Belastingen bij vrij verval riolering

Leidingen en hulpstukken staan bij ondergrondse toepassing onder belastingen door grond- en verkeersdruk. Bij onbuigzame leidingen worden de belastingen voornamelijk opgevangen door de leiding zelf. Minimale vervormingen kunnen daarbij leiden tot breuk. Kunststof leidingen zijn flexibel. Het is aangetoond dat een PVC leiding pas bij vervorming van ± 30% niet meer functioneren. De steun van de grond rondom de leiding is daarin bepalend voor de mate van deformatie. Het is daarom ook van belang om de grond mee te nemen in de berekening. Zo kunnen we renderen hoeveel grond en verkeerslasten de leiding kan verwerken. 

Verschillende onderzoekers hebben formules ontworpen waarin de stijfheid van de grond en de leiding direct met elkaar in relatie worden gebracht. Of een leiding zich ten opzichte van de omringende grond flexibel of star gedraagt, is te berekenen door de formule van Voellmy:

• E = de elasticiteitsmodules van de leidingwand in N/mm²
• Eg = het stijfheidsgetal van de grond in N/mm²
• e = de gemiddelde wanddikte van de leiding in mm
• r = de gemiddelde straal van de leiding in mm
• D =  de diameter van de leiding

Als de n kleiner is dan 1, is de leiding stijver dan de omringende grond. Bij betonleidingen is dat dus altijd het geval. Is de n groter dan 1? Dan is de leiding minder stijf dan de grond, wat altijd geldt voor de leidingen van kunststof (PVC, PP en HDPE).

Door teveel belastingen, kan een kunststofleiding ovaal worden. De ovaliteit (uitgedrukt als schadebeeld deformatie), is afhankelijk van de manier waarop de lasten op de leiding zijn overgedragen en hoe je de leiding rondom ondersteunt.

In het bepalen van het te verwachten gedrag van de ondergrondse leidingen, spelen de volgende eigenschappen in de praktijk een rol:

• De hoek van de inwendige wrijving
• Het volumegewicht
• De samendrukbaarheid

De resultaten van de meest bekende methoden voor de berekening van de grondbelasting en de daaraan gekoppelde deformatie van kunststofleidingen lopen sterk uiteen. Bovendien varieert de Nederlandse bodemsituatie sterk en dus ook de wijze van uitvoering. Het berekenen van belastingen en deformaties is een theoretische aangelegenheid en sluit niet altijd aan bij de praktijk. De meeste betrouwbare informatie over deformatie krijgt men uit praktijkmetingen die in de loop der jaren zijn verricht. Je kunt hiervoor het KOMO-rapport ‘Vervormingsmetingen aan operationele PVC straatrioleringen’ raadplegen.

 Op de plaatsen waar grond en leiding elkaar raken kan deformatie optreden. In het algemeen wordt bij de keuze van gladwandige leidingen in de stijfheidsklasse SN8 uitgegaan van een maximaal gemiddelde deformatie van 3% tot en met 5%. Deformatie heeft weinig tot geen effect op de afvoercapaciteit van de leiding. Een 6% vervorming geeft een verlies in afvoercapaciteit van 0,82%. Praktische ervaring leert dat als het stelsel met zorg is aangebracht, geen noemenswaardige deformatie optreedt. Na circa 2 jaar is er een evenwichtssituatie met de omringende grond.

Zoals al eerder vermeld, is een goede verdichting van de omringende grond bij een voorwaarde voor een goede interactie tussen de leiding en de grond. Dit geldt overigens voor alle toe te passen leidingtypen, zowel voor kunststof, beton en glasvezelversterkt materiaal. Een goede aanvulling en verdichtingsmethodiek garanderen een goed functionerend riool. Voor meer gegevens en richtlijnen omtrent het aanbrengen van riolering kun je de volgende normen raadplegen:

• NEN-EN1610 + NEN 3218-1. In 2015 is de nieuwe norm voor aanleg van riolering aangepast. Deze norm gaat in op de aanleg en beproeving van buitenriolering onder vrijverval.
• NPR 3218-2 richtlijnen voor de gebruiksfase;
• NPR 3218-3 praktijkrichtlijn voor onderhoud buitenriolering.

Regenwater opvangen van bestrating. Voor het opvangen van regenwater van bestrating, wordt ofwel een kolk, ofwel lijnafwatering toegepast. 

Lijnafwatering is de ideale oplossing om snel grote hoeveelheden water af te voeren van een verhard oppervlak. Bijvoorbeeld terrassen, garages, langs zwembaden en in winkelstraten.

Het bepalen van de juiste buisklasse is mogelijk via een theoretische benadering. Maar omdat er voldoende praktijkervaring op dit gebied is, hoeft dit niet iedere keer. De tabel hieronder geeft een overzicht van de toe te passen buisklasse. In de tabel zijn de verschillende grondsoorten, verschillende manieren van aanvulling, diverse dekkingshoogten en verschillende situaties opgenomen.

Wanneer je gebruikmaakt van verticale infiltratie, kun je gebruik maken van de Duborain kolken. Deze zijn te herkennen aan het waaierpatroon, dat aangeeft dat de kolk in verbinding staat met een infiltratieyssteem. De kolk bevat een korffilter waarmee hij vervuiling uit het systeem weert. 

Voor het leggen van rioolleidingen in slappe klei, kunnen moeilijk algemene aanbevelingen worden gedaan. Zettingen in deze grond zijn langdurig en groot (in de orde van grootte 10 tot 200 maal van zand). Verder is het moeilijk om evenwichtsverstoringen in de grond te vermijden.

Uit deformatiemetingen blijkt dat flexibele leidingen in slappe klei goed kunnen functioneren. Hiervoor is een SN8 leidingklasse noodzakelijk. Wanneer je twijfelt of de omstandigheden beperkingen hebben voor  het gebruik van kunststofleidingen, raadpleeg ons vooral! We kijken graag met je mee

Nederlandse veengronden hebben in het algemeen een hoge grondwaterstand en relatief veel ongelijke zettingen. Een kunststof leiding in veengrond verdeelt op een heel andere wijze belasting dan in overige gronden. Door grondwater is de druk gelijkmatig over de hele leiding verdeeld. In dergelijke ondergronden zijn lichte ophogingsmaterialen gebruikelijk. Gebruik van zand als aanvulling is vaak niet aan te bevelen, omdat het zand zonder toepassing van wegendoek weg kan zakken in de ondergrond. Het gevolg kan zijn dat de hoogteligging van de leiding negatief wordt beïnvloed.

Het onderheiden van een kunststof leiding in veengronden is mogelijk. Echter is er beperkte ervaring in. Als je de riolen wilt onderheiden neem dan mee dat de omliggende grond wel zal zakken waardoor het profiel van het riool vaak te zien is in de wegverharding (zowel bij kunststof als beton). Wanneer men in verband met zettingen deze variant mee wil nemen is het aan te bevelen de onderstaande onderdelen mee te nemen:

• Onderheid elke buisverbinding (elke 5,0m bij de mof/spieverbinding);
• Neem in de poer van de funderingsbalk de radius van de mof/spie verbinding mee. Dit zorgt voor het rondom gelijk overdragen van alle belasting aan de onderzijde van de leiding op de fundering. Met als gevolg een duurzaam goed en langwerkend riool.