ABC kanalizacji. Rola studzienki (2)

Ze względu na wagę problemu w poszczególnych przedsiębiorstwach wymaga się stosowania w punktach węzłowych studzienek pełnowymiarowych (z reguły co najmniej Ø 1000 mm). Fizycznym ograniczeniem maksymalnego wymiaru powinny być realne możliwości konkretnego eksploatatora. Rynek kanalizacyjnego sprzętu eksploatacyjnego jest obecnie wystarczająco bogaty, jednak oferta adresowana do mniejszych eksploatatorów posiada ograniczone możliwości techniczne. Mimo że węże po stronie tłoczenia są odpowiednio elastyczne, to długość ich ogranicza się do 40-50 m.

Trudno oczekiwać, aby urządzenia do ssania mogły wytworzyć podciśnienie na poziomie najnowszych samochodów. Ostatecznie możliwe jest skuteczne czyszczenie kanałów w mniejszych miejscowościach w sytuacji, gdy rozstaw studzienek nie będzie większy niż 40-50 m, na obszarach wiejskich raczej 35-40 m, a zagłębienie nie przekroczy 5 m.

Zasadnicze znaczenie dla eksploatacji, niezależnie od rozwiązania materiałowego, posiadają właściwe proporcje wysokości kinety w stosunku do średnicy kanału. Przyjmuje się, że minimalna proporcja h/D = 0,5, aczkolwiek wskazana jest wartość 0,6 czy też jeszcze większa. O ile w przypadku markowych wyrobów z tworzyw nie jest to problemem, to zagadnienie jest szczególnie aktualne w przypadku studzienek betonowych. I tu znów pewien paradoks – studzienki kompletne pochodzące od sprawdzonych wytwórców spełniają wymagania, natomiast dość często zamawiane są tylko kręgi (również te markowe), a same kinety wykonywane są na placu budowy. Przy okazji studzienek betonowych pojawia się kwestia użycia żelbetu zamiast betonu. Studzienka żelbetowa nie jest zamiennikiem betonowej – powinna być stosowana tylko w sytuacji, gdy konieczność narzucają względy wytrzymałościowe. W kontakcie ze współczesnymi ściekami żelbet jest gorszym materiałem niż beton (korozja). W przypadku ścieków o podwyższonej agresywności wskazane jest korzystanie z cementu hutniczego.

W aspekcie formowania kinety warto podkreślić wyjątkową elastyczność studzienek z GRP czy też zbliżoną polimerobetonów. Również znaczną elastycznością charakteryzują się nowoczesne wyroby betonowe wykonywane w warunkach fabrycznych.

Zróżnicowane warunki gruntowo-wodne wymagają odpowiedniego dociążenia stosunkowo lekkich obiektów z takich materiałów jak GRP lub tworzywa termoplastyczne. Analogicznie zachowują się studzienki metalowe (żeliwo sferoidalne, powłokowane i usztywnione blachy stalowe). Poszczególne konstrukcje mogą być traktowane bardziej liberalnie, ale konieczne jest uwzględnienie unikatowych cech charakterystycznych dla konkretnego wyrobu konkretnego producenta. Ponadto w warunkach działania siły wyporu nawodnionego podłoża znacznie lepiej sprawdzają się studzienki z kinetami wtryskiwanymi. Trzeba podkreślić, że trudne, ale stabilne, warunki gruntowo-wodne są korzystniejsze niż zmiany występujące pod wpływem zmian położenia zwierciadła wody gruntowej.

Szczególną grupę stanowią studzienki wytwarzane z segmentów o konstrukcjach cienkościennych wzmacnianych stężeniami pionowymi i poziomymi. Celowe jest ograniczania ich głębokości posadowienia do ok. 3 m i unikanie użycia w niekorzystnych warunkach gruntowo-wodnych, w tym szczególnie:

  • w warunkach występowania zmiennego położenia zwierciadła wody gruntowej,
  • przy występowaniu w podłożu przewarstwień z materiału (okresowo) pęczniejącego pod wpływem wilgoci.

W ostatnim przypadku znacznie lepiej sprawdzają się rozwiązania o monolitycznej rurze płaszczowej oraz betonowe, gdzie właściwości kręgów pozwalają pokonać zmieniające się skokowo obciążenia wzdłuż tworzącego płaszcza.

W ogóle trudno w obecnych warunkach znaleźć racjonalne motywacje dla stosowania większych zagłębień kanałów niż ok. 5 m, co wiąże się z aktualną ofertą w zakresie przepompowni ścieków. Studzienki o konstrukcji opartej na rurze strukturalnej mogą być posadowione na głębokości 6 m, jednak jest to też kwestia unikatowych cech konkretnego rozwiązania.

Studzienki z tworzyw sztucznych posadowione w jezdniach wymagają użycia pierścieni (płyt) odciążających. Konstrukcje betonowe, szczególnie z konusem, posiadają bardzo wysoką wytrzymałość na ściskanie (np. w badaniach wrocławskich standardowego konusa betonowego efekt zniszczenia uzyskano dopiero po przyłożeniu obciążenia punktowego w wysokości 50 ton) i nie potrzebują tego rodzaju zabezpieczeń.

Wybór odpowiedniego rozwiązania wymaga uwzględnienia specyficznych właściwości nowych rozwiązań technicznych oraz technologii. Przede wszystkim:

  • konieczne jest przygotowanie samej inwestycji, w tym poznanie lokalnych stosunków gruntowo-wodnych;
  • jako szczególnie niebezpieczne należy traktować sytuacje, w których pojawia się napięte zwierciadło wody gruntowej oraz zwierciadło zmieniające swoje położenie;
  • przyjęte rozwiązania projektowe muszą uwzględniać specyficzne wymagania przyjętej opcji technicznej;
  • konieczne jest każdorazowe sprawdzenie, czy masa danego obiektu jest w stanie zrównoważyć występujące siły wyporu;
  • lekkie konstrukcje kubaturowe powinny być, niezależnie od stwierdzenia występowania wody gruntowej, zaopatrywane w obciążnik betonowy (ale nie w ławę fundamentową);
  • obiekty z tworzyw o znacznych głębokościach (ponad 3 m) powinny mieć otulinę wokół płaszcza co najmniej z piasku stabilizowanego cementem, o ile nie posiadają one unikatowych cech;
  • przy realizacji w odwadnianych wykopach należy odwadnianie kontynuować aż do momentu uzyskania przez elementy betonowe wystarczającej wytrzymałości, a wyłączanie powinno przebiegać stopniowo.

prof. dr hab. inż. Ziemowit Suligowski

Literatura:

[1] Ustawa z dnia 7 czerwca 2001 r. o zbiorowym zaopatrzeniu w wodę i zbiorowym odprowadzaniu ścieków. Dziennik Ustaw 72/2001 z późniejszymi zmianami.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij