Studzienka rewizyjna kanalizacyjna – głębokość posadowienia
Studzienka rewizyjna kanalizacyjna jest bardzo istotnym elementem kanalizacji. Dlatego powinno się jej poświęcić sporo uwagi na etapie doboru jak i wykonawstwa (nie wspominając o eksploatacji).
Błędy rozpoznania warunków posadowienia należą do głównych przyczyn awarii kanalizacji, dotyczy to także takich elementów jak studzienka rewizyjna kanalizacyjna. Mogą być one bardzo różne, przy czym dość często mamy do czynienia z sytuacją, gdy niewłaściwe wykonanie badań w okresie suchym prowadzi do błędnego określenia położenia zwierciadła wody gruntowej.
Aktualnie obowiązujące normy dotyczących rewizyjnych studzienek
kanalizacyjnych:
Aktualne podstawowe normy odnoszące się do kanalizacyjnych studzienek rewizyjnych to:
- PN-EN 206. Beton. Część 1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność;
- PN-EN 1917: Studzienki włazowe i niewłazowe z betonu niezbrojonego, z betonu zbrojonego włóknem stalowym i żelbetowe;
- PN-EN13598: Systemy przewodów rurowych z tworzyw sztucznych do podziemnej bezciśnieniowej kanalizacji deszczowej i sanitarnej. Nieplastyfikowany poli(chlorek winylu) (PVCU), polipropylen (PP) i polietylen (PE). Część 1: Specyfikacje kształtek pomocniczych wraz z płytkimi studzienkami inspekcyjnymi i Część 2: Specyfikacje studzienek włazowych i niewłazowych instalowanych w obszarze ruchu kołowego głęboko pod ziemią.
Ponadto w szczególności do studzienek i rurociągów z tworzyw sztucznych odnosi się norma PN-ENV1046: Systemy z tworzyw sztucznych. Systemy do przesyłania wody i ścieków na zewnątrz konstrukcji budowli. Praktyczne zalecenia układania przewodów pod ziemią i nad ziemią. Normy tej nie można zawężać do wyrobów z tworzyw, jej zapisy są w dużym stopniu aktualne również w odniesieniu do wyrobów z innych materiałów.
Studzienka rewizyjna – 18 klas
W normie PN-EN 206 zdefiniowano 18 klas ekspozycji związanych z konkretnymi warunkami środowiskowymi. Do kanalizacji odnoszą się klasy ekspozycji przy agresji chemicznej, związane przede wszystkim z korozją siarczanową (pochodzącą od siarkowodoru wytrącającego się przy procesach gnilnych). Uwzględniono 3 klasy ekspozycji: środowisko chemicznie lekko agresywne (XA1), środowisko umiarkowanie agresywne (XA2) oraz silnie agresywne (XA3). Odpowiednio wymagane są minimalne klasy wytrzymałości betonu: C30/37, C30/37, CC35/45 oraz wartości maksymalne stosunku woda/cement (w/c): 0,55, 0,50, 0,45.
Zastrzeżono równocześnie, że przy ekspozycji XA2 i XA3 należy stosować cement odporny na siarczany (w praktyce – hutniczy). Wprawdzie w „średnich” warunkach agresywność ścieków sanitarnych nie jest zbyt duża, to jednak w dość częstych warunkach ich przetrzymania w systemie sytuacja zmienia się radykalnie. Równocześnie studzienki i komory betonowe spełniające warunki normowe są odporne na agresję ze strony podłoża gruntowego. Aktualne pozostaje pytanie, po ilu godzinach rozpoczyna się gnicie ścieków pozostających w bezruchu, a ile godzin, dni itd. trwa przepływ ścieków w nadmiernie rozbudowanych instalacjach o minimalnym obciążeniu hydraulicznym, zwłaszcza na obszarach wiejskich.
Do szczególnie zagrożonych należą studzienki obsługujące kanalizację na terenach o niskiej intensywności zabudowy, przewody prowadzące z punktów zlewnych, studnie rozprężne na końcach przewodów ciśnieniowych, odcinki grawitacyjne za komorą rozprężną. Ponadto bezpośrednio zagrożone są komory przepompowni ścieków (wbrew dość popularnym opiniom rozwiązanie problemu odorów nie może być traktowane jako rozwiązanie zagrożenia korozyjnego).*
Studzienka rewizyjna – charakterystyczne obciążenia
Obok masy własnej studzienki oddziałującej na podłoże gruntowe, która musi być zrównoważona przez odpowiednie posadowienie, występują dodatkowe charakterystyczne obciążenia (rys. 1),
Rys. 1. Charakterystyczne obciążenia działające na kanalizacyjną studzienkę rewizyjną:
a – zewnętrzne (w tym dynamiczne od transportu), b – siła wyporu nawodnionego podłoża,
c – od podłoża, d – dodatkowo od okresowo pęczniejącego podłoża.
do których należą:
- obciążenia zewnętrzne działające od góry (w tym dynamiczne od transportu),
- siła wyporu nawodnionego (zwłaszcza okresowo) podłoża,
- obciążenie od słupa gruntu,
- okresowo występujące obciążenie od pęczniejącego podłoża.
Studzienka rewizyjna – głębokość posadowienia
Szereg problemów wynika z posadowienia studzienki (komory przepompowni ścieków, zbiornika retencyjnego) na zbyt dużych głębokościach czy też przy zbyt wysokim poziomie zwierciadła wody gruntowej w stosunku do wymagań konkretnej konstrukcji.
Konstrukcja betonowej studzienki rewizyjnej, odpowiadająca aktualnym wymaganiom normowym (zgodnym z wcześniejszymi regulacjami DIN), przeznaczona jest do posadowienia na głębokościach nie większych niż 10 m*. Wymagań tych nie spełniają studzienki wykonane z kręgów łączonych na standardowe zaprawy cementowe, szczególnie z elementami murowanymi. Do ewentualnego uszczelniania betonowych studzienek rewizyjnych przeznaczone są specjalne markowe masy.
Znacznie bardziej skomplikowana jest sytuacja w przypadku studzienek z tworzyw sztucznych. Odnosząca się do nich norma PN-EN13598 dopuszcza głębokość ich instalowania do co najwyżej 6 m, przy czym niektórzy producenci dopuszczają większe głębokości pod warunkiem uzgodnienia warunków posadowienia z ich biurem konstrukcyjnym.
Cechowanie – poziomy czytelności kodowania
Studzienka, której wytwórca deklaruje zgodność z normą PN-EN13598 musi być odpowiednio cechowana. Wyróżnione są dwa poziomy czytelności kodowania:
- trwałe w trakcie użytkowania,
- czytelne co najmniej do chwili zainstalowania systemu.
Cechowanie powinno być wykonane przez: - nadrukowanie lub odciśnięcie bezpośrednio na elemencie,
- umieszczenie na etykiecie,
w taki sposób, aby pozostało czytelne po magazynowaniu, transporcie i instalowaniu. W przypadku deklaracji producenta, że studzienka spełnia wymagania normy PN-EN13598 i przy równoczesnym braku sprecyzowania wartości, przyjmuje się, że maksymalna głębokość instalacji studzienki wynosi 6 m, natomiast maksymalna głębokość wód gruntowych powyżej dna kanału przelotowego studzienki jest równa 2 m.
Powyższa informacja odnosi się wyłącznie do wytrzymałości na odkształcenia konstrukcji, nie może być traktowana jako rozwiązanie problemu oddziaływania na konstrukcję sił wyporu nawodnionego podłoża. Problem wyporu może być rozwiązany jedynie przez wprowadzenie konstrukcyjnie związanego obciążnika o odpowiednio dużej masie.
Bardzo ważne jest to, że poszczególne wyroby konkretnego producenta mogą (niezależnie od fizycznego podobieństwa) posiadać zasadniczo różne właściwości. Również inne wyroby kubaturowe z tworzyw (komory, zbiorniki różnego przeznaczenia) mogą mieć ścisłe ograniczenia warunków posadowienia. Dotyczy to zarówno stopnia nawodnienia podłoża, jak i głębokości posadowienia. W odniesieniu do zbiorników (w tym zwłaszcza tzw. szamb) bardzo ważne jest ścisłe zachowanie określonej przez producenta maksymalnej grubości warstwy naziomu. Właściwości i wymagania poszczególnych wyrobów mogą być zasadniczo różne niezależnie od ich pozornego fizycznego podobieństwa.
Studzienka rewizyjna – dociążenie
Studzienki stosunkowo lekkie (z tworzyw sztucznych – termoplastów i duroplastów, komory z blach powłokowanych, czy też konstrukcje, jak również z żeliwa sferoidalnego) mogą wymagać dodatkowego dociążenia pozwalającego zrównoważyć siły wyporu nawodnionego podłoża. Szczególnym problemem jest zmienne położenie zwierciadła wody gruntowej. Do podstawowych błędów należy (rys. 2):
- obciążenie studzienki od góry mogące doprowadzić do zniszczenia konstrukcji,
- potraktowanie obciążnika jako ławy fundamentowej z podsypką piaskową.
Prawidłowe dociążenie powinno być zamontowane od spodu i powiązane konstrukcyjnie ze studzienką (komorą).
Poszczególne konstrukcje mogą tolerować pewne odstępstwa w zakresie obciążeń, ale jest to unikatowa cecha konkretnego wyrobu określonego producenta i nie może być rozciągana na inne, nawet fizycznie podobne wyroby.
Uwaga! Jeżeli studzienka jest od spodu zaopatrzona w komorę obciążnika, należy ją szczególnie starannie wypełnić betonem. O prawidłowym wypełnieniu świadczy przelanie się betonu przez przeciwległy króciec (rys. 3).
Studzienki betonowe posiadają wystarczającą masę dla zrównoważenia sił wyporu nawodnionego podłoża. Nie dotyczy to jednak sytuacji szczególnych, gdy podłoże jest nawodnione na znacznej części wysokości ok. 80-90%. Wprawdzie studzienka nie zostanie wypchnięta, jednak kręgi mogą nie posiadać wystarczającej masy do zwarcia konstrukcji. Potrzebne jest dodatkowe doszczelnienie specjalnymi markowymi masami z dodatkowym zabezpieczeniem złączy odpowiednim plastrem od strony podłoża (rys. 4).
Literatura:
L.-E. Janson, „Rury z tworzyw sztucznych do zaopatrzenia w wodę i odprowadzania ścieków”, Borealis i Polskie Stowarzyszenie Producentów Rur i Kształtek z Tworzyw Sztucznych, Toruń 2010; materiały Stowarzyszenia Producentów Elementów Betonowych dla Kanalizacji, Lublin;
Niemiecki zbiór reguł ATV-DVWK; wytyczna A127 P: „Obliczenia statyczno-wytrzymałościowe kanałów i przewodów kanalizacyjnych”, ATV-DVWK Hennef (edycja polskojęzyczna, wyd. Seidel-Przywecki 2000).
Entwurf und Bau von Kanalisationen und Abwasserpumpwerken ATV Handbuch. Red. F. Adamczyk. Ernst und Sohn Verlag, München 1982; Bau und Betrieb der Kanalisation. red. S.H. Pfeiff. ATV Handbuch. Ernst und Sohn Verlag, Berlin 1995).
Link:
