POLITECHNIKA POZNAC
SKA
WYDZIAA
ARCHITEKTURY, BUDOWNICTWA I INśYNIERII
ÅšRODOWISKA
ZBIORNIKI PODZIEMNE śELBETOWE
ProwadzÄ…cy: dr in\
. Tomasz Oleszkiewicz
Wykonał:
Przymusiak Tomasz
gr. IV TOB sem. VI
Poznań, styczeń 2006r.
SPIS TREÅšCI
SPIS TREÅšCI 1
1. Rys historyczny 3
2. Stosowane kształty 4
2.1. Charakterystyka zbiorników o przekroju prostokątnym. 6
2.2. Charakterystyka zbiorników o przekroju kołowym. 7
3. Zasady obliczania zbiorników 10
3.1. Konstrukcja zbiorników monolitycznych i prefabrykowanych o rzucie prostokątnym 14
3.1.1. Uwagi wstępne 14
3.1.2. Przekrycie 15
3.1.3. Åšciany 17
3.1.4. Dno zbiornika 20
3.1.5. Dylatacje i sposoby posadowienia 22
3.1.6. Przykłady wykonanych obiektów 23
3.2. Wymiarowanie zbiorników o przekroju kołowym 26
3.2.1. Przekrycie 29
3.2.2. Åšciany 31
3.2.3. Dno 34
3.3. Konstrukcja zbiorników o rzucie kołowym 35
3.3.1. Przekrycia 35
3.3.2. Åšciany 38
3.3.3. Dno 39
3.3.4. Przykłady wykonanych obiektów 40
4. Wybrane zagadnienia technologiczne mające wpływ na konserwację zbiorników 45
4.1. Zabezpieczenie zbiorników przed cieczami agresywnymi 45
4.1.1. Uwagi wstępne 45
4.1.2. Pokrycia ochronne organiczne 47
4.1.3. Wykładziny i pokrycia ochronne nieorganiczne 49
4.2. Szczelność zbiorników 50
4.2.1. Uwagi wstępne 50
4.2.2. Uszczelnienie powierzchni ścian 51
4.2.3. Przerwy dylatacyjne 53
5. Błędy wykonawstwa 57
1
5.1. Złe przyjęcie schematu statycznego 58
5.2. Wadliwie przyjęty przekrój zbrojenia 59
5.3. Niepoprawnie wykonane wykładziny wodoodpornej zbiornika 62
5.4. y
le przygotowane podło\
e gruntowe 63
5.5. y
le wykonany torkret ochraniajÄ…cy przed korozjÄ… struny lub kable sprÄ™\
ajÄ…ce 64
5.6. Nieprawidłowe obsypywanie zbiorników 64
5.7. Nieprawidłowo wykonany beton lub wadliwe betonowanie ścian lub dna zbiornika 66
5.8. Nieprawidłowo wykonane przerwy dylatacyjne 71
Bibliografia 73
Normy i przepisy będące podstawą projektu 73
2
1. Rys historyczny
W dawnych czasach w celu zgromadzenia wody do picia stosowano cysterny wykute
w skale. Wraz z rozwojem i umiejętności obróbki drewna stosowano do tego celu
zbiorniki drewniane, które pod postacie beczek przetrwały do dnia dzisiejszego.
Rewolucja związana z odkryciem stali oraz rozwojem przemysłu metalurgicznego i
wprowadzeniem wyrobów walcowanych spowodowała rozwój zbiorników blaszanych,
wykonywanych pod ró\
nymi postaciami. Zbiorniki te, choć wra\
liwe na korozje stosowane
są do dzisiaj miedzy innymi ze względu na łatwość i szybkość wykonania. Chodzi tu
przede wszystkim o zbiorniki mniejszych rozmiarów stosowane w przemyśle chemicznym
oraz do przechowywania paliw płynnych itp.
Na początku XX wieku rozpoczęto budować zbiorniki ceglane wzmacniane bednarką.
Zbiorniki takie, o małych rozmiarach, odpowiednio izolowane i wyło\
one ró\
nego rodzaju
płytkami słu\
yły do przechowywania płynów.
W okresie przed I Wojną Światową zapoczątkowano wykonanie zbiorników
\
elbetowych. Jednak zastosowanie ich na szeroką skalę nastąpiło w okresie
międzywojennym. Prekursorami budowy większych zbiorników \
elbetowych były Francja,
Anglia, Niemcy oraz ówczesny ZwiÄ…zek Radziecki (lata 1925÷1935). RosnÄ…ce wymagania
dotyczące szczelności oraz ich coraz większe rozmiary zmuszały in\
ynierów do
poszukiwania nowych rozwiązań konstrukcyjnych, które przyczyniły się do opracowania
przez E. Freyssineta koncepcji zbiornika sprÄ™\
onego. Koncepcja ta, ze względu na
wyeliminowanie blachy stalowej jako elementu konstrukcyjnego, spowodowała szybki
rozwój tej technologii. W latach 50-tych w Stanach Zjednoczonych praz w krajach Europy
zachodniej wykonano setki takich konstrukcji.
Początki budowy zbiorników sprę\
onych w Polsce sięgają lat 60 XX wieku. Powodem
opóz
nienia do krajów zachodnioeuropejskich był brak odpowiednich maszyn, sprzętu oraz
brak wykwalifikowanej kadry na budowach. Wzmo\
one zainteresowanie przemysłem
hutniczym oraz prowadzona na szerokÄ… skalÄ™ produkcja stali sprÄ™\
onej przyczyniła się w
Polsce w latach 70-tych do szybkiego rozwoju tej technologii, rozwoju wykonawstwa i
metod projektowania.
3
2. Stosowane kształty
Kształt zbiornika ma powa\
ny wpływ na sposób jego projektowania i wykonania.
Przy wyborze kształtu zbiornika nale\
y przede wszystkim brać pod uwagę następujące
czynniki:
przeznaczenie zbiornika,
pojemność i wymiary zbiornika,
stosowany materiał (\
elbet lub beton sprÄ™\
ony),
sposób wykonania,
sposób posadowienia.
Kształt rzutu zbiornika mo\
e być: kołowy, prostokątny, wieloboczny lub
nieforemny. Najczęściej stosowany jest rzut kołowy, prostokątny lub kwadratowy.
Badania przeprowadzone w ZSRR wykazały, \
e najbardziej korzystne sÄ… zbiorniki o rzucie
kołowym, o pojemności od 50 do 5000 m3. Przy większej pojemności celowe jest
budowanie zbiorników prostokątnych. Według wspomnianych badań, ekonomiczna
wysokość zbiorników walcowych wynosi 3,5 m przy pojemności od 50 do 500 m3 i 4,5 m
przy pojemności od 600 do 2000 m3. Jednolite zasady wyboru ekonomicznych wymiarów
zbiornika nie zostały dotychczas opracowane, gdy\
np. wymiary wynikajÄ…ce z
najmniejszego zu\
ycia materiałów i robocizny są inne ni\
z uwagi na szczelność. W
ostatnim przypadku zasadniczą rolę odgrywa głębokość zbiornika, która decyduje o
wielkości ciśnienia cieczy na ścianki. Ze względu na szczelność, nie przyjmuje się bez
szczególnej potrzeby głębokości ponad 5 m.
Z punktu widzenia usytuowania poziomu dna w stosunku do terenu, zbiorniki
dzielÄ… siÄ™ na: podziemne, naziemne lub wyniesione (wie\
e ciśnień). W zale\
ności od
przeznaczenia zbiorniki mogą być zamknięte lub otwarte. Przy większych objętościach
(powy\
ej 5000 m3) i wysokościach do 5 m zbiorniki podziemne projektuje się z
przekryciem w postaci stropu opartego na słupach, umieszczonych wewnątrz zbiornika.
Przy mniejszych objętościach i wysokościach powy\
ej 5 m stosuje siÄ™ przekrycie oparte
na ścianie zewnętrznej. W niektórych konstrukcjach przekrycie jest powłoką kulistą lub
sto\
kową, nawet przy większych wymiarach zbiornika w rzucie. Wynika stąd, \
e
konstrukcja przekrycia decyduje o sposobie rozwiÄ…zania konstrukcji dna. W przypadku
stosowania słupów wewnątrz zbiornika powstają trudności przy uszczelnieniu dna w
miejscach przenikania słupów. Na rys. 1 i 2 przedstawiono ró\
ne typy i kształty
zbiorników prostokątnych i kołowych.
4
Rys. 1. Typy zbiorników w rzucie prostokątnym [1] s. 14
W zale\
ności od przeznaczenia zbiorniki mogą być zamknięte lub otwarte. Przy
większych objętościach (powy\
ej 5000 m3) i wysokościach do 5 m zbiorniki podziemne
projektuje się z przekryciem w postaci stropu opartego na słupach, umieszczonych
wewnątrz zbiornika. Przy mniejszych objętościach i wysokościach powy\
ej 5 m stosuje siÄ™
przekrycie oparte na ścianie zewnętrznej. W niektórych konstrukcjach przekrycie jest
powłoką kulistą lub sto\
kową, nawet przy większych wymiarach zbiornika w rzucie.
Wynika stÄ…d, \
e konstrukcja przekrycia decyduje o sposobie rozwiÄ…zania konstrukcji dna.
W przypadku stosowania słupów wewnątrz zbiornika powstają trudności przy
uszczelnieniu dna w miejscach przenikania słupów.
Ze względu na przeznaczenie, decydujące często o kształcie w rzucie i w przekroju
pionowym, mo\
na podzielić zbiorniki na:
a) stosowane przy oczyszczaniu wody i ścieków,
5
b) u\
ywane na wodę pitną, przemysłową i przeciwpo\
arowÄ…,
c) stosowane w przemyśle chemicznym,
d) stosowane w przemyśle spo\
ywczym,
e) stosowane w przemyśle mineralnym, np.: w cementowniach, w budynkach
flotacyjnych,
f) u\
ywane do przechowywania produktów naftowych,
g) baseny pływackie itd.
Rys. 2. Typy zbiorników o przekroju kołowym podziemnych i częściowo zagłębionych w gruncie [1]
s. 15
Zbiorniki o kształtach specjalnych mają formy podyktowane względami
technologicznymi i równie\
odbiegające od zwykle stosowanych. Metody obliczeń
statycznych zbiorników sprę\
onych nie ró\
niÄ… siÄ™ od metod stosowanych przy zbiornikach
\
elbetowych, natomiast sposób ich konstruowania oraz wykonania odbiega bardzo
znacznie. Zbiorniki wyniesione (wie\
e ciśnień) przedstawiają odrębną grupę z uwagi na
problemy konstrukcyjne zwiÄ…zane z konstrukcjÄ… wsporczÄ….
2.1. Charakterystyka zbiorników o przekroju prostokątnym.
Zbiorniki prostokątne są na ogół mniej ekonomiczne od zbiorników kołowych.
Wynika to z jednej strony z mniej korzystnego stosunku obwodu do powierzchni, a z
drugiej - z obecności w ścianach zbiorników prostokątnych oprócz sił rozciągających
tak\
e znacznych momentów. W zakładach, gdzie technologia wymaga znacznej liczby
zbiorników połączonych ze sobą lub obok siebie stojących (przemysł garbarski,
papierniczy, farbiarski, browarniczy, roszarniczy, wikliniarski) zbiorniki prostokÄ…tne sÄ…
6
korzystniejsze od kołowych ze względu na łatwiejsze połączenie i lepsze wykorzystanie
miejsca.
Zbiorniki mogą być otwarte lub zamknięte, jednokomorowe lub wielokomorowe (Rys.. 1).
Te ostatnie są na ogół rozwinięte w jednym poziomie (typ 2), zdarzają się jednak
zbiorniki wielokomorowe wielopiętrowe (przemysł winiarski, spo\
ywczy, roszarniczy - typ
7). Zbiorniki prostokątne są prawie wyłącznie stosowane jako zbiorniki podziemne (typ
5), częściowo zagłębione w ziemi (typ 1, 2, 3, 4 i 8).
Dno zbiorników jest zwykle płaskie o konstrukcji płytowej lub przy większych
rozmiarach płytowo-\
ebrowej. Przy większych zbiornikach przekrytych stosuje się tak\
e
odwrócone stropy grzybkowe (typ 5), łupiny walcowe i łupiny klasztorne, zwłaszcza przy
zagłębieniu dna znacznie poni\
ej poziomu wody gruntowej (typ 8). W zwiÄ…zku z
wymaganiami technologicznymi ukształtowanie dna musi być niekiedy urozmaicone, np.:
przy basenach pływackich (typ 4), osadnikach itp.
Przy zbiornikach odkrytych naziemnych lub częściowo zagłębionych w ziemi (typ 3), o
większych wymiarach w rzucie, rozdziela się z reguły konstrukcję ścian i dna dylatacjami,
a ściany pracują wtedy jako ściany oporowe. Ściany zbiorników zamkniętych są
przewa\
nie dołem połączone monolitycznie z dnem, górą z przekryciem w sposób
sztywny lub przegubowy, rzadko ze swobodnym przesuwem. Konstrukcja ich jest
płytowa, płytowo-\
ebrowa, rzadziej w postaci Å‚upin walcowych opartych na \
ebrach.
Konstrukcja przekrycia jest podobna do konstrukcji dna - a więc płytowa przy małych
zbiornikach, płytowo-\
ebrowa, w postaci stropu grzybkowego, rzadziej w postaci sklepień
walcowych lub klasztornych opartych na \
ebrach.
2.2. Charakterystyka zbiorników o przekroju kołowym.
Zbiorniki tego typu dzielÄ… siÄ™ na dwie grupy:
na zbiorniki utworzone przez powłoki obrotowe o pionowej osi obrotu
oraz o poziomej osi obrotu.
Powierzchnie ich utworzone są przez obrót linii krzywej, prostej lub łamanej - zwanej
tworzącą - dookoła osi obrotu. Zbiorniki o poziomej osi obrotu (najczęściej o kształcie
walcowym) wykonuje się głównie ze stali, dlatego te\
nie będę ich opisywał w niniejszej
pracy. W zale\
ności od rodzaju tworzącej rozró\
niamy powłoki w kształcie kopuł, walców
lub sto\
ków, z których konstruuje się ścianki boczne, przekrycia oraz dna zbiorników. W
odró\
nieniu od zbiorników prostokątnych istnieje tu du\
e zró\
nicowanie typów
7
spotykanych kształtów, głównie w zale\
ności od ich usytuowania. Na wcześniejszych
rysunkach przedstawiono najczęściej stosowane schematy zbiorników podziemnych oraz
naziemnych i wyniesionych.
Zbiorniki podziemne (Rys. 2.) mają na ogół ścianki walcowe (typ 1, 2, 3, 4, 5, 8) o
przekryciach płytowych bezsłupowych - dla małych wymiarów zbiornika w rzucie,
grzybkowych  dla większych wymiarów przekrycia (typ 2), czy te\
\
ebrowych (np. z
jednym słupem w środku jak typ 1). Do bardziej ekonomicznych przekryć nale\
ą powłoki
w kształcie kopuł (typ 4, 5, 6), powłoki torusowe (typ 7) lub obrotowe sklepienia
cylindryczne (typ 3). Dnami mogą być tu płyty kołowe (typ 4 i 5), odwrócone stropy
płytowe  \
ebrowe (typ 1), bÄ…dz
grzybkowe (typ 2); rzadziej spotyka się tu powłoki
kuliste (typ 6) i sto\
kowe (typ 8).
W razie konieczności stałego przechowywania cieczy buduje się kilka mniejszych
zbiorników lub konstruuje się zbiorniki o więcej ni\
jednej komorze (najczęściej
dwukomorowe); stwarza to mo\
liwość korzystania z jednej z komór przy ewentualnej
naprawie czy konserwacji drugiej.
Rys. 3. Schematy zbiorników dwukomorowych podziemnych [1] s. 17
Zbiorniki o przekroju kołowym mogą mieć ściany boczne monolityczne lub
prefabrykowane. Zbiorniki o ścianach bocznych prefabrykowanych wykonuje się z zasady
jako sprÄ™\
one, zbiorniki zaś monolityczne mogą być sprę\
one lub nie, w zale\
ności od
wielkości sił wewnętrznych w ścianach konstrukcji.
Najbardziej ekonomicznymi przekryciami zbiorników o przekroju kołowym - ze
względu na znaczne oszczędności stali i betonu w porównaniu z innymi przekryciami - są
powłoki cienkościenne w kształcie kopuł. Ujemną cechą tych przekryć o konstrukcji
monolitycznej jest konieczność du\
ej dokładności wykonania oraz bardzo często du\
e
zu\
ycie drewna przy wykonaniu deskowań; du\
a pracochłonność tych robót prowadzi w
8
konsekwencji do przedłu\
ania czasu realizacji. Tych ujemnych cech mo\
na uniknąć,
stosując powłokę prefabrykowaną tak skonstruowaną, aby była zapewniona przestrzenna
praca, całości konstrukcji. Niewykorzystane przewa\
nie naprÄ™\
enia i daleki na ogół
stosunek grubości powłoki do promienia jej krzywizny od wartości granicznych na
wyboczenie (przy stosowanych tu najczęściej rozpiętościach) upowa\
niajÄ… do stosowania
tego rodzaju przekrycia nawet przy znacznych obciÄ…\
eniach (w zbiornikach podziemnych
rozpiętości przekryć kopułowych dochodzą do 20 m i więcej).
Do najpowszechniej stosowanych sposobów podparcia kopuły na ścianach
cylindrycznych nale\
y podparcie za pośrednictwem wydzielonego wieńca pierścieniowego,
który przejmuje rozpór przekrycia. W zbiornikach podziemnych rozpór kopuły bywa na
ogół du\
y ze względu na znaczne obcią\
enie (grunt nasypowy, obciÄ…\
enie u\
ytkowe
naziomu) oraz z uwagi na najczęściej stosowany płaski kształt kopuły. Przy tego rodzaju
połączeniu ze ścianami bocznymi często przyjmuje się, \
e przekrycie kopułowe pracuje
niezale\
nie od cylindrycznej części zbiornika, przekazując na nią jedynie pionową reakcję
jako składową pionową siły południkowej kopuły przy wieńcu; składowa pozioma tej siły
oddziałuje tu na wieniec, w którym powłoka jest sprę\
yście zamocowana, oraz za jego
pośrednictwem i na kopułę. Aby zmniejszyć ten wpływ wieńca na powłokę, stosuje się
często jego sprę\
anie. Kopuła mo\
e być równie\
monolitycznie połączona ze ścianami
cylindrycznej części zbiornika za pomocą wieńca ukrytego, bądz
bez niego (Rys. 4).
Rys. 4. Sposoby podparcia przekrycia kopułowego na ścianie cylindrycznej: a) za pomocą wieńca
wydzielonego, b) za pomocą wieńca ukrytego, c) bez wieńca [1] s. 18
W zbiornikach podziemnych, posadowionych na gruncie o wysokim poziomie wód
gruntowych, rzadziej stosuje się przekrycia cienkościenne, gdy\
wobec braku podparcia
dna wewnÄ…trz przestrzeni u\
ytkowej wypór wody wywołuje nieraz znaczne momenty
zginające w płycie dennej. W tych przypadkach bardziej racjonalne są przekrycia
płytowo-\
ebrowe, stropy grzybkowe, bÄ…dz
te\
zbiorniki o kształtach specjalnych, jak:
torusy koliste, eliptyczne, czy zbiorniki dwukopułowe.
9
Ścianami bocznymi zbiorników są najczęściej powłoki cylindryczne. W niskich
zbiornikach przyjmuje się stałą ich grubość na całej wysokości, w wy\
szych natomiast
poszerza się je od góry liniowo ku dołowi, bądz
poszerzenie to wykonuje siÄ™ tylko w
dolnej ich części.
Oparcie ścian cylindrycznych na konstrukcji dennej mo\
e być monolityczne bądz

przegubowe, rzadziej przegubowo-przesuwne (np. przy sprÄ™\
onych ścianach
prefabrykowanych). Ściany te w zbiornikach podziemnych mogą współpracować z
konstrukcją denną lub mogą być oddzielone od bocznych ścian (lub ich fundamentu)
szczeliną dylatacyjną, opierając się bezpośrednio na gruncie poprzez ławy pierścieniowe.
W przypadku monolitycznego połączenia ścian bocznych z konstrukcją denną oparcie to
ma zazwyczaj warunki zamocowania sprÄ™\
ystego (częściowego), natomiast przy
nieodkształcalnej konstrukcji dennej (np. du\
y przekrój ławy fundamentowej) - zamo-
cowania pełnego. Płytowe dna zbiorników podziemnych, są na ogół płaskie.
Gdy wysoki poziom wody gruntowej powoduje powstawanie du\
ych momentów
zginających w płaskiej płycie dennej, rozpiętość jej mo\
na zmniejszyć przez zastosowanie
np. ścian bocznych, składających się z dwóch części - walcowej i sto\
kowej (Rys. 2 typ
5). Mo\
na tak\
e wykonać dno w kształcie sklepień bądz
cylindrycznych odwróconych lub
odwróconej kopuły. Gdy grunt, na którym posadawia się zbiornik, ma odpowiednią
nośność, wówczas przy braku wody gruntowej najlepiej jest wykonać pierścieniowy
fundament, a płytę denną oddylatować całkowicie od konstrukcji zbiornika.
3. Zasady obliczania zbiorników
W teorii projektowania zbiorników prostokątnych wyró\
nia się dwie szkoły
projektowania:
ściany i dno zbiornika jako elementy płytowe
oraz ściany zbiornika jako dz
wigary tarczowe
Pierwsza zakłada, i\
z punktu widzenia pracy statycznej zbiorniki prostokÄ…tne sÄ…
układami zło\
onymi z płyt. Obcią\
enie  parcie cieczy oraz gruntu, działa prostopadle do
powierzchni ścian i dna i wywołuje w nich zginanie w dwóch wzajemnie prostopadłych
kierunkach. Mała grubość ścian w stosunku do pozostałych wymiarów pozwala na
stosowanie przy rozwiązaniu zbiorników teorii płyt sprę\
ystych.
Druga szkoła obliczania zbiorników przedstawia ściany zbiornika prostokątnego jako
oparte na słupach (w płaszczyz
nie ścian), które pracują jak belki. Jeśli wysokość tych
10
belek wynosi, co najmniej ź rozpiętości, to wówczas nie mo\
na ich obliczać według
zasad statyki belek, bowiem rozkład naprę\
eń normalnych w przekroju poprzecznym tego
rodzaju belki zginanej nie przebiega liniowo. Z punktu widzenia teorii sprÄ™\
ystości
powierzchniowy dz
wigar płaski obcią\
ony w płaszczyz
nie środkowej pracuje jak tarcza.
Ze względu na du\
ą wysokość elementy te noszą nazwę belek- ścian, belek tarczowych
bÄ…dz
dz
wigarów tarczowych.
S. Timoshenko przedstwaił w swojej ksią\
ce schematy dla płyt prostokątnych
dwukierunkowo zginanych pod obciÄ…\
eniem hydrostatycznym, oraz przy pomocy metody
kolejnych przybli\
eń wyznaczył momenty przęsłowe i naro\
ne, uwzględniając przy tym
sposób zamocowania. Na rys. 5a i 5b przedstawiono kilka typów przebiegu wykresów
momentów w zale\
ności od sposobu podparcia. Szczegółowe wzory oraz algorytm
obliczeń znajdziemy w pozycji [1].
11
Rys. 5a. Wykres momentów dla zbiornika schematu statycznego: krawędz
górna  nie podparta,
krawędz
dolna  swobodnie podparta [1] s. 39 Tablica 1-24
Rys. 5b. Wykres momentów dla zbiornika schematu statycznego: krawędz
górna i dolna swobodnie
podparte [1] s. 34, 35 Tablica 1-18 i 1-19
Przy znanym momencie zginającym i znanej sile osiowej, ściany \
elbetowych
zbiorników prostokątnych oblicza się jako elementy mimośrodowo rozciągane, je\
eli
parcie działa od wewnątrz oraz jako mimośrodowo ściskane, je\
eli kierunek parcia jest
odwrotny.
W przypadku konieczności zapewnienia wodoszczelności nale\
y określić warunek
odporności elementów zbiornika przeciw pojawieniu się Ponadto obliczamy szerokość
rozwarcia rys i odległość między rysami, sprawdzając czy odstęp i średnica prętów
zbrojenia sÄ… odpowiednio dobrane.
12
Zasady obliczania konstrukcji \
elbetowych pod tym kÄ…tem widzenia podali
Muraszew i Saliger. Zasady podane przez Muraszewa dla przekrojów zginanych zostały
przedstawione poni\
ej.
Je\
eli przez r oznaczymy szerokość rysy, a przez l odległość pomiędzy dwiema
sąsiednimi rysami, to do obliczenia tych wielkości stosujemy następujące wzory:
E
S
r = 0,02 Å" C Å" (1)
E
B
E
S
l = r Å" s
(2)
QR
gdzie:
c - stosunek przekroju pręta do jego obwodu,
Es - współczynnik sprę\
ystości stali,
Eb - współczynnik sprę\
ystości betonu przy zginaniu (wg PN-56/B-03260)
Qr - granica plastyczności stali,
s - współczynnik pewności,
 - współczynnik, który wyznacza się z wykresu podanego na Rysunku 5c. w
zale\
ności od wartości a obliczonej ze wzoru:
FZ E
S
a = Å" 3 Ò! (3)
bh1 E
B
Rys. 5c. Wykres do wyznaczania współczynnika X: a) dla obcią\
eń statycznych, b) dla obcią\
eń
dynamicznych wg. [1] s. 66
13
Je\
eli naprÄ™\
enia w zbrojeniu sÄ… mniejsze od dopuszczalnych, wtedy we wzorze (2)
nale\
y zamiast Qr/s podstawić obliczone naprę\
enie Ãs. Ze wzorów (1) i (2) wynika, \
e im
mniejsza wartość c, tj. im mniejsza jest średnica prętów przy danym przekroju zbrojenia,
tym mniejsza szerokość rys i odległość pomiędzy nimi.
3.1. Konstrukcja zbiorników monolitycznych i prefabrykowanych o rzucie
prostokÄ…tnym
3.1.1. Uwagi wstępne
ProstokÄ…tne zbiorniki \
elbetowe są często stosowane w budownictwie
przemysłowym i komunalnym. Są one jednak na ogół ni\
sze i o mniejszej pojemności od
zbiorników okrągłych. Przyczyną tego są ich mniej korzystne wskaz
niki ekonomiczne,
spowodowane niekorzystniejszym stosunkiem obwodu do przekroju zbiornika oraz mniej
korzystnÄ… pracÄ… statycznÄ…, gdy\
oprócz sił rozciągających powstają momenty zginające.
Główną zaletą zbiorników prostokątnych jest to, \
e wymagajÄ… mniejszych
powierzchni oraz, \
e przy grupowaniu ich obok siebie nie pozostajÄ… przestrzenie
bezu\
yteczne. W niektórych przemysłach (roszarnie, garbarnie, winiarnie, browary,
przetwórnie owoców i jarzyn) potrzebne jest zgrupowanie kilku lub kilkudziesięciu
zbiorników i wtedy optymalne rozwiązanie uzyskuje się stosując układ zbiorników
prostokÄ…tnych.
Wykonawstwo zbiorników prostokątnych jest na ogół prostsze. Wymiary w rzucie
mogą być du\
e, zwłaszcza przy zbiornikach zagłębionych w ziemi, wysokość - w zasadzie
nie większa od 8 m.
Połączenia poszczególnych elementów w zbiornikach są sztywne, przegubowe, albo
swobodne. W zbiornikach zagłębionych w ziemi częściej stosuje się połączenia
przegubowe lub dylatacje, natomiast przy zbiornikach wyniesionych połączenia sztywne,
ułatwiające uzyskanie szczelności.
Zabezpieczenie i wykończenie zewnętrzne i wewnętrzne zale\
y przede wszystkim od
warunków gruntowych i wodnych oraz od rodzaju przechowywanej cieczy. Zbiorniki
wyniesione osłonięte nie wymagają \
adnych zabiegów, nieosłonięte natomiast
zabezpieczamy niekiedy warstwą ocieplającą, np. z supremy lub szkła piankowego, a
następnie warstwą nieprzepuszczalną, np. blachą, eternitem, tynkiem cementowym itp.
Zbiorniki zagłębione w ziemi chroni się przede wszystkim od wody gruntowej i od
wód opadowych. Na ogół wystarcza dwukrotne posmarowanie bitumem, ewentualnie
14
trzykrotne, z zało\
eniem dwóch warstw papy lub włókien szklanych jako wzmocnienia.
Przy wysokim zwierciadle wody gruntowej stosuje siÄ™ izolacjÄ™ typu ciÄ™\
kiego, osłoniętą
ścianką \
elbetową lub murowaną. Izolację dna wykonuje się z dwóch warstw papy
bitumicznej uło\
onej na warstwie chudego betonu. Je\
eli istnieje mo\
liwość
grawitacyjnego odprowadzenia wody, to z zasady stosuje siÄ™ drena\
wokół zbiornika oraz
całego dna. Drena\
słu\
y do odprowadzenia wód gruntowych przesiąkających z poziomu
terenu, wód opadowych oraz przenikających przez nieszczelności dna i ścian wód ze
zbiornika. Drena\
jest konieczny, gdy chcemy trwale obni\
yć poziom wody gruntowej lub
zabezpieczyć przed okresowym jego podnoszeniem się ponad poziom dna zbiornika.
Wa\
ne to jest np:. przy posadowieniu zbiornika na gruntach lessowych, które pod
wpływem wzrostu stopnia zawilgocenia zmieniają swoje właściwości. Sieć drena\
owÄ…
zakłada się tu\
pod dnem w warstwie przepuszczalnej (\
wir lub piasek) grubości 30 - 50
cm, uło\
onej pod dnem. TakÄ… warstwÄ… mo\
e być tak\
e płyta z chudego, porowatego
betonu. SÄ…czki drena\
u (ceramiczne lub betonowe) układa się w spadku zgodnym ze
spadkiem płyty dennej, w rozstawie do 4 m. Pod ka\
dÄ… szczelinÄ… dylatacyjnÄ… dna nale\
y
uło\
yć tak\
e sączki. W niektórych przypadkach sieć drena\
ową z sączków uzupełnia się
przez wypełnienie wykopów pod rury zasilające i odprowadzające oraz wokół ścian
zbiornika, narzutem z kamienia, \
wirem lub chudym porowatym betonem. Drena\
bywa
równie\
wykorzystywany do kontroli szczelności dna. Daje się wtedy kilka studzienek
kontrolnych na końcach poszczególnych gałęzi sieci drena\
owej i one pozwalajÄ… na
stwierdzenie, które fragmenty zbiornika mają powa\
niejsze przecieki.
Wnętrze zbiornika wyprawia się zwykle zaprawą cementową z dodatkami
uszczelniającymi i wygładza się lub  wypala , a czasami torkretuje. Przy wodzie pitnej lub
cieczach, które chroni się przed zanieczyszczeniem wnętrze zbiornika maluje się
specjalnymi, dobrze kryjÄ…cymi i o du\
ej przyczepności farbami lub wykłada płytkami.
3.1.2. Przekrycie
W zbiornikach krytych przekrycie połączone jest ze ścianami monolitycznie
przegubowo, rzadziej przesuwnie. Połączenia tego na ogół się nie uszczelnia, jedynie przy
magazynowaniu produktów naftowych wymagana jest gazoszczelność przekrycia. Dla
ochrony przed zbytnim ochłodzeniem lub nagrzaniem przechowywanej cieczy, a przez to
zbiornika, stosuje siÄ™ izolacjÄ™ lekkÄ…, np. gazobeton, suprema itp. Przy zbiornikach
zagłębionych w ziemi dotychczas stosowano warstwę \
u\
la i gruntu lub samego gruntu
do grubości 1 metra. Dla zmniejszenia obcią\
enia daje siÄ™ i przy tych zbiornikach lekkÄ…
15
izolację. Przy projektowaniu izolacji zwłaszcza większych zbiorników, nale\
y wziąć pod
uwagę warunki klimatyczne, częstotliwość wymiany cieczy oraz dopuszczalne wahania
temperatury. Odpowiednio dobrana izolacja ma znaczny wpływ na rodzaj i koszt
przekrycia.
W zale\
ności od obcią\
enia stosuje się: albo monolityczne płyty płaskie,
prefabrykowane łupiny lub ruszty przykryte płytami z gazobetonu, albo - w przypadku
ciÄ™\
kiej warstwy ocieplającej - stropy płytowo-\
ebrowe o \
ebrach w jednym lub w dwu
kierunkach, stropy grzybkowe, przekrycia sklepione w jednym lub dwu kierunkach,
monolityczne lub prefabrykowane. Nale\
y zauwa\
yć, \
e przy budowie zbiorników stosuje
się prefabrykaty najczęściej tam, gdzie nie wymaga się szczelności a więc w przekryciach.
Oprócz tego jako prefabrykowane wykonuje się często słupy, zastrzały i podpory
znajdujące się albo w całości na zewnątrz, albo wewnątrz zbiornika. Ustroje belkowe ze
względu na znaczną wysokość uło\
onych na sobie elementów są jako przekrycia mniej
korzystne chyba, \
e istnieje mo\
liwość podniesienia poziomu wody ponad dolną krawędz

podciągów np:. w zbiornikach na wodę przemysłową. Poni\
ej pokazano trzy typy
prostych przekryć prefabrykowanych  rys. 6.
Rys. 6. Trzy rozwiÄ…zania
prefabrykowanego
przekrycia zbiorników: a) z
płyt panwiowych na
podciÄ…gach sprÄ™\
onych, b)
z du\
ych płyt opartych na
słupach, c) z du\
ych płyt
opartych na słupach z
głowicą [1] s. 69
Przykładem zastosowania cylindrycznych sklepień prefabrykowanych mo\
e być
zbiornik w Saint-Cloud w Pary\
u  rys. 7, który został przekryty szeregiem cienkich
sklepień o rozpiętości 3,85 m i strzałce 0,85 m. Sklepienia te oparto na \
elbetowych
podciągach teowych podpartych, co 5,20m. Sklepienie ma grubość 8 cm przy wezgłowiu i
6 cm w kluczu. Podciągi zostały w linii słupów połączone ściągami \
elbetowymi z tym, \
e
16
je pominięto co 5 pole, w
celu uzyskania sprÄ™\
ystych
przerw w przekryciu
pozwalajÄ…cych na
amortyzacjÄ™ skurczu i
zmian temperatury (7a). W
kierunku długości
podciągów dano przerwy
dylatacyjne. Åšrodkowe
rzędy słupów
podpierajÄ…cych sklepienie
Rys. 7. Schemat konstrukcji zbiornika w Saint-Cloud: a) prze-
krój poprzeczny, b) przekrój podłu\
ny [1] s. 70
usztywniono parami
zastrzałów.
Oprócz sklepień klasztornych kwadratowych stosuje się jako przekrycia sklepienia
klasztorne sześciokątne, w którym przekrycie oparte jest na słupach sześciokątnych,
rozstawionych w regularnej siatce sześciokątnej. Płytę przekrycia wykonuje się zwykle ze
spadkiem 0,5 - l°/o, dla Å‚atwiejszego odprowadzenia wód opadowych. PowierzchniÄ™
wyrównuje się gładzią cementową oraz zabezpiecza izolacją z papy. W przekryciu zakłada
się na ogół wywietrzniki w celu zwentylowania przestrzeni nad zwierciadłem cieczy. Są
one potrzebne nie tylko ze względów technologicznych (np. dla wody pitnej), lecz tak\
e
dla utrzymania równomiernego ciśnienia powietrza nad powierzchnią cieczy, przy zmianie
poziomu zwierciadła cieczy. Przy niektórych przekryciach np. namiotowych jest to
uciÄ…\
liwe, gdy\
ka\
dy namiot powinien mieć swój wywietrznik.
3.1.3. Åšciany
Ściany zbiorników w zale\
ności od wielkości przekrycia i całego zbiornika pracują
jako:
płyty wspornikowe  w niskich o du\
ych wymiarach zbiornikach otwartych
płyty z trzech stron podparte - w małych zbiornikach otwartych,
płyty z czterech stron podparte - w zbiornikach otwartych z belką usztywniającą u
góry lub w zbiornikach krytych
Przy wzmocnieniu ścian \
ebrami pionowymi i poziomymi ściana pracuje jako płyta
ciągła, zbrojona jednokierunkowo lub krzy\
owo. W związku ze zło\
oną pracą ścian,
17
mamy w nich momenty w obu kierunkach oraz ściskanie w pionie i rozciąganie w
poziomie. Wobec tego wymiarujemy ścianę w obu kierunkach na mimośrodowe ściskanie
lub rozciąganie. Wpływu naprę\
eń istniejących w jednym kierunku na naprę\
enia
kierunku drugiego nie uwzględnia się.
Grubość ścian podyktowana jest przez wymagania szczelności oraz ekonomiczności
zbrojenia. Przy ni\
szych zbiornikach, ze względu na wykonawstwo, przyjmuje się grubość
ścian jednakową, przy wy\
szych  opłaca się przyjąć zmienną liniowo. Zwykle od
wewnątrz ściana jest pionowa, lecz przy mo\
liwości zamarzania wody nale\
y zastosować
skos (1/15 - 1/20) dla uniknięcia rozsadzającego działania skorupy lodowej. Minimalna
grubość ściany wynosi około 8-10cm.
Ściany zewnętrzne zbiorników zagłębionych w ziemi i nara\
onych od wewnÄ…trz
stale lub okresowo na parcie materiałów sypkich lub cieczy zbroimy na momenty z obu
stron, ściany wolne od nacisku od zewnątrz - tylko na momenty od parcia wewnętrznego.
Ściany wewnętrzne są zbrojone tylko konstrukcyjnie, gdy mają otwory
zapewniające wyrównywanie z obu stron poziomu cieczy, je\
eli natomiast poszczególne
komory mogą być napełnione niezale\
nie, stosuje się pełne zbrojenie obustronne.
Sposoby zbrojenia ścian pokazano na poni\
szym rys. 8.
Rys. 8. Sposoby zbrojenia ścian zbiorników prostokątnych: a), b), c), d), e), f) przekroje poziome, g)
przekrój pionowy [1] s. 71
Zbrojenie pionowe przy zamocowaniu ścian w dnie jest największe u dołu, przy
przegubowym podparciu w dnie największe zbrojenie potrzebne jest nieco poni\
ej środka
wysokości. Ze względu na znaczne momenty oraz dla ułatwienia betonowania i
rozdeskowania, jaki póz
niej w eksploatacji w celu łatwiejszego utrzymania czystości -
stosuje siÄ™ skosy, zwykle pod kÄ…tem 45°.
18
Przy płytkich zbiornikach, o ścianie zamocowanej w dnie lub opartej górą i dołem,
na momenty pracuje tylko zbrojenie pionowe, natomiast poziome daje się ze względu na
skurcz i zmiany temperatury. W zbiornikach opartych na słupach ściany pracują jako belki
- ściany przenoszące obcią\
enie na podpory, Wymaga to specjalnego zbrojenia. W tych
przypadkach często pogrubienie ścian w naro\
ach, uzyskane dzięki wykonaniu skosów,
słu\
y jako przedłu\
enie słupów podpierających zbiornik.
W zbiornikach zasypanych ziemią całkowicie wykorzystuje się czynne parcie
gruntu, pozwalające na przejecie parcia wody. Uzyskuje się to oczywiście przy bardziej
zło\
onej konstrukcji, np:. przez załamanie ściany, ukształtowanie specjalnych \
eber
oporowych wpuszczonych w podło\
e oraz \
eber usztywniających podpartych zastrzałami.
Przy takiej konstrukcji zmniejszamy zu\
ycie betonu i stali, natomiast zwiększa się ro-
bocizna.
U\
ywanie prefabrykatów do wykonania ścian jest dosyć ograniczone. Najczęściej
stosuje się je dla cieczy zawierających drobne cząstki np:. szlam cementowy, które same
uszczelniają ewentualne szczeliny między prefabrykatami. Stosuje się prefabrykaty o
ciÄ™\
arze kilku ton; majÄ… one wypuszczone zbrojenie tak, aby mo\
na było je połączyć i w
ten sposób uzyskać element przenoszący siły rozciągające  rys. 9. Zbrojenie mo\
e być
spawane bezpośrednio lub poprzez kształtowniki wbetonowane na brzegach, ewentualnie
połączone na zasadzie przyczepności między betonem a stalą.
Rys. 9.
Typy połączeń
prefabrykowanych płyt
ściennych w zbiornikach
prostokÄ…tnych [1] s. 72
19
Przerwę między płytami nale\
y zabetonować najlepiej przy u\
yciu cementu
ekspansywnego, ewentualnie mo\
na zwykły beton uszczelnić przez wibrowanie,
torkretowanie lub odpowietrzanie. Najlepiej oczywiście zapewnia się szczelność przez
sprÄ™\
enie. Ścianę łączymy z dnem na ogół monolitycznie, rzadko przegubowo lub
przesuwnie. Pełne zamocowanie uzyskujemy, gdy dno jest grube lub ława fundamentowa
szeroka, natomiast w cienkim dnie lub w wÄ…skiej Å‚awie zamocowanie jest sprÄ™\
yste.
Na rys. 10 pokazano konstrukcję połączenia ściany z dnem w zbiornikach
monolitycznych oraz przy ścianach prefabrykowanych. Fundament ściany często oddziela
się dylatacją od dna w celu zmniejszenia szkodliwego wpływu nierównomiernego
osiadania.
Rys. 10. Sposoby połączenia ścian z dnem w zbiornikach wykonanych: a) na mokro, b) z
prefabrykatów [1] s. 73
3.1.4. Dno zbiornika
Konstrukcja dna zbiornika zale\
y od nośności i rodzaju gruntu oraz od konstrukcji
przekrycia. W zbiornikach podziemnych, w przypadku bardzo słabego gruntu lub
wysokiego stanu wody gruntowej, dno wykonuje się w postaci odwróconego stropu
płytowo-\
ebrowego, lub grzybkowego, przy tym zebra dajemy od spodu dla uzyskania
wewnątrz równej powierzchni. Korzystniej pod względem są odwrócone sklepienia
Å‚ukowe jednokierunkowe lub klasztorne oparte na belkowaniu. WymagajÄ… one jednak
wyrównania powierzchni wewnętrznej  rys. 11. Przy gruntach o większej nośności
stosuje się ławy fundamentowe pod ścianami i stopy pod słupami, a przestrzeń między
nimi wypełnia się cienką płytą połączoną z fundamentami albo oddzieloną dylatacją.
Niekiedy dajemy ścianę i sąsiedni rząd słupów na wspólnej płycie połączonej ze ścianą w
20
postaci kÄ…townika Dla obni\
enia wysokich ścian mo\
na, przy dostatecznie zwięzłym
gruncie, stosować dno o brzegach podniesionych, pochylonych do poziomu pod kątem do
30°, przy czym pochylenie to nie powinno przekraczać poÅ‚owy kÄ…ta tarcia wewnÄ™trznego
gruntu. Nale\
y jednak przy tym rozwa\
yć opłacalność takiego rozwiązania, gdy\

wprawdzie maleje wysokość ściany, natomiast powierzchnia zbiornika, dna i przekrycia
oraz długość ścian - wzrasta.
Rys. 11. Czterokomorowy zbiornik podziemny z
Rys. 12. Sposoby wykonania płyty dennej:
dnem i przekryciem z Å‚upin klasztornych [1] s.
a) z oparciem słupów na rozdzielonych płytach
74
b) z ukształtowaniem dna w postaci niecki [1] s. 74
Dno zaopatruje się w odpływ, znajdujący się w niewielkim zagłębieniu w środku
lub z boku, przy czym dla wyrobienia spadku w kierunku odpływu na poziomym dnie daje
się warstwę chudego betonu. Przy większych zbiornikach opłaca się wykonać dno od razu
ze spadkiem. Spadek dna w większych zbiornikach wynosi, co najmniej 1%, w małych 2 -
3°/o.
Niekiedy warunki zmuszajÄ… nas do posadowienia zbiornika o du\
ej pojemności na
gruntach marglistych lub podobnych, w których wskutek przepływu wód opadowych i
gruntowych nastąpiło wypłukanie kawern i rozluz
nienie miejscowe gruntu. W takich
przypadkach zwykle nie opłaca się stosować dna grubego w postaci płyty grzybkowej lub
podobnej, koniecznej przy wysokim stanie wody gruntowej. Przy grubszym piasku,
pospółce lub \
wirze mo\
na zaoszczędzić część cementu przez dodanie gliny z dodatkiem
upłynniającym (np.: bentonitu) i przyspieszającym wiązanie drobno zmielonego piasku
lub pyłu dymnicowego. Przy bardzo drobnym piasku stosuje się zastrzyki silikatowe, przy
czym mo\
na wtryskiwać osobno poszczególne składniki lub razem, zmieszane
bezpośrednio przed u\
yciem.
21
Dna prefabrykowane montuje się z płyt \
elbetowych o ciÄ™\
arze 2.5÷3.0T,
wielkości do 3x3m i grubości 15cm. Płyty te układa się albo na warstwie chudego betonu
uszczelnionego asfaltem, albo na poduszce \
wirowej zalanej zaprawÄ… cementowÄ…. Przy
dnie nieckowatym monta\
zaczyna się od części poziomej. Płyty mają wypuszczone
zbrojenie górne i dolne dla wykonania połączenia w stykach.
3.1.5. Dylatacje i sposoby posadowienia
Wa\
ną sprawą dla konstrukcji zbiorników jest prawidłowe rozmieszczenie
dylatacji. Zbiorniki małe nie wymagają przerw, natomiast większe, ze względu na skurcz i
zmiany temperatury, powinny być zdylatowane. Poniewa\
szczeliny dylatacyjne są dosyć
trudne do uszczelnienia, wskazane jest niekiedy ograniczenie ich liczby i długości.
Stosujemy wtedy dwojakiego rodzaju przerwy, a mianowicie: przerwy konstrukcyjne,
które pozostają kilka miesięcy otwarte i których zadaniem jest niwelowanie znacznego
skurczu betonu oraz znacznych wahań temperatury przy nieprzykrytym i nienapełnionym
zbiorniku, oraz przerwy dylatacyjne stałe, rozstawione w większych odległościach.
Odległość między przerwami konstrukcyjnymi przy ró\
nych zbiornikach
przyjmowano 15÷25m, obecnie zaleca siÄ™ rozstaw nie wiÄ™kszy ni\
12m. PÅ‚ytÄ™ dennÄ… dzieli
się gęściej nawet, co 5 m. Dobrym rozwiązaniem jest wykonanie dna w dwóch warstwach
płyt o grubości 10 cm, rozdzielonych np. papierem bitumicznym; szczeliny warstwy
górnej i dolnej mijają się.
Odległość pomiędzy stałymi przerwami dylatacyjnymi nie powinna być większa od
40m, oczywiście, je\
eli przy tym zastosowano czasowe przerwy konstrukcyjne. Szerokość
szczeliny dylatacyjnej wynosi od kilku milimetrów do kilku centymetrów, a wyjątkowo
przy szkodach górniczych do kilkunastu centymetrów. Posadowienie zbiorników na
terenach szkód górniczych wymaga specjalnej konstrukcji. Poniewa\
wskutek usuwów
gruntu konstrukcja mo\
e na części swojej powierzchni stracić podparcie, kierujemy się tu
następującymi zasadami:
ograniczamy wielkość zbiorników,
stosujemy fundamenty w postaci płyty lub rusztu o znacznie mniejszej
powierzchni od przekroju poziomego zbiornika w celu zwiększenia
naprÄ™\
eń na grunt
przy gruntach zwięzłych dajemy pod fundamentem grubą warstwę amor-
tyzacyjnÄ… piasku lub \
wiru.
22
3.1.6. Przykłady wykonanych obiektów
W miejscowoÅ›ci Rückingen wykonano zbiornik podziemny na wodÄ™ o pojemnoÅ›ci
1000m3. Zbiornik składa się z kwadratowej płyty dolnej przekrytej sklepieniem
klasztornym sięgającym do dna bez pionowych ścian. Nachylenie płaszczyzny sklepienia u
doÅ‚u wynosi 57°. DolnÄ… część sklepienia do nachylenia odpowiadajÄ…cego kÄ…towi 30°
betonowano w deskowaniu podwójnym, wy\
ej wystarczyło pojedyncze deskowanie.
Metrowa warstwa ziemi Å‚Ä…cznie z ciÄ™\
arem własnym powoduje znaczne naprę\
enia
ściskające, które tylko w części są redukowane rozciąganiem spowodowanym parciem
wody. W ten sposób zmniejszając zu\
ycie betonu i stali zapewnia się szczelność
przekrycia.
Rys. 13. Podziemny zbiornik na wodÄ™
w Ruckingen przekryty sklepieniem
klasztor [1] s. 84
W Anglii wybudowano zbiornik o łącznej pojemności 112000 m3, zło\
ony z dwóch
nierównych prostokątnych komór. Średni poziom wody wynosił 6,40 m. Na Rysunku 14.
pokazano przekrój pionowy ściany komory.
23
Rys. 14.
Podziemny zbiornik na
wodÄ™ o konstrukcji
monolityczno-
prefabrykowanej:
a), b) przekroje pionowe
zbiornika
c) szczegół konstrukcji
przekrycia [1] s. 83
Płytę denną o grubości 30cm, zbrojoną dołem i górą krzy\
owo uło\
ono na
warstwie chudego betonu grubości 8 cm izolowanej warstwą bitumu. Dno podzielono na
prostokąty o wymiarach 9.10x4.5 m. Ściany zewnętrzne mają kształt zupełnie odmienny
od normalnie stosowanych. Składają się one z płyty dennej szerokości 4,30 m
zaopatrzonej w belkę - ostrogę o wysokości 1.40m zagłębioną w ziemi, następnie z
odcinka Å›ciany nachylonej na zewnÄ…trz pod kÄ…tem 60° (wysokoÅ›ci 1.50m) i dalej z części
ściany pochylonej w drugim kierunku tak\
e pod kÄ…tem 60° (wysokość 6,10 m). Ta część
ściany ma w połowie swej wysokości poziomą belkę \
elbetowÄ…, podpartÄ… co 4.55m
prefabrykowanymi zastrzałami z wypuszczonym zbrojeniem. Pozwala to na wykorzystanie
w części górnej składowej obcią\
enia od ciÄ™\
aru własnego i osłony ziemnej, która jest
większa od parcia wody tak, \
e przy pełnym zbiorniku beton w ścianie jest jeszcze
ściskany. Część dolna ściany pracuje korzystnie przy pustym zbiorniku na parcie wody
gruntowej. Oprócz tego uzyskano dodatkową objętość zbiornika (7000m3) i na
obwałowanie zu\
yto mniej materiału (8000m3). Ze względu na znaczną długość ścian do
24
betonowania opłacało się wykonać specjalne przesuwne deskowanie. Ścianę betonowano
w odcinkach 9.15m czterema kolejnymi poziomymi pasami. Na Rysunku 13. pokazano
ścianę pionową oddzielającą komory. W połowie wysokości ma ona poziome \
ebro pod-
parte z obu stron zastrzałami prefabrykowanymi. Strop wykonano z prefabrykatów i
zwiÄ…zano w konstrukcjÄ™ monolitycznÄ… przez zalanie szczelin. SÅ‚upy prefabrykowane o
przekroju 30x30cm ustawiono w rzędach co 4.55m. Na nich uło\
ono prefabrykowane
sprÄ™\
one podciągi o rozpiętości 9.10m z wypuszczonymi do góry i od czoła strzemionami,
a następnie zabetonowano głowice słupów. Na podciągach oparto z kolei sprę\
one płyty
panwiowe, między które na podporach uło\
ono dodatkowe zbrojenie i zalano styki. Tak
wykonany strop uszczelniono z góry 3 warstwami emulsji bitumicznej uzbrojonej dwiema
warstwami włókna szklanego oraz przykryto 30cm warstwą ziemi. Dla ułatwienia
odwodnienia strop wykonano z nieznacznym spadkiem. W płycie stropowej i w ścianach
dano w jednym i w drugim kierunku przerwy dylatacyjne rozstawione co ok. 30m.
Zupełnie inaczej wygląda konstrukcja podziemnych zbiorników posadowionych na
terenach szkód górniczych. Rys. 15. przedstawia konstrukcję osadnika, który składa się z
czterech komór.
Rys. 15. Podziemny zbiornik na
wodÄ™ o kwadratowym rzucie
poziomym na terenie szkód
górniczych: a) przekroje i rzuty,
b) mo\
liwe przypadki podparcia
spowodowane usunięciem się
gruntu [1] s. 76
25
Rys. 16. Podziemny zbiornik na wodę trójkomorowy [2] s.
Na rys. 16 pokazano trójkomorowy zbiornik \
elbetowy podziemny o objętości
400m3. Zbiornik ma kształt prostokątny, a jego schemat statyczny w przekroju
poprzecznym stanowi trójprzęsłowa rama zamknięta. Wśród schematów obcią\
eń nale\
y
uwzględnić mo\
liwość nierównoczesnego napełniana wszystkich komór. Grubość ścian i
przekrycia w rozwiązaniu płytowym (jak na rysunku) mo\
e osiągnąć 25cm, a płyty dennej
30cm. Trudniejsze w wykonawstwie, ale oszczędniejsze z zu\
yciu betony i stali, byłoby
zastosowanie obudowy zbiornika w konstrukcji płytowo-\
ebrowej.
3.2. Wymiarowanie zbiorników o przekroju kołowym
W teorii projektowania zbiorników o rzucie kołowym wyró\
nia siÄ™ etapy
projektowania:
według zasady błonowej (bez uwzględniania zginania)
według teorii zgięciowej uwzględniającej zaburzenia brzegowe powłok
26
W nielicznych przypadkach, gdy zachowane są wszystkie zało\
enia teorii błonowej
poprzestaje się na pierwszej fazie obliczeń. Najczęściej jednak dla pojedynczych powłok o
warunkach zamocowań sprę\
ystych lub braku swobodnego przesuwu podpór w kierunku
prostopadłym do stycznych w punktach podparcia, lub w przypadkach gdy kształt
zbiornika jest zło\
ony z kilku powłok połączonych ze sobą monolitycznie  konieczne jest
uwzględnienie obu wymienionych wy\
ej faz obliczeniowych, a ostatecznie wielkości sił
wewnętrznych są sumą sił obliczonych w poszczególnych fazach.
Na rysunkach od 17 do 20 przedstawiono schematy statyczne do obliczania
zbiorników \
elbetowych podziemnych o rzucie kołowym. Zbiorniki o rzutach sto\
kowych
oraz walcowych oblicza się według tych samych zasad.
Rys. 17. Wyznaczenie przekroju zerowej siły równole\
nikowej w zale\
ności od wymiarów zbiornika
[1] s. 97
27
Rys. 18. Wyznaczenie obciÄ…\
enia nasypkÄ… o podanym ciÄ™\
arze objętościowym [1] s. 96
Rys. 19. Wyznaczenie obciÄ…\
enia cieczÄ… o
znanym ciÄ™\
arze objętościowym [1] s. 96
28
Rys. 20. Wyznaczenie obciÄ…\
enia poziomego wywołanego parciem gruntu w kształcie trapezu
[1] s. 96
KonstrukcjÄ™ zbiornika mo\
na podzielić na trzy zasadnicze elementy: przekrycie,
ściany boczne oraz konstrukcję denną. W tej kolejności omówimy ich wymiarowanie oraz
podamy ogólne uwagi dotyczące ich zbrojenia.
3.2.1. Przekrycie
Obliczenie zbrojenia w takich przekryciach jak: płyty kołowe, kopuły obrotowe,
stropy płytowo-\
ebrowe lub grzybkowe, gdy poza przekazaniem pionowych obciÄ…\
eń na
ściany boczne nie biorą one innego udziału w pracy zbiornika - nie ró\
ni siÄ™ od typowych
obliczeń tych konstrukcji. W przypadku natomiast monolitycznego połączenia tych
przekryć ze ścianami zbiornika, (co najczęściej spotyka się przy przekryciach płytowych
kołowych i kopułowych) obliczenie zbrojenia nale\
y przeprowadzić zgodnie z przebiegiem
29
otrzymanych sił wewnętrznych i momentów. Przy wyznaczaniu grubości płyt kołowych i
stropów płytowo-\
ebrowych stosowanych jako przekrycia zbiorników podziemnych nale\
y
liczyć się z ekonomicznym procentem zbrojenia przekrojów, uwa\
ając jednak grubość 9
cm za minimalną. Dla stropów grzybkowych (zazwyczaj o wiele silniej obcią\
onych) jako
minimalną grubość nale\
y przyjmować 15cm.
NaprÄ™\
eń ściskających w kopułach na ogół nie sprawdza się, gdy\
sÄ… one bardzo
niewielkie, nale\
y tu sprawdzić jedynie naprę\
enia krytyczne na wyboczenie, w strefie
ściskających osiowych sił południkowych. Mo\
na się w tym przypadku oprzeć na
skorygowanym przez Bacha wzorze Zoellyego na naprÄ™\
enie krytyczne (zniszczeniowe) w
betonie
0,286E d
à = - Å"
KR (4)
2
r
3(1 - µ )
gdzie:
d - grubość powłoki kulistej,
r - promień powłoki kulistej,
µ - współczynnik Poissona (µ = 0,167),
E - współczynnik sprę\
ystości betonu.
Wartości otrzymane ze wzoru (4) są tym dokładniejsze im obcią\
enie zewnętrzne
jest bardziej zbli\
one do ciągłego równomiernie rozło\
onego na poziomym rzucie powłoki
kopuły. Sprawdzenie naprę\
eń na wyboczenie jest szczególnie wa\
ne przy du\
ych
obciÄ…\
eniach zewnętrznych (np:. dno zbiornika typu Intze).
Do podobnego wyniku doszedł na drodze analitycznej Karman, który określił
obciÄ…\
enie krytyczne jako równe
2
d
ëÅ‚ öÅ‚
pKR = 0,365E Å" (5)
ìÅ‚ ÷Å‚
r
íÅ‚ Å‚Å‚
co przy przyjęciu, \
e obciÄ…\
enie zewnętrzne jest równomiernie rozło\
one na poziomym
rzucie powÅ‚oki, daje (przy µ2E"0)
pKR Å" r d
à = - = -0,182E Å" (6)
KR
2d r
Zbrojenie umieszczone w strefie naprÄ™\
eń ściskających powłoki odgrywa równie\

rolÄ™ zbrojenia monta\
owego i przeciwskurczowego. Z tych względów przyjmuje się
przynajmniej, Ø 6 co 20cm.
30
W brzegowej strefie działania momentów zginających nale\
y sprawdzić
naprÄ™\
enia na ogół na ściskanie mimośrodowe o małym mimośrodzie. Gdy nawet ze
względów obliczeniowych nie potrzeba wzmacniać strefy górnej powłoki, dla
wzmocnienia betonu przyjmuje się jednak zbrojenie równe 0,2% pracującego przekroju
powłoki, lecz nie mniej ni\
Ø 6 co 20cm.
W przypadku kopułowego przekrycia zbiornika podziemnego zalecane jest
stosowanie grubości powłoki przynajmniej 8 cm, a zbrojenie powinno się składać z
jednowarstwowej siatki z prętów o średnicy nie mniejszej ni\
8mm. W celu przejęcia
brzegowych momentów zginających nale\
y zastosować podwójną siatkę (por. rys. 24),
przez dodanie prętów w górnej strefie grubości powłoki równie\
o średnicy przynajmniej
8mm.
3.2.2. Åšciany
NiesprÄ™\
one cylindryczne ściany zbiorników zbroi się prętami pierścieniowymi
poziomymi oraz prętami pionowymi. Pierwsze z nich przejmują równole\
nikowe siły
rozciągające przy napełnieniu zbiornika cieczą, w przypadku zaś działania obcią\
enia
zewnętrznego a braku napełnienia cieczą, pracują one wraz z betonem na naprę\
enia
ściskające. Natomiast zbrojenie pionowe ma głównie za zadanie przejęcie momentów
zginających południkowych; ponadto spełnia ono rolę prętów monta\
owych.
Zbrojenie pierścieniowe oblicza się w zało\
eniu napełnienia zbiornika cieczą przy
braku poziomych obciÄ…\
eń zewnętrznych.
Przekrój zbrojenia pierścieniowego, w zało\
eniu, \
e przejmuje ono całą siłę
osiowÄ… rozciÄ…gajÄ…cÄ…, oblicza siÄ™ ze wzoru:
R Å" s
FZ =
(7)
Qr
gdzie:
R - siła rozciągająca,
s - współczynnik bezpieczeństwa,
Qr - granica plastyczności stali
Dla przypadku braku cieczy w zbiorniku, przy pełnym poziomym obcią\
eniu
zewnętrznym (np. gruntem), nale\
y sprawdzić przekrój ściany na wyboczenie. Mo\
na tu
stosować wzór na obcią\
enie krytyczne
31
2
Ed
pKR = -
(8)
2
r Å" 3(1 - µ )
gdzie oznaczenia sÄ… te same jak we wzorze (6)
Zbrojenie pierścieniowe rozmieszcza się zgodnie z przebiegiem rozciągających sił
równole\
nikowych, dzieląc wysokość zbiornika na pasy poziome (np. o szerokości 1.0m) i
obliczając zbrojenie dla poszczególnego pasa na maksymalną wielkość siły rozciągającej
w tym pasie (w ten sposób zwiększamy nieco współczynnik bezpieczeństwa). Obliczając
w ten sposób np.: zbrojenie dla ścian cylindrycznych zamocowanych w nieodkształcalnym
dnie, otrzymujemy w pasach dolnych przy dnie zmniejszony przekrój zbrojenia, gdy\
siła
R przy samym dnie ma wartość zero.
Gdy konstrukcja połączenia ściany cylindrycznej z dnem budzi pewne obawy, co
do jej zgodności z zało\
onym schematem, zaleca się w dolnej części ścian przyjmować
stały przekrój zbrojenia pierścieniowego, odpowiadający maksymalnej sile rozciągającej.
Średnice prętów zbrojenia pierścieniowego przyjmuje się zazwyczaj w granicach
8÷22mm. ZÅ‚Ä…cza tych prÄ™tów nale\
y przyjmować mijankowo, stosując je w ka\
dej z
płaszczyzn pionowych nie gęściej, ni\
co ósmy pręt. Długość złącz nakładkowych
powinna być obliczona na przyczepność, lecz nie mniejsza ni\
50´; przy u\
yciu prętów
okrągłych nale\
y stosować złącza z hakami i wówczas długości te mo\
na, zredukować o
25%.
Zbrojenie pierścieniowe i pionowe przyjmuje się przy mniejszych grubościach
ścian jednostronnie, natomiast przy grubościach powy\
ej 15cm zaleca siÄ™ - w celu
przejęcia naprę\
eń skurczowych i termicznych - stosować zbrojenie podwójne.
Niezale\
nie od obliczeń zbrojenia pierścieniowego i pionowego nale\
y sprawdzić grubość
ściany cylindrycznej na szczelność. Wstępną ocenę tej grubości mo\
na przeprowadzić na
podstawie wzoru:
s Qr - 200s
2
d = R = Rm
(9)
RrQr
gdzie:
R - siła rozciągająca, kG/cm,
Rr - wytrzymałość betonu na rozciąganie, kG/cm2,
32
s i s2 - współczynniki bezpieczeństwa, przy czym s2 - współczynnik na pojawienie
siÄ™ rys przy rozciÄ…ganiu; zwykle przyjmuje siÄ™ s2 = 130
Współczynnik m jest tu niezale\
ny od kształtu i wymiarów zbiornika. Ze względu
na szczelność mo\
na, zatem jako minimalną grubość ściany przy dnie (przy jej liniowej
zmienności) przyjąć
d = Rm = Å‚C hrm
(10)
gdzie:
h  maksymalny poziom cieczy w zbiorniku, liczÄ…c od dna.
Przy najczęściej stosowanej stali w konstrukcji zbiorników (Qr =2500 kG/cm2) oraz
wartościach współczynników bezpieczeństwa s2 = 1,30 i s = 1,8 mamy
RW= 110 m= 0,1051
RW= 140 m= 0,0889
RW= 170 m= 0,0771
RW= 200 m= 0,0680
Ze względów praktycznych nie nale\
y przyjmować grubości ściany cylindrycznej
mniejszej od 8÷10cm.
Przekrój prętów pionowych nale\
y obliczać w części przypodporowej ściany na
mimośrodowe ściskanie, od momentu południkowego M i ściskającej siły południkowej N.
Åšrednice tych prÄ™tów przyjmuje siÄ™ w granicach Ø10÷22cm, po stronie wewnÄ™trznej
ściany, na odległości zgodnej z zasięgiem momentu brzegowego. Powy\
ej zasięgu
momentu zginającego część tego zbrojenia przepuszcza się wy\
ej na całą wysokość
zbiornika, traktujÄ…c je jako monta\
owe. W środkowej części pionowej ściany, gdzie
występuje moment o znaku przeciwnym ni\
moment brzegowy nale\
y sprawdzić
naprÄ™\
enie w betonie; w przypadku przekroczenia naprÄ™\
eń dopuszczalnych nale\
y
obliczyć zbrojenie, wyznaczając je z obliczenia na mimośrodowe ściskanie, tak jak dla
przekroju brzegowego.
33
3.2.3. Dno
Gdy dnem zbiornika na ciecz jest kopuła, w której występują naprę\
enia
rozciągające, wówczas grubość ściany \
elbetowej jest głównie uwarunkowana
szczelnością betonu. Siły wewnętrzne przy rozciąganiu osiowym przejmuje w powłoce
całkowicie zbrojenie, które oblicza się zgodnie ze wzorem (7). Przy mimośrodowym
rozciąganiu nie uwzględnia się współpracy betonu na rozciąganie.
Przekroje, w których występują naprę\
enia ściskające, powinny być sprawdzone
na wyboczenie. Odnosi się to głównie do powłok znacznie obcią\
onych, w których
występują du\
e wewnętrzne siły ściskające. Takie warunki pracy istnieją zazwyczaj w
walcowych bocznych ścianach zbiorników w przypadkach działania gruntu od zewnątrz
przy opró\
nieniu zbiornika z cieczy oraz w \
elbetowych dnach o kształcie kopuły wklęsłej,
gdzie Zarówno siły południkowe jak i równole\
nikowe sÄ… przewa\
nie ściskające. W tych
przypadkach średnicę zbrojenia głównego i monta\
owego przyjmuje siÄ™ nie mniejszÄ… ni\

8mm.
Płaskie dna w postaci poziomej płyty mogą być monolitycznie połączone ze
ścianami zbiornika lub te\
oddzielone od nich dylatacjÄ….
W pierwszym przypadku zbrojenie płyty wyznacza się zgodnie z obliczonymi
wielkościami momentów, zginających, a przy grubych płytach przyjmuje się
często zbrojenie obustronne. Grubość płyty jest tu głównie zale\
na od eko-
nomicznego procentu zbrojenia.
W drugim przypadku, przy stosowaniu dylatacji ścian bocznych, zbrojenie
płyty, jako swobodnie le\
ącej na gruncie przyjmuje się - przy nieobecności
wody gruntowej  jedynie ze względu na skurcz i wpływy termiczne. Stosuje
siÄ™ tu zazwyczaj pojedynczÄ… siatkÄ™ prostokÄ…tnÄ… z prÄ™tów np.: Ø 6 co 15cm,
bÄ…dz
podwójnÄ… obustronnÄ… Ø 8 co 30cm.
Gdy istnieje parcie wody gruntowej, grubość zdylatowanej płyty przyjmuje się z
warunku na wypór, a dylatacja musi spełnić warunek nieprzepuszczania wody
zewnętrznej znajdującej się pod ciśnieniem hydrostatycznym.
34
3.3. Konstrukcja zbiorników o rzucie kołowym
3.3.1. Przekrycia
Do najczęściej spotykanych przekryć zbiorników o przekroju kołowym nale\
ą płyty
kołowe, stropy płytowo-\
ebrowe, stropy grzybkowe oraz powłoki kopułowe. Pierwsze trzy
rodzaje przekryć nie ró\
nią się w zasadzie od konstrukcji typowych przekryć stosowanych
w budynkach mieszkalnych, magazynach, halach itp. Poza uwagami o minimalnej
grubości płyt w zbiornikach podziemnych nale\
y mieć tu na uwadze, aby rozstawy
słupów w zbiornikach podziemnych nie były większe od 4.0-4.5m, a przekrój słupów nie
mniejszy ni\
25x25cm (lub średnica 25cm przy słupach okrągłych). Połączenia tych
słupów ze ścianami cylindrycznymi wykonuje się przewa\
nie przez wewnętrzny skos o
pochyleniu 1:1 lub 1:3, albo te\
w górnej części ściany kształtuje się swojego rodzaju
wieniec przez obustronne poszerzenie grubości ściany. Stwarza się w ten sposób szersze
miejsce oparcia przekrycia na ścianach.
Wymiarowanie monolitycznych przekryć kopułowych podano punkcie 2. Z trzech
sposobów połączenia, a mianowicie: za pośrednictwem wieńca wydzielonego, za
pośrednictwem wieńca ukrytego i bez wieńca, najczęściej spotyka się pierwszy. W tym
przypadku połączenie mo\
na wykonać w dwóch wariantach:
powłoka kopułowa wraz z wieńcem jest połączona monolitycznie ze
ścianami pionowymi
wieniec jest oddzielony od ścian szczeliną dylatacyjną
Pierwszy wariant pokazano na rys. 21 wraz z przy wieńcowym fragmentem kopuły
przekrycia. Wieniec jest tu zbrojony 8 prętami, a przy wieńcowe dwustronne zbrojenie
powłok przenosi powstające przy wieńcu momenty zginające.
35
Rys. 21. Typowe zbrojenie połączenia
Rys. 22. Typowe zbrojenie połączenia
monolitycznego powłoki przekrycia ze ścianą
monolitycznego powłoki przekrycia ze ścianą
walcową za pośrednictwem wieńca
walcową za pośrednictwem wieńca ukrytego [1]
wydzielonego [1] s. 174
s. 174
Szczegół połączenia powłoki przekrycia ze ścianą cylindryczną za pośrednictwem
wieńca ukrytego pokazano na rys. 22. W samym poszerzeniu wieńcowym mamy
największą ilość zbrojenia pierścieniowego (niekiedy 60% siły rozporu od kopuły
przejmuje wieniec), zagęszczone jest równie\
zbrojenie pierścieniowe w kopule tu\
przy
wieńcu, gdy\
występuje tu równie\
rozciąganie równole\
nikowe.
Powłoki monolityczne zbroi się prętami południkowymi i pierścieniowymi. Stosuje
się tu zbrojenie pojedyncze; jedynie przy wieńcu. W celu przejęcia powstającego tu
momentu zginającego, daje się równie\
zbrojenie górne. Zasięg tego zbrojenia przy
oparciu powinien odpowiadać dwukrotnemu przejściu wykresu momentu przez zero
odnosi się to głównie do kopuł płaskich o znacznym momencie ujemnym. Po strome
zewnętrznej daje się równie\
zbrojenie równole\
nikowe. Gdy zasięg momentu
zginającego nie jest dokładnie określony, wówczas mo\
na przyjąć górne zbrojenie na
szerokości ź promienia, licząc od brzegu powłoki. Typowy układ zbrojenia w kopule
monolitycznej pokazana na rys. 23. Otwory włazowe powinny być wzmocnione
dodatkowymi prętami w strefie przyotworowej powłoki, nale\
y przy tym umieszczać je w
ściskanej strefie powłoki.
36
Rys. 23. Fragmenty typowego zbrojenia kopuły (w rozwinięciu) [1] s. 175
Ze względu na szybszy monta\
i niewielkie zu\
ycie drewna coraz częściej stosuje
się kopuły prefabrykowane. Kształt w rzucie elementów prefabrykowanych, z których
składa się przekrycie kopułowe mo\
e być trójkątny, trapezowy, pięcio- lub sześcioboczny;
w zbiornikach stosuje się głównie elementy trójkątne (rys. 24). Element taki jest
wyznaczony dwiema płaszczyznami południkowymi i płaszczyzną równole\
nikowÄ…
oporową. Ma on na płaszczyznach południkowych obramowania ukośnymi \
eberkami 1
połączonymi ze sobą przeponkami 2 i wzmocnionymi \
eberkiem wieńcowym 3. W
zbie\
nej górnej części element prefabrykowany ma wzmocnienie 4 o pełnej wysokości
\
eberka, które wchodzi w monolitycznie wykonany wieniec górny wraz z górną płytą
powłoki (jest to ściśle związane z metodą wykonawczą).
Przy wieńcu dolnym element
wchodzi w uformowaną na całej
długości dolnego wieńca wnękę
oporowÄ…. Utworzone na
krawędziach przylegania ele-
mentów \
eberka zabetonowuje
się, tworząc w ten sposób
monolityczną całość. W
przestrzeniach między \
eberkami
Rys. 24. Trójkątny element panwiowy prefabrykowanej
kopuły: a) widok elementu, b) przekrój wzdłu\
południka, mo\
na wykonać warstwę ociepla-
c) szczegół połączenia płyt panwiowych w płaszczyz
nie
jÄ…cÄ… z \
u\
lobetonu 5.
południkowej [1] s. 175
37
Elementy takie oczywiście muszą być obliczone dodatkowo na obcią\
enia w
stadium monta\
u i transportu.
Gdy kopuła ma du\
e rozmiary, mo\
na stosować wieniec pośredni, przyjmując dwa
centryczne rzędy opisanych prefabrykatów. Wyniosłość kulistych kopuł przekrycia waha
siÄ™ zazwyczaj w granicach (1/6÷1/8)D, gdzie D oznacza Å›rednicÄ™ zbiornika. WyniosÅ‚oÅ›ci
kopuł sto\
kowych bywają nawet większe.
3.3.2. Åšciany
Ze względów eksploatacyjnych
powiększenie grubości ścian wykonuje
siÄ™ zazwyczaj na zewnÄ…trz zbiornika,
zachowując pionową wewnętrzną
powierzchniÄ™ zbiornika. Jedynie w
przypadku mo\
liwości zamarznięcia
Rys. 25. Zbrojenie pojedyncze i podwójne
cieczy w zbiorniku nale\
y nadać
ścianek walcowych (przekroje poziome) [1] s.
wewnętrznej powierzchni ścian
176
pochylenie 1/15÷1/20.
Ściany zbroi się pionowo oraz pierścieniowo (równole\
nikowo). Układ wzajemny
prętów zbrojenia i rozmieszczenie ich w grubości ściany podano na rys. 25. Układ prętów
pionowych pokazano przykładowo na rys. 26, który przedstawia zbrojenie ściany
zbiornika z rys. 27.
Rys. 26. Zbrojenie pionowej cylindrycznej
ściany zbiornika [1] s. 176
38
Rys. 27. Typowe zbrojenie monolitycznego
połączenia ściany prostej ze ścianą
cylindryczną (przekrój poziomy) [1] s. 177
Zgodnie z przebiegiem w strefie dolnej momentu zginającego dla dwóch
schematów: od parcia wody i od parcia gruntu - zbrojenie pionowe umieszczono po
stronie wewnÄ™trznej zbiornika w iloÅ›ci 6 Ø 20 mm + 3 Ø 12 mm oraz po zewnÄ™trznej
stronie Å›ciany w iloÅ›ci 6 Ø 14 mm + 3 Ø 12 mm. Zbrojenie poziome (zgodnie z
przebiegiem sił pierścieniowych) przyjęto zmienne; zmienia się liczba prętów na l m
wysokości ściany oraz ich średnica. Zbrojenie to umieszczono w dwóch warstwach po
wewnętrznej stronie zbrojenia pionowego.
Połączenie ściany walcowej z konstrukcją denną stosuje się przegubowe albo o
charakterze zamocowania sprÄ™\
ystego lub sztywnego, w zale\
ności od konstrukcji dna i
ścian pionowych. Połączenie przegubowe stosuje się głównie przy prefabrykowanych
ścianach sprę\
onych czasem równie\
i przy monolitycznych.
3.3.3. Dno
Gdy płyta denna spoczywająca na gruncie połączona jest sztywno ze ścianami
pionowymi i przejmuje od nich obciÄ…\
enia, musi być zbrojona zgodnie z występującymi w
niej momentami zginającymi, a grubość jej powinna odpowiadać wysokości
ekonomicznej. WyjÄ…tek stanowiÄ… zbiorniki o du\
ym parciu hydrostatycznym wód
gruntowych, gdy\
wówczas grubość ta jest czasem określona z warunku na wypór. Przy
braku wód gruntowych i przy gruntach na tyle mocnych, \
e ława pod ścianami mo\
e
przenieść na grunt obcią\
enia od ścian - stosujemy płytę denną całkowicie zdylatowaną
od konstrukcji zbiornika. W tym przypadku grubość płyty dennej nie mo\
e być mniejsza
od 8cm, a posadowienie jej nale\
y wykonać na podło\
u z chudego betonu o grubości
przynajmniej 15cm, przy dobrze ubitym gruncie.
39
Dylatacja oddzielająca płytę denną od pozostałej części konstrukcji zbiornika musi
być bardzo starannie wykonana, gdy\
od jakości tego wykonania zale\
y właściwe
funkcjonowanie, obiektu.
W zbiornikach podziemnych płaszczyznę denną nale\
y wykonać ze spadkiem
przynajmniej 1:25 (w celu właściwego osadzenia się i spływania zanieczyszczeń oraz dla
ułatwienia oczyszczania zbiornika), zale\
nym od rodzaju przechowywanej cieczy i
warunków eksploatacyjnych; dla wody przemysłowej mo\
na przyjmować pochylenie w
kierunku zbiorczej studzienki ok. 1:100. Równie\
w zbiornikach podziemnych przekrycia
powinny mieć pochylenia, które - niezale\
nie od izolacji - chroniłyby strop zbiorników
przed przeciekami. Spadki wyrabia się najczęściej chudym betonem (spadki wewnętrzne),
lub \
u\
lobetonem (spadki zewnętrzne przekryć).
3.3.4. Przykłady wykonanych obiektów
Na rys. 28 pokazano zbiornik
podziemny przeznaczony na wodÄ™ pitnÄ…
o pojemności 6000 m3 (przekrój kołowy
o średnicy 36m). Wysokość wewnętrzna
zbiornika wynosi 5.96m. Kołowa płyta
przekrywająca oraz płyta denna
stanowią strop grzybkowy o głowicach
bez płyty nadgłowicowej. Grubość płyty
górnej wynosi 20cm, dolnej - 33cm. Na
płycie górnej uło\
ono warstwÄ™
\
u\
lobetonu ze spadkiem i pokryto jÄ…
izolacją z dwóch warstw papy na lepiku.
Zbiornik jest przykryty warstwÄ… ziemi
zmieszanej z \
u\
lem, o grubości 75cm.
Rys. 28. Schemat ogólny zbiornika o
pojemności 6000 m3 o grzybkowej
ÅšcianÄ™ sto\
kowÄ… zaprojektowano o
konstrukcji płyty przekrycia i płyty dennej
większym pochyleniu w strefie dolnej
[1] s. 178
(przy połączeniu z płytą denną). Grubość ściany wynosi u góry 20 cm, u dołu 40 cm;
pochylenie jej wykonano na zewnÄ…trz.
Zbiornik okrągły podziemny ze słupem w środku przedstawia rys. 29. Średnica
wewnętrzna zbiornika wynosi 18.0m wysokość - liczona od dna do \
eber przekrycia -
40
5.0m. Przekryciem zbiornika jest \
elbetowa płaska płyta o grubości 10cm, przekazująca
obciÄ…\
enie na słup za pośrednictwem \
eber o układzie promienistym i przekroju 35x80cm
oraz na ścianę cylindryczną za pośrednictwem wieńca kołowego o wymiarach 40x80cm.
Grubość ściany jest stała i wynosi 2cm, słup znajdujący się w środku ma przekrój kołowy
o średnicy 70cm, przechodzący u góry w głowicę. Słup środkowy przekazuje dość
znaczną część obcią\
enia górnego na grunt za pośrednictwem stopy, ściana cylindryczna
spoczywa na ciągłej ławie o tak dobranej podstawie, aby nacisk na grunt pod nią był
równy naciskowi pod stopę słupa. Płyta denna o grubości 15cm, zabetonowana na
podło\
u zło\
onym z gruzu oraz warstwy chudego betonu, jest oddzielona dylatacjÄ…
zarówno od ławy ściany cylindrycznej, jak i od stopy, a utworzone szczeliny dylatacyjne
zostały starannie zaizolowane.
Niezale\
nie od u\
ycia do betonu dodatku uszczelniajÄ…cego w postaci silikonu i
zewnętrznego zaizolowania ścian pionowych dwiema warstwami papy na lepiku i
obło\
enia 20cm warstwą gliny w celu zapewnienia szczelności, wewnętrzną stronę ścian
pokryto tynkiem cementowym. Grubość warstwy \
u\
lobetonu formujÄ…cej spadek
przekrycia wynosi 40cm w osi pionowej zbiornika. Zbiornik przykryto warstwÄ… gruntu, o
grubości 85cm. Przy obliczaniu ściany pionowej zało\
ono pełne jej zamocowanie w ławie
fundamentowej, co jest słuszne wobec du\
ego przekroju ławy. Zbrojenie tej ściany
pokazano na rys. 29b.
Płytę przekrycia obliczono przez wydzielenie trójkątnego jej wycinka
ograniczonego osiami dwóch najbli\
szych \
eber i odcinka ściany cylindrycznej przyjętego
za prosta prostopadłą do wysokości tak uformowanego trójkąta. Tę płytę trójkątną
potraktowano jako zamocowaną na obwodzie, co przy krawędziach \
ebrowych jest w
pełni usprawiedliwione ciągłością płyty, na krawędzi wieńcowej zaś - monolitycznym
połączeniem z wieńcem. śebra zostały obliczone jako jednoprzęsłowe, przegubowo
oparte na wieńcu ściany cylindrycznej i zamocowane w osi słupa (przez analogię do belki
dwuprzęsłowej). Za obcią\
enie przyjęto tu obliczone reakcje płyt trójkątnych, zastępując
obciÄ…\
enie ciągłe siłami skupionymi.
Dodatkową trudnością konstrukcyjną było tu właściwe rozło\
enie zbrojenia w
węz
le środkowym to znaczy nad środkowym słupem wobec bardzo du\
ego zagęszczenia
w tym miejscu zbrojenia górnego, wskutek konieczności przedłu\
enia zbrojenia na \
ebra
przeciwległe, zastosowano tu dwa pierścienie kołowe z blachy stalowej, do których przy
spawano górne zbrojenie \
eber. Pierścienie te zostały obliczone na osiową siłę
rozrywającą, powstałą od sił w prętach górnych traktowanych jako obcią\
enie ciągłe
równomierne. Konstrukcję tego węzła pokazano na rys. 29c i 29d.
41
Rys. 29. Zbiornik ze słupem w środku: a) przekrój pionowy i rzut, b) schemat zbrojenia ściany,
c) i d) układ zbrojenia w głowicy słupa [1] s. 179
42
Na rys. 30 pokazano podziemny \
elbetowy zbiornik walcowy na wodÄ™ pitnÄ… o
średnicy 16.2m, posadowiony na palach i przekryty kopułą wykonaną z prefabrykatów.
Płyta dna o grubości 10cm została oddzielona od pierścienia fundamentowego ściany i
uło\
ona na podło\
u wykonanym z (licząc od dołu) 20cm warstwy gliny, 15cm warstwy
filtracyjnej z silnie ubitego tłucznia z pospółką i 15cm warstwy gruzobetonu. Na płycie
wykonano warstwę gładzi 1.5cm, na niej 4x papę bitumiczną na lepiku asfaltowym, na-
stępnie beton wyrównawczy w spadku i 4cm gładz
cementową z dodatkiem środka
uszczelniającego - rys. 30a. Beton wyrównawczy i gładz
górną podzielono dylatacjami
pierścieniowymi i promienistymi o szerokości 1cm.
Rys. 30. Podziemny
zbiornik na wodÄ…
przekryty
prefabrykowaną kopułą:
a) przekroje i rzuty,
b) szczegół zbrojenia
1 - warstwa betonu ze
spadkiem i gładz

cementowa 12cm,
2 - izolacje 4x papa na
lepiku,
3 - płyta \
elbetowa
10cm, 4 - gruzobeton
15cm,
5 - warstwa filtracyjna
15cm,
6 - warstwa gliny 20cm
[1] s. 185
Na rys. 31 pokazano rozwiÄ…zanie uszczelnienia dylatacji sznurem konopnym
uło\
onym między 4 warstwami papy. Sznur ten ma działać amortyzująco, podobnie jak
wygięte w kształcie litery &! paski blachy w tradycyjnych rozwiązaniach dylatacji. Ścianę
zbiornika o wysokości 4,30 m wykonano o zmiennej grubości 20-15 cm i uzbrojono stalą
Qr=2500kG/cm2. Na wspormkowym rozszerzeniu ściany uło\
ono prefabrykowane
elementy kopuły (25szt.) i związano je wykonanym na mokro pierścieniem \
elbetowym,
zbrojonym prÄ™tami 24Ø26 ze stali Qr= 600kG/cm2. Elementy u szczytu zwiÄ…zane sÄ…
drugim pierścieniem \
elbetowym podtrzymującym studzienkę kontrolną. Kopułę
43
wyrównano 1.5cm warstwą gładzi 1:3, zaizolowano 2 razy papą na lepiku asfaltowym i
osłonięte 3cm warstwą gładzi 1:4. U góry zastosowano 50cm warstwę \
u\
la i 25cm
warstwę humusu. Prefabrykowane elementy kopuły wykonano w postaci trapezowych
łukowych płyt panwiowych, o grubości 5cm (płyta) i \
ebrach wysokości 30cm, uzbro-
jonych stalÄ… Qr=3600 i 2500kG/cm2. CiÄ™\
ar elementu wynosi 1800kG, zu\
ycie stali -
163kg na jeden element, ogółem - 4100kg, tzn. 1.85 kg/m2 rzutu poziomego.
Rys. 31. Szczegóły szczelin dylatacyjnych zbiornika
a) dylatacja między płytą a pierścieniem fundamentowym ściany,
b) dylatacja dna:
1- wypełnienie asfaltem, 2-4cm warstwa tynku wodoszczelnego (gładz
cementowa 1:3 z dodatkiem
10% sylikonu), 3 - beton RW = 90 kG/cm2 w spadku 50 z cementu portlandzkiego, 4 - 4 warstwy
papy na lepiku asfaltowym, 5  1.5cm warstwa gładzi cementowej 1:3, 6 - płyta \
elbetowa, 7 -
siatka stalowa z drutu Ø2mm o oczkach 40x40mm, 8 - Å›ciana zbiornika, 9 - warstwa 5cm tynku
wodoszczelnego, 10 - sznur konopny o średnicy ok. 4cm nasycony asfaltem, 11  fundament
[1] s. 186
Ciekawe rozwiÄ…zanie zastosowano w zbiorniku na wodÄ™ w Migennes (rys. 32), o
pojemności 8000 m3. Dla zabezpieczania stałego, choć powolnego, ruchu wody
wykonano wewnątrz zbiornika ciągłą ściankę o rzucie poziomym w postaci spirali. Na
ściance zostały oparte trapezowe płyty przekrycia. Przy porównaniu kosztu tego
44
rozwiązania z tradycyjnym rozwiązaniem ze słupami i podciągami okazało się, \
e jest on
jednakowy.
Rys. 32. Schemat zbiornika na
wodÄ™ w Migennes;
rzut poziomy
1 - przewód zasilający,
2 - przewód rozprowadzający
[1] s. 187
4. Wybrane zagadnienia technologiczne mające wpływ na konserwację
zbiorników
4.1. Zabezpieczenie zbiorników przed cieczami agresywnymi
4.1.1. Uwagi wstępne
Ściany i dno zbiorników \
elbetowych i sprÄ™\
onych wskutek stykania siÄ™ z cieczami
agresywnymi nara\
one są na szkodliwe ich działanie. Często grunt, na którym zbiornik
spoczywa względnie, który zbiornik otacza, zawiera wodę agresywną. Woda opadowa
mo\
e równie\
zawierać szkodliwe składniki, zdarza się tak\
e, \
e wskutek nieszczelności
zbiorników zawierających ciecze agresywne woda gruntowa zostaje zanieczyszczona. Z
tego powodu skuteczna izolacja i ochrona zewnętrzna jest w takich przypadkach
nieodzowna.
Izolacja powinna znajdować się pod ciśnieniem cieczy, a izolacja zewnętrzna
powinna być chroniona przed ewentualnym uszkodzeniem mechanicznym. Jako izolację
zewnętrzną mo\
na stosować powłokę zło\
onÄ… z kilku warstw papy, warstwy bitumu lub
asfaltu, chronioną od zewnątrz ścianką z betonu, z cegły lub z klinkieru na zaprawie
kwasoodpornej.
W celu zmniejszenia procesu korozji zbrojenia wskazane jest wykonywać
elementy konstrukcji zbiorników z betonu na cemencie hutniczym lub glinowym.
45
Zbiorniki zawierające cenne, lecz bardzo agresywne ciecze powinny mieć wokół
siebie specjalną wannę, do której w razie awarii spłynie zawartość zbiornika - rys. 33.
Wanny te muszą być zabezpieczone przed działaniem przeciekającej cieczy. Sposoby
zabezpieczenia podano na rys. 34.
1 - zbiornik, 2 -
fundament,
3 - kotew,
4 - rura
stalowa,
5 - płytka
stalowa,
6 - wanna
uszczelniona
Rys. 33. Umocowanie i zabezpieczenie
zbiornika na fenol
[1] s. 274
Rys. 34. Cztery sposoby izolowania wanny pod zbiornikiem na
ciecze agresywne
1- tynk, 2 - \
elbet, 3 - lekki beton, 4 - gładz
cementowa, 5 -
lepik, 6 - folia z oppanolu, 7 - papa, 8 - zaprawa, 9 - warstwa
impregnacyjna, 10 - kit w przerwie dylatacyjnej, U -. powłoka
bitumiczna, 12 - specjalna masa bitumiczna, 13  blacha
miedziana rowkowana, 14 - trzykrotna powłoka lakieru, 15 -
piasek kwarcowy, 16 - płytki kwasoodporne, 17 -powłoka
ochronna, 18 - uszczelnienie bitumiczne, 19 - podkład
bitumiczny, 20 - płytki z klinkieru kwasoodpornego, 21 - kit do
spoin  Asplit CI*", 22 - szpa-chlówka bitumiczna, 23 - folia
ołowiana, 24 - pierścień stalowy, 25 - pierścień stalowy
przyspawany do rury, 26 - beton ochronny,
27 - rura, 28 - uszczelnienie ołowiem
[1] s. 274
46
Produkty naftowe nie wykazują na ogół agresywności, je\
eli tylko zapewniona jest
szczelność betonu, natomiast ciecze zawierające siarkę niszczą beton, podobnie jak
zawierające kwasy tłuszczowe oleje roślinne. Dobre wyniki uzyskano przez stosowanie
szkła wodnego i fluatów. Doświadczenia wykazały, \
e najlepiej zachowujÄ… siÄ™ pod tym
względem cementy z małą ilością wapna. Dobrą izolację stanowią blachy metalowe:
stalowe galwanizowane, ze stopu miedzi lub aluminium.
Wykładziny ochronne z tworzyw sztucznych są często stosowane do ochrony ścian
zbiorników, gdy\
odznaczają się wysoką odpornością chemiczną, elastycznością i
nieprzepuszczalnością płynów i gazów. Praktyczne zastosowanie tych tworzyw
umo\
liwiają ró\
nego rodzaju kleje syntetyczne, oparte na bazie tworzyw sztucznych o
właściwościach podobnych do tworzywa wykładzin. Kleje syntetyczne pozwalają nie tylko
na nale\
yte klejenie ze sobą dwu warstw tworzywa sztucznego, ale równie\
połączenie
tworzywa z betonem konstrukcyjnym.
Powierzchnie przeznaczone do nakładania wykładzin muszą być nale\
ycie
oczyszczone z rdzy, tłuszczów, resztek chemikaliów itp., najczęściej przez piaskowanie.
Powierzchnie powinny być odkurzone i osuszono, bez zagłębień i dziur, które mogłyby
tworzyć puste przestrzenie pod wykładziną.
4.1.2. Pokrycia ochronne organiczne
Najczęściej stosowane do ochrony ścian zbiorników wykładziny z tworzyw
sztucznych to: wykładziny tiokolowe, winidurowe, igelitowe i oppanolowe.
Tiokol jest materiaÅ‚em elastycznym, stosowanym w temperaturach od -20° do
+80°C i odpornym na dziaÅ‚anie stÄ™\
onego kwasu solnego, siarkowego, octowego,
mlekowego i tłuszczów. Nie jest wytrzymały na kwas azotowy i chromowy, na chlor i
alkalia. Tiokol nie przepuszcza gazów i płynów oraz nie starzeje się.
Lateks tiokolowy jest wodnÄ… zawiesinÄ… tiokolu, koloru \
ółtawego, dającą się łatwo
rozcieńczać z wodą i mieszać z ró\
nymi wypełniaczami i przyspieszaczami. Lateksu
tiokolowego mo\
na u\
ywać do impregnowania i pokrywania betonu. Nakładanie powłok
przeprowadza się za pomocą natryskiwania, powlekania ręcznie pędzlem lub maszynowo.
Otrzymane powłoki są elastyczne i podobne do gumowych. Lateks tiokolowy nadaje się
ponadto bardzo dobrze jako elastyczne uszczelnienie przerw dylatacyjnych. Przed
uszkodzeniami mechanicznymi nale\
y chronić pokrycia z lateksu dodatkową wykładziną
ceramicznÄ….
47
Polimery chlorku winylu (winidur, igelit) sÄ… tworzywami termoplastycznymi
odpornymi (do 40°C) na dziaÅ‚anie rozcieÅ„czonych kwasów: solnego, siarkowego (do
80%) i azotowego (do 50%), ługów, olejów mineralnych, oleju parafinowego,
rycynowego, alkoholi, benzyny itp. Są natomiast niewytrzymałe na działanie eterów,
estrów, wolnego chloru i chloropochodnych węglowodorów.
Tworzywa winylowe stosuje się do wyrobu profili, drutów, folii, płyt itp. Folie
winidurowe o grubości 0.2-1.0mm i wymiarach 60 do 80cm na 4 do 25m osadza się w
kilku warstwach za pomocą specjalnych kitów i klejów sporządzonych równie\
na
tworzywach sztucznych. Przy wykładaniu du\
ych zbiorników betonowych, płaszcz nale\
y
najpierw pokryć zaprawą cementową grubości 20mm o powierzchni chropowatej.
Wysuszoną powierzchnię powleka się trzykrotnie specjalnym klejem i po jego wyschnięciu
nakłada się folię równie\
powleczoną poprzednio klejem. Następnie ogrzewa się nało\
onÄ…
folię palnikiem i po jej zmięknięciu przyciska się ją do ściany zbiornika. Folię łączy się z
sobą nakładką lub w postaci spoiny stykowej winidurową pałeczką. Prace te wymagają
du\
ej umiejętności i doświadczenia.
Igelit wytwarzany w kilku odmianach (Igelit PCU, PC, MP i  Igelit miękki") w
postaci past daje się łatwo przetwarzać i formować przez odlewanie, natryskiwanie,
powlekanie itp.
Jednym z najlepszych środków zabezpieczenia zbiorników przed działaniem
gorÄ…cych cieczy jest oppanol. Oppanol jest tworzywem poliizobutylenowym o
własnościach zbli\
onych do gumy i polistyrenu. Odznacza się wysoką elastycznością i
odpornością na działanie rozcieńczonych i stę\
onych kwasów (solnego, siarkowego,
fosforowego, octowego, mrówkowego, chromowego), ługów (sodowego i potasowego) i
innych związków chemicznych. Oppanol nie starzeje się, zachowuje elastyczność do
minus 50°C. UjemnÄ… jego stronÄ… jest wystÄ™powanie peÅ‚zania, tj. trwaÅ‚ego odksztaÅ‚cenia
pod wpływem stałego obcią\
enia. Z tego względu oppanol nie mo\
e być stosowany jako
samodzielne tworzywo konstrukcyjne. Oppanol nie przepuszcza wody, wskutek czego
znajduje zastosowanie przy wykonaniu wodoszczelnych ochroń. Folie z oppanolu o
gruboÅ›ci 1-3mm stosuje siÄ™ w zakresie temperatur od -50° do +100°C. Przed naÅ‚o\
eniem
wykładziny pokrywane powierzchnie nale\
y starannie oczyścić i odkurzyć. Następnie
osuszonÄ… powierzchniÄ™ powleka siÄ™ emulsjÄ… bitumicznÄ… dla uzyskania warstwy
poÅ›redniej. Na tÄ™ warstwÄ™ nakÅ‚ada siÄ™ specjalnie ogrzane do temperatury +160 °C kleje.
Po ostygnięciu nało\
onych klejów szpachluje się je, a następnie ponownie nadtapia za
pomocą lampy do lutowania lub palnika gazowego w miejscach, w których nakłada się
oppanol. Folia, ogrzana od roztopionego kleju, przylega dobrze do ścian zbiornika
48
tworząc szczelną powłokę. Wykładziny układa się począwszy od dołu zbiornika (dna) w
górÄ™. Poszczególne arkusze folii Å‚Ä…czy siÄ™ z poprzednimi nakÅ‚adkÄ… 30÷50mm.
4.1.3. Wykładziny i pokrycia ochronne nieorganiczne
Z niemetalicznych pokryć ochronnych szersze zastosowanie znalazły zaprawy
kwasoodporne, emalia i szkło wodne. Zaprawy kwasoodporne są substancjami
otrzymywanymi przez zarobienie roztworem szkła wodnego mieszaniny drobno
zmielonego minerału (wypełniacza) z przyspieszaczami wiązania i twardnienia.
Przyspieszaczami sÄ… zwykle fluorokrzemiany sodowe z domieszkami wody, kwasu
fluorokrzemowodorowego i fluorowodorowego, wypełniaczami - drobno zmielone
kamienie naturalne lub sztuczne, jak: anderyt, granit, kwarcyt porcelana, szamota
kwasoodporna itp. Kwasoodporność wypełniaczy nie powinna być ni\
sza ni\
93%.
Zaprawy kwasoodporne mają następujące własności wytrzymałość na rozciąganie
24÷45kG/cm2, na Å›ciskanie 300÷500kG/cm2, dobra odporność na dziaÅ‚anie stÄ™\
onych
kwasów solnego, siarkowego i azotowego oraz innych kwasów nieorganicznych, mniejsza
odporność na działanie rozcieńczonych kwasów organicznych i nieorganicznych, brak
odporności na działanie ługów. Zaprawy te przepuszczają wodę, ponadto działanie wody
zmniejsza ich wytrzymałość mechaniczną. Zaprawy siarkowe otrzymuje się przez
zmieszanie siarki, piasku i tiokolu. SÄ… one u\
ywane jako zaprawy kwasoodporne, odporne
na działanie wody, roztworów soli i ługu.
Betony kwasoodporne otrzymuje siÄ™ przez zmieszanie sproszkowanego
wypełniacza kwasoodpornego, kruszywa (piasek 0,15-5mm i \
wir 7-40mm), szkła
wodnego jako spoiwa, oraz fluorokrzemianu sodu jako przyspieszacza. Ze wzrostem
stÄ™\
enia kwasu, kwasoodporność takich betonów rośnie. Betony te są odporne na
działanie kwasów mineralnych i większości aktywnych gazów oraz soli kwasów
nieorganicznych reagujących kwaśno. Są one ponadto bardzo czułe na zmiany
temperatury. Jeden m3 betonu kwasoodpornego ma następujący skład: \
wir i piasek
1300÷1500kg, zmielony wypeÅ‚niacz 500÷600kg, pÅ‚ynne szkÅ‚o wodne sodowe 200÷260kg,
fluorokrzemian sodowy 30÷39kg.
Dobrą ochronę betonu stanowi szkło wodne. Jest to roztwór otrzymywany przez
stopienie czystego zmielonego piasku i sody \
rącej. Stosuje się szkło wodne sodowe i
potasowe, przy czym to ostatnie jest dro\
sze, ale lepsze. Przed u\
yciem rozcieńcza się
szkło wodne w miarę potrzeby wodą. Powlekanie szkłem wodnym stosuje się dla
uodpornienia powierzchni betonu, zapraw wapiennych i cementowych. Powlekanie
49
powtarza się minimum: pierwszy raz szkłem o cię\
arze wÅ‚aÅ›ciwym 1.03÷1.05, drugi raz -
szkłem o cię\
arze wÅ‚aÅ›ciwym 1.08÷1.10. Poza tym szkÅ‚o wodne stosuje siÄ™ do
sporzÄ…dzania zapraw kwasoodpornych.
Bardzo rozpowszechnionym i stosowanym środkiem uszczelniania zbiorników na
olej, tłuszcze i kwasy tłuszczowe jest wykładzina z płytek kwasoodpornych. Płytki i
kształtki osadzone są na warstwie kitu sporządzonego na szkle wodnym. W zale\
ności od
stÄ™\
enia i rodzaju kwasu mo\
na stosować kity KW lub KWA
. Pierwszy - kit KW jest kitem
fenolowoformaldehydowym, odznacza siÄ™ du\
ą wytrzymałością mechaniczną,
odpornoÅ›ciÄ… na zmiany temperatur w zakresie do 160°C oraz odpornoÅ›ciÄ… na dziaÅ‚anie
kwasów mineralnych, z wyjątkiem stę\
onego kwasu azotowego i fluorowodorowego.
Bezsporną zaletą kitów fenolowoformaldehydowych w porównaniu z kitami na szkle
wodnym jest bardzo mała nasiąkliwość, która na ogół nie przekracza 3% cię\
arowo. Kity
KW i KWA
wykazujÄ… du\
y skurcz liniowy, co jest istotnÄ… wadÄ… przy stosowaniu ich do
wykładzin kwasoodpornych.
4.2. Szczelność zbiorników
4.2.1. Uwagi wstępne
Koniecznym warunkiem normalnego funkcjonowania zbiornika na ciecze w czasie
eksploatacji jest szczelność jego elementów konstrukcji. Pod tym względem zbiorniki
betonowe wymagają specjalnego traktowania, z uwagi na właściwości materiału, z
którego są wykonane.
W celu uszczelnienia zbiornika wystarczy w przypadku niektórych cieczy, wykonać
ściany i dno ze szczelnego betonu. Przy cieczach o małej lepkości środki te są
niewystarczające; szczelność uzyskuje się wówczas przez uszczelnienie powierzchni
wewnętrznej zbiornika. Metodami uzyskania szczelnego betonu zajmuje się technologia
betonu. Tutaj wymienione będą tylko niektóre, zasadnicze warunki niezbędne do
uzyskania szczelnego betonu, a mianowicie:
krzywa przesiewu kruszywa powinna odpowiadać normie,
zawartość cementu w 1m3 gotowego betonu powinna być nie mniejsza od
300÷350kg,
w celu zwiększenia szczelności nale\
y dodawać 100÷200kg drobnego pyÅ‚u
kwarcowego,
50
 nie mo\
na usuwać powstałej na zewnętrznym licu elementów betonowych
warstewki o du\
ej szczelności zawierającej większą ilość cementu,
beton musi być bardzo dokładnie wibrowany,
beton powinien być odpowietrzany przy równoczesnym wibrowaniu
(skomprymowanie i zmniejszenie ilości porów).
4.2.2. Uszczelnienie powierzchni ścian
Dla cieczy nieagresywnych wystarczy wykonanie, na wewnętrznej powierzchni
ścian i dna, tynku lub gładzi. Specjalną uwagę nale\
y zwrócić na wpływ skurczu przy
wykonywaniu tynku lub gładzi na ju\
uprzednio gotowym i stwardniałym betonie ścian i
dna. W chwili naniesienia tynku wielkości odkształceń elementów konstrukcyjnych
zbiornika spowodowanych skurczem ró\
nią się od odkształceń tynku. Te ostatnie są (w
początkowym okresie) większe. Dla uzyskania równoczesnego i jednakowego
odkształcenia ścian i tynku nale\
y ściany przed nało\
eniem tynku obficie polewać wodą,
aby spowodować pęcznienie betonu. W ten sposób mo\
na zapobiec zarysowaniu tynku
lub gładzi, w czasie eksploatacji zbiornika.
Lepszą przyczepność do betonowych ścian uzyska się przez mechaniczne
naniesienie tynku w kilku cienkich warstwach za pomocÄ… torkretowania. Torkretowanie
stosuje się równie\
dla uszczelnienia zbiorników wadliwie wykonanych lub zarysowanych
w czasie eksploatacji.
Omawiając sposoby uszczelniania zbiorników zarysowanych trzeba zwrócić uwagę
na fakt, \
e wypełnienie rys lub pęknięć w ścianach iniekcjami cementowymi tylko na
powierzchni (zalepianie rys) jest niewystarczajÄ…ce. Z powodu skurczu wprowadzonej do
szczelin zaprawy cementowej po pewnym czasie ściany stają się znów nieszczelne.
Dobre wyniki przy uszczelnianiu rys uzyskano za pomocÄ… iniekcji z mas
plastycznych. Stosowane masy plastyczne odznaczają się dobrą przyczepnością do
betonu, brakiem skurczu, dostateczną płynnością w chwili wtłaczania do rys i mo\
liwością
wypełniania porów w głębi betonu, wystarczającą elastycznością, aby się akomodować
do ewentualnych ruchów ścian oraz zaletą zachowania tej elastyczności w czasie.
Ponadto wymaga się, aby masa plastyczna nie wykazywała cech starzenia i nie
przekazywała wodzie \
adnego ubocznego smaku.
Przy omówieniu szczelności ścian nie sposób pominąć tak zwanego
samouszczelnienia betonu. Zawarte w wodzie drobne czÄ…steczki pochodzenia
organicznego lub mineralnego osiadają w pró\
niach betonu, zmniejszajÄ…c je lub
51
zamykając całkowicie. Nasiąknięcie betonu wodą powoduje pęcznienie, a więc
zwiększenie szczelności. W ten sposób mo\
na wyjaśnić powstawanie rys w początkowej
fazie eksploatacji zbiorników i uzyskanie po pewnym czasie zupełnej szczelności.
Skutecznym sposobem wyeliminowania rys w zbiornikach betonowych jest
równie\
sprÄ™\
anie. Dla uniknięcia rys w betonie wskazane jest tak obliczyć siły
sprÄ™\
ajÄ…ce, aby w stanie u\
ytkowym (zbiornik napełniony cieczą) naprę\
enia ściskające w
Å›cianach wynosiÅ‚y ok. 8÷10kG/cm2. Dla unikniÄ™cia rys skurczowych, których nie mo\
na
całkowicie wyeliminować za pomocą sprę\
enia zaleca się stosowanie, zwłaszcza w ciepłej
porze roku, cementu wolniej wiÄ…\
ącego. Staranne pielęgnowanie betonu w czasie jego
wiązania przyczynia się równie\
do zmniejszenia wpływu skurczu.
Bardzo trudnym zadaniem jest uzyskanie betonu nieprzepuszczającego niektórych
olejów (mineralnych o małej lepkości, jak np.: tetralina, benzyna, benzol). Okazuje się,
\
e oleje te przenikają przez warstwę izolacyjną w krótkim czasie.
Praktyka wykazała, \
e beton wodoszczelny, bardzo starannie wykonany, nie
stanowi \
adnej przeszkody dla przepływu tych cieczy, gdy\
nawet najbardziej szczelny
beton ma drobne kanaliki. Je\
eli wypełnia je woda, to wskutek znacznej swej lepkości
praktycznie prawie nie przepływa, natomiast ciecz mniej lepka, np.: benzyna, przepływa
bez trudności. W tym przypadku stosuje się uszczelnianie betonu środkami chemicznymi i
mechanicznymi lub przez wypełnienie porów w betonie wodą i utrzymanie jej pod
odpowiednim ciśnieniem.
Ze środków chemicznych częściej stosowanych szkło wodne daje dobre efekty
przy olejach gęstych, natomiast przy olejach o małej lepkości stosowane są fluaty. Przy
ogrzaniu, pieje gęste przenikają równie\
przez beton, przy czym stopień penetracji
zale\
ny jest od temperatury olejów gęstych. W tym przypadku uszczelnia się ściany
zbiorników równie\
przez fluatyzowanie powierzchni wewnętrznej. Fluatyzowanie w
połączeniu z Eironitem i osądzaniem płyt ceramicznych daje dobre efekty zarówno przy
olejach o małej lepkości, jak paliwa płynne, jak równie\
przy olejach gęstych.
Fluatyzowanie przeprowadza się w sposób następujący. Na starannie wykonaną gładką
powierzchniÄ™ wewnÄ™trznÄ… nakÅ‚ada siÄ™ powÅ‚okÄ™ z fluatu (50°C). Po wyschniÄ™ciu tej
powłoki nakłada się drugą warstwę z gorącego fluatu. Następnie wykonuje się warstwę
zaprawy z Eironitu, w której osadzone są płytki ceramiczne tak, aby szerokość spoin
między płytkami wynosiła minimum 0.5 do 08cm. Spoiny izoluje się równie\
gorÄ…cym
fluatem (50°C). Przegrody hydrauliczne wykonuje siÄ™ w rozmaity sposób. Najprostszym
sposobem jest wykonanie dwóch zbiorników \
elbetowych, jeden w drugim; przestrzeń
między nimi wypełnia się wodą.
52
Inny sposób polega na tym, \
e w środku ściany zbiornika zabetonowuje się
porowate rurki, czy te\
pustaki betonowe lub ceramiczne, które są połączone między
sobą i wypełnione wodą pod ciśnieniem.
Badania wykazały, \
e:
przy małym ciśnieniu paliwa płynnego (1atm) przesiąkliwość ściany przy betonie
mokrym jest praktycznie równa zeru,
w miarę wzrostu ciśnienia wilgotność betonu stopniowo zanika,
przy większym ciśnieniu paliwa (ok. 2atm i więcej) woda zostaje z betonu
wyciśnięta i ściana przestaje być szczelna,
infiltracja paliwa powoduje nie tylko utratę szczelności betonu lecz równie\
jego
zniszczenie
Z powy\
szych badań wynika, \
e w celu uzyskania szczelnego betonu dla
produktów naftowych przy ciśnieniu większym ni\
2atm trzeba ściany zbiornika
odizolować nieprzepuszczalną warstwą betonu lub te\
utrzymać beton w takim stanie
wilgotności (pod ciśnieniem), aby paliwo przenikając, nie mogło go zniszczyć.
4.2.3. Przerwy dylatacyjne
Skurcz betonu, zmiana temperatury oraz względy konstrukcyjne wymagają
wykonania dylatacji w zbiornikach na ciecze. Prawidłowe ich wykonanie i zaprojektowanie
decyduje często o ich szczelności. Przerwy dylatacyjne stosuje się w następujących
celach:
dla zmniejszenia naprÄ™\
eń spowodowanych skurczem betonu i zmianami
temperatury,
dla uniknięcia powstania rys wskutek nierównomiernego osiadania gruntu,
dla uproszczenia układów statycznych konstrukcji i zmniejszenia momentów
zamocowania.
Dylatacje stosuje się przede wszystkim w zbiornikach większych i naziemnych,
przy których wpływ wymienionych czynników ze względu na znaczniejsze wymiary i
większe ró\
nice temperatury jest większy. W zbiornikach stosujemy następujące rodzaje
przerw dylatacyjnych:
przerwy dzielące dno zbiornika na mniejsze płyty,
przerwy pomiędzy ścianą a fundamentem, lub ścianą ą dnem,
przerwy pionowe w ścianach zbiorników prostokątnych,
przerwy pomiędzy ścianą a przekryciem.
53
Przerwy dylatacyjne dzielÄ…ce dno na mniejsze elementy sÄ… stosunkowo proste. Na
rys. 35 pokazano trzy rozwiÄ…zania takich szczelin. Poniewa\
dno jest zwykle dość cienkie
wskazane jest przedłu\
enie drogi przenikania cieczy przez przegrodÄ™. Uzyskujemy to
przez pogrubienie płyty - rys. 35a lub przez uło\
enie pod szczeliną płytki prefabrykowanej
- rys. 35b.
Rys. 35. Szczeliny dylatacyjne w dnach zbiorników \
elbetowych: a) z pogrubieniem płyty, b) z
beleczkÄ… \
elbetowÄ…
1 - blacha miedziana, 2 - asfalt, 3 - gładz
cementowa, 4 - zbrojenie, 5 - beton, 6 - gruzoheton, 7
- prÄ™t stalowy Ø12, 8 - glina ubijana, 9 - sznur konopny nasycony asfaltem, 10 - folia igelitowa
sklejona z papÄ… lepikiem bitumicznym na zimno, 11 - beleczkÄ… \
elbetowa prefabrykowana, 12 -
blacha oÅ‚owiana 2mm, 13 - prÄ™ty Ø10 przyszyte do folii i papy drutem, 14 - pÅ‚yty pilÅ›niowe
miękkie 10mm nasycone asfaltem
[1] s. 280
W rozwiązaniu z płytką zastosowano wkładkę papowo-igelitową oraz z blachy
stalowej ocynkowanej, które uło\
ono poprzecznie do szczeliny. Niewielkie wzajemne
ruchy połączonych płyt amortyzuje łukowe wygięcie wkładki. Dawniej stosowano wkładki
tylko z blachy miedzianej lub ołowianej, obecnie stosuje się tańsze ze stalowej blachy
ocynkowanej oraz coraz częściej z gumy lub elastycznej masy plastycznej. Rozwiązania
pokazane na rys. 36 przedstawiają przerwy dylatacyjne z wkładką blaszaną zamocowaną
jednym końcem w betonie, a drugim w asfalcie.
54
Rys. 36. Przerwa dylatacyjna 1 - beton, 2 -
wkładka z blachy, 3 - wypełnienie asfaltem, 4 
blacha [1] s. 280
Rys. 37. Wkładka elastyczna do uszczelniania
dylatacji w zbiornikach \
elbetowych
[1] s. 280
Wkładka mo\
e przesuwać się w asfalcie, nie tracąc swego charakteru
uszczelniającego i nie będąc nara\
ona na korozję. Bardzo korzystnie pracują taśmy z
rurką w środku - rys. 37, które dzięki wyprofilowaniu dobrze trzymają się w betonie, a
przy przesunięciach z łatwością się odkształcają. Masa u\
yta do wyrobu tych taśm musi
odznaczać się du\
ą elastycznością i nie powinna kruszeć po dłu\
szym czasie.
Inny sposób uszczelnienia przerwy roboczej w płycie dennej za pomocą wkładki z
masy plastycznej. Wkładka przymocowana jest gwoz
dziami do deskowania bocznego
prawej części płyty dennej. Po jej zabetonowaniu i następnie demonta\
u deskowania
wykonuje się lewą część płyty. Dzięki specjalnemu wyprofilowaniu przekroju wkładki
szczelność przerwy roboczej jest zapewniona. Przerwy dylatacyjne w płytach dennych,
gdy grunt pod zbiornikiem na całej powierzchni nie jest jednolity i umo\
liwia ró\
ne
osiadania poszczególnych płyt - rozmieszcza się najwy\
ej co 12m. W przypadku
szczególnie niekorzystnych warunków gruntowych, wymiary płyt nie przekraczają 5.30m.
Na rys. 38 pokazano dwa rozwiązania szczeliny dylatacyjnej pomiędzy ścianą
sprÄ™\
onego zbiornika cylindrycznego a dnem, przy czym ściana dodatkowo jest
oddzielona od dna warstwÄ… bitumu.
55
Rys. 38. Dwa rozwiązania dylatacji między dnem a ścianą w zbiornikach sprę\
onych 1 -
warstwa torkretu, 2 - struny, 3 - warstwa papy, 4 - beton, 5 - dwie warstwy papy smołowanej
na gorÄ…co, 6 - sznur konopny Ø50mm smoÅ‚owany i zalany masÄ… bitumicznÄ…, 7 - dwie warstwy
papy bitumiczne} na lepiku, 8 - płyta denna, 9 - warstwa bitumicznego mastyku uło\
onego na
gorÄ…co, 10 - dwie warstwy ruberoidu, 11 - mastyk bitumiczny zalany na zimno, 12 - listwa
gumowa 40X40mm [1] s. 281
Uszczelniającą taśmę gumową
pokazano na rys. 39. Podobne
rozwiÄ…zanie mo\
na zastosować
przy zbiornikach \
elbetowych
niesprÄ™\
onych z tym, \
e ściany nie
oddziela siÄ™ od fundamentu. W
Rys. 39. UszczelniajÄ…ca listwa gumowa 1- listwa
zbiornikach sprÄ™\
onych przerwa
gumowa, 2 - pÅ‚askowniki 8x40mm, 3 - podkÅ‚adki Ø30
dylatacyjna pomiędzy ścianą a
mm, 4 - Å›ruby Ø12mm
[1] s. 281
fundamentem umo\
liwia ruch
ściany przy sprę\
eniu i napełnianiu zbiornika, zmniejszając przez to momenty w
płaszczyznach pionowych. Efekt jest tym większy, im mniejszy jest współczynnik tarcia,
ca uzyskuje się przez dobór odpowiedniej masy.
Coraz częściej do uszczelnienia przerw dylatacyjnych stosuje się tworzywa
sztuczne pod postaciÄ… \
ywic epoksydowych lub polisulfidów. Te ostatnie nale\
Ä… do grupy
syntetycznej gumy i wykazują dobrą przyczepność do betonu, nie starzeją się i nie są
podatne na działanie większości wpływów chemicznych. Dzięki tym własnościom mo\
na
stosować je w zbiornikach przeznaczonych do przechowywania kwasów i ługów.
Odkształcalność i elastyczność polisulfidów jest przy niskich temperaturach
równie\
zadowalająca. Badania wykazały, \
e wydłu\
alność graniczna dochodzi do 100%.
Szerokość przerw dylatacyjnych nale\
y zaprojektować zakładając wydłu\
ania ok. 20÷30%
dla zachowania dostatecznego współczynnika pewności. Przykład przerwy dylatacyjnej
56
tego typu pokazano na rys. 40. Dla uzyskania dobrej przyczepności masy zalewowej z
polisulfidów, powierzchnie boczne betonu powinny być czyste i suche. W celu uniknięcia
oderwania masy zalewowej od tych powierzchni, przy póz
niejszej infiltracji wody
wskazane jest powlec je roztworem mieszaniny \
ywicy epoksydowej i polisulfidu.
Odkształcenia masy zalewowej podczas ruchu obu części betonu przedstawia rys. 41.
Rys. 40. Przerwa dylatacyjna
Rys. 41. Odkształcenia masy zalewowej
1- beton, 2 - polisulfid, 3  papa
(polisulfid):
[1] s. 283
a) nieodkształcona, b) rozciągana,
c) ściskana
[1] s. 283
5. Błędy wykonawstwa
Najczęściej spotykaną bezpośrednią, przyczyną nieprawidłowej pracy zbiorników
obrotowych jest nieszczelność ścian lub dna, która nie tylko uniemo\
liwia nale\
yte
funkcjonowanie konstrukcji, ale nawet mo\
e doprowadzić do jej zniszczenia. Zarówno ta
przyczyna, jak i inne wynikające głównie z niedopełnienia warunków wy-
trzymałościowych, mogą być spowodowane wieloma uchybieniami wykonawczymi oraz
projektowymi, na które tego typu cienkościenne konstrukcje są szczególnie wra\
liwe.
Często niestety, zbiorniki na ciecze wznoszone są przez przedsiębiorstwa
niewyspecjalizowane w zakresie wykonawstwa szczelnych powłok cienkościennych, a
57
nierzadko za taki stan odpowiedzialność ponoszą i projektanci, niedostatecznie obeznani
z pracą tego typu konstrukcji. Zazwyczaj spotykamy się z następującymi przyczynami
uszkodzeń zbiorników, a nawet ich awarii.
Błędy wykonawstwa:
z
le przyjęty schemat statyczny (punktt 5.1),
wadliwe przyjęcie przekroju zbrojenia lub jego złączy (punkt 5.2),
z
le wykonane wykładziny zbiornika (punkt 5.3),
niewłaściwie przygotowane podło\
e gruntowe (punkt 5.4),
z
le wykonany torkret ochraniajÄ…cy przed korozjÄ… struny lub kable
sprÄ™\
ajÄ…ce (punkt 5.5),
nieprawidłowe obsypywanie zbiorników (punkt 5.6),
z
le wykonany beton lub wadliwe betonowanie ścian lub dna zbiornika
(punkt 5.7),
nieprawidłowo wykonane przerwy dylatacyjne (punkt 5.8)
5.1. Złe przyjęcie schematu statycznego
Na rys. 42 równie\
przedstawiono podziemny \
elbetowy zbiornik na wodÄ™ do picia
w Hanau (Niemcy). Zbiornik ma kształt ośmiokąta opisanego na okręgu. Zbiornik o
łącznej pojemności 4300m3 przekryty jest ośmiokątną kopułą \
elbetowÄ…, obsypanÄ…
ziemią. Przyjęta konstrukcja przekrycia była łatwiejsza do wykonanie od kopuły kulistej,
gdy\
poszczególne segmenty kopuły mają tylko jedną krzywiznę  w kierunku
południkowym. Do obliczenia wprowadzona odrębną teorie sklepienia klasztornego.
Symetria układu została zakłócona przez 2 ściany dzielące zbiornika na 4 części. W
obliczeniach tego nie uwzględniono. Po obsypaniu konstrukcji ziemią nastąpiło powa\
ne
odkształcenie kopuły. Powstałe rysy spowodowały plastyczne wyrównanie naprę\
eń i
dostosowanie siÄ™ do nowego schematu statycznego. Po uszczelnieniu rys dalszych zmian
nie zauwa\
ono. Tym razem błąd człowieka nie miał nieszczęśliwych konsekwencji.
58
Rys. 42. Podziemny
zbiornik na wodÄ™
pitnÄ… w Hanau
(Niemcy) [1] s. 268
5.2. Wadliwie przyjęty przekrój zbrojenia
Wynika on zazwyczaj ze zbyt rzadko rozstawionych wkładek lub zbrojenia ścianki
nieodpowiednimi wkładkami o przekroju łącznym (np.: na 1m ścianki) mniejszym ni\

podano w prawidłowo wykonanym projekcie. Zdarzają się niekiedy przypadki zamiany na
budowie zbrojenia pierścieniowego ze stali zwykłej handlowej na zbrojenie ze stali
wysokowartościowej (18G2 lub 34GS) o odpowiednio zredukowanym przekroju. Zbrojenie
takie jest oczywiście w stanie przejąć występujące w ściance siły rozciągające, ale
zwiększone odkształcenia prętów (proporcjonalne do granicy plastyczności stali) mogą
spowodować nadmierne zarysowanie betonu. Mo\
e się równie\
zdarzyć, \
e przyjęto
prawidłowy przekrój zbrojenia, lecz z
le wykonano złącza prętów, dając zbyt mały zakład
lub złe rozmieszczenie wzajemne złącz w kolejno koło siebie le\
ących prętach. Wszystkie
te wady zbrojenia prowadzą do zmniejszenia współczynnika bezpieczeństwa konstrukcji,
a nawet (w przypadku wadliwych złącz) do wyłączenia zbrojenia z pracy ścianek, co przy
59
pracy ich głównie na rozciąganie (w obliczeniach nie uwzględnia się współpracy betonu)
jest szczególnie niebezpieczne. Równie\
ścianki zbiorników mo\
na wzmacniać
pierścieniowymi wkładkami, stalowymi płaskownikami lub sprę\
ającymi cięgnami.
Wzmocnienie zewnętrznymi pierścieniowymi wkładkami prętowymi przyjmuje się w
przypadku zbiorników zazwyczaj w tych przypadkach, gdy wadliwie zbrojone ściany mogą
przenieść jednak pewną, choć mniejszą od eksploatacyjnej siłę rozciągającą (przy
przyjęciu odpowiedniego współczynnika bezpieczeństwa).
Najczęściej stosowane są wzmocnienia z płaskowników (mają one większy
przekrój od poszczególnych prętów okrągłych i nie potrzebują specjalnego sprzętu do
wykonania cięgien sprę\
ających). Po wprowadzeniu naciągu płaskowniki mo\
na ze sobÄ…
spawać bezpośrednio, bądz
spawać poprzez stalowe podkładki (rys. 43). To drugie
rozwiązanie jest pewniejsze od pierwszego i właściwsze do stosowania przy du\
ych
średnicach zbiorników, (co związane jest z trudnościami przeprowadzania naciągu
obręczy o du\
ych długościach). Podajemy tu opis wykonania tego typu wzmocnienia.
Rys. 43. Połączenie
elementów
płaskownikowej obręczy
wzmacniającej ściankę
cylindrycznego zbiornika
\
elbetowa ścianka, 2-
stalowa podkładka, 3 -
płaskownikowa obręcz, 4
- zaprawa cementowa
Złącza śrubowe, utrzymujące siłę naciągu, wykonane są na stalowej podkładce,
zwykle o grubości 2cm. Podkładka ta jest przyspawana do jednego końca odcinka
obręczy, drugi zaś koniec odcinka ma swobodny przesuw na podkładce (zwykle
przyjmuje się 5 do 8 odcinków płaskownika). Aby podkładka licowała z powierzchnią
ścianki zbiornika, wprowadza się ją w wykute w betonie gniazda, po uprzednim
wykonaniu warstwy cementowej podlewki, (aby zapewnić równomierny docisk podkładki
do betonu ścianki). Po zało\
eniu obręczy na zbiornik skręca się śruby do oporu, a
nastÄ™pnie ogrzewa siÄ™ obrÄ™cz do temperatury ok. 800°C (najlepiej prÄ…dem staÅ‚ym z
agregatów spawalniczych). Gdy obręcz rozgrzeje się na całej długości, dokręca się złącza
(konieczne jest jednoczesne dokręcenie wszystkich złącz). Po dokręceniu złącz, gdy
60
płaskownik jest jeszcze gorący, przyspawa się swobodne końce odcinków płaskowników
do blachy podkładek, uzyskując w ten sposób naciąg obręczy.
W przypadku, gdy zdolność przejęcia jakiejkolwiek rozciągającej siły przez pręty
ścianki jest wątpliwa, wówczas mo\
na wykonać albo wewnętrzny płaszcz stalowy, który
będzie w stanie przejąć siły rozciągające przewidziane projektem, albo płaszcz \
elbetowy
zbrojony na te siły (oczywiście z uwzględnieniem nale\
ytego współczynnika
bezpieczeństwa). Jeśli beton ścianek jest przy tym w du\
ym stopniu nieszczelny,
wówczas płaszcze spełniają równie\
rolę zabezpieczenia przed przeciekaniem skła-
dowanej cieczy na zewnÄ…trz.
Kolejność wykonywania stalowego płaszcza jest następująca. Po oczyszczeniu
powierzchni wewnętrznej z luz
nych i słabych części betonu (oczyszczenie drucianymi
szczotkami i zmycie wodą) układa się na dnie zbiornika zaprawę cementową 1:2, a na
niej wykładzinę z blachy o grubości zazwyczaj tej samej, jaka będzie zało\
ona na
bocznych ściankach zbiornika. Po wykonaniu wykładziny na dnie (a więc po zespawaniu
arkuszy blach) wykonuje siÄ™ pionowÄ… stalowÄ… wykÅ‚adzinÄ™ walcowÄ… w odlegÅ‚oÅ›ci 3÷4cm
od istniejÄ…cej \
elbetowej ścianki, wypełniając tak powstałą między nimi szczelinę bardzo
gęstą (ledwie wilgotną) zaprawą cementową, którą nale\
y dobrze zagęszczać (np.: przez
sztychowanie prętami). Wypełnienie tej szczeliny najlepiej jest wykonywać w miarę
pierścieniowego wykonywania wykładziny od dołu ku górze. Arkusze blachy muszą być
spawane według tak opracowanego programu, aby zapobiec deformowaniu się płaszcza
wskutek naprÄ™\
eń termicznych. Stosowanie stalowego płaszcza da właściwe rezultaty
wówczas, gdy podczas eksploatacji zbiornika, na płaszcz ten nie będzie działała
temperatura zbyt ró\
niąca się od temperatury, w której został on wykonany. Przy
zbytnim oziębieniu się płaszcza mo\
e nastąpić jego odspojenie się od zaprawy
cementowej, natomiast przy zbytnim ogrzaniu się - nastąpić mogą jego deformacje
charakterystyczne dla powłok, które uległy wyboczeniu.
Zamiast stalowego mo\
na wykonać mniej wra\
liwy na wpływy temperatury
wewnętrzny płaszcz \
elbetowy, zbrojony wkładkami o tym samym przekroju co
wykonana ju\
, wadliwie zazbrojona ścianka zbiornika. W tym przypadku kolejność robót
mo\
e być następująca. Po oczyszczeniu powierzchni wewnętrznej ścian, jak podano
wy\
ej, i po jej przeschnięciu wykonuje się na niej izolację, np.: powlekając na zimno
tradycyjnym środkiem izolacyjnym (np.: na bazie wysokogatunkowych asfaltów).
Następnie wbija się w ścianę haki o rozstawie 1x1m, a uszkodzone miejsca izolacji
powleka się ponownie środkiem izolacyjnym. Na tych hakach, w odległości 2cm od ściany
zbiornika, przymocowuje się jednowarstwowe zbrojenie pierścieniowe powiązane
61
konstrukcyjnymi prÄ™tami pionowymi (zazwyczaj Ø1 mm co 25cm), po czym wykonuje siÄ™
szczelny, betonowy płaszcz (narzucając beton przez torkretowanie). Taki płaszcz
powinien być przeliczony na ewentualne ciśnienie wody gruntowej. Wygładzoną
powierzchnię płaszcza mo\
na pokryć, (je\
eli zachodzi potrzeba) środkiem
antykorozyjnym.
Je\
eli zbrojenie dna wykonano nieprawidłowo, to nale\
y na nim wykonać najpierw
izolacjÄ™ (jak podano wy\
ej), uło\
yć na betonowych podkładkach nowe zbrojenie płyty
(zgodnie z projektem) i zabetonować płytę (najlepiej przez torkretowanie) dowiązując się
torkretem do płaszcza ścian. W przypadku prawidłowo zazbrojonego i wykonanego dna
nale\
y na nowo wykonany płaszcz ściany dowiązać do konstrukcji dennej przez
odpowiednie nakłucie miejsca wzajemnego ich połączenia i po właściwym zazbrojeniu
(np.: przez przyspawanie) połączenia, zabetonować go przez torkretowanie. W przypadku
pokrycia ścian środkiem antykorozyjnym, nale\
y pokryć tym samym środkiem płytę dna.
Tak wykonane płaszcze \
elbetowe wykonuje się równie\
niekiedy w nieszczelnych
pomieszczeniach głębokich pompowni (wykonanych np.: jako zapuszczane studnie)
nara\
onych na du\
e parcie wody gruntowej. Ten sposób uszczelnienia stosuje się
głównie wówczas, gdy stwierdzonych przecieków dna i ścian nie mo\
na opanować w
prosty sposób. W tych jednak przypadkach nale\
y jeszcze zabezpieczyć płaszcz przed
wypłynięciem ku górze wskutek mo\
liwości powstania pod nim pełnego parcia
hydrostatycznego (konieczna jest górna blokada wspornikowa płaszcza).
5.3. Niepoprawnie wykonane wykładziny wodoodpornej zbiornika
PowodujÄ… one przeciekanie cieczy przez konstrukcjÄ™ zbiornika, czasem tak
intensywne jak gdyby nie wykonano robót zabezpieczających. W przypadku zbiorników
nadziemnych lub pustych zbiorników podziemnych podlegających du\
emu parciu wody
gruntowej, przecieki cieczy widoczne są na ściankach lub dnie, natomiast w przypadku
zbiorników podziemnych przy braku wody gruntowej wielkość przecieków przez
konstrukcjÄ™ mo\
na ustalić jedynie na podstawie obni\
enia się zwierciadła składowanej
cieczy. Naprawa nieszczelnej wykładziny łatwiejsza jest oczywiście w zbiornikach
pierwszego rodzaju, w drugim natomiast mniejsze sÄ… niekiedy koszty wykonania
wykładziny na nowo ni\
odkopywanie zbiornika i ustalanie nieszczelnych miejsc.
Szczególnie niebezpieczna jest nieszczelna wykładzina antykorozyjna w przypadku
nało\
enia jej na szczelny beton konstrukcji, gdy\
o nieszczelności wykładziny
dowiadujemy się zazwyczaj dopiero wówczas, gdy korozja całkowicie ju\
zniszczy beton i
62
uwidoczni się na zewnątrz w postaci wykwitów lub zawilgocenia powierzchni zewnętrznej
zbiornika. Niebezpieczniejszy jest przypadek jednoczesnej korozji betonu i stali, gdy\

grozi to awaryjnym zniszczeniem konstrukcji.
5.4. y
le przygotowane podło\
e gruntowe
Zazwyczaj jest to wadliwe wykonany nierówny wykop ziemny o nienale\
ycie
skomprymowanym gruncie i nieodpowiednio zagęszczonym piasku wyrównawczym. Takie
podło\
e gruntowe wykazuje zawsze nierównomierne osiadanie, co grozi popękaniem
płyty dennej (pęknięcia te mogą równie\
powstać w płycie zdylatowanej od ścian
bocznych). Wypłukując grunt ciecz przedostająca się pod zbiornik powoduje powstawanie
kawern gruntowych - w ten sposób nie tylko powiększają się pęknięcia nadmiernie
zginanej płyty dennej, ale przy niekorzystnych uwarstwieniach podło\
a gruntowego mo\
e
nastąpić nawet utrata stateczności zbiornika, pękanie przewodów doprowadzających i
odprowadzających ciecz itp. W tych przypadkach na ogół nie obserwuje się pęknięć ścian
bocznych zbiorników.
Zaradzenie temu stanowi awaryjnemu jest trudne, poniewa\
o niewłaściwym podło\
u
gruntowym dowiadujemy siÄ™ zazwyczaj ju\
po stwierdzonych zarysowaniach dna lub
nawet po odkształceniu się całości zbiornika. Przeprowadzane zabiegi likwidujące stan
awaryjny muszą pójść w dwóch kierunkach:
nale\
yte wypełnienie pustki pod dnem w celu wzmocnienia i wyrównania podło\
a
gruntowego,
nale\
yte połączenie podło\
a gruntowego z konstrukcjÄ… dennÄ… zbiornika przy
jednoczesnym zamknięciu szczelin i rys w betonie
Obydwa te wymagania mogą być spełnione przez petryfikację gruntu za pomocą
zastrzyków cementowo-injectolowych. Zastrzyki te wykonuje się mieszaniną cieczy
zarobowej i substancji sypkiej o stosunku 0.8÷1.0, przy czym ciecz zarobowa skÅ‚ada siÄ™ z
Injectolu i wody (o stosunku 1:2), a substancja sypka  z Injectolu i świe\
ego cementu
portlandzkiego 350 (o stosunku 1:4). Wtłaczany pod ciśnieniem zaczyn zaczyna
sztywnieć po ok. 5÷10 minutach, przez co zapobiega jego wymyciu przez ewentualnÄ…
wodÄ™ gruntowÄ…. Do wprowadzenia zaczynu do gruntu nale\
y w płycie wykonać otwory
Å›rednicy 30÷40mm, w które bÄ™dzie mo\
na wprowadzić końcówki wę\
a tłoczącego. Po
wykonaniu petryfikacji gruntu mo\
na równie\
tym samym zaczynem zapełnić
zarysowania powstałe w betonie.
63
5.5. y
le wykonany torkret ochraniajÄ…cy przed korozjÄ… struny lub kable sprÄ™\
ajÄ…ce
Od nośności kabli i strun zale\
y bezpieczeństwo całości sprę\
onej konstrukcji.
Najlepszym zabezpieczeniem nale\
ytej ochrony antykorozyjnej jest odpowiedni torkret,
który charakteryzować się powinien du\
ą szczelnością, wytrzymałością (zwłaszcza na
rozciÄ…ganie), du\
a przyczepnością do stali sprę\
ającej i do betonu oraz odpornością na
agresywne działanie środowiska (korozyjne zanieczyszczanie powietrza).
5.6. Nieprawidłowe obsypywanie zbiorników
W przypadku zbiorników podziemnych jest to najczęściej popełniany przez grupy
wykonujące zbiornik błąd. Wszystkie zazwyczaj cienkościenne elementy powłokowe
zbiorników obrotowych są obliczane na obcią\
enia osiowo symetryczne. W zwiÄ…zku z tym,
w przypadku zbiorników całkowicie lub częściowo obsypanych gruntem, konieczne jest
wykonanie tego obsypywania równie\
osiowo symetrycznie, mo\
liwie jak najmniejszymi
warstwami; ich grubość nie powinna przekraczać 40÷60cm i dopiero po ubiciu ka\
dej z
warstw mo\
na przystąpić do zasypywania warstwy następnej. Dotyczy to zarówno
wykopów ścian, jak równie\
obsypywania powłokowego przekrycia - rys. 44. Poniewa\

grubość nasypu górnego jest przewa\
nie w granicach 50÷80cm (co jest uwarunkowane
odpowiednimi wymaganiami cieplnymi zbiornika), pierścieniowe obsypywanie trzeba
wykonywać dwiema lub nawet trzema warstwami o grubości nie większej od 30cm.
Ka\
da z warstw mo\
e być oczywiście wykonywana po całkowitym pierścieniowym
uło\
eniu warstwy poprzedniej na całej połaci powłoki.
Rys. 44 Kolejność zasypywania wykopu oraz przekrycia zbiornika podziemnego
64
Niezastosowanie siÄ™ do tej zasady mo\
e łatwo doprowadzić do pionowych pęknięć
ścian walcowych, które nie są zwykle zbrojone na momenty równole\
nikowe, gdy\
przy
symetrycznym obciÄ…\
eniu ściany wynoszą one zaledwie ok. 17% momentów
południkowych i sam beton mo\
e je z łatwością przenieść. Niesymetryczne zasypywanie
powłok przekrycia niszczy je zazwyczaj wskutek ich wyboczenia. Pęknięcia pionowe
ściany walcowej nie niszczą całej konstrukcji ścian, aczkolwiek reperacje ich są dość
zawodne, a to ze względu na du\
e rozciągające siły powstające w ścianach przy
napełnionym zbiorniku; łatwo wówczas powstają przecieki w miejscach połączenia
starego betonu z nowym betonem (lub zaprawÄ…) szczeliny. W tych przypadkach
nieodzowne czasem staje siÄ™ sprÄ™\
enie ścian. Bardziej jeszcze groz
ne w skutkach od
pęknięć ścian jest wyboczenie powłok przekrycia; niszczy ono całą ich konstrukcję, którą
musi się wykonywać na nowo. Równie\
płaskie przekrycia zbiorników obsypanych
gruntem mogÄ… ulec zniszczeniu, gdy obciÄ…\
y się je niezgodnie z zało\
eniami
projektowymi (zwykle przyjmuje siÄ™ obciÄ…\
enie równomiernie rozło\
one). Takie
zniszczenie płaskiego przekrycia pokazano przykładowo na rys. 45. Pęknięcie to zostało
spowodowane przeciÄ…\
eniem części stropu przez nasypanie gruntu z transportera i nie
rozprowadzenie go na całej powierzchni stropu.
Rys. 45. Przykład awarii zbiornika, spowodowanej nieprawidłowym wykonaniem nasypu
gruntu: a) prawidłowo ustalony nasyp, b) wadliwie wykonany nasyp, c) obraz zniszczenia
zbiornika
65
5.7. Nieprawidłowo wykonany beton lub wadliwe betonowanie ścian lub dna
zbiornika
Przyczyny te są najczęściej powodem z
le funkcjonujących zbiorników, a nawet
mogą doprowadzić do ich awarii. Wią\
e się to głównie z wykonaniem słabego lub
nieszczelnego betonu, choć nawet o nale\
ytej wytrzymałości.
Słaby beton (o wytrzymałości niezgodnej z projektem) mo\
e stać się przyczyną
zbyt małej wytrzymałości przekrojów mimośrodowo ściskanych albo rozciąganych, a w
miejscach osiowego lub mimośrodowego rozciągania mogą się pojawić rysy o nadmiernej
szerokości, powodujące przeciekanie zbiornika oraz dalsze konsekwencje z tym związane.
Zwiększenia wytrzymałości betonu nie mo\
na uzyskać przez powiększenie ilości
cementu, jak to niekiedy czynią niedoświadczeni kierownicy robót, lecz głównie przez
stosowanie odpowiedniego wskaz
nika wodno-cementowego, wibrowania itp. Nadmierne
dodanie cementu zwiększa skurcz betonu, który - choć mocniejszy - zarysowuje się i
staje się zupełnie nieszczelny.
Nale\
y szczególnie zwracać uwagę, aby nie zdefrakcjonować kruszywa, betonując
ze zbyt wysokiego poziomu.
Przy koniecznych poziomych przerwach roboczych nale\
y szczególnie starannie
wykonać właściwe połączenie nowego betonu z ju\
zwiÄ…zanym, gdy\
w tych miejscach
najczęściej występują póz
niejsze przecieki. Najlepiej jest wykonywać betonowanie
następnego górnego pierścienia, gdy dolny pierścień jeszcze nie związał. Poza tym
betonowanie musi się od bywać zamkniętymi pierścieniami o niewielkich wysokościach.
Pozostawienie niedobetonowanych pionowych pasów walcowego zbiornika na dłu\
szy
okres czasu (np.: na okres zimowy) lub częściowe obsypanie ziemią w takim jego
niedobetonowanym stanie mo\
e prowadzić do konieczności przeprowadzania
kłopotliwych wzmocnień ścianek. Drugim zasadniczym problemem jest uzyskanie
mo\
liwie najbardziej szczelnego betonu. W tym celu konieczne jest właściwe przyjęcie
krzywej przesiewu kruszywa odpowiadającej dopuszczalnemu zakresowi dla betonów
szczelnych, właściwa konsystencja betonu, stosowanie wysokowartościowego cementu,
jednak w ilości nie większej od 350kG/m3 gotowego betonu (mo\
na go przyjmować w
granicach 300÷350kG), wÅ‚aÅ›ciwe wibrowanie betonu. ZwiÄ™kszenie szczelnoÅ›ci uzyskuje
się równie\
przez stosowanie domieszek wodouszczelniajÄ…cych. Nale\
y jednak wykluczyć
stosowanie chlorku wapnia jako dodatku do betonu. W wilgotnym betonie przyczynia siÄ™
on do szybkiej korozji zbrojenia. Nie nale\
y równie\
stosować innych dodatków (np.:
66
soli), które zwiększają przewodność elektryczną betonu. Du\
y wpływ na
nieprzepuszczalność cieczy przez beton ma stosowanie jego odpowietrzania.
Szczególnie częstym powodem przeciekania zbiorników jest niewłaściwe
wykonanie wibrowania (niedowibrowanie, przewibrowanie). Gorzej zagęszcza się beton o
zbyt rzadkiej konsystencji, zachodzi tu segregacja kruszywa i spoiwa. Nale\
y przede
wszystkim uwa\
ać, aby w betonie nie było nadmiaru wody zarobowej, co jest szczególnie
niebezpieczne przy stosowaniu do betonu jako plastyfikatora pyłów dymnicowych.
Jeśli ilość wody zarobowej jest zbyt du\
a i gdy nie stosuje się wibratorów o ró\
nej
częstotliwości i amplitudzie drgań w ró\
nych płaszczyznach (równie\
w płaszczyz
nie
poziomej) nawet, gdy nie stosuje siÄ™ ostukiwania deskowania (niezale\
nie od stosowania
wibratorów), wówczas pod prętami poziomymi zbrojenia powstają szczeliny, a nad tymi
prętami wydziela się warstewka zaczynu. Intensywność tworzenia się tych szczelin i
warstewek jest mniej więcej wprost proporcjonalna do masy drgającego pręta w danym
betonie (przy odpowiedniej częstotliwości drgań wymuszających). Jeśli świe\
y beton ma
konsystencję gęstoplastyczną lub wilgotną, szczelina mo\
e powstać, natomiast
warstewka zaczynu nie wydzieli siÄ™. Zjawiska te sÄ… bardzo szkodliwe dla konstrukcji nie
tylko ze względu na przeciekanie cieczy, lecz równie\
na dość szybko zwykle postępującą
korozję zbrojenia. Aby zabezpieczyć się przed skutkami ewentualnego przeciekania
betonu zbiornika, mo\
na stosować następujące domieszki wodouszczelniające:
pyÅ‚ kwarcowy (przy stosowaniu 100÷150kG/m3 betonu mo\
e tylko
nieznacznie wpłynąć na obni\
enie wytrzymałości betonu)
wodorotlenek glinu (przy zetknięciu się z wodą następuje jego pęcznienie i
w ten sposób uszczelnia pory - działanie to jest wielokrotne)
aÅ‚un (stosuje siÄ™ roztwory 2.5÷5%, powiÄ™kszajÄ…ce nawet wytrzymaÅ‚ość
betonu, a po zmieleniu go na sucho z glinÄ… jeszcze silniej polepsza siÄ™
szczelność betonu)
prócz wy\
ej wyszczególnionych stosuje się specjalne preparaty, jak:
Hydrobet (w ilości 1.5%), Plastibet S (w ilości 4%), Tricosol Normal D,
Ceresit - Sperr-betonpulver, Sika i inne. Mo\
na równie\
stosować domieszki
zło\
one ze związków nieorganicznych i organicznych (głównie dodatki
mydeł).
Jeśli po wykonaniu konstrukcji zbiornika stwierdzi się przedostawanie cieczy przez
ściany lub dno, konieczne staje się jego nale\
yte uszczelnienie. Ogólnie biorąc wybór
sposobu uszczelnienia przeciekajÄ…cego zbiornika zale\
y od rodzaju nieszczelności, która
mo\
e być spowodowana powstaniem przepuszczających ciecz rys lub gęstą siatką
67
włoskowatych zarysowań, nieszczelną miejscami strukturą betonu (miejscowe
przewibrowania betonu), a nawet nieszczelnym betonem w całej ściance lub dnie
zbiornika.
Powstawanie rys o szerokoÅ›ci 0.1÷0,12mm nie jest groz
ne dla konstrukcji. Rysy
takie nie przepuszczajÄ… wody, a je\
eli nawet przecieki pojawiają się, to na ogół będą one
niewielkie. Po napełnieniu zbiorników wodą te rysy same dość szybko zamykają się. Jest
to spowodowane pęczniejącym działaniem związków cementu, a woda przenikająca w
głąb betonu uwadnia jeszcze niezwiązany cement, zasklepiając w ten sposób drobne
zarysowania i pory.
Gdy szerokości rys są większe, wówczas po napełnieniu wodą zbiornika przez
10÷20 dni mo\
na ju\
bez trudności określić ich usytuowanie w konstrukcji. Równie\
po
tym okresie czasu mo\
na łatwo umiejscowić fragmenty nieszczelnego betonu,
wewnętrznych miejsc, przez które przechodzi ciecz na zewnątrz zbiornika. Gdy uda się
wyraz
nie określić poło\
enie rys, przez które przechodzi ciecz, wówczas mo\
na je
uszczelnić przez wykonanie wzdłu\
nich podłu\
nych rowków o wymiarze poprzecznym
2x2cm i zapełnienie ich zaprawą cementową o 7kg cementu na 3.5 litra piasku, przy
czym zaleca się do cementu domieszać 0.35kg bardzo drobno mielonego dolomitu,
wypalonego w temperaturze 800÷900°C. Zamiast dolomitu mo\
na u\
yć 0.14 kg dobrze
zmielonego gipsu budowlanego półwodnego. Domieszki te wywołują pęcznienie zaprawy,
dając właściwe uszczelnienie konstrukcji.
Innym sposobem uszczelnienia wyraz
nych, ale rzadko rozstawionych, rys jest
zało\
enie na rysach pasków izolacyjnych. Wzdłu\
przebiegajÄ…cej rysy nale\
y w tym
przypadku usunąć ewentualną wyprawę wodoszczelną i ok. 1cm betonu na szerokości
16cm (tzn. po ok. 8cm z ka\
dej strony rysy). Po dokładnym spłukaniu tego pasa betonu
nale\
y na niego i na skute boki wgłębienia nało\
yć bardzo równomierną warstwę ok. 2cm
gęstego zaczynu cementowego, który po 2 godzinach trzeba gęsto narylcować.
Następnego dnia na zaczyn nale\
y nało\
yć w kolejności: pas drucianej siatki o oczkach
ok. 10x10mm, warstwę zaprawy cementowej 1:1 o grubości 1cm z lekkim narylowaniem,
a po kilku godzinach warstwę zaprawy cementowej 1:2 o grubości 1cm z wypalaniem.
Jeśli konstrukcja zbiornika wykazuje tylko miejscową nieszczelność, np.: w
miejscach raków przewibrowania lub nawet miejscowego zanieczyszczenia betonu,
wówczas mo\
na skuć to miejsce i wykonać korek cementowy. W tym przypadku nale\
y
odkutÄ… powierzchniÄ™ pokryć gÄ™stym zaczynem cementowym 1÷2mm, a nastÄ™pnie po 2÷3
godzinach wypełnić kawernę zaprawą cementową o składzie odpowiadającym 700kg
cementu na 1m3 piasku z dodatkiem uszczelniajÄ…cym. Do tego celu mo\
na równie\
u\
yć
68
zaprawy cementowej z odpowiednią ilością hydrofiksu (w zale\
ności od intensywności
przecieku). Gdyby przy małych wymiarach zbiornika takich słabych miejsc było bardzo
du\
o, lepiej jest niekiedy skuć cały beton i wykonać zbiornik na nowo, a w przypadku
zbiorników du\
ych - zdecydować się mo\
na na pełne jego powierzchniowe uszczelnienie,
jak to się stosuje przy ogólnej nieszczelnej strukturze betonu.
Gdy konstrukcja zbiornika ma długie, wyraz
ne, lecz nieliczne zarysowania o
nieregularnym, łamanym układzie, wówczas uszczelnienie zbiornika za pomocą opisanych
wy\
ej uszczelniających pasków bywa bardzo kłopotliwe. W tym przypadku
najwłaściwszym sposobem uszczelnienia mo\
e być petryfikacja cementowa.
Do petryfikacji rys potrzebna jest tylko pompa szlamowa typu diafragmowego o
ciÅ›nieniu 3÷5 atmosfer z tym, \
e na końcu wę\
a przytwierdza się ustnik w postaci zwykłej
rurki ¾ dÅ‚ugoÅ›ci ok. 20cm, na koÅ„cu perforowanej. W fazie przygotowawczej nakÅ‚uwa
siÄ™ w betonie (po linii rys - w odstÄ™pach, co ok. 50÷70cm oraz w pojedynczych ogniskach
przeciekowych) otwory Ø30mm na gÅ‚Ä™bokość ok. 25cm. W otworach osadza siÄ™ mankiety
w postaci rurek stalowych dÅ‚ugoÅ›ci 70mm Ø1", uszczelnionych po obwodzie zaprawÄ…
cementową 1:1. Same rysy od strony dostępnej nale\
y mo\
liwie szczelnie zamknąć bądz

przez wpychanie ostrych wiórów drewnianych z dodatkiem pakuł lub te\
zasmarowujÄ…c je
zaprawÄ… cementowÄ…. Ustnik wÄ™\
a pompowego wsadza siÄ™ do mankietu otworu i
uszczelnia siÄ™ go mo\
liwie dokładnie pakułami ze smołą. Rysy przemywa się najpierw
dokładnie wodą idąc z góry w dół. Następnie w ka\
dy otwór wypompowuje się zaczyn o
stosunku 1kg cementu na 10l wody. Pompowanie nale\
y prowadzić ostro\
nie, aby nie
stworzyć zatorów i tak długo, a\
stwierdzi siÄ™ wyraz
ne wycieki gęstego zaczynu wzdłu\

całego sąsiedniego odcinka rys. Tak postępuje się wtłaczając zaprawę cementową w
kolejne otwory w ścianach pionowych, zaczynając od dołu i posuwając się w górę.
Mankiety mo\
na pozostawić w otworach i po oczyszczeniu i obcięciu zapełnić po pewnym
czasie zaprawą cementową 1:1. Tak wykonana petryfikacja wtłacza zaprawę nawet do
zupełnie niewidocznych rys, co widać po wyciekach na powierzchni ścian lub dna.
Ten sposób uszczelniania betonu powinien być równie\
stosowany wówczas, gdy
uszczelnienia powierzchniowe betonu nie zdają egzaminu ze względu np.: na mo\
liwości
miejscowych nawet uszkodzeń powierzchni zbiornika podczas jego eksploatacji
(powierzchniowe substancje uszczelniające nie przenikają zbyt głęboko w beton).
W celu płaszczyznowego uszczelnienia dna zbiornika mo\
na stosować zabieg
polegajÄ…cy na sedymentacji drobnych czÄ…stek substancji chemicznych w porach betonu.
Do tego celu mogą słu\
yć niewielkie ilości siarczanu glinu, który rozpuszczony w wodzie
69
wytrÄ…ci zawiesinÄ™ trudno rozpuszczalnego wodorotlenku \
elazawego. Jeśli zarysowania
betonu są bardzo drobne (np.: o charakterze skurczowym), wówczas mo\
na
powierzchnię betonowego dna pomalować szczelną emalią epoksydową lub
poliwinidurową, oczywiście po uprzednim wysuszeniu powierzchni dna i zneutralizowaniu
przez fluatowanie.
W przypadku, gdy nieszczelne jest jedynie dno, mo\
na równie\
stosować cię\
kÄ…
izolację bitumiczną (po uprzednim wykuciu i usunięciu z płyty dennej słabego betonu,
uzupełnieniu go zaprawą cementową lub kitem asfaltowym). Izolację tę nale\
y wypro-
wadzić na ścianę boczną o betonie szczelnym na wysokość co najmniej 60cm i przykryć
płytą \
elbetową grubości 5cm. y
le natomiast spełnia swą izolacyjną rolę kilkuwarstwowa
papa bitumiczna lub juta na lepiku wyprowadzona na zbyt małą wysokość ponad dnem
przy znacznym ciśnieniu hydrostatycznym na tej wysokości. Trudno jest wówczas
nale\
ycie wykonać zakończenie izolacji na pionowej ściance, a niewielka nawet
nieszczelność powoduje podejście cieczy pod izolację, co całkowicie przekreśla celowość
jej u\
ycia. Dobrze natomiast zachowuje siÄ™ taka izolacja wyprowadzona ponad poziom
przechowywanej cieczy. Gdy cały zbiornik jest wykonany z nieszczelnego betonu lub gdy
nieszczelne miejsca konstrukcji są bardzo liczne, wówczas przeprowadzić mo\
na
powierzchniowe uszczelnienie całości zbiornika (ścian bocznych łącznie z dnem). Do
takich uszczelnień nale\
ą m.in. wodoszczelne tynki (dwu- lub trójwarstwowe), substancje
izolujące powierzchniowo, jak Abizol, Emaswit i inne o analogicznym działaniu, \
ywice
epoksydowe (wzmacniane ewentualnie włóknem szklanym), a nawet wewnętrzne
wykładziny  płaszcze stalowe, \
elbetowe oraz ze sztucznych tworzyw.
Szczelne  płaszcze wewnętrzne stalowe lub \
elbetowe wykładzinowe wykonuje
się zazwyczaj wówczas, gdy konieczność ich przyjęcia wynika równie\
ze zbyt małej ilości
zbrojenia pierścieniowego w zbiorniku z tym, \
e pierwszy rodzaj płaszcza stosowany jest
równie\
przy du\
ej agresywności korozyjnej na beton składowanego materiału.
Jeśli nie muszą być brane pod uwagę zagadnienia wytrzymałościowe, wówczas w
celu zabezpieczenia antykorozyjnego betonu stosuje się wykładzinę z arkuszy zmiękczo-
nego polichlorku winylu zgrzewanych w jednolitą szczelną powłokę. Przed wykonaniem
tej powłoki nale\
y całą wewnętrzną powierzchnię zbiornika oczyścić z luz
nych i słabszych
części betonu i ewentualnie ze zniszczonej wyprawy zmyć silnym strumieniem czystej
wody, a następnie po przeschnięciu (lecz nie całkowitym wyschnięciu) nale\
y na niÄ…
nało\
yć 2÷3mm warstwÄ™ bardzo gÄ™stego zaczynu cementowego. Po nie wiÄ™cej ni\
1godz.
od uło\
enia zaczynu nale\
y całą powierzchnię pokryć wodoszczelnym tynkiem zatartym
70
na gładko. Przy stosowaniu tych powłok nale\
y jednak mieć na uwadze ró\
ny ich
współczynnik rozszerzalności cieplnej od betonu.
5.8. Nieprawidłowo wykonane przerwy dylatacyjne
W ścianach i w przekryciach obrotowych nie wykonuje się przerw dylatacyjnych, a
jedynie dylatuje się niekiedy płytę denną od bocznej ściany lub jej ławowego
fundamentu. Dylatacje te stosuje siÄ™ w zasadzie tylko w zbiornikach o du\
ych średnicach,
aby nie włączać do pracy na odpór płyt fundamentowych o du\
ych rozpiętościach.
y
le wykonane przerwy dylatacyjne gro\
Ä… przeciekaniem zbiornika, z czym wiÄ…\
Ä…
się te wszystkie niebezpieczeństwa dla konstrukcji, które zostały opisane wy\
ej. Jedynie
nie grozi tu ścianom utrata stateczności wskutek zmniejszenia współczynnika tarcia
betonu po gruncie lub podmycia gruntu, choć podmycie zawsze mo\
e doprowadzić do
zwiększenia się pierścieniowych sił w ścianach, do deformacji całego zbiornika, a nawet
do jego zniszczenia. Stosuje się tu dylatacje usytuowane wg dwóch pokazanych na rys.
46 schematów: na płytowej ławie lub w jej poziomie.
Rys. 46 Dwa warianty usytuowania zdylatowanej płyty dennej: a) w poziomie pierścieniowej
ławy ścianki zbiornika, b) nad ława ścianki 1  ścianka zbiornika, 2  płyta denna, 3  warstwa
chudego betonu, 4  uszczelnienie dylatacyjne kitem trwale plastycznym o dobrej
przyczepności do betonu
Nale\
y zwrócić uwagę na przyjmowanie drugiego schematu tylko wówczas, gdy
spodziewane osiadanie ławy będzie większe od osiadania zdylatowanej płyty
fundamentowej. W przeciwnym przypadku przyjęcie takiej dylatacji doprowadza do
pęknięć płyty dennej -rys. 47a, a co za tym idzie - do braku szczelności zbiornika.
Zlikwidowanie tego uszkodzenia płyty jest dość kłopotliwe; mo\
na to przeprowadzić w
sposób pokazany na rys. 47b. Po skuciu płyty poza krawędz
Å‚awy fundamentowej
wykonano jej głębsze dobetonowanie. W przypadku jednoczesnego pęknięcia ławy
fundamentowej pod płytą fundamentową, przed zabetonowaniem częściowo skute płyty,
nale\
y wzmocnić ławę np.: przez jej odcinkowe podbetonowanie.
71
Rys. 64 Uszkodzenie i naprawa połączenia dylatacyjnego ściany bocznej z płyta denną
1  rysa w płycie dennej, 2  dobetonowane fragmenty ściany (wraz z ławą) i płyty dennej, 3 
na nowo zagęszczony grunt
72
Bibliografia
[1] A. Mitel, Budownictwo betonowe - tom XIII, Arkady, Warszawa 1966r.,
[2] L. Kral, Elementy budownictwa przemysłowego  Tom II. Budowle specjalne,
PWN, Warszawa 1984
[3] J. Kobiak, W. Stachurski  Konstrukcje \
elbetowe
[4] Awarie budowlane
Normy i przepisy będące podstawą projektu
PN-B-03264:2002 Konstrukcje betonowe, \
elbetowe i sprÄ™\
one. Obliczenia
statyczne i projektowanie.
PN-82/B-01801 Antykorozyjne zabezpieczenia w budownictwie. Konstrukcje
betonowe i \
elbetowe. Podstawowe zasady projektowania.
PN-86/B-01811 Antykorozyjne zabezpieczenia w budownictwie. Konstrukcje
betonowe i \
elbetowe. Ochrona materiałowo-konstrukcyjna. Wymagania.
BN-84/8814-07 Zbiorniki \
elbetowe na gnojowicÄ™. Projektowanie, warunki
wykonania i badania techniczne przy odbiorze.
PN-63/B-06251 Roboty betonowe i \
elbetowe. Wymagania techniczne.
PN-85/B-10702 WodociÄ…gi i kanalizacja. Zbiorniki. Wymagania i badania przy
odbiorze.
Obwieszczenie Ministra Infrastruktury z dn. 12.04.2002r w sprawie warunków
technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie Dz. U. nr 75
z 15.06.2002r.
Instrukcja nr 240 ITB. Zabezpieczenie przed korozjÄ… konstrukcji betonowych i
\
elbetowych. Warszawa 1982r.
73