1. Opis techniczny

   1. Dane ogólne.

Przedmiotem projektu jest nadziemny zbiornik cylindryczny na wodę przemysłową o średnicy 24,5m i wysokości ściany 8,5m.

Projekt opracowano na podstawie karty tematycznej wydanej przez Zakład Konstrukcji Żelbetowych przy Instytucie Konstrukcji Budowlanych Politechniki Poznańskiej.

1. Ogólna charakterystyka obiektu.

Zaprojektowano zbiornik jednokomorowy, żelbetowy o przekroju cylindrycznym. Przekrycie zbiornika zaprojektowano jako kopułę kulistą połączoną monolitycznie z wieńcem pierścieniowym . Kopula za pomocą wieńca oparta jest na wieńcu ściany cylindrycznej. Płyta denna jest oddylatowana od ławy fundamentowej i oparta jest na podłożu gruntowym. Zwrócono uwagę również na dylatacje płyty dennej

Podstawowe elementy zbiornika:

- kopuła kulista

- ściana cylindryczna

- ława fundamentowa

- płyta denna

1. Warunki gruntowo-wodne.

Warunki gruntowo-wodne zostały określone na podstawie wcześniej przyjętych danych geotechnicznych.

Podłoże gruntowe stanowi piasek średni o I_D=0,6. Poziom wody gruntowej znajduje się 5,2m poniżej poziomu terenu, więc poniżej poziomu posadowienia zbiornika, które spełnia minimalne warunki związane z przemarzaniem, a także nośnością podłoża.

1. Opis terenu.

Zbiornik znajduje się w okolicach miasta Zielona góra, który leży w I strefie obciążenia wiatrem oraz I strefie obciążenia śniegiem. Miasto to wybrano na podstawie map zawartych w normach polskich związanych z obciążeniami zewnętrznymi budynku. Przyjęto współczynnik ekspozycji dla terenu B i wysokości obiektu do 20m powyżej jego poziomu.

1. Opis elementów konstrukcji obiektu.

   1. Kopuła kulista

Przekrycie zbiornika zostało zaprojektowane jako cienkościenna powłoka kulista. Grubość powłoki wynosi 12cm. Przyjęto wyniosłość kopuły 4,5m co przy rozpiętości pomiędzy wieńcami 24,5 m dało promień kopuły 18,92m. Kopuła połączona jest z wieńcem podporowym. Wieniec ten przekazuje obciążenia na wieniec ściany cylindrycznej. Pomiędzy wieńcami należy ułożyć dwie warstwy papy dodatkowo posmarowanej towotem (smarem maszynowym) w celu zmniejszenia tarcia. Powłokę oraz wieniec należy wykonać z betonu C30/37(B37) o f_d=20MPa i klasie wodoszczelności W-6 zbrojonego stalą A-IIIN znaku RB-500W o f_yd=420MPa. Powłoka z zewnątrz pokryta jest warstwą folii aluminiowej z dopuszczeniem jej kolorystyki uznanej przez inwestora. Zwraca się jednak uwagę na wymagania termiczne, architektoniczne jak i albedo odpowiednich materiałów. Następnie znajduje się 20cm warstwa wełny mineralnej i warstwą papy termozgrzewalnej. Obciążenia powłoki stanowi ciężar własny, ciężar zastosowanych izolacji, oraz obciążenia klimatyczne. W kopule wykonuje się otwór włazowy, do którego zamocowana jest drabina (szczegół D niniejszego opracowania projektowego), a także zewnętrzna drabina włazowa.

1. Ściana cylindryczna

Ścianę zaprojektowano jako ścianę dwuwarstwową o stałej grubości utwierdzoną w ławie fundamentowej. Warstwę konstrukcyjną stanowi żelbetowa ściana o grubości 40cm. Ścianę należy wykonać z betonu C30/37(B37) o f_d=20MPa i klasie wodoszczelności W-6 zbrojonego stalą A-IIIN znaku
RB-500W o f_yd=420MPa. Zewnętrzną warstwę stanowi 20cm warstwa izolacji termicznej z wełny mineralnej, w dolnej części ściany ze styropianu ekstrudowanego. Izolacja wewnętrzna ściany wykonana zgodnie ze szczegółowa dokumentacją dołączoną do projektu wykorzystując systemowe izolacje wewnętrzne bądź izolację specjalnie dostosowaną do wymagań inwestora. Na ścianę przez wieniec przekazane są obciążenia od przekrycia zbiornika. W obliczeniach przyjęto schemat obciążenia ściany parciem cieczy. W ścianie wykonuje się otwory cylindryczne celem przeprowadzenia instalacji wodnej niezbędnej do zasilania zbiornika w wodę, a także jej poboru. Zaprojektowano również rurę przelewową. Do ścian zbiornika zamocowane są zarówno rury jak i mocowanie drabiny włazowej. Pominięto obciążenie wiatru ze względu na jego stosunkowo niski i korzystny wpływ przy projektowaniu elementu.

1. Ława fundamentowa

Ława wykonana jako żelbetowa, monolityczna, pierścieniowa o szerokości 1,75m i wysokości 0,6m. Należy ją wykonać z betonu C30/37(B37) o f_d=20MPa i klasie wodoszczelności W-6 zbrojonego stalą A-IIIN znaku RB-500W o f_yd=420MPa. Pod ławami należy wykonać 10 cm warstwę podbetonu z betonu C12/15(B15). Wykonanie stopy kończy się przerwą technologiczną w miejscu połączenia jej ze ścianami zbiornika. Jako formę rozwiązania proponuje się taśmę PCV o profilu A 260 BS firmy Betomax, co zaznaczono na szczególne B. Z ławy fundamentowej należy wypuścić zbrojenie niezbędne do połączenia zbrojenia ściany. Ława fundamentowa stanowi oparcie dla ściany cylindrycznej i przejmuje obciążenia od tej ściany

1. Płyta denna

Płytę denną zaprojektowano jako żelbetową o grubości 20cm, ze spadkiem 1% w stronę studzienki. Płytę podzielono na elementy zdylatowane, w celu przeciwdziałania skutkom skurczu w początkowym etapie wiązania betonu. Płyta jest symetryczna, składa się z 4 tak samo zazbrojonych ćwiartek przedstawionych na rysunkach konstrukcyjnych. Rozwiązanie dylatacji przedstawia w projekcie szczegół C, który dokładnie przedstawia propozycję rozwiązania z wykorzystaniem elementów dylatacyjnych firmy Schomburg. Płyta denna oparta jest na 10 cm warstwie podbetonu z betonu klasy C12/15(B15). W części centralnej płyty znajduje się cylindryczna studzienka o głębokości 0,7m i średnicy 1,1m, o grubości płyty dennej 20cm. Elementy płyty dennej należy wykonać z betonu C30/37(B37) o f_d=20MPa i klasie wodoszczelności W-6 zbrojonego stalą A-IIIN znaku RB-500W o f_yd=420MPa. Płyta denna obciążona jest słupem cieczy.

1. Roboty przygotowawcze

Przed przystąpieniem do robót należy zagospodarować plac budowy. Na placu należy zorganizować polowy punkt zbrojarski i ciesielski. Pobór energii elektrycznej oraz wody będzie następować ze źródeł znajdujących się na terenie zakładu stanowiącego podmiot inwestorski. Należy wykonać ogrodzenie palcu budowy z gotowych elementów oraz utwardzenie dróg wewnętrznych płytami drogowymi wielootworowymi lub pełnymi. Plac budowy należy odpowiednio oznakować zarówno ze względu na wykopy jak i prace szczególnie niebezpieczne.

Zaplecze socjalno-administracyjne budowy projektuje się w postaci trzech kontenerów oraz magazynu podręcznego.

1. Roboty ziemne

Przed przystąpieniem do robót ziemnych należy przyjąć podstawowe punkty stałe, tworzące układ odniesienia lokalnych pomiarów sytuacyjnych i wysokościowych. Stałe punkty pomiarowe należy umieścić poza granicami projektowanego obiektu i należy zabezpieczyć aby nie nastąpiło ich uszkodzenie lub zniszczenie.

Pierwszym etapem robót ziemnych należy za pomocą spycharki zdjąć warstwę humusu i zgromadzić na hałdzie w miejscu do tego zaplanowanym.

Założono, że fundamenty i płyta denna będą wykonane w wykopie szerokopasmowym. W celu odspojenia gruntu należy zastosować koparkę przedsiębierną. Transport urobku należy zorganizować za pomocą samochodów samowyładowczych do miejsca składowania lub na odkład. Wykop należy wykonać tak, aby nie nastąpiło naruszenie struktury gruntu rodzimego. W tym celu należy ostatnią 10cm warstwę, a także wykop pod studzienkę i rurociągi wykonać ręcznie.

W wykopie należy wykonać tymczasowe, drewniane schody umożliwiające zejście do wykopu.

1. Roboty betonowe

Mieszankę betonową do wykonania poszczególnych elementów konstrukcyjnych należy zamówić w wyspecjalizowanych wytwórniach betonu celem uniknięcia zastosowania mieszanki o mniejszej wytrzymałości niż jest to podane w projekcie.

Przed przystąpieniem do betonowania należy sprawdzić prawidłowość wykonania wszelkich robót poprzedzających betonowanie tzn.: ustawienie deskowań, wykonanie zbrojenia, przygotowanie powierzchni betonu w miejscu przerw roboczych.

Roboty betonowe rozpocząć należy od wykonania ławy fundamentowej. Ława fundamentowa jest wykonana na 10cm warstwie podbetonu C12/15(B15). Zbrojenie ławy opisuje rysunek konstrukcyjny i obliczenia projektowe zawarte w opracowaniu (część „Obliczanie ławy fundamentowej”). Przerwę roboczą na styku płyty dennej i ściany zabezpieczono za pomocą profilu uszczelniającego oferowanego jako systemowe rozwiązanie firmy Betomax.

Po wykonaniu ławy fundamentowej należy przystąpić do betonowania płyty dennej. Jest ona wykonana na 10cm warstwie podbetonu C12/15(B15). Płytę denną należy wykonać w 8 etapach. Płyta denna jest zbrojona dwoma siatkami prętów dołem i górą. Przerwy dylatacyjne między fragmentami płyty dennej, między płytą denną a ławą fundamentową oraz między płytą denną a studzienką należy wykonać zgodnie z rozwiązaniem prezentowanym jako szczegół C opracowania.

W następnym etapie należy wykonać ścianę zbiornika. Ściana zbrojona jest prętami zgodnie z rysunkiem konstrukcyjnym. Zbrojenie należy układać w następujący sposób: najpierw układamy zewnętrzną cześć deskowania, następnie pręty pionowe i dowiązane do nich pręty poziome. W dalszej kolejności tak samo montujemy zbrojenie z drugiej części deskowania. Aby zachować właściwy rozstaw zbrojenia zaleca się stosować pręty dystansowe co ok. 1,0m. W celu właściwego oparcia wieńca kopuły na ścianie należy wykonać poszerzony wieniec ściany na końcowym odcinku. Ściana zostanie wykonana w dwóch etapach. Przerwa robocza znajdzie się w połowie wysokości ściany i zostanie uszczelniona za pomocą profilu uszczelniającego A 260 BS firmy Betomax.

Następnie należy wykonać przekrycie zbiornika. Powłoka zbrojona jest południkowo za pomocą prętów 10. W kierunku równoleżnikowym powłoka jest zbrojona prętami 10 w rozstawie co 20cm mierząc stycznie do długości prętów południkowych. Powłokę należy betonować odcinkami pierścieniowymi o szerokości 1m na całą grubość powłoki, Każdy następny pierścień może być betonowany po związaniu betonu uprzednio związanej warstwy. Celem połączenie starego betonu z nowym należy powierzchnię stykową zmyć wodą, a następnie nanieść warstwę zaczynu cementowego o grubości 5mm. Świeżo ułożony beton należy utrzymywać w wilgoci dbając o jego należytą pielęgnację.

Zbiornik należy wykonać z betonu wodoszczelnego. Należy stosować następujące wibratory: do zagęszczenia płyty dennej wibrator powierzchniowy, a do gęszczenia ściany wibrator wgłębny.

1. Izolacje i roboty wykończeniowe

Po zakończeniu robót betonowych można rozpocząć wykonanie wewnętrznej izolacji. Uszczelnienie przerw dylatacyjnych swatanie wykonane z produktów firmy Betomax lub Schomburg. Szczególną uwagę należy zwrócić na przejście rury przez ścianę zbiornika. Zastosowano tu również produkty firmy Schomburg – zgodnie z rysunkiem szczegółu zawartym w opracowaniu.

Po uszczelnieniu zbiornika należy przystąpić do zabezpieczenia powierzchni za pomocą warstwy ochronnej Mapelastic. Grubość warstwy nie powinna przekraczać 2mm Tym preparatem należy również zabezpieczyć elementy stalowe, takie jak drabinka umożliwiająca zejście do zbiornika, a także pokrywę studzienki.

Na zewnątrz ściany zbiornika należy wykonać metodą lekką mokrą izolację termiczną z wełny mineralnej, a w dolnej części zbiornika ze styropianu ekstuadowanego. Zewnątrz należy wykonać także elewację zewnętrzną z folii lub blachy aluminiowej pokrytej farbą ochronną a przy kopule gontem imitującym przekrycie dachowe.

Na kopule należy ułożyć papę termozgrzewalną, następnie warstwę twardej wełny mineralnej o gr. 20cm. Na wełnie układana jest papa podkładowa mocowana mechanicznie do powłoki żelbetowej. Rozwiązanie części zewnętrznej to imitacja gontu.

Przed oddaniem zbiornika do eksploatacji konieczne jest, aby poddać go próbie szczelności. Należy ją wykonać w sposób następujący: zbiornik napełnia się wodą do wysokości użytecznej, określając uzyskany poziom na łacie mierniczej. Następnie dokonuje się odczytu po upływie 24 godzin. Przypadku stwierdzenia nieszczelności należy zbiornik opróżnić i konieczne jest jego dodatkowe uszczelnienie. Sposób uszczelnienia należy dobrać w zależności od rodzaju nieszczelności. Następnie należy jeszcze raz przeprowadzić próbę szczelności. Po jej pozytywnym zakończeniu obiekt można oddać do użytku inwestora.