Для определения пустотности заполнителя им надо полностью наполнить ведро емкостью 10 л, налить в него воды и по ее объему определить процентное содержание пустот. Например, если в ведро вошло 5 л воды, значит, пустотность заполнителя составляет 50%. Оптимальный объем пустот в песке не должен превышать 37%, в гравии – 45%, а в щебне – 50%. Размеры самого крупного заполнителя не должны превышать 1/4–1/5 минимального размера деталей конструкции.
Готовая бетонная масса уменьшается в объеме: из 1 м3 сухой смеси получается около 0,7 м3 бетонной массы, поэтому исходных материалов надо брать больше. Бетонные или железобетонные кольца делаются высотой 0,7–1 м и диаметром 0,8–1 м в зависимости от глубины колодца. Толщина стенок железобетонных колец – 10–11 см. С одной стороны, такая толщина отвечает требованию экономии материала, а с другой – она обеспечивает достаточную прочность кольца. Кроме того, она создает оптимальное пространство для заполнения его арматурой.
Железобетонные кольца армируются вертикальными стержнями диаметром 8–12 мм (по 4–10 в каждом кольце) или горизонтальными кольцами диаметром 6–8 мм (по 12–15 в каждом кольце).
Изготовление опалубки для бетонных колец. Форма, или опалубка, для изготовления колец состоит из двух цилиндров (большого и малого), которые вставляют один в другой. Делают ее из досок толщиной 2,5–3 см. Та сторона доски, которая соприкасается с бетоном, должна быть хорошо остругана.
Сначала делают по два деревянных кольца для внешней и внутренней формы: собственно кольцо и его обшивку. Затем их распиливают по вертикали на 3–4 части, которые соединяют между собой гвоздями и планками. Собственно кольцо обшивают досками шириной не более 10 см: внешнее кольцо – с внутренней стороны, а внутреннее – с наружной.
На ровную деревянную поверхность укладывают стальную проволоку (арматуру) в виде кольца, диаметр которого равен внутреннему диаметру внешнего кольца формы, закрепляют гвоздями и обмазывают с двух сторон глиной.
Это делается для того, чтобы в готовом кольце образовались так называемые замки, препятствующие перекосу колец при установке.
Затем на щит устанавливают кольца формы (сначала внешнее, потом внутреннее) и закрепляют вбитыми по краям гвоздями. Внутрь формы помещают арматурный каркас, а под ушки – вкладыши, обернутые рубероидом или плотной бумагой и перевязанные прочной нитью.
Наружное кольцо формы обвязывают проволокой или прочной веревкой, которую надо сильно натянуть. Стенки формы, соприкасающиеся с бетоном, смазывают каким-либо маслом, например машинным.
Чтобы получить кольца с ровной и гладкой поверхностью, форму можно обить кровельной сталью, пластмассой, водостойкой фанерой или плотным картоном, который надо сначала проолифить или покрыть масляной краской.
Изготовление железобетонных колец. При строительстве колодцев используют в основном железобетонные кольца, поэтому, перед тем как залить форму бетоном, в нее надо вставить стальную арматуру. В кольцо вставляют арматурные стержни, скрепленные между собой скобочками, а на поверхность выводят два ушка, с помощью которых кольцо устанавливают в шахту колодца.
Чтобы не спиливать ушко после установки кольца, в последнем можно сделать для него пазуху с отверстием, выходящим наружу, через которое пазуху заполняют раствором. При установке бетонных колец вместо ушек можно использовать небольшие вертикальные скобки, расположенные на расстоянии 10–15 см от края кольца. Для их крепления в бетоне необходимо оставить несколько отверстий диаметром 12–15 см.
В колодце кольца скрепляют между собой шестью стальными скобами длиной 20 см. Для таких скоб на расстоянии 10–15 см от края в кольце делают отверстия. Поскольку швы между кольцами за счет уплотнения их волокнистыми материалами становятся шире, то в одном кольце отверстия должны иметь правильную круглую форму, а в другом – эллипсоидную. Длина эллипса равна двум диаметрам скобы.
Один конец соединительной скобы можно установить на кольцо еще в процессе заливки формы бетоном. Тогда на другом кольце для второго конца такой скобы устраивается пазуха, как для ушек, с использованием деревянного вкладыша круглой или прямоугольной формы. Из готового кольца вкладыш легко выбивается молотком. Во избежание перекоса кольца при установке на его торцевых сторонах делаются замки (треугольной формы) на глубину 6–7 мм, которые отстоят от наружного края кольца на 7–10 мм.
После того как все подготовительные операции будут закончены, форму устанавливают на щит и заполняют ее бетоном. Этот процесс называется отбивкой, если раствор густой, или отливкой, если раствор жидкий. Чтобы зафиксировать арматурный каркас, между ним и стенками формы вставляют тонкие доски, которые по мере заполнения формы раствором приподнимают. Бетон необходимо укладывать постепенно, уплотняя каждый слой стальным штырем диаметром 10–15 мм, особенно тщательно эту операцию выполняют вокруг вкладышей.
После окончательного застывания бетона кольца вынимают из форм (отбитые – через 4 сут; отлитые – через 1 нед) и выдерживают на щите 5 сут. Чтобы изделия приобрели дополнительную прочность, 4–5 раз в день их надо смачивать водой.
Поддерживать рабочее состояние бетонного колодца легче, если стенки его будут гладкими, поэтому очищенные от смазки кольца надо промыть водой, покрыть тонким слоем цементного раствора (1 : 1), разровнять сначала полутерком, а затем мягкой ветошью.
Для строительства колодца можно использовать и готовые железобетонные кольца, применяемые для смотровых водопроводных и канализационных колодцев диаметром 1 м.
Строительство сборных бетонных колодцев. В предварительно вырытом котловане сначала разравнивают дно, после чего на него опускают первое железобетонное кольцо.
Внешний диаметр этого кольца должен быть больше внешнего диаметра остальных колец на 5–6 см.
В нижний его край при изготовлении вставляется металлический нож со штырями, чтобы кольцо могло легко врезаться в грунт. Нижний край первого кольца может быть выполнен без ножа в виде конуса (заостренным). Тогда при его изготовлении надо использовать более прочный бетон, увеличив долю цемента в растворе, или брать бетон марки 500 и выше. Кроме того, на дно колодца можно положить деревянное кольцо с ножом толщиной не менее 15 см. Сделать кольцо можно из березы, клена или мореного дуба.
Если колодец роют в слабом грунте, то в качестве основного, первого, кольца используется обычное. Дойдя до водоносного слоя, под него кладут железобетонную плиту шириной 30–40 см, длиной 60–70 см и толщиной 10–15 см, постепенно подрывая стенки. При опускании в шахту кольцо цепляется за ушки на краю или за вертикальные скобки по бокам. После установки кольца ушки спиливают или срезают сварочным аппаратом.
На верхний край кольца кладут уплотнитель – просмоленный канат, пеньку или любой другой волокнистый материал, чтобы через соединительный шов в колодец не проникала загрязненная вода. После установки второго кольца внутренние швы, а также имеющиеся пазухи ушек или вертикальных скобок очищают, промывают водой и через некоторое время, после того как вода впитается в бетон, заполняют цементным раствором (1 : 1 или 1 : 2). Наружные швы заделывают раствором после сооружения всей трубы.
