Wykonanie materaca geosyntetycznego w gruncie

Materac geosyntetyczny w gruncie to konstrukcja budowlana składająca się z warstw kruszywa przeplatanych geosyntetykami, służąca wzmocnieniu podłoża gruntowego. Zapewnia zwiększenie nośności, ograniczenie osiadań oraz stabilizację skarp i nasypów drogowych czy kolejowych

Geosyntetyki do wykonania materaca w gruncie to materiały polimerowe, które są wykorzystywane w budownictwie do rozwiązywania różnych problemów geotechnicznych. Jednym z zastosowań geosyntetyków jest wzmocnienie gruntu poprzez wykonanie materaca geosyntetycznego w gruncie.

Typy geosyntetyków stosowanych w materacu

Najczęściej wykorzystywane materiały polimerowe to:

• Geosiatki: wykonane z wysokowytrzymałych włókien poliestrowych lub polipropylenowych, zapewniają wzmocnienie poprzez rozkład obciążeń.

• Geotkaniny: gęsto utkane włókna polimerowe zwiększają odporność na rozciąganie i ścinanie gruntów spoistych.

• Geokraty (geokomórki): przestrzenne struktury z geosiatki lub geotkaniny wzmacniające podłoże przez ograniczenie deformacji i bocznych odkształceń.

Wybór zależy od specyfiki projektu: rodzaju gruntu, zakresu prac i warunków środowiskowych.

Stosowane materiały

• Geosiatki - jest to najczęściej geosiatka wykonana z wysokowytrzymałych włókien poliestrowych lub polipropylenowych. Geosiatka może być użyty do wykonania materaca w gruncie, zapewniają wzmocnienie podłoża poprzez zwiększenie jego nośności i zmniejszenie odkształceń.
  • jako warstwy transmisyjna do przenoszenia obciążeń w gruncie
  • zbrojenie gruntu
  • wzmocnienie gruntu przy użyciu kolumn przemieszczeniowych FDC w siatce
• Geotkaniny - są to tkaniny wykonane z wysokowytrzymałych włókien poliestrowych lub polipropylenowych. Geotkaniny zapewniają wzmocnienie podłoża poprzez zwiększenie jego wytrzymałości na rozciąganie i odporności na ścinanie.
• Geokraty - są to przestrzenne struktury wykonane z geosiatki lub geotkaniny. Geokomórki zapewniają wzmocnienie podłoża poprzez zwiększenie jego nośności i zmniejszenie odkształceń.

Porównanie geosyntetyków
 

Kryteria doboru

• Rodzaj gruntów: niespoiste czy spoiste, podatność na osiadania i konsolidację.

• Planowana wysokość i obciążenie nasypu lub fundamentu.

• Poziom wód gruntowych oraz warunki odwadniania.

• Czas realizacji i dostępny sprzęt montażowy.

• Trwałość materiału w warunkach chemicznych i biologicznych środowiska.

Zastosowania materaca geosyntetycznego

• Wzmocnienie słabego podłoża gruntowego

• Wzmocnienie podłoża pod nasypami drogowymi i kolejowymi. 

• Wzmocnienie podłoża pod nasypami - materace geosyntetyczne są wykorzystywane do wzmocnienia podłoża gruntowego pod nasypami drogowymi, kolejowymi i hydrotechnicznymi. Wzmocnienie podłoża pozwala na budowę wyższych nasypów bez ryzyka ich osiadania lub spękań.

• Stabilizacja skarp i skłonów przed osuwaniem.

• Redukcja osiadań pod fundamentami mostów i budynków.

• Ochrona przed erozją brzegów cieków wodnych i zbiorników.

• Wzmocnienie powierzchni pod place składowe i platformy magazynowe.

• Drenaże - materac drenażowy wypełniony kruszywem

Etapy wykonania

1. Przygotowanie podłoża

   • oczyszczenie i wyrównanie terenu,

   • wykonanie drenażu w razie potrzeby.

2. Rozłożenie pierwszej warstwy geosyntetyku

   • układanie geosiatki lub geotkaniny zgodnie z projektem,

   • zakładki i łączenia zabezpieczone pasami łączącymi.

3. Układanie warstwy kruszywa

   • frakcja dostosowana do geosyntetyku,

   • zagęszczanie kolejnych warstw z użyciem walców.

4. Montaż kolejnych przeplotów geosyntetycznych i kruszywa

   • powtórzenie cyklu warstw zgodnie z grubością materaca.

5. Kontrola jakości

   • sprawdzenie naprężeń w geosyntetykach,

   • pomiary zagęszczenia i równości nawierzchni.

Korzyści stosowania geomateracy w gruncie

• Skrócenie czasu przygotowania podłoża w porównaniu do wymiany gruntu.

• Redukcja kosztów materiałowych i robocizny.

• Zwiększenie nośności podbudowy przy ograniczonej grubości warstw.

• Minimalizacja wpływu drgań na otoczenie dzięki lekkiej konstrukcji.

• Odporność na korozję biologiczną i chemiczną, gwarantująca trwałość rozwiązania.

Przykładowe rozwiązania techniczne wzmocnienia z geomateraca

• geomaterac z jednej warstwy geosiatki o wytrzymałości krótkoterminowej 75/75 kN/m
• geomaterac z jednej warstwy geosiatki o wytrzymałości krótkoterminowej 100/100 kN/m
• geomaterac z dwóch warstw geosiatki o wytrzymałości krótkoterminowej 75/75 kN/m
• geomaterac z dwóch warstw geosiatki o wytrzymałości krótkoterminowej 100/100 kN/m

Do pobrania

• Przykładowe SST, Geosyntetyki do wzmocnienia gruntu - geosiatki - geokraty - geowłókniny

Zbrojenie gruntu to zbiór technologii i metod, które służą poprawieniu właściwości mechanicznych gruntów poprzez wprowadzenie elementów wzmacniających. Systemy te znajdują zastosowanie zarówno w geotechnice, jak i w budownictwie ogólnym oraz drogowym. Dzięki nim możliwe jest zwiększenie nośności podłoża, ograniczenie osiadania, poprawa stabilności nasypów, fundamentów, ścian oporowych oraz wzmacnianie wykopów i skarp.

Zbrojenie gruntu jest unormowane dokumentem: Instrukcja ITB nr 429/2007, zatytułowana "Projektowanie konstrukcji oporowych, stromych skarp i nasypów z gruntu zbrojonego", określa zasady projektowania konstrukcji zbrojonych gruntem. Instrukcja ta jest oparta na zasadach geotechniki i uwzględnia najnowsze badania naukowe w zakresie zbrojenia gruntu.

Geokrata komórkowa to geosyntetyk z tworzywa sztucznego, najczęściej polietylenu o wysokiej gęstości (geokrata PEHD / HDPE). Geokrata składa się z połączonych ze sobą taśm, które tworzą trójwymiarową strukturę w kształcie plastra miodu.