Rioleringen DEEL 7

7/22/2019 Rioleringen DEEL 7

1/68

Rioleringstechniek

VERENIGINGV

AN

PRODUCENTEN

VANBETONLEIDINGSYSTEMEN

VPB

De constructie van betonleidingsystemen

Deel 7


2/68



3/68

Rioleringstechniek


Deel 7

VERENIGINGVANPRODUCENTENVANBETONLEIDINGSYSTEMENVPB

Woerden, 1999


4/68

Het onderhavige boek maakt deel uit van een serie van zeven handboeken, alle handelend overaspecten van betonnen rioolstelsels. De delen kwamen tot stand dankzij de medewerking van:

Prof. dr. J.M.J.M. Bijen

Prof. ir. J.B.M. Wiggers

Ir. H.J.A.M. Hergarden

Ir. E.C. Klaver

Ir. J. Weenink

Ing. J.G. Matser

Ing. W.L.G. van de Gaar.

Eindredactie: R. Bolderman

1999 VPBWOERDEN

Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk,fotokopie, microfilm of welke andere wijze ook, zonder voorafgaande schriftelijke toestemmingvan de uitgeefster.

Ondanks alle aan de samenstelling van de tekst en de tekeningen bestede zorg, aanvaarden wijgeen aansprakelijkheid voor eventuele schade die zou kunnen voortvloeien uit enige fout die indeze uitgave zou kunnen voorkomen.


5/68

De serie Rioleringstechniek omvat de volgende delen:

Deel 1: Het materiaal beton/componenten van het betonnen rioolstelsel

Deel 2: Betonnen buizen in de grond

Deel 3: Maatschappelijke aspecten van riolering/De geschiedenis van riolen

Deel 4: Inzameling en transport van afvalwater

Deel 5: De constructieve berekening van betonnen buizen en putten

Deel 6: De milieubelasting van buismaterialen

Deel 7: De constructie van betonleidingsystemen


6/68

INHOUDSOPGAVE

HOOFDSTUK 1: INLEIDING 13

HOOFDSTUK 2: RESUM VAN WAT EERDER IN DEZE HAND-BOEKENREEKS WERD GEPUBLICEERD. 15

HOOFDSTUK 3: ASPECTEN VAN DE CONSTRUCTIE 17

03.01. AANLEGOFCONSTRUCTIE? 1703.02. DESTATUSQUO 1703.03. ROOFBOUW 18

03.04. HETTILBURGSEVOORBEELD 1903.05. VERMINDERDKWALITEITSBEWUSTZIJN 1903.06. GESCHEIDENDISCIPLINES 20

HOOFDSTUK 4: ONTWIKKELINGEN 23

04.01 AFKOPPELINGVANVERHARDOPPERVLAK 2304.02. DECHEMISCHERESISTENTIEVANBETONNENCOMPONENTEN 2404.02.01. De boosdoener: zwavelwaterstof 2404.02.02. Het ontstaan van zwavelwaterstof 25

04.02.03. De biologische oplossing 2704.02.04. Nitraatdosering 2704.03. GESTANDAARDISEERDEPUTTENENDEINVLOEDERVAN

OPSTELSELONTWERPENLEVERTIJD 3204.04. BUIZENMETEIVORMIGEDOORSNEDE 3304.05 DRUPPELVORMIGEBUIZEN 3404.06 WATERDOORLATENDEBUIZEN 3504.07 VIS-BUIZEN 36

HOOFDSTUK 5: DE CONSTRUCTIE VAN BETONLEIDINGSYSTEMEN 39

05.01. BUIZEN 3905.01.01. Buizen, lengte 3905.01.02. Buizen, diameter 3905.01.03. Buizen, wapening 3905.02. PUTTEN 4005.02.01. Putten, basisvormen 4105.02.02. Putten, vierkante 4205.02.03. Putten, ronde 43

05.02.04. Putten, rechthoekige 4305.02.05. Putten, trapeziumvormige 4305.02.06. Putten, samengestelde 44


7/68

05.02.07. Putbuizen 4405.02.08. Putten, stroomprofielen 4505.03. VERBINDINGEN 4505.03.01. De ongeprofileerde spie met rolverbinding 4505.03.02. De geprofileerde spie met rolverbinding 4605.03.03. De geprofileerde spie met glijverbinding 4605.03.04. Rubberringen 4705.03.05. Inlaten 4705.04. DEBODEM 4905.04.01. De sleufvorm 4905.04.02. De fundering van leidingen 5105.04.02.01. Fundering op staal 51

05.04.02.02. Fundering op verbeterde grond 5305.04.02.03. Fundering op roosterwerk of vergelijkbare voorzieningen 5305.04.02.04. Fundering op palen 5405.05. DECONSTRUCTIEVANDELEIDING 5605.05.01. De methode van graven en leggen 5605.05.02. De methode van eerst graven en dan leggen 5705.05.03. De methode van korte sleuven 5705.05.04. Over de kop werken 5805.05.05. Hoogte en ligging 5905.05.06. Installatierichting 59

05.05.07. Sleufvoorbereidingen 5905.05.08. Bronbemaling 6005.05.09. Puntbelastingen 6005.05.10. Hijsen 6005.05.11. Mof en spie 6005.05.12. Rubberringen 6005.05.13. De installatie 6105.05.13.01. De ongeprofileerde spie met rolverbinding 6105.05.13.02. De geprofileerde spie met rolverbinding 6205.05.13.03. De geprofileerde spie met glijverbinding 6305.05.13.04. De methode van in elkaar trekken 6305.05.13.05. Merktekens 6405.05.13.06. Positionering 6505.05.13.07. Controle 6505.05.13.08 Vastleggen, beddingshoek 6505.05.13.09. Inlaten 6505.05.13.10. Het stellen van putten 6505.05.14. Controle, aanvullen, verdichten 6605.05.14.01. Controle 66

05.05.14.02. Aanvullen en verdichten 6805.05.14.03. Controle van de waterdichtheid (afpersen) 69


8/68

HOOFDSTUK 6: BESTELLEN EN LEVEREN 71

06.01. GEGEVENSVOORDEPRODUCTIE 7106.02. DEPUTTENSTAAT 7106.03. PUTTENSTAATCONTROLE 7206.04. PRODUCTIE- ENLEVERTIJDEN 7206.05. AFROEPEN 7206.06. CERTIFICERING 7206.07. LEVERINGEN 7306.07.01. Hulp bij het lossen 7306.07.02. Het lossen van buizen 7306.07.03. Het lossen van putten 73

06.07.04. De ondergrond voor buizen en putten 7306.07.05. Het optassen van buizen 7306.07.06. Omrollen 7306.07.07. Temperatuurspanningen 7406.07.08. De opslag van rubberringen 7406.07.09. Transport op het werk 7406.07.10. De vrachtbrief 74

HOOFDSTUK 7: VIGERENDE NORMEN EN VOORSCHRIFTEN 75

LITERATUUROVERZICHT 77


9/68

13 De constructie van betonleidingsystemen

HOOFDSTUK 1: INLEIDING

De kwaliteit van een stelsel voor de inzameling en het transport van afvalwater onder vrij verval is

niet alleen afhankelijk van de fysieke hoedanigheden van de samenstellende componenten, maarevenzeer van het ontwerp van het stelsel en de manier waarop de componenten worden verwerkttot een duurzaam functionerende constructie.

Voor betonnen buizen en putten geldt een productcertificering. Dat wil zeggen dat opdrachtgeverser zeker van kunnen zijn dat de producten voldoen aan met zorg opgestelde eisen, vastgelegd ineen zogenaamde beoordelingsrichtlijn BRL[1].Maar voor het ontwerp noch voor de constructievan het stelsel waarin de buizen en putten dienst moeten doen, is nog sprake van kwaliteitsbor-ging. De productcertificering wordt dus niet voorafgegaan door ontwerpcertificering; ook wordt zijniet gevolgd door procescertificering.

Deze omstandigheid legt een zware hypotheek op de stelselcomponenten, in het bijzonder op hetmeest toegepaste materiaal: beton. Maar er zijn ook andere gevolgtrekkingen te maken.

Men kan, als men de benutting van geldmiddelen die nodig zijn voor een rioolstelsel voor vrij ver-val afvalwatertransport beschouwt, eigenlijk niet spreken over de economie van een stelsel. Omdatde levensduur wordt bepaald door drie factoren: ontwerp, materiaal en constructie. Zolang erslechts voor n van de factoren uiterst nauwkeurige uitgangspunten zijn bepaald en voor de beideandere niet, kan slechts empirisch te werk worden gegaan. Dat verklaart waarom in Nederland hetuitgangspunt voor de economische levensduur van stelsels gebaseerd is op een veilige ondergrens,

bepaald door wat in elk geval haalbaar bleek.

Beoordelingsrichtlijnen voor het ontwerp en voor de constructie met daaruit voortvloeiende certifi-cering kunnen tot aanzienlijke verhoging van die ondergrens leiden met als gevolg dat de afschrij-vingsperiode zou kunnen worden verlengd en dat de lasten over een langere periode kunnen wor-den gespreid.


10/68


HOOFDSTUK 2: RESUM VAN WAT EERDER IN DEZE HANDBOEKENREEKSWERD GEPUBLICEERD.

Na de publicatie van zes handboekdelen staat onder meer de volgende informatie ter beschikking.Uitgangspunten voor het ontwerp van rioolstelsels zijn uitvoerig ter sprake gebracht in deel IVvan deze handboekenreeks, waarin prof.ir. J.B.M. Wiggers grondbeginselen, ontwerpgrondslagen,stelselkeuze en de dimensionering van rioolstelsels behandelt[2].Het materiaal beton heeft in deelI de aandacht gekregen die het verdient aan de hand van een bijdrage van prof.dr. J.M.J.M. Bijen[3].Ir. H.G.A.M. Hergarden heeft in deel II de interactie buis/grond toegelicht [4],terwijl de uit-gangspunten voor constructieve berekeningen van betonnen buizen en putten in deel V door ing.W.L.G. van de Gaar zijn uiteengezet [5].Aspecten van materiaalkeuze op grond van de milieube-lasting van leidingmaterialen zijn uitvoerig behandeld in deel VI [6] aan de hand van gehoudenLCA-onderzoeken. Maatschappelijke aspecten en de historische achtergronden zijn vastgelegd in

deel III [7].

Gaat men uit van het axioma dat in toenemende mate zorg wordt besteed aan het ontwerp van destelsels, dan resteert de aanleg, de constructie. Aan dit onderwerp en aan een belangrijk onderdeelvan het beheer, de inspectie, wordt in dit deel aandacht besteed. Die aandacht helpt mee om devoorwaarden te scheppen voor een verantwoorde stelseleconomie.

Met een overzicht in dit deel van de vigerende regelgeving wordt de handboekenreeks besloten.


11/68


HOOFDSTUK 3: ASPECTEN VAN DE CONSTRUCTIE

03.01. AANLEGOFCONSTRUCTIE?

Toen men in de tweede helft van de XIXde eeuw de grotere steden van riolering ging voorzien, be-schouwde men die toen nog voornamelijk buitenlandse aangelegenheid terecht als constructie-werk. Die opvatting stoelde met name op de vele, vaak complexe boogconstructies die in metsel-werk moesten worden uitgevoerd.

Als in de twintigste eeuw geprefabriceerd beton en ook gres en gietijzer meer en meer worden toe-gepast en mechanische hulpmiddelen voor de constructie van riolen in beeld verschijnen, verlaatmen merkwaardigerwijs de gedachte dat het bij het aanleggen van stelsels gaat om constructieveactiviteit. Dit blijkt onder meer uit het taalgebruik: men gaat spreken over de aanleg. Het ligt voor

de hand dat, met buizen als uitgangspunt, men zich taalkundig liet inspireren door de aanleg vangas- en waterleidingen in huizen en gebouwen en in straten. Zomede het trekken van elektriciteits-draden en -kabels in beschermende buizen zal aan deze ontwikkeling hebben bijgedragen.

Met het toenemend gebruik van het woord aanleg heeft de rioleringstechniek zich enigszins gede-klasseerd. Immers, het woord roept geen associaties op met belangrijk bouwkundig werk. In delanden om ons heen is geen sprake van woorddevaluatie: men is blijven spreken van sewer con-struction, Abwassertechnik dan wel over la construction des gouts.

Pas nu, in de jaren negentig van de twintigste eeuw, gaat men er schoorvoetend toe over om weer

over de constructie van riolen te spreken. Het toenemend aantal randvoorzieningen zoals bergings-kelders, bezinkleidingen en bezinkbassins, gemalen en grote, vaak complexe ontvangputten die,naarmate de tijd voortschrijdt, meer en meer als civieltechnische kunstwerken beschouwd worden,heeft zeker aan de betere woordkeus bijgedragen.

Waarom deze beschouwing? Omdat het woordgebruik indiceert hoe werkzaamheden worden be-oordeeld. Zoals al aangeduid, kwalificeert het woord aanleg de totstandkoming van riolen vol-strekt anders en beslist minder serieus dan de term constructie.

03.02. DESTATUSQUO

De praktijk leert dat zelfs in het zicht van de eenentwintigste eeuw voor de constructie van riolennog altijd in een aantal gevallen gebruik wordt gemaakt van een ieder die een schop ter hand kannemen en het is interessant om na te gaan welke ontwikkelingen hieraan ten grondslag liggen.

Het subtiele verschil tussen aanleg en constructie in gedachten houdend en met prefabricage enmechanische hulpmiddelen als uitgangspunt, moeten we teruggaan tot de jaren zestig. Die werdenenerzijds gekenmerkt door de hausse in de bouw waarbij schier ontelbare kilometers rioolleidingin snel tempo moesten worden aangelegd, terwijl anderzijds het tijdperk werd gemarkeerd doorontwikkelingen die zich bij de prefabricage van betonnen componenten voor riolen hadden voor-

gedaan.

Laatstgenoemde ontwikkelingen betroffen de introductie van de betonnen buis met ronde doorsne-


12/68

Rioleringstechniek 18

de met mof en spie waarbij een rubberen ring (in de praktijk altijd rubberring genoemd, over taal-gebruik gesproken!) voor een blijvend waterdichte afdichting zorgt.

De introductie betekende een omwenteling met grote gevolgen voor de constructie van riolen. Totdusverre had men gebruik moeten maken van doorgaans eivormige betonnen buizen met een wer-kende lengte van 1 en later 2 meter, voorzien van een vaar- en moereind. Deze verbinding werddichtgezet met kit of metselspecie en zo ontstond er een welhaast monoliete constructie: een starrestreng die zettingen van de grond niet kon volgen.

De grote werkdruk in de jaren zestig en daarna, de grotere buislengten, constructiegemak n hetnieuwe uitgangspunt dat als gevolg van de rubberringverbinding starre buizen een flexibel gedragkon worden toegeschreven zodat de streng zettingen kon volgen, deden de aandacht voor de feite-lijke constructie van riolen verslappen.

Hogergenoemde opvatting woekert nog steeds voort, ondanks de totstandkoming van betere enmeer verfijnde inzichten in rioleringstechniek. Zij leidt ertoe dat nog steeds onervaren of slecht ge-equipeerde aannemers worden ingeschakeld voor de constructie van rioolstelsels. Slechts proces-certificering kan een einde maken aan dit fenomeen.

03.03. ROOFBOUW

De zorg waarmee in de periode vr 1960 riolen werden aangelegd en de zorgeloosheid in de eer-ste decennia van de periode daarna leidden tot de opvatting dat er met beton, eenmaal in de grond,

weinig of niets kon gebeuren. Men had weinig calamiteiten gekend en men verwachtte er ook geen.

Merkwaardigerwijs zijn de verwachtingen bewaarheid geworden, ondanks het gebrek aan zorgvul-digheid in de jaren 1960 - 1985. Deze constatering is een bewijs van de betrouwbaarheid van be-ton als constructiemateriaal voor riolen, zelfs als er minder zorgvuldig mee wordt omgesprongen.

Voor het overige maakte men zich ook niet zoveel zorgen om wat er onderaards gebeurde. Stelsel-matige inspectie bleef veelal achterwege en tal van gemeenten bleken niet eens te weten hoe langbijvoorbeeld het rioolnet was dat zij beheerden. Daarbij moet in ogenschouw worden genomen datmet name het onderhoud van rioleringen doorgaans een sluitpost was op de gemeentelijke begro-

ting.

Men vergete daarbij niet dat voor de geboorte van een algemeen milieubewustzijn rioleringen, po-litiek gezien, een weinig cosmetisch item waren. Praten over viezigheid en dan nog wel die van

jezelf, werd weinig geapprecieerd in de vergaderzalen van s lands bestuurderen.

Toen dan ook de relatie volksgezondheid/riolen opnieuw werd gelegd (voor de eerste keer ge-schiedde dat in de vorige eeuw naar aanleiding van onder meer de cholera-epidemien) en men,vaak nog ongestructureerd, de rioolinspectie intensiveerde, was de schok groot. De euvelen diemen constateerde, bleken immens en voor het overgrote deel terug te voeren op verwaarlozing in

combinatie met mechanische schade. De schade door chemische invloeden bleek verhoudingsge-wijs gering, ook al wilden boze tongen anders doen geloven [8].Op de aantasting door zwavel-zuur, een zaak die tot het verleden behoort, komen wij in hoofstuk 4 nog nader terug.


13/68


Het is zeker niet overdreven om te stellen dat geen ander constructief materiaal dan beton zoveelroofbouw kan toestaan als in schier ontelbare rapporten is vastgelegd.

03.04. HETTILBURGSEVOORBEELD

Waar streng, zeer streng toezicht op de totstandkoming en het functioneren van stelsels toe kan lei-den, blijkt uit de resultaten die de gemeente Tilburg heeft geboekt. Gedurende lange tijd, inzonder-heid in de periode dat meterse, eivormige buizen werden toegepast en star met elkaar werden ver-bonden, was het toezicht van de gemeente Tilburg strikt gereglementeerd. Daarbij ging men ver.Stelselontwerpen werden met grote nauwgezetheid beoordeeld en het toezicht op de constructie (deaanleg) was uiterst secuur. Bovendien hield Tilburg er een eigen systeem voor kwaliteitscontrolevoor de productie van buizen op na. Een vorm van certificering van ontwerp, samenstellende delenen constructie.

Het effect daarvan was en is zo gunstig dat nog recentelijk de economische levensduur van beton-nen buizen en putten is bijgesteld van vijftig naar zeventig jaar[9].

03.05. VERMINDERDKWALITEITSBEWUSTZIJN

Het kwaliteitsbewustzijn omtrent de constructie van riolen leidde ertoe dat veel aandacht werd be-steed aan vooral de fundering van de buizen. Als fundering op palen via paaljukken of kespen offundering op sloven niet nodig bleek, werd veel werk gemaakt van de sleufbedding. Hierbij moetin gedachten worden gehouden dat de meestal nog meterse buizen waren voorzien van een vlak-

ke voet, wat de belastingsoverdracht vergemakkelijkte. Die belastingsoverdracht was altijd direct,indirecte belastingsoverdracht (in axiale richting) bleek vaak niet relevant. Hoe ook, van bezwij-ken van grond onder een buis kon, ja mcht geen sprake zijn en de aanvulling van de grond naasten boven de buis geschiedde eveneens met grote zorgvuldigheid.

Beton was toentertijd, net als nu, het meest toegepaste materiaal voor rioleringen. Het ontleendezijn goede reputatie (een materiaal voor de eeuwigheid) eerder aan de ervaringen die men met hetmateriaal had opgedaan dan aan wetenschappelijke onderbouwing.

De komst van de nieuwe buizen en, daarmee samenhangend, de verbindings- en afdichtingstech-

niek die hoekverdraaiing tussen buizen onderling en tussen buizen en putten mogelijk maakte,leidden tot de vaststelling dat er, nu er sprake was van flexibele strengen die zettingsgedrag kon-den volgen, mocht worden uitgegaan van groot aanleggemak.

Die veronderstelling was dan in zekere zin wel terecht, zeker als men de eerdere, veel moeizamertot stand te brengen verbindingen beschouwt, maar had helaas tot gevolg dat men de betonnenbuis als een insmijtbuis ging beschouwen. De tijdsdruk die de hausse in de bouw kenmerkte,stimuleerde deze opvatting. Bovendien werd in die periode door sommige makers van betonnenleidingcomponenten dat aanleggemak gepropageerd.

Vanuit deze optiek valt ook de opkomst van de pvc straatriolen te verklaren. Men bleek in staatgrote lengtes toe te passen met logischerwijs minder verbindingen. In een tijdperk waarin kwanti-teit prevaleerde boven kwaliteit bleek deze mogelijkheid hoogst interessant. Bovendien richtten de


14/68


makers van betonnen leidingcomponenten zich met graagte op componenten met een grotere in-wendige middellijn.

Generaliserend kan men stellen dat in de jaren zestig de zorg die een rioolconstructie moet omrin-gen, verminderde en die neerwaartse beweging in de kwaliteitskromme heeft grote gevolgen ge-had. Enerzijds heeft de verminderde kwaliteit van rioolstelsels (niet die van buismaterialen, dienam eerder toe) uit die jaren een negatief effect gehad op de gemiddelde levensduur van een stelselomdat, zoals is gebleken, stelsels uit die jaren veel mankementen vertonen en eerder dan anderemoe(s)ten worden vervangen. Anderzijds heeft de mindere kwaliteit uit die tijd een desinteresseteweeggebracht als het gaat om de specialistische kennis die men eerder aan aannemers die riolenconstrueerden, toeschreef.

03.06. GESCHEIDENDISCIPLINES

Kan elke aannemer, actief op het gebied van de weg- en waterbouw, rioolstelsels construeren? Hetantwoord op die vraag is: nee. Kennis en ervaring op het gebied van rioleringstechniek zomedeaanwezig kwaliteitsbesef en optimale materile toerusting zijn fundamentele voorwaarden, waar-aan een aannemer moet voldoen.

Desondanks dienen zich ook heden ten dage bij aanbestedingen velen aan die niet over de eerder-genoemde kwalificaties en materile toerusting beschikken met als resultaat dat de uiteindelijkeconstructie al ter discussie dreigt te staan vooraleer zij tot stand is gekomen.

Bij het ontwerp en de constructie van rioolstelsels, werkend onder vrij verval, is er in velerlei op-zicht sprake van gescheiden disciplines. Het ontwerp blijft het privilege van het ingenieursbureau,zij het als adviserend lichaam, zij het als gemeentelijke dienst; de constructie blijft een zaak desaannemers. Daarbij treedt de beheerder, de gemeente, op als opdrachtgever en in een groot aantalgevallen ook als materiaal inkopende partij. In de overige gevallen worden de voor stelsels beno-digde materialen door aannemers ingekocht.

De fabrikant van de betonnen componenten voor rioolstelsels en ten aanzien van de positie vanmakers van alternatieve materialen is het niet anders bevindt zich dientengevolge op een denk-beeldig eiland. Hij kan de toepassing van zijn producten bij de twee of drie partijen bepleiten (in-

genieursbureaus, gemeenten en aannemers); hij kan wijzen op nieuwe ontwikkelingen en moge-lijkheden, maar hij blijft een vaak hogelijk gewaardeerd toeleverancier.

Bij andere branches in de wereld van geprefabriceerd beton ziet men andere ontwikkelingen. Pro-ducenten van geprefabriceerde betonnen heipalen zijn gestart met eigen installatie-afdelingen (hei-bedrijven) om aldus invloed te kunnen uitoefenen op de constructie, andere productiebedrijvenworden gekenmerkt door voorwaartse integratie door het grondonderzoek te verrichten, een funde-ringsadvies op te stellen of zelfs een funderingsplan te leveren.

De toenemende complexiteit van stelsels, met name als gevolg van randvoorzieningen (zie eerder),

verhoogt de mogelijkheid van voorwaartse integratie door de betonproducent in het totstandko-mingsproces. Meer en meer gaan fabrieken beschikken over wat zij engineering afdelingen noemen,die door specialistische kennis en ervaring bij zowel ontwerp als uitvoering worden betrokken.


15/68


Wellicht zal deze ontwikkeling de positie van de maker van betonnen componenten voor vrij ver-val roolstelsels verdiepen en het tekenwerk tot dusverre, het ontwerp van de putten, verruimen.


16/68


HOOFDSTUK 4: ONTWIKKELINGEN

De wereld van betonnen componenten voor vrij verval afvalwatersystemen wordt ten tijde van het

schrijven van dit deel (halverwege 1999) gekenmerkt door belangrijke ontwikkelingen. Te noemenzijn:

- afkoppeling van verhard oppervlak;

- de chemische resistentie van betonnen componenten;

- de gemechaniseerde productie van putten en de invloed ervan op stelselontwerp en levertijd;

- de herintroductie van buizen met een eivormige doorsnede;

- druppelvormige buizen;

- waterdoorlatende buizen.

- VIS-buizen

04.01 AFKOPPELINGVANVERHARDOPPERVLAK

In de jaren negentig is in Nederland het besef gegroeid dat regenwater in veel situaties beter buitende riolering kan blijven. Dit kan geschieden door verhard oppervlak, dat slechts in geringe mateverontreinigd raakt, van de riolering af te koppelen. Het regenwater wordt daarbij met behulp vaninfiltratievoorzieningen in de bodem genfiltreerd en/of wordt naar het oppervlaktewater geleid.

Bij afkoppeling van verhard oppervlak wordt onderscheidt gemaakt naar vier hoofdtypen afvoe-rend oppervlak: gesloten verhard oppervlak, open verhard oppervlak, dakoppervlak en onverhardoppervlak. Per hoofdtype wordt, gelet op de mate van afstromingsvertraging een onderverdelingaangebracht: hellend oppervlak, vlak oppervlak en vlak uitgestrekt oppervlak.

Nadat de omvang, de locatie en het type van de verschillende oppervlakken is bepaald, wordt on-derzocht welke oppervlakken al dan niet op de riolering afvoeren. Daarbij wordt onderscheid ge-maakt naar afvoer naar: riolering, oppervlaktewater en infiltratievoorziening.

Als indicatie voor het verharde afvoerende oppervlak wordt vaak gebruikt gemaakt van de waar-den in de onderstaande tabel:

aard bebouwing verhardingspercentage

open bebouwing (nieuwbouwwijken) circa 50%

dichte bebouwing (inbreidingen, wijkrenovatie) 60-100% (afhankelijk van de omvang, grotereinbreidingen kennen vaak een lager percentage)


17/68


industrieterreinen circa 80%, waarvan ongeveer de helft uitdakoppervlakken bestaat.

Verscheidene gemeenten in ons land hanteren al een afkoppelingsbeleid, waarbij jaarlijks 1 2%verhard oppervlak van de riolering wordt afgekoppeld. Op die manier tracht men de vuiluitworpterug te dringen en wil men de grondwaterstand op peil houden danwel (tijdelijk) verhogen.

Behalve vorenstaande voordelen leidt afkoppeling van verhard oppervlak tot een betere werkingvan de afvalwaterzuiveringsinstallatie. Er wordt immers minder relatief schoon regenwater naar deawzi afgevoerd, waardoor deze efficinter functioneert. Tenslotte wordt het rioolstelsel minderbelast met regenwater, waardoor de hydraulische werking ervan beter is.

04.02. DECHEMISCHERESISTENTIEVANBETONNENCOMPONENTEN

Elk materiaal voor de constructie van rioleringen is op zekere gebieden slechts beperkt resistent.In het ene geval zijn het mechanische omstandigheden die het materiaal negatief benvloeden (mendenke bij pvc aan het optreden van grote uitwendige krachten bijvoorbeeld veroorzaakt door ver-keersbelasting of het als gevolg van bodembewegingen wegvallen van de druk van de buis-onder-steunende grond), in het andere geval zijn het chemische processen.

04.02.01. De boosdoener: zwavelwaterstof

Beton, in het algemeen gekend als een mechanisch en chemisch uitermate resistent materiaal, is

gevoelig voor soms uit het afvalwater ontwijkende gas zwavelwaterstof dat in de ruimte boven devloeistofspiegel reageert met vocht (water) om zwavelzuur te vormen. Zwavelzuur op zijn beurtreageert met kalk die in de cementsteen aanwezig is en het gevolg is dat erosie kan ontstaan.

Hoewel aantasting door zwavelzuur slechts hier en daar voorkomt het woord sporadisch is hierop zijn plaats is er de laatste jaren gezocht naar een remedie tegen dit euvel. Daarbij is het vanbelang te weten dat zwavelwaterstof n van de belangrijkste oorzaken is van stank.

Voorwaarde voor een mogelijke aantasting is de aanwezigheid van hoge concentraties zwavelzuur.Zulks komt echter slechts in uitzonderingsgevallen voor (minder dan 2% van de mogelijke situa-

ties [8]). Immers, er bestaat eigenlijk alleen kans op de vorming van zwavelwaterstof als:

- het afvalwater langdurig stilstaat;

- het afvalwater zr langzaam afstroomt;

- het afvalwater over grote afstand wordt getransporteerd, zoals in persleidingen het geval is.

Die in het afvalwater aanwezige zwavelwaterstof hoeft evenwel geen invloed uit te oefenen op hetbeton. Immers, zij wordt normaliter met het afvalwater afgevoerd. Pas als er turbulenties in het af-

valwater ontstaan, treedt het waterstofgas uit. Plotselinge richting- en/of hoogteveranderingen inde afvalwaterstroom doen de turbulenties ontstaan. Enkele voorbeelden:


18/68


- uitmondingen van persleidingen;

- inlaten in een transportriool;

- sterk verval in een put bij aanwezigheid van oud afvalwater.

Duidelijk is dat een goed stelselontwerp al deze ongewenste omstandigheden elimineert.

Voorkwam de nadruk ligt op de onvoltooid verleden tijd een goed stelselontwerp aantastings-perikelen, thans is een procd ontwikkeld dat de oorzaak van zogenaamde septische condities enhet als gevolg daarvan ontstaan van zwavelwaterstof tegengaat.

Het interessante daarbij is, dat de eerder genoemde ongewenste omstandigheden langs biologische

weg worden gelimineerd. De betonindustrie, ooit geconfronteerd met het probleem van plaatse-lijke aantasting hoe klein op zichzelf ook, al waren er die anders wilden doen geloven , heeft

jarenlang gezocht naar materiaaltechnische oplossingen die er wel bleken te zijn, maar die n vande belangrijkste fysische eigenschappen van beton: zijn grote eigen sterkte, ondermijnden. Boven-dien: materiaaltechnische oplossingen namen het stankprobleem niet weg en dat doet de biologi-sche variant wl.

04.02.02. Het ontstaan van zwavelwaterstof

Afvalwater bevat organische en anorganische bestanddelen die een goede voedingsbodem zijn

voor allerlei bacterin. Zoals alle andere levende organismen hebben deze bacterin energie nodigom te kunnen voortbestaan. Zij ontlenen die energie aan de afbraak van organische bestanddelenin het afvalwater. Men noemt dit proces oxidatie. Als oxidators treden op:

- zuurstof O2

- nitraat NO3-

- sulfaat SO42-.

In dit verband is het van belang de drie belangrijkste milieus te definiren die in een buisleidingvoor het transport van afvalwater herkend kunnen worden:

- het arobe milieu waarbij zuurstof wordt gebruikt voor het afbraakproces door arobe bacterinmet als gevolg vorming van kooldioxide CO

2en H

2O;

- het anoxische milieu waarbij nitraat wordt gebruikt voor het afbraakproces door denitrificeren-de bacterin met opnieuw als gevolg daarvan vorming van CO

2en N

2;

- het anarobe milieu waarbij fermentatieve bacterin werkzaam zijn met als gevolg daarvan vor-ming van opnieuw CO

2, maar ook acetaat, H

2, organische zuren en alcoholen. Dat leidt tot het

optreden van sulfaatreducerende bacterin en de vorming van CO2en H

2S.

Zuurstof en ook sulfaat zijn van nature in het afvalwater aanwezig en de concentraties ervan bepa-len welke bacterin het meest actief zullen zijn. Zolang er voldoende zuurstof is, zullen de arobe


19/68


bacterin dominant zijn. Nitraat daarentegen is doorgaans niet in het afvalwater aanwezig (indienwl geldt bovenstaand proces) en bij een tekort aan zuurstof ontstaan onmiddellijk anarobe con-dities ofwel septische condities, waarbij zwavelwaterstof wordt gevormd.

Rioolbuizen functioneren dus als biologische reactoren en zij hebben daarom een belangrijk aan-deel in het totale zuiveringsproces van afvalwater. Als zich in de riolen septische condities hebbenontwikkeld, zullen anarobe bacterin en ook zwavelwaterstof de afvalwaterzuiveringsinstallatiebereiken. Dit kan de goede werking van de zuiveringsinstallatie nadelig benvloeden. Immers,zwavelwaterstof remt de activiteit van arobe als anarobe bacterin in biologische zuiveringspro-cessen af.

De zuurstof levert aan de bacterin, die het proces van oxidatie tot stand brengen, de grootste hoe-veelheid energie. Arobe bacterin zorgen voor de oxidatie die plaatsvindt onder een hoge redox

potentiaal. Is er gebrek aan zuurstof, dan wordt, indien aanwezig, nitraat verbruikt. Men spreektdan over denitrificatie. De energie-opbrengst van nitraat is lager dan die van zuurstof. Is er een te-kort van zowel zuurstof als nitraat, dan wordt sulfaat als oxidator gebruikt. In dat geval is er spra-ke van een relatief lage energie-opbrengst en een lage redox potentiaal.

Figuur 1: diagram Redox Potentiaal.

In afvalwater komen zwavelverbindingen voor. Anorganische verbindingen zoals sulfaten (voor-namelijk in huishoudelijk afvalwater) en sulfieten (vooral in industrieel afvalwater). De organischezwavelverbindingen bestaan uit eiwitten, aminozuren en dergelijke. Sulfaatreducerende bacterinals de desulfovibrio desulfuricans reduceren in het anarobe en septische (bederfelijke) milieu vande slijmlaag op de wand van de buis zwavelverbindingen tot sulfiden en mercaptanen. Daardoorkan H

2S ontstaan.

Zwavelwaterstof, H2S, die qua giftigheid niet onderdoet voor cyaanwaterstof (blauwzuur), heeft

een zeer lage geurdrempel. Zelfs in lage concentraties kan de penetrante lucht van zwavelwaterstof

in de buurt van putdeksels, rioolgemalen en afvalwaterzuiveringsinstallaties worden geroken.Klachten van omwonenden over stankoverlast zijn het gevolg ervan.

400

200

0

-200

-400

redox-potentiaal(mV) aroob(O)2

anoxisch(NO)3-

anaroob(SO)42-

septische condities(vorming van H S)2

versrioolwater


20/68


Anaroob afvalwater benvloedt ook de omstandigheden waaronder mensen werken die belast zijnmet inspectie en/of onderhoud van riolen. De gevormde zwavelwaterstof kan ogen en luchtwegenernstig beschadigen en zelfs chronisch hersenletsel veroorzaken. Bij hogere concentraties worden

reukorganen uitgeschakeld. Concentraties van 500-1.000 ppm hebben een sterk effect op het cen-traal zenuwstelsel en leiden tot verlamming van de ademhalingsorganen. Bij concentraties boven1.000 ppm treedt acuut de dood in.

Is zwavelwaterstof dus hoogst gevaarlijk voor de mens, zeker als het om forse concentraties gaat(het feit dat men het op zeker ogenblik niet meer ruikt en er dus geen signaalfunctie meer is, is li-chaamsfunctie- of levensbedreigend), het kan ook leiden tot de vorming van zwavelzuur. Zwavel-zuur, H

2SO

4, is een vijand van de cementsteen, zoals beschreven in een eerder deel van deze hand-

boekenreeks [3]. Het kan dus beton aantasten.

04.02.03. De biologische oplossing

In die gedeelten van het rioolstelsel waar de opgeloste zuurstof is verbruikt, ontstaan septischecondities met alle beschreven gevolgen van dien.

Het doseren van een nitraatoplossing brengt echter een verandering teweeg in de bacteriologischepopulaties in zowel het afvalwater als in de slijmhuid op de buiswand. Er wordt een nieuwepopulatie tot ontwikkeling gebracht die zowel het reeds gevormde zwavelwaterstofgas verwijdertals het ontstaan van anarobe condities voorkomt. Er ontstaat het volgende beeld:

organische stoffen + nitraatoplossing > CO2+ N2

H2S + nitraatoplossing > S0+ SO

42-+ N

2

Continu-analyse van zwavelwaterstof in anaroob afvalwater heeft aangetoond dat de concentratieervan aanzienlijk kan variren. Variaties van 1 - 10 mg H

2S/l in een periode van 24 uur zijn niet

ongewoon. Dosering van de juiste hoeveelheid nitraatoplossing levert onder alle omstandighedenverwijdering van de aanwezige zwavelwaterstof op en voorkomt het ontstaan van zwavelwater-stof. De dosering is afhankelijk van het gehalte aan organische stoffen, de aanwezige (fluctueren-de) H

2S concentratie, de afmetingen van het rioolstelsel, de temperatuur en het debiet.

De hoge graad van oplosbaarheid van nitraat in water maakt de behandeling van afvalwater metlange verblijfstijd uitermate goed mogelijk.

04.02.04. Nitraatdosering

Uit de vier diagrammen en de bijbehorende tabellen op pagina 28,29,30 en31,ontleend aan eendemonstratietest in een 6,6 km lange persleiding van het Waterschap De Dommel (tussen Reuselen de awzi Hapert) blijkt het effect van de nitraatdosering [10].Het afvalwater is op twee plaatsenbemonsterd, bij de invoer in Reusel en bij het lozingspunt te Hapert. De metingen waren er op ge-

richt na te gaan in hoeverre een persleiding functioneert als kweekreactor voor sulfaatreducerendebacterin.


21/68


80

70

60

50

40

30

20

10

0120 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Reusel

Reusel 2 x

Reusel 3 x

Hapert

Hapert 2 x

Hapert 3 x

sulfaa

tgehalte(SO

/l)

42-

tijd (dagen)

Figuur 2: verloop van het sulfaatgehalte in de activiteitsmeting voorafgaande aan het do-

seren van Nutriox.

tijd sulfaatgehalte (mg SO42-/l)

(dagen)R1 R2 R3 H1 H2 H3

0,01 77,8 78,2 77,1 50,7 50,3 51,00,08 75,3 75,2 75,6 48,8 49,8 50,80,21 75,3 76,7 75,1 50,2 49,3 49,50,33 74,8 76,2 75,1 49,3 49,8 50,0

1,00 77,3 72,7 74,0 50,2 48,4 46,67,00 23,3 41,9 8,2 10,8 7,5 7,4

11,00 8,4 27,2 0,0 8,4 7,0 7,4

R = ReuselH = Hapert

1, 2 en 3 zijn de concentreringsfactoren van het rioolslib:1 = onbehandeld,2 = twee liter geconcentreerd tot n liter en

3 = drie liter geconcentreerd tot n liter

Tabel 1: activiteitsmetingen in de periode voor de dosering van Nutriox (pre-dosing).


22/68


Figuur 3: verloop van het sulfaatgehalte tijdens de activiteitsmeting en tijdens het doseren

van Nutriox (first-determination, during dosing).


(dagen)R1 R3 H1 H3

0 65,3 66,6 71,4 68,4

1 57,1 54,5 61,9 51,92 54,1 44,1 54,1 36,83 47,6 27,7 43,3 19,04 35,9 10,8 35,1 0,06 21,2 0,0 17,3 0,08 12,5 0,0 0,0 0,0

10 0,0 0,0 0,0 0,012 0,0 0,0 0,0 0,014 0,0 0,0 0,0 0,016 0,0 0,0 0,0 0,0

Tabel 2: activiteitsmetingen in de periode tijdens het doseren van Nutriox (dosing-

period). Eerste meting 1 juni 1994.

80

70

60

50

40

30

20

10

0120 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

sulfaa

tgehalte(SO

/l)

42-

tijd (dagen)

Reusel

Reusel 3 x

Hapert

Hapert 3 x


23/68


Figuur 4: verloop van het sulfaatgehalte tijdens de activiteitsmeting en tijdens het doseren

van Nutriox (second-determination, during dosing).


(dagen)R1 R3 H1 H3

0 61,0 61,4 65,3 67,9

1 61,0 57,1 67,1 63,62 56,7 49,8 64,0 51,53 50,0 37,6 64,5 42,04 45,9 21,6 62,7 28,65 36,8 11,3 61,0 14,36 30,3 0,0 49,8 0,07 24,7 0,0 43,3 0,09 13,4 0,0 35,5 0,0

11 8,2 0,0 26,4 0,0

Tabel 3: activiteitsmetingen in de periode tijdens het doseren van Nutriox (dosing-

period). Tweede meting 8 juni 1994.

80

70

60

50

40

30

20

10

0120 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

sulfaa

tgehalte(SO

/l)

42-

tijd (dagen)

Reusel

Reusel 3 x

Hapert

Hapert 3 x


24/68


Figuur 5: verloop van het sulfaatgehalte tijdens de activiteitsmeting in de periode na do-

sering van Nutriox (post-dosing).


(dagen)R1 R3 R1 + SO

42- H1 H3 H1 + SO

42-

0 66 67 128 36 39 1231 66 53 125 36 28 122

2 55 34 110 24 5 1143 46 15 122 14 2 1065 25 1,5 102 1,5 1,5 836 14 1,5 89 1,5 1,5 747 8 0 79 1,5 1,5 649 0 0 50 0 0 33

13 0 0 13 0 0 0

Tabel 4: activiteitsmetingen in de periode na de dosering van Nutriox (post-dosing).

Inmiddels heeft het systeem zijn weg gevonden in Nederland. Op tal van plaatsen, wij noemenDelft, Nieuwegein, Arnhem, zijn doseerinstallaties geplaatst. Zij worden aangestuurd door een mi-

80

70

60

50

40

30

20

10

0120 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

sulfaa

tgehalte(SO

/l)

42-

tijd (dagen)

Reusel

Reusel 3 x

Hapert

Hapert 3 x


25/68


croprocessor. Immers, zorgvuldige dosering is essentieel om overschotten of tekorten aan nitraat-oplossingen te voorkomen. Bij gebruik van het middel komen kooldioxide en stikstofgas vrij, bei-de onschadelijke eindproducten. Zwavelwaterstof wordt geoxideerd tot zwavel of sulfaat.

Het systeem was in 1996 n van de winnaars van de prestigieuze Queens Award for Environmen-tal Achievement. Die prijs wordt toegekend aan innovatieve producten en technologien waarmeede oorzaak van milieuproblemen wordt weggenomen. In Groot-Brittanni waren toen al vierhon-derd installaties in gebruik. In 1996 werden twee grote installaties in Parijs in gebruik genomen.

Ten slotte: zwavelwaterstof veroorzaakt(e) niet alleen stank en in het uiterste geval beschadigingvan betonnen rioolcomponenten, ook het rendement van afvalwaterzuiveringsinstallaties kan er-door afnemen.

04.03. GESTANDAARDISEERDEPUTTENENDEINVLOEDERVANOPSTELSELONTWERPENLEVERTIJD

Bij het ontwerp en de productie van betonnen componenten staat de levering van tailor made com-ponenten centraal. Dat is n van de voordelen van beton: elke leidingcomponent kan conformspecificaties worden gefabriceerd.

Die componenten zijn gebaseerd op de toepassing van ongewapend beton, beton met staalvezel-wapening of gewapend beton. De fabrikanten vertalen de wensen zoveel mogelijk in componentendie kenmerken van standaardisatie bezitten.

Moderne productietechnologie heeft het mogelijk gemaakt ook putten dankzij hypermoderne fabri-cagetechnieken goeddeels te standaardiseren met als gevolg dat de situatie ontstaat dat vandaag dedag complete stelsels als het ware op voorraad liggen.

Voorwaar geen sinecure: die onmiddellijke beschikbaarheid van putten, zeker als men de parame-ters beschouwt op grond waarvan men putten in het stelsel opneemt:

- als twee of meer rioolleidingen samenkomen;

- als een rioolleiding van richting verandert;

- als het afvalwater dat via n leiding wordt aangevoerd via twee of meer afzonderlijke leidin-gen moet worden afgevoerd;

- als de diepteligging van leidingen sprongsgewijs verandert;

- als men toegang tot het stelsel wil (inspectie);

- als (wat meer en meer voorkomt) huisaansluitingen niet op buizen uitmonden.

Behalve deze zijn er bovendien de parameters die gedicteerd worden door:


26/68


- de diameters van de aan te sluiten leidingen;

- de hoeken waaronder die leidingen de put bereiken of verlaten;

- de (ook al in n leidinggedeelte) sterk varirende hoogte van putbodem tot putdeksel;

- de aansluitfaciliteiten voor allerhande buismaterialen.

Ondanks die schier ontelbare variaties kunnen putten, hetzij vierkant, hetzij rond, via de weg vande gemechaniseerde en geautomatiseerde productie worden vervaardigd al dan niet met monolietaangestorte stroomprofielen en/of aansluitstukken met hoekverdraaiing.

Met name voor de stelsels met buizen tot 800 mm inwendige diameter zijn gestandaardiseerde

putten van belang. Daarmee wordt niet alleen een groot toepassingsgebied bestreken, maar ont-staat ook een constructiesystematiek.

Theoretisch is het mogelijk ook grotere putten te standaardiseren, maar de vraag is of het econo-misch haalbaar is. Immers, bij grotere putten (groter dan circa 1.350 x 1.350 mm uitwendig) kun-nen zich meer en andere vraagstukken aandienen. Men denke aan overstortvoorzieningen, afwij-kende vormgeving, de noodzaak putten in het werk te monteren (gewichten, beschikbare ruimte)en dergelijke.

Het is zeker denkbaar dat de ontwerpers van rioolstelsels meer en meer rekening gaan houden met

de onmiddellijke beschikbaarheid van putten (en dientengevolge van complete stelsels) en met deuitgangspunten die de standaardisatie biedt omdat die, zo blijkt, niet beperkend behoeven te zijn.

Met de komst van gestandaardiseerde putten geeft de betonindustrie verdere inhoud aan haar doel-stelling: de levering van betonleidingsystemen.

04.04. BUIZENMETEIVORMIGEDOORSNEDE

Toen in de vorige eeuw, eerst in het buitenland en pas veel later in Nederland, de relatie tussen eengoede volksgezondheid en de aanwezigheid van adequate riolering werd vastgesteld, was er geen

twijfel over de doorsnede van die riolering: de eivorm was de juiste.

De keuze men experimenteerde ook met leidingen met vlakke bodem en met andere doorsnede-vormen lag voor de hand: ook bij gering debiet moest er sprake zijn van groot vuiltransporte-rend vermogen. Anderzijds moest bij gemengde stelsels bij RWA een aanzienlijk bergend vermo-gen worden gerealiseerd.

Het probleem van het geringe debiet bij DWA in die tijd laat zich verklaren uit de toentertijd ge-ringe beschikbaarheid van drinkwater en navenant verbruik: minder dan 35 liter per inwonerequi-valent per dag. Hoezeer verschilde dat met de Romeinse tijd! Toen gebruikte men meer dan 400

liter p.i.e.p.d., reden waarom riolen met vlakke bodem toen goede diensten bewezen.

Vandaag de dag ligt het drinkwaterverbruik op circa 135 liter p.i.e.p.d. De verwachting is evenwel


27/68


Figuur 6: buis met ei-vormige doorsnede.

dat dit getal in de toekomst sterk zal dalen als gevolg van toenemende drinkwaterschaarste. Ergogaat een gering debiet in rioleringen een steeds grotere rol spelen. Neemt men daarbij de hang naargescheiden stelsels en de trend van volledige afkoppeling van RWA in beschouwing, dan lijkt deherintroductie van het eivormige profiel niet onverstandig.

Het eivormige profiel biedt betere uitgangspunten voor vuiltransporterend vermogen bij vullings-

graden onder 30% dan de buis met ronde doorsnede. Bij het ontwerpen van rioolstelsels wordt ge-bruikelijk met lage tot zeer lage vullingsgraden gerekend en dit uitgangspunt biedt mogelijkhedenvoor de eivormige doorsnede.

Tot de jaren zestig van deze eeuw waren buizen met eivormige doorsnede sterk in de markt verte-genwoordigd. Het gold evenwel in hoofdzaak de zogenaamde meterse buizen (buizen met eenwerkende lengte van 1 meter) met vaar- en moereind. Een waterdichte verbinding werd bewerk-stelligd door kit of specie met als gevolg dat de buizenstreng min of meer monoliete eigenschap-pen vertoonde, althans zeker niet in staat was bodembewegingen te volgen.

De komst van de betonnen buis van twee meter lengte met een ronde doorsnede en een rubberring-verbinding die onderlinge hoekverdraaiing mogelijk maakte ten gevolge waarvan flexibele buizen-strengen konden worden geconstrueerd, verdrong de ei-vormige buizen van de markt, ook al had-den zij inmiddels ook een werkende lengte van 2 meter bereikt.

De toenmalige productietechnologie maakte een flexibele rubberringverbinding bij buizen met eeneivormig profiel niet mogelijk. Thans staan moderne beton- en afdichtingstechnologie de herintro-ductie van de eivormige buis toe. Behalve de doorsneden 200/300 en 250/375 mm, die een rondebuitenvorm hebben, zijn buizen met eivormige doorsnede voorzien van een vlakke voet [11].

04.05 DRUPPELVORMIGEBUIZEN

De druppelvormige buis met vlakke voet, op de markt gebracht in 1997, behoort tot de categorie


28/68


Figuur 7: buis met druppelvormige doorsnede.

buizen met niet-ronde doorsnede. De introductie van de druppelvormige buis hangt samen met dehedendaagse rioleringsontwikkelingen: de neiging naar toepassing van (verbeterd) gescheiden stel-sels, waarbij de RWA wordt afgekoppeld.

Er is sprake van gering debiet en er wordt gestreefd naar beperking van waterverbruik. Minderwater verhoogt de kans op sedimentafzettingen en dit euvel kan worden voorkomen door relatief

hoge stroomsnelheden onder de genoemde omstandigheden.

Juist op dat punt bieden druppelvormige buizen soelaas, want bij gering debiet zijn de stroom-snelheden in die buizen relatief hoog. De kans op sedimentafzettingen is dus geringer en het zelf-reinigend vermogen van stelsels, geformeerd met druppelvormige buizen, neemt dus toe.

Bij druppelvormige buizen wijkt het buiswandverloop tussen de bovencirkel en de ondercirkel af.In tegenstelling tot de eivormige buis, waarbij dat verloop constant is, blijft bij de druppelvormigebuis de onderste cirkel qua afmetingen constant hoezeer de bovencirkel ook toeneemt. We onder-scheiden druppelbuizen met doorsnedes van 700/200 tot en met 1.250/200 millimeter.

De achterliggende gedachte achter de toepassing van druppelvormige buizen is dat stroomsnelhe-den bij droogweersomstandigheden zo hoog moeten blijven, dat sedimentafzettingen niet of nau-welijks plaats kunnen vinden. Aldus ontstaan stelsels met een groot zelfreinigend vermogen.

Voorts leidt gebruik van druppelvormige buizen tot verhoging van de schuifspanning die bepalendis voor de sedimentafzetting. Bovendien is ook de vorm van het doorstroomoppervlak van in-vloed op het sedimenttransport. Laatstgenoemde kan de toepassing van druppelvormige buizenverantwoorden.

04.06 WATERDOORLATENDEBUIZEN

Het hedendaagse rioleringsbeleid is vooral gericht op afkoppeling van verhard oppervlak en op


29/68


infiltratie van regenwater(zie 04.01).De makers van betonnen componenten voor afvalwater-systemen hebben daarop ingespeeld door de introductie van de waterdoorlatende betonnen buis.

Het denkbeeld bij de waterdoorlatende buis is dat deze de rwa-streng in een (verbeterd) gescheidenstelsel vervangt. Het is in een dergelijk geval beter om te spreken van een infiltratieriolering inplaats van een rwa-riolering.

De waterdoorlatende buis beschikt over een permeabele buiswand. Men gaat ervan uit dat een zogroot mogelijke hoeveelheid regenwater via die buiswand in de bodem infiltreert. Uitgangspunt isdat n kritieke bui per 24 uur volledig moet kunnen worden genfiltreerd.

Daar het weer een onvoorspelbare factor is en omdat men water op straat wil voorkomen, kan ineen met waterdoorlatende buizen geconstrueerde streng een nooduitlaat worden gemaakt. Via die

nooduitlaat kan het regenwater, bij zware buien of bij langdurige neerslag, alsnog naar het opper-vlaktewater of desnoods toch naar de zuivering worden getransporteerd.

Waterdoorlatende buizen worden conform hoogwaardige productiemethoden gefabriceerd in dia-meters van 400, 600 en 800 millimeter. Afhankelijk van de verharde oppervlakte kan de juistediameter worden gekozen.

Omdat het gebruik van waterdoorlatende buizen nog in de kinderschoenen staat, is er nog relatiefweinig bekend over de precieze werking van de infiltratievoorziening. Niettemin zijn onlangs deeerste resultaten verschenen van een onderzoek naar een streng van waterdoorlatende buizen in

Apeldoorn.

Daaruit blijkt onder meer dat de infiltratievoorziening uitstekend functioneert en dat deze voorlo-pig niet hoeft te worden gereinigd. Voorts wordt duidelijk dat de infiltratiecapaciteit van de strengin grote mate afhankelijk is van de doorlatendheid van het zandpakket waarin de buizen liggen.Tenslotte blijkt de grondwaterstand van invloed is op het infiltratiegedrag van de buizen.

Hoewel het onderzoek in Apeldoorn nog niet is afgerond, blijkt nu al dat de waterdoorlatende buisgeschikt is als infiltratievoorziening. Ook in de rioleringswereld is enthousiast gereageerd op deintroductie van de waterdoorlatende buis. Behalve in Apeldoorn, zijn al in Duiven en in Oister-

wijk projecten met de infiltratievoorziening uitgevoerd. De verwachting is dan ook dat de voorzie-ning een belangrijke rol gaat spelen bij het bestrijden van de verdroging van onze bodem.

04.07 VIS-BUIZEN

Het nieuwste ontwikkelde buistype betreft de betonnen VIS-buis oftewel de vuilinsluitende riool-buis. De naam van deze buis moet niet worden verward het VIS-rioolstelsel, het vuilinsluitendgemengd stelsel dat zodanig wordt ontworpen dat ingezameld afvalwater wordt vastgehouden inhet buizenstelsel, opdat terugstroming naar overstorten zo veel mogelijk wordt voorkomen.

De VIS-buis fungeert als RWA-riolering in een verbeterd gescheiden stelsel. Verdeel en heers isde idee achter dit buistype. Het is een buis die het schonere regenwater scheidt van het relatief ver-ontreinigde regenwater.


30/68


Die scheiding kan geschieden, omdat de buis uit twee boven elkaar gelegen segmenten bestaat diezijn geordend binnen n buisprofiel. Ze zijn per buislengte van 2,40 meter met elkaar ver-bonden door middel van een opening met een doorsnede van 125 millimeter. Beide segmenten

verkrijgen hetzelfde afschot als de buis als geheel.

De VIS-buis slaat straatvuil op een zodanige manier op, dat opwoeling tijdens overstorten nietmeer kan plaatsvinden. De vuilinsluitende buis vermindert dus de vuiluitworp en de afvoer vanregenwater naar de zuiveringsinstallatie. Hergebruik van regenwater behoort tot de mogelijkheden.

Bij het ontwerp van de VIS-buis is uitgegaan van de eivormige buis tot de maat 600 millimeter ende druppelvormige buis vanaf 700 millimeter. Als minimale maat, uit oogpunt van inspectie enonderhoud, is voor het onderste segment 200 millimeter aangehouden.

De betonnen VIS-buis is tot op heden (augustus 1999) nog niet in de praktijk toegepast. De ver-wachting is dat binnen afzienbare tijd de eerste vuilinsluitende buizen in de bodem zullen verdwij-nen.

Het beoogde scheidingseffect is echter al aangetoond door midel van een proefopstelling op schaal.Daarbij werd zonneklaar dat het opgevangen regenwater met straatvuil vanuit het bovenste seg-ment rechtstreeks via de opening werd afgevoerd naar het onderste segment.

Figuur 8: VIS-buis met ei-vormige doorsnede (links) en VIS-buis met druppelvormige doorsnede (rechts).


31/68


HOOFDSTUK 5: DE CONSTRUCTIE VAN BETONLEIDINGSYSTEMEN

05.01. BUIZEN

05.01.01. Buizen, lengte

De buizen die voor vrij verval rioleringen worden toegepast, hebben een lengte van 2.000 mm of2.400 mm. Uitzonderingen bevestigen ook hier de regel en zij betreffen buizen van 1.000 c.q.3.000 mm.

05.01.02. Buizen, diameter

Ongewapende buizen worden gemaakt in diameters van 250 tot 1.500 mm, gewapende van 300

mm tot 1.500 mm en groter.

05.01.03. Buizen, wapening

Gewapende buizen zijn voorzien van met behulp van computertechniek berekende kooivormigeconstructies van wapeningsstaal die in de mal van de productiemachine worden geplaatst alvorensde betonmortel wordt toegevoerd. De kooien komen tot stand met behulp van machines die wape-ningsstaal van de rol rondom een aantal cilindrisch gepositioneerde staven van hetzelfde materiaalwikkelen en tegelijkertijd puntlassen. Het resultaat laat zich vergelijken met een draadmodel vande buis.

Figuur 9: de wapening van een betonnen buis.

Een andere techniek is de toepassing van staalvezels. Ontelbare flinterdunne hardstalen vezels meteen lengte van circa 60 mm worden in de molen gemengd met de betonmortel en geven de buis naverharding de gewenste extra sterkte. Staalvezelwapening wordt ook bij landingsbanen op vlieg-velden en als inwendige bekleding van geboorde of uitgehouwen tunnels toegepast.

In deel II van deze handboekenreeks wordt uitvoerig ingegaan op de vraag: ongewapend of gewa-pend? en zijn handige staafgrafieken afgedrukt die eerste indicaties geven bij diverse grondsamen-stellingen en voorkomende verkeersbelastingen.


32/68


inwendige wanddikte gewicht per m inwendige wanddikte gewicht per mdiameter diametermm mm kg mm mm kg

250 45 130 800 100 825300 50 160 900 110 1.000400 55 230 1.000 120 1.250500 65 340 1.250 145 1.850600 80 500 1.500 175 2.500700 90 650

Tabel 5: afmetingen en gewichten van ongewapende betonbuizen

inwendige diameter wanddikte inwendige diameter wanddiktemm mm mm mm

300 50 1.250 103400 50 1.300 106500 50 1.400 113600 57 1.500 120700 64 1.600 128800 71 1.700 136

900 78 1.800 1441.000 85 1.900 1521.100 92 2.000 1601.200 99

Tabel 6: afmetingen van gewapende buizen.

05.02. PUTTEN

Voor wat betreft de productie van gestandaardiseerde putten, hun invloed op het stelselontwerp enlevertijden wordt verwezen naar04.03.

Behalve de functies van putten die in dat gedeelte zijn beschreven als parameters voor het ont-werp, kunnen putten ook dienen voor:

- het inzamelen van afvalwater uit n of meerdere strengen;

- het scheiden van afvalwater (bijvoorbeeld voor overstorten);

- het verpompen van afvalwater (gemalen, persleidingen);

- het ontvangen van afvalwater (uit persleidingen).


33/68


05.02.01. Putten, basisvormen

Men onderscheidt:

- de vierkante put;

- de ronde put;

- de rechthoekige put;

- de trapeziumvormige put;

- de samengestelde put;

- de putbuis.

Figuur 10: de zes basisvormen van putten.

Zo min men over de put kan spreken, zo min is er sprake van de opbouw ervan. In het algemeenkomen behalve deels bij samengestelde putten de volgende onderdelen voor :

- de onderbak;

- het tussenstuk;- het opzetstuk c.q. het kegelopzetstuk;- de afdekplaat.

vierkant rond rechthoekig

trapeziumvormig putbuissamengesteld


34/68


Figuur 11: onderdelen die bij de opbouw van een put kunnen worden toegepast.

Combinaties van onderdelen, zeker bij gemechaniseerde productie (men denke aan tussenstuk enafdekplaat), komen voor.

Boven op de afdekplaat plaatst men soms betonnen stelringen om tot de juiste hoogte voor hetgietijzeren putdeksel te komen (wegdekhoogte). In een enkel geval worden stellagen nog gemetseld.

05.02.02. Putten, vierkante

Vierkante putten komen veel voor en hun afmetingen variren van 800 x 800 mm tot 2.000 x2.000 mm. Onderstaande tabel geeft een indruk van afmetingen, wanddikte en aansluitmogelijk-heden. Voor nauwkeurigere specificaties raadplege men bedrijfsinformatie.

inwendige wanddikte grootste aan teputafmetingen sluiten buisdiameter

(rechte aansluiting)mm mm mm

800 x 800 100 - 150 600900 x 900 100 - 150 700

1.000 x 1.000 100 - 150 7001.250 x 1.250 125 - 150 9001.500 x 1.500 150 1.0001.750 x 1.750 150 - 175 1.2502.000 x 2.000 175 - 200 1.500

Tabel 7: maattabel vierkante putten.

Vierkante putten komen veel voor. Het is de meest gangbare put.

kegekopzetstuk

tussenstuk

afdekplaat

kegelstukonderbak


35/68


05.02.03. Putten, ronde

De reden waarom vierkante putten zo gangbaar zijn, ligt verscholen in de geschiedenis: van oor-

sprong werden putten gemetseld. Er is evenwel geen enkele reden voor de vierkante vorm: eenronde put is misschien wel logischer. Vooral omdat het aantal hoeken dat samenkomende of de putverlatende buizen onderling maken, onbeperkt is. Immers, bij ronde putten kan elke richting haaksop een raaklijn van de cirkelomtrek worden gevolgd. De enige beperkende voorwaarde is dat ervoldoende vlees (putwandmateriaal) tussen aansluitingen aanwezig is om de putwandsterkte teblijven waarborgen.

inwendige wanddikte grootste aan tediameter sluiten buisdiametermm mm mm

800 x 800 100 - 120 4001.000 x 1.000 120 5001.250 x 1.250 140 7001.500 x 1.500 180 800

Tabel 8: maattabel ronde putten.

05.02.04. Putten, rechthoekige

Rechthoekige putten worden toegepast als de zij-aansluitingen klein zijn ten opzichte van hethoofdriool. De afmetingen van rechthoekige putten lopen nogal uiteen, onderstaand overzichtbiedt een indicatie.

- 1.000 x 1.500 mm;

- 1.000 x 2.000 mm;

- 1.500 x 2.000 mm;

en verder oplopend tot 2.000 x 3.500 mm.

05.02.05. Putten, trapeziumvormige

Trapeziumvormige putten worden toegepast als er een voorkeur is om buizen haaks op de put-wand aan te sluiten. Met de toepassing van trapeziumvormige putten worden op zichzelf weerdriehoekige of trapeziumvormige aansluitkasten of onder hoekverdraaiing geplaatste ingestortemof- en/of spie-einden vermeden.

Het zwaartepunt ligt bij trapeziumvormige putten doorgaans uit het midden en de plaats van dehijspunten is daarop berekend.


36/68


05.02.06. Putten, samengestelde

De afmetingen van putten kunnen aanzienlijk zijn en hun functie dicteert vaak allerhande voorzie-

ningen (schotten, kleppen, pompen, afsluiters en dergelijke). Men kan dergelijke putten op hetwerk storten, maar de voorkeur gaat in het algemeen uit naar prefabricage.

Omdat de afmetingen en de te transporteren gewichten fors kunnen zijn, worden deze puttenmeestal in het werk samengesteld met behulp van geprefabriceerde delen. Daarin zijn dan allevoorzieningen men denke ook aan sparingen en mofaansluitingen fabrieksmatig aangebracht.Op het werk worden de elementen gesteld en met elkaar verbonden, vaak met behulp van bouten.

De vereiste waterdichtheid wordt verkregen door speciale sponningen en het dichten ervan.

Illustratie 1: samengestelde put.

05.02.07. Putbuizen

Als toegangen voor het stelsel niet aan plaats zijn gebonden en de leiding niet van richting hoeft teveranderen, maakt men gebruik van putbuizen. In een dergelijke buis is in de bovenzijde eenronde of vierkante sparing aangebracht in een aangestorte schachtaansluiting van geringe hoogte.


37/68


Op het werk worden dan op de schachtaansluiting een tussenstuk, een kegelopzetstuk en eenafdekplaat gemonteerd.

Putbuizen hebben van nature een ideaal stroomprofiel.

05.02.08. Putten, stroomprofielen

In niet-gestandaardiseerde putten (zie 04.03.) worden in veel gevallen handmatig stroomprofielenaangebracht voor een zo natuurlijk mogelijk verloop van de afvalwaterstromen.

05.03. VERBINDINGEN

In Nederland wordt gebruik gemaakt van drie verbindingssystemen die elk specifieke voordelen

kennen. Het zijn met name die specifieke voordelen die ertoe hebben geleid dat er geen sprake isvan een universele buisverbinding. Bovendien is de behoefte aan een dergelijke universele verbin-ding niet groot omdat gemeentelijke vrij verval stelsels zelden of nooit op elkaar worden aange-sloten. Bovendien kan bij elke put van verbindingssysteem worden gewisseld en bestaan er insommige gevallen ook koppelstukken.

05.03.01. De ongeprofileerde spie met rolverbinding

Figuur 12: ongeprofileerde spie met rolverbinding.

Zoals de tekening aangeeft, is de mof enigszins taps en heeft hij, achterin tegen het verticale vlak,een verdikking. De rubberring is rond, druppelvormig of anders van doorsnede en massief.

De afmetingen van mof, spie en rubberring zijn z op elkaar afgestemd dat de rubberring mini-maal 25% en maximaal 50% wordt ingedrukt bij het totstandkomen van de verbinding. Deze per-centages gelden ook voor de nog te behandelen verbindingssystemen.

Dwarskrachten op de verbindingen, bijvoorbeeld als gevolg van zettingen, worden altijd eerstdoor de rubberring opgevangen. Zouden die dwarskrachten heel groot worden, dan gaat de verdik-king achterin de mof bij het verticale vlak een rol spelen door die extreme dwarskrachten op te ne-men. Maar zelfs in dat geval blijft de rubberring voor de vereiste waterdichtheid zorgen.

Voor het intrekken van de spie in de mof wordt de rubberring rond het spie-einde gelegd, zodanigdat de spanning gelijkelijk over de spie-omtrek is verdeeld. Bij het intrekken rolt de rubberringdan automatisch op haar plaats.


38/68


Bij buizen met een ongeprofileerde spie, vaak een rechte spie genoemd, kan men in het werk ge-makkelijk pasbuizen maken door de buizen eenvoudigweg in te korten met behulp van speciaaldaarvoor ontwikkelde apparatuur (buizenknipper). Het inkorten kan geschieden tot op een meter

van het spie-eind; kortere pasbuizen moeten op de fabriek worden geproduceerd.

Ook bij de aansluiting met putten levert het rechte spie-eind constructiegemak. Een dikke rubber-ring zorgt voor de afdichting tussen spie-eind (al dan niet afgekort) en putsparing.

05.03.02. De geprofileerde spie met rolverbinding

Figuur 13: geprofileerde spie met rolverbinding.

Bij dit verbindingssysteem is de mof ook taps en achterin, bij het verticale vlak, neemt de afschui-ning toe. De spie wordt trapsgewijs dunner. Men spreekt over een verjongde spie. In veel geval-len is zon verjongde spie voorzien van een startgroef om er zeker van te zijn dat de rubberring bijhet intrekken van de spie in de mof op de juiste plaats rolt.

Bij deze verbinding worden rubberringen toegepast die een ronde dan wel een druppelvormigedoorsnede hebben. Ook varianten op deze vormen komen voor.

Dwarskrachten worden ook bij deze verbinding in eerste aanleg door de rubberring opgevangen.Worden de dwarskrachten extreem, dan gaat de afschuining aan het einde van de mof bij het verti-cale vlak een rol spelen. Pasbuizen worden speciaal vervaardigd en dienen tijdig te wordenbesteld.

05.03.03. De geprofileerde spie met glijverbinding

Figuur 14: geprofileerde spie met glijverbinding.

Bij deze verbinding is van het rollen van de rubberring geen sprake. Van het begin af ligt zij opge-sloten in een groef en blijft in die positie, ook tijdens het intrekken van de mof in de spie. Omdat


39/68


de rubberring in de groef zijdelings wordt gesteund, is ze in staat alle dwarskrachten op te nemen.Vaak wordt bij het intrekken van de spie in de mof gebruik gemaakt van een glijmiddel. Zie devoorschriften van de fabrikant ter zake. Pasbuizen worden speciaal vervaardigd en dienen tijdig te

worden besteld.

05.03.04. Rubberringen

In het vakgebied is de rubberen ring taalkundig verbasterd tot rubberring. De rubberring is in hetalgemeen vervaardigd uit synthetische rubber. Er zijn omstandigheden waarbij ringen van natuur-lijke rubber moeten worden toegepast. Hoe ook, de ringen moeten voldoen aan de normNEN7103. Bij de synthetische rubberringen neemt styreenbutadieenrubber, SBR, een belangrijke plaatsin.

05.03.05. Inlaten

Om huisaansluitingen op betonnen rioolleidingen mogelijk te maken maakt men gebruik van

- inzamelbuizen (buizen voorzien van een inlaatopening)- inzamelbuizen voor opzetkolken.

De sparingen voor inlaten in buizen kunnen op twee manieren zijn aangebracht:

- in een verdikt gedeelte tussen de mof en een punt voorbij de inlaatopening;

Figuur 15: inlaat in een verdikt gedeelte.

- in de buiswand.

Figuur 16: inlaat in de buiswand.

De sparingen worden met grote precisie geboord, nadat de buis is gecontroleerd op waterdicht-


40/68


twee aanslagvlakken

pvc mof

n aanslagvlak

betoninlaat

heid, maatvoering, uiterlijk en dergelijke. Meestal geschiedt die controle in gemechaniseerde con-trolestraten en soms maakt de boorinstallatie deel uit van het geheel.

Afhankelijk van de toe te passen inlaten boort men de gaten met een of twee aanslagvlakken, ziefiguur 17.

Figuur 17: voorbeeld en toepassing van een inlaat met n aanslagvlak (links) en een met

twee aanslagvlakken (rechts).

In het eerste geval wordt het aan te sluiten materiaal direct in de inlaatopening geplaatst. Menspreekt dan over een betoninlaat. Soms is in de sparing een groef gefreesd ten behoeve van eenrubberen afdichtingsring, maar ook komt het voor dat die ring in de sparing wordt gelijmd. Denoodzakelijke flexibiliteit wordt door de manchet dan wel door de rubberring gewaarborgd. In hettweede geval wordt door de controlestraat of de boorinstallatie een manchet van hetzelfde materi-aal als waarvan de huisaansluiting is vervaardigd ingeperst.

In plaats van deze methode kunnen ook opzetkolken worden toegepast. Deze opzetkolken, meestal

voorzien van een deksel, maken het mogelijk inlaatconstructies voor tal van materialen in te stor-ten. De vaar- en moerverbinding tussen buis en opzetkolk wordt met specie gedicht (figuur 18).


41/68


Figuur 18: opzetkolk.

05.04. DEBODEM

De Nederlandse bodem wordt gekenmerkt door grote verschillen als het gaat om de samenstelling.Hoge zandgronden, zee- en rivierklei, hoog- en laagveen, leem en lss wisselen elkaar af en, ergernog, komen als mengvormen voor. Niet alleen omdat lagen op elkaar rusten maar ook omdat de

grond in ons land voor het overgrote deel uit ooit geroerde grond bestaat. Bovendien is er degrondwaterstand, die kan variren van net onder het maaiveld tot enkele meters diepte.

Het interessante van de betonnen buis en idem put is dat zij geschikt zijn voor elke grondsoort.Voorwaarde daarbij is dat de constructie van de rioolleiding met grote zorgvuldigheid geschiedt endat de vigerende NPR[12] wordt aangehouden.

05.04.01. De sleufvorm

Figuur 19: principeschets van een sleuf.

Gezien de bodemgesteldheid geniet de brede sleuf de voorkeur. Smalle sleuven komen slechts


42/68


zelden voor: eerder gaat men over tot het stempelen van ondersteuningsschotten of, in extremegevallen, het heien van een damwand.

Figuur 20: principeschets van een gestempelde sleuf (links) en van een sleuf met damwand

(rechts).

Illustratie 2, links: een gestempelde sleuf.

Illustratie 3, rechts: een sleuf met damwand.

De ideale sleuf heeft een breedte die gelijk is aan die van de mof van de te installeren buis ver-

meerderd met aan weerszijden een halve meter loopruimte. Die loopruimte maakt het mogelijk on-der de leiding voldoende grond aan te brengen en naast de leiding de mettertijd weer aan te vullengrond goed te verdichten.

sleuf met damwandgestempelde sleuf


43/68


Om afkalving en instorting te vermijden (men denke ook aan de effecten van drainage of die vanbouwverkeer) is een talud met een helling van 60 aan te bevelen. De nog te installeren buizenmogen zich nooit bij de sleuf bevinden doch altijd op veilige afstand ervan.

Figuur 21: door het gewicht van de buis kort bij de rand van de sleuf is er kans op afkal-

ving of (nog erger) instorting van het talud.

05.04.02. De fundering van leidingen

Naar gelang de bodemgesteldheid moeten weinig of veel voorzieningen worden getroffen om derioolleiding adequaat te funderen. Daarbij gaat het om:

- fundering op staal;

- fundering op verbeterde grond;

- fundering op roosterwerk of vergelijkbare voorziening;

- fundering op palen.

05.04.02.01. Fundering op staal

Ondanks de grote verschillen in bodemgesteldheid is het z, dat de meeste betonnen leidingen opde sleufbodem kunnen worden gefundeerd. Naarmate de grond minder samendrukbaar is, zoals bijzand en grindzand het geval is, en vooral bij leidingen met grotere diameter is het belangrijk datde opleghoek wordt bereikt die in de berekeningen is aangenomen. Het loswoelen van de sleufbo-dem met de tanden van de graafbak is een goede methode om buizen in te bedden. Zie figuur 22op pagina 52.

Zie voor de opleghoek vooraldeel II van deze handboekenreeks. Voorts is het van het grootstebelang dat de buis over de volle lengte draagt.
http://deel_2.pdf/http://deel_2.pdf/


44/68


Figuur 22: principeschets van de opleghoek.

Bij buizen met kleinere diameter is het van groot belang erop te letten dat de buis over de vollelengte draagt.

Ter plaatse van de mof is verdieping van de sleufbodem noodzakelijk, waarbij rekening moet wor-den gehouden met de intreklengte. Zie figuur 23.

Bij het stellen van putten moet erop worden gelet dat de sleufbodem ter plekke tot de juiste dieptewordt uitgegraven. Voorkomen moet worden dat als gevolg van een te grote diepte de put aan debuis gaat hangen. De gevolgen zijn dan vaak desastreus, zie figuur24 op pagina 53.

Een dergelijke ongewenste situatie kan ook ontstaan bij twee buizen. Dan is het vaak geen kwestievan te diep graven, maar het euvel wordt veroorzaakt door de overgang van harde naar geroerdegrond of de overgang van vaste naar minder vaste grond. Zulke omstandigheden komen vaak voor

als een leiding een weglichaam kruist.

Figuur 23: voorzieningen in de sleufbodem ten behoeve van de mof.

intreklengte


45/68


Figuur 24: de put mag nooit of te nimmer aan de buis hangen!

05.04.02.02. Fundering op verbeterde grond

Als fundering op staal niet meer verantwoord is omdat de sleufbodem te slap is, kan grondverbete-ring soelaas brengen, mits men er niet diep voor hoeft te graven (zie ook onder05.04.02.04.). Bijhet toepassen van grondverbetering graaft men de sleuf dieper uit om deze vervolgens weer opdiepte te brengen door het teveel uitgegraven gedeelte op te vullen met gestabiliseerd zand, slak-kenzand of hoogovenslak.

Figuur 25: fundering op verbeterde grond.

05.04.02.03. Fundering op roosterwerk of vergelijkbare voorzieningen

Voor vergelijkbare voorzieningen leze men: vlechtwerk, matten, kunststof platen en dergelijke. Erontstaat een vorm van zwevende fundering bij deze hulpmiddelen die men toepast als de bodem teslap of te nat is en grondverbetering niet verantwoord is. De buizen liggen bij dergelijke construc-

ties op kespen om de mof vrij van de vloer te houden. In enkele gevallen kan men met n kespvolstaan, meestal worden twee kespen per buis gebruikt. De plaats ervan is erg belangrijk en tevo-ren berekend. Men gelieve kespen niet te verwarren met steltegels, waarover later.

grondverbetering


46/68


Ook bij deze constructie speelt de opleghoek een rol van grote betekenis. Bij wisseling in draag-kracht van de grond kan het nodig zijn de streng gedeeltelijk te onderheien.

Figuur 26: fundering op roosterwerk.

Illustratie 4: fundering op rieten matten.

05.04.02.04. Fundering op palen

Als de draagkracht van de bodem het laat afweten, moet op palen worden gefundeerd. Die ontle-


47/68


nen hun draagkracht aan op grote diepte gelegen draagkrachtige lagen. Fundering op palen komtvoor als de sleufbodem wordt gevormd door slap veen of slappe klei of wanneer dergelijke lagenzich onmiddellijk onder de sleufbodem bevinden.

Er zijn twee (gangbare) systemen voor fundering op palen:

- buizen die rusten op een doorgaande sloof die op zijn beurt weer rust op palen;

- buizen die rusten op een of meerdere paaljukken van hout of van beton.

Figuur 27: fundering op een doorgaande sloof

Figuur 28: fundering op paaljukken .


48/68


Illustratie 5: fundering op paaljukken.

05.05. DECONSTRUCTIEVANDELEIDING

De eerste handeling die verricht wordt, is het uitzetten van het trac. Vaak wordt de plaats waarrioolleidingen moeten worden geconstrueerd bepaald door het stratenplan. Voor welk stelsel ookgekozen wordt: het hoofdriool zal altijd in het midden van de straat liggen.

De diepteligging wordt bepaald ten opzichte van NAP waarvoor een referentiepunt doorgaans inde omgeving te vinden is. Het is verstandig om het voor de bouwlocatie gevonden punt onbeweeg-lijk vast te leggen.

Als de sleufrichting is uitgezet, kan het graafwerk beginnen. Het komt voor dat slechts n en de-zelfde machine het graven en het installeren verzorgt. Een ander, vaak gehanteerd systeem is datmen eerst de sleuf graaft en daarna de buizen legt. Al dan niet met n machine. In sommige ge-vallen wordt men door de omstandigheden gedwongen om over de kop te werken, waarover la-ter.

05.05.01. De methode van graven en leggen

Met een graafmachine wordt dan eerst een stuk sleuf gegraven en vervolgens worden in dat sleuf-gedeelte de buizen en putten genstalleerd. Vervolgens graaft men weer verder. Met de uitkomende

grond wordt de grond rondom de genstalleerde buizen en putten gedeeltelijk of soms zelfs geheelweer aangevuld.


49/68


Illustratie 6: de methode van graven en leggen.

Deze methode is goed toepasbaar in gebieden met uiteenlopende bodemsamenstelling. Bij recon-structiewerkzaamheden wordt dezelfde methode gebruikt: men haalt enkele te vervangen buizenuit de streng en vervangt ze door andere.

05.05.02. De methode van eerst graven en dan leggen

Met een graafmachine wordt eerst de gehele sleuf gegraven en met een andere machine of kraanworden de betonnen componenten van de nieuwe rioolleiding genstalleerd. In open terreinen enbij omvangrijke uitbreidingsplannen kan deze methode economisch beschouwd interessant zijn.

05.05.03. De methode van korte sleuven

Bij deze methode is de sleuflengte zeer kort, nauwelijks meer dan n buislengte. De methodewordt toegepast als men uitkomende grond niet kan bergen of in de natte moet werken (hogegrondwaterstanden).

De methode vraagt veel extra zorg. Op de eerste plaats als het gaat om de richting en de diepte vande leiding. Op de tweede plaats wat betreft de verbindingen. Deze kunnen immers achteraf nietworden gecontroleerd. Het is dus een zaak van het grootste belang zich ervan te vergewissen datde rubberring precies op zijn plaats ligt. Voorts heeft het talud van de aanvulgrond de neiging de

genstalleerde buizen uit elkaar te drukken. Behalve dat daarop moet worden gelet is het verstan-dig na beindiging van de dagtaak de buizenstreng met behulp van tirfor onder trekkracht te hou-den tot het werk weer wordt hervat.


50/68


Illustratie 7: de methode van eerst graven en dan leggen.

05.05.04. Over de kop werken

Men spreekt over dit fenomeen als noodzakelijkerwijs buizen met de moffen over de spie-einden(met genstalleerde rubberring) van reeds gelegde buizen worden geschoven.

Figuur 29: principeschets van over de kop werken.


51/68


05.05.05. Hoogte en ligging

Voor het uitzetten van de leiding en voor tussentijdse controle ervan, zomede ter bepaling en con-

trole van het verhang (afschot) wordt gebruik gemaakt van theodolieten. Een theodoliet is een kij-ker voor het nauwkeurig meten van hoeken en een instrument dat in de landmeetkunde veelvuldigwordt gebruikt.

Laserapparatuur wordt zeer geregeld toegepast ter controle van richting en verhang. Bij kleinerebuizen wordt de apparatuur op de streng geplaatst, bij grotere buizen erin. Dankzij de laserappara-tuur kunnen buizen en putten tot op de millimeter nauwkeurig worden genstalleerd (zie figuur30).

Figuur 30: toepassing van laserapparatuur bij het installeren van een streng buizen.

05.05.06. Installatierichting

In principe wordt op het diepste punt van een rioleringsplan begonnen. Het grondwater loopt danvan je af. Voor een juiste installatie van buizen en putten en voor het maken van goede verbindin-gen hoeft dit principe niet te worden gehanteerd.

05.05.07. Sleufvoorbereidingen

Bij het installeren van betonnen componenten wordt de sleuf tot op de juiste diepte uitgegraven of,bij grondverbetering, tot de juiste diepte aangevuld. Door het frezen van harde, ongeroerde grondmet de tanden van de bak van de graafmachine komt de grond iets omhoog. Hierdoor ontstaat nietalleen een juiste (in)bedding men denke aan de beddingshoek , maar ook de gewenste hoogte-ligging. Buizen en putten drukken de geroerde grond namelijk enigszins in. De methode van fre-zen wordt ook toegepast bij grotere leidingdiameters in relatief zachte grond.

Ter plaatse van de mof (niet bij kraagloze buizen) wordt de grond over de lengte van de mof plusde intreklengte uitgegraven. Zie eerder.


52/68


05.05.08. Bronbemaling

In veel gevallen zal in verband met een relatief hoge grondwaterstand bronbemaling moeten wor-

den toegepast. De constructie van betonnen riolen vraagt een droge sleufbodem. Immers, een natteof vochtige sleufbodem resulteert in een korrelopbouw, die minder draagkrachtig is. Bovendienwordt het creren van de juiste beddingshoek bij natte of vochtige grond veel moeilijker.

05.05.09. Puntbelastingen

Het gebruik van steltegels, betonnen of hardhouten stelblokken moet worden ontraden. Achterge-laten veroorzaken deze hulpmiddelen puntbelastingen die niet gewenst zijn.

05.05.10. Hijsen

Betonnen buizen worden met een hijsbalk, een strop van staaldraad of een nylon hijsband gehe-sen, zodanig dat de buis in evenwicht hangt. Sommige buizen, waaronder die met eivormige door-snede, zijn voorzien van gentegreerde hijsvoorzieningen. Bij gestandaardiseerde putten zijn der-gelijke voorzieningen ook gentegreerd.

Figuur 31: vier methoden van hijsen; van links naar rechts: met behulp van een staal-

draad strop; met behulp van een nylon hijsband; met behulp van een haaken met behulp van in de buis gentegreerde hijsvoorzieningen.

05.05.11. Mof en spie

Een schone mof en een schone spie zijn eerste waarborgen voor een waterdichte verbinding. Derubberring moet bij een rolverbinding gelijkmatig kunnen rollen en bij een glijverbinding op haarplaats blijven. Resten zand, veen of klei op de spie of in de mof zijn uit den boze en benvloedende beoogde blijvende waterdichtheid negatief.

05.05.12. Rubberringen

Het is belangrijk dat de spanning in de rubberring bij het om de spie leggen gelijkmatig is ver-


53/68


deeld. Spanningsverdeling komt tot stand door een rond voorwerp onder de ring door te halen na-dat deze om de spie is gelegd. Een redelijke spanningsverdeling kan ook worden bewerkstelligddoor het zogenaamde plukken. Dat gebeurt door over de gehele omtrek de rubberring van de

spie te lichten en vervolgens weer te laten terugveren.

Getordeerde (verwrongen) rubberringen mogen niet voorkomen. Bij druppelvormige rubberringenmoet de punt naar het begin van de spie gericht zijn.

Voor glijverbindingen gelieve men de voorschriften van de fabrikant nauwkeurig te volgen eneventueel voorgeschreven glijmiddelen te hanteren.

05.05.13. De installatie

05.05.13.01. De ongeprofileerde spie met rolverbinding

Bij het maken van de verbinding wordt de rubberring om het einde van de spie gelegd, ongetor-deerd en met gelijkmatig over de omtrek verdeelde spanning. Bij het intrekken rolt de rubberringdan op de tevoren berekende plaats.

Figuur 32: wijze van intrekken bij een buis met ongeprofileerde spie met rolverbinding.

1 2

3 4


54/68


1 2

3 4

05.05.13.02. De geprofileerde spie met rolverbinding

Voor het intrekken van de spie in de mof wordt de ring ongetordeerd en met over de gehele spie-

omtrek gelijkmatig verdeelde spanning op de startgroef gelegd of, als er geen startgroef is, om heteinde van de spie.

Figuur 33: wijze van intrekken bij een buis met geprofileerde spie met rolverbinding.


55/68


1 2

3

glijmiddel

05.05.13.03. De geprofileerde spie met glijverbinding

Bij deze methode van verbinden wordt de rubberring ongetordeerd en spanningsvrij in het zorg-

vuldig schoongemaakte en van een glijmiddel voorziene spieprofiel gelegd. Ook de mof wordt meteen glijmiddel behandeld. Glijmiddelen worden onder meer vervaardigd op basis van zuurvrije va-seline of men gebruikt zachte zeep.

Figuur 34: wijze van intrekken bij een buis met geprofileerde spie met glijverbinding.

05.05.13.04. De methode van in elkaar trekken

Welke legmethode ook wordt toegepast, van welk systeem van verbinding ook sprake is, de enebuis moet centrisch in de andere worden geschoven. De verbinding moet dus in lijn geschieden

(zie figuur 35 op pagina 64).


56/68


Figuur 35: wijze van richten bij intrekken.

Met de strop evenwijdig aan de buisleiding of met de bak van de graafmachine (maar dan welstophout ertussen en hl voorzichtig) wordt de buis in zijn voorganger geschoven. Bij buizen metzeer grote diameters kan speciale spanapparatuur nodig zijn. Het inschuiven c.q. indrukken danwel intrekken moet langzaam en vooral centrisch geschieden, mede om ervoor te zorgen dat rub-berringen op hun plaats rollen c.q. blijven. A-centrische handelingen leiden tot beschadiging ofbreuk van de mof.

Figuur 36: wat er kan gebeuren bij onjuiste wijze van in elkaar trekken.

05.05.13.05. Merktekens

Ongewapende buizen hebben behalve identificatiegegevens geen merktekens. Gewapende buizenmet een ronde wapeningskorf en ook met staalvezels gewapende buizen hebben die wel. Bij gewa-

pende buizen met ovale wapeningsnetten zijn de ook aanwezige merktekens van eminent belangwant zij geven de bovenzijde van de buis aan (hoogste punt) en moeten na installatie in lijn lig-gen.


57/68


05.05.13.06. Positionering

De buizen moeten zo in elkaar worden geschoven of gedrukt dat de ruimte tussen spie-einde en het

verticale vlak van de mof 1 cm bedraagt. Spie en mof mogen dus nooit stuik tegen elkaar liggen.Dat zou bij latere zettingen tot onaangenaamheden leiden en bovendien is er voor onderlingehoekverdraaiing dan geen ruimte.

05.05.13.07. Controle

Afgezien van voortdurende controle op hoogte, verhang, richting en dergelijke is een nauwgezettecontrole van de rubberring essentieel. Een dergelijke controle (ook aan de onderkant!) kan metbehulp van voelers of op zicht geschieden.

05.05.13.08 Vastleggen, beddingshoek

Het aanvullen van de grond na grondige controle moet gelijkmatig geschieden en gelijktijdig terweerszijden van de buis. Doet men dat niet dan kan de aanvullende grond een buizenstreng zijde-lings wegdrukken met als gevolg dat de leiding niet meer in lijn ligt.

05.05.13.09. Inlaten

De inlaten worden voorzien van standpijpen of opzetters. Dit zijn doorgaans stukken pvc-pijpvan voldoende lengte (ze mogen immers niet verdwijnen als de sleuf is aangevuld en verdicht).

Voor het plaatsen van de standpijpen en het op lengte maken ervan raadplege men de voorschriftenvan de fabrikant. Men wake voor het stukrijden van standpijpen (en opzetkolken).

Figuur 37: opzetters.

05.05.13.10. Het stellen van putten

Er is, gezien vanuit het oogpunt van sterk varirende bodemgesteldheid, geen algemene regel tegeven voor het stellen van putten. Het bestek geeft evenwel de juiste informatie. Het stellen van

een put is precisiewerk, maar de vlakke bodem maakt het installeren vaak minder gecompliceerddan de installatie van buizen. Met behulp van steltegels of houten regels wordt een goede aan-slag gevormd. Bij slappe bodems wordt vaak grondverbetering toegepast. In het algemeen wordt


58/68


rondom de put weinig ruimte gelaten omdat er weinig reden is om de sleuf ter plekke breder te ma-ken. De aanvulling van de grond rondom de put geschiedt op dezelfde wijze als bij buizen het ge-val is.

Onderstaande illustraties geven echter een indicatie van het stellen bij gebruik van een pasbuis enbij een aangestort spie-eind.

Figuur 38: twee wijzen van het stellen van en put (links met pasbuis, rechts met aangestortspie-eind)

Rioleringen DEEL 7

Documents

Transcript of Rioleringen DEEL 7