2023-12-17 15:40:38 
Czym są geosytetyki?
Pod tym pojęciem kryją się produkty z tworzyw sztucznych wykorzystywane do poprawy mechaniki gruntów budowlanych i drogowych, regulacji nawodnienia, a także ochrony powierzchniowej.
Produkty te mają stosunkowo niedługą historię praktycznego zastosowania - w Polsce pierwsze profesjonalne użycie tego materiału nastąpiło na początku lat 70-tych ubiegłego wieku przy wzmacnianiu podłoża pod linię kolejową.
Z czasem, różne odmiany tych materiałów zaczęto powszechnie wykorzystywać - zwłaszcza w drogownictwie - ale również przy innych robotach ziemnych na trudnych podłożach. Geosyntetyki znalazły też zastosowanie w produkcji ogrodniczej pozwalając na eliminacje pracochłonnej walki z chwastami, dzięki zastosowaniu powierzchniowych osłon syntetycznych.
Ze względu na strukturę i własności fizyczne tych materiałów geosytetyki produkowane są jako geosiatki, geotkaniny lub geowłókniny o różnych parametrach i wytwarzane głównie z polietylenu (PET) lub polipropylenu (PP).
Problemy gruntowym podłożem
Własności mechaniczne gruntu takie jak spoistość, skład granulometryczny i jego pochodzenie oraz stopień nawodnienia w połączeniu z geometrią powierzchni decydują o doborze odpowiednich warstw niezbędnych do utrzymania stabilności podłoża przy zakładanych obciążeniach i w zmiennych warunkach atmosferycznych, zwłaszcza na powierzchniach nachylonych.
W strukturze „surowego” gruntu występują bowiem różne naprężenia i przemieszczenia, zależne m. in. od temperatury, nacisków czy nawodnienia.
Tradycyjnie, do modyfikacji struktury gruntu wykorzystywane są różnego rodzaju kruszywa, które jednak samodzielnie często nie zapewniają wystarczającej stabilności, a z czasem ulegają powolnej destrukcji czy zamuleniu.
Znacznie pewniejsze i długotrwałe wzmocnienie podłoża gwarantują warstwy dodatkowego zbrojenia, które mogą również pełnić rolę separacyjną, chroniąc przed mieszaniem się różnych warstw podbudowy, a także filtrację wód opadowych i gruntowych.
Mechanizm wzmacniania podłoża przy użyciu geosyntetyków - głównie geokrat i geotkanin - polega na ich „zakotwieniu” w podłożu dzięki siłom tarcia, jakie występują w przypadku poddania zbrojenia obciążeniom rozciągającym, które pojawiają się przy obciążeniu powierzchniowym jak i wyniku płynięcia gruntu na pochyłościach.
Efekt „kotwienia” poprzez wytworzenie siły tarcia uzależniony jest od własności warstw z ułożonym geosyntetykiem, gdyż drobiny podłoża zahaczają za strukturę materiału.
W przypadku geotkanin najlepszą efektywność stabilizacji uzyskuje się przy układaniu ich na podłożu drobnoziarnistym (piaski, pospółka) natomiast geokraty należy umieszczać na podłożu z kruszyw grubych, łamanych, o kącie tarcia wewnętrznego ponad 44 stopni.
Materiały klasyfikowane jako geowłókniny w zasadzie nie są wykorzystywane do wzmacniania podłoża, a jedynie jako elementy separacyjne i odwadniające. Stosunkowo gładka powierzchnia nie pozwala bowiem na kotwienie ziaren podłoża, ale znaczna wodoprzepuszczalność zapewnia odprowadzenie wody z warstw powierzchniowych.
Z udziałem geowłókniny tworzone są również pokrycia konglomeratowe po zespoleniu z geokratą, dzięki czemu uzyskuje się wzmocnienie, wodoprzepuszczalność i ochronę podłoża przed zmieszaniem - zwłaszcza gruntu z dużą zawartością cząstek spławianych. Geowłókniny występują również pod nazwą agrowłókniny i wykorzystywane są do ochrony powierzchniowej upraw przed mrozem i chwastami.
Własności i zastosowanie geosyntetyków w praktyce
Ze względu na szeroki zakres zastosowań, najczęściej wykorzystywanym materiałem geotechnicznym są geotkaniny oferowane przez producentów w różnych odmianach wytrzymałościowych i wymiarowych. Wytwarzane są w postaci tkanej z włókiem syntetycznych o różnej grubości i rozmieszczeniu.
W wariancie podstawowym znajduje zastosowanie do wzmacniania podłoża (w ograniczonym zakresie), separacji warstw również o własnościach agresywnych np. składowisk odpadów oraz odwodnień powierzchniowych.
Dostępne są - zależnie od gramatury - w szerokim zakresie wytrzymałości na rozrywanie od 20 kN/m do 80 kN/m - i średniej rozciągliwości 10-20%, a wielkość oczek zawiera się w granicach 0,1 do 0,3 mm przy przeciętnej wodoprzepuszczalności ok. 7 dm3/m2 s.
W praktyce wykorzystywana jest głównie do tworzenia warstwy separacyjno-wzmacniającej w podbudowie dróg o małym i średnim obciążeniu, stabilizacji skarp w poziomym układzie wielowarstwowym, ochrona gruntu przed wymywaniem na brzegach obłożonych kamieniem oraz tworzenie rusztu pod systemach drenażowych.
Przy jej układaniu podłoże powinno być starannie zagęszczone, a na wierzch z reguły układa się drobnoziarnisty materiał (piasek, ziemia), co umożliwia zakotwienie powłoki i chroni przed uszkodzeniem podczas zasypywania.
Geosytetyki w postaci geokrat i siatek wykorzystywane są jako element chroniący skarpy przed osuwaniem, a także przy tworzeniu nawierzchni jezdnych i postojowych. W ofercie producentów znajduje się kilka odmian tego materiału o różnym preferowanym zastosowaniu.
Np. formie płaskiej kratownicy ze sztywnymi węzłami i oczkami wymiarach 4 x 4 cm służą do wzmacniania podłoży drogowych oraz powierzchni skarp. Powinny być układane na gruboziarnistych warstwach kruszywa, a w przypadku konieczności separacji dodatkowo przykryte geotkaniną lub geowłókniną.
Inną formą wzmocnienia podłoża są np. kraty wysokie utworzone ze zgrzanych, ażurowych pasów polietylenowych o szerokości 5-15 cm. Najczęściej wykorzystywane są do tworzenia miejsc parkingowych poprzez wypełnienie komórek kraty ozdobnym kruszywem, bądź do stabilizacji powierzchniowej skarp o niewielkim nachyleniu.
Geowłókniny to produkty utworzone przez połączone różnokierunkowo włókna syntetyczne i wykorzystywane są głównie do tworzenia warstwy separacyjnej i filtracyjnej. Wytwarzane są wielu odmianach różniących się gramaturą, wytrzymałością czy wodoprzepuszczalnością.
Najcieńsze geowłókniny mają gramaturę rzędu 100 g/m2, a najgrubsze osiągają 1200g/m2 Z kolei przepuszczalność wody zależy od grubości materiały i zawiera się w szerokich granicach, które sięgają do 100 litrów/m2 s.
Oprócz zadań separacyjnych np. na ścieżkach z nawierzchnią brukową, często wykorzystywane są w systemach drenażowych osłaniając rury drenarskie przed napływem drobnych cząstek gruntu przechodzących przez wstępną filtrację na warstwie żwirowo-piaskowej.
Lekkie odmiany geowłókniny znane pod nazwą agrowłókniny to popularny materiał wykorzystywanym na powierzchniach ogrodowych np. przy uprawie truskawek, jako sposób ochrony powierzchniowej przed zachwaszczeniem.
Przykrycie to umożliwia nawadnianie jak i odparowanie wody z gleby, a sadzonki roślin umieszczane są w nacięciach powłoki w odpowiednim rozstawieniu. Natomiast białą odmianę agrowłókniny wykorzystuje się do otulania wrażliwych krzewów czy drzew, chroniąc je przed mrozem.
Autor: Redakcja BudownicwaB2B
Opracowanie: Aleksander Rembisz
Zdjęcie główne: Libet. Układanie geowłókniny przy budowie tarasu na gruncie
Komentarze