бура со сменными лопастями резко повышаются трудозатраты. После нескольких оборотов инструмент нужно поднимать, чтобы стряхнуть породу. В любом случае домашний мастер может обойтись без помощников. Недостатками технологии являются:

• сложное позиционирование по вертикали;
• многочисленные спуски/подъемы.

Диаметр оснастки ручных буров ограничен 40 см, при желании можно найти 50 см шнеки, которые выпускают 3 – 4 производителя РФ. Это резко ограничивает диаметр обсадной колонны, позволяя опускать в нее маломощные погружные насосы.

Полезный совет! Как только бур доходит до водоносного горизонта, грунт перестает задерживаться на шнеке, лопастях. Дальнейшая проходка осуществляется промывкой, для чего на забой подается вода под давлением.

Бурение скважины ручным шнековым буром

Абиссинская скважина-игла

Существует методика строительства источника водозабора без выемки грунта. Отверстие в земле изготавливается за счет уплотнения прилежащих пород при забивании трубы небольшого диаметра. То есть, рабочий инструмент после достижения водоносного горизонта просто становится обсадной колонной.

Скважина-игла своими руками без оборудования

Поэтому все необходимое оборудование монтируется на трубу перед забивкой:

• конус – чуть большего диаметра, чем труба, чтобы уплотненная почва не повредила оборудование, установленное над ним, изготавливается из стального прутка на токарном станке или кузнечном оборудовании;
• фильтр – труба перфорируется круглыми отверстиями, обматывается сверху проволокой или V-образной сеткой;
• обратный клапан – монтируется внутри трубы над фильтром, обычно это диафрагма с тяжелым шариком от подшипника;
• труба – 1 – 1,5 м, наращивается по мере погружения колонны резьбовыми или сварочными соединениями.

Конструкция абиссинской скважины-иглы

Изготавливается скважина игла своими руками без оборудования, но необходим специальный инструмент – бабка. Для абиссинского колодца не нужна тренога, буровой шнек, промывочный насос. Однако ударное заглубление кувалдой расплющивает верхнюю часть трубы, поэтому применяется другая схема:

• инструмент устанавливается вертикально на устье;
• в 50 – 70 см от земли на тело трубы крепится хомутами площадка-подбабок;
• на трубу надевается бабка (бетонная или стальная заготовка с внутренним отверстием по размеру трубы).

Ударный инструмент для абиссинской скважины

• на самый верх трубы крепится хомутами талевый блок;
• веревки/троса крепятся к бабке, перекидываются через шкивы блока на разные стороны.

После чего, один два рабочих одновременно поднимают бабку вверх к талевому блоку, отпускают троса. Бабка ударяет по площадке, труба забивается в грунт, операция повторяется до тех пор, пока площадка не окажется у грунта. Затем труба наращивается, подбабок и талевый блок поднимаются выше.

Несмотря на низкий бюджет строительства (5 – 7 тысяч рублей), технология имеет некоторые минусы:

• сложности в поиске бабки, опорной площадки или изготовлении этих приспособлений своими руками;
• полимерные трубы не могут применяться при ударном бурении, стальная труба обладает меньшим ресурсом.

Полезный совет! При необходимости можно закрепить подбабок хомутами на трубе, вытащить колонну домкратами, чтобы прочистить или заменить фильтр, обратный клапан.

Желонковое бурение

Кроме перечисленных методов может изготавливаться скважина своими руками без оборудования методом желонки, который так же называется ударно-канатным бурением.

Ударно-канатный способ бурения

Для этого используется последовательность операций:

• тренога – высотой 1,5 – 2 м монтируется на устье, в верхней части закрепляется талевый блок;
• бурение – желонка приподнимается тросом до талевого блока, освобождается, падает на грунт, заполняется породой, после извлечения земли операция повторяется.

Скважина своими руками без оборудования методом желонки

Желонка изготавливается из трубы, нижний край которой заострен (фаска) или имеет зубья для разрушения пласта. Внутри на шарнире установлена круглая заглушка в размер внутреннего диаметра трубы. При ударе о землю заглушка открывается на шарнире, при извлечении закрывается под весом набравшейся внутрь почвы.

На плотных грунтах после удара труба дополнительно вращается приваренными либо пропущенными в отверстия рычагами. Это позволяет повысить производительность, снизить трудозатраты.

Полезный совет! Основным преимуществом является возможность извлечения породы при достижении водоносного горизонта. Скважина получается глубже, что обеспечивает больший дебит, чем при ручном бурении.

Недостаток методики – необходимость покупки толстостенной трубы длиной 1 – 1,5 м. Поскольку от тяжести инструмента зависит эффективность бурения.

Как выбрать обсадную трубу для скважины

Выбор обсадной трубы должен учитывать ряд обстоятельств. Основными критериями выбора обсадных труб являются такие показатели:

способ её обустройства;

тип грунтов, в которых пробурена скважина;

расчётные нагрузки на стенки;

размеры труб (диаметр, длина, толщина стенок).

Кроме того, надо брать во внимание необходимость оснащения скважины дополнительными устройствами, такими как оголовок, кессон и прочее.

Ценовой фактор тоже важен, однако его следует рассматривать при прочих равных обстоятельствах. В первую очередь учитывают технические характеристики.

В связи с этим напомним, какими бывают обсадные трубы для скважин.

Условия для обустройства скважины

Существуют правила, которые нужно соблюдать при возведении абиссинского колодца. Он представляет собой артезианскую скважину, в строении которой должна быть узкая труба. Обычно её диаметр составляет 2,5-4,5 см. Жидкость поступает за счёт работы насоса из водоносного слоя грунта.

Чтобы правильно сделать абиссинский колодец своими руками, нужно предварительно тщательно ознакомиться с теорией

Получить большое количество воды за час из такого типа колодца сложно. Обычно объём поступающей жидкости составляет 2-3 м 3 /ч.

Такие скважины обустраивают на дачах или загородных участках, где люди не нуждаются в потреблении воды в значительных количествах. Но этой жидкости будет достаточно, чтобы поливать растения. Если будет её мало, то можно обустроить пару таких колодцев в разных местах на участке, так как они обладают небольшими размерами.

Необходимые условия для создания скважины:

• Почва должна быть песчаной или щебнистой. При этом глубина залегания вод в грунте не должна превышать 20 метров. Оптимальное значение составляет от 5 до 8 метров.
• Если грунт глинистый или твёрдый, то будет сложно или вообще невозможно обустроить колодец. Нельзя будет вбить трубу и достичь уровня водоносного слоя.
• Может возникнуть проблема с диаметром трубы. Если она недостаточного размера, чем положено для конкретно обустраиваемой скважины, то вместо погружного насоса придётся использовать специальное приспособление. Нужно будет приобретать вакуумный аппарат.

Конструктивные особенности свайного основания

Канализационные ПВХ трубы представляют собой полые цилиндры с уширением одного конца. Это позволяет стыковать секции, формируя трубопроводы различной длины.
Благодаря резиновым уплотнительным кольцам, места соединений прочны и герметичны. Готовая свая представляет собой трубу с установленным внутри армокаркасом, залитым бетоном.

Особенности: опору из ПВХ трубы, заполненную монолитным железобетоном, относят одновременно к сваям и столбчатым фундаментам. И то, и другое определение верно.

Когда возводят?

Свайный фундамент через точечные опоры передаёт нагрузку от веса здания или сооружения, минуя слабый слой почвы, на твёрдое основание (суглинистые, каменистые и скалистые грунты).

При расчёте должно сохраняться неравенство между удельной нагрузкой дома и сопротивлением грунта. Последняя величина должна значительно превышать давление строения.

Свайный фундамент возводят не только в местах с пучинистой почвой, но и там где местность подвергается наводнениям во время весенних паводков.

Нижние концы труб должны располагаться ниже границы промерзания почвы и выше скопления грунтовых вод. Это положение свай позволяет избежать деформаций опор вследствие сезонного пучения почвы и подмыва грунтовыми водами.

Свайное основание из труб монтируют для домов, которые представляют собой:

• каркасные,
• щитовые,
• брусовые и бревенчатые (срубы) строения.

Фундамент из труб большого диаметра способен выдерживать нагрузку двухэтажных зданий такого типа.

Свайное основание из канализационных ПВХ цилиндров не возводится для домостроений из сборного и монолитного железобетона, кирпича и камня, из-за их большого веса.

Требования к стройматериалу

Промышленность стройматериалов выносит на рынки страны широкий ассортимент ПВХ труб. Продукция состоит из изделий разной длины, диаметров, толщины стенки и веса.
Трубы безнапорной канализации наиболее популярны среди индивидуальных застройщиков. В качестве оболочки сваи используют гладкие канализационные трубы (КТ).

Гофрированные изделия в качестве свай не годятся для возведения фундаментов. Ребристая поверхность КТ будет сцепляться с пучинистым или замёрзшим грунтом, что вызовет смещение и деформацию опоры.

Застройщики для фундаментов на своих приусадебных участках в основном приобретают КТ диаметром 160 мм, толщиной стенки от 3,2 до 4 мм. Длина труб может быть 500, 1000, 2000 и 3000 мм. Это позволяет стыковать разные секции для получения опоры нужной высоты.

Несущая способность сваи напрямую связана с её диаметром. Чем он больше, тем более мощным получается монолитный железобетонный столб. Одна труба ø 160 мм способна нести нагрузку в несколько сот килограммов.

Этапы самостоятельного бурения

Работа начинается с подготовки необходимых материалов и инструментов. Чтобы выбурить скважину, можно использовать трубы. Подойдут металлические с оцинковкой или пластиковые, оснащённые армированной спиралью. Их длина должна составлять 1-2 метра. В момент бурения нужно будет навинчивать новые отрезки труб. Их соединения покрывают герметикой. Можно уплотнить масляной краской или силиконом. Поверх соединений надеть специальные муфты.

Конец трубы не должен забиваться при бурении скважины. Надо надеть фильтр-иглу или наконечник.

Можно устанавливать армированные ПВХ трубы в скважины такого типа. Для этого её стенки перфорируют, используя ножовку, предназначенную для работы с металлом. Фильтровальную сетку вставляют внутрь самого корпуса, после вплавляют в него.

Для бурения следует иметь специальное оборудование

Бурение скважины в 7 этапов:

1. Найти подходящее место для обустройства колодца. Вырыть яму размером 1 м 3 .
2. Сначала работать обычным буром до достижения почвы, насыщенной влагой.
3. Далее забить трубу. Для этого потребуется «забивная баба». Её вес должен составлять не меньше 30 кг. Эту работу нужно делать аккуратно, чтобы не пройти мимо водоносного уровня.
4. Во время бурения необходимо подливать воду. Если жидкость начинает быстро уходить, значит, достигнут нужный уровень почвы.
5. После этого углубиться ещё на 0,5 метра. При этом свая должна оставаться вертикальной.
6. В момент погружения и удлинения трубы около неё подсыпают землю и утрамбовывают.
7. В конце бурения фильтр-игла промывается под давлением.

После этого устанавливается насос и откачивается грязь до тех пор, пока не начнёт поступать чистая вода. В качестве дополнительного фильтра можно использовать мраморную крошку. Её всыпают в скважину, создавая контур.

Территорию вокруг колодца скважинного типа бетонируют. Этот шаг необходим, чтобы внутрь источника не попадала земля.

Виды обсадных труб для скважин на воду

Потребителям предлагаются следующие виды обсадных труб для скважин на воду:

• трубы стальные;
• чугунные;
• асбоцементные;
• трубы обсадные из ПНД;
• из НПВХ и ПВХ;
• из морозостойкого полипропилена (МПП).

Применение асбоцементных и чугунных труб для обсадки скважины на воду – довольно редкое явление сегодня.

Поэтому рассмотрим оставшиеся варианты – обсадные трубы для скважины из пластика и металла. Если вас интересуют обсадные трубы для скважин по ГОСТ, то очевидно, что речь идёт о стальных изделиях по ГОСТ 632-80. Пластиковые обсадные трубы для скважин производятся по ТУ. Например, обсадные ПНД- и НПВХ-трубы для скважин изготавливают по ТУ 22.21.21.129-001-43528510-2017.

Этот нормативный документ регламентирует сортамент труб по диаметру, длине и прочим показателям. Исходя из даты его принятия, можно понять, что полимерные обсадные трубы являются новым материалом для обустройства скважин. Обсадные пластмассовые трубы для скважины также должны отвечать требованиям к напорным трубам по ГОСТ 18599-2001, ГОСТ 18599-2001 и ГОСТ Р 51613-2000. Это касается свойств материалов, прочностных и специальных характеристик.

Стальные обсадные трубы для скважин не создавались специально для водоснабжения, в то время как полимерные аналоги предназначены исключительно для этой цели. Они превосходят стальные изделия по долговечности, легче их, проще в монтаже и намного дешевле. Поэтому пользователи при обустройстве скважин всё чаще отдают предпочтение пластику.

Устройство абиссинского колодца

Конструкция скважины-иглы была разработана давно, примерно 150 лет назад. Источник водозабора кардинально не был видоизменён за это время. Модернизации был подвержен только фильтр. Колодец имеет довольно простое устройство, что позволяет его сделать самостоятельно и довольно быстро.

Скважина-игла состоит из следующих деталей:

Снаряд состоит из наконечника и ствола. Он собирается из нескольких труб. Он служит каналом, за счёт которого осуществляется подъём воды. Копер включает в своё строение металлический треножник и увесистую бабу. Этот элемент выполняет роль молота. Немаловажную роль играет фильтр. Его изготовление занимает небольшой период времени, но важно делать работу аккуратно. Нужно измерить длину отстойника, затем положить трубу горизонтально и нанести разметку на неё.

Перфорированный участок должен составлять не больше 25% от всей длины трубы и проходить только в водоприёмной части скважины.

Отверстия просверливают в шахматном порядке под углом в 30 градусов. Перфорацию производят в направлении сверху вниз. При этом нужно сделать отступ от края трубы минимум на 1 метр. Интервал между отверстиями должен быть около 10-20 мм. Сделав перфорацию, нужно осуществить зачистку и убрать стружку, а нижнюю её часть закрыть герметичной крышкой или пробкой. Чтобы в воду не попадал мелкий гравий и песок, нужно наложить сетку на фильтр. Она поможет избежать засорения.

Расчёты

Целью расчётов является определение оптимального количества свай, которые бы обеспечили стабильное положение дома относительно грунтового основания.

Зная диаметр канализационных пластиковых труб (в данном случае 160 мм), можно определить опорную площадь одной сваи: S = πR2 = 3,14 х 802 = 0,02 м2.

Расчёт свайного фундамента из КТ состоит из нескольких этапов:

• определение оптимального веса дома;
• расчёт необходимой площади опоры;
• определение характеристик грунтового основания;
• количество и план расположения свай;
• расчёт длины КТ.

Определение оптимального веса дома

Сбор нагрузок включает в себя вес всех конструкций строения, снеговую нагрузку на кровлю, вес будущей обстановки, технологического оборудования (системы кондиционирования, отопления, электротехнических устройств и пр.).
Также принимается во внимание максимальное количество людей могущих находиться в доме одновременно. Чтобы застраховаться от просчётов, полученный результат умножают на коэффициент надёжности (k = 1,1).

Необходимая площадь опоры

Сумму нагрузок делят на площадь дома, получая условную удельную нагрузку (кг/см2). Она должна быть меньше на 10 – 15% меньше сопротивления твёрдого грунтового основания.

Площадь дома делят на величину поперечного сечения канализационной трубы (0,02 м2), тем самым получают необходимое количество точечных опор.

Характеристики грунта

Свайный фундамент устанавливают в местах, где верхний пласт земли обладает слабой структурой (глинистые, пучинистые и болотистые почвы). Поэтому важно опереть трубы на нижний твёрдый слой грунта.

Опытным бурением стройучастка определяют глубину расположения твёрдых слоёв суглинистого, скального или каменистого основания. Кубик грунта (1 см3) испытывают давлением, определяя его сопротивление (кг/см2).

Сопротивление грунта можно узнать из вертикальной съёмки с привязкой к месту строительства. Документ хранится в отделе архитектуры и землеустройства местной администрации.

Помимо этого в данных геологоразведки указана глубина промерзания почвы и уровень грунтовых вод, что необходимо будет знать при расчёте длины сваи.

Количество и план расположения свай

Корректируя оптимальное количество свай, выдерживают соответствие удельной нагрузки сопротивлению грунта.
После этого составляют план расположения свай, соблюдая следующие условия — опоры должны устанавливаться с интервалом не более 1,5 – 1,6 м, по углам периметра здания и в местах пересечения внутренних стен.

Это делается для того, чтобы нагрузку от дома равномерно распределить по всей длине ростверка.

Длина опор

Длину опор рассчитывают, исходя из:

• глубины промерзания почвы,
• уровня грунтовых вод,
• отметки нахождения твёрдого грунтового основания.

Также учитываю высоту наземной части трубы (минимум 300 мм).

Например, глубина промерзания составляет 300 мм, прочный грунт находится ниже на 100 мм, а уровень грунтовых вод ещё ниже — на глубине 1500 мм, то подземная часть сваи будет равна 700 мм. С учётом наземной высоты сваи длина КТ будет равна 1000 мм.

Использование пластиковых труб

Обустройство колодца скважинного типа может выполняться из разных материалов. Ранее использовали металлические оцинкованные трубы, сейчас востребованными стали пластиковые. Они появились не так давно, но обладают оптимальными характеристиками и используются для создания скважин-игл. Пластиковые изделия имеют небольшой вес, в отличие от металлических. Поэтому их легко транспортировать и переносить, следовательно, можно быстрее выполнить работу.

Используют три вида труб для обустройства скважин: НПВХ, ПНД, ПП. Первые имеют высокое качество и небольшую стоимость. Изделия ПНД широко распространены, но их считают ненадёжными, так как они имеют небольшой срок службы. Изделия с маркировкой ПП идеально подойдут, ведь они не подвержены изменениям от химических воздействий.

Пластиковые трубы можно приобрести в любом строительном магазине, выбрав подходящий диаметр

Технология создания скважины из пластиковых элементов:

• Определить место для будущего колодца и подготовить все для работы.
• Собрать иглу и сделать фильтр.
• Выкопать яму. Её диаметр должен составлять 100 см, а глубина не меньше полуметра.
• Произвести бурение грунта в несколько метров ручным инструментом.
• Сделать монтаж нескольких секций.
• Установить элемент для забивания.
• Вбивать трубу в грунт до того, пока не будет достигнут водоносный слой. При этом делать наращивание, накручивая или припаивая новые секции.
• Как начнёт появляться вода в обсадном элементе, нужно промыть скважину и оставить её на 24 часа.
• Затем проверить качество воды. Если она мутная, то ещё раз выполнить промывку.
• Забетонировать место вокруг колодца.
• Подключить насос и сделать отделку.

Такого типа колодец может служить не только источником воды, но и стать украшением территории загородного дома или дачи. Есть возможность обустроить его в короткий срок, покрасить в нужный цвет, сделать декор. При этом сохранить привлекательный вид дачного или загородного ландшафта.

Если заходит разговор о водоснабжении удаленного участка дома, то практически всегда упоминают рытье колодца или обычной скважины.

Готовая абиссинская скважина, укрепленная галькой

И действительно, скважины на песок или колодцы – это простейшие и самые надежные способы добыть воду на участке. Они долговечны, функциональны и довольно удобны. Однако и трудоемкость во время их установки или обслуживания тоже нельзя игнорировать.

А между тем есть еще один способ добыть воду на участке – бурение абиссинской скважины. Причем проделать этот процесс можно полностью своими руками.

Пластик – материал будущего

Учитывая устойчивую тенденцию роста популярности полимерных изделий, в области изготовления напорных труб пластик как материал займёт лидирующее положение. Преимущества очевидны. Современные технологии и производительное оборудование позволят снизить цену пластика до приемлемой.

Но свойства металла такие, как сочетание прочности и пластичности, свариваемость, технологические показатели искусственным материалам в полной мере не заменить.

Скважины глубиной сотни метров традиционно должны оснащаться металлическими трубами.

Источник