Powiedzenie „czas to pieniądz” ma niezwykłe wysokie znaczenie w procesie inwestycyjnym. Zasadne jest twierdzenie, że im krótszy czas montażu tym niższe koszty inwestycji. Jak wiadomo koszt inwestycji obejmuje koszty: materiałów, sprzętu, transportu, koszty robocizny, czy koszty pośrednie wykonawcy. Koszty robocizny i koszty pośrednie zależne są wprost od czasów montażu i czasu trwania inwestycji. Wybór zastosowanego rozwiązania materiałowego determinuje niezbędny sprzęt oraz środki transportu. Nie inaczej jest z wykonaniem odwodnień nawierzchni utwardzonych dróg, placów, parkingów, itd.
W przypadku wykonania odwodnień punktowych zaprojektowanych jako studzienki ściekowe (wpusty drogowe)1 do wyboru są mocno na rynku ugruntowane studzienki betonowe dn 500, a od niedawna równorzędne pod względem funkcjonalności i statusu prawnego studzienki wpustowe firmy Wavin z PP. Rozwiązanie tradycyjnie stosowane i to nowe – innowacyjne to dwa zupełnie odmienne standardy wykonania prac i eksploatacji. (link do artykułu o eksploatacji). Zastosowanie studzienek wpustowych z tworzyw generuje duże oszczędności czasu i wpływa na ograniczenie kosztów robót.
Tradycyjne studzienki ściekowe są wykonywane z ciężkich prefabrykowanych elementów betonowych lub rzadziej są prefabrykatami w formie monolitycznej. Wszystkie one są materiałami ciężkimi. Masa elementów wynosi przykładowo: - element denny 500 x 1500 – od 560 do 590 kg - nadstawka 500 x 500 – około 75 kg - podstawa pod wpust – od 150 do 170 kg. Ich montaż oraz każda operacja logistyczna (załadunku, rozładunku, przenoszenia na placu budowy) wymaga użycia ciężkiego sprzętu (koparki lub dźwigu). O ile koszt dostawy z betoniarni na miejsce budowy i rozładunek często jest ukryty - wkalkulowany w cenę materiału, to już zarówno transport elementów na placu budowy, jak i do wykopu oraz ich zmontowanie w komplet, czy wykonanie zwieńczenia angażują sprzęt. Są to policzalne koszty – godziny pracy sprzętu, roboczogodziny operatorów i koszty paliwa. Podczas montażu zawsze koniecznych jest minimum dwóch pracowników – przynajmniej jeden musi być w wykopie, a drugi - operator sprzętu w kabinie. W kosztach wielu budów występują też koszty używania szalunków, igłofiltrów do odwadnia wykopów czy opłat za zajęcie pasa drogowego. Wszystkie one są funkcją czasu trwania prac i mają bezpośrednie przełożenie na koszty budowy.
Studzienki wpustowe firmy Wavin obejmują studzienki osadnikowe Tegra RG i bezosadnikowe Basic RG. Są one zbudowane z podstawy osadnikowej z odpływem lub kinety „startowej” z odpływem oraz trzonu studzienki w postaci rury trzonowej karbowanej o średnicy DN/ID 425, 315 lub OD/OD 400. Zwieńczenie studzienek stanowią, podobnie jak w studzienkach tradycyjnych, wpusty żeliwne. O ile sama góra studzienki zamontowana w nawierzchni drogowej jest taka sama jak w studzienkach tradycyjnych, to dół studzienki wpustowej składający się z dwóch elementów połączonych uszczelką różni się znacząco. Podstawy studzienek mają masę od 1,8 do maksymalnie 9 kg (w wersji z pełnym wyposażeniem – filtr i syfon). Niewielką masę mają również rury trzonowe:
- 425: ok. 4,9 kg/m,
- 400: ok. 3,9 kg/m,
- 315: ok. 2,5 kg/m.
Do tego rury te są „cięte” z metra. Do tego używane są nieskomplikowane narzędzia typu piła tarczowa („gumówka”). Rury kupowane w odcinkach 6, 3 lub 2 metry łatwo pociąć na odpowiednie odcinki, tak aby zapewnić odpowiednią wysokość studzienki, posadowienie podstawy studzienki i usytuowanie wysokościowe jej odpływu.
Cięcie rury trzonowej karbowanej na odcinki potrzebne do uzyskania odpowiedniej głębokości studzienki wpustowej
Czynności montażowe przy studzience - jej posadowieniu, regulacji jej wysokości są niezwykle łatwe. Prace mogą być wykonane przez jednego pracownika bez użycia ciężkiego sprzętu. W badaniach polowych czas trwania montażu kompletnej studzienki wpustowej z tworzyw w porównaniu do czasu montażu studzienki ściekowej z elementów betonowych (bez wykonania prac ziemnych) był dwukrotnie krótszy. Wiąże się to z: - ograniczeniem liczby roboczogodzin (montaż jednoosobowy zamiast dwuosobowy i znaczne skrócenie czasu montażu studzienek wpustowych); - zminimalizowaniem kosztów użycia sprzętu ciężkiego (koszt operatora, paliwo, itp.), zakładając, że będzie on używany jednak do montażu zwieńczeń i prac ziemnych; - ograniczeniem czasu trwania całości robót; - ograniczeniem kosztów wszystkich powiązanych z czasem trwania budowy (np. kosztów odwadniania wykopów czy opłat za zajęcie pasa drogowego). Firmy wykonawcze, potrafią wszystkie te oszczędności przeliczyć na pieniądze i oszacować swoje korzyści.
Przy montażu studzienek ważnym aspektem jest również sprawa bezpieczeństwa. Transport elementów ciężkich (kilkusetkilogramowych) i użycie ciężkiego sprzętu, specjalnych zawiesi do chwytania elementów betonowych niesie szereg niebezpieczeństw dla pracowników związanych z montażem oraz pracą w wykopie (np. uderzenia, upadek, zarwanie krawędzi wykopu i wiele innych). Dużo mniejsze zagrożenia występują, gdy montaż stwarza możliwość zrezygnowania z pracy sprzętu ciężkiego. Bardziej bezpieczne jest przenoszenie elementów o masie kilku kilogramów, jakimi są elementy studzienek wpustowych z PP. Przy ich przenoszeniu i stawianiu dodatkowo na znaczną poprawę ergonomii pracy wpływają uformowanie na powierzchni studzienek specjalne uchwyty oraz ukształtowanie podstawy. Takie udogodnienia nie występują w rozwiązaniach tradycyjnych studzienek.
2 rodzaje uchwytów do przenoszenia studzienki wpustowej jedną ręką lub oburącz
Standardem jest, że roboty budowlane objęte są gwarancją trwającą 3-5 lat od zakończenia prac montażowych, a nawet od daty przyjęcia wykonanych obiektów do użytkowania. Wykonawca zobowiązany jest usunąć uszkodzenia i usterki, które wystąpią w czasie trwania gwarancji na własny koszt. Alternatywą jest pokrywanie kosztów napraw z wadium – kaucji pozostawionej u zamawiającego w okresie gwarancyjnym. W ten sposób każde uszkodzenie czy usterka i związana z tym naprawa gwarancyjna umniejsza zysk wykonawcy.
Przy wykonywaniu odwodnień punktowych najczęściej występującymi uszkodzeniami wymagającymi napraw są zniszczenia nawierzchni utwardzonych spowodowane:
- osiadaniem studzienek pod wpływem ciężaru oraz przenoszonych przez konstrukcję sztywną na podłoże obciążeń dynamicznych („efekt kafara”). Ciężkie i sztywne konstrukcje, jakimi są studzienki betonowe są podatne na tego typu uszkodzenia ponieważ przenoszą obciążenia bezpośrednio na podłoże. Nośność gruntu w miejscu jej posadowienia jest przekroczona z uwagi na wysoki ciężar studzienki wpustowej, zwłaszcza w połączeniu z dodatkowymi obciążeniami dynamicznymi (od ruchu pojazdów);
- „efektu kafara”, tj. przenoszenia obciążeń od ruchu po sztywnej konstrukcji na podłoże - migracją gruntu spod konstrukcji drogi pomiędzy elementy konstrukcyjne studzienki. Studzienki betonowe są podatne na tego typy uszkodzenia z tego powodu, że są łączone na płytkie połączenie bez uszczelek o charakterze „pióro / wpust”, które czasem są klejone. Elementy te dość łatwo w gruncie się rozsuwają. Wystarczy osiadanie podłoża, osunięcie pojedynczych elementów i zwiększenie przestrzeni pomiędzy elementami;
- migracją gruntu spod konstrukcji drogi do systemów kanalizacyjnych
- wymyciem gruntu spod konstrukcji drogi (zapadnięcia), wada występuje wtedy, gdy następuje rozszczelnienie elementów studzienki. Przykłady typowych wad nawierzchni występujące przy tradycyjnych studzienkach ściekowych (wpustach drogowych) wynikające z ich nieszczelności na połączeniach elementów lub na podłączeniu rury odpływowej do studzienki:
- wymycie podłoża spod nawierzchni i zwykle nanoszenie piasku do wnętrza studzienek
-zaniżenia nawierzchni w pobliżu wpustów, które powodują powstawanie kałuż zamiast spływ wody z nawierzchni.
Powyżej wymienione zjawiska obserwuje się na nawierzchni jako zapadnięcia, obniżenia gruntu w otoczeniu studzienki, wysadzenie studzienki ponad otaczające nawierzchnie (niemożliwe odwodnienie nawierzchni), spękania nawierzchni utwardzonej. Są to wady dotkliwe zarówno dla pieszych, jak i zmotoryzowanych użytkowników dróg. Powodują kałuże, szybsze zużycie pojazdów, konieczność napraw. Przykład typowej wady tradycyjnych studzienek ściekowych (wpustów drogowych) powstałej w wyniku osiadania gruntu w okresie konsolidacji gruntu i niezmiennej wysokości konstrukcji sztywnej to wypiętrzenie wpustu ponad nawierzchnię odwadnianą i brak możliwości odprowadzenia wody bez jej spiętrzenia oraz kałuże przy stanach niższych.
Nie ma najmniejszej możliwości, żeby:
- studzienki Wavin osiadały – na to nie pozwala ani ich ciężar, ani też elastyczna konstrukcja rury trzonowej karbowanej. Takie rozwiązanie nie przenosi obciążeń statycznych i dynamicznych na grunt podłoża;
- studzienki Wavin były nieszczelne – jest to uniemożliwione poprzez głębokie połączenie ze specjalną uszczelką podstawy z rurą trzonową oraz precyzyjne dopasowanie systemowych elementów, w tym różnych rozwiązań zwieńczeń.
Studzienka wpustowa Wavin Tegra 425 RG z wpustem klasy D400 z rurą teleskopową 425 o wymiarach 500x500 wykonaniem nawierzchni utwardzonej.
UWAGA dodatkowa: Za wadę rozwiązania z tworzyw sztucznych postrzegane jest osiadanie gruntu przy studzience skutkujące obniżeniem wpustu w stosunku do otaczającej go nawierzchni. Taka usterka może wystąpić w okresie konsolidacji gruntu. Proces konsolidacji gruntu jest nieunikniony i trwa - w zależności od rodzaju gruntu, opadów, kierunku ich spływu oraz obciążenia ruchem - od 1-3 lat od wykonania robót ziemnych. Duża skala konsolidacji spowodowana zbyt niskim poziomem zagęszczenia gruntu jest widoczna jako zapadnięcie wpustu Proces ten zachodzi również przy studzienkach betonowych. Przy wykonywaniu robót wykończonych nawierzchnią utwardzoną wykonanie prawidłowego zagęszczenia gruntu przy studzienkach wszystkich typów jest nieodzowne. Nie jest wystarczające zagęszczenie gruntu tylko w ostatniej jednometrowej warstwie kontrolowanej przed układaniem nawierzchni, gdy wykop sięga nawet 2 m. Nie można tej wady przypisywać studzienkom z tworzyw, gdyż poprawne wykonanie zagęszczenia wykopu na całej jej głębokości jest niezbędne przy obu typach studzienek. Patrz: PN-EN 1610:2015-10 i PN-C-89224:2018-03 Wada ta w przypadku w przypadku występowania przy studzienkach betonowych może skutkować opisanym powyżej rozszczelnieniem połączeń studzienki i wynoszeniem piasku do kanalizacji, a przy studzienkach z tworzyw - z uwagi na ich szczelność - kończy się wraz ze skonsolidowaniem się warstw gruntu i osiągnięciem przez niego stanu podobnego do gruntu rodzinnego. W pierwszym przypadku naprawa ma charakter rozległy, a w przypadku jej nieusunięcia skutkuje się zwiększaniem rozległości uszkodzenia i zmniejszeniem pojemności osadników studzienek wpustowych, a w drugim wiąże się tylko z potrzebą uzupełnienia górnych warstw konstrukcyjnych drogi.
W realiach rynkowych, gdy roboty budowlane są przedmiotem przetargów i o wyborze wykonawcy decyduje cena, a dodatkowo pojawiają sią problemy związane z brakiem siły roboczej każde rozwiązanie wpływające na obniżenie czynników cenotwórczych jest niezwykle cenione. Firmy wykonawcze kierują się często zasadą „czas to pieniądz” i z pewnością potrafią docenić znaczenie możliwości ograniczenia ilości potrzebnych robotników, sprzętu, czy skrócenia cyklu inwestycyjnego i skalkulować swoje korzyści przy zastosowaniu nowatorskich studzienek wpustowych Wavin Tegra RG i Basic RG. Potrafią one również docenić pozostałe argumenty – bezpieczeństwo i ergonomię pracy oraz ograniczenie zakresu napraw w okresie gwarancyjnym. Odnośniki: 1. W literaturze polskiej istnieje rozbudowana i niejednoznaczna nomenklatura dotycząca tego typu studzienek. Różnymi nazwami określana jest zarówno cała studzienka (część podziemna ze zwieńczeniem), jak i poszczególne części (podziemna, jak i powierzchniowa). • Przykładowe określania całości: studzienki ściekowe (określenie używane w Rozp. Min. Dz.U. 2016 poz. 124) wpust ściekowy (określenie używane w PN-EN 124-1:2015-07) wpust uliczny, drogowy • Przykładowe określania części podziemnej: studnia osadnik deszczowy wpust uliczny, drogowy • Przykładowe określenia części powierzchniowej: wpust, dla którego stosowane są rożne rozróżnienia: np. materiałowe (żeliwny, …), funkcjonalne (uliczny, drogowy, podwórzowy, tarasowy, mostowy …), dotyczące klasy (A15, B125, C250, D400 …), konstrukcyjne (np. ściekowy krawężnikowo-jezdniowy, krawężnikowy, kopułowy, …) krata wpustowa / kratka ruszt nasada Określenie używane w Rozp. Min. Dz.U. 2016 poz. 124 „studzienki ściekowe” w praktyce nie jest wcale używane. Rynkowe określenia są niejednoznaczne – gdy mowa o wpuście, nie wiadomo czy chodzi o część podziemną, czy naziemną, czy o cały komplet. Użyte w tekście określenie „studzienki wpustowe” dotyczy części podziemnej i jest wyborem firmy Wavin. Takie określenie występuje w Krajowej Ocenie Technicznej IBDiM oraz w katalogach Wavin. Do rozwiązań tradycyjnych zgodnie z Rozp. Min. Dz.U. 2016 poz. 124 zastosowano określenie studzienki ściekowe. Literatura / normy powołane: PN-EN 1610:2015-10 Budowa i badania przewodów kanalizacyjnych PN-C-89224:2018-03 Systemy przewodów rurowych z termoplastycznych tworzyw sztucznych -- Zewnętrzne systemy bezciśnieniowe i ciśnieniowe do przesyłania wody, odwadniania i kanalizacji z nieplastyfikowanego poli(chlorku winylu) (PVC-U), polipropylenu (PP) i polietylenu (PE) -- Warunki techniczne wykonania i odbioru Dz.U. 2016 poz. 124 Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie PN-EN 124-1:2015-07 Zwieńczenia wpustów ściekowych i studzienek włazowych do nawierzchni dla ruchu pieszego i kołowego - Część 1: Definicje, klasyfikacja, ogólne zasady projektowania, właściwości użytkowe i metody badań