Czym jest keson studni: rodzaje, opis, zalety i wady
Keson to wodoszczelna konstrukcja, która jest wodoodporna na zewnątrz i zagruntowana od wewnątrz. Obecnie istnieją 3 główne rodzaje kesonów: plastik, metal, żelbet. Rozumiemy, czym one są, jakie funkcje pełnią, jaki materiał budowlany wybrać – warto to wiedzieć nie tylko dla właścicieli prywatnych domów, ale także dla wykonawców w budowie budynków.
Informacje ogólne
Biorąc pod uwagę konstrukcję kesonu, konstrukcję można określić jako wydrążoną, szczelną komorę, najczęściej o okrągłym kształcie, o średnicy około 1 m, która jest instalowana na szczycie pompy studziennej.
Najczęściej keson umieszcza się w otworze wykopanym wokół obudowy, z ujściem tego ostatniego na głębokości 1-5 m. W dolnej części urządzenia znajduje się otwór na studnię, od góry jest zamknięty z włazem do izolacji. Wewnątrz koniecznie jest umieszczona drabina, która pozwala zejść do sprzętu wiertniczego.
Keson studni jest potrzebny do ochrony przepompowni przed złymi warunkami atmosferycznymi, sezonowymi wahaniami temperatury, penetracją wód gruntowych, ściekowych i roztopowych.
Funkcje kesonu
W niskich temperaturach woda zamienia się w lód. Z reguły woda gruntowa znajduje się poniżej poziomu zamarzania gleby, ale sprzęt pompujący jest zainstalowany na powierzchni i jest silnie narażony na negatywne skutki niskich temperatur: woda w układzie zamarza, węże pękają, pompa ulega awarii, a system zaopatrzenia w wodę przestaje działać.
Dlatego rozważając keson na studnię, czym jest i dlaczego jest potrzebny, możemy pokrótce powiedzieć, że jest to izolowane pomieszczenie, które nie pozwala na zamarzanie sprzętu wiertniczego. Zainstalowany wewnątrz konstrukcji:
- pompa do poboru wody;
- instalacja filtrów;
- zawory odcinające;
- bateria;
- manometr;
- urządzenie automatyki;
- zbiornik wyrównawczy.
Urządzenie kesonowe do studni nie jest wymagane tylko wtedy, gdy sprzęt znajduje się w pobliżu ogrzewanego pomieszczenia. W takim przypadku można uzyskać swobodny dostęp do wszystkich elementów układu pompującego, ale silny hałas urządzeń powoduje pewien dyskomfort.
W procesie organizowania studni rura wodna jest instalowana w kesonie na głębokość 1-2 m. Pozwala to stworzyć skuteczną ochronę przed niskimi temperaturami.
Główne rodzaje
Kesony do studni występują w różnych kształtach geometrycznych, ale najbardziej popularne są projekty cylindryczne i okrągłe. Czasami można spotkać kesony łączone, od dołu mają kształt prostokąta, a od góry koła.
Biorąc pod uwagę materiał, wyróżnia się następujące systemy ochronne:
- Plastikowy;
- żelazo;
- żelbetowe.
W rzadkich przypadkach do budowy używana jest cegła.
Materiały do produkcji kesonu decydują o jego wydajności. Wszystkie mają swoje plusy i minusy.
Plastikowy
Największą popularnością cieszą się wyroby z tworzyw sztucznych. Materiał ten ma doskonałą szczelność, kasetony wykonane z tworzywa sztucznego są łatwe w montażu, powierzchnia jest mocna, trwała, a jednocześnie absolutnie nie podlega procesom korozyjnym i jest niedroga.
Konstrukcje wykonane są z pojedynczego cylindra lub arkusza polimerowego o grubości 6-35 mm, biorąc pod uwagę przepisy GOST, z reguły materiał zawiera plastyfikowany polichlorek winylu, polietylen, włókno szklane, polipropylen.
Główne zalety:
- Materiał długo zachowuje swoje właściwości, nie jest narażony na rdzę, nie gnije.
- Okres eksploatacji wyrobów z tworzyw sztucznych wynosi około 30 lat (wliczając grubość ścianki).
- Powierzchnia zapewnia doskonałą szczelność i wodoodporność.
- Lekka waga produktu ułatwia proces dostawy i montażu. Średniej wielkości konstrukcję można zamontować bez udziału specjalnego sprzętu.
- Tworzywo sztuczne ma doskonałe właściwości termoizolacyjne, dzięki czemu dodatkowa warstwa izolacyjna nie jest wymagana w obszarach o umiarkowanych warunkach klimatycznych.
Przy wszystkich opisanych zaletach konstrukcje z tworzyw sztucznych są stosunkowo niedrogie.
Wady:
- Ze względu na niewielką wagę, podczas powodzi produkt z tworzywa sztucznego może unosić się nad ziemią. Dlatego do podstawy zbiornika wlewa się poduszkę cementowo-piaskową, co prowadzi do wzrostu kosztów kesonu.
- Istnieje możliwość deformacji powierzchni na skutek ściskania gruntu. Ten problem jest częściowo rozwiązany przez zainstalowanie usztywnień.
metal
Metalowy keson do studni nie jest tak popularny. Produkty te charakteryzują się dużą wytrzymałością i łatwością konserwacji. Biorąc pod uwagę przepisy GOST, konstrukcje żelazne wykonane są ze stali o grubości 5-10 mm.
Wykonanie prac antykorozyjnych, hydro- i termoizolacyjnych podczas montażu jest obowiązkowym wymogiem, w szczególności dla produktów wykonanych ze stali nierdzewnej.
Uwaga! Idealny kształt jest okrągły, ponieważ ten projekt ma minimalną liczbę łączeń.
Główne zalety:
- Długi czas obsługi. Podczas spełnienia wszystkich warunków instalacji i dalszej eksploatacji konstrukcje żelazne służą przez około 50 lat, co można porównać z żywotnością bezpośrednio wykopanej studni.
- Zwiększona siła. Stal lepiej wytrzymuje nacisk niż wyroby z tworzyw sztucznych, co znacznie zmniejsza możliwość pękania powierzchni podczas falowania gruntu.
- Znacznie łatwiejszy w montażu, w przeciwieństwie do produktów żelbetowych.
- Dobra szczelność. Jeśli w stawach nie ma pęknięć, gwarantuje się, że żelazna konstrukcja będzie w stanie chronić zainstalowany sprzęt przed wnikaniem wód gruntowych.
- Zrównoważona lokalizacja. Stosunkowo duża waga nie pozwala na podnoszenie się kesonu podczas powodzi.
Wady:
- Główną wadą konstrukcji metalowych jest ich podatność na rozwój procesów korozyjnych. Konieczność wykonania hydroizolacji prowadzi do dodatkowych kosztów.
- Fabrycznie wykonany keson żelazny do studni (zwłaszcza ze stali nierdzewnej) jest znacznie droższy, w przeciwieństwie do produktów z tworzyw sztucznych.
- Stosunkowo duża masa zapobiegająca pęcznieniu czasami stwarza pewne trudności podczas montażu. Najczęściej podczas instalacji konieczne jest użycie specjalnego sprzętu.
- Niska przewodność cieplna. Aby zapobiec zamarzaniu, konstrukcje żelazne muszą być izolowane, co również prowadzi do wzrostu kosztów kesonu.
Żelbetowe
Biorąc pod uwagę, czym jest keson do studni i materiały do jego produkcji, należy zauważyć konstrukcje żelbetowe, które nie są zbyt popularne.
Istnieje kilka opcji dla tych produktów:
- Projekt polega na wylaniu betonu do szalunku wraz ze zbrojeniem. Dołki do napełniania mają różne kształty.
- Podczas montażu pierścienie żelbetowe układane są jeden na drugim na wcześniej przygotowanym fundamencie. Poszczególne elementy łączy się za pomocą masy hydroizolacyjnej. Gdy keson osiągnie wymaganą wysokość, na górze instalowana jest płyta z włazem.
Keson do studni, wykonany według pierwszej metody, charakteryzuje się dużą wytrzymałością, ale ma wiele mankamentów. Najważniejsze z nich to niska higroskopijność i duża masa, dzięki czemu keson może zapaść się w ziemię.
Uwaga! Ze względu na dużą liczbę niedociągnięć konstrukcje żelbetowe muszą wyraźnie odpowiadać przepisom GOST 8020-90: pod względem przepuszczalności wody, mrozoodporności, rzeczywistej wytrzymałości, ochrony przed korozją, grubości warstwy betonu, gatunków stali do zbrojenia.
Główne zalety:
- Długi czas obsługi. Jeśli przestrzegany jest proces technologiczny i warunki późniejszej eksploatacji, kesony żelbetowe służą do 100 lat.
- Zwiększona siła. Nawet poważne przemieszczenie gleby nie będzie w stanie uszkodzić integralności produktu.
- Stosunkowo tani koszt produkowanych komór żelbetowych.
- Duża waga skutecznie zapobiega unoszenia się konstrukcji podczas wzrostu poziomu wód gruntowych.
Wady:
- Główną wadą produktów żelbetowych są połączenia między zainstalowanymi elementami kesonu, jest to najbardziej wrażliwe ogniwo.
- Słaba hydroizolacja. Powierzchnie betonowe są higroskopijne, woda przedostająca się do środka w końcu niszczy ściany pierścieni, powoduje korozję w klatce wzmacniającej.
- Bardzo duża waga prowadzi często do zapadania się studni w ziemię, co niekiedy pociąga za sobą zakłócenia w pracy sprzętu wiertniczego. Znaczna masa stwarza również pewne trudności podczas transportu i instalacji.
- Zła izolacja termiczna. Powierzchnie betonowe muszą być izolowane.
Funkcje instalacji
Proces instalacji jest prawie taki sam dla każdego rodzaju pudełek ochronnych, ale istnieją pewne niuanse. Otwór na keson jest wykopany więcej niż zainstalowana konstrukcja o co najmniej 50 cm, co pozwala dokładnie wypoziomować produkt i skorygować koincydencję rur. Pomoże również docieplić ściany lub zabezpieczyć je, jeśli jest to plastikowe urządzenie kasetonowe.
Rura osłonowa studni jest odcięta wzdłuż wysokości podłogi konstrukcji. Na dnie wykopu piasek wylewa się warstwą 25-35 cm i podlewa wodą do zagęszczenia. Na górze układana jest płyta żelbetowa.
Uwaga! Możesz wstępnie zainstalować łączniki do kesonu na płycie. Ale istnieje duże ryzyko pomyłki. Dlatego najlepiej najpierw umieścić produkt na miejscu, a następnie wykonać otwory do mocowania. Obecnie istnieje wiele rozszerzających się metod zapinania, więc nie będzie problemów z wyborem.
Montaż wyrobów żelbetowych
Montaż kesonu żelbetowego jest bardzo podobny do montażu pierścieni studni, ale głębokość w tym przypadku jest znacznie mniejsza. Pierścienie są połączone ze sobą metalowymi płytami - to chroni je podczas przesuwania się gleby.
Spoiny są uszczelnione betonem. Ponieważ beton ma tendencję do stopniowego przepuszczania wilgoci, należy najpierw pomyśleć o uszczelnieniu ścian. Często używa się do tego pokrycia dachowego lub polietylenu, które są przyklejane za pomocą bitumicznego mastyksu.
Powierzchnie betonowe mają dobrą odporność na zamarzanie, ale nadal zaleca się ich izolację. W takim przypadku należy wziąć pod uwagę, że zastosowany materiał termoizolacyjny nie może wchłaniać wilgoci i być odporny na nacisk na podłoże. Dlatego warto wybrać trwałe rodzaje izolacji. Z reguły stosuje się ekstrudowaną piankę polistyrenową lub szkło piankowe, ale są to drogie opcje.
Więcej budżetu to pianka. Materiał ten jest łatwy w obróbce, a jego zdolność do wspomagania spalania w gruncie nie odgrywa szczególnej roli. Ma jednak słabą odporność na ściskanie i krótki czas eksploatacji – po 5-7 latach należy go wymienić. Zaizoluj zarówno ściany, jak i sufity.
Uwaga! Pianka nie powinna wychodzić poza obwód konstrukcji - w przeciwnym razie po prostu pęknie podczas skurczu pod ciężarem betonowych pierścieni.
Kolejny ważny niuans. Często zaleca się instalowanie kesonów żelbetowych bez dna. Oznacza to, że produkty są umieszczane tylko na poduszce żwirowo-piaskowej. Co to motywuje - gdy pojawi się kondensacja, wilgoć trafi do ziemi.
Proponowana jest również inna metoda: nie uszczelniaj połączenia między dolnym elementem a fundamentem kompozycją betonową. Motywacja jest taka sama - pozwolić kondensatowi wsiąkać w ziemię.
Ale taka instalacja kesonu do studni może być zorganizowana tylko na suchym i wysokim obszarze. W pozostałych przypadkach pogłębienie konstrukcji nawet o 1,5 m doprowadzi do zalania co najmniej raz w roku. Problem z kondensatem można rozwiązać tylko za pomocą wysokiej jakości izolacji. W skrajnych przypadkach zorganizuj wentylację.
Obecność betonowej podstawy pod pierścieniami jest obowiązkowa, ponieważ powierzchnia podparcia jest bardzo mała. Oznacza to, że istnieje ogromne ryzyko znacznego skurczu, co doprowadzi do deformacji istniejących rur.
Żelbetowy keson to jedna z tych konstrukcji w budownictwie, która jest zobowiązana służyć przez długi czas bez jakiejkolwiek ingerencji. Im mniej zmian dokonanych w przyszłości, tym lepiej.
Przydatne wideo
Montaż konstrukcji metalowej
Instalacja konstrukcji żelaznej będzie koniecznie wymagała płyty betonowej jako fundamentu. Konstrukcja przed zamocowaniem na zewnątrz jest wykończona hydroizolacją, a od wewnątrz pokryta podkładem. Jest to obowiązkowe wymaganie nawet w przypadku stali nierdzewnej. Potrzebuje również izolacji.
Instrukcje krok po kroku, jak zrobić keson do studni:
- wykopano dziurę.
- przygotowywany jest fundament - poduszka piaskowo-żwirowa, a na górze montowana jest płyta żelbetowa.
- rura osłonowa studni jest odcięta na wysokość.
- na górze wykopu keson jest zainstalowany na metalowych wspornikach, a rury tulei i studni muszą pasować.
- wyciągane są dodatkowe rowy, aby doprowadzić rurociąg do domu.
- wszystkie systemy komunikacyjne są zainstalowane.
- dołączona jest izolacja termiczna.
- konstrukcja pokryta jest ziemią.
Rozważając keson do studni, jakiego rodzaju jest to produkt i jak będzie używany, należy wziąć pod uwagę różnice w konstrukcji, dlatego schemat instalacji czasami zmienia się w zależności od konkretnych zadań i warunków. Ale kopanie rowów do układania komunikacji zaleca się wykonać po naprawieniu kesonu - samo przeskakiwanie różnych rowów w tej chwili nie jest zbyt wygodne.
Przydatne wideo
Montaż plastikowego pudełka
Ogólnie wszystkie prace przypominają instalację żelaznego kesonu. Jedyna różnica polega na tym, że podczas uszczelniania złącza obudowy nie stosuje się spawania, ale klej do plastiku.
Przydatne wideo
Uwaga! W takim przypadku izolacja hydro- i termiczna nie będzie wymagana, ale ochrona przed ściskaniem przez grunt jest obowiązkowa.
Aby to zrobić, szczelina między ścianami wykopu a pudełkiem jest wypełniona betonem. W tym przypadku nie jest potrzebna wysoka jakość mieszanki. Z reguły zaprawę miesza się w proporcji 5 części piasku na 1 część betonu. Ta procedura jest obowiązkowa, nawet jeśli na plastikowym pudełku znajdują się usztywnienia.
Przydatne wideo
Normy sanitarne
Ponieważ keson, który jest ogólnie, podobnie jak studnia, jest częścią osiedla mieszkalnego przylegającego do domu. W trakcie budowy i wyposażenia zabronione jest używanie materiałów zawierających szkodliwe związki chemiczne, jeżeli istnieje duże ryzyko ich wchłonięcia do gruntu. Jednocześnie wykop na keson musi zapewniać możliwość wykonania napraw lub przeprowadzenia działań zapobiegawczych.
Przydatne wideo
Ponadto średnica zainstalowanej rury osłonowej musi być o 500 mm większa niż przekrój rury ciśnieniowej, wysokość samego kesonu musi wynosić co najmniej 2400 cm, natomiast górna komora musi znajdować się powyżej poziomu gruntu, aby zapobiec przedostawaniu się wody deszczowej to. Z tego samego powodu właz musi być szczelny.
Podsumowanie
Keson to szczelna komora, okrągła, prostokątna lub kwadratowa, która izoluje głowicę odwiertu, aby chronić ją przed wodą gruntową. Pozwala to chronić przed wnikaniem brudnej wody do źródła domowego zaopatrzenia w wodę.
Po ustaleniu, czym jest keson i jakiego rodzaju, pojawia się problem, który materiał lepiej wybrać:
- Jeśli studnia znajduje się na spokojnym gruncie z niewielkim ruchem gruntu i niskim poziomem wody gruntowej, najlepszą opcją jest zainstalowanie plastikowej konstrukcji. Cel oszczędności na organizacji plastikowego kesonu jest uzasadniony, ale nie zaleca się kupowania bardzo tanich modeli, warto przyjrzeć się bliżej produktom wykonanym z polietylenu o dużej gęstości i usztywniaczy.
- Instalacja cięższych skrzyń żelaznych jest wskazana na niestabilnej glebie z dużą zawartością wód gruntowych. Metal jest bardziej niezawodny niż plastik, a naprawa wyrobów stalowych jest znacznie tańsza, w przeciwieństwie do polimerowych. Zaleca się wybór kesonów ze stali nierdzewnej, ale są one droższe.
- Możliwe jest doradzanie pierścieni żelbetowych tylko z rozciągnięciem, ponieważ beton ze względu na higroskopijność słabo nadaje się do tych konstrukcji.
Organizacja kesonu pozwala rozwiązać wiele problemów. Zaopatrzenie w wodę do domu natychmiast staje się znacznie bezpieczniejsze, właściciele nie będą się martwić, że wraz z nadejściem mrozu pozostaną bez wody. W domku letniskowym ten projekt jest często używany jako piwnica.
