Оглавление
На какую глубину закапывать водопроводную трубу в частном доме как правильно рассчитать
Глубина траншеи под водопровод зависит от климатических условий местности, поэтому основным документом для ее расчета является карта глубин промерзания. Данную информацию можно получить из интернет источников, воспользовавшись приложением к карте России, где более точные данные температуры земли приведены для различных городов с учетом структуры грунта.
При водозаборе из скважин для размещения насосного оборудования часто используют кессонные ямы, в которых прокладка водопроводной трубы в направлении фундамента строения происходит через стенки кессона.
Если глубина прокладки водопровода от промерзания имеет существенную величину, придется углублять кессон на соответствующее расстояние – это приведет к дополнительным финансовым расходам на строительство и неудобствам при пользовании ямой. Выходом из положения является вариант теплоизоляции утеплителем водопровода, позволяющий снизить глубину его закладки.
Чтобы определить, на какую глубину закапывать водопровод в этом случае, необходимо провести расчеты по формулам, учитывающими температуру воды и грунта в зимнее время на заданной глубине. Если с водой при наличии обычного термометра проблем не возникает, по измерение температурных параметров грунта на необходимой глубине довольно проблематично. Поэтому оптимальный вариант – получение информации о допустимой глубине залегания водопровода в зимнее время с данным материалом и толщиной утеплителя у производителя или продавца теплоизолирующей оболочки.
Второй способ – самостоятельный расчет утеплителя с использованием формул по известной стандартной методике (СНиП 2.04.14-88 пункт: Расчет тепловой изоляции) затруднен. Приведенные в ней формулы и методология разработаны только для определения параметров изоляционной оболочки от охлаждения окружающей средой трубопроводов с температурой рабочего тела от +20º до +300º С.
Рис. 4 Монтаж наружного водопровода при водозаборе из колодца – схема
В сети можно обнаружить белорусский Технический кодекс установившейся практики ТКП 45-4.02-129-2009. В пункте 3.10 приведены инженерные формулы расчета толщины теплоизолирующего материала для предотвращения замерзания (твердения) жидкости в течение определенного времени при остановке ее движения или времени до начала замерзания в трубопроводе. Формулы имеют сложный вид и рассчитаны на использование специалистами, к тому же они предназначены для подсчета параметров изоляции трубопроводов, расположенных на поверхности земли или внутри помещений (одним из вводных показателей является скорость ветра).
Более быстрый и эффективный способ определения параметров теплоизоляции – использование онлайн калькуляторов, но и в этом случае сложно подобрать калькулятор, способный проводить данные расчеты.
Радикальный и дорогой способ решить проблему расчетов – использовать тепловой электрический кабель, его теплоотдача рассчитывается в ваттах на метр, нужную длину и мощность для предотвращения замерзания во время покупки товара укажут менеджеры по торговле. Преимуществом кабеля является возможность регулировки его температуры вручную или автоматически, поэтому кристаллизация воды в линии с проложенным нагревательным элементом маловероятна при любых ошибках в расчетах.
Также при расчете глубины могут быть полезны коэффициенты, отражающие зависимость расстояния, на котором земля промерзает, от состава почвы:
- для песчано-гравийных грунтов показатель берется равным 1;
- для супесчаных – 1,25;
- в суглинистых и глинистых грунтах показатель – 1,5;
- в торфяных – около 2.
Рис. 5 Схема подключения и глубина заложения водопровода при подаче воды из скважины
Способы соединения труб ПНД
В готовом проекте представлен план магистральной сети: длина, повороты, соединения. На этапе проектирования, еще до закупки материалов, определяют способ крепления участков между собой и формируют итоговый список оборудования и материалов, рассчитывают сметную стоимость прокладки.
Сварка встык
Для прочного, надежного соединения ПНД применяют сварку встык. Способ удобный и недорогой, за исключением стоимости сварочного аппарата. В среднем цена такого оборудования от 180 тысяч до 2 миллионов рублей. Если у вас нет цели приобретать аппарат для сварки труб ПНД, стыковку участков лучше доверить специализированной бригаде.
Если вы планируете прокладку водопровода самостоятельно, я расскажу, как это сделать. Сварочный аппарат состоит из следующих элементов:
- центратор;
- гидроагрегат;
- сварочное зеркало;
- торцеватель.
Сборка состоит из следующих этапов:
- Зафиксировать трубы ПНД в центраторе по двум сторонам крепежными гайками.
- В комплекте со сварочным аппаратом поставляется памятка с формулой, через которую рассчитывают давление для конкретного диаметра трубы. Узнав нужные параметры, установить их в гидроагрегате.
- Обезжирить края трубы ПНД спиртовыми салфетками.
- Торцовкой выровнять стыки, чтобы не было заусенцев.
- Нагрев сварочное зеркало, установить его между труб. Подавать на центратор давление до тех пор, пока торцы не расплавятся на 1 сантиметр. Сбросить давление до нуля и подождать указанное в инструкции время.
- Убрать нагревательный элемент, соединить трубы.
Электромуфтовая
Способ электромуфтового соединения подходит для ремонта уже существующего водопровода из ПНД. Но им также можно воспользоваться для сварки новой системы в труднодоступных местах. Потребуется сварочный аппарат для электромуфтовой сварки и соединительные муфты. Стоимость муфт зависит от диаметра, начинается от 200 рублей.
Перед началом работ примеряют муфту к отрезкам труб и делают засечки белым маркером. От места среза до засечки трубу зачищают скребком от защитного окислительного покрытия и обезжиривают.
Электромуфта представляет собой рукав с пазами под контакты сварочного аппарата. На корпусе муфты наклеен штрихкод, который считывают лазерной указкой, входящей в комплект аппарата. Если по каким-то причинам считывание не произошло, то данные можно взять в паспорте муфты. Штрихкод нужен, чтобы аппарат автоматически подобрал режим сварки.
Соединив трубы в муфте, подключают контакты. На аппарате дают команду «старт». Ток подается на электросеть, расположенную на внутренней стороне муфты. Труба начинает плавиться. Процесс считается завершенным, когда на поверхности рукава появятся маячки и аппарат подаст сигнал.
Соединение компрессионными фитингами
К менее надежным способам относят соединение фитингами. В местах стыков могут образоваться течи, поэтому использовать такой метод лучше для наружных систем водопровода малых диаметров.
Для соединения водопровода из труб ПНД компрессионными фитингами не требуется дополнительного оборудования. Сваркой и электромуфтой разрешено соединять только одинаковые по диаметру, марке и толщине стенки трубы ПНД, а разнообразие в моделях фитингов позволяет компоновать элементы разного сечения.
Откручивают от фитинга зажимную гайку синего цвета, надевают ее на трубу. Следом крепится кольцо белого цвета. Зачищенную и обезжиренную трубу вставляют в фитинг, подтягивают кольцо и гайку, плотно закручивают.
Соединение в раструб
До того как муфты и фитинги стали доступны на строительных рынках, в прокладке трубопровода широко применялся способ соединения в раструб. Технология заключается в компоновке труб разного диаметра: одну трубу вставляют в другую и герметизируют стык. Для герметизации используют прорезиненную муфту, предварительно надетую на широкий срез трубы.
Какой способ лучше
Для подземного водопровода лучше применить способ сварки встык. Такое соединение гарантирует долгую работу системы без протечек. Процесс сварки труб быстрый, с работой справится один человек.
Расчет глубины прокладки канализации
Для московской области:
минимальная глубина заложения канализации не меньше 110 см.
По карте — 140 см
140 см — 30 см = 110 см
Уклон составит 40 см
2 см / м * 20 см = 40см Септик должен находиться на глубине порядка 150 см. и более (из-за неровностей почвы)
110 см + 40 см = 150 см.
По нормативным документам стандартный септик необходимо строить из трех бетонных колец. Так как высота стандартного кольца равна 90 см, то полная глубина укладки септика составит 270 см.
90 см * 3 = 270 см
Это означает, что нормально функционировать будет лишь малая половина септика — всего 120 см.
270 см — 150 см = 120 см
В современном строительстве вместо устаревшего септика устанавливают автономную очистную станцию. Но так как глубина (вместе с уклоном) не зависит от характера и габаритов объекта, то и станцию придется заглубить на 150 см.
Объем работ произведенных при этом будет неимоверно высок, тем более, что понадобится увеличение капиталовложений для обустройства дополнительных ревизионных колодцев, необходимых, для планомерного осмотра или ремонта оборудования. Все это настолько повышает стоимость земляных работ, что хозяева частных домов не в состоянии оплатить проведение канализации. Ведь по всем нормативам, глубина канализации в частном доме такая же, как и на других объектах, хотя загруженность ее невысока.
Рассмотрим, почему это происходит:
- Во-первых, температура канализационных вод или ниже, или превышает комнатную температуру. Таким образом, в холодное время года, изморозь, которая покрывает внутреннюю поверхность канализационных труб, постоянно подтаивает и уносится теплым потоком.
- Во-вторых, при непостоянном использовании канализации (при долгом отсутствии хозяина) трубы стоят пустыми, воды в них нет, и они не замерзают.
- В-третьих, система канализации постоянно прогревается теплом (проникающим из очистной станции или септика), которое образуется в результате химической реакции разложения.
Получается, что не обязательно расходовать «круглую» сумму, укладывая трубы на такую глубину.
Для жителей средней полосы и умеренного климата можно выводить канализацию из дома на небольшой глубине (примерно 0,5 — 0,7 м). Затем следует укладывать трубы под небольшим уклоном (не менее 2 см / м).
При подсоединении канализации к сети центрального коллектора, главным условием, которое влияет на такой параметр, как глубина прокладки канализации, является расположение относительно трубопровода.
Если уложить канализацию ниже центральной сети, то система не сможет функционировать, и к вам зайдут нечистоты из основного коллектора.
Для решения этого вопроса необходимо:
- применять специальные очистные фекальные насосы. Такой вариант используют повсеместно, и он приносит выгоду на тех участках, которые расположены намного ниже центральной сети, к которой происходит подключение. Не следует забывать, что при этом ваш трубопровод становится зависимым от сети центрального коллектора. Это имеет свои отрицательные стороны, например, при постройке частного дома или дачи в поселке или деревне, где нередко возникают проблемы с электроэнергией, насосы в это время не будут работать и в системе возникнут сбои.
- осуществить утепление. Для этого выяснить на какую глубину копать канализацию (минимальное значение), и уложить трубы канализации на возможно минимальной глубине залегания. Для этого метода стоит применить закрытую укладку, с помощью бетонных V — образных лотков или обложить трубы кирпичом, предварительно обмотав трубы канализации двойным слоем утеплителя. Так же возможна установка специальных обогревающих кабелей, которые не дают замерзнуть трубам и стокам вашей канализации.
Ко второму способу прибегают люди, строящие свои дома в условиях сурового климата (на крайнем севере, в условиях вечной мерзлоты), где трудно проложить трубы по нормам и стандартам, так как это обойдется на один два порядка выше.
Укладка канализации
Выбор материалов
При прокладке канализации в частном доме важно правильно выбрать типы труб, которые будут для этого использоваться. Для этого существуют несколько различных возможностей. Рассмотрим их более подробно и определим достоинства и недостатки каждого варианта
Рассмотрим их более подробно и определим достоинства и недостатки каждого варианта.
Трубы, которые используются для укладки ассенизационной системы
- Один из распространённых вариантов — использовать те, которые сделаны из чугуна. Они отличаются высокой прочностью и долговечностью. Но при установке они достаточно громоздкие и неудобные. Они не годятся для того, чтобы их разрезать для придания им нужной длины. Также представляет некоторые сложности проведение соединений между различными их участками.
- Также широко применяются стальные трубы. Процесс их установки немного проще, чем для чугунных. Для того, чтобы обеспечить их надёжное соединение, применяют сварку. При этом у них имеется существенный недостаток: они подвержены коррозии.
- Ещё одним вариантом может быть использование асбестоцементных труб. Они гораздо легче тех, которые сделаны из металла. Выполнять их монтаж несколько проще, чем монтаж металлических. Основной их недостаток — это недостаточная прочность. При механическом воздействии является весьма вероятным образование сколов и трещин.
- Пластиковые трубы имеют ряд важных достоинств. У них очень небольшой вес. Они неуязвимы для коррозии. Стоят они дешевле, чем другие типы. На их стенках не образуются скопления микроорганизмов, что для канализационных труб является немаловажным обстоятельством. Пластиковые различаются по цвету. Если они коричневого или оранжевого цвета, то это значит, что их можно использовать снаружи дома и закапывать в землю. Серый цвет указывает на то, что эта труба предназначена для той части системы канализации, которая расположена внутри дома. Внешние трубы обычно являются более прочными и толстыми.
СНиП П-Г.3-62
Требования этого документа определяют глубину, на которой канализационные трубы выходят из дома. Она должна быть на тридцать сантиметров меньше, чем обычная глубина промерзания почвы в данной местности
Однако, при планировании их прокладки важно учитывать также и другие обстоятельства
Важным моментом является то, будет ли проложена канализации под дорогой. В этом случае возрастает риск механического повреждения. Кроме того, если на поверхности земли зимой будет толстый слой снега, то это может снизить глубину промерзания и позволить уменьшить глубину прокладки.
В этом документе также предусмотрен уклон при прокладке трубы. Дальний её край должен быть немного ниже, чем ближний, тот, который ближе к дому. Это нужно для того, чтобы жидкость не застаивалась (в морозную погоду это предотвратит промерзание труб, что может стать очень серьёзной проблемой).
Этот уклон должен быть не менее трёх сантиметров на каждый метр трубы. Такой норматив относится к случаю, когда диаметр составляет 5 сантиметров. Если диаметр трубы будет десять сантиметров, тогда минимальный уклон будет составлять только два сантиметра.
Факторы, влияющие на глубину прокладывания канализации
Расчет глубины прокладывания канализационных труб происходит с учетом следующих параметров:
- климатическая отметка, которая отображает мощность ежегодного промерзания грунта, данный показатель регламентируется нормативным актом СНиП 2.01.01.82;
- технические свойства материалов, используемых при строительстве;
- специфические особенности трубопровода;
- глубина, на которой происходит соединение канализационной системы с коллектором или с септиком;
- рельеф местности;
- максимальная динамическая нагрузка, действующая на канализационную систему (если прокладка осуществляется под автодорогой).
Глубина промерзания грунта – основополагающий фактор
Таблица глубины промерзания грунта для различных регионов России
Проектирование канализационных трубопроводов начинается с определения глубины промерзания почвы, в которую будет уложена канализация. Измеряющаяся в стандартных единицах измерения максимальная глубина, ниже которой влага в грунте не кристаллизуется, считается отметкой промерзания грунта. От нее и зависит глубина заложения канализационных труб.
Ниже отметки промерзания, грунт не замерзает, его объем не увеличивается и, следовательно, на проложенный в нем трубопровод не оказывается никакого воздействия. Глубину промерзания для каждого региона можно найти в сборнике нормативов «Строительная климатология», в разделе картографических материалов.
Недостаточное углубление трубы может привести к появлению в ней ледяной пробки в зимний период и повреждению трубы
Если по каким-либо причинам не удается обратиться к сборнику, поможет местная метрологическая служба. Сотрудники организации назовут Вам значение показателя, которое было выявлено в результате многолетних изучений свойств грунта. К примеру, исследования показали, что в средней полосе России глубина промерзания составляет в среднем 1,4 м, в районе Севера – 1,8÷2,4 м, а на побережье Черного моря – 0,8 м.
Особенностью строительства канализации является то, что, в отличие от водопроводных сетей, глубина залегания канализационных труб рассчитывается путем вычитания из показателя глубины промерзания грунта некоторого расстояния, так как канализационные трубы транспортируют стоки плюсовой температуры. Значение, на которое уменьшается глубина закладки, зависит от диаметра канализационных труб:
- при диаметре до 0,5 м оно составляет 0,3 м. Например, чтобы провести канализацию в дом, используя трубы диаметром 0,4 м, в местности с глубиной промерзания грунта 1,6 м, необходимо заложить трубы в почву на глубину 1,30 м(1,60 – 0,30 = 1,30 м);
- при большем диаметре труб – 0,5 м. Например, благоустроить тот же самый дом, но применив трубы с диаметром 0,6 м, необходимая глубина укладки канализационных труб будет равна 1,10 м (1,60 – 0,50 = 1,10 м).
Выполнив расчет канализационных труб, приступают к выкапыванию траншей, в которые далее укладывают трубопровод. Сократить расходы на земляные работы возможно, делая траншеи максимально узкими. Уменьшение же глубины залегания труб запрещено.
Особенности рельефа
Глубина закладки канализационных труб также будет сильно зависеть и от особенностей рельефа местности. При строительстве канализации на относительно ровном участке глубина залегания будет одинаковой по всей длине трубопровода.
При сложном рельефе местности труба канализации в любой точке магистрали должна находиться ниже уровня промерзания
Но если ландшафт имеет ярко выраженные расхождения по высоте, глубина прокладки канализационной трубы рассчитывается от самой низшей точки ландшафта на участке. В этом случае утверждение, что чем выше в грунт закладываются трубы, тем меньше затрат на материалы и земляные работы, не верно, ведь в результате получится сложная волнообразная конструкция магистрали. Для неровных местностей целесообразно строительство прямого канализационного трубопровода на постоянную глубину с некоторым уклоном.
Совет от профессионала: Когда канализационная система проложена в местах передвижения автомашин или людей, необходимо учесть динамическую нагрузку на полимерный трубопровод. В таких участках укладка должна производиться закрытым способом или применять армированные полимерные гофрированные трубы.
Правила монтажных работ и полезное видео
Ключевые правила по проведению монтажных работ заключаются в соблюдении ряда действий: перед эксплуатацией водопроводной сети стоит проверять систему во избежание утечек, посредством заполнения трубы водой под давлением. В случае утечки из муфты или фитинга необходимо подтянуть комплектующие, а прессованный фитинг – заменить.
Возникновение ошибок не исключено, если нарушены правила соединения, а именно:
- не соблюдено расстояние между крепежами;
- нарушено время нагрева или приложены лишние усилия при сварке;
- установлен жесткий крепеж, в учёт которого не было принято линейное расширение сырьевой базы.
ПолезноБесполезно
Основные варианты планировки
Все необходимые размеры для расчета работ по подготовке ям, траншей и насыпей устанавливаются в ходе простых действий. Для упрощения расчета, объем будущего котлована делится на отдельные секции нормативной длины от 100 до 200 м.
Сначала определяют кубатуру грунта для каждого участка, а после результаты складывают. Далее принимают методику для производства работ, с учетом необходимости вывозки или складирования земли на площадке для обратной засыпки. Наиболее часто применяются следующие формулы и алгоритмы расчетов.
Формула расчета для многоугольника с откосами
Для этой конфигурации котлованов вначале определяют верхнюю F1 и нижнюю F2 площади, разбив на несколько правильных фигур. Учитывая показатели глубины выемки H, находят среднюю линию и на ней определяют среднюю площадь Fсред выемки.
Общий объём выемки с конфигурацией многоугольника и откосами устанавливают по следующей формуле подсчета:
F1/F2/Fcp — верх, низ и середина площади выемки м2.
Для грамотного определения объема потребуется также добавить кубатуру въездных/выездных траншейных путей:
- Vкот. — чистый объём только выемки, м3;
- Vвъез/Vвыез. — объём въездных/выездных путей, м3;
- n — число въездных/выездных путей.
Из общего объема выемки определяют кубатуру срезанного растительного покрова, который, как правило, выполняют бульдозером и кубатуру снятия недобора у дна выемки, разрабатываемой экскаватором, чтобы не нарушать цельность и крепость почвы у основы фундамента.
С вертикальными стенками на ровном участке
Самый простой метод — выемка на ровном/спланированном участке, имеющим форму прямоугольника с отвесными стенами равного размера.
В таком случае формула, по которой необходимо произвести расчет будет иметь вид:
- V — величина объёма, м3;
- F- величина площади, м2;
- B — показатель ширины, м;
- H — фактическая высота, м;
- L — длина участка, м.
Например, для выемки простого прямоугольного сечения с габаритами:
- B =10 м;
- L = 6 м;
- Н =2 м;
- объем земляных работ (V) = 320 м3;
- площадь по плану (F) = 160 м2;
Расчет будет выглядеть так:
- V = 10 х 16 х 2 = 320 м3;
- F = L х B = 10 х 16 = 160 м2.
С вертикальными стенками, имеющих разные отметки вершин
Очень часто при разработке котлована, углы его имеют разные уровни, в результате чего приходится применять особую формулу.
Например, если яма имеет правильную прямоугольную форму из 4-х разных вершин:
- B =5 м;
- L=10 м;
- Н1=2 м;
- Н2=3 м;
- Н3= 2 м;
- Н4 =4 м.
- Объем земляных работ: (V) = 137.5 м3.
- Площадь (F) = 50 м2.
Вычисляем:
V = B х L х ( H1 + H2 + H3 + H4 )/4 = 5 х 10 х ( 2 + 3 + 2 + 4 )/4 = 137.5 м3.;
F = B х L = 5 х 10 = 50 м2.
С откосами на спланированной местности
Размеры ширины В осн и длины L осн у основания определяют по размерам сооружения, учитывая разрыв между ним и подошвой откоса более 3 м. Размеры у верха котлована рассчитывают с учетом крутизны откосов. Она зависит от коэффициента откоса.
Этот показатель можно посчитать путем деления высоты углубления выемки к заложению откоса, формула выглядит так:
Например, для выемки, имеющей характеристики:
- Ширина у основания выемки (Bосн),4 м;
- длина основания выемки (Lосн), 6 м;
- высота (H), 2 м;
- выбран грунт: суглинок;
- коэффициент m = 0.5.
- Bверх = H * m + Bосн + H * m = 2 * 0.5 + 4 + 2 * 0.5 = 6 м.
- V = ( Bосн + Bверх ) / 2 * H * Lосн = ( 4 + 6 ) / 2 * 2 * 6 = 60 м3.
- Объем траншеи будет равен (V) = 60 м3.
- F = ( Bосн + Bверх ) / 2 х H = ( 4 + 6 ) / 2 х 2 = 10 м2.
- Площадь сечения: (F) = 10 м2.
Аналогично для выемки, имеющую квадратную форму формула будет иметь вид:
Для котлована, с конфигурацией многоугольника:
Данные формулы можно использовать для установления объемов не широких выемок меньше 15 м. Они смогут углубляться драглайном, который будет находиться на поверхности земли.
При большой ширине, грунтовые операции выполняют экскаватором на дне, с вариантом «прямая лопата», в таком случае к кубатуре выемки нужно добавить величину для обустройства въездов.
Яма с круглым сечением, имеющий откосы
Для котлованов с круглым сечением с откосами, кубатуру выемки рассчитывают по формуле для перевернутого усеченного конуса.
В усеченном конусе R и r, соответственно — верхний и нижний радиусы.
Например, для круглого колодца, имеющие откосы:
- Ширина нижнего основания D1=2r, 3 м;
- верхний диаметр D2= 2R, 5 м;
- высота котлована (H), 3 м;
Формула для расчета объема:
Объем котлована будет равен: V = 37.699 м3
Ямы для объектов, имеющих и цилиндрические, и конические части, например, отстойники и метантенки, как правило, строятся группами. Их выкапывают в грунт в 2 стадии:
- сначала организуют общую выемку прямоугольной формы до отметки установки цилиндрических компонентов;
- после выполняют выемку для конических элементов, следовательно, и расчет объема выборки грунта осуществляют в 2 стадии.
