Plastikowe studzienki drenażowe: budowa, rodzaje, klasyfikacja, instrukcja montażu

Technologia wykonania systemu drenażowego przewiduje instalację studni różniących się przeznaczeniem. Są one potrzebne do kontroli pracy podziemnego rurociągu, regularnej konserwacji i okresowego czyszczenia. Dawniej montowano je z kręgów betonowych, a obecnie stosuje się wyroby z materiałów polimerowych.

Lekkie i wytrzymałe plastikowe studnie drenażowe znacznie ułatwiają proces budowy systemu. Wyroby polimerowe są odporne na oddziaływania mechaniczne, chemiczne i biologiczne. Producenci przemyśleli wszystkie szczegóły, zapewniające prostotę i wysoką szybkość montażu.

Opowiemy, jak prawidłowo wybrać konstrukcje polimerowe do budowy systemu drenażowego i jak je zamontować. W przedstawionym do zapoznania artykule szczegółowo opisano instrukcję krok po kroku. Postępując zgodnie z naszymi radami, będą Państwo w stanie szybko zorganizować na działce podmiejskiej efektywnie działający drenaż.

Klasyfikacja studni systemu drenażowego

Aby pozbyć się z terenu wody deszczowej i roztopowej, nie wystarczy zamontować na działce rur drenażowych i koryt. To samo dotyczy wilgoci w gruncie – same rury drenażowe nie wystarczą, ponieważ zebrana przez nie ciecz musi być gdzieś odprowadzona. W tym celu tworzy się system podziemnych rurociągów, którego nieodłączną częścią są plastikowe studnie.

Istnieje kilka różnych typów takich konstrukcji, z których każda ma swoje przeznaczenie. Mają różne rozmiary i liczbę wlotów, mogą być z hermetycznym dnem lub bez. A cała ta różnorodność urządzeń jest obecnie produkowana z plastiku.

Studnie drenażowe są potrzebne do gromadzenia wody i kontrolowania pracy całego systemu odwodnienia

Rodzaje budowli według funkcji

W systemach drenażowych stosuje się sześć rodzajów plastikowych studni o różnym przeznaczeniu funkcjonalnym:

1. Kolektorowe. Na działkach podmiejskich instaluje się jedną studnię kolektorową do odbioru ścieków wszystkich rodzajów systemów kanalizacyjnych. Jeśli istnieje potrzeba stymulacji przepływu ścieków, wyposaża się ją w pompę. Jeśli planuje się rozładunek systemu do niższej warstwy, buduje się studnie bez dna, typu filtracyjnego.
2. Inspekcyjne. Są przeznaczone do przeprowadzania przeglądów systemu i okresowego czyszczenia. Znajdują się w punktach załamań, formowania węzłów lub podłączeń do głównych magistrali.
3. Spadowe. Instalowane są w miejscach połączeń rurociągów ułożonych na różnych głębokościach. Stosowane są również w przypadku konieczności zmniejszenia prędkości przepływu grawitacyjnego lub przy przekraczaniu podziemnych obiektów. W systemach odwadniających praktycznie nie są używane.

Ze względu na rodzaj dostępu do obsługi systemów, studnie dzielą się na obsługiwane i inspekcyjne. Pierwszy rodzaj zapewnia dostęp do odcinków sieci przechodzących przez studnię w celu przeprowadzenia konserwacji, drugi przewiduje wykonywanie napraw i innych operacji z powierzchni ziemi.

Odwodnienie to system inżynieryjny przeznaczony do osuszania, obniżania poziomu wód gruntowych, odprowadzania wód gruntowych od fundamentów, obniżania ciśnienia wód gruntowych na obiekty podziemne. System obejmuje drenowania (rury z otworami) obsypane materiałem filtracyjnym, studnie obsługiwane i inspekcyjne.

Funkcjonalność studni jest różna, ale konstrukcyjnie są podobne. Ogólnie jest to pionowo zorientowany zbiornik w ziemi, który ma dwa lub kilka wylotów i wlotów. Nierzadko jedna studnia łączy w sobie kilka ważnych funkcji. Jednak w większości przypadków każda z nich jest instalowana do jednej konkretnej roli.

Studnie inspekcyjne są przeznaczone do inspekcji i konserwacji całego systemu. Z jednej strony studnie inspekcyjne umożliwiają monitorowanie stanu i przepustowości rur, kontrolując poziom ich zanieczyszczenia, a z drugiej strony właśnie z nich przeprowadza się czyszczenie rurociągów.

Odmiana obrotowa studzienek rewizyjnych jest stosowana, gdy konieczne jest obrócenie przepływu wody o 90º. Liniowe montuje się na prostych odcinkach średnio co 50 metrów, ale dopuszczalny odstęp między nimi wynosi 40 – 150 m.

Jeśli płukanie systemu ma być wykonywane ręcznie z zejściem do wnętrza studni, to powinna ona mieć średnicę co najmniej jednego metra. W pozostałych przypadkach wystarczy konstrukcja o średnicy 35–50 cm. Tyle, aby bez problemu można było opuścić do środka wąż do płukania lub odpompowywania.

Odmiany zbiorcze lub kolektorowe to duże zbiorniki, w których gromadzone są ścieki w celu późniejszego przeniesienia do miejsc wyładunku. Może to być pobliski zbiornik wodny z wodą stojącą lub płynącą, kanalizacja deszczowa.

Rury systemu drenażowego zbiegają się w studni węzłowej, z której woda jest kierowana: 1) do zbiornika, przeznaczonego do zbierania i późniejszego odpompowywania, 2) do studni chłonnej, służącej do filtracji do dolnej warstwy gruntu, 3) do kolektora, używanego do transportu do scentralizowanej kanalizacji deszczowej.

Studnia, urządzona według zasady filtrującej, pozwala drenować wodę do niżej położonych warstw wodonośnych gruntu, odprowadzając ją z dala od fundamentów budynków.

Jednakże można go urządzać tylko na glebach piaszczystych, żwirowych lub otoczakowych z wypełniaczem piaszczystym. To znaczy na glebach o dobrych właściwościach filtracyjnych, równych zdolności do wchłaniania wody.

Cały system rurociągów i studni jest budowany w taki sposób, aby ostatnie w łańcuchu urządzenie znajdowało się w najniższym punkcie osuszanego terenu. To właśnie do zbiornika, studni filtracyjnej lub kolektorowej musi spływać cała woda z działki.

Przy tym pożądane jest, aby przepływ wody odbywał się grawitacyjnie. W przypadku, gdy urządzenie systemu grawitacyjnego jest niemożliwe ze względów technicznych, studnia kolektorowa jest wyposażana w pompę do stymulacji przepływu wody.

Zadaniem odmiany spadowej studni jest tłumienie prędkości przepływu wody.

Studnie spadowe pod względem wewnętrznej konstrukcji dzielą się na:

• komory z jednym tłumikiem wody wewnątrz;
• kolektory z systemem odbójników wodnych;
• wysokie szyby z rurą dopływową u góry i odpływową u dołu;
• konstrukcje z pary niezależnych sekcji, połączonych kanałem przelewowym pod kątem.

W niektórych przypadkach energia przepływu jest tłumiona przez dno, a w innych dzieje się to dzięki specjalnym odbojnikom. Wybór konkretnego wariantu zależy od poziomu różnicy między rurami ściekowymi, a także od ukształtowania terenu i charakterystyki warstw gruntu na nim.

Polimery stosowane w produkcji

Przy produkcji plastikowych studni drenarskich stosuje się polimery o różnej strukturze oraz różne technologie. Najtańsze wyroby uzyskuje się na maszynach do formowania rotacyjnego. To właśnie je najczęściej można spotkać w krajowych sklepach.

Technologia formowania rotacyjnego pozwala uzyskać wytrzymałe obudowy studni o jednakowej grubości ścianek we wszystkich miejscach

Produkuje się studnie z zastosowaniem następujących polimerów:

1. PCW (PVC) – polichlorek winylu.
2. PP (PP) – polipropylen.
3. PE (PE) – polietylen zwykły i o zwiększonej gęstości.

Najczęściej używa się jednego z nich z jakimś wypełniaczem, ale często występują również różne kombinacje. Do powstałego plastiku mogą być dodawane różne składniki: od barwników po piasek.

Wyroby z polichlorku winylu są najbardziej odporne na działanie agresywnych chemikaliów, które dostają się do wnętrza wraz ze ściekami.

Stosuje się je nawet przy urządzaniu systemów kanalizacyjnych w zakładach przemysłowych. Obudowy polipropylenowe charakteryzują się wysoką odpornością na zużycie i plastycznością, ale stają się dość kruche przy znacznym obniżeniu temperatury.

Polietylenowe studnie drenarskie są odporne na mróz. Mogą zamarznąć, ale po rozmrożeniu ten element infrastruktury inżynieryjnej szybko odzyskuje swój kształt, nie tracąc szczelności. Jest to optymalna opcja dla ruchomych gruntów.

Zalety wyrobów plastikowych

Wśród zalet plastikowych studni drenarskich wymienia się:

1. Niewielka waga, która pozwala podczas załadunku/rozładunku i montażu obejść się bez dźwigu.
2. Materiał obudowy odporny na agresywne środowiska, uszkodzenia mechaniczne i niskie temperatury.
3. Okres eksploatacji wynoszący 50–70 lat bez konieczności przeprowadzania remontu kapitalnego.
4. Obecność w obudowie wszystkich niezbędnych wlotów i wylotów w wykonaniu fabrycznym.
5. Minimalne nakłady robót ziemnych dzięki cienkim ściankom i zmniejszonej średnicy konstrukcji studni.
6. Niezwykle prosty montaż – plastikowy element łatwo przycina się do wymaganych wymiarów.
7. Wytrzymałość konstrukcji, która jest w stanie wytrzymać dziesiątki ton obciążenia z góry oraz pęcznienie gruntu zimą z boków.

Lekkość plastikowych elementów obudowy studni pozwala na wykonanie wszystkich prac montażowych siłami dwóch osób. Jednak w tej lekkości tkwi również główna wada studni z plastiku – podczas powodzi i pęcznienia mogą one zostać po prostu wypchnięte z ziemi.

Aby lekkiej konstrukcji studni nie wypchnęła z gruntu woda, należy ją przywiązać do ciężkiej „kotwicy” w postaci płyty betonowej.

Kolejną względną wadą jest wysoka cena plastikowej studni drenażowej. Jednak tutaj należy liczyć nie tylko koszt samego produktu, ale także wydatki na jego montaż. W przypadku konstrukcji z tworzywa sztucznego nie trzeba będzie zamawiać specjalistycznego sprzętu dźwigowego – wystarczy kilku montażystów i liny do opuszczania składanych elementów do wykopu.

Biorąc pod uwagę długi okres eksploatacji wynoszący kilkadziesiąt lat bez konieczności kapitalnego remontu, cena nie wydaje się już tak wygórowana. Początkowe nakłady na studnię z tworzywa zwracają się z nawiązką.

Ponadto podłączanie do niego rur jest znacznie prostsze niż do odpowiednika betonowego czy murowanego. Do jego montażu nie będą wymagane specjalistyczne umiejętności, nie będzie potrzeby zatrudniania wysoko wykwalifikowanych fachowców.

Budowa plastikowej studni

Strukturalnie konstrukcja studni z tworzywa sztucznego obejmuje:

• stożkową szyję;
• okrągłą w przekroju komorę roboczą (szyb);
• korytko do zbierania piasku i dno.

Zamiast szczelnego dna można zastosować drenażową poduszkę z żwiru, ponieważ wyciek wody drenażowej podczas naprawy systemu nie stanowi zagrożenia dla podłoża gruntowego i środowiska.

Cała konstrukcja jest zamykana od góry włazem lub zwykłą pokrywą. Wykonane są z tworzywa sztucznego, żeliwa lub polimerpiasku. Szyja zbiornika studni może być nieobecna, wówczas właz kładzie się bezpośrednio na szyb.

Składana plastikowa studnia składa się z szyi, szybu o różnej wysokości, korytka oraz uszczelniających mankietów do szczelnego podłączenia rur.

Szyb wykonuje się jako karbowany, co zwiększa jego wytrzymałość. Pod naciskiem gruntu nie ulegnie zniszczeniu, pozostając nienaruszony i szczelny.

Dno i korytko z króćcami stanowią część kinety studni, gdzie wykonuje się rozprowadzenie rur. Osiada w niej również cały brud i szlam, które dostają się do środka ze ściekami. Często w zestawie z nimi dostarczana jest specjalna forma do zalewania betonowej podstawy oporowej („kotwicy”).

Podczas montażu szczelnej konstrukcji studni drenażowej dopuszczalne jest nieużywanie korytka. Zamiast niego można zainstalować proste płaskie dno. W ten sposób konstrukcja jest tańsza, jednak taka opcja jest bardziej narażona na zatykanie dużymi zanieczyszczeniami. Będzie trzeba częściej zaglądać do szybu studni w celu inspekcji, a przy najmniejszym jego zaśmieceniu – natychmiast czyścić.

Wewnątrz studni może być wbudowana drabina wisząca lub wykonane stopnie w postaci wkładek w korpusie. Podłączenie rurociągów odbywa się do specjalnych otworów wyciętych w fabryce. Podobne wcięcie można wykonać w praktycznie dowolnym punkcie korpusu.

Szczegółowo o klasyfikacji plastikowych studni, ich cechach konstrukcyjnych i zakresie zastosowania opowiedziano w tym artykule.

Który lepszy: składany czy monolityczny?

Prefabrykowana studnia drenażowa składana jest z różnych plastikowych elementów, jak zestaw konstrukcyjny. Monolityczny wyrób jest już gotowy do montażu, wystarczy go opuścić do wykopanego dołu.

Przed zakupem studni monoblokowej konieczne jest dokładne wszystko obliczenie, wymiana jej części lub przedłużenie szybu po montażu nie jest możliwe.

Warianty monolityczne są tańsze i wytrzymalsze od swoich prefabrykowanych odpowiedników. Jednak są one produkowane w dość wąskim zakresie standardowych rozmiarów. Ich montaż odbywa się tylko na głębokość określoną w instrukcji.

Poszczególne elementy konstrukcji prefabrykowanej łatwiej jest transportować i załadować do samochodu niż monoblokowe wyroby dużych rozmiarów. Jednak pod względem wytrzymałości na ściskanie, nawet w stanie złożonym, ustępują one pierwotnie jednolitej studni. Pełna obudowa z definicji jest w stanie wytrzymać większe obciążenia hydrodynamiczne i mechaniczne.

W celu przedłużenia korpusu studnia prefabrykowana może być wyposażona w kilka pierścieni szybowych w części środkowej oraz dodatkowy teleskopowy przedłużacz pod włazem (+)

Montaż plastikowych elementów studni drenażowej wiąże się z koniecznością uszczelnienia miejsc ich połączeń. A każde takie złącze to potencjalny przeciek i nieszczelność.

Dodatkowo do ściągnięcia elementów potrzebne będą śruby z nakrętkami. Powinny być dołączone w zestawie. Jeśli ich nie ma, należy zakupić tylko ocynkowane łączniki, mniej podatne na korozję.

Technologia montażu plastikowej studni drenażowej

Jeśli wybrano konstrukcję prefabrykowaną, należy ją najpierw złożyć. Można to zrobić w wykopie, ale wtedy trzeba go wykopać w większym rozmiarze.

Głębokość dołu pod plastikową studnię drenażową wykopuje się tak, aby rury do niej wchodziły poniżej punktu zamarzania gruntu i powyżej górnej warstwy wodonośnej. Należy przy tym pamiętać, że pod konstrukcję trzeba będzie jeszcze usypać poduszkę żwirową o grubości 10–15 cm i ułożyć betonową płytę kotwiącą o podobnej grubości.

Jeśli plastikowa studzienka będzie używana do odprowadzania wilgoci do gruntu, warstwa tłucznia na dole powinna wynosić co najmniej 30–40 cm. W tym przypadku dół trzeba będzie wykopać większy.

Szerokość wykopu wykonuje się o 30–50 cm większą niż średnica zewnętrzna montowanego zbiornika. To w zupełności wystarczy, aby opuścić plastikowy element do środka, i nie trzeba będzie kopać dodatkowej ziemi.

Konstrukcja studzienki na wysokość dobierana jest tak, aby nie mogła wystawać ponad ziemię więcej niż 20 cm. Wyjątek stanowi tylko wariant zbierający wodę z kratką na górze zamiast pokrywy.

Włazy wszystkich pozostałych typów studzienek systemu drenażowego powinny znajdować się 10–20 cm powyżej poziomu darni. W przeciwnym razie podczas deszczu będą do nich spływać strumienie wody, niosąc ze sobą liście i inne zanieczyszczenia.

Jeśli wody gruntowe wiosną regularnie podnoszą się do powierzchni, betonową podstawę pod plastikową studzienką należy wykonać bezwzględnie. Łączy się je ze sobą nylonową liną, która na pewno nie zgnije w ziemi. Betonowa kotwica nie będzie potrzebna tylko na działkach z gęstymi, kamienistymi gruntami.

Do wycięcia dodatkowych otworów potrzebny będzie frez o odpowiednim rozmiarze. Po wykonaniu otworu wkłada się do niego gumową uszczelkę, a do jej wnętrza umieszcza się złączkę przejściową. Ta ostatnia musi wejść w gumową uszczelkę szczelnie, bez luzów.

W tym celu ich rozmiary muszą być zgodne. W celu uszczelnienia złącza smaruje się smarem silikonowym, który ułatwia wciśnięcie złączki i jednocześnie tworzy szczelne połączenie.

Montaż plastikowych studzienek małego rozmiaru można wykonać samodzielnie, a do instalacji średniej lub dużej wystarczy zaangażować jednego lub dwóch pomocników.

Następnie do studzienki zamontowanej w wykopie podłącza się perforowane rury drenażowe i szczelne rury kanalizacyjne, niezbędne do odprowadzenia zebranej przez drenaż wody.

Aby zapewnić swobodny przepływ zebranej przez drenaż wody, układa się je ze spadkiem. W ten sposób, pod wpływem własnego ciężaru, woda będzie samoistnie płynąć w stronę zbiornika, kolektora lub studzienki filtracyjnej.

A potem pozostaje już tylko zasypać dół ziemią lub mieszanką piaskowo-cementową. Należy to robić równomiernie i warstwowo, aby nie ścisnąć gwałtownie plastikowej obudowy i jej nie uszkodzić. Na wierzchu układa się pokrywę, montaż jest zakończony.

Przecięcie trzonu studzienki na wymaganą wysokość wykonuje się zwykłą piłą ręczną na środku wystającego segmentu karbowania.

Ocieplenie budowli studziennej

Studzienki wodne i kanalizacyjne należy bezwzględnie przykrywać materiałem termoizolacyjnym. Są one używane przez cały rok, woda w nich nie powinna zamarzać.

Jednak w przypadku konstrukcji systemu drenażowego działki sytuacja jest nieco inna. Nie są one eksploatowane zimą. Przymrozki wiosną i jesienią nie są groźne dla plastikowych studzienek. Nie ma konieczności ich bezwzględnego ocieplania.

Jeśli jednak istnieje chęć wykonania izolacji termicznej, idealnym rozwiązaniem są płyty styropianowe. Ten materiał nie boi się wilgoci i mrozów.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Wideo #1. Technologia wcinania się w plastikową obudowę rurociągu za pomocą złączki:

Wideo #2. Przegląd studzienek drenażowych różnych producentów:

Wideo #3. Montaż krok po kroku konstrukcji studzienki z tworzywa sztucznego:

Studzienka z tworzywa sztucznego przeznaczona do stosowania w systemie drenażowym to praktyczny, trwały i łatwy w montażu produkt. Do jej instalacji nie będzie trzeba angażować sprzętu budowlanego.

Różnorodność prefabrykowanych i monoblokowych konstrukcji o różnych rozmiarach umożliwia tworzenie systemów drenażowych o dowolnym stopniu skomplikowania. Należy tylko odpowiednio dobrać ich model zgodnie z przeznaczeniem funkcjonalnym.

Prosimy o pozostawienie komentarzy w bloku znajdującym się poniżej. Tutaj możecie Państwo zadać pytanie lub podzielić się własnym doświadczeniem w montażu plastikowych studzienek. Proszę podzielić się ciekawymi faktami i zdjęciami na temat artykułu.