48
Prefabrykaty betonowe do systemów kanalizacyjnych i odwodnieniowych
określana jest także wytrzymałość na wzdłużny moment zgina-
jący, wyrażana w kiloniutonometrach [kNm]
23
, oraz wodoszczel-
ność na poziomie 50 kPa (0,5 bara, ok. 5 m słupa wody przez
15 min.) z zastosowaniem odchylenia kątowego i obciążenia ści-
nającego
24
. Rury betonowe i żelbetowe wyróżniają się tym, że są
sztywne i bardzo ciężkie (rura o śr. 400 i dł. 2500 mm waży ok.
350 kg). Będąc częściami kolektorów kanalizacyjnych, podda-
wane są takim samym obciążeniom jak studzienki. Oddziałuje na
nie parcie gruntu, siły wyporu wód gruntowych, a w przypadku
płytkiego posadowienia również dynamiczne od ruchu pojazdów.
Duża masa sprawia, że betonowe rurociągi nie są podatne na te
czynniki, ponadto łatwo zachowują liniowość położenia i odpo-
wiednie spadki. Sztywność obwodowa pomaga też w osiowym uło-
żeniu i zachowaniu spadków, gwarantuje brak odkształceń, a tym
samym eliminuje zjawisko rozszczelnień złączy spowodowanych
zmianą ich kształtu. Rura sztywna, w rozumieniu definicji zawar-
tej w [2], to rura, której zdolność przenoszenia obciążeń jest ogra-
niczona pęknięciem lub przekroczeniem dopuszczalnych naprężeń
bez wyraźnej deformacji jej przekroju poprzecznego
25
. Przeniesie-
nie obciążeń pionowych zawsze odbywa się w układzie rura-grunt.
Sama rura nigdy nie jest elementem nośnym, w mniejszym lub
większym stopniu wspomagana jest przez otoczenie gruntowe,
z którym tworzy swego rodzaju konstrukcję. Różnice między
rurami sztywnymi i podatnymi przedstawia rys. 3.
Przyjmuje się, że w konstrukcji rura-grunt, rura sztywna przenosi
80, a otoczenie gruntowe 20% obciążenia. W przypadku podat-
nych (rysunek po prawej) sytuacja jest odwrotna. Grunt przez ok.
dwa pierwsze lata przenosi 80% obciążenia, a potem praktycznie
całe. Co istotne, rura sztywna wymaga przygotowania odpowied-
nio zagęszczonej podsypki i obsypki do połowy swojego przekroju.
Odpowiednio podparta, swoim sklepieniem będzie przenosić więk-
szość obciążeń. Od połowy przekroju może być przykryta gruntem
rodzimym wydobytym z wykopu. W porównaniu do rur podat-
nych, przy których należy zadbać o dobrze zagęszczoną piaskową
obsypkę (główny element nośny w konstrukcji rura podatna-
-grunt) do 30 cm ponad sklepienie rury, oszczędności materiału,
czasu i energii na odpowiednie zagęszczenie są ogromne. Ponadto
dzięki dużej masie rura betonowa nie „ucieka” przy dogęszcza-
niu po bokach. Panuje przekonanie, że rury podatne są łatwiejsze
w montażu, gdyż ze względu na ich bardzo niską masę łatwo je
włożyć do wykopu. Niestety zdecydowanie trudniej jest wykonać
konstrukcję rura-grunt i potrzeba w związku z tym dużo więk-
szych nakładów pracy. Należy także wystrzegać się błędów i nie-
dopracowań, które mogą powstać w wyniku prób zmniejszenia
kosztów inwestycji.
Producenci prefabrykatów betonowych dla kanalizacji oferują kom-
pletne rozwiązania do budowy trwałych i bardzo wytrzymałych sieci
kanalizacyjnych. Regulacje normowe dają gwarancję zachowania
tych istotnych właściwości. Ponadto beton jest jedynym materiałem,
który z czasem zyskuje na wytrzymałości.
Literatura
1. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 305/2011 z dnia
9 marca 2011 r., ustanawiające zharmonizowane warunki wprowadzania do
obrotu wyrobów budowlanych i uchylające dyrektywę Rady 89/106/EWG.
2. PN-EN 476:2012 „Wymagania ogólne dotyczące elementów stosowanych
w systemach kanalizacji grawitacyjnej”.
3. PN-EN 1917:2004 + AC:2009 „Studzienki włazowe i niewłazowe
z betonu niezbrojonego, z betonu zbrojonego włóknem stalowym i żelbetowe”.
4. PN-EN 1916:2005 + AC:2009 „Rury i kształtki z betonu niezbrojonego,
zbrojonego włóknem stalowym i żelbetowe”.
5. PN-EN 206:2014 „Beton. Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność”.
Przypisy
1
[2] – 1. – „Zakres normy”; [3] – 1. – „Zakres normy”; [4] – 1.
– „Zakres normy”.
2
[3] – 3.1 – „Terminy i definicje”.
3
[3] – 1. – „Zakres normy”; [4] – 1. – „Zakres normy”.
4
[3] – 6.8 – „Wytrzymałość betonu w podstawie, ściankach elementów przy-
krywających, pierścieniach wyrównujących i niektórych zwężkach”.
5
[5] – 4.3.1 – „Klasy wytrzymałości na ściskanie”, tablica 7.
6
[3] – 3.1.21 – „Definicje” – klasa wytrzymałości.
7
[2] – 6.4 – „Wytrzymałość studzienek włazowych, trzonów studzienek i stu-
dzienek niewłazowych ponad elementem podstawy”.
8
[2] – 6.4.4. – „Zwężki i płyty redukujące”; [3] – 4.3.6
–
„Wytrzymałości
na obciążenia pionowe elementów redukujących i elementów przykrywających”.
9
Łapko A., Jensen B. C., „Podstawy projektowania i algorytmy obliczeń kon-
strukcji żelbetowych”.
10
[3] – 4.3.8 – „Wodoszczelność”.
11
[3] – 4.3.10 – „Trwałość”; [5] – PN-EN 206-1:2003 – „Beton Część 1:
Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność”, Załącznik F – „Zalecenia
dotyczące wartości granicznych” – Tablica F1.
12
[3] – 4.3.9 – „Warunki użytkowania”.
13
[5] – Tablica 1. i tablica 2.
14
Badania prowadzone przez biuro SPEBK i Politechnikę Lubelską w 2011
roku na ściekach z 46 studzienek, z 16 lokalizacji na terenie Polski.
15
[3] – 4.2.4.2 – „Wymagania dotyczące stosunku woda/cement”.
16
[3] – 4.2.7 – „Nasiąkliwość betonu”.
17
[5] – „Zalecane wartości graniczne dotyczące składu oraz właściwości
betonu” – Tablica F1.
18
Badania dra inż. Tymoteusza Jaroszyńskiego z Politechniki Poznań-
skiej przywołane w artykule pt. „Betonowe i żelbetowe obiekty w kanalizacji
i oczyszczalniach ścieków (3). Zapachowe kanały” opublikowanym w Magazy-
nie Instalatora.
19
Badania SPEBK i Politechniki Lubelskiej z roku 2011.
20
[4] – 3.1.1 – „Terminy i definicje” – rura.
21
[4] – 4.2.2 – „Jakość betonu”.
22
[4] – 4.3.5 – „Wytrzymałość na zgniatanie”.
23
[4] – 4.3.6 – „Wytrzymałość na wzdłużny moment zginający”.
24
[4] – 4.3.7 – „Wodoszczelność”.
25
[2] – 3.12 – „Definicje” – rura sztywna.
Rys. 3. Obciążenie przenoszone przez rury sztywne (rys. po lewej) oraz podatne (rys. po prawej)
rys. archiwum SPEBK
