Применение обсадных труб пнд для скважин. варианты монтажа и особенности утепления

Расчёты

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

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

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.

Причина для установки пластиковой трубы внутрь стальной в артезианской скважине

Глубина залегания артезианских источников – от 40 метров и глубже. Из-за этого требования к скважинному стволу повышаются, допускается установка только стальных изделий. Однако средний срок их эксплуатации составляет 25 лет. Он может уменьшиться из-за коррозийной активности почвы, неравномерного давления на стенки. В результате происходит повреждение трубопровода, смешение вод различных горизонтов, что приводит к ухудшению состава артезианской жидкости.

Выход – установка вовнутрь стальной магистрали пластикового трубопровода. Это увеличивает срок эксплуатации скважины без капитального ремонта до 50 лет. Проводить ремонт такой системы намного проще.

Соединение

Сборку в колонну обсадных труб обеспечивают три способа: резьбовой, сварной и с помощью муфты. Основные требования к соединению – герметичность и прочность, обеспечивающие качественную работу трубопровода при подъеме воды из источника. Надежность крепления отражается в характеристике:

• резьбовая сборка самая дорогостоящая, но отличается безупречной герметичностью и быстрым монтажом. Опущенная в выработку конструкция не допускает просадки между составными частями, соединения выдерживают давление грунта. Сечение трубы при резьбовом варианте сборки не изменится, что позволяет сохранить плановые затраты на бурение и использовать насос в соответствии с выбранным диаметром обсадного изделия;
• сварное соединение выполняется при поэлементном погружении конструкции в шахту, и качество сварного шва зависит от квалификации сварщика. Термическая обработка металла снижает устойчивость к коррозии, и требуется дополнительная защита шва, возникает деформация собранной обсадки. Некачественная сварка повлияет на герметичность крепления, что приведет к попаданию сточной воды. Стоимость изделий без резьбы дешевле, но сварочное соединение удорожает монтажные работы;
• сборка с помощью муфты применяется для асбоцементных конструкций в связи с их хрупкостью. Надежность стыков при такой сборке снижается. Муфта увеличивает диаметр трубы, что приводит к дополнительным расходам при бурении шахты и не гарантирует герметичность соединения.

Сборка элементов в виде раструба применяется редко по причине отсутствия необходимой герметичности и возможной просадки между составными частями. Единичное использование такого метода возможно для подъема технической воды с небольшой глубины.

Это интересно: Гофрированная двухслойная труба для канализации — рассказываем по полочкам

Особенности труб для скважин из черного металлопроката

Черный металл, как материал для изготовления обсадных труб, пользуется большой популярностью при бурении скважин на воду. Обсадная колонна с толщиной стенки свыше 6 мм относится к вечным материалам, поэтому скважина может безупречно функционировать в течение полувека.

Использование такого материала делает одинаковым срок эксплуатации скважины и водоносного горизонта.

Сталь, используемая для изготовления обсадных труб, имеет некоторые особенности, которые необходимо знать для полного представления о скважинах такого типа:

• Сталь относится к экологически чистым материалам, поэтому ее контакт с водой не сопровождается выделением химических веществ. Образующая на металлических поверхностях ржавчина не способна растворяться в воде и не способствует повышению уровня содержания железа, как считают многие люди. Удаление ржавчины происходит при пропускании воды через обычный бытовой фильтр (подробнее: «Как выбрать фильтр на трубу для воды – обзор возможных вариантов, плюсы и минусы»).
• Высокие прочностные характеристики и ударная вязкость не допускают образование дефектов или разрушения обсадной трубы в процессе монтажа или эксплуатации.
• Засорение или заиливание скважины, а также случайное попадание посторонних предметов устраняется добуриванием или выполнением других работ посредством буровых инструментов.
• Стальная обсадка позволяет бурить скважины даже в том случае, если водоносный горизонт залегает очень глубоко.

Наиболее эффективным считается использование стальных обсадных колонн при бурении глубоких артезианских скважин на участках постоянного проживания. Неглубокие скважины, которые планируется использовать только в определенный сезон, лучше всего обустраивать посредством более дешевых материалов.

Изделием высокого качества является цельнотянутая труба бесшовного типа. Наличие сварного шва снижает прочность трубы, и при высокой нагрузке можно наблюдать появление трещин и разрывов.

Стальная обсадная труба для скважин

В разделе «Цены на бурение» чаще всего встречается металлическая труба с резьбой, диаметр которой равен 133 мм или 159 мм, реже 127 мм.
Самая известная — 133 мм. Это бесшовная обсадная труба, с толщиной стенки 5-6 мм, которая изготавливается из стали 20 и стоит довольно дорого. Именно поэтому от нее полностью отказались в пользу шовной (электросварной) трубы 133 мм из низкокачественной стали с низким содержанием углерода — Ст3, с тонкой стенкой — 4 мм и длинной 3.8 м. Честные компании сообщают об этом, но большинство нет, доверчивый заказчик все равно отличить не сможет.
К тому же цена бурения в Московской области бесшовной трубой никого не устроит.

Аналогичная ситуация и с другой популярной стальной обсадной трубой 159 мм. Это такая же электросварная труба из стали 3, с толщиной стенки 4-4.5 мм, а ее длина 3.8 м.

Соединяются металлические трубы с помощью резьбы либо посредством сварки. Стоит учитывать, что дешевые трубы со стенкой 4.5 мм представляют собой, по сути, жестянку и резьба на них выглядит жалко. К тому же легко может разойтись сварной шов в области резьбы, а это приведет к протечке, поступлению верховодки в скважину и т.д. Начиная с 2016-2017 годов, буровые фирмы перешли на трубы с толщиной стенки 4 мм, и резьба стала еще хуже, чем была.
Сварочное соединение используется намного реже, по причине нежелания платить еще и сварщику за работу.

Плюсы тонкостенных обсадных труб:

Минусы сварных тонкостенных обсадных труб:

• Срок службы.
• Надежность.

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

Трубные изделия из асбестоцемента

Также обсадная колонна может обустраиваться посредством асбестоцементных трубных изделий, при этом они вполне могут заменить стальные изделия с хорошей материальной выгодой. Но асбоцемент имеет некоторые особенные свойства, которые следует учитывать при монтаже обсадной колонны.

Среди важных характеристик асбоцементных труб можно назвать следующее:

Соответствие материала экологическим требованиям и нейтральность по отношению к химическим веществам. Эти свойства материала говорят о том, что во время эксплуатации исключается возможность попадания в воду вредных элементов.
Существует мнение, что асбесту присущи канцерогенные свойства, но оно не имеет обоснований

Да, в воде могут присутствовать волокна материала, но в незначительном количестве, которое легко удаляется посредством бытовых устройств, фильтрующих воду.
Асбоцемент отличается хрупкостью, следовательно, требует осторожности в процессе монтажа и эксплуатации. Кроме того не рекомендуется проводить дополнительное бурение готовой скважины, обсадная колонна которой выполнена из асбестоцемента.
Асбестоцементные трубные изделия имеют достаточно толстые стенки, что предполагает бурение скважин большего размера для установки таких изделий.
Труба, для изготовления которой использовался асбоцемент, не может применяться в качестве фильтрационной колонны в скважинах на песок, поэтому находят применение только в артезианских скважинах.
Физические особенности материала позволяют использовать трубы в скважинах до 100 метров.

Виды скважин и колодцев

Существует несколько видов скважин, различающихся друг от друга по глубине, следовательно, и по качеству подаваемой воды. На глубину от 10 до 50 метров бурятся мелкие или песчаные скважины.

Если источник глубиной более 50 метров, то он считается артезианским. Для него характерен известняковый слой, и пробить его можно только при наличии спецтехники.

Если пробить источник воды планируется самостоятельно, то выделяют и ручную технологию бурения. На чем остановить свой выбор, зависит от величины планируемого заглубления, вида почвы, целей использования воды.

Наиболее распространенными видами источников воды являются колодец, скважина на песок и артезианская скважина. Для них характерна своя глубина, качество и объем подаваемой воды. Также различаются они по виду почв, в которых пробиваются, и по сроку эксплуатации.

Основные виды:

1. колодец;
2. на песок;
3. артезианская.

Колодец или абиссинский колодец не требует привлечения для работы спецтехники, и может быть сделан самостоятельно. Используется металлическая труба с острым наконечником и отверстиями по стенкам.

Трубка забивается в землю на глубину 8-10 метров. Благодаря отверстиям на стенках труба является осадной, и одновременно служит фильтром для колодца. Порода почвы не должна быть твердой.

К преимуществам такого колодца можно отнести доступность изготовления своими усилиями и простоту конструкции. Однако есть свои минусы — невозможно установить углубленный насос, а только поверхностный, из-за малого диаметра трубы.

Вследствие этого нет возможности обеспечить достаточный напор водоснабжения. Также недостатком является относительно небольшой срок службы, около 5 лет.

Заглубление на песок происходит до уровня 15-30 метров. В пробуренное отверстие устанавливается труба, на конце которой крепится металлическая сетка из нержавеющей стали. Сетка предназначена для фильтрации гальки, которыми богаты крупно-фракционные пески.

Именно в этих пластах устанавливается фильтрационная труба. Такой источник воды способен обеспечить потребности загородного дома. При постоянной эксплуатации он прослужит 15 лет.

Поэтому глубина залегания артезианской воды может достигать и 200 метров. Такой источник может обеспечить больше 10 кубометров воды в час. Его срок службы составляет 50 лет.

Устанавливаем металлопластиковые трубы своими руками: инструменты, необходимые для монтажа, а также пошаговая инструкция.

Конструктивные особенности

Конструктивно водяная скважина состоит из ствола, представляющего обсадную трубу, заглублённую до водоносных слоёв грунта. Снизу в стенках трубы проделываются отверстия для проникновения воды внутрь скважины. Снаружи отверстия затягиваются фильтрами во избежание попадания с током воды песка и иных механических загрязнителей.

Для извлечения воды на поверхность применяются различные водоподъёмные приспособления:

• Ручные насосы.
• Электрические погружные насосы.
• Электрические поверхностные насосы.
• Автоматизированные насосные станции.

Основные компоненты

Разберём подробнее схему скважины: устройство и назначение основных компонентов, принципы их действия, выдвигаемые к ним требования. В качестве основных компонентов водной скважины выступают обсадная труба и фильтр.

Обустройство скважины после бурения подразумевает обсадку её трубами, с установленными сетчатыми фильтрами. После обсадки скважину следует прокачать, и после этого она считается введённой в эксплуатацию.

Общие особенности конструкции всех скважин приблизительно одинаковы. Схема скважины на воду выглядит так:

• Отверстие, пробуренное в грунте.
• Стенки отверстия укрепляются обсадными трубами. Одновременно они служат для предотвращения попадания в ствол скважины загрязнённой воды из верхних слоёв почвы – так называемой верховодки. Порой скважины, пробуренные в скальных породах, обходятся без обсадных труб.
• Забой, нижняя проперфорированная часть трубы, должен располагаться в толще водоносного горизонта. Это основной принцип работы скважины. Если забой не достигнет водоносного пласта, либо проскочит его, она не будет функционировать.
• В неглубоких скважинах, где велика вероятность попадания внутрь скважины песка, обязательно следует устанавливать фильтрующие приспособления. Обойтись без фильтра можно только при заборе воды из глубинных артезианских скважин. Фильтры бывают внешними, прикреплёнными снаружи обсадной трубы, либо внутренними, крепящимися непосредственно к водозаборному шлангу насоса.
• На верхнюю оконечность обсадных труб устанавливается защитный оголовок. Он предотвращает попадание в скважину осадков, а также грязи и пыли через верхнюю горловину.

Обсадная труба

Обсадные трубы изготавливают из стали или полимеров. При неглубоком расположении водоносного слоя в обустройстве скважины применяют одну трубу. Но, если длины одной трубы не хватает, чтобы достать до воды, приходится стыковать друг с другом несколько труб. Для этого на краях труб нарезают резьбу, и соединяют их с помощью муфт. Другой вариант соединения – при посредстве электросварки.

Если диаметр бура, используемого для пробивки скважины, не превышает диаметр обсадных труб, то использовать для стыковки муфты не рекомендуется. Выступая за габариты трубы, муфта будет создавать препятствия для её погружения.

По этой же причине не следует делать чрезмерно толстые швы при сварочном соединении. Оба варианта труб – полимерные и стальные, – имеют свои преимущества и свои недостатки. Так, пластик более устойчив к воздействию коррозии, а металл – более стоек к механическим нагрузкам.

Фильтрация

В некоторых случаях используют сильные стороны обоих вариантов: внешняя обсадная труба делается стальной, а внутрь её, в виде вкладыша, вставляется пластиковая. Снизу первая погружаемая труба перфорируется.

Для этого, начиная с нижнего торца, на протяжении полутора-двух метров, в ней делают небольшие отверстия. Диаметр их не должен превышать сантиметра, а расстояние между ними 2-3см. Сквозь данную перфорацию вода проникает внутрь трубы, откуда перекачивается наверх с помощью насоса.

Защитный фильтр надевается на перфорированную часть обсадной трубы. Он исполняет защитную роль, предотвращая попадание песка внутрь скважины вместе с водой. Изготавливается фильтр из мелкоячеистой сетки, натягиваемой на трубу.

При необходимости сетка наматывается в несколько слоёв. Также, вместо сетки можно использовать проволоку из не окисляющихся материалов. Её наматывают поверх перфорации плотными мотками. В некоторых случаях для очистки воды используются погружной фильтр, являющийся отдельным приспособлением, надеваемым на шланг водяного насоса.

Трубы нПВХ

Для бытовой скважины в Московской области подходит однотрубная конструкция на основе нПВХ. Аббревиатура нПВХ означает «непластифицированный поливинилхлорид».

Цилиндрические варианты легко устанавливать. Выкопать круглый котлован проще, чем котлован с прямыми углами. Отсутствие углов обеспечивает равномерное давление на стенки резервуара. Это снижает вероятность появления протечек. За счет отсутствия углов увеличивается полезный объем.

При подборе размера используется следующая таблица:

Внешний диаметр (мм)	Глубина монтажа (м)	Категория	Тип насоса (дюймы)
113	до 91	стандартные	4
125	до 117	усиленные	4
129	до 260	усиленные	4
140	до 201	усиленные	5

Подходящий размер для большинства участков в Московской области: 125 мм. Усиленный контур с толщиной 6 мм отлично выдерживает давление грунта.

Достоинства обсадки из нПВХ пластика:

• Экологически чистый состав.
• Уменьшенный вес конструкции.
• Высокая прочность.
• Устойчивость к растяжению.
• Устойчивость к гидроударам.
• Отсутствие коррозии в почве.
• Простая технология монтажа.
• Антибактериальные свойства.
• Защита от водного камня.
• Срок эксплуатации: не менее 50 лет.

Мы устанавливаем качественные обсадные трубы от российского . Качество изделий, которые выпускает партнер, подтверждено сертификатами соответствия. Материалы соответствуют не только российским, но и международным стандартам. Гарантия на обсадку действует до 10 лет.

Применение нПВХ ограничено при сложном разрезе почвы и при большой глубине скважины. Но в Московской области подобные условия работы встречаются редко.

Рисунок 4: Обсадная труба нПВХ.

Особенности демонтажа скважины собственными силами

Любое сооружение время от времени требует проведения ремонта. Возможно, скважине нужна замена каких-то элементов конструкции, или заброшенное гидротехническое сооружение понадобилось восстановить. Профессиональными бурильщиками демонтаж и ремонт скважины проводится качественно и быстро. Они располагают опытом, сноровкой и необходимым оборудованием, вроде труболовок, метчиков и овершотов.

Располагая временем и возможностями, демонтировать скважину вполне по силам и самостоятельно. Для этого понадобятся:

• мощный домкрат;
• две Г-образные стойки, которые будут установлены в перевернутом виде. Изготавливаются стойки метровой высоты и шириной до шестидесяти сантиметров из швеллера №10;
• подшипник с внутренним диаметром 40 мм. Крепится к верхней части перевернутой Г-образной стойки;
• барабан. Его ось продевается сквозь подшипник;
• трос;
• обжимной хомут.

Последовательность извлечения трубы такова:

1. Ее конец фиксируется посредством обжимного хомута и петли. Закрепляется трос.
2. На коротком плече рычага (домкрата) закрепляется фиксатор.
3. Постепенным вращением рукоятки барабана вытаскивается конструкция.

Обустройство системы автономного водоснабжения требует правильного подбора труб. Грамотно проведя расчеты, удастся не только удачно провести монтаж скважины, но и обеспечить возможности для ее безупречной эксплуатации в течение продолжительного срока и оперативного проведения, в случае необходимости, ремонтных работ.

Методика изготовления некоторых конструкций буровой установки

Для эффективной работы самодельной буровой установки ее необходимо оснастить деталями.

Малогабаритная буровая установка

Обсадная труба

Изготовляется из пластика, асбоцемента, чугуна или другого металла. Ее начинают устанавливать при углублении на 4 м. Для соединения отдельных частей на концах труб нарезают резьбу или прибегают к сварке. Если их диаметр меньше 50 мм, можно использовать муфты.

Ударная штанга

Для ее изготовления используют цельные стальные болванки. Для их утяжеления внутрь заливают бетон. Отдельные элементы конструкции соединяются при помощи болтов или фланцев. Применение резьбы недопустимо. При сильном ударе такое соединение разрушается, что делает невозможным дальнейшую эксплуатацию ударной штанги.

Желонка

Для изготовления детали с простейшей конструкцией следует использовать отрезок трубы диаметром 90 мм, шарик из подшипника, стальной переход. Два последние элементы тщательно натирают наждачной бумагой. Это обеспечивает более плотное прилегание шарика к переходу. Для утяжеления желонки в ее верхнюю часть заливают бетон.

Канатный замок

В верхней части замка устанавливают гребенку. В аварийной ситуации с ее помощью канат можно поднять на поверхность.

Опорная шайба необходима для защиты корпуса от разрушения во время ударов о грунт.

Конец троса протягивают во втулку, рассоединяют на части и фиксируют заливкой легкого сплава металла.

Виды материала труб

У тех, кто впервые столкнулся с подобным водоснабжением дома из глубинных источников, нередко возникает вопрос о том, какая труба лучше для скважины – стальная или пластиковая. Однако в действительности существует еще и третий вариант – асбестоцементная. Разберем особенности применения, положительные и отрицательные их свойства более подробно.

Стальные

Стальной сплав – наиболее распространенный материал для обсадки. Большинство фирм предлагает именно стальной трубный прокат для формирования обсадки. Главная причина – срок ее службы аналогичен периоду эксплуатации самой скважины. Тем не менее, ввиду большого разнообразия изделий черного металлопроката, некоторые компании предлагают альтернативу.

Обсадные стальные трубыИсточник geolog.ru

На естественный вопрос рядового потребителя, какие стальные трубы используются для скважины, в ответ приводится следующий ряд вариантов:

• Чугунные.
• Эмалированные.
• Оцинкованные.
• Нержавеющие.
• Металлопластиковые.

К преимуществам стальных труб относятся:

1. Стойкость к повреждениям при монтаже и транспортировке.
2. Не подверженность грунтовому сдавливанию.
3. Более полувековой срок службы.
4. Возможность прочистки канала при засорении илом буровыми технологиями.
5. Сохранение изначальных параметров до конца эксплуатации.
6. Максимальная глубина скважины.

Среди их минусов выделяются:

• Подверженность коррозии.
• Проникновение ржавчины в водопровод.
• Высокая цена.

Альтернативные варианты лишены некоторых недостатков – например, не ржавеют. Однако естественной платой за это становится существенное удорожание проекта.

Обсадные металлопластиковые трубыИсточник remoskop.ru

Пластиковые

Пластиковая труба для скважины – наилучший вариант для заглубления не более, чем на 50-60 м. Главные ее плюсы следующие:

1. Большой срок службы.
2. Нейтральность по отношению к агрессивным факторам почвы.
3. Отсутствие коррозии.
4. Легкость в монтаже при минимальном весе всех элементов.
5. Оптимальная плотность соединения, что обеспечивает полную герметичность.
6. Доступная стоимость.
7. Инертность к биологическим факторам – на пластике не откладывается налет колоний патогенных микроорганизмов.

Кроме того, пластик не выделяет вредных компонентов в воду и окружающую среды. Однако есть у него один серьезный минус – недостаточная стойкость к сильному механическому воздействию. При монтаже и перевозке трубы можно повредить. По этой же причине обсадка скважины пластиковыми трубами не производится глубже 60 метров – из-за вероятности разрыва материала при нарастании напряжения между слоями грунтовых пород.

Обсадные пластиковые трубыИсточник burovik.ru

Асбестоцементные

Альтернативным вариантом решения вопроса о том, какую трубу использовать для скважины на воду, являются асбестоцементные изделия. Главные преимущества материала:

• Не подвержен ржавлению.
• Служит свыше 60 лет.
• Доступен по стоимости.
• Безопасен в эксплуатации.
• Инертен к химическим факторам.

Существенным его недостатком является избыточная хрупкость и ломкость. Поэтому трубы приходится изготавливать достаточно толстостенными, что их сильно утяжеляет, а разработчиков скважины заставляет делать канал более широким. Поэтому глубина их установки ограничена – до 100 м.

Трубы из асбестоцементаИсточник glawtruba.ru