Spis treści

Dobór wielkości i rodzaju komórek
Najważniejsze czynniki decydujące o doborze typu komórki to nachylenie skarpy lub zbocza, intensywność spływu powierzchniowego oraz wymagany minimalny kąt tarcia materiału wypełniającego. Najbardziej odpowiednie dla zabezpieczeniach przeciwerozyjnych są geokomórki o ściankach teksturowanych i perforowanych.

Przy pokryciach wegetatywnych wielkości komórek dobierane są przy założeniu, że pokrycie roślinne będzie ustabilizowane przed jego wystawieniem na projektowane warunki spływu powierzchniowego. W dotychczasowej praktyce stosowano dwa typu komórek: standardowe (np. o wymiarach 203 x 244 mm) i tzw. duże komórki (np. 406 x 488 mm).

W komórkowych systemach ograniczających duże komórki są odpowiednie do wypełnień roślinnych, gdy kąt nachylenia zbocza lub skarpy nie przekracza 30 stopni, a przewidywane spływy powierzchniowe są o umiarkowanej intensywności. Dla skarp o nachyleniu większym niż 30 stopni oraz wystawionych na intensywne lub skoncentrowane przepływy konieczne jest stosowanie standardowych komórek.

Zwykle stosowana głębokość geokomórek z wypełnieniem roślinnym wynosi 75 mm. Umożliwia to utrzymanie roślinności oraz prawidłowy rozwój ukorzenienia na skarpach o nachyleniu do 30 stopni. Dla skarp i zboczy o nachyleniu powyżej 30 stopni konieczne jest stosowanie komórek o głębokości co najmniej 100 mm. Zastosowanie komórek o większej głębokości (150 czy 200 mm) może mieć miejsce przy przywracaniu szaty roślinnej na skalistych zboczach, w zastosowaniu do gruntów o bardzo niskiej odporności na erozję oraz dla skarp z pokryciem roślinnym na bardzo suchych obszarach.

Rys. 5. Zależności geometryczne wypełniania komórek

Zasadniczo geosiatki komórkowe dobrze utrzymują glebę na skarpach i zboczach o nachyleniu do 45 stopni, jednakże wykonane w tym systemie zabezpieczenia powierzchniowe o perforowanych komórkach uzbrojonych w dobrze zakotwione linki napinające (odciągi) mogą utrzymać glebę i roślinność na nachyleniach do 65-70 stopni [2].

Przed rozwinięciem się roślinności wewnątrz komórek oddziaływanie hydrauliczne może powodować pewne ubytki, osiadanie lub też zmiany ukształtowania wypełnienia gruntowego, jak to pokazano na rys. 5.

Zależności pomiędzy zmiennymi geometrycznymi są wyrażone poniższymi równaniami:

lub

gdzie:
φ  = minimalny kąt zsypu naturalnego materiału wypełniającego komórkę,
ß = kąt nachylenia skarpy,
d = głębokość komórki [mm],
L = długość komórki [mm],
de = minimalna dopuszczalna głębokość wypełnienia [mm].

Minimalna zalecana głębokość wypełnienia de równa się 25 mm. Odpowiednią wielkość komórek dobiera się bazując na minimalnej zalecanej głębokości wypełnienia w komórce oraz korzystając z wykresów i wytycznych udostępnianych przez producentów geokomórek [2].

Dobór systemu linek napinających do kotwienia geokomórek

Wprowadzona w latach 90. do systemu geokomórkowego Geoweb® nowa technika kotwienia polegająca na użyciu syntetycznych linek przewlekanych przez otwory w ściankach komórek umożliwiła dodatkowe zbrojenie i kotwienie zapobiegające wypieraniu sekcji geosiatek komórkowych. Dopełnieniem systemu są tu także nasadki wbijane na kotwy lub służące jako klipsy oporowe. Linki zainstalowane wewnątrz warstwy ochronnej/zasypu i połączone z kotwami umożliwiają efektywne przeniesienie reakcji od poszczególnych kotew na całe pokrycie. Jest to szczególnie ważne, gdy projektujemy podatne pokrycia ochronne i gdy konieczne jest uzyskanie dostatecznej odporności na wypieranie pokrycia pomiędzy poszczególnymi kotwami.

Ogólnie rzecz ujmując pokrycie ochronne o grubości 75 mm z linkami napinającymi ma odporność na wypieranie odpowiadającą pokryciu ochronnemu o grubości 100 mm. W przypadkach, gdy nie jest możliwe lub nie jest zalecane użycie kotew do mocowania systemu np. w przypadku osłony geomembrany stosujemy klipsy/przetyczki oporowe rozstawione wzdłuż każdej linki w celu przeniesienia obciążeń warstwy pokrycia na linki napinające. Rozstaw klipsów i linek można wyznaczyć analitycznie. Jako linki geotechniczne zwykle stosuje się linki z tworzyw sztucznych takich jak poliester, polipropylen, polietylen czy kevlar® (aramid®) [4]. Do systemów geokomórkowych zaleca się stosowanie linek poliestrowych o wydłużeniach przy zerwaniu 9-15%. Wytrzymałość linek geotechnicznych na zrywanie waha się od 3 kN do 10 kN przy średnicach od 5 do 8 mm. Linki o wytrzymałości na zrywanie 3-4 kN stosuje się w przypadkach łączenia linek z kotwami gruntowymi. Linki o wyższej wytrzymałości stosuje się w pokryciach ochronnych kotwionych tylko na grzbiecie skarpy oraz w przypadku wypełniania sekcji geokomórek betonem. Linki polipropylenowe mają dużą elastyczność i nie należy ich obciążać powyżej 20% wartości wytrzymałości na zerwanie. Tego typu linki można stosować tylko z kotwami instalowanymi w określonym rozstawieniu. Linki poliestrowe charakteryzują się stosunkowo małą elastycznością. Ich obciążenie nie powinno być wyższe niż 50% ich wytrzymałości na zrywanie [5]. Tego typu linki zaleca się w przypadku długich pokryć ochronnych skarp kotwionych tylko na grzbiecie (np. ochrony geomembran). Ogólny współczynnik bezpieczeństwa najbardziej odpowiedzialnych systemów kotwienia przy użyciu linek syntetycznych jest wynikiem iloczynu cząstkowych współczynników bezpieczeństwa: na pełzanie (np. 2,5 dla poliestru), uszkodzenia mechaniczne (w czasie budowy), korozję środowiskową, redukcje wytrzymałości ze względu na węzły i okoliczności nieprzewidziane.

Bożena Trzpis
Instytut Geotechniki, Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Krakowska
Adam Kessler
WODEKO Zakład Usług Wiertniczych, Gaotechnicznych i Inżynierii Środowiska, Kraków

Referat był prezentowany podczas Ogólnopolskiej Konferencji Naukowo-Technicznej „Problematyka osuwisk w budownictwie komunikacyjnym”, która odbyła się w Zakopanem w dniach 27–29 maja 2009 r. i był publikowany w Zeszytach Naukowo-Technicznych SITK Oddział Kraków, Problematyka osuwisk w budownictwie komunikacyjnym, seria Materiały Konferencyjne, Nr 88, Zeszyt 144, Kraków 2009.

Spis literatury zawiera część III.

Dodaj komentarz
Komentarze do artykułów może dodać każdy użytkownik Internetu. Administrator portalu nie opublikuje jednak komentarzy łamiących prawo oraz niemerytorycznych, tj. nieodnoszących się bezpośrednio do treści zawartych w artykule. Nie będą również publikowane komentarze godzące w dobre imię osób czy podmiotów, rasistowskie, wyznaniowe czy uwłaczające grupom etnicznym, oraz zawierają treści nieetyczne albo niemoralne, pornograficzne oraz wulgarne. Z komentarzy zostaną usunięte: reklamy towarów, usług, komercyjnych serwisów internetowych, a także linki do stron konkurencyjnych.