CASTELE DE APĂ

ASPECTE TEHNOLOGICE SI CONSTRUCTIVE

DEFINIŢIE

Castelele de apă sunt construcţii inginereşti, alcătuite dintr-un rezervor de apă

susţinut la înălţime de către un turn.

ROL

Castelele de apă au rolul de a înmagazina apa, ridicarea acesteia în rezervor

realizându-se prin pompare. Apa înmagazinată este utilizată fie la consumuri diverse,

ca unică sursă, fie pentru compensarea presiunii in reţelele de alimentare cu apă, prin

efect gravitaţional.

ELEMENTE COMPONENTE

Fundaţia

- tip izolată, elastică;

- tip „pahar”;

- tip „inel”;

Turnul

- sistem „cadre spaţiale”, in variantele stâlpi şi grinzi sau stâlpi şi planşee

intermediare;

- sistem „pereţi continui” (cu sau fără nervuri verticale exterioare, de tip

„pilaştri”);

Rezervorul (cuva)

- secţiune circulară (troncon interior+troncon exterior);

- secţiune dreptunghiulară;

Pâlniile rezervorului

- pâlnia interioară;

- pâlnia exterioară;

Termoizolatia rezervorului (cuvei)

- vata de sticla, vata minerala sau polistiren expandat cu grosimea de 50

mm;

- bariera de vapori – carton sau panza bitumata;

- stratul exterior de protectie al termoizolatiei – tencuiala cu mortar de

ciment-var sau beton sustinute de o plasa din otel beton, ancorata in

peretii rezervorului cu agrafe metalice, iar in cazul tencuielii si o plasa de

rabit;

Elemente anexă

- scară de acces;

- instalaţia de vizitare a staţiei de pompare (amplasată sub rezervor, in

interiorul turnului);

- instalatiile necesare circulatie apei, de pompare a apei, de alimentare cu

energie electrica, de iluminat, paratrasnet etc.

CLASIFICĂRI

După scopul înmagazinării:

- pentru apă potabilă;

- pentru apă industrială;

- pentru apă de incendiu;

După modul de exploatare:

- cu înnoire continuă a apei;

- cu regim de funcţionare intermitent;

După forma rezervorului:

- prismatice;

- plăci curbe subţiri de rotaţie;

După compartimentarea rezervorului:

- cu un rezervor;

- cu rezervoare concentrice;

- cu rezervoare etajate;

După sistemul de izolare termică:

- cu termoizolaţie exterioară;

- cu rezervorul protejat într-o incintă.

TEHNOLOGII DE REALIZARE A TURNURILOR

Pentru structuri cu pereţi continui din beton armat

Formele ce se pot conforma sunt: cilindrică, tronconică şi hiperboloid de rotaţie.

Aceste structuri se pot realiza fie in variantă monolită, fie din elemente

prefabricate, asamblate prin precomprimare (mai rar).Pentru formele cilindrice şi

tronconice se utilizează cofraje glisante, iar pentru formele hiperbolice se folosesc

cofraje păşitoare.

Pentru structuri in cadre

Aceste sisteme se conformează în variantele „stâlpi şi grinzi” sau „stâlpi şi

planşee intermediare”, realizate de regulă din beton armat monolit, pus în lucrare în

cofraje modulate clasice de inventar.

CARACTERISTICI TEHNICE SI CONSTRUCTIVE (UZUALE)

Capacitatea: 50 mc, 75 mc, 100 mc, 200 mc, 300 mc, 500 mc, 1000 mc, 1500

mc, 2000 mc;

Inaltimea turnului: 15 m, 20 m, 25 m, 30 m, 35 m, 40 m;

Diametrul exterior al turnului: 3.50…7.50 m;

Grosimea peretelui turnului: 140…400 mm.

TEHNOLOGII DE REALIZARE A REZERVOARELOR

În general se adoptă rezervoare cu secţiuni circulare.

rezervor cilindric cu baza în cupolă rezervor tronconic cu baza in cupolă

rezervoare cilindrice cu evazare superioară

Rezervoarele cilindrice cu evazare superioară sunt cel mai des utilizate deoarece au

două avantaje semnificative:

- au un consum mai redus de armătură şi beton;

- sunt caracterizate de o variaţie redusă de presiune a apei la descărcare.

REZERVOARE DIN BETON ARMAT MONOLIT

Aceste tipuri se pot realiza in următoarele variante şi subvariante tehnologice:

prin turnare la cota finală

- cu montarea cofrajului la cota finală (sistem greoi, eşafodaj complicat,

consum mare de manoperă);

- cu montarea cofrajului la sol, poziţionarea armăturii şi liftarea ansamblului

la cota finală (calitate deosebită a lucrărilor, reducerea consumului de

manoperă si materiale pentru eşafodaj, posibilitatea utilizării cofrajelor

clasice de inventar);

prin turnare la sol şi liftare ulterioară

- prin tragere pe turnul executat, cu ajutorul troliilor poziţionate la sol şi

cablurilor pe scripeţi montaţi pe capătul superior al turnului;

- prin împingere cu ajutorul cofrajului glisant, concomitent cu realizarea

turnului.

REZERVOARE DIN BETON ARMAT MONOLIT PRECOMPRIMATE

Precomprimarea rezervoarelor monolite se realizează cu fascicule orizontale

ancorate în nervuri verticale. Fasciculele pornesc de la marginea superioară a

rezervorului către baza sa şi se poziţionează sub forma unor spirale conice.

Acest sistem de precomprimare este mai dificil ca la poziţionarea inelară, dar are

câteva avantaje importante:

- elimină petrecerile din nervurile de ancorare, mustăţile pentru pretensionare şi

reduce numărul de ancoraje;

- pierderile de tensiune sunt diminuate;

- accesul tehnicienilor în zonele de realizare a operaţiunilor de precomprimare

este mult mai uşor, acestea efectuându-se la marginea superioară a

rezervorului.

REZERVOARE DIN BETON ARMAT PREFABRICAT

La construcţia rezervorului se utilizează elemente de beton armat prefabricate, de

tip “placă”. Pentru asamblarea acestor elemente prefabricate între ele, se utilizează una

din următoarele procedee:

asamblarea pe verticală, prin intermediul realizării unor stâlpisori din beton armat

monolit;

asamblarea pe orizontală, prin precomprimare (armătura postcomprimată), utilizând

fascicule poziţionate în şanţuri orizontale, blocate in nervuri verticale exterioare.

Rezervorul se asamblează la sol şi apoi se liftează la poziţie, cu ajutorul cablurilor

montate pe scripeţi fixaţi la partea superioară a turnului.

EXEMPLIFICARE

Tehnologia lucrărilor de realizare a unui castel de apă

cu rezervor tronconic si turn cilindric din beton monolit

Obiectivele de bază urmărite din punct de vedere tehnologic:

- prefabricarea prin preturnare la sol a pâlniei interioare si a pâlniei exterioare a rezervorului (tronsonul interior si tronsonul exterior) si liftarea ulterioară la cota superioară a cilindrului de susţinere, cu o instalaţie complexă actionată electric si hidraulic;

- mecanizarea uturor operaţiilor de glisare şi de ridicare a componentelor rezervorului;

- utilizarea unor echipamente tehnologice moderne (echipament de comandă electronică, etc,).

OBSERVAŢII

La turnarea fundaţiei se înglobează confecţia metalică necesară ancorării rolelor de deviere a sistemului de liftare;

Tronconul interior fie se prefabrică la sol, fie se realizează la sol un ansamblu cofraj+armatură+contracofraj. Varianta din urmă presupune ca ansamblul format să fie ulterior ridicat si suspendat la poziţie de structura-suport si susţinere role (suport utilizat in sistemul de liftare);

Elementele prefabricate din beton pentru acoperiş pot fi proiectate sub formă de chesoane (de preferat elementelor T), cu scopul de a fi utilizate in prealabil cu rol de cofraj al pâlniei exterioare.Spaţiile rămase între chesoane, se vor completa ulterior cu panouri.Elementele prefabricate de acoperiş se vor preturna in poligon, chiar langă obiect, de unde sunt preluate si pozate pe eşafodaje, la înclinarea necesară stabilită prin proiect.

Principalele etape tehnologice pentru realizarea castelului de apă sunt următoarele:

Trasarea si executarea săpăturii şi a fundaţiei de tip radier (fundaţia va conţine mustaţile de armătura pentru legarea barelor longitudinale din structura turnului şi tijele de glisare);

Montarea cofrajului glisant. Iniţial se montează toate părtile componente cu excepţia platformelor de lucru inferioare;

Montarea armăturilor (pe circa 3,00 m înaltime) din pereţii turnului, a ramelor şi cutiilor pentru goluri din zona inferioară a turnului (inclusiv cele pentru crearea golurilor necesare trecerii cablului spre trolii;

Verificarea instalaţiilor şi dispozitivelor auxiliare (control verticalitate, iluminat, alimentare cu apă, comunicaţii, etc.), precum şi instalaţia de ridicare (verinele, conductele de legătură şi pompa centrală);

Glisarea turnului pe aproximativ 3,00 m înaltime;

Montarea platformelor inferioare, agăţate de tijele de suspendare;

Continuarea glisării turnului. In timpul glisării, de pe platformele de lucru superioare se montează armăturile, ramele şi cutiile pentru goluri si se înnădesc tecile si tijele. De pe platformele inferioare se extrag ramele şi cutiile pentru goluri, se verifică calitatea betonului şi se execută eventualele remedieri.

OBSERVAŢIE

După fiecare ridicare a cofrajului glisant, se verifică verticalitatea pereţilor, orice

abatere fiind corectată imediat.

Verificarea generală a turnului glisat;

Demontarea cofrajului glisant, coborârea la sol cu ajutorul macaralei şi montarea scripeţilor pentru liftarea tronconurilor şi a planşeelor intermediare (dacă nu se aplică metoda de ridicare a rezervorului cu ajutorul cofrajului glisant, odată cu realizarea turnului monolit);

Preturnarea tronconului exterior pe un ansamblu de cofrare (de exemplu format din esafodaje din turnuri E 75 legate intre ele la partea superioara) si din chesoanele de acoperis cu rol de cofraj;

Liftarea tronconului exterior, prin intermediul cablurilor şi scripeţilor montaţi la partea superioară a turnului şi împănarea sa;

OBSERVATIE

Grinda inelara a tronconului exterior are înglobate prezoanele de care se vor fixa

ulterior traversele pentru distribuirea sarcinii unui balansier de sustinere a

palanului (in cate doua puncte situate pe circumferinta inelului);

Realizarea tronconului interior;

OBSERVATIE

Tronconul interior poate fi realizat in următoarele două variante:

1. preturnat în întregime la sol, în interiorul cilindrului, ridicat cu troliile şi suspendat la poziţie de platforma de lucru la cota din proiect;

2. executat cofrajul, armătura şi contracofrajul la sol (în exteriorul turnului) şi tot ansamblul montat cu macaraua la poziţie pe un eşafodaj.

Liftarea propriu – zisă a tronconului interior prin intermediul troliilor, comandate electronic. Este obligatoriu ca betonul din tronconul exterior să atingă în prealabil minimum 75 % din clasa sa;

Orizontalizarea şi împănarea tronconului interior;

Realizarea centurii de legătură şi rezemare a tronconului exterior şi interior cu turnul, precum şi a pereţilor interiori ai rezervorului (dacă există);

Realizarea planşeelor intermediare, de sus în jos, pe cofraje platformă suspendate în trolii şi sprijinite pe umeri fixaţi în pereţii turnului. Concomitent, se demontează eşafodajele care au susţinut elementele cofrajului tronconului interior;

Demontarea instalaţiei de liftare şi a platformei de lucru superioare;

Montarea chesoanelor acoperişului (utilizate în prima fază drept cofraj);

Izolarea şi echiparea întregii instalaţii şi anexelor castelului.