Кольца представляют собой полые изделия из железобетона круглой формы, которые получили широкую популярность и применяются в различных сферах при прокладке подземных коммуникаций, тоннелей электро- и теплосетей, строительстве смотровых колодцев. Кольца актуальны для обустройства городских и частных систем отведения стоков, являются неотъемлемым элементом в конструкции канализации, используются для возведения стоковых ям и септиков. Доступная стоимость и разнообразие конструкций бетонных колец, представленных в монолитном, сборном вариантах исполнения, с дном, замком и т. д. позволяет использовать их по назначению для решения целого ряда задач.
Конструктивные особенности
В связи с тем, что железобетонные кольца находят применение для разных задач, различают несколько видов изделий, адаптированных для определенных целей. Диаметр стеновых колец востребованных при конструировании водопроводов варьируется от 700 мм до 2000 мм при высоте в пределах 690 – 890 мм и толщине стенки от 70 мм до 100 мм. Монолитные кольца используют для усиления днища, а канализационные выделятся значительной высотой, которая составляет до 900 мм при диаметре до 2000 мм. Конструктивно элементы могут иметь глухое днище, перфорирование, отверстия для оттока жидкости.
По конструкции соединения бетонные кольца дифференцируются на две группы: прямые, а также фальцевые, отличающиеся соединением друг с другом в виде замка. Для последних характерно наличие конструктивных выступов в верхней части изделия и пазов, расположенных снизу.
Масса колец в зависимости от габаритов и типа может варьироваться от 200 до 1000 килограмм. Выполненные по технологии вибролитья или вибропрессования бетонные изделия, отличаются высокой прочностью, надежностью и, как следствие, долговечностью. В качестве материала для продукции используется цемент марки не ниже чем М200. Наряду с основным материалом применяются вяжущие компоненты. Для наибольшей эффективности и максимальной прочности изделия после высадки из форм подлежат пропариванию при температурах от 70 до 90 °C. Благодаря этой технологии, возрастает скорость гидрации вяжущих ингредиентов в составе.
В зависимости от назначения и варианта исполнения бетонные кольца представлены в таком ассортименте:
- КСД – изделия с дном;
- КФК – элементы, ориентированные на строительство дренажных систем и коллекторов;
- КО - опорные кольцевые изделия, используемые в нижней части конструкции колодцев и фундамента;
- КС – стеновые изделия;
- КВГ – кольцевые конструкции, предназначенные для возведения колодцев при прокладке газопроводных и водопроводных коммуникаций;
- КЛК – элементы систем канализации ливневых коммуникаций.
По параметру степени проницаемости бетонного покрытия изделия делятся на три категории с нормальной, пониженной и особо низкой проницаемостью, которая приводится в маркировке колец в виде индексов «Н», «П» и «О» соответственно.
Назначение колодцев
Различные виды конструкций бетонных колец находят применение при строительстве целого ряда объектов, различаясь по своему назначению на изделия следующих типов:
- предназначенные для монтажа колодцев смотрового типа;
- для устройства канализационных городских систем и коллекторов;
- колодцев водозаборного типа;
- для оборудования системы проводки и защиты кабельных подземных коммуникаций;
- для строительства фильтровальных колодцев.
Технология монтажа
Установка бетонных колец начинается с этапа проектирования, на котором, прежде всего, необходимо определить местоположение, а также нужную глубину колодца. Величина заглубления зависит от назначения. Если колодец является источником воды, то необходимо максимально углубиться в грунт, чтобы добиться максимальной ее чистоты и прозрачности. Глубина дренажных коммуникаций и выгребных ям зависит от нагрузки и необходимой емкости. В зависимости от глубины колодца, его назначения, вида грунта осуществляется выбор конструкции колец между изделиями с прямым и фальцевым типом. Прямые кольца дешевле и оправданы для строительства несложных конструкций на устойчивом грунте. Для выбора типа и размеров колец можно воспользоваться табличными значениями.
Параметры и характеристики колец регламентированы нормативными требованиями госстандарта ГОСТ 8020-90. При вычислении объемов стоковых колодцев исходят из норм потребности 200 кубических литров воды на человека в сутки. Для расчета на определенное число проживающих используется тройная норма. При строительстве колодцев для труб и кабельных трасс, заглубление определятся глубинами, на которых находятся инженерные системы и коммуникации. От местоположения будет зависеть расход на протяженность коммуникаций. В связи с этим выбор оптимального расположения обусловлен анализом фактора свободного пространства. При этом септики и выгребные ямы располагают на расстоянии не более пяти метров от жилого строения, дренажные системы по месту стока или скопления жидкости, колодцы для коммуникации по направлению подключения. В соответствии с проектной документацией закупается материал: кольца необходимого диаметра и высоты в нужном количестве, цемент, битумная изоляция, щебень и песок. При прокладке труб других коммуникаций, осуществляется закупка комплектующих, включая заглушки, переходы, фитинги, запорную арматуру, ревизийные узлы и прочие необходимые элементы по длине трассы.
На этапе земляных работ необходимо выкопать котлован нужных размеров глубины и ширины за запасом. Как правило, котлован делают шире диаметра кольца на 10 – 15%. Для установки формируется основание, которое в зависимости от массивности (числа используемых ЖБИ) и назначения колодца, может представлять собой:
- подушку, выполненную из щебня и песка, слоем не менее 50 см;
- бетонный фундамент, для организации которого требуется опалубка и раствор.
В случае устройства коммуникаций на бетонном основании, работы по установке и монтажу колец могут производиться по истечении 10-14 дней после заливки фундамента. Это обусловлено необходимостью наличия, как минимум, половинной прочности основания, на которое будет воздействовать масса всех колец.
При выборе типа основания в ряде случаев необходимо произвести геодезические исследования, чтобы определить тип грунта. Щебень в отдельных сооружениях выполняет функцию опорного основания, а также фильтра. Для установки железобетонных колец находит применение спецтехника. Работы производятся бригадой квалифицированных рабочих в составе минимум трех человек. В большинстве случаев с целью обеспечения прочности и надежности технологического сооружения в качестве нижних элементов конструкции используются усиленные кольца. Армированные железобетонные изделия отличаются наличием каркаса, выполненного из сетки диаметром 4-5 мм. При этом конструктивно изделие имеет более толстые стенки, которые позволяют выдерживать нагрузки в виде массы установленных выше элементов. Специалисты рекомендуют производить монтаж армированных колец при строительстве больших стоковых ям, тоннелей теплосетей и коммунальных коммуникаций, глубоких колодцев, канализации и газопроводов. Для удобного захвата, установки и позиционирования железобетонные изделия оборудованы петлями, позволяющими стропить кольца при помощи крюков или с применением троса. Процесс установки последующих элементов предполагает их последовательный монтаж с установкой встык.
Кольца с прямой конструкцией устанавливаются друг на друга. При этом фиксация положения осуществляется при помощи скоб, выполненных из металла. Такой вариант конструкции является наименее прочным. В случае с неустойчивым грунтом наиболее целесообразным будет использование фальцевых бетонных колец с замком.
Их установка осуществляется посредством совмещения технологических выступов и углублений, позволяя соорудить наиболее ровную и прочную конструкцию. Кольца с замком позволяют сформировать конструкцию колодца, которая с течением времени будет не подвержена сдвигам, сохраняя свою целостность и герметичность. В том случае, если колодец невозможно соорудить из целых элементов выбранного типоразмера стандартного ряда, используются специальные вспомогательные или доборные кольца. Верхняя часть колодцев зачастую строится на основе стеновых бетонных изделий, которые применяются при сооружении горловины.
При этом места соприкосновения подлежат дополнительной обработке и герметизации. Наибольшей трудоемкостью отличается работа по заделыванию швов между блоками прямой конструкции без фальцевого соединения в паз. Используется для этой цели цементный раствор, которым оштукатуривают поверхности с последующей обработкой швов гидроизоляционными материалами на битумной основе. В том случае если грунтовые воды находятся близко, чтобы защитить коммуникации, необходимо наносить гидроизоляционный слой с двух сторон: изнутри и снаружи.
В верхней части колодца, как правило, устанавливается крышка в виде плиты с круглым отверстием для укладки люка. Герметично закрытый люк позволит избежать неприятных запахов. Помимо этого, закрытый колодец – это гарантия безопасности для прохожих, передвигающихся по поверхности сверху колодца. На завершающем этапе производится обратная засыпка и утрамбовка грунта примыкающего к конструкции колодца. В ряде случаев пространство между бетонными стенками колодца и грунтом заполняется песчаным грунтом, который обеспечивает не только прочность конструкции, но и позволяет сохранить высокие аэрационно-фильтрующий качества.
При наличии коммуникаций в виде труб или кабельных трасс их ввод реализуется через боковые технологические отверстия в кольцах. Место ввода подлежит герметизации.
При монтаже колец может использоваться технология установки с постепенным заглублением. В ходе проведения работ кольца устанавливаются на неподготовленный грунт и постепенно утапливаются на нужную глубину посредством выборки грунта из внутреннего пространства колодца. Для перемещения блоков бетонных колец вместо автокрана может быть успешно использована таль. В остальном этапы не имеют принципиальных отличий.
Не имея опыта в расчете строительных конструкций, а также в области возведения колодцев, стоит обратиться за помощью к профессионалам. Грамотно выполненный расчет и спланированная по этапам работа позволят снизить затраты на приобретение материалов, себестоимость строительства и сократить сроки проведения монтажных работ при максимально возможном качестве и долговечности конструкции.
Достоинства бетонных колодцев
Применение бетонных колец при конструировании колодцев является эффективным и экономически выгодным решением, благодаря ряду факторов. Среди них:
- доступная стоимость бетона, арматуры и, как следствие, низкая цена конструктивных элементов;
- повышенная устойчивость фальцевых бетонных изделий к сдвигу грунта;
- богатый ассортимент конструкций с широким диапазоном размеров, позволяющих реализовать строительство коммуникаций для различных целей;
- высокий уровень прочности надежности конструкции;
- долговечность сооружения, которая оценивается сроком службы не менее 20 лет;
- высокая морозостойкость;
- низкая поверхностная проницаемость, которая позволяет использовать изделия в условиях воздействия агрессивных сред;
- влагостойкость;
- экономичность сооружения;
- высокая степень сопротивления нагрузкам на сжатие, возникающим в процессе эксплуатации из-за давления грунта;
- высокая скорость и простота монтажных работ.
