Nejčastější příčinou problémů se statikou podzemních nádrží je vysoká hladina podzemní vody. Jedná se o stavebně nepříznivý stav, kdy je hladina podzemní vody nad základovou spárou a vyvíjí tlak na dno a stěny nádrže.
Vlivem působení tlaku podzemní vody může být nádrž zdeformována, případně může vyplavat na povrch. Problém je, že o výskytu podzemní vody na pozemku majitel často vůbec neví a tento fakt zjistí až ve chvíli, kdy začne s výkopem pro uložení nádrže. Často už má (někdy nevhodnou) nádrž v tu chvíli na pozemku. Při plánovaní stavby je nezbytné nepodcenit především přípravnou fázi projektu a neopomenout provést na daném pozemku hydrogeologický průzkum.
V tomto článku si popíšeme, jak se s vysokou hladinou podzemní vody vypořádat během realizace.
Co je to vysoká hladina podzemní vody?
Podzemní voda (často také lidově označována jako „spodní voda“) je přirozeně se vyskytující voda pod povrchem. Pokud se nachází hladina podzemní vody dostatečně hluboko pod úrovní terénu, nebude nám působit žádné problémy. Trable nastávají v okamžiku, když hodláme stavět na pozemku, kde se hladina podzemní vody nachází mělko pod terénem (běžně méně než 3 metry). V takovém případě už hrozí, že bude předmětný záměr významným způsobem ovlivňovat.
Existují 2 základní typy výskytu podzemní vody:
- Trvalá hladina podzemní vody = s časem se výška hladiny nemění, bez ohledu na roční období, půdní sucho, vydatnost srážek apod.
- Přechodná hladina podzemní vody = úroveň hladiny s časem kolísá, může být ovlivněna nejrůznějšími faktory (výška hladiny v okolním toku, množství srážek, roční období apod.).
Jak zjistím, že mám na pozemku vysokou hladinu podzemní vody?
Určitě není na škodu zmapovat okolí a zdroje podzemní vody (studny a vrty), pokud v lokalitě nějaké jsou. Obejděte sousedy a zjistěte, jestli se v minulosti nesetkali s přítomností podzemní vody, když třeba hloubili jámu pro sklep. Pokud mají na pozemku studnu, zkuste zjistit, jak hluboko pod terénem se v ní se nachází hladina vody.
V dnešní době lze velké množství informací získat i na internetu. V online formě lze prostudovat geologické mapy, a dokonce získat i informace ohledně vrtné prozkoumanosti v lokalitě. Archivní vrty se musí evidovat a díky tomu lze často vyhodnotit hydrogeologickou situaci v lokalitě s vysokou přesností, aniž bychom museli kopat a provádět nové průzkumy. Ale tento přístup samozřejmě nelze aplikovat plošně ve všech koutech naší republiky. Někde je vrtná prozkoumanost vyšší (intravilán, města, vesnice), někde se nedozvíme prakticky nic (samoty, drobné místní části apod.).
Pokud není k dispozici žádný z výše zmíněných způsobů zjištění stavu hladiny podzemní vody, doporučujeme nechat provést hydrogeologický průzkum, kde hydrogeolog posoudí lokalitu okem odborníka. Na základě zkušebních sond zjistí základní složení půdy, výšku hladiny podzemní vody. Na základě těchto informací je pak navržen vhodný způsob zakládání a provádění stavby.
Jakou nádrž ČOV mám vybrat při vysoké hladině podzemní vody?
Jestliže víte, že se na Vašem pozemku nachází vysoká hladina podzemní vody, je třeba tomu přizpůsobit i výběr vhodné technologie.
Existuje více typů vhodných ČOV, které doporučujeme použít při zvýšené hladině podzemní vody. Tato konkrétní řešení budeme v dalších částech článku postupně zmiňovat, a to dle vhodnosti z hlediska technické náročnosti a proveditelnosti. Jedná se o naše subjektivní hodnocení na základě našich osobních zkušeností. V rámci posouzení jsme nehleděli prioritně na hledisko ekonomické náročnosti, spíše však na technické parametry řešení.
1. Železobetonová nádrž ČOV – 100 % jistota
Někteří výrobci nabízejí technologii ČOV i v železobetonovém plášti. Provedení vnějšího pláště ze železobetonu je výrazně dražší než z plastu, na druhou stranu použitím betonové nádrže výrazně ušetříte za obetonování nádrže a ostatní přípravné práce.
Kvalitní železobetonová nádrž by měla mít tloušťku dna a stěn alespoň 15 cm, použitý beton by měl být klasifikován jako vodostavební beton minimální třídy C30/37. Doporučujeme, aby byla betonová směs vhodná pro kontakt s agresivním prostředím (jako agresivní prostředí zde působí odpadní voda v nádrži ČOV + podzemní voda okolo nádrže). Výrobce by měl deklarovat odolnost proti agresivnímu prostředí XA1.
Pokud chcete mít 100 % jistotu, že nádrž nevyplave nad povrch při působení tlaku podzemní vody, můžete si objednat železobetonovou nádrž s protivztlakovým lemem. Takové řešení je pro daný účel perfektní. I železobetonová nádrž bez protivztlakové pojistky může při tlaku podzemní vody vyplavat.
2. Dvouplášťová plastová nádrž ČOV – rozumné řešení
Existují plastové nádrže ČOV, které jsou přímo určené do prostředí se zvýšenou hladinou podzemní vody. Takové nádrže mají tzv. „dvouplášťovou“ konstrukci. Vnitřní vrstva pláště slouží jako standardní plášť nádrže, zatímco vnější vrstva slouží jako ztracené bednění pro betonování mezikruží nádrže.
Vybetonováním mezikruží dojde k zesílení pláště proti účinkům vnějších tlaků. Vnější plastová deska funguje nejen jako ztracené bednění během betonáže, ale i jako překážka pro podzemní vodu a její kontakt s betonem.
Toto řešení je výhodné proto, že spotřeba betonu pro vybetonování mezikruží je velmi malá. Někteří výrobci navíc již z výroby dodávají nádrže s připravenou armaturou v mezikruží určeném pro vybetonování. V praxi se ukazuje, že instalace takovéto nádrže je s ohledem na složité zakládací poměry velmi snadná a efektivní.
3. Standardní plastová nádrž ČOV s obetonováním – poradíme si na stavbě
V některých případech se stává, že stavebník zjistí nepříjemnou skutečnost o vysoké hladině podzemní vody až ve chvíli, kdy má ČOV na pozemku a hotový výkop. Sice to není příjemná situace, ale stává se to celkem běžně a lze to bez větších problémů řešit.
Konkrétní postup přizpůsobení instalace ČOV při přítomnosti vysoké hladiny podzemní vody určuje konkrétní výrobce technologie, proto se s postupem před realizací záměru důkladně seznamte.
Nejčastěji se ale situace řeší tak, že standardní plastovou nádrž ČOV určenou pro obsyp je potřeba při zvýšené hladině podzemní vody obetonovat vodostavebním betonem minimální tř. C30/37. Pracovní spáru (mezi základovou deskou a vrstvou obetonování) je třeba vhodně utěsnit, například vložením vodobobtnajícího tmelu (provazce), plechu atd.
Hladina vody v nádrži musí být v průběhu obetonování postupně zvyšována v závislosti na výšce betonu. Maximální výškový rozdíl mezi vrstvou betonu a hladinou vody nesmí přesáhnout 30 cm po celém obvodu (takto postupovat do výšky odtokového potrubí). Pokud zůstane nádrž při obetonování (ale i při obsypu) prázdná, dojde vlivem velkého tlaku betonu k nenávratné deformaci nebo destrukci nádrže.
Další způsoby prevence a ochrany nádrží před účinky podzemní vody
Existují i další způsoby, jak omezit působení tlaku podzemní vody na nádrž, které přímo nesouvisejí s vlastní konstrukcí nádrže. Nejčastěji se v praxi setkáváme s čerpací šachtou poblíž ČOV nebo použitím svislých KG trubek, které slouží jako ochrana dna nádrže před působením vztlaku podzemní vody. Podrobněji vysvětlujeme tyto způsoby níže.
Čerpací šachta s drenáží
V některých případech lze od obetonování nádrže nebo použití betonových nádrží upustit. Především v situaci, kdy se na pozemku vyskytuje zvýšená hladina podzemní vody přechodně, například v době zvýšených úhrnů srážek nebo v období tání sněhu. Pro tyto aplikace lze využít například takzvanou čerpací šachtu.
Čerpací šachtu doporučujeme i v případě, že nádrž ČOV obetonujete klasickým betonem, který není vodotěsný. Jako čerpací šachta může sloužit například KG trubka DN 400, která je vedle nádrže ČOV postavena vertikálně. Spodní část trubky je perforovaná.
Některé realizační firmy nedají na tuto vychytávku dopustit. Když hrozí na stavbě přítomnost podzemní vody v dolních partiích výkopu, osadí vedle nádrže ČOV svislou KG trubku takového průměru, aby se do ní vešlo čerpadlo s plovákem (např. DN 400). To může být v šachtě umístěno pořád a průběžně odčerpávat podzemní vodu pryč od nádrže ČOV.
Takové řešení může být ale v některých případech energeticky náročné, proto se spíše čerpací šachta využívá v případě, kdy se nádrž ČOV odkaluje, čistí nebo servisuje – zkrátka když je nádrž prázdná nebo je v ní méně vody než běžně. Pokud je totiž hladina podzemní vody níže než hladina vody v nádrži ČOV, působí na nádrž ČOV vyrovnané tlaky z vnitřní i vnější strany. Pokud je ale jednou za čas nádrž potřeba vyčerpat, je určitě lepší v takovou chvíli okolní podzemní vodu odčerpávat pryč, aby nebyla nádrž přetížená z vnější strany.
Vertikální trubky okolo nádrže pro zmírnění vztlaku
Jako jednoduchá, levná a efektivní metoda funguje umístění klasických KG trubek okolo nádrže ČOV ve svislém směru. Podzemní voda netlačí tolik na dno nádrže, ale má možnost stoupat a klesat v trubkách okolo nádrže. Toto řeší určitě doporučujeme kombinovat s některým z dříve doporučených přístupů.
Použití vhodného obsypového materiálu
Vždycky doporučujeme důsledně dodržovat pokyny pro instalaci nádrže konkrétního dodavatele. Tím jednak splníte podmínky pro záruku zboží, jednak pravděpodobně zhotovíte funkční řešení.
Obecně ale platí, že pro obsyp plastových nádrží je doporučeno používat tříděný štěrk namísto původní zeminy. Štěrk má tu vlastnost, že se rozepře mezi sebou a nepůsobí na stěny nádrží takovým tlakem jako jemnozrnná zemina. Navíc není nasákavý. Některé druhy zeminy jsou objemově roztažné v případě, že jsou nasyceny vodou.
Vyztužení dna nádrže ČOV
Na přání umožňují někteří výrobci za příplatek tzv „zpevnění dna“ nádrže. Zpevnění dna se hodí pro aplikace při přítomnosti podzemní vody. Máme vyzkoušeno, že standardní dno nádrže domovní ČOV o průměru 140-160 cm se může vlivem tlaku podzemní vody vyboulit až o 15 cm. Při takto velké tvarové deformaci nádrž běžně staticky odolá a dlouhodobě vydrží, nicméně může vlivem deformace dna dojít k mechanickému poškození vnitřní technologie (vytržené přepážky a norné stěny apod.).
Vyztužení dna se zhotovuje formou přivaření plastových výztuh ke dnu nádrže. Výztuhy hvězdicovitého tvaru zajišťují vyšší tuhost dna.
Použití nízké nádrže ČOV
Průměrná výška nádrže domovní čistírny odpadních vod činí cca 2 metry. V případě vysoké hladiny podzemní vody existují ale i nízké verze některých modelů ČOV, které mají výšku cca 1,5-1,6 m. Tím docílíme mělčího uložení nádrže a pravděpodobně i menšího působení podzemní vody.
Je třeba ale myslet na to, že nízké nádrže ČOV mohou být použity pouze v případě, že je přítokové potrubí do ČOV umístěno mělko pod terénem (krytí cca 20 cm – spíše u starších domů a objektů).
Jaké řešení si mám vybrat?
Za nás říkáme – železobetonová nádrž je nejvhodnější, nejspolehlivější a nejelegantnější varianta řešení nádrže ČOV při zvýšené hladině podzemní vody. Zároveň se ale jedná o řešení finančně náročné, což může být pro mnohé zájemce problém.
Dvouplášťová nádrž i kvalitně obetonovaná standardní nádrž jsou hojně využívané, léty odzkoušené varianty, takže ani těch se není třeba bát.
V případě, že si nejste jisti, které řešení je pro Vaši plánovanou stavbu nejvhodnější, neváhejte to s námi konzultovat. Rádi Vám poradíme, případně celý záměr navrhneme, zpracujeme projektovou dokumentaci ČOV a zajistíme povolení stavby.
