Geosyntetyki w budowie nasypów

Technologia zbrojenia gruntu geotekstyliami umożliwia budowanie wysokich nasypów o stromych, prawie pionowych zboczach.

Gdy skarpa musi być wzniesiona pod większym kątem niż pozwala na to wytrzymałość na ścinanie gruntu, warto zastosować uzbrojenie nasypu geotekstyliami. Ta technologia umożliwia budowanie wysokich nasypów o stromych, prawie pionowych zboczach.
W Jankach koło Warszawy wybudowano centrum handlowe sąsiadujące z trasą szybkiego ruchu. Jednym z elementów inwestycji było wykonanie węzła komunikacyjnego. Plac budowy nie mógł zająć dużej powierzchni, gdyż nasyp, którego wykonawcą była firma WPRD, umiejscowiony jest w sąsiedztwie jezdni, której nie można było zamknąć. Wykonany nasyp ma maksymalną wysokość 5,32 m oraz zmienne nachylenie skarp - od 34 do 60^o. Postanowiono zastosować grunt zbrojony, wykorzystując geotekstylia.

Formowanie nasypu 
Kolejne warstwy gruntu układano tarasowo, zabezpieczając je geotkaniną z poliestru o wysokim module sztywności i bardzo małym pełzaniu - wydłużeniu względnym, spowodowanym stałym obciążeniem w wielkości 50% krótkotrwałej wytrzymałości (1% po dwóch latach). Prace zaczęto od ustawienia deskowania, dzięki któremu zachowane zostało właściwe nachylenie oraz kształt kolejnych tarasów skarpy. Deskowanie takie wykonano do tego konkretnego nasypu (nachylenie zbocza było zmienne). Budowę tarasu prowadzono w następujący sposób. Rozściełano geotkaninę z zakładem 0,5 m, następnie układano warstwę gruntu na wysokości około 0,6 m i zagęszczano za pomocą walców wibracyjnych - okołkowanych i gładkich. W miejscach niedostępnych dla walców, blisko deskowania, stosowano płyty wibracyjne. W każdej warstwie, w odległości ustalonej w projekcie, od brzegu nasypu profilowano nieckę głębokości 20 cm. Taki kształt powierzchni (tzw. zakotwienie zwrotne) zapewnia lepsze zamocowanie tkaniny w gruncie. Ważne jest, aby geotkanina miała jak największą styczność z gruntem, a nie z kolejną warstwą tkaniny, gdyż tarcie o grunt jest znacznie większe. Tak przygotowaną warstwę owijano geotkaniną i przypinano specjalnymi stalowymi zszywkami. Po ułożeniu geotkaniny nieckę wypełniano gruntem i zagęszczano go. Kolejną czynnością było ułożenie następnej warstwy geotkaniny, rozmontowanie deskowania wykonanej warstwy i ustawienie go na następnym poziomie.

Gotkaniny i maty 
Do uzbrojenia nasypu zastosowano geotkaninę Stabilenka. Jest ona tkana w kierunku podłużnym z poliestru (osnowa) i w kierunku poprzecznym z poliamidu lub poliestru (wątek). Ma wytrzymałość na rozciąganie 100 kN/m w kierunku podłużnym oraz 50 kN/m w kierunku poprzecznym (dostępne są geowłókniny o wytrzymałości na rozciąganie do 1000 kN/m). Szerokość pasma geotkaniny wynosi 5 m, wymagany zakład sąsiadujących pasm 0,5 m. Jest to materiał wodoprzepuszczalny, odporny na wpływy mikrobiologiczne, chemiczne i uszkodzenia mechaniczne. Dla zapewnienia stabilności humusu zastosowano matę antyerozyjną Enkamat 7020. Jest ona materiałem lekkim, około 25 kg/m³ (masa powierzchniowa 400 g/m²), i elastycznym, dającym się rolować i dopasowywać do powierzchni terenu, stanowiącym alternatywę dla sztywnych systemów ochrony przed erozją. W temperaturze od -30 do 40^oC jej elastyczność nie zmienia się, dzięki czemu można układać ją także zimą. Wytrzymałość na rozciąganie wynosi od 1,8 do 2,1 kN/m. Mata jest odporna na działanie wszystkich związków chemicznych, naturalnie występujących w gruncie i wodach powierzchniowych. Jest odporna na działanie promieni UV. Gryzonie nie niszczą tego materiału, gdyż ma dla nich nieprzyjemny smak.

Zabezpieczenie skarp  
Skarpy pokryto warstwą humusu i przykryto matami antyerozyjnymi, które zapobiegają osuwaniu się warstwy humusowej. Maty są wykonane z grubych włókien poliamidowych, połączonych ze sobą poprzez stopienie w punktach przecinania się włókien. Na skarpie o takim nachyleniu trzeba było ostrożnie układać kolejne fragmenty ziemi przeznaczonej pod zasiew trawy. Wykorzystano do tego celu deskowanie układane na listwach. Po ułożeniu i zagęszczeniu warstwy humusowej naciągano na nią matę poliamidową i przypinano ją stalowymi klamrami.

Geosiatki
Do zbrojenia nasypu, ścian oporowych można również użyć geosiatki. Geosiatka jest nieco droższa od geotkaniny, lecz z powodu otwartej struktury znacznie lepiej kotwi się w gruncie i można stosować krótsze odcinki zbrojenia. Ważny jest też fakt, że już w trakcie formowania poszczególnych warstw nasypu można umieścić w części czołowej grunt urodzajny, co eliminuje żmudny proces wbudowywania grubej warstwy humusu. W wypadku zastosowania geosiatek jako zbrojenia, wykonuje się tylko cienką warstwę chroniącą przed UV. W ostatecznym rozliczeniu koszty zastosowania geosiatki jako zbrojenia zazielenianych skarp są mniejsze od kosztów zastosowania geotkanin.