Бетонные кольца своими руками

Вопрос Г. Паршиной.

Как изготовить бетонные кольца для колодца?

Колодцы из монолитного бетона или из бетонных колец отличаются высокой прочностью и долговечностью, причем к ним нет претензий в санитарно-гигиеническом отношении. В отличие от шахтных колодцев из других материалов, стенки из бетона не пропускают внутрь загрязнений. Да и монтировать колодцы из бетонных колец легче, чем строить кирпичные и каменные.

Бетонные кольца могут иметь самую простую форму (рис. 1), то есть их часто делают без так называемого центрирующего замка. А чтобы при монтаже эти кольца не сдвинулись одно относительно другого, их скрепляют между собой в четырех местах либо стальными скобками, либо пластинами. Хотя для экономии времени, уходящего на монтаж колодца, лучше, наверное, сделать бетонные кольца с замком (рис. 2), пусть при этом и будет расходоваться больше бетонного материала.

В зависимости от глубины колодца кольца делают высотой 700...1000 мм и диаметром 800...1000 мм. Толщина стенок колец из бетона 90...120 мм, из железобетона - 50...90 мм. Масса колец очень большая. Так, железобетонные кольца диаметром 1000 мм и такой же высоты весят 380...420 кг. Масса бетонного кольца диаметром 1000 мм и высотой 700 мм равна 800 кг. Поэтому для своего колодца предпочтительнее делать железобетонные кольца, которые полегче, что особенно важно, если у вас мало помощников. С этой целью высоту колец можно уменьшить, например, до 350...500 мм.

Материалы для изготовления бетонных колец сравнительно доступны, а работа с бетоном проста и не требует специальной квалификации. Тем не менее основы технологии приготовления бетона нужно знать, чтобы избежать ошибок и не потратить впустую время, труд и материалы.

О бетоне

Как известно, бетонная смесь состоит из вяжущего материала (цемента), мелкого заполнителя (песка), крупного заполнителя (гравия, щебня) и воды. Зимой при замешивании бетона используют противоморозные добавки. Свежеприготовленная смесь в камень превращается не сразу, так что из нее можно формировать изделия. Но по истечении некоторого времени она твердеет и превращается в искусственный каменный материал очень высокой прочности.

А теперь подробнее разберем технологию выполнения колец из бетона, а заодно попытаемся ответить на вопросы читательницы нашего альманаха.

Итак, для изготовления изделий из бетона необходим цемент марки «400» (не ниже!), желательно свежий, потому что при хранении качество цемента снижается. Особенно быстро это происходит, если цемент держат в бумажных мешках, в которых он, кстати, и продается. Поэтому купленный цемент лучше сразу пересыпать в мешки из синтетической пленки, а еще лучше - в железные бочки с крышками. Для бетонных смесей в качестве мелкого наполнителя наиболее подходит кварцевый песок. Так как илистые, глинистые и другие примеси сильно ухудшают качество бетона, песок от примесей обязательно очищают (тщательно промывают водой).

Зерна гравия должны иметь малоокатанную форму, так как подобный гравий лучше сцепляется с другими компонентами бетонной смеси (гравий пластинчатой формы лучше не использовать). Гравий, загрязненный глиной, необходимо промыть водой. Учтите, в нашем случае для бетонных работ нельзя применять гравий, размеры зерен которого «длиннее» 1/4 толщины стенки кольца, а также больше минимального расстояния между стержнями арматуры в железобетоне. Так, для стенок толщиной 100 мм размер зерна гравия не должен быть более 25 мм.

Свойства бетонной смеси, понятно, определяются качеством входящих в ее состав компонентов, а также относительным содержанием этих компонентов (по массе). Иногда подобное отношение определяют по объему, но такое соотношение характеризует свойства смеси менее точно. Составляя соотношение (по массе или по объему) между цементом, песком, гравием (щебнем), количество цемента принимают за единицу.

Обязательно при составлении смеси учитывается и так называемое водоцементное отношение (В/Ц), то есть отношение массы воды к массе цемента. Обычно для сооружения колодцев затворяют бетонную смесь из цемента, песка и гравия, взятых в соотношении 1:2:3 или 1:2,5:4 (по массе), при В/Ц=0,5...0,7. Водоцементное отношение является очень важным показателем. Так, с увеличением В/Ц подвижность бетонной смеси возрастает и она легче заполняет формы, но при этом прочность бетона резко снижается. Поэтому для колодцев бетонную смесь с В/Ц более 0,7 брать не рекомендуется.

Для примера, при изготовлении колец можно посоветовать следующий состав бетонной смеси (в кг): цемент марки «400» - 300; песок - 750; щебень - 1200; вода - 150.

Масса 1 м³ уложенной и утрамбованной бетонной смеси - 2400 кг. Если подсчитать массу бетонной смеси, состав которой приведен в предыдущем примере, то понятно, что там было приведено количество компонентов именно в 1 м³ смеси.

При изготовлении железобетонных колец в качестве арматуры применяют стальную проволоку диаметром 6...8 мм, а также стальные стержни диаметром 8...10 мм.

Как получают кольца

Форма (опалубка) для изготовления бетонных колец состоит из двух цилиндрических поверхностей - наружной и внутренней. Проще всего такие цилиндрические поверхности изготовить из деревянных струганных досок толщиной 20...49 мм. Делают цилиндрические стенки опалубки практически одинаково. Так, для наружной стенки изготавливают два деревянных кольца, которые изнутри обшивают оструганными и тщательно подогнанными досками (рис. 3,а). Чтобы было удобнее снимать опалубку с готового изделия (кольца), ее делают разборной, составляя из нескольких частей. Например, приведенную на рис. 3,а наружную стенку опалубки собирают из четырех частей. Для сборки стенки кольца этих частей скрепляют деревянными планками или каким-либо другим способом.

Внутренняя стенка опалубки, как и наружная, также делается разборной. Она также включает в себя два деревянных кольца (меньшего диаметра, понятно), обшитых оструганными досками толщиной 20...40 мм, но здесь обшивку ведут уже по наружным ободам колец (рис. 3,б). Обратите внимание на то, что части внутренней стенки опалубки после сборки должны иметь между собой зазор шириной 15...20 мм, так как иначе опалубку из бетонного кольца не вытащишь.

Обычно деревянные кольца для стенок опалубки изготовляют по следующей методике. Допустим, что нам нужно железобетонное кольцо диаметром 1000 мм и такой же высотой (толщина стенки кольца 80 мм). В этом случае внутренний диаметр Dв.н. кольца наружной стенки опалубки должен быть равен:

Dв.н. = D + 2h,

где D - диаметр бетонного кольца; h - толщина обшиваемой доски.

В нашем случае D = 100 мм, a h = 20 мм.

В результате получим:

Dв.н. = 1000 + 2 x 20 = 1040 мм.

Ширину деревянного кольца можно изготовить любой, поэтому с учетом того, что чем шире кольцо, тем оно прочнее, мы сделаем кольцо шириной S = 150 мм. Тогда наружный диаметр Dн.н. деревянного кольца наружной (внешней) стенки опалубки будет равен:

Dн.н. = Dн.в. + 2S = 1040 + 2 x 150 = 1340 мм.

Учитывая, что толщина бетонного кольца В = 80 мм, вычисляем наружный диаметр Dн.в. деревянного кольца внутренней стенки опалубки:

Dн.в. = D - 2В - 2h,

где D - диаметр бетонного кольца; В - толщина бетонного кольца; h - толщина доски.

Так как все размеры мы уже знаем, то наружный диаметр кольца внутренней стенки опалубки составляет:

Dн.в. = 1000 – 2 x 80 – 2 x 20 = 800 мм

Приняв ширину кольца внутренней стенки опалубки также равной S = 150 мм, получим, что внутренний диаметр Dв.в. деревянного кольца внутренней стенки опалубки будет равен:

Dв.в. = Dн.в. - 2S = 800 - 2 x 150 = 500 мм

Собственно деревянные кольца для стенок опалубки изготавливают следующим образом. На ровной площадке из досок толщиной 20 мм сбиваем квадратный щит толщиной в две доски, стараясь доски подогнать друг к другу поплотнее. Размеры щита зависят от размеров того или другого кольца. Например, для кольца наружной стенки опалубки (Dн.н. = 1340 мм) размеры щита составят 1350х1350 мм. Доски в слоях щита, конечно, располагаем взаимно перпендикулярно (рис. 4).

На подготовленном щите производим разметку колец, для чего в центре щита вбиваем гвоздик, привязываем к последнему прочный тонкий шнур, на соответствующем расстоянии от центра к шнуру привязываем карандаш и вычерчиваем внутреннюю или наружную окружность соответствующего кольца. Когда все окружности будут вычерчены и вымерены, приступаем к выпиливанию колец ножовкой, следя за тем, чтобы на пути ножовки не попадались гвозди. Чтобы изготовить стенки опалубки, осталось готовые кольца попарно обшить подготовленными досками толщиной 20 мм и высотой 1000 мм, стараясь как можно тщательнее подогнать их друг к другу. Когда обе цилиндрические стенки опалубки будут готовы, каждую распиливаем на 4 части (см. рис. 3), причем не забудьте про зазоры, которые должны оставаться между частями собранной внутренней стенки опалубки. Отдельные части стенок соединяют в единую опалубку, например, с помощью стальных скоб.

Делаем бетонные кольца

Для изготовления бетонных колец устанавливаем на ровной площадке (на деревянном щите) стенки нашей опалубки (одна в другой), причем делаем это так, чтобы стенки отстояли друг от друга на равном расстоянии. Между стенками опалубки располагаем каркас из арматуры.

Арматуру для колец изготовляют следующим образом. По окружности формы (между стенками опалубки) вертикально равномерно располагают 10...12 стальных стержней диаметром 8...10 мм. К стержням крепят сваркой кольца из стальной же проволоки диаметром 6...8 мм, которые располагают по окружности через 160...200 мм, а к кольцам прикручивают тонкой проволокой монтажные петли (рис. 5). Кстати, кольца со стержнями можно связать и проволокой. Перед заливкой бетона арматуру необходимо очистить от ржавчины.

Полученный каркас фиксируют между опалубками клиньями, которые удаляют по мере заполнения формы бетоном.

Чтобы бетон не прилипал к стенкам опалубки, их смазывают отработанным машинным маслом или обивают полиэтиленовой пленкой.

Бетонную массу в виде густого теста укладывают в форму (в пространство между опалубками) слоем толщиной около 100 мм, после чего бетон тщательно уплотняют стальным штырем диаметром примерно 20 мм. Таким способом, называемым отбивкой, постепенно заполняют всю опалубку, после чего последнюю закрывают сверху от солнца плотной тканью. Заполнение опалубки сметанообразной массой (В/Ц=0,7), которую также уплотняют, называют отливкой. Изготовленные отбивкой изделия освобождают от опалубки через 3...4 дня, отлитые - через 5...7 дней. Образовавшиеся раковины замазывают цементным раствором. В отлитых изделиях меньше раковин, чем в отбитых. После снятия опалубки изделие оставляют на щите на недельку-другую, укрыв от солнца. Не забудьте только еще в течение 3...5 дней ежедневно 4...5 раз увлажнять ее водой. От этого прочность бетона повышается. Машинное масло с готовых колец тщательно удаляют.

Зная глубину водоносного слоя, каждый для своего колодца легко подсчитает число необходимых колец. Причем имея только один комплект опалубки, за один летний месяц можно изготовить от 8 до 10 колец.

При изготовлении колец с замком (см. рис. 2) к опалубке дополнительно необходимо сделать два деревянных кольца (рис. 6) для образования шейки и выступа. Бетонные кольца, выполненные таким образом, при установке друг на друга не смещаются и очень прочно удерживаются на своих местах. Швы между ними промазывают цементным раствором. Колодцы из бетонных колец Когда все кольца готовы, приступают к устройству колодца. Специалисты рекомендуют рыть колодцы в августе, когда вода в водоносном слое стоит на самой нижней отметке. Наименее трудоемок опускной способ сооружения колодца из железобетонных колец. Для постройки колодца в этом случае хватит и двух человек. Первым делом на месте будущего колодца вертикально устанавливают первое кольцо, в которое залезает рабочий и вручную лопатой выбирает грунт из-под кольца в бадью. Второй рабочий поднимает бадью и складирует грунт поблизости. В результате выемки грунта из-под кольца последнее начинает погружаться в землю. Когда из-за вынутого грунта кольцо опустится ниже уровня земли, на него ставят второе кольцо. Так, продолжая земляные работы, углубляют в землю и второе кольцо, затем третье и т.д. Обращаю ваше внимание, что этот способ формирования колодца обеспечивает полную безопасность работающих. Хочу также заметить, что нижнее бетонное кольцо желательно сделать слегка коническим (расширяющимся книзу) и со скошенной внутри нижней кромкой, усиленной стальной полосой. В этом случае при подкапывании дна шахты колодца кольца опускаются легче, до и надобность в специальном режущем башмаке отпадает.

В устойчивых фунтах (суглинок) гирлянда колец опускается достаточно гладко. Если же на какой-то глубине встретятся пластинчатые глины или слой плывуна, тогда гирлянда колец «зависает» и перестает ползти вниз. Для возобновления движения колец применяют следующие способы:

• на зависшую колонну ставят вертикально еще одно кольцо, что увеличивает массу колонны;

• используют рычаг, с помощью которого, поддавливают кольца;

• используют вибратор, применяемый для уплотнения бетонной смеси.

Если на пути спускающихся колец встретится плывун, то дальнейшие действия строителей зависят как от мощности плывуна, так и от глубины его расположения. Вообще встретить на пути плывун - большая неприятность. Напомню, что плывун - это насыщенный водой грунт, способный растекаться и оплывать. С мощным слоем плывуна и при достаточном напоре воды без высокопроизводительной отливной техники и больших затрат не обойтись, так как придется устраивать «проходческий щит» из досок (так называемый шпунт).

Однако слой плывуна толщиной менее 1 м, в котором напор воды невелик, можно попытаться пройти, интенсивно откачивая поступающую в ствол плывунную массу. Если толщина плывунного слоя более 1,5 м, а плывун находится на границе проектной отметки дна колодца, проходить его просто нецелесообразно. В этом случае лучше попробовать, интенсивно выбирая плывун, под основание нижнего кольца подвести доски (желательно из осины). Доски скрепляют между собой и засыпают 3-слойным фильтром, состоящим из двух фракций гравия и очень мелкого щебня. Общая высота фильтра 600 мм.

При опускном способе строительства колодца возможна ситуация, когда верхняя часть ствола колодца зажимается осыпавшимся грунтом, а нижняя часть при выемке грунта продолжает беспрепятственно опускаться. Чтобы исключить подобную неприятность, соседние кольца необходимо соединить между собой либо стальными скобками, либо болтами (рис. 7). Для этого в кольцах необходимо предусмотреть соответствующие отверстия.

И еще совет. Стыки между торцами колец в пределах водоприемной части уплотняют просмоленной веревкой диаметром 20 мм. Веревку укладывают в специальный желобок, заранее сформированный в соответствующих кольцах. Уплотнитель зажимается под тяжестью верхних колец и обеспечивает высокую плотность стыка (см. рис. 7).

Ствол шахты обычно выступает над поверхностью земли на 800 мм. Вокруг отвала в земле устраивают глиняный замок, на поверхности делают отмостку из плит или из асфальта.

Столбы из бетона

Приготовленные по вышеизложенной технологии бетонные смеси годятся для изготовления и других бетонных изделий, например, столбов для забора.

Обычная высота забора на дачном участке со стороны фасада составляет 1500...1600 мм. Для установки такого забора подойдут железобетонные столбы длиной 1800 мм. Форма сечения столбов может быть любой, но чтобы было удобнее вынимать готовое изделие из опалубки, желательно сделать ее либо треугольной, либо трапецеидальной. Сколачивают форму из отструганных досок толщиной 20...40 мм. Сначала для формы готовят основание из трех досок шириной 250...350 мм, толщиной 40 мм и длиной 800...1000 мм. Затем в досках основания выпиливают для досок опалубки «посадочные места», придавая им форму сечения будущих столбов (рис. 8).

Осталось в «посадочных местах» прибить к доскам основания доски опалубки. Таким образом, сколько мы выпилим в досках основания «посадочных мест», столько и получим форм. Открытые концы форм заглушают, прибивая подходящие доски, причем один торец каждой опалубки располагают под углом 40...45° к продольной оси столба, чтобы один из концов столба (верхний) получился острым. Перед укладкой бетона стенки опалубки смазывают отработанным маслом, а вовнутрь помещают арматуру из двух стальных прутков диаметром 8...10 мм, связанных между собой проволочными перемычками (рис. 9). Еще перед укладкой бетона в формы устанавливают скобы или пластины для крепления к столбам слег (рис. 10). Эти скобы или пластины скрепляют с арматурой.

Залитую в форму бетонную массу тщательно утрамбовывают, следя за правильным положением пластин или скоб. Верхний слой бетона тщательно выравнивают и укрывают от солнца на 6...7 дней. Каждый день 3...5 раз бетон поливают водой. Через 10 дней столбики можно установить на место и крепить к ним ограждение.