Пластиковый кессон для скважины — преимущества, конструкция, выбор и монтаж

Для обвязки скважинных источников нередко устанавливают кессонные колодцы, в которые помещают насосное оборудование, приборы автоматики, трубопроводы для полива огородов. Большинство собственников для этих целей приобретают пластиковый кессон для скважины из широко представленного на рынке ряда моделей.

Основная задача потребителя при установке кессонного колодца — правильно подобрать резервуар с точки зрения прочностных характеристик и надежности, а также найти мастеров, способных провести грамотный монтаж. Для этого собственнику полезно изучить конструктивное устройство и разновидности полимерных кессонов, методы их обвязки, рекомендации специалистов по выбору.

Рис. 1 Примеры размещения оборудования в кессонах

Что такое пластиковый кессон и его назначение

Кессонный колодец из пластика представляет собой емкость цилиндрической формы высотой около 2 м и внутреннего размера в окружности, достаточного для размещения работника (средний диаметр около 1 м).

Вверху резервуар имеет суженную горловину, которую герметично закрывают полимерной крышкой. Стенки кессона оборудованы ребрами жесткости, внутри камер имеется вмонтированная лестница для спуска и подъема человека. Дно емкости оснащено отверстием или подгоняемым полимерным пеналом под разные диаметры обсадной трубы, на которую при монтаже одевают колодец.

Стоит отметить, что помимо установки кессона, существует и адаптерное подключение электронасоса через специальное приспособление в боковой стенке обсадной колонны. В сравнении с ним кессонный колодец способен выполнять следующие функции:

Герметичный пластиковый резервуар является защитой скважинного источника от проникновения внутрь наружных осадков, грязи вместе с поверхностными водами.

Так как глубина залегания пластикового кессона ниже точки промерзания грунта, он хорошо предохраняет скважинную воду от замерзания благодаря низкой тепловой проводимости материала. Поднятая вода, идущая по трубопроводу в дом, также менее подвержена промерзанию в герметично закрытой и не пропускающей холод камере.

Свободное место внутри кессона нередко используют для установки поверхностных электронасосов или таких же агрегатов в составе насосных станций.

Внутрь камеры многие помещают автоматику управления погружным насосным оборудованием: реле давления и сухого хода, гидроаккумулятор, манометр с предварительными фильтрами грубой очистки от песка.

Через кессонной колодец выходит наружу трубопровод, предназначенный для полива огородов. Его подключают к магистрали внутри камеры.

В кессоне монтируют разводку с запорными кранами, позволяющую сливать воду из ПНД водопровода, идущего в дом.

Нередко воду из скважинного источника помимо дома направляют в другие постройки: бани, сауны, теплицы, сараи для содержания животных. В этом случае внутри кессонного колодца производят трубную разводку, направляя к этим постройкам подземные водопроводы.

Рис. 2 Примеры внутреннего устройства и разводки оборудования в полимерных кессонах

Преимущества и недостатки кессонов из пластика

Основными конкурентами полимерных кессонных колодцев являются бетонные кольца и металлические емкости, в сравнении с которыми первые обладают следующими особенностями:

Имеют малый вес, благодаря чему просты в монтаже. Их установка может быть проведена одним или двумя работниками без использования спецтехники.

Выполнены из полимерных материалов, которые химически и коррозионно устойчивы, могут эксплуатироваться в широком диапазоне температур.

Благодаря химической нейтральности полимеров, пластиковый кессон способен находиться в земле без признаков разложения до 50 лет.

Из-за низкой теплопроводности пластика при морозах внутри камеры длительное время сохраняется положительная температура.

Полимер не пропускает воду, обеспечивает стопроцентную герметизацию внутренней камеры резервуара от почвы, поверхностных и грунтовых вод.

Многие конструкции оснащены удобными лестницами для спускания внутрь колодца.

Материалы изготовления кессонов (полипропилен ПП, полиэтилен низкого давления ПНД) позволяют делать герметичные отводы от резервуара. Этого добиваются путем напаивания на трубные отрезки, вставленные через прорезанные в камере отверстия, расплавленного пластика экструзионным методом.

Прочность и жесткость стенок полимерного кессона обеспечивают ребра, в которые вставляют стальные прутья или трубки. Оболочка большинства резервуаров не имеет сварных швов, что способствует ее высоким прочностным характеристикам.

Рис. 3 Функции полимерных кессонов

К недостаткам полимерных кессонов относят легкий вес, из-за которого они подвержены всплытию в почвах с высоким уровнем грунтовых вод. Чтобы избежать их подъема наверх, используют якорение к тяжелой основе.

Также относительно мягкие и пластичные стенки кессона при усадке почвы могут быть деформированы. Поэтому при их погружении в землю делают обсыпку не обычным грунтом, а цементно-песчаной смесью. В результате емкость оказывается помещенный в жесткую цементную скорлупу, не оказывающую давление на ее стенки.

Особенность пластиковых кессонов — эластичное дно, которое под весом человека может слегка смещаться в вертикальном направлении. Это с большой вероятностью приведет к тому, что уплотнитель вокруг трубы обсадной колонны потеряет свои герметизирующие свойства. Поэтому после погружения резервуара в землю некоторые монтажники на его дно укладывают цементно-песчаную стяжку, стабилизируя пол и предотвращая его движение. Так как материалы с содержанием песка и цемента способны накапливать влагу, из-за этого внутри емкости может наблюдаться повышенная влажность.

К недостаткам полимерных кессонов можно отнести их довольно высокую цену – качественный резервуар стоит примерно 40000 рублей. Для сравнения, колодец из бетонных колец обойдется хозяину с учетом монтажных работ в несколько раз дешевле.

Рис. 4 Физические характеристики материалов изготовления кессонов

Конструктивные особенности и материалы изготовления полимерных кессонов

Практически все полимерные кессоны изготавливают круглой цилиндрической формы. Их размеры в высоту могут доходить до 2500 мм при минимальном показателе в 1700 мм.

Средний диаметр их рабочей камеры около 1000 мм, верхнего лаза — не менее 650 мм. Кессоны для скважины из пластика с широкой горловиной имеют ширину люка около 1000 мм.

Высота горловины отличается у резервуаров от разных производителей и обычно находится в диапазоне от 300 до 600 мм.

Некоторые модели кессонов имеют внизу монтажную юбку, благодаря которой лучше удерживаются при присыпке в выкопанной яме.

Для посадки на обсадную колонну многие модели оснащаются гильзами под разные трубные диаметры, стандартный размерный ряд которых 125, 140 и 160 мм. Ось посадочного отверстия всегда совпадает с центром лаза.

Толщина стенок кессонов зависит от используемого при изготовлении вида материала и не должна быть меньше 10 мм, у моделей больших габаритных размеров она может быть выше.

Существуют специальные конструкции термо-кессонов, толщина стенок которых доходит до 40 мм (технологии от компании Термо-ЛОС).

Читайте также:  Какой должна быть правильная конструкция скважины на воду

Рис. 5 Размерные параметры и конструкция кессонов БИО-С (чертеж)

Кессоны изготавливают из следующих полимерных материалов:

Полиэтилен низкого давления ПНД. Потребитель сталкивается с полиэтиленом низкого давления при прокладке трубопровода от скважины к дому — именно он является материалом изготовления черных водопроводных труб. ПНД благодаря своей эластичности и не слишком высокой жесткости выдерживает значительные деформации без растрескивания. Даже замерзание воды в ПНД-трубах редко приводит к их разрыву в отличие от металла и других полимеров.

ПНД способен выдерживать низкие температуры до – 60 °С, однако его верхний рабочий температурный предел не превышает + 40 °С.

Полиэтилен низкого давления устойчив к агрессивным химическим веществам, плохо реагирует на прямое солнечное излучение.

Теплопроводность полиэтилена низкого давления в зависимости от марки (ПЭ-60, ПЭ-80 или ПЭ-100) составляет 0,38 — 0,44 Вт/м·°С, его коэффициент линейного расширения — от 210 до 550 10-6·К-1. Кессоны из полиэтилена низкого давления выпускают характерного черного или синего цветов.

Рис. 6 Кессоны из ПНД – особенности конструкции

Полипропилен ПП. Обычный полипропилен может длительное время эксплуатироваться в температурных границах от – 10 °С до + 60 °С, что по нижнему порогу делает его малопригодным для наружного применения. Для расширения температурного диапазона материала в него вводят эластичные добавки, получая морозостойкий полипропилен МПП с нижним температурным порогом до — 40 °С. Данный материал можно без каких-либо опасений эксплуатировать на улице.

Коэффициент теплопроводности полипропилена почти в два раза ниже, чем у полиэтилена и в среднем равен 0,2 Вт/м·°С. Коэффициент линейного расширения полипропилена также в два раза меньше в сравнении с ПНД и находится в диапазоне от 110 до 180 10-6·К-1.

Полипропиленовые кессоны выпускают характерного белого цвета. Это вызывает некоторые сомнения в морозостойкости материала — химические добавки в МПП обычно окрашены.

Основное преимущество полипропиленовых колодцев — возможность создавать герметичные отводы для подключения труб без каких-либо резьбовых или разъемных соединений. Для этого в высверленные в оболочке отверстия вставляют отрезок трубы и закрепляют ее с одновременной герметизацией стыка методом экструзии — подачей через специальное приспособление на место соединения расплавленного полипропилена.

Рис. 7 Колодцы из полипропилена – конструктивные особенности

Непластифицированный поливинилхлорид НПВХ. Из данного материала изготавливают трубы коричневого цвета для прокладки наружной канализации и практически все трубные изделия для обсадных скважинных колонн.

Материал обладает достаточно высокой жесткостью, его теплопроводность около 0,16 Вт/м·°С, коэффициент линейного — удлинения 60 – 80 10-6·К-1. Довольно твердый и хрупкий НПВХ из-за низкой эластичности не слишком подходит для кессонных колодцев, которые испытывают существенные температурные и физические нагрузки при эксплуатации. Чтобы обладать достаточным запасом прочности, изделие должно иметь толстые стенки и довольно большой вес.

Стеклопластиковые. Стекловолоконные (стеклопластиковые) кессоны для скважин обладают довольно высокими прочностными характеристиками при сохранении эластичности и упругости. Их стенки ввиду высокой прочности стекловолокна делают относительно малой толщины, что снижает общий вес изделия.

Сам материал имеет коэффициент теплового расширения от 0,18 до 0,3 Вт/м·°С и очень малое удлинение при разрыве, не выходящее за границы 0,4 — 1,4 10-6·К-1.

Рис. 8 Кессонные колодцы из стеклопластика

Пластиковый кессон для скважины — нюансы монтажа

Установка кессона из полимерных материалов состоит из следующих операций:

В земле выкапывают яму по размерам кессона с таким расчетом, чтобы между его стенками и дном оставался зазор примерно в 200 мм.

Дно ямы утрамбовывают и заливают цементно-песчаной стяжкой по горизонтальному уровню толщиной не менее 100 мм, предварительно заложив укрепляющую арматуру или фрагменты сетки.

Очень многие фирмы пренебрегают этой процедурой для ускорения работ, ведь для высыхания стяжки требуется определенное время, в зависимости от погодных условий и состояния грунта примерно 1 — 2 дня. Если монтаж кессона проводят в зимнее время или при повышенной влажности грунта от близко подходящих к поверхности верхних и грунтовых вод, на дно укладывают бетонную плиту.

Стоит отметить, что при проведении процедуры заливки стяжки под дно резервуара в большинстве случаев отпадет необходимость заливать ее внутрь камеры для получения жесткого пола.

Стяжка или бетонная плита для многих моделей кессонов одновременно являются якорем. К ним привязывают резервуар через имеющиеся в его конструкции сквозные отверстия.

Рис. 9 Схема установки полимерного кессона

Установленный на поверхности кессон готовят к монтажу. В вырезанное в дне отверстие помещают гермоввод в виде муфты с двумя зажимными кольцами. Если используют изделия из полипропилена, в нем сверлят отверстия для монтажа переходных отрезков на водопровод и трубу для полива огорода. Затем при помощи экструдера вставленные трубные фрагменты оплавляют горячей полипропиленовой массой, полученной от расплавленного ПП-шнура.

Точно также при помощи экструдера можно герметизировать проходящие через кессон из полиэтилена низкого давления отрезки ПНД-трубопровода. В этом случае в прибор помещают полиэтиленовой шнур, температура расплавления которого составляет 220 °С.

Если в дне емкости отсутствует гильза для посадки на обсадную колонну, в ней прорезают сквозное отверстие подходящего размера и одевает специальную муфту (гермоввод).

Муфта состоит из двух стальных колец, соединяемых болтами, и помещенного между ними резинового рукава. При закручивании болтов внутреннее кольцо сжимает буртик рукава, и он плотно облегает трубу обсадной колонны вместе со сквозным отверстием.

Второй вариант герметизации обсадки — использование переходной резиновой муфты, которую закрепляют на обрезанном патрубке встроенной в кессон гильзы и трубе обсадки. Для прижима герметизирующего рукава используют металлический хомут.

После монтажа всех необходимых отводов на кессонном резервуаре его одевают на выходящую из земли (стяжки, плиты) трубу обсадной колонны.

Рис. 10 Экструдер для пайки полиэтилена низкого давления и полипропилена, принцип его действия

Предварительно, перед рытьем ямы под кессон, можно выкопать траншеи для прокладки водопроводной магистрали в дом или другие хозяйственные постройки.

При рытье канав важно соблюдать некоторый уклон в сторону скважинного источника, обеспечить прямолинейное расположение трубопровода.

Если по каким-либо причинам водопроводная магистраль проходит выше глубины промерзания грунта, которая в среднем составляет полтора метра, ее утепляют жесткой скорлупой из пенопласта или полиуретана.

Большинство фирм используют для утепления труб пористые полиэтиленовые трубки, польза от которых стремится к нулю, если не к отрицательному показателю. Их теплоизолирующие свойства резко снижаются после сдавливания грунтом и напитывания мелкоячеистой оболочки водой.

Читайте также:  Давление воды в водопроводе — нормы и варианты его стабилизировать

Помещенный в яму на стяжку кессонный резервуар обсыпают по бокам сухой цементно-песчаной смесью в соотношении 1 к 4 или 1 к 5 в зависимости от марки цемента. Вверху не доходят до плоскости грунта на участке 100 — 150 мм, оставляя место для укладки снятого ранее дерна.

Засыпку не следует поливать водой, как это делают некоторые работники — она и без этой процедуры напитает воду из грунта и превратится в жесткую и прочную скорлупу. А полив сухой смеси может вымыть цемент, что приведет к неоднородности структуры затвердевшей оболочки.

Рис. 11 Герметизация отрезка полипропиленовой трубы при помощи экструдера

Некоторые фирмы при установке бюджетных кессонов, обладающих недостаточно высокой прочностью и жесткостью стенок, применяют технологию заливки внутрь воды. Это позволяет при высыхании раствора сохранить резервуару свою первоначальную форму, геометрия которого при отсутствии внутри воды от давления засыпки, грунта на стенки была бы нарушена.

Если под дно кессона не была залита цементно-песчаная стяжка или уложена плита, делают стяжку на полу внутри резервуара толщиной не менее 30 мм с использованием укрепляющей сетки или арматуры.

После высыхания обсыпочной смеси приступают к монтажу внутреннего водопровода, вспомогательного оборудования и автоматики, устанавливают скважинный оголовок для погружного насоса или насосную станцию.

Чаще внутреннюю разводку делают из полипропиленовых труб с переходом на ПНД или наоборот.

При монтаже также предусматривают монтаж патрубков с отсечными кранами для слива воды из системы, выводят наверх трубопровод для полива огородов, делая в верхней стенке около горловины отверстие.

Запорные шаровые краны используют из полипропилена — их проще монтировать пайкой и они не столь подвержены коррозии. Чтобы не спускаться каждый раз в кессон для закрытия или открытия кранов, выбирают модели с одноручными консолями и делают пластиковую штангу Т-образной формы с вырезом для одевания и поворота ручки.

Рис. 12 Гермоввод и варианты его применения в кессоне

Как выбрать качественный кессон

Решая, какой кессон лучше для скважины, следует руководствоваться следующими соображениями:

Основной и наилучший критерий грамотного выбора изделия – его высокий вес не менее 100 кг. Это говорит о том, что резервуар сделан из толстостенного пластика, имеет внутренние ребра жесткости из толстого и соответственно прочного металла.

Не стоит покупать модели, в которых ребра жесткости имитированы и не имеют встроенного стального каркаса.

Некоторые производители делают в камерах ребра жесткости в виде плоских колец. Помимо того, что они легче по весу, плоские ребра обладают значительно большей жесткостью, чем кольца круглого сечения.

Крышка, которая закрывает кессонную камеру, может накручиваться на резьбу или откидываться при пользовании лазом. Стоит отметить, что резьбовой вариант – рискованное решение из-за того, что в процессе эксплуатации горловина может деформироваться и накрутить или снять крышку не получится.

Некоторые изделия имеют на корпусе шов, который снижает их прочностные характеристики. Камера должна сделана по цельноотлитой технологии.

При эксплуатации в холодных климатических условиях лучше приобрести кессонную камеру из полипропилена, обладающую в два раза более низкой теплопроводностью, чем популярные изделия из полиэтилена низкого давления.

Чтобы свести к минимуму количество резьбовых соединений, для вывода труб используют гермовводы в виде металлических дисков с помещенным между ними резиновым рукавом.

Размер выбираемого кессона напрямую связан с размещаемым внутри оборудованием. Если в камеру ставят насосную станцию больших габаритных размеров, гидроаккумулятор, берут резервуар не менее 1200 мм в окружности.

Рис. 13 Внешний вид и конструкция кессона Rodlex

Производители и стоимость полимерных кессонов

Практически все полимерные кессоны на отечественном рынке — российского производства. Их изготавливают большое число частных коммерческих компаний на малых предприятиях, поэтому имеется широкое разнообразие брендовых названий.

У потребителя на слуху такие торговые марки, как:

Rodlex. Компания с одноименным названием и предприятием в г. Заволжье Нижегородской области выпускает кессоны из полиэтилена низкого давления и литьевого полипропилена ротационным методом.

Стандартные размеры кессонов — 1300х2000 мм и 980х500, изделия имеют внутреннюю вформованную систему отверстий под лестницу (в комплектации идет отдельно) и ребра жесткости.

Отличительные черты камер марки Rodlex — наличие пригрузочной юбки, отверстий для якорения, дна с ребрами жесткости и посадочной площадки около горловины, предназначенной для прокладки наружного летнего водопровода (используется для полива, хозяйственных нужд).

Средняя стоимость кессона Rodlex размером 980х1500 около 25000 руб., цена изделий с габаритами 1300х2000 — 40000 руб.  (модель Rodlex KS-2 весом 100 кг).

Рис. 14 Модельный ряд Тритон, их размерные параметры и стоимость

Тритон. Это торговая марка отечественного производителя — фирмы Тритон-Пластик, выпускающей линейку широко известных септиков Микроб, Танк, Десептикон, большой ассортимент акриловых ванн.

Кессоны марки Тритон изготавливают из полипропилена белого цвета и полиэтилена низкого давления черного, оранжевого цветов (Тритон Премиум). Резервуары оснащены площадкой для поливочного трубопровода, юбками, отверстиями для якорения и внутренней лестницей, ступени которой можно снимать.

Изделия из полипропилена имеют гладкие стенки, полиэтиленовые оснащены ребрами жесткости. Стоимость резервуаров зависит от их габаритных размеров. Средняя цена модели Премиум, весящей 100 кг типовых размерных параметров 1200х2100 составляет 26000 руб. Дочиста. Дочиста — бренд российской компании, выпускающей широкий ряд изделий методом ротационного формования для автономной канализации, погребов, колодцев.

Кессон Дочиста — пример высококачественного изделия, которое можно смело рекомендовать к покупке.

Ребра жесткости кессона довольно массивны и расположены под углом 90° (плоские кольца), они установлены на корпусе и в области горловины (по вертикали). Снизу кессона имеется пригрузочная юбка, около горловины размещена площадка для прокладки поливочного трубопровода.

Кессон Дочиста сделан из полиэтилена низкого давления, стандартный резервуар с габаритными размерами 1200х2000 мм весит 130 кг и стоит почти 40000 руб.

Рис. 15 Конструктивное устройство кессона Дочиста

В настоящее время полимерные кессоны благодаря своим более лучшим физическим и химическим характеристикам практически вытеснили из бытового применения их главных конкурентов — морально устаревшие бетонные кольца и камеры из листовой стали с гидроизоляционным покрытием. Несмотря на их более высокую цену, итоговая разница после монтажа и эксплуатации пластикового кессона не столь велика в силу низких расходов на его транспортировку, установку, более высокую степень защиты оборудования от коррозии и низких температур.