Stabilizacja podłoży gruntowych - geokraty

Zastosowanie w praktyce budowlanej nowych materiałów geosyntetycznych znacznie powiększyło możliwości konstrukcyjne dotyczące budowy i projektowania obiektów geotechnicznych i hydrotechnicznych. Pomysł, który polega na zamykaniu zasypowych materiałów konstrukcyjnych wewnątrz elastycznego, lekkiego, przestrzennego, a jednocześnie trwałego geosyntetyku umożliwił również całkowitą zmianę podejścia do projektowania i realizacji konstrukcji służących do stabilizacji i wzmacniana gruntów. Geokrata (geosiatka komórkowa) jest jednym z takich geosyntetyków, który umożliwia wyeliminowanie kosztowniejszych i bardziej skomplikowanych elementów konstrukcyjnych i drogich technik stabilizacji podłoży.

Geokraty komórkowe zbudowane są z szeregu komórek, które po rozłożeniu w miejscu wbudowania przypominają swoim wyglądem plaster miodu. Podstawowym elementem geokraty są więc komórki (nazywane geokomórkami) z taśm z polietylenu łączonych za pomocą zgrzewów spawanych ultradźwiękowo. Komórki można łączyć ze sobą w większe sekcje używając opasek samozaciskowych lub zszywek metalowych. W zależności od potrzeb stosuje się różne wielkości i wysokości komórek. Rozłożone geokomórki w sekcjach wypełnia się określonym materiałem zasypowym. Do wypełniania można stosować tłuczeń, pospółkę, żwir, glebę, glebę wraz z roślinnością, kruszywa, kamienie lub beton. Odpowiednio dobrane wypełnienie oraz właściwe zagęszczenie pozwala na uzyskanie najkorzystniejszych własności konstrukcji w stosunku do potrzeb.

W przypadku obciążenia, komórki współdziałają ze sobą w przestrzennej strukturze geokraty powodując stałe dogęszczanie materiału wypełniającego geokratę i rozkładając obciążenie na dużą powierzchnię podłoża, co znacznie redukuje wielkość naprężeń pionowych przekazywanych miejscowo na podłoże i eliminuje odkształcenia nawierzchni podczas występowania nacisków punktowych. Przy obciążeniu, komórki blokują się wzajemnie praktycznie uniemożliwiając przesuwanie się sekcji geokraty i ograniczając jej nierównomierne osiadanie. Tak ułożony system geokraty tworzy stabilizującą podbudowę która zachowuje się jak półsztywna płyta, rozprowadząca pionowe obciążenia na naprężenia boczne, oraniczając ugięcia pionowe w podłożach gruntowych, a także zmniejsza osiadanie gruntu nawet na bardzo miękkich podłożach. Efektem zastosowania geokraty jest trwała i wytrzymała nawierzchnia, odporna na duże obciążenia (np. gruntowa droga odporna na powstawanie kolein).

Poprzez zastosowanie geokraty w konstrukcji podłoża możliwe jest  osiągnięcie następujących efektów:

• zredukowanie głębokości konstrukcji drogowej w porównaniu do rozwiązań tradycyjnych poprzez wyeliminowanie konieczności głębokiej wymiany gruntu,
• istotne zwiększenie odporności zasypowych materiałów konstrukcyjnych (np.: kruszywa), które wypełniają geokratę, na boczne przesunięcia w wyniku ich zamknięcia, ograniczenia i znacznego zagęszczania wewnątrz komórek,
• zredukowanie osiadania warstwy spowodowanego naturalnym zagęszczaniem kruszywa w komórkach,
• ograniczenie naprężeń, które oddziałują na podłoże gruntowe od ciężaru użytkowego wywierającego nacisk na warstwę wierzchnią (np.: drogi) poprzez rozkładanie skoncentrowanych obciążeń na przylegające do siebie komórki geokraty,
• zbudowanie stabilnej powierzchni drogowej o określonej nośności, bez konieczności konstruowania kanalizacji lub systemu spływów powierzchniowych. Geokrata sama w sobie jest konstrukcją z której wody deszczowe nie muszą być odprowadzane. Materiały sypkie tworzą wierzchnią warstwę umożliwiającą filtracje wód deszczowych poprzez warstwy podbudowy.

Systemy geokrat komórkowych są obecnie powszechnie stosowane do stabilizacji i utwardzenia podłoża zarówno na powierzchniach płaskich jak również na skarpach i zboczach o nachyleniu do 45 stopni. Ich zastosowanie w przypadku powierzchni płaskich jest praktycznie nieograniczone – mogą stabilizować słabe podłoża pod budowę nawierzchni autostrad, dróg samochodowych, dróg dojazdowych, dróg tymczasowych, dróg leśnych stworzonych dla ruchu pojazdów lekkich i średnich, dojazdów do posesji i parkingów dla samochodów osobowych oraz dostawczych, boisk, torów kolejowych. Wykorzystanie geokraty na skarpach i zboczach w szczególności polega na zapobieganiu erozji, wzroście stabilności zbocza i utrzymaniu gruntu na stromych powierzchniach. Bardzo istotnym atrybutem geokraty jest możliwość umacniania, naprawy i zabezpieczania osuwisk. Na powierzchniach stromych geokratę można stosować do konstruowania stabilnych nasypów kolejowych, poboczy drogowych, skarp, nabrzeży, systemów drenażowych i wielu innych geotechnicznych i hydrotechnicznych.

Do pobrania:

Geosyntetyki w budowlach ziemnych, pdf