Jak vyrobit keson pro studnu svépomocí: varianty zařízení a způsoby jejich realizace

Autonomní zásobování vodou na pozemku vzdáleném od městské infrastruktury není luxus, ale tvrdá nutnost. Není to tak? Nejčastěji se jako zdroj vody používá studna, která vyžaduje speciální úpravu – keson, který je nutný k ochraně hlavy vrtu před nepříznivými vlivy a vandaly.

Těm, kteří chtějí vyrobit keson pro studnu svépomocí, prozradíme, jak jej nejlépe udělat a kde umístit. S ohledem na naše doporučení bude každý domácí kutil schopen upravit ústí vodního zdroje. U nás se dozvíte, jaké materiály a nástroje k tomu budou potřeba.

Podrobně se podíváme na čtyři varianty konstrukce, rozebereme nuance jejich instalace. A v materiálu obsažená videa názorně předvedou proces instalace různých typů kesonu.

Co je to studniční keson a k čemu je potřeba?

Keson je nádoba spolehlivě chráněná proti pronikání vody dovnitř. Původně se používaly výhradně pro podvodní práce, později pro ně byly nalezeny i další oblasti použití.

Konkrétně se těsné komory začaly instalovat na hlavu studny. Standardní keson má velmi jednoduchou konstrukci. Je to nádoba uzavíraná shora poklopem.

Keson pro studnu – je těsná nádoba, která chrání hlavu vrtu před vlivem nízkých teplot a pronikáním podzemní vody

Skrze něj sestupuje do komory člověk za účelem provádění údržbářských a opravárenských prací. Ve spodní části zařízení se nachází vstup pažnicové trubky, v bočních stěnách – vstupy pro kabel a vodovodní trubky.

Víko a v některých případech i stěny kesonu jsou zatepleny. Nejčastěji se k tomuto účelu používá polystyren nebo pěnový polymer. Komora klasické konstrukce je provedena ve tvaru válce o výšce asi 2 m a průměru nejméně 1 m.

Tyto rozměry nejsou zvoleny náhodně. Výška nádoby je dána nutností chránit zařízení instalované uvnitř před vlivem nízké teploty. Místo napojení vodovodu a hlava studny by měly být umístěny pod úrovní promrzání půdy.

Nejčastěji se jedná o hloubku asi 1–2 m. Právě touto hodnotou je určena hloubka umístění dna komory a tedy i její výška.

Průměr nádoby také není zvolen náhodně. Musí být dostatečný pro instalaci potřebného zařízení a pro umístění osoby, která se spustí dovnitř za účelem údržby nebo opravy studny.

Při výběru kesonu je třeba mít na paměti, že příliš malá konstrukce bude nepohodlná pro provoz, zatímco příliš velká bude zbytečně drahá. Vždyť těsné komory patří mezi poměrně drahé vybavení.

Velikost kesonu musí přesně odpovídat množství zařízení, které v něm bude umístěno. Kromě toho se v něm musí volně vejít osoba, která se spustí dovnitř pro údržbu přístrojů.

Utěsněná nádoba zahloubená do země plní dvě hlavní funkce:

• Ochrana zařízení před nízkými teplotami. V zimě je voda přiváděná ze studny vystavena záporným teplotám. Za takových podmínek může zamrznout a poškodit, nebo dokonce roztrhnout potrubí.
• Ochrana před podzemní vodou. Keson zabraňuje pronikání půdní vody do hlavy studny, čímž prodlužuje životnost zařízení.

Kromě toho je keson vhodným místem pro umístění veškerého zařízení potřebného k provozu studny.

Zde se obvykle instaluje čerpací stanice, různé systémy úpravy vody, studnový adaptér, uzavírací armatury s elektrickým nebo pneumatickým pohonem, potrubí a automatika řídící autonomní vodovod.

Vodotěsná komora spolehlivě chrání toto zařízení před neoprávněným přístupem, poškozením hlodavci a hmyzem.

Komory z materiálů s vysokou tepelnou vodivostí je třeba dodatečně izolovat. Pro tyto účely jsou vhodné pouze nehygroskopické typy izolací.

V praxi používané druhy

Pro výrobu kesonu lze použít jakýkoli materiál, který zajišťuje dobré utěsnění a dostatečnou tepelnou izolaci vnitřní komory.

Plastové komory jsou zcela těsné, lehké a snadno se montují. Mohou být různých velikostí a tvarů. Bohužel je vyrobit vlastními silami prakticky nemožné.

Praxe ukazuje, že nejčastěji se na hlavu studny instaluje keson z:

• Plastu. Praktické řešení, které se vyznačuje vynikajícím těsněním a nízkou hmotností, což výrazně usnadňuje montáž a přepravu. Nedostatečnou tuhost konstrukce a její sklon k vznášení kompenzují zalitím instalované komory betonem po obvodu.
• Kovu, nejčastěji oceli. Poměrně trvanlivá a velmi pevná varianta. Kvalitně vyrobená kovová komora je těsná, nevyplouvá a nedeformuje se. Pro zabránění korozi je nutná kvalitní hydroizolace.
• Betonu. Velmi pevná a trvanlivá konstrukce. Velká hmotnost zabraňuje vyplavání nádrže a výrazně komplikuje její přepravu a instalaci. Beton je hygroskopický, proto je nutná kvalitní hydroizolace komory, jinak vlhkost pronikne dovnitř.
• Cihly. Pevná, úsporná a trvanlivá varianta. Vyznačuje se dobrými tepelně izolačními vlastnostmi, což umožňuje vyhnout se dodatečnému zateplení. Montáž cihlové komory je poměrně složitá, může ji provést pouze osoba se zkušenostmi se zděním.
• Polymerového písku. Relativně levná, těsná, pevná, lehká a velmi trvanlivá konstrukce. Vyznačuje se snadnou montáží: sestavuje se z prvků spojených zámky systému „pero a drážka“.

Všechny uvedené varianty mají své klady i zápory. Při výběru nejvhodnější konstrukce je třeba zvážit, co je pro vás osobně důležitější – například vysoká cena nebo rychlost výstavby, dlouhá životnost nebo rychlost provedení atd.

Těm, kteří si chtějí porovnat praktičnost a technické vlastnosti plastového a kovového kesonu, doporučujeme seznámit se s argumenty “pro a proti” obou typů.

Jak samostatně vyrobit keson?

Pokud si to přeje, může domácí kutil vyrobit keson libovolného typu. Důležité je rozhodnout se pro materiál, ze kterého bude nádrž vyrobena, a pro její rozměry. Podívejme se na několik variant, které lze poměrně snadno realizovat.

Varianta #1 – monolitická konstrukce z betonu

Pro monolitický betonový keson bude optimální čtyřúhelníkový tvar. To výrazně usnadní proces montáže bednění. Nejprve určíme rozměry jámy, kterou budeme muset pro konstrukci vykopat.

Délka základny se obvykle rovná šířce a vypočítá se následovně. K vnitřnímu rozměru kesonu přičteme tloušťku dvou stěn, která je 10 cm, a dvou drážek o velikosti 15 cm. Do posledních budeme následně provádět zpětný zásyp zeminou.

Po určení šířky a délky jámy vypočítáme její hloubku. Měla by být o 0,3–0,4 m větší než výška stěny komory. Tímto způsobem bude možné na dně jámy vytvořit drenážní vrstvu.

Tato technologie se volí v případě, kdy se neplánuje betonovat základ konstrukce. Pokud je požadováno betonové dno, zohlední se jeho výška. Kromě toho se hloubka výkopu vypočítá tak, aby povrch víka konstrukce byl v rovině s úrovní terénu.

Abychom se rozhodli pro typ budoucí konstrukce, provedeme hydrogeologické posouzení dna jámy. Optimální je to provádět na jaře, když se podzemní voda zvedne do maximální výšky.

Pokud je dno suché, vystačíte si s drenážní vrstvou. Pokud je dno výkopu vlhké, má smysl vytvořit zcela těsné dno konstrukce. Jinak by spodní voda mohla zaplavit keson.

Výroba jakéhokoli kesonu začíná hloubením výkopu. Pokud nebude pažnice umístěna ve středu konstrukce, bude snazší umístit zařízení uvnitř komory a člověku se v ní bude lépe pracovat.

Při vytyčování budoucího výkopu dbejte na to, že keson je vhodné umístit vzhledem k pažnici nesymetricky. Uvnitř nádoby pak bude více volného místa pro práci osoby, která do ní sestoupí.

Kromě toho v tomto případě bude možné zařízení umístit pohodlněji. Po určení rozměrů a umístění výkopu přistoupíme k zemním pracím.

Během nich můžete rovnou vykopat k domu příkop pro vodovodní potrubí. Poté, co je jáma hotová, přistoupíme k úpravě drenáže.

Bude sestávat ze dvou vrstev:

1. Pískový polštář o výšce přibližně 10 cm. Nasypeme písek a důkladně ho zhutníme.
2. Štěrk o výšce asi 15 cm.

Taková drenáž nedovolí vodě, která se dostane do kesonu, zůstat uvnitř. Rychle vsákne do zeminy. Dále přistoupíme k úpravě bednění. Lze provést dvě varianty jeho montáže.

První varianta předpokládá použití stěn výkopu jako vnějších stěn bednění. Okraje jámy zakryjeme silnou fólií, aby voda z betonu neodtékala do zeminy. Poté přistoupíme k úpravě výztužného rámu.

Tak vypadá konstrukce, kde je jako jedna část bednění použita stěna výkopu. Je nutné ji zakrýt silnou fólií a dbát na to, aby výztuž nepoškodila krytí.

K tomu lze použít ocelovou síť s velkými oky nebo ji svázat samostatně s roztečí 30 cm. Výztuž upevníme tak, aby byla uvnitř budoucí betonové vrstvy, poté osadíme druhou stěnu bednění.

Pro ni lze použít prkna nebo dřevoplastové desky. Druhá varianta úpravy bednění předpokládá použití sražených prken na panely.

Ty se do výkopu osadí tak, aby tvořily dvojité stěny. Mezi ně se namontuje výztuž a konstrukce je připravena k lití. Tato metoda vyžaduje použití většího množství prken, ale umožňuje úpravu drenážních kapes, což v první variantě není možné.

Drenážní kapsy jsou nezbytné při vysoké hladině podzemní vody, jinak bude keson zaplavován.

Přistupujeme k lití betonu. Ruční míchání směsi je velmi náročný proces. Mnohem jednodušší je pronajmout si míchačku na beton nebo si ji vyrobit sami z kovového sudu vhodné velikosti.

Při výrobě bednění jakéhokoli typu nezapomeňte do něj namontovat pouzdra pro přívody silového kabelu a potrubí, výkop pro které kopejte předem.

Pro podávání malty do bednění je třeba vyrobit speciální žlab, postačí i svisle rozříznutá použitá okapová trubka. Beton lijte v malých vrstvách, každou z nich důkladně zhutněte.

Pro zhutnění budete potřebovat elektrický vibrátor. Jedná se o speciální nástroj, který je poměrně drahý. Pokud je možnost, bylo by dobré si ho půjčit. Pokud ne, budete muset použít jinou metodu zhutnění – štychování.

K jeho provedení je třeba předem vyrobit speciální pomůcku. Vezměte tenkou trubku, tyč nebo kus výztuže a přivařte k němu rukojeti.

Výsledný nástroj prudce ponořte do čerstvě nalitého betonu. Poté jej začněte vyjímat, dělejte to pomalu, přičemž pomůckou kývejte ze strany na stranu. Během štychování vzduch a voda stoupají k povrchu a beton se stává hutnějším.

Poté, co bude celá konstrukce zality, je třeba ji správně vysušit. První 3-5 dní beton ještě neztuhnul a potřebuje udržování vlhkosti.

Jde o to, že v procesu tuhnutí v jeho vrchních vrstvách pokračuje aktivní odpařování vody. Pokud není vlhkost dostatečná, vrchní vrstvy betonové konstrukce začnou praskat, což vede ke snížení pevnosti celé komory.

Proto po zalití beton pravidelně stříkejte vodou nebo, v případě vedra, přikrývejte vlhkou tkaninou. Po uplynutí týdne bude možné odstranit bednění.

Plnou pevnost však beton získá až po 28 dnech. Právě tehdy můžete přistoupit k dokončovacím pracím. Nejjednodušší bude osadit stropní desku vybavenou průlezem, vyrobenou v továrně.

Jako horního překrytí komory lze použít betonovou desku, nebo lze provést horizontální bednění a zalít konstrukci požadovaného tvaru. V tomto případě nezapomeňte nechat průlez pro víko.

Další možností je provést zalití stropu, když předtím provedete horizontální bednění. Veškeré práce na montáži bednění a zalití betonové směsi se provádějí obdobně jako již provedené. Po úplném vyschnutí konstrukce nezapomeňte provést hydroizolační práce.

Proces zalévání betonového kesonu po krocích představí následující fotovýběr:

Varianta #2 – keson z betonových skruží

Zařízení vrtaného kesonu z betonových a železobetonových kruhů začíná přípravou stavební jámy. Její hloubka se vypočítá analogicky jako u monolitické konstrukce. Výška dna konstrukce závisí na jejím typu.

To může být také utěsněné nebo představovat drenážní vrstvu. Volba typu se provádí s ohledem na úroveň hladiny podzemní vody.

Uvažujme variantu s utěsněným dnem. Vykopeme jámu potřebné hloubky, vyrovnáme dno a na něj položíme pískový podklad o výšce asi 10 cm. Dobře ho udusáme.

Betonové kruhy je před montáží nutné ošetřit hydroizolačním materiálem, například asfaltovou hmotou. Jinak budou do komory propouštět vodu a poměrně rychle se zničí.

Připravíme betonové dno k instalaci. Do desky vyvrtáme otvor pro vrtnou trubku. Poté pomocí speciální techniky opatrně spustíme dno dolů, přičemž pažnici protáhneme připraveným otvorem. Desku položíme na pískový podklad.

Přistupujeme k přípravě montáže betonových kruhů. Každý z nich opatrně natřeme hydroizolační hmotou, například asfaltovou hmotou, a necháme ji zaschnout.

Spouštíme kruhy do jámy, přičemž každý spoj pečlivě ošetřujeme spojovacím prostředkem. Někteří odborníci doporučují spáry vypěnit, s odůvodněním, že malta se při pohybu země zničí, zatímco pružnější pěna by měla zůstat nepoškozená.

Ošetříme vzniklé spáry hydroizolací. Nahoru položíme strop s poklopem.

Montáž betonových kruhů se provádí pouze pomocí speciální techniky. Důležité je pokládat prvky tak, aby do sebe co nejpřesněji zapadaly.

Keson je hotový. Zbývá jen zasypat prázdný prostor kolem konstrukce.

Varianta #3 – levná komora z cihel

Její vybudování připomíná výstavbu monolitického kesonu z betonu. Začneme vykopáním jámy. Tu lze vykopat přesně pro budoucí nádrž nebo o něco větší.

Druhá varianta je výhodnější. Předpokládá zasypání všech dutin, do kterých může zatékat dešťová voda, poté, co budou stěny komory vyzděny a vyschnou.

V prvním případě bude cihla ukládána ke stěně výkopu, ale nikdo nemůže dát záruku, že za ní nejsou žádné dutiny.

Bez ohledu na to, zda bude dno kesonu těsné nebo ne, se pro zděnou komoru provádí pásový základ, jehož šířka by měla být o něco větší než tloušťka budoucího zdiva. Po obvodu konstrukce vykopeme příkop hluboký asi půl metru, zasypeme ho vrstvou písku vysokou 10-15 cm a dobře ho zhutníme.

Budoucí základ není nutné betonovat. Alternativně lze příkop vyplnit úlomky cihel, hrubým štěrkem a zalít pískocementovou maltou.

Poté, co se zásyp zpevní, lze začít se zděním. Na základ položíme hydroizolaci, může to být jak lepenka, tak jakýkoli jiný vhodný materiál.

Zdivo začínáme od rohu, spáry dobře vyplňujeme maltou. Čas od času kontrolujeme kvalitu práce olovnicí a vodováhou. Když výška zdiva dosáhne úrovně vstupu kabelu a venkovní větve vodovodu, mezi cihly vložíme objímky pro vstupy.

Cihlový keson lze vyrobit z použitého materiálu. Toto řešení lze považovat za velmi praktické a ekonomické.

Dokončíme zdivo do požadované výšky. Necháme jej vyschnout, poté omítneme nebo ošetříme speciálním roztokem pro hydroizolaci.

Přistoupíme k úpravě dna nádoby. Pokud má být těsné, ve výšce 4-5 cm ode dna nainstalujeme armovací pás. Poté zalijeme betonem. Jeho výška by měla být asi 15 cm. Pokud dno nemá být těsné, položíme vrstvu štěrku a dobře jej zhutníme.

Strop cihlového kesonu může být různý. Lze položit hotovou desku nebo ji vyrobit svépomocí. Ve druhém případě na horní stěny komory položíme kusy U-profilů, nosníky nebo prkna.

Upevníme ventilační kanál, poklop a objímku pro zalévací trubku v požadované výšce. Poté zakryjeme výslednou konstrukci plechem nebo plastovou fólií, pokud je laťování položeno bez mezer.

Pro zpevnění konstrukce ve výšce 4–5 cm od jejího základu umístíme armovací síť. Zalijeme betonem a počkáme na jeho vyschnutí. Poté upravíme hrdlo komory. Nakonec zasypeme nádobu na úroveň terénu a namontujeme poklop.

Pokud si přejete snížit náklady na stavbu, lze horní strop nezalévat betonem. Může být zasypán zeminou, čímž vznikne val vysoký 0,3–0,4 m.

Varianta #4 – těsná nádoba z kovu

Kovový keson může mít libovolný tvar, který nejčastěji určuje dostupný materiál. Pro čtyřúhelníkovou komoru bude potřeba 3–5 mm tlustý válcovaný kov a tyč nebo armatura o průřezu 10 mm.

Kulatou nádobu lze vyrobit z kusů průmyslové trubky o průměru 1250 mm pro tělo a asi 600 mm pro hrdlo.

Při výběru tvaru budoucí nádoby vezměte v úvahu, že čím méně svarových spojů, tím menší šance na jejich poškození a tedy i na ztrátu těsnosti komory.

Tvar kovového kesonu často určuje, jakým materiálem majitel disponuje. Pokud je k dispozici průmyslová trubka – bude kulatý, pro čtyřúhelníkové komory je potřeba válcovaný kov.

Práce začneme výpočtem přípravy výkopu. Vykopeme jámu požadovaných rozměrů a vyrovnáme její dno podle vodováhy.

Pažnicovou trubku ořežeme ve výšce 40–50 cm ode dna a dočasně ji uzavřeme plastem nebo hadrem. Připravené kovové díly očistíme od rzi a složíme je na dřevěný rošt, aby se během práce neznečistily. Začneme výrobou dna.

Připravíme díl požadovaného tvaru a vyřízneme v něm otvor, do kterého se vloží objímka pro pažnicovou trubku. Pro její montáž použijeme oboustranný svar.

Pokud vyrábíme čtyřúhelníkovou komoru, nařežeme z válcovaného kovu boční stěny. Označíme je a vyřízneme otvory pro vstupy kabelu a potrubí. Spojíme dno a boční stěny.

Kovové komory musí být pečlivě ošetřeny hydroizolačním prostředkem. Pro vnější práce se používá asfaltová hmota, uvnitř se nanáší základní nátěr, barva a antikorozní prostředek.

Umístíme víko nádoby na své místo. Nezapomínejte, že všechny svary musí být provedeny pouze oboustranné. To zajistí kesonu potřebnou těsnost.

Přivařujeme hrdlo a pouzdro pro ventilaci. Přivařujeme ke stěnám komory objímky pro kabel a potrubí. Upevňujeme oka z prutu nebo armatury, které budou potřeba pro fixaci vázacích popruhů. Připevňujeme poklop nebo víko.

Přistupujeme k hydroizolačním pracím. Všechny svary, vnější i vnitřní, důkladně očistíme od strusky.

Poté je několikrát ošetříme ochranným nátěrem. S celou konstrukcí postupujeme obdobně. Výsledkem by měla být vícevrstvá vnější bitumenová hydroizolace. Uvnitř nanášíme základní nátěr, barvu a antikorozní prostředek.

Pokud je to nutné, komoru izolujeme. K tomu lze použít extrudovaný polystyren nebo jinou izolaci. Důležité je, aby nebyla hygroskopická.

Kovová kesona je hotová, lze ji spouštět do jámy. K montáži konstrukce se používá jeřáb vybavený měkkými vázacími popruhy. Nad jámou umístíme dřevěné trámy, na které postavíme nádobu.

Poté podpěry odstraníme a konstrukci velmi opatrně a pomalu spouštíme dolů, nasouváme na pažnici. Kesonu, která dosedla na dno jámy, musíme vyrovnat do roviny.

Zavádíme do objímek potrubí a kabel. Zkontrolujeme hydroizolaci. Znovu ošetříme místa, kde byla při montáži poškozena.

Poté, co byla kesona spuštěna na dno jámy, je třeba vyrovnat její dno do roviny a zkontrolovat neporušenost hydroizolační vrstvy, která mohla být při montáži poškozena

Přivařujeme objímku k pažnici nebo napěníme, pokud je pažnice z plastu. Provádíme těsnění míst vstupu silového kabelu a potrubí. Poté lze kesonu zasypat.

Pokud nechcete na malém chatovém pozemku budovat podzemní komoru pro umístění zařízení, doporučujeme seznámit se s variantou zařízení studny bez kesony. V případě sezónního využití vodního zdroje je to vynikající varianta.

Závěry a užitečné video k tématu

Video #1. Jak nainstalovat kovovou kesonu:

Video #2. Proces výroby monolitické betonové kesony:

Video #3. Jak vybudovat zděnou kesonu:

Existuje mnoho způsobů, jak si svépomocí zhotovit keson pro studnu. Který z nich vybrat – závisí na vlastnostech pozemku, kvalifikaci domácího mistra a jeho finančních možnostech.

V každém případě, pokud jsou všechny práce provedeny správně a kvalitně, bude výsledná utěsněná komora spolehlivě chránit hlavu studny před zamrznutím a vnikáním povrchové tající a povodňové vody. To zaručuje nepřetržitý přívod čisté vody do domu.

Podělte se o své vlastní zkušenosti s budováním kesonu pro studnu na venkovském pozemku. Napište prosím do bloku níže. Zde také můžete okomentovat námi poskytnuté informace a položit otázky.