OPRACOWANIE NA EGZAMIN INŻYNIERSKI Z PRZEDMIOTU INŻYNIERIA LEŚNA
Cel i zakres badań geotechnicznych.
Badania geotechniczne (przeprowadzają osoby z uprawnieniami), są przeprowadzane przed wszelkiego rodzaju projektami budowlanymi. Grunty spoiste mogą być słabo nośne. Badania polegają na wykonywaniu odwiertów. Najpierw tworzymy rysunek przyziemia. Odwierty wykonuje się pod narożami budynku. Jeżeli wszystkie 4 odwierty są jednakowe to na tym kończą się badania. Jeśli w 2 są gliny a w 2 są piaski to dokonujemy 5 odwiert na środku. Dla budynków parterowych do 4-piętrowych wykonuje się odwierty na głębokość do 6m, jeśli są wyższe to odwierty sięgają od 8 do 16m głębokości.
Nacisk opony na cm ² wynosi 4,5-5,2 kg – budynek wywiera podobny nacisk na podłoże.
Odwierty pod drogami sięgają do 3,5m. Odwierty wykonuje się co 300m przy podobnym podłożu (jego rodzaju). Jeśli mamy do czynienia ze zróżnicowaniem terenu (teren falisty – górki, dołki) to dokonujemy odwiertu na szczycie wzniesienia i najniższym miejscu doliny.
„Ekipa wiercąca” składa się z 3 osób: 2 wiercą, 1 opisuje.
Wszelkiego rodzaju budowle (kubaturowe, drogi, mosty, nasypy etc.) muszą być utwierdzone w gruncie gdyż stanowi on podstawę nośną. Rodzaj gruntu rozpoznajemy poprzez badania geotechniczne (właściwości fizykochemiczne gruntu). Najważniejszą cechą gruntu z punktu widzenia inżynierii jest jego nośność, czyli wytrzymałość na obciążenia statyczne i dynamiczne.
Zasady prowadzenia badan geotechnicznych - badania prowadzone są do głębokości przekazywania przez budowlę obciążeń
- parterowy wywiera nacisk około 4,5 - 6kg/cm2, a auto ciężarowe z drewnem: 2,8-4,4kg/cm2
- odwierty:
- pod budowle osiedlowe do (4 pięter) głębokości 6m
- pod budowle wyższe głębokości od 6 do 18m
Badania geotechniczne
Wszelkiego rodzaju budowle (kubaturowe, drogi, mosty, nasypy etc.) muszą być utwierdzone w gruncie
gdyż stanowi on podstawę nośną. rodzaj gruntu rozpoznajemy poprzez badania geotechniczne (właściwości fizykochemiczne gruntu).
Najważniejszą cecha gruntu z punktu widzenia inżynierii jest jego nośność, czyli wytrzymałość na obciążenia statyczne i dynamiczne.
Zasady prowadzenia badań geotechnicznych:
badania prowadzone są do głębokości przekazywania przez budowlę obciążeń
parterowy wywiera nacisk około 4,5 - 6kg/cm2, a auto ciężarowe z drewnem; 2,8-4,4kg/cm2
- odwierty:
a) pod budowle osiedlowe do (4 pięter) głębokości 6m
b) pod budowle wyższe głębokości od 6 do 18m
do badania gruntów używamy różnego rodzaju „żądeł" odpowiednich do zwięzłości gruntu (Ostrza zrobione są z 2 pasków metalu-im bardziej spoiste grunty, tym paski węższe. Szlamówka do wybierania gruntow mokrych. Flaktet jak korkociąg.
- zakładamy kartę dokumentacji otworu, na której znajdują się następujące dane: miejscowość, gmina, województwo, inwestor, rzędna otworu (ustalana met. niwelacji ze środka) oraz geologia
- w tabelce znajdują się następujące kolumny: przelot warstw od-do [m], głębokość pobrania próbek [m],
rodzaj gruntu, domieszki, barwa, wilgotność, ilość wałeczkowań, stan, stopień plastyczności i zagęszczenia, zwierciadło wody gruntowej ustabilizowane i nawiercane, kategoria gruntu
- wyróżniamy dwie wysokości zwierciadła wody gruntowej:
a) nawiercane - pomiar w trakcie wykonywania odwiertu (∆)
b) ustabilizowane - pomiar po 24h (▲)
ważne to jest, gdy mamy do czynienia z wgłębieniem terenu z warstwą gleby trudno przepuszczalną albo gdy warstwa wodonośna uwięziona jest między warstwami trudno przepuszczalnymi. Niekiedy woda może wytrysnąć na skutek działania naporu warstw nadległych pod ciśnieniem hydraulicznym – zjawisko studni artezyjskiej.
najgorszą dla posadowienia budynku sytuacją jest, gdy warstwy o różnej spoistości przebiegają na skos, grunty bardziej spoiste pod wpływem wody silniej puchną –budynek podnosi się co prowadzi do pęknięć, gdyż elementy ceramiczne i cementowe są wytrzymale na siły ściskające ale podatne na działanie sił rozciągających.
graficzny obraz odwiertu powstaje na podstawie tej tabelki
ważny jest stopień plastyczności IL, który decyduje o nośności gruntu dlatego uwzględniamy głębokość a nie rodzaj warstwy
stan plastyczności - im wskaźnik jest niższy tym lepiej (tzw. Kopyto-mocno wysuszona twarda glina zaczyna się od ok.0,18), stopień plastyczności oznaczamy tylko dla gruntów spoistych stopień zagęszczenia oznaczamy dla zarówno dla gruntów niespoistych - piasków jak i spoistych- glin głównym czynnikiem niszczącym w budownictwie jest woda na podstawie odwiertów powstaje graficzny obraz przekroju geotechnicznego, na którym tworzy się tzw. pakiety o podobnych właściwościach nośnych
Sprzęt do wykonywania badań geotechnicznych.
Do badania gruntów używamy różnego rodzaju „żądeł" odpowiednich do zwięzłości gruntu (Ostrza zrobione są z 2 pasków metalu-im bardziej spoiste grunty, tym paski węższe. Szlamówka do wybierania gruntow mokrych. Flaktet jak korkociąg.
Sprzęt do wiercenia:
- żerdzie (sekcje, elementy składowe/wgłębne) dł. 1m
- pierwsza żerdź zakończona wiertłem lub żądłem
- taśma tworząca (np. szeroka, zamknięta) tworzy wiertła [cienka taśma – gleba zwięzła glina]
- jest wiele różnych rodzajów wierteł
- szlamówka (typ wiertła zamkniętego) nawodnione piaski drobne gruboziarniste
- szerokie wiertło z 2 czubkami – żwiry, zbite kamieniste materiały gruboziarniste
- świder – mokra warstwa gruntu, warstwa nieprzepuszczalnej gliny (flachtowanie)
- rączka do obracania urządzenia (wgryzanie się w glebę)
- wiertnica mechaniczna – wiercenia głębsze niż 6m
Projekt geodezyjny - zakładamy *kartę dokumentacji otworu, na której znajdują się następujące dane:
- miejscowość, gmina, województwo,
- inwestor,
- rzędna otworu (ustalana met. niwelacji ze środka) oraz geologia
- w tabelce znajdują się następujące kolumny: przelot warstw od-do [m], głębokość pobrania próbek [m], rodzaj gruntu, domieszki, barwa, wilgotność, ilość wałeczkowań, stan, stopień plastyczności i zagęszczenia, zwierciadło wody gruntowej ustabilizowane i nawiercane, kategoria gruntu
- wyróżniamy dwie wysokości zwierciadła wody gruntowej:
a) nawiercane - pomiar w trakcie wykonywania odwiertu
b) ustabilizowane - pomiar po 24h
na podstawie odwiertów powstaje graficzny obraz przekroju geotechnicznego, na którym tworzy się tzw. pakiety o podobnych właściwościach nośnych
*Karta dokumentacyjna otworu:
- rzędna otworu
- geologia, np piasek sandrowy na ile
- przelot warstwy
- głębokość pobrania próbek
- opis gruntów (rodzaj, barwa, domieszki, wilgotność, ilość wałeczkowań, stan, plastyczność, zagęszczenie)
- miejscowość, województwo, gmina
- zleceniodawca
Organoleptyczne metody określania rodzaju gruntu.
Poniższe ‘dywagacje’ są jedynie tytułem wstępu i ogólnej wiedzy, natomiast główna odpowiedź dzieli się na 3 elementy (wałeczkowanie, rozcieranie, rozmakanie).
Rodzaje gruntu + określanie przy pomocy bibuły:
- suchy – sucha bibuła
- mało-wilgotny – bibuła pęcznieje
- wilgotny – plama na bibule
- mokry – po ściśnięciu dłonią wodą wycieka
- nawodniony – po nałożeniu na dłoń woda wycieka przez palce
ZWG – zwierciadło wody gruntowej
- ustabilizowane – pomiar ZWG po 24h
- nawiercone – zlewa się woda zaskórna, nie ma z nią problemu bo można ją usunąć za pomocą odpływów lub wypompować
1 piaski luźne
2 pisaki z darnią
3 piaski gliniaste
1-7 grunty sypkie
>7 skały lite ale miękkie (wapienie, gnejsy)
Badania stopnia zagęszczenia za pomocą sondy ITB-ZW
Sonda posiada zakończenie w postaci krzyżaka. Od niego odbiega żerdź z nasadą zwaną kowadłem. Na nim osadzony jest trzpień, na który nabija się/nakłada bijak/babę. Aby baba nie spadła zastosowano ogranicznik. Na żerdzi wycięta/oznaczona jest skala.
Otrzymujemy obraz z odzwierciedleniem zagęszczenia gruntu na odpowiednich głębokościach.
3-6 luźny
7-18 uderzeń / 10cm – śred. zagęszczony
19-30 zagęszczony
Z wykresu odczytujemy po interpolacji stan zagęszczenia. Zagęszczenie gruntu należy znać na głębokości stopy fundamentowej i trochę pod nią.
Tworzy się przekroje geotechniczne ze skalą skażoną, która przedstawia klika wymiarów w 2 różnych skalach. Na przekroju pakietyzuje się określony rodzaj gruntu.
Po pospółka
Pr piasek gruby
ID stopień zagęszczenia (im większe tym lepiej)
IL stopień plastyczności (im większe tym bardziej plastyczne)
Gruntoznawstwo
- różnoziarnistość gwarantuje lepsze zagęszczenie
- pospółka jest dobrym materiałem budowlanym
- niż – grunty gruboziarniste
- góry – grunty kamieniste
- niekorzystne w budownictwie – równoziarnistość, piasek luźny
Grunty nieskaliste mineralne:
- kamieniste (d>40mm)
- gruboziarniste ( d 2-40mm) – żwiry
- drobnoziarniste (d≤2mm) – piaski
Określanie wilgotności optymalnej i maksymalnej gęstości szkieletu gruntowego
-stopień zagęszczenia – badanie na miejscu
- maksymalna gęstość szkieletu – określana w laboratorium (sprawdzenie czy da się zagęścić grunt)
*wykres zależności gęstości pozornej szkieletu gruntowego od wilgotności gruntu (wykres Proctora)
- 30kg gruntu
- podział na 10 porcji po 3kg
- badanie w różnych warunkach wilgotnościowych
- zwiększamy wilgotność każdej próbki o 1,5-2%
- jeżeli to piasek to można od razu mieszać, jeśli glina to musi leżeć rozdrobniona przez 24h w worku foliowym zamkniętym
-zagęszczamy każdą próbkę z tą samą energią
- nanosimy na wykres (krzywa dzwonowa – wykorzystanie tej zależności przy nasypach)
Metody. Wady cylindra.
- używało się za dużo razy ubijaka
- było to męczące
- zbyt długotrwała czynność
Oznaczanie stanu gruntów spoistych
*stan nie objęty nomogramem:
-stan zwarty – z gruntu nie można uformować kulki
- stan pół zwarty – gdy można uformować kulkę lecz wałeczek pęka przy I próbie wałeczkowania
*wykonujemy wałeczkowanie:
- formujemy wałeczek, następnie kulkę, potem znowu wałeczek i kulkę (aż kulka się rozsypie)
w ten sposób dokonujemy pomiaru plastyczności
- przy jednym wykonaniu wałeczka i kuleczki tracimy 1,25% wody (wilgotności)
- czynimy tak do momentu rozsypania się wałeczka
- dane nanosimy na wykres
- woda – czynnik destrukcyjny
a) metoda wałeczkowania
- określamy rodzaj gruntu spoistego
- wykonanie kulki o Ø 7-8mm, jeśli się uda to jest to grunt spoisty, jeśli nie – piaski drobne, pylaste
- kulkę układamy na środku powierzchni dłoni i poduszeczką kciuka wykonujemy ruchy lekko naciskając, tworząc wałeczek o Ø 3mm
- po pęknięciach poprzecznych, podłużnych i np. połysku określamy kąty spoiste i rodzaj gruntu
b) próba rozcierania
- bierze się szczyptę w palce, palce zamacza się w wodzie
- robimy kulkę pod wodą – pył się wypłucze, pozostaną tylko grubsze frakcje
- jeśli zostanie:
>50% piaszczyste
30-50% frakcja właściwa, np. glina zwięzła
<30% glina pylasta
c) próba rozmakania
- robimy kulkę o Ø 2cm
- umieszczamy w suszarce w temp. 105°C
- na sita o oczkach o Ø 5mm kładziemy kulkę i wszystko umieszczamy pod wodą; czekamy aż kulka rozmięknie i przejdzie przez oczko
-piasek ilasty przeleci natychmiast
0,5-5min – piasek gliniasty mocny
5-60min – glina
1-24h – glina zwięzła
>24h ił
Kategorie gruntów: mamy 16 kategorii, ustawione są w kolejności od najłatwiej do najtrudniej wyrabialnych; pierwsze: piaski czyste (bez kamieni, korzeni), ostatnie: skały lite jest to istotne gdyż pod budowlę trzeba zrobić wykop a jest różnica w cenie i trudności wykonania do kategorii gruntu przyłączona jest cena jednostkowa (za 1 m3) wykopy i nasypu
Innym sposobem badania nośności gruntów jest badanie wskaźnika zagęszczenia (ID)
Przyrząd do badania terenowego (in situ):
Sonda gruntowa - na końcu zaostrzony krzyżak (pod kątem 60st.) lub zaostrzona końcówka stożkowa przykręcona
Wskaźnik zagęszczenia określamy ilością uderzeń baby potrzebną do zagłębienia końcówki na 10 cm w grunt. Im więcej uderzeń tym grunt bardziejzagęszczony.Wyniki sondowania przedstawiamy na wykresie schodkowym
poszczególnych warstw gruntu, który nastepnie uogólnia się. Różne niespodzianki: większe kamienie, korytarze gryzoni. Jeśli stopa fundamentowa wypada w miejscu słabym, to zagęszczamy grunt (płytą wibracyjną) albo wymieniamy na inny (co jest o wiele droższe).
Grunty:
3 uderzenia - bardzo luźny, - ID <0,15
3-6 uderzeń - luźny, - ID 0,15 - 0,33
6-18 uderzeń - średni, - ID 0,33 - 0,67
18-30 uderzeń - zagęszczony - ID 0,67 - 0,85
30-50 uderzeń - bardzo zagęszczony, - ID >0,85
(>50 uderzeń - skała)
Badanie laboratoryjne - na ile da się zagęścić (poziom słaby) przy danej wilgotności i czy go nie wymienić (wymiana w porównaniu z zagęszczeniem droga)
IL - wskaźnik plastyczności określamy dla gruntów plastycznych. Najbardziej destrukcyjna jest woda gdyż osłabia nośność; woda zwiększa swoją objętość kiedy zamarza, rozsadza grunt co powoduje powstawanie dziur, zjawisko to najbardziej odczuwalne jest przy gruntach spoistych.
Metody organoleptyczne oznaczania rodzaju gruntów spoistych:
Metoda wałeczkowania:
-z ok. 7-8 cm3 gruntu formujemy wałeczek o średnicy3 mm na dłoni i powtarzamy; liczymy ilość uzyskanych wałeczków z jednej bryłki gleby (4 wałeczki - z gleby ucieka 5 % wody; im więcej wałeczków tym gorszy
grunt gdyż zawiera więcej wody), wykonujemy 3 próby równolegle; wyniki umieszczamy na wykresie (im IL mniejszy tym nośność gruntu wieksza[powyżej 1to grunt płynny, pow. 0,5 miękko-plastyczny, pow.0,25
-plastyczny, ponizej0,25-twardo-plastyczny])
Metoda rozcierania:
- w wodzie trzymamy gruntów palcach gruntów rozcieramy badana grudkę, jeśli miedzy palcami pozostaje nam piasek, jest to glina piaszczysta, jeśli nie ma piasku to jest to glina pylasta.
Metoda rozmakania:
- kulkę gruntu o średnicy 1,5-2cm suszymy i układamy na sitku średnicy oczek 5mm.
- wkładamy do wody gruntów mierzymy czas ,w którym grudka przeleci przez sitko.
Frakcje gruntów
Frakcja kamienista - >40mm
Frakcja żwirowa - 40>d>20mm
Frakcja piaskowa - 20>d>0,05
Frakcja iłowa - 0,05>d>0,002
Frakcja Pylata - <0,002mm
Grunty
1. gruboziarniste
żwir (Ż)
żwir gliniasty (Żg)
pospółka (Po)
pospółka gliniasta (Pog)
2. drobnoziarniste niespoiste
piasek gruby (Pr)
piasek średni (Ps)
piasek drobny (Pd)
piasek pylasty (PΠ)
3. spoiste
piasek gliniasty
pył piaszczysty
pył
glina piaszczysta
glina
glina pylasta
glina piaszczysta zwięzła f
ił piaszczysty
ił
ił pylasty
Zagęszczenie gruntu (badanie laboratoryjne metodą Proctora) badamy przy jakiej wilgotności grunt da się zagęścić maksymalnie używamy metody Proctora, która opiera się na zasadzie: grunty dobrze zagęszczają się przy pewnych, określonych wilgotnościach . Ustalamy maksymalne zagęszczenie szkieletu gruntowego (oznaczone symbolem Qds (ro ds.)) wyróżniamy 4 metody oznaczenia z czego pierwsza jest najczęściej stosowana i zwana jest normalną: grunt układa się w małym cylindrze o pojemności 1dm3,w trzech warstwach, zagęszczając każdą z nich 25uderzeniami ubijaka lekkiego z wysokości 320mm, co odpowiada pracy zagęszczania 0,6J na 1cm3 gruntu w terenie pobieramy 30kg gruntu i dzielimy na 10 porcji, które różnicujemy pod względem wilgotności (skok 1,5%) tworzymy wykres na którym otrzymujemy krzywą dzwonową (optymalnie), możemy odczytać z niego wilgotność optymalną dla zagęszczania (rzut szczytu wykresu na oś X). Otrzymujemy sucha i mokra gałąź wykresu. Im bardziej płasko przebiega wykres, tym zagęszczenie badanego gruntu wykazuje mniejsza podatność na zmiany wilgotności.
Aby otrzymać odpowiednią wilgotność gruntu należy dodać do niego wodę lub osuszyć:
x= Qds * h(Wopt - Wn)
x - ilość wody w l/m2 nasypu
h - grubość warstwy po zagęszczeniu
Qds- wartość określona metodą Proctora
Wn - wilgotność naturalna
Roboty ziemne
Tu zaliczamy nasypy i wykopy
Zagęszczanie gruntu na nasypie
- warstwami 20-30cm - dla trudniej zagęszczanych
- warstwami 40-60cm - dla łatwiej zagęszczanych
Grunty zagęszczamy różnego rodzaju walcami (np. toczonymi, toczonymi okołkowanymi) przy stosowaniu walców wibracyjnych skuteczność tego zabiegu wzrasta 1,5 raza i możliwe jest zagęszczanie warstw grubszych jeżeli Qds wynosi 2,0g/cm3 oznacza to w praktyce zagęszczenie gruntu do poziomu minimum 1,94g/cm3 (oznacza to, że maksymalne odchylenie od wyniku lab. musi być mniejsze niż 3%) pomiaru wilgotności gruntu dokonujemy za pomocą aparatu Spaady:do cylindra o znanej obj.; wkładamy grunt oraz karbid, zamykamy szczelnie mieszamy i odczytujemy wartość z manometru (którego skala pokazuje jednostki wilgotności - odczyt bezpośredni), jeśli za suchy to podlewamy jeśli za mokry suszymy.
Określanie wilgotności optymalnej gruntu oraz maksymalnej gęstości szkieletu gruntowego.
Wilgotnością optymalną gruntu wopt nazywamy taką wilgotność, przy której grunt daje się najbardziej zagęścić. Parametrem decydującym o jakości zagęszczenia gruntu jest gęstość objętościowa szkieletu gruntowego rd. Zatem wilgotność optymalna to taka wilgotność, przy której gęstość objętościowa szkieletu gruntowego rd jest największa. Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego posłużyć może do wyznaczenia innego bardzo ważnego parametru – wskaźnika zagęszczenia IS, charakteryzującego jakość zagęszczenia gruntu w nasypie. Wskaźnik zagęszczenia IS to stosunek gęstości objętościowej szkieletu gruntowego w nasypie rd do maksymalnej wartości gęstości objętościowej szkieletu gruntowego rds, uzyskanej w warunkach laboratoryjnych. Porównujemy tutaj zagęszczenie gruntu w nasypie do maksymalnego zagęszczenia tego samego gruntu, uzyskanego w warunkach laboratoryjnych. Wartość IS zbliżona do jedności świadczy o dobrej jakości zagęszczenia nasypu.
Wilgotność optymalną wopt i maksymalną gęstość objętościową szkieletu gruntowego rds oznacza się w aparacie Proctora, według metod opracowanych przez Proctora, polegających na ubijaniu kilku warstw gruntu w cylindrze określoną energią. Ważne jest, aby warunki zagęszczenia w aparacie Proctora odpowiadały warunkom zagęszczenia nasypu w skali naturalnej. W tym celu należy wybrać najbardziej odpowiednią metodę zagęszczania gruntu w laboratorium. Polska norma przewiduje cztery metody określania wilgotności optymalnej wopt i maksymalnej gęstości objętościowej szkieletu gruntowego rds w aparacie Proctora.
Zastosowanie wilgotności optymalnej w robotach ziemnych.
Sposoby umocnienia skarp, nasypów i wykopów.
Rodzaj gruntu a nachylenie skarp
Stabilność skarp jest zagadnieniem geotechnicznym. Obecność wody gruntowej i właściwości gruntu odgrywają dużą rolę w stabilności skarpy.
- grunt gliniasty – 2,5 : 1
- grunt gliniasto-plastyczny – 2-3:1
- piasek, żwir – 2:1
- grunt skalisty – 1,5:1
Umacnianie skarp (humusowanie, darniowanie, hydroobsiew, brukowanie…):
- humusowanie - dogęszczenie gruntu, rowkowanie, naniesienie ziemi urodzajnej z jej grabieniem (bronowaniem) i dogęszczeniem
- darniowanie - pokrycie darniną powierzchni korpusu drogowego w taki sposób, aby darnina w sposób trwały związała się z podłożem systemem korzeniowym. (rębem – dla płynących wód, na dnie 3 warstwy darni, na bokach okładana pionowo; w kratę – płaty 20-30cm, u podnóża 2 warstwy pełne z ominięciem spoiny, pełne)
- hydroobsiew - proces obejmujący nanoszenie hydromechaniczne mieszanek siewnych, środków użyźniających i emulsji przeciwerozyjnych w celu umocnienia biologicznego powierzchni gruntu.
- brukowanie – aby wzmocnić bruk można wypełnić szczeliny mchem
- obrukowywanie z narzutem kamiennym
- zastosowanie elementów prefabrykowanych;
- umocnienie biowłókniną;
- umocnienie geosyntetykami;
- płotki faszynowe – palik co 0,5 i wplata się faszyna (gałęzie Wb i Tp)
A) darniowanie pełne – obsiew mieszanką traw
- humusowanie 5-8cm
- zagęszczanie gruntu
- ścięcie nierówności
- hydroobsiew lub sianie z ręki
- gdy nasyp > 4cm to robi się ławeczkę
- niska część zielona i duże ukorzenienie
- 4 paliki na 1 darń = nierealne; 2 reguły 1 palik
- humusowany spód
B) darniowanie w kratę
- 2 warstwy darni
- co 45⁰ i 1m następna darń
- darń przybita 2 palikami
- całość posypana humusem
C) darniowanie rębem
- rąb dachówkowaty
- na skarpach z wodą bieżącą, np. kanały
- przy stopie skarpy największa destrukcja
- wycinamy niszę na gł. 90cm i wkładamy 3 darnie
- mamy grubość podwójnej darni 15cm (na skarpie)
- zabijamy kołkami 80-90cm (ok. 0,5m nad wodę)
-lepsze skarpy mają grubość 30cm na skarpie
D) płotki faszynowe
- wbite paliki na wys. 40cm
- na krzyż włożona faszyna
- woda przeciska się przez szczeliny, zwalnia się odkłada
E) obrukowanie F) obrukowanie z narzutem kamiennym
- na bystrych rzekach z dużą energią
- dajemy narzut kamienny o grubości 1m
- stosujemy kosze z siatki z kamieniami
Umocnienie skarp
- w celu zabezpieczenia przed erozją (możliwość wystąpienia lejów erozyjnych);
a) obsiewanie skarp mieszanką traw
- wykorzystywanie silnych systemów korzeniowych;
- aby nie wysiewać na bezpróchniczny grunt rozkłada się 10-20cm warstwy humusowej; stosuje się siew ciągły;
b) darniowanie w kratę
- stosuje się kratki 30 x 40cm i palikuje się płaty darni;
- kratownica znajduje się między pasami;
- kraty uzupełnia się trawą;
c) darniowanie ciągłe
- wyglądem przypomina ceglany mur; układane pasami z przesunięciem;
d) w miejscach działania wody
- darniowanie pełne i w romb (niżej);
- pasy darni przytwierdzamy palikami
e) płotki faszynowe
- faszyna z palikami (paliki 20-30cm nad faszyną);
f) obrukowanie
- najpierw wycięcie gruntu, który jest później stabilizowany np. cementem
- ułożenie bruku;
g) obrukowanie z narzutem kamiennym
- możliwość wykorzystania geowłókniny;
h) stosuje się także umocnienia prefabrykowane
i) okładzinowanie
- wykonuje się także pomiar wilgotności optymalnej dla danego gruntu
x= Qds * h(Wopt - Wn)
x - ilość wody w l/m2 nasypu
h - grubość warstwy po zagęszczeniu
Qds- wartość określona metodą Proctora
Wn - wilgotność naturalna
Odwodnienie powierzchniowe korpusu drogowego.
* nadawanie odpowiednich spadków (im bardziej szorstka pow. tym większy spadek)
* rowy – przydrożne, stokowe (możliwość rozmycia skarpy przez wodę spływającą po stoku), odprowadzające
*studnia chłonna – przebijanie warstw nieprzepuszczalnych (gliny, gliny zwięzłe, iły) aż do warstwy przepuszczalnej, zanurzanie kręgów betonowych i wpuszczanie w nie filtrów odwrotnych
* zbiorniki i rowy odparowujące
* bystrooki i kaskady – spadek podłużny rowu > 12%
* ścieki
* wodospusty
Odwodnienie wgłębne korpusu drogowego.
* warstwa odsączająca - zapewnia przepuszczenie i odprowadzenie (w kierunku poziomym do wylotu) napływających wód powierzchniowych. W postaci wykopu lub nasypu. (pospółka, żwir, piasek gruby, średni). Znajduje się pod jezdnią i pod poboczami, dalej przechodzi w sączek
* sączek - odprowadzenia wody z warstw nawierzchni drogowej (sączki poprzeczne); odprowadzenie wody z podłoża gruntowego drogi (sączki podłużne)
* warstwa odcinająca – geotekstylia, uniemożliwiająca przenikanie cząstek podłoża do warstw leżących powyżej
Odwodnienie dróg
Wody działające na drogę występują w formie:
– opadów,
– wód podziemnych,
– wód powierzchniowych płynących i stojących.
Woda działa na drogę bardzo szkodliwie, dlatego odwodnienie należy do bardzo ważnych elementów budowy i utrzymania dróg. Odwodnienie dzieli się na powierzchniowe i wgłębne.
1. Odwodnienie powierzchniowe
Odwodnienie powierzchniowe korony drogi uzyskuje się przez nadanie drodze odpowiednich spadków podłużnych i poprzecznych oraz przez rowy otwarte i wodospusty.
Spadki jezdni i poboczy stosuje się według zasady: im bardziej szorstka i nierówna powierzchnia, tym większy powinien być spadek poprzeczny. Na przykład dla nawierzchni twardych ulepszonych stosuje się spadek poprzeczny 3%, dla nawierzchni twardych nieulepszonych 3-5%, dla nawierzchni gruntowych około 5%. Nachylenia skarp ziemnych ze względu na spływ wody powinny być takie, aby odprowadzały szybko wodę, ale nie ulegały erozji; toteż korzystniejsze jest pod tym względem łagodniejsze nachylenie skarp (1:2,1:3).
Zadaniem rowów drogowych jest odprowadzenie wód spływających z nawierzchni, skarp i przyległego terenu poza pas drogowy. W zależności od położenia rowy drogowe dzieli się na:
– rowy przydrożne (rów skarpowy dolny), położone wzdłuż korpusu drogowego, przejmujące wodę z korony drogi, skarp i przyległego terenu;
– rowy odprowadzające, które odprowadzają wodę z rowów przydrożnych poza pas drogowy;
– rowy stokowe (rów skarpowy górny), zbierające wodę ze stoków powyżej pasa drogowego.
Rowy w przekroju poprzecznym mogą mieć kształty: trapezowy, trójkątny, opływowy. Odmianą rowów są ścieki, wykonywane z kamienia, prefabrykatów betonowych itp. elementów. Ścieki stosuje się przy ulicach miejskich, w osiedlach oraz tam, gdzie nie ma miejsca na szerszy rów. Przy drogach leśnych w terenie górskim stosuje się niekiedy ścieki od strony stromego stoku, muru podporowego.
Minimalna głębokość rowów wynosi w gruntach:
– niewysadzinowych - 0,2m;
– wątpliwych - 0,3m;
– wysadzinowych - 0,4m.
Najmniejsze zalecane pochylenie podłużne rowów wynosi:
– 0,2% (wyjątkowo 0,1%), gdy długość rowu nie przekracza 200m;
– 0,5% gdy długość ta jest większa niż 200m.
Największe zalecane pochylenie podlużne nie umocnionych rowów wynosi:
– w gruntach piaszczystych - 1,5%;
– w gruntach piaszczysto-gliniastych, pylastych, gliniastych i ilastych - 2%;
– w gruntach skalistych - 10%.
Największe pochylenie podłużne rowów nie powinno przekraczać w przypadkach umocnienia:
– darniną - 3%;
– faszyną - 4%;
– brukiem na sucho - 6%;
– brukiem na podsypce cementowo-piaskowej z wypełnieniem o spoin zaprawą - 15%.
Jeżeli trzeba stosować pochylenie rowu większe niż dopuszczalne dla danego rodzaju umocnienia, to należy formować dno rowu w kaskadach, między którymi rów ma pochylenie nie większe niż graniczne dla danego umocnienia.
Woda z rowów przydrożnych i ścieków powinna być odprowadzana w pewnych odstępach do zbiorników wodnych (potoków, stawów, zbiorników odparowujących i przeciwpożarowych) lub na teren, jeśli nie zagraża to środowisku leśnemu. Jeśli ilość spływającej wody jest duża – w terenach falistych i górskich, szczególnie gdy rów lub ciek jest długi – należy ustalić odstępy pomiędzy wypustami wody z rowu czy ścieku tak, by nie została przekroczona ich pojemność w warunkach spływu wody po normalnych
deszczach, tzn. takich, jakie zdarzają się raz na 0,5 lub 1 rok.
2. Odwodnienie wgłębne
Odwodnienie wgłębne ma zadanie odprowadzenie wody z korpusu drogowego oraz niedopuszczenie wód podsiąkających z dołu i z boków korpusu drogi. Do wgłębnych urządzeń odwadniających należą:
– warstwy odsączające,
– sączki,
– dreny,
– kanalizacja.
Warstwy odsączające są to warstwy materiału sypkiego, łatwo przepuszczalnego, służące do odprowadzenia wody, która przedostaje się przez nawierzchnię lub podsiąka z podłoża. Grubość warstwy odsączającej zależy od jakości podłoża oraz obciążenia nawierzchni (tab. 4). Warstwa
odsączająca może być ułożona pod całą koroną drogi, wówczas najlepiej spełnia swoje zadanie; może również być ułożona pod samą nawierzchnią, wówczas odprowadzenie wody do rowów następuje przez sączki poprzeczne.
Sączki poprzeczne wykonuje się pod poboczami drogi w odległości około 2-5m w gruntach ciężkich i 4-10m w gruntach lżejszych. Sączki mogą być usytuowane pod kątem prostym do osi drogi przy małych spadkach podłużnych drogi (do około 0,5%) oraz pod kątem 60° do osi drogi przy spadkach większych. Sączek poprzeczny układa się w spadku takim, jak warstwa odsączająca (3-5%); przed połączeniem ze sączkiem spadek warstwy odsączającej zwiększa się do około 12%. Sączki wykonuje się z gruboziarnistego materiału, od góry przykrywa się izolacją (np. z darniny), aby nie był zamulany. Wylot sączka wykonuje się z grubszych warstw kamienia, aby ułatwić wypływ wody. Wylot sączka musi być na wysokości co najmniej 20cm od dna rowu, aby woda z rowu nie zalewała sączka.
Gdy zachodzi potrzeba obniżenia zwierciadła wód gruntowych lub, gdy wymienione sposoby odwodnienia drogi są niewystarczające, stosuje się drenaż.
Drenaż może być założony pod ściekami, pod koroną drogi lub na skarpach, w zależności od potrzeb. Materiałem drenującym mogą być rurki ceramiczne, betonowe lub z tworzyw sztucznych.
Roboty ziemne i odwadniające
Odwodnienie robót ziemnych, drogowych dzieli się na:
a) powierzchniowe
- korona drogi
- skarpa wewnętrzna rowu
- dno rowu
- skarpa zewnętrzna
Rowy
- przydrożne – odprowadzają wodę z drogi
- stokowe – odprowadzenie wody ze stoku
- odprowadzające – odprowadzają wodę ze stoków i dróg
Jeśli nie ma gdzie odprowadzić wody, tworzy się studnie chłonne na gruntach nieprzepuszczalnych. Wykopu dokonujemy do do momentu przebicia warstwy nieprzepuszczalnej i do ok. 40 cm warstwy przepuszczalnej wpuszczamy betonowe kręgi
Od dołu:
- żwir gruby
- żwir mniejszy
- piasek gruby
- piasek średni
- piasek drobny
Zbiornik odprowadzający 6x50m
b) wgłębne – tylko na gruntach spoistych (wysadzinowych) pyły, gliny, gliny zwięzłe
-wysoki podsiąk kapilarny
- wprowadzenie warstwy odsączającej – im gorsze warunki ( zależne od rodzaju gruntu i wysokości lustra wody) tym grubsza warstwa (od 15 do 30cm – grunty dobrze przepuszczalne, np. żwir, piasek średni i drobny)
- sączki co 4-8m, wyprowadzane 20cm nad rowem, w przypadku spadku 60⁰ sączki umieszczane prostopadle; 90⁰ sączki umieszczane wzdłuż kierunku spadku
Kształty poprzeczne rowów
a) trapezowy
- skarpy 1,1x1,5m
- głębokość 40-80cm
- szerokość do 40cm
b) owalne – przy autostradach
- gł. 40-75cm
- szer. 40cm
c) trójkątne
- wykonane przy pomocy równiarki
- węższe niż trapezowe
Roboty odwadniające (odwodnienie korpusu drogowego)
- z konieczności zabezpieczenia przed wodami naporowymi spływu powierzchniowego wykonuje się:
- rowy opaskowe - stokowe
- rowy przydrożne
- a na nasypie rów opaskowy będący jednocześnie rowem przydrożnym od strony wyższej - konieczne jest, aby woda została odprowadzona z rowu (np. do rzeki, kanału, jeziora)
- ławeczka - stosowana, gdy pomiędzy nasypem a rowem odległość jest większa niż 3m, aby zapobiec nanoszeniu materiału przy wysokim stanie wód na drogę.
Odwodnienie wgłębne
- jeśli korona drogi znajduje się na gruntach wysadzinowych (pyły, gliny, gliny zwięzłe, itp.) o wysokiej kapilarności i podsiąku kapilarnym musi być warstwa odsączająca , grunty takie mogą się podnosić nawet o 20cm
- warstwa odsączająca ma 20-35cm i jest zbudowana z dobrze przepuszczalnego piasku, żwiru (nie występuje w nich podsiąk kapilarny)
1. Ciągła warstwa ze spadkiem
2. Sączek 90° od podłóżnej osi jezdni, gdy spadek <0,5% i 60°, gdy spadek >0,5% (sączek powinien być umocniony; wylot sączka powinien znajdować się 20cm nad dnem rowu).
Nawierzchnie
- grubość nawierzchni drogi rzymskiej ViaAppia (zbudowana przed narodzinami Chrystusa) wynosi 90cm (więcej niż dzisiejsze autostrady)
- zasada filtra odwrotnego - warstwy
1. piasek ze żwirem
2. żwir wielkości orzecha włoskiego na zaprawę wapniową
3. kamienie wielkości pięści na zaprawę wapniową
4. kamienie na zaprawę wapniową
- słynna szkoła francuska tłuczniówki (Treseżeta) – dno koryta drogowego wypełniano dużymi kamieniami (podkładowymi 14-18cm), ostrymi krawędziami do góry zasypywano to drobnym grysem(25-60mm) i tłuczniem (6-10cm) , które obecnie zostały zalane asfaltem
- szkoła Mc Adama: mniejsza wytrzymałość od tłuczniówki:
6-10cm – tłuczeń 25-40mm
6-10cm – tłuczeń 40-60mm
12-15cm tłuczeń 60-80mm
- tłuczniówka z niesortu:
8-10cm – tłuczeń40-60mm
16-40cm-kruszywo nieodsiane 0-100mm
- brukowiec
15-20cm brukowiec
2-5cm piasek
- tłuczniowo betonowa
6cm – tłuczeń 25-40mm
5cm – zaprawa cementowa 1:3
5cm – tłuczeń 40-60mm
Systemy:
- powierzchniowy
- korytowy
- powierzchniowo-korytowy
Zasadą jest, że im słabszy materiał, tym grubsza warstwa.
Sytuacja drogowa w lasach:
- zła
- wskaźnik zagęszczenia 2,4m/ha (w Szwajcarii 7-8m/ha -najwięcej); jest on również wskaźnikiem dostępności do powierzchni leśnej; w Bieszczadach wyjątkowo niski;
- brak dróg z odpowiednia nośnością
- ok. 80% to drogi gruntowe (większość z nich to drogi gruntowe naturalne – jak za czasów Piasta - wydzielony pas gruntu, na którym odbywa się ruch, bez spadków, rowów;
- ich jakość zależy od gruntów:
*różnoziarniste – dobrze się zagęszczają;
*równoziarniste – grunty spoiste i piaski
*drobne – najgorzej się zagęszczają;
Drogi gruntowe:
- naturalne (wydzielony pas gruntu)
profilowane (tworzone w lasach; nadawanie spadków, wyrównywanie powierzchni, tworzenie rowów)
wzmocnione - utwardzone – wzmacniane przez stabilizację:
- mechaniczną (nadanie spadków i zagęszczenie powierzchni)
- granulometryczną (stworzenie z istniejącego gruntu mieszanki optymalnej przez dodawanie brakujących frakcji - patrz trójkąt Fereta)
- obciążenie dróg KR-1 (0-12 pojazdów w ciągu dnia; nacisk 10ton na oś), KR-2 (pow.12)
- nierównomiernie użytkowane (sezonowość prac)
Nawierzchnie
- twarde - nieulepszane (tłuczniówki, żwirówki, żużlowe) – LP twarde - ulepszane (tłucznie z warstwą bitumiczną smołową albo asfaltową)
Stabilizacja przy pomocy środków wiążących, środki te (wapno, cement, popioły lotne) posiadają
właściwości żelowania - otaczania cząstek gruntu
wapno (8-15%) i popioły (12-14%) lotne; nadają się do stabilizacji gruntów spoistych
- cement (4-12%) stabilizuje grunty sypkie (piaski – oprócz pylastych i drobnych równoziarnistych); dla piasku grubego 4%, a dla piasków gliniastych - 12%.
- wytrzymałość na ściskanie dróg stabilizowanych wapnem może być w dłuższym okresie większa niż stabilizowanych cementem.
Badania powykonawcze
1. Określenie geometrii drogi
- ocena łuków
- ocena parametrów szerokości nawierzchni, pobocza (różnica 5-10 cm dopuszczalna)
- ocena równości nawierzchni (głównie twardych nieulepszonych; ulepszone asfaltem 3cm odchyłki; sprawdzenie 4m łatą)
- ocena nośności nawierzchni (za pomocą VSS)
VSS działa na zasadzie siłownika hydraulicznego.
Posiada płytkę o określonej średnicy: 16cm – do badania podłoża i warstw konstrukcji nawierzchni
oraz 30cm do badania modułu odkształcenia na skończonej powierzchni.
Moduł odkształcenia - iloczyn stosunku przyrostu obciążenia jednostkowego Δp do przyrostu odkształcenia ΔS przez średnicę płytki obciążającej D (16lub 30cm):
mε = Δp/Δs * d [MPa]
Zakres obciążeń jednostkowych:
0,15-0,05 - dla podłoża
0,25-0,15 - dla podbudowy
0,35-0,25 - dla nawierzchni
Kryteria dostatecznej nośności podłoża oraz poszczególnych warstw nawierzchni w najniekorzystniejszych warunkach:
Mε ≥ 15 MPa - dla podłoża naturalnego
Mε ≥ 40 MPa - dla dolnej warstwy podbudowy lub ulepszonego podłoża
Mε ≥ 1000 MPa - dla górnej warstwy podbudowy
Kryteria dostatecznej nośności nawierzchni w najniekorzystniejszych warunkach:
przy ruchu lekkim Mε= 100-130 MPa
przy ruchu średnim Mε = 130-200 MPa
przy ruchu ciężkim Mε = 200-300 MPa
przy ruch b. ciężkim Mε pow. 400 MPa
Geokrata i geowłókniną należą do geotekstyliow
Geowłóknina - osnowa z polietylenu lub polipropylenu, a następnie wyplot (podobne do worków sizalowych). Całość jest runowana jednostronnie (runo zatrzymuje części ilaste). Woda jest przepuszczana w obydwie strony. Jedna warstwa geowłókniny potrafi podnieść Me o 20% - zwiększa nośność. Geokrata - wyglądem przypomina plaster miodu. Wysokość 5-20cm (na drogi leśne 10cm). Najpierw wykonuje się koryto, na dnie którego umieszcza się geowłókninę. Na nią kładzie się geokratę i się ja palikuje. Wszystko zasypuje się dobrze zagęszczającym się gruntem (np. pospółka) z nadkładem (po zagęszczeniu min. połowa wysokości geokraty). Ważne dobre zagęszczenie. Trwałość 400lat.
Wykorzystanie:
dreny odcięcie napływu wody
zabezpieczenie przed podsiąkaniem
materace geowłókninowo-gruntowe
umocnienie zboczy
tworzenie pionowych nasypów
Nawierzchnie z żerdzi i faszyny
głównie na gruntach organicznych, podmokłych, wysadzi nowych; składa się z wałków, krawężników, tępych klamr, na powierzchni piasek z pospółką (ok.5cm) zagęszczamy na torfach o miąższości powyżej 1 m stosujemy nawierzchnie z faszyny z kołkami wzmacniającymi
Rodzaje nawierzchni drogowych.
Nawierzchnie drogowe
Podstawowe rodzaje nawierzchni drogowych:
• Nawierzchnia gruntowa nieulepszona – nawierzchnia wykonana z gruntu rodzimego o odporności na działanie ruchu ograniczonej właściwościami gruntu i przez wpływy atmosferyczne;
• Nawierzchnia gruntowa ulepszona – nawierzchnia wykonana z gruntu ulepszonego mechanicznie lub chemicznie (szerzej na wykładach);
• Nawierzchnia twarda nieulepszona – nawierzchnia odporna na działanie ruchu i wpływów atmosferycznych, nieprzystosowana do szybkiego ruchu samochodowego (nawierzchnie brukowane tzw. kociełby, tłuczniowe, z elementów prefabrykowanych, żużlowe, żwirowe, z łupka przywęglowego itp.).
• Nawierzchnia twarda ulepszona – nawierzchnia odporna na działanie ruchu i wpływów atmosferycznych z warstwą ścieralną przystosowaną do szybkiego ruchu samochodowego (nawierzchnie bitumiczne, betonowe, kostkowe, klinkierowe).
Wybór rodzaju zastosowanej nawierzchni drogowej zależy od: przeznaczenia drogi, wielkości środków finansowych przeznaczonych na inwestycję, dostępności poszczególnych materiałów na danym terenie (żwirownia, wytwórnia mas bitumicznych, cementownia itp.), innych przyczyn.
Nawierzchnie “cierpią” od przenoszonego ruchu samochodowego.
Jego efektem są zniszczenia nawierzchni.
Dla nawierzchni najważniejsze są:
• Obciążenia osi pojazdów – im większe tym gorzej. Działa tu tzw. prawo 4 potęgi. A więc jedno przejście osi 10 tonowej (samochód ciężarowy) jest równoważne prawie 25000 przejść osi 0,8 tony (samochód osobowy). A zatem to nie samochody osobowe niszczą nawierzchnie.
• Liczba pojazdów czyli natężenie ruchu – na każdym odcinku drogi można zmierzyć liczbę pojazdów przejeżdżających w ciągu doby (im więcej tym gorzej). Żywotność czyli trwałość nawierzchni obliczana jest właśnie według natężenia ruchu pojazdów ciężarowych liczonych przez np. 20 lat. Według tej liczby osi projektuje się grubości poszczególnych warstw nawierzchni, tak, aby wytrzymała taki ruch przez tyle lat.
• Prędkość pojazdów ciężarowych – im mniejsza tym gorzej. Każdy chyba widział koleiny na podjazdach pod górę. Tam samochody ciężarowe jadą najwolniej, co działa katastrofalnie na nawierzchnie.
Sposoby umieszczania nawierzchni
Schematy typowych profili nawierzchni drogowych
• Korytowy – odwodnieninie nawierzchni, spadki poprzeczne jezdni, pobocza, dna koryta ziemnego
• Półkorytowy – posiada pobocze częściowo utwardzone materiałem nawierzchni
• Powierzchniowy – najczęściej stosowany
…pozostałe informacje z tej tematyki…
Prawodawstwo
• Ustawa z dnia 21.03.1985r. (tekst pierwotny: Dz.U. 1985r. Nr 14 poz. 60; tekst jednolity: Dz.U. 2000r. Nr 71 poz. 838; tekst jednolity: Dz.U. 2004r. Nr 204 poz. 2086; tekst jednolity: Dz.U. 2007r. Nr 19 poz. 115) „O drogach publicznych” określa podział administracyjny dróg publicznych oraz organy kompetentne w zakresie ich budowy i utrzymania.
• Wg tej ustawy droga publiczna to droga, z której może korzystać każdy użytkownik zgodnie z jej przeznaczeniem z ograniczeniami i wyjątkami określonymi w ustawie lub innych przepisach szczegółowych.
Drogi publiczne ustawa dzieli m.in. na drogi: krajowe, wojewódzkie, powiatowe, gminne.
Drogi ze względu na stan prawny podzielić można na:
1. Drogi ogólnodostępne: drogi publiczne i drogi wewnętrzne;
2. Drogi wewnątrzzakładowe.
Definicje, klasyfikacje
• Droga leśna – wydzielony pas terenu, przeznaczony do ruchu lub postoju pojazdów oraz ruchu pieszych, wraz z leżącymi w ciągu drogi mijankami, składnicami przyzrębowymi oraz technicznymi
urządzeniami służącymi organizacji i zabezpieczeniu ruchu oraz technologii prac leśnych.
• Drogami leśnymi zarządzają nadleśnictwa lub inne jednostki organizacyjne lasów państwowych (zespoły składnic, ośrodki transportu leśnego itp.) zajmujące się budową, modernizacją, ochroną i utrzymaniem dróg leśnych.
Ze względu na warunki techniczne budowy spotkać się można z następującym podziałem:
L-I – drogi leśne, które projektowano na zasadach określonych dla dróg publicznych;
L-II – drogi leśne budowane w każdych warunkach terenowych, z wyjątkiem stoków górskich;
L-III – drogi leśne tzw. stokowe budowane na stokach górskich.
Klasyfikacje
Według funkcji udostępnienia drzewostanów wyróżnia się:
• Drogi główne, na których skupiają się potoki ładunków z całego obszaru transportowego lub ze znacznej jego części, trasy tych dróg zapewniają połączenie obszaru transportowego z miejscami docelowymi transportu drewna (składnicami przykolejowymi, zakładami przemysłu drzewnego itd.), bezpośrednio lub za pośrednictwem sieci dróg publicznych oraz połączenie z drogami bocznymi;
• Drogi leśne boczne, które udostępniają część obszaru transportowego i łączą się z drogą główną oraz zapewniają właściwe połączenie ze szlakami zrywkowymi;
• Drogi technologiczne, do których zrywane jest drewno i przy których usytuowane są składnice przyzrębowe; w terenach równinnych i falistych, o regularnej siatce podziału powierzchniowego, drogą technologiczną jest na ogół co druga linia gospodarcza (ostępowa); w terenach górskich i podgórskich każda droga jest drogą technologiczną.
Według sposobu wykonania konstrukcji nawierzchni wyróżnia się:
1. Drogi gruntowe:
• naturalne o wydzielonym dla ruchu pasie gruntu bez robót ulepszających ich stan techniczny;
• profilowane (wyrównane) nieulepszone, o odpowiednim przekroju podłużnym i poprzecznym zapewniającym prawidłowe odwodnienie korpusu drogowego (m.in. rowy przydrożne);
• ulepszone - stabilizowane mechanicznie i/lub chemicznie z gruntu rodzimego (in-situ) lub dowiezionego (ex-situ) z jednoczesnym wykonaniem odpowiedniego profilu podłużnego i poprzecznego.
2. Drogi o nawierzchni twardej:
• twarde nieulepszone (bruk, tłuczeń, elementy prefabrykowane, żużel, żwir);
• twarde ulepszone (beton, kostka, bitum).
• Pas drogowy – jest to szerokość terenu zajętego przez wszystkie urządzenia drogowe plus dwa pasy ochronne po obu stronach drogi, pas ochronny odgranicza drogę od przyległych terenów.
• Torowisko drogowe – pas terenu, na którym wykonane są roboty ziemne kształtujące drogę (korpus drogowy plus rowy ze skarpami zewnętrznymi).
• Korpus drogowy – pas ograniczony z boków granicą skarp nasypów i wewnętrznych skarp rowu.
• Korona drogi – to część korpusu drogowego ograniczona górnymi
krawędziami skarp, obejmuje jezdnię i pobocza.
• Jezdnia – to część korony drogi przeznaczona dla ruchu kołowego.
• Nawierzchnia – jest to warstwa lub zespół warstw ułożonych w obrębie jezdni (najczęściej w korycie ziemnym) w celu zabezpieczenia pojazdom dogodnych warunków ruchu.
• Koryto ziemne – wykonane w górnej części korpusu drogowego w celu ułożenia w nim nawierzchni drogi.
• Pobocze – jest to umocniona część pasa drogowego przeznaczona dla ruchu pieszych lub postoju pojazdów.
• Skarpy – to odpowiednio uformowane powierzchnie gruntu nasypanego lub odkrytego przez wykop.
• Mijanka – poszerzenie jezdni na odpowiedniej długości (w war. leśnych min. 23m), służące wymijaniu się dwóch pojazdów na drodze jednokierunkowej (?).
• Skrzyżowanie – przecięcie, połączenie lub rozwidlenie dróg, łącznie z powierzchniami utworzonymi przez takie przecięcia, połączenia czy rozwidlenia.
• Konstrukcja nawierzchni – układ warstw nawierzchni wraz ze sposobem ich połączenia.
• Warstwa ścieralna – wierzchnia warstwa nawierzchni poddana bezpośredniemu oddziaływaniu ruchu i czynników atmosferycznych.
• Podbudowa – dolna część nawierzchni służąca do przenoszenia obciążeń od ruchu na podłoże; w przypadku wzmacniania istniejącą nawierzchnię uważa się za podbudowę.
• Podłoże drogowe naturalne – grunt rodzimy lub nasypowy leżący pod nawierzchnią do głębokości przemarzania lub do głębokości, na której występują naprężenia równe 10% naprężeń istniejących na styku podłoża z nawierzchnią.
• Podłoże drogowe ulepszone – wierzchnia warstwa podłoża wykonana z gruntu lub materiału spełniającego wymagania dotyczące podłoża niewysadzinowego.
• Skrajnia drogowa – obrys w przekroju poprzeczno-pionowym drogi, ograniczający wymiary przemieszczającego się po niej taboru lub ładunku; ograniczenie przestrzeni wolnej od wszelkich przeszkód dla ruchu pojazdów ponad pasem jezdni.
• nawierzchnię gruntową lub utwardzoną o nośności co najmniej 10 ton i nacisku na oś 5 ton,
• promienie na zjazdach co najmniej 11m,
• odstęp między koronami drzew o szerokości co najmniej 6m, zachowany do wysokości 4m od nawierzchni jezdni,
• jezdnię o szerokości co najmniej 3m,
• plac manewrowy o wymiarach co najmniej 20 x 20m w przypadku drogi bez przejazdu,
• mijanki o szerokości co najmniej 3m i długości 23m, położone w odległości nie większej niż 300m od siebie, z zapewnieniem z nich wzajemnej widoczności.
Odległość pomiędzy dowolnym punktem a drogą o ww. kryteriach to maks.:
- 750m dla lasów zaliczonych do I kat. zagrożenia pożarowego,
- 1500m dla lasów zaliczonych do II lub III kat. zagrożenia pożarowego.
Rodzaje projektów dróg leśnych
Zależnie od dokładności i stopnia szczegółowości projektu, stosuje się:
• projekt techniczny - szczegółowy,
• projekt techniczny - skrócony,
• projekt techniczny - uproszczony.
1. Projekt techniczny szczegółowy opracowuje się w przypadku projektowania dróg leśnych w skomplikowanych warunkach realizacji, gdy:
• ukształtowanie terenu wskazuje na konieczność stosowania dużych przekopów i nasypów, istnieje zagrożenie powstawania usuwisk, itd.,
• trasa drogowa musi być usytuowana w wąskich dolinach potoków i w zasięgu ich niszczącej działalności,
• odwodnienie korpusu drogowego w terenach równinnych – bezodpływowych wymaga dokładnego określania rzędnych dna rowów.
2. Projekt techniczny skrócony opracowuje się w przypadku projektowania dróg leśnych w normalnych lub łatwych warunkach realizacji, gdy:
• nie są przewidziane większe roboty ziemne,
• warunki terenowe pozwalają na wykonanie odwodnienia drogi bez większych trudności,
• nie zachodzą okoliczności uzasadniające opracowanie projektu technicznego - szczegółowego.
3. Projekt techniczny uproszczony opracowuje się dla gruntowych dróg stokowych, za wyjątkiem odcinków na skomplikowanych przekroczeniach jarów i potoków, dla których opracowuje się projekty techniczne – szczegółowe.
Gromadzenie danych o inwestycji
Źródła informacji o terenie:
• materiały kartograficzne (mapy sytuacyjno-wysokościowe);
• pomiary terenowe – niwelacja profilami (niwelacja obiektu liniowego);
• materiały kartograficzne uzupełnione pomiarami terenowymi.
Nawierzchnie leśne
- nawierzchnia gruntowa naturalna - nawierzchnia wykonana z gruntu rodzimego o odporności na działanie ruchu ograniczonej właściwościami rodzimego gruntu i wpływami atmosferycznymi, na drogach leśnych może być to droga gruntowa naturalna i gruntowa profilowana.
- nawierzchnia gruntowa ulepszona - nawierzchnia wykonana z gruntu ulepszonego mechanicznie lub chemicznie.
- nawierzchnia twarda nieulepszona - nawierzchnia odporna w dużym stopniu na działanie ruchu i wpływów atmosferycznych, nie przystosowana do szybkiego ruchu samochodowego, (nawierzchnie tłuczniowe, żwirowe, żużlowe)
- nawierzchnia twarda ulepszona - nawierzchnia odporna na działanie ruchu i wpływów atmosferycznych z górną warstwą ścieralną zamykającą, przystosowana do szybkiego ruchu samochodowego (nawierzchnie bitumiczne, betonowe itp.).
Podział dróg:
* gruntowe – nawierzchnia gruntowa
-naturalna
-profilowane
-wzmocnione
* drogi twarde nieulepszone
-tłuczniowe
-brukowcowe
-kostkowe
* drogi twarde ulepszone
-asfaltowe
-smołówki
* drogi z geotekstyliów
-tłuczniówka z misortu
Sposoby stabilizacji gruntów.
Stabilizacja - rodzaje
• Stabilizacja mechaniczna – proces technologiczny, polegający na odpowiednim zagęszczeniu w optymalnej wilgotności kruszywa o właściwie dobranym uziarnieniu (mieszanka optymalna).
• Stabilizacja granulometryczna (doziarnianie). Obecnie rzadko stosowana metoda polegająca na laboratoryjnym dobraniu odpowiedniego składu mieszanki optymalnej dostosowanej
do rodzaju podłoża gruntowego, zmieszaniu gruntu rodzimego z doziarniającym, wyprofilowaniu i zagęszczeniu mieszanki.
• Stabilizacja chemiczna (spoiwami) – stabilizacja podłoża spoiwami polega na zagęszczeniu spoiwa (cement, wapno, popioły lotne, żywice, polimery i inne) wymieszanego z gruntem (mieszanka optymalna) przy odpowiedniej wilgotności (wilgotność optymalna).
Stabilizacja granulometryczna (doziarnianie)
* laboratoryjne dobranie odpowiedniego składu mieszanki optymalnej dostosowanej do rodzaju podłoża gruntowego,
* zmieszanie gruntu rodzimego z doziarniającym,
* wyprofilowanie i zagęszczenie mieszanki.
Wymiana gruntów - wymiana warstwy gruntu podłoża nawierzchni na warstwę gruntu niewysadzinowego. Najczęściej grubość w granicach od 15 cm do 30 cm.
Stabilizacja podłoża spoiwami – zagęszczenie jednej lub dwóch warstw mieszanki spoiwa (cement, wapno, popioły lotne), gruntu i wody, która po osiągnięciu właściwej wytrzymałości na ściskanie, może stanowić fragment nośnej części nawierzchni drogowej.
Grubość warstwy stabilizowanej spoiwami zależy od rodzaju podłoża:
* na podłożu o grupie nośności G2, G3: 10 cm warstwy stabilizowanej o Rm=1,5 MPa,
* na podłożu o grupie nośności G4: 15 cm warstwy stabilizowanej o Rm=1,5 MPa.
Wzmocnienie podłoża geowłókniną lub geotkaniną
* funkcja separacyjna – bariera między podłożem a warstwą podbudowy – utrzymanie nośności
* funkcja wzmacniająca – przenosznie dużych sił rozciągających przy małym wydłużeniu
- geokrata - zwiększona nośność odporność na deformacje
Stabilizacja granulometryczna
polega na doborze opt mieszanki i zagęszczeniu jej przy opt wilg. celem jest dobór odp uziarnienia i dost ilości lepiszcza. Fr żwirowa i piaskowa są szkieletem, pył jest wypełniaczem, a ił lepiszczem. Uziarnienie dob na podst trójkąta Fereta; miesz drobnoziarnist tylko dla drug o małym nat ruchu, żwirowe tam gdzie nat większe i mogą być przykrywane dywanikami bitum.
Stabilizacja cementem
nadają się gr sypkie najlepiej o skł zbl do mieszanki opt. grunty spoiste należy najpierw potraktować wapnem. Gr do tej stab nie mogą mieć więcej niż 2% cz org a pH>4. Jest to stab dla II kat, spełnia rolę podbudowy naw bitum, żwirową i tłuczniową. Jeśli jako samodzielna naw to zaleca się przykrycie cienka warstwą bit lub żwirem. Charakteryzuje się dużą nośnością i wytrz na rozć, odporny na wysadziny i przełomy, koszty mniejsze niż z tłucznia. Wada to duże zap cementu (6-12% więcej gdy drobniejsze fr), konieczność zamykania ruchu i szybkiego przykrywania podbudowy.
Stabilizacja wapnem
powoduje trwałą zmianę str gr . następuje wymiana jonowa między oraz koagulacja. Dla gr spoistych łącznie z bardzo spoistymi iłami, żwirami gliniastymi i pospółkami gliniastymi. Do 10% zw org i humusu (zdarcie), stab do 0.15m. stab wapnem palonym mielonym (CaO), wapnem hydratyzowanym, w hydraulicznym i mlekiem wapiennym. Stabilizacja ta może być podb pod naw żwirowe, żużlowe, tłuczniowe, umocnieniem podłoża drogowego i przerwaniem podsiąkania wody. Jest warstwą nośną drug o małym ruchu, przygotowaniem do stab innymi sposób, ulepszeniem gr i wykorzystaniem go na nasypy.
Stabilizacja bitumitem
jako podb pod naw dla średniego ruchu
zalety: dla wsz gr, grunty te będą niewrażliwe na działanie wody i mrozu. Może być jakiś czas bez przykrycia i do bezp wykorz po wykonaniu. Wada: duże zużycie lepiszcza i duża plastyczność przy błedach, wymaga specjalnych mieszarek. Dla dużego zróżnicowania uziar o fr iłowej 2-15%. Gr sypkie na gorąco lub asfaltem płynnym, spoiste smołami upłynnionymi lub emulsjami asfalt.
Stabilizacja termiczna
- bardzo duże koszty rozgrzania ziaren
- naturalna na Syberii (jak przymrozi) d) termiczna
- bardzo duże koszty rozgrzania ziaren
- naturalna na Syberii (jak przymrozi)
Stabilizacja mechaniczna gruntów.
proces technologiczny, polegający na odpowiednim zagęszczeniu w optymalnej wilgotności kruszywa o właściwie dobranym uziarnieniu (mieszanka optymalna)
- dogęszczanie gruntu w warunkach wilgotności optymalnej
- najczęściej stosowana w leśnictwie
- osuszenie nawierzchni przez wykonanie rowków odwadniających
- użycie równiarki i walca
- ścięcie brewek przez równiarkę i nadanie spadków (im bardziej spoisty grunt, tym większy spadek 8-12%, przy gruntach sypkich ok. 6%)
- obligatoryjnie mijanki
- min. szer. drogi 3m
- daszkowy spadek poprzeczny
Stabilizacja granulometryczna gruntów.
(doziarnianie, fizyko-chemiczna) *trójkąt Fereza
- laboratoryjne dobranie składu mieszanki optymalnej dostosowanej do rodzaju podłoża gruntowego, zmieszanie gruntu rodzimego z doziarniającym, wyprofilowanie i zagęszczenie mieszanki
Stabilizacja gruntów materiałami wiążącymi.
= chemiczna (przy pomocy środków wiążących, spoiwami)
spoiwa: cement, wapno, popioły lotne, żywice, polimery
* cementy: [grunty sypkie, niespoiste, piasek (nawet gliniasty)]
- hutnicze
- portlandzkie 4,5-12%
stabilizowany grunt nie jest betonem, nie posiada również jego właściwości fizycznych
ilość dodawanego cementu:
- pospółka 4-5%
- piaski grube 6-8%
- piaski średnie 7-10%
- piasek drobny, pylasty >10%
humus osłabia wiązanie się cementu
*wapna: [dla gruntów spoistych]
-hydrauliczne
-wiążące tlen
*popiły lotne: [gliny, gliny piaszczyste; do iłu NIE!]
- z węgla brunatnego
- gdy jest mało wapna popiół się nie nadaje
- praktycznie się ich nie stosuje (jest ich mało); zużywa się je w budownictwie jako „kramzyt”
*żywice
-bardzo skuteczne ale drogie (technologia wojskowa)
- z żywicy odparowuje rozpuszczalnik, następnie staje się bardzo twarda
Nawierzchnie tłuczniowe.
Nawierzchnie z faszyny.
Nawierzchnie z żerdzi.
Zastosowanie geosyntetyków w budownictwie drogowym.
Geosyntetyki w budownictwie drogowym
- geowłóknina i geotkanina
* funkcja separacyjna – bariera między podłożem a warstwą podbudowy – utrzymanie nośności
* funkcja wzmacniająca – przenoszenie dużych sił rozciągających przy małym wydłużeniu
* przepuszcza wodę, ale nie pozwala wypłukać najdrobniejszych frakcji
* rozkładamy na warstwę odsączającą piasku o miąższości ok. 12cm (po zagęszczeniu), na niej napinamy geokratę, zasypujemy to materiałem dobrze zagęszczającym się tak żeby po zagęszczeniu wypełniał 8-10cm pow.
- geokrata - zbudowana z kilkudziesięciu taśm z tworzywa połączonych w taki sposób, żęe przypominają strukturą plaster miodu. Komórki geokraty wypełniane są kruszywem, co sprawia, że uzyskana konstrukcja stanowi formę zazbrojenia powierzchni gruntu rodzimego o zwiększonej nośności i odporności na deformację.
Zalety:
- redukcja grubości konstrukcji – eliminacja głębokiej wymiany gruntu;
- zwiększenie odporności materiałów wypełniających geokratę na ścinanie w wyniku ich zamknięcia, ograniczenia i znacznego zagęszczenia wewnątrz komórek;
- zmniejszenie osiadania spowodowanego naturalnym zagęszczeniem oraz ograniczenie bocznych przesunięć kruszywa wypełniającego geokratę;
- w przypadku gruntów o niskiej nośności zastosowanie geokraty i geowłókniny w sposób zdecydowany poprawia wytrzymałość drogi.
Nawierzchnie z geokraty na geowłókninie.
Geokrata na geowłókninie
- nadaje się nawet na powierzchnie bagienne
- z polietylenu (geowłóknina)
- bezpośrednio na geowłókninie układa się geokratę o dł 6,5m i szer 3,5m, wys. 10cm
- geokrata – polietylen PEHD – polietylen twardego zgniotu
- geowłóknina jest przepuszczalna dla wody, ale zatrzymuje część pyłu, iłu, itp. (nie tracimy tych frakcji)
- geokratę wypełnia się pospółką, częściami ziemistymi, iłem, piaskiem ,itp.
- zasypujemy z nadkładem 4-5cm pospółki
- mamy naprężenie i usztywnienie geokraty
- nacisk na drogę 100Mpa (obecnie 60Mpa)
- konserwacja polega na uzupełnianiu nadkładu 4-5cm pospółki (!nie wolno jeździć na „gołej”/ niezabezpieczonej geokracie bo się zgniecie)
- na stokach kładziemy jedną geokratę na drugą
- geosyntetyki (geomembrany) PEHD – nieprzepuszczalne
- jest też geowłóknina bez runa, i z runem
- spajanie termiczne
- warstwa filtracyjna
- warstwa separacyjno-filtracyjna wzmacniająca =geokrata + 2 geowłókniny
- warstwa odsączająca wykonana metodą kubełkową (jak wytłaczanka)
[To raczej nie dotyczy tej tematyki
*drogi pasmowe
- 2 pasma tylko pod koła
- płyty JUMBO, które można zdjąć
- pod spód pospółka (10cm)]
Budowle służące do piętrzenia wód.
Urządzenia piętrzące
1. Zastawka
- służy regulacji poziomu wody gruntowej
- stosowana na siedliskach Ol, OIJ - tam, gdzie zastosowano system rowów otwartych
- budowa ścianka szczelna, odrzwia z wnękami do zakładania brusów, próg (szandory), zastrzały
- brusy są wbijane głęboko, przez warstwę przepuszczalną do warstwy nieprzepuszczalnej (w innym przypadku byłyby podmywane i zniszczone)
- ścianka szczelna jest zbudowana z pali kierujących, listw, między które wkłada się brusy i pobiją (w środku brus rozpierający - do całkowitego uszczelnienia)
- wyróżniamy brusy: klinowe oraz z wpustem i piórem - prostokątne i trapezowe
- ponur - część rowu przed spiętrzeniami
- poszur - część rowu za spiętrzeniem wysokość spiętrzonej wody do 60 cm
2. Jaz (o stałym korpusie)
- budowa: skrzydła wlotowe, korpus, szykana (próg, w który uderza rozpędzona woda), poszur betonowy, ścianka szczelna, umocnienie ponuru, szczeliny dylatacyjne (beton ma tendencje do pękania, więc kontrolujemy ten proces tą szczeliną)
- wysokość spiętrzonej wody 60-250 cm, powyżej mówimy o tamie
- jaz jest elementem sieci meliorowanych łąk tam są także jazy o ruchomym korpusie (zamykanym od góry, bądź od dołu)
3. Przepusty rurowe - np. pod drogami (?chyba raczej jakiś błąd?)
4. Mnich
- służy do piętrzenia wody na stawach, zbiornikach wodnych
- składa się z stojaka i leżaka (typowy przepust rurowy), poza tym występuje grobla, pomost
- mnich oszczędza materiał na zabudowę (zastawka byłaby ogromna)
Budowle piętrzące (zastawka, jaz, mnich):
- zastawka - pietrzenie nie > 50-60 cm. Całość tez wykonana jest na ścianie szczelnej. Na brzegu rowu wbite są 2 pale sterujące. Na to założony jest próg ruchomy zbudowany z desek tzw. szandorów. Zastawka budowana jest na rowach. Nad szandorami jest pomost aby można było tam wejść i móc regulować ilości szandorów. Dojście do budowli piętrzącej nazywa się ponurem a poza budowla piętrząca jest to poszur (płytki gdzie płynie woda) ponur jest głęboki. Poszur płytki tu woda szybko płynie, więc dno musi być umocnione tzw. szykaną. Może on być betonowy lub brukowy a ponur np. wyłożony darnią
- jaz – pietrzenie 1,5m i > min 1m. Jazy są na ciekach naturalnych i kanałach. Mogą być stałe lub ruchome. Jaz stały z pietrzeniem stałym nie jest regulowany. Tu jest cz. Poszurowa, próg zw. Korpusem i szykana.
- mnich - specjalistyczna konstrukcja w miejscach np. piętrzenia groblowego ( np. przez stawy przepływa strumień). Mnich zbudowany jest ze stojaka i leżaka. Na stojaku jest jakby rura betonowa, która z jednej strony jest użebrowana aby można było wprowadzić szandory.
- tamy
Budowle piętrzące
Zastawka piętrzenie nie większe niż 50-60 cm. Całość też wykonana jest na ścianie szczelnej. Na brzegu rowu wbite są 2 pale sterujące. Na to założony jest próg ruchomy zbudowany z desek tzw. szandorów. Zastawka budowana jest na rowach. Nad szandorami jest pomost aby można było tam wejść i móc regulować ilości szandorów. Dojście do budowli piętrzącej nazywa się ponurem a poza budowla piętrzącą jest to poszur (płytki gdzie płynie woda) ponur jest głęboki. Poszur płytki tu woda szybko płynie, więc dno musi być umocnione tzw. szykaną. Może on być betonowy lub brukowy a ponur np. wyłożony darnią;
Jazy – piętrzenie nie mniejsze jak 1m. Jazy są na ciekach naturalnych i kanałach. Mogą być stałe lub ruchome. Jaz stały z piętrzeniem stałym nie jest regulowany. Tu jest część poszurowa, próg zwalniający. Korpus i szykana. Przepuszczanie może być dolne lub górne. Brak tu szandorów.
Mnich to specjalistyczna konstrukcja w miejscach np. piętrzenia groblowego ( np. przez stawy przepływa strumień i tam buduje się mnich).
Mnich zbudowany jest ze stojaka i leżaka. Na stojaku jest jakby rura betonowa, która z jednej strony jest użebrowana, aby można było wprowadzić szandory. Również jest pomost.
W ponurze woda płynie wolno gdyż jest głęboka. Szykana to taka mała zastawka w ponurze, by wyhamować prędkość wody.
Konstrukcja i zastosowanie zastawki.
- piętrzenie wody w rowach
- cofka – linia paraboliczna
- woda napływająca wcześniej się piętrzy
- piętrzenie 60-80cm
* budowa:
- ścianka szczelna*
- odrzwia do zakładania brusów
- próg
- zastrzały
- brusy
- szandory (urządzenie piętrzące)
- prowadnica
- *ścianka szczelna zapewnia trwałość
- spory nacisk hydrostatyczny
*ścianka szczelna:
- brusy klinowe
- kleszcze dolne i górne
- pale kierujące
- stosuje się na blokach do przepustu
- składa się brus przy brusie; zaostrzone; powodują uszczelnienie zastawki
- brus klinowy powinien popychać i uszczelniać ścianę
- głębokość ścianki 30-50cm w gruncie nieprzepuszczalnym
Konstrukcja i zastosowanie mnicha.
mnich typowy w grobli
- stosowany na stawach, zbiornikach zaporowych (tam gdzie zbiornik jest sztucznie tworzony)
- piętrzenie 4-5m głębokości
- !obligatoryjnie obwałowanie
- 2 części mnicha: leżak i stojak
- kształt litery „L”
*budowa:
- stojak żelbetonowy
- leżak z elementów prefabrykowanych
- podłoże z betonu dozbrojonego
- okładzina z gliny
- prowadnice do zamknięć
- krawężniki; grobla
- w celowniki wkłada się szandory i zaostrzone haki
- woda wlewa się nad szandorem a odpływa leżakiem
- leżak = przepust rurowy
- musi być warstwa gruntu niewysadzinowego
(stabilizacja betonem; piasek średni, gruby)
- musi być grunt przepuszczalny
Konstrukcja i zastosowanie jazu.
- zasada działania podobna do zastawek
- spiętrzenie 1,5-2m
- na ciekach naturalnych i kanałach
- ze stałym korpusem – stałe piętrzenie
- z ruchomym korpusem – regulacja poziomu lustra wody cieku (dolny, górny upust)
*jaz betonowy (bez zamknięć):
- skrzydła wlotowe
- korpus – żelbetonowy korpus
- ponur – woda wlatuje
- poszur – woda wylatuje
- przyczółki
- ściana szczelna
- szczelina dylatacyjna (tam pęka beton)
- skrzydła wylotowe
- szykany rozpraszanie energii
- na ponurze jest beton albo płyty
- dł. 10m o różnej grubości betonu
- beton pęka co 8-11m
!leśnicy jazami się nie zajmują są od tego są specjaliści!
Opisz budowę mostu drewnianego.
Podstawowymi elementami konstrukcji mostu są filary, na których za pośrednictwem łożysk mostowych opierają się przęsła. Skrajne podpory noszą nazwę przyczółków. Filary znajdujące się w wodzie są chronione przed naporem kry przez izbice.
- budowla drogowa do pokonania rzek, itp.
*2 główne części:
- pionowe podpory (filary)
- skrajnie brzegowe podpory – przyczółki
- pozioma kładka mostowa – przęsło
- mosty leżajowe (bez głównej przyczółki – środkowego filaru) jednoprzęsłowe
*rodzaje:
- mosty łukowe z nadsypką
- most łukowy ze słupkami ze ściankami podtrzymującymi most
- most wiszący nieusztywniony
- most podwieszony z wantami
- most wiszący usztywniony dźwigarem
- most o przęsłach w kształcie sklepienia z kamieni/betonu
*most drewniany
przyczółki:
- bulwarowe (grunt jest opierzony balami), wzmocnienie brzegu;
- zatopione w nasypie drogi – robi się kratę stęża zastrzałami i tworzy nasyp (jeśli jest dość duża pradolina rzeki, a najazd drogi nie może być sprowadzony do lustra wody)
filary:
- palowy
- ramowy
- na palach osadzony jest oczep
- wbite w pale kleszcze górne
- pale zakończone są czopem
- oczep→kleszcze górne→kleszcze dolne→pół kleszcze (zastrzały)
- jarzmo (drewniane)
przęsło:
- główne belki nośne (legary), łączone leżą na oczepie
- na legarach leżą poprzecznie
- przęsło wygląda jak krata
- co 3 belka jest dłuższa by zrobić chodnik
- na poprzecznice, którym nadano spadek kładzie się pomost
pokład:
- dolny – leży równolegle do legarów
- górny – leży prostopadle do legarów
- zbudowany z dyciny (>4,5cm szer.)
- 3 rodzaje: równoległy, prostopadły i parkietowy (45⁰)
**most żelbetonowy
- zbrojenie w betonie, tzw. Wianek
- powstają masywne betonowe słupy
- kładziemy legar, oczep
- wózek na metalowym stoliku i belka
***Izbice lub krzaki
- zabezpieczają most przed krą
a) izbice
- kra jest napychana na izbicę
- kra nacina się i pęka
- wzmocnienie, 2,3 – pale
- nachylenie 35-40⁰, oczep z kątownikiem
*rodzaje izbic: jednorzędowe, dwurzędowe, trójkątne, namiotowe – pale rozchodzące się
-na wysokie i niskie wody
b) krzaki
- na mniejszych rzekach
- lód odbija się, oddaje energię gałązką zakrzaczeń
Mosty
- składają się z podpory i przęsła
- podpory dzielą się na:
przyczółki (skrajne podpory na brzegu)
filary (środkowe podpory)
- wyróżniamy:
a) most leżajowy
przęsło przerzucone i podtrzymuje się jedynie na przyczółkach, kładka opiera się na legarach, belka poddawana jest siłom zginającym
b) most łukowy
- belka jest poddawana siłom ściskającym
c) most wiszący (w tym most wantowy)
Rodzaje przyczółków
a) przyczółek bulwarowy
przyczółek o palach opartych na kamieniach
przyczółek drewniany zatopiony
Filary (w moście drewnianym zwane jarzmem);
szczyty belek są przytrzymywane przez oczep;
dolna część belek leży na belce dolnej - podwalinie.
Przęsła zbudowane są z legarów (zasadnicze belki nośne), poprzecznie (3 zawsze dłuższa - na
balustradę), do których przybijamy pokład:
- dolny (równoległy do legarów)
- górny (równoległy, poprzeczny lub przybijany pod kątem do pokładu dolnego)
Na całość może być położony dywanik bitumiczny.
Do budowy mostów można wykorzystać także gotowe fabrykaty, które się jedynie składa.
Przepusty:
- rurowe
- ramowe
- mosty o małym świetle (do4m)
Małe obiekty mostowe nie mające oddzielnych przyczółków. Służą do przeprowadzenia wody z cieków i rowów przez drogę. Odstępy miedzy nimi max 400m, co zapobiega zamulaniu rowów i występowaniu wody z rowów przy ulewach.
Przepust drogowy- min 60cm srednicyi 50cm nadsypki. Elementy - rurociąg, podsypka, ścianki czołowe umocnienia wlotu wylotu.
Skarpy nasypu drogowego formuje się w kształcie stożków 1:1 i umacnia się brukiem.
Konstrukcja izbic i krzaków oraz ich zastosowanie.
Zabezpieczanie przeciwwilgotnościowe fundamentów.
Fundament - łączy budynek z gruntem; przyjmuje obciążenia i przenosi je na grunt.
Posadowienie budynku- lokalizacja budynku na działce budowlanej budynek powinien być posadowiony w warstwie nośnej poniżej strefy przemarzana gruntu; 30-40 cm powierzchni poziomu zwierciadła wody gruntowej.
1. oczyszczanie i usadowienie budynku
2. wytyczenie budynku - główna linia usytuowania budynku +ściany boczne
- ustawienie punktów narożnych palikami
- ustawienie ław drutowych(sznurowych) (poza granicami fundamentów)
- w bud podpiwniczonych- ustawienie rusztowania z desek i wyznaczenie zarysów fundamentów
3. wykonanie wykopów
- wykonanie i zabezpieczenie zależy od gruntu
*grunt zwięzły-ściany proste +- szer fundamentu betonowy, cegła nieco szersza
*grunt sypki- ściany pochyłe podparcie ścian z desek
- odwodnienie wykopów (drenaż)
4. założenie fundamentów (płytkie, głębokie)
- materiały: kamień, beton wyłącznie do fundamentów, cegła
- w gruntach sypkich fundament w szalunku z desek
Fundamenty (bezpośrednie, pośrednie)
- bezpośrednie (płytkie) (stropy, ławy, płyty fundamentowe, ruszty) przekazują obciążenia na podłoże gruntowe bezpośrednio swoją podstawą
- pośrednie przekazują obciążenia na grunt za pomocą dodatkowych elementów (pali, studni)
Głębokość posadowienia zależ od granicy przemarzania i nośności gruntu.
Osadzka- część ławy wystająca poza krawędź ściany
Izolacja- od wilgoci pochodzącej z gruntu i od pozostałych elementów budynku (pionowa i pozioma)
a) bud niepodpiwniczone- jedna warstwa izolacji poziomej 15-30cm nad glebą (papa=lepik; szczelina w podłodze)
izolacja pionowa- emulsja bitumiczna na powierzchni; na murach wyprawa zew i wew.
b) budynki podpiwniczone
izolacja pozioma- lepik+papa na 15-30 cm, izolacja pod posadzką piwnicy; izolacja pionowa- gładź cementowa, lepik, sączek przy dużym napływie wody
Ocieplenie ścian budynków.
**ocieplenie ścian istniejących (2 główne typy: lekkie, ciężkie)
a) lekkie
- styropian (lepienie go do ściany)
- rozkładanie go płatami
- na to masa klejąca (po zastygnięciu tworzy skorupę)
- na to siatka z włókna szklanego
- następnie tynk
- plastikowe kołki (parasolki) – przytrzymują styropian zamiast kleju
b) ciężkie
- kotwy (L) wprowadzane w spoinę + dodatek cementowego kleju
- przebija na 8cm styropian
- wystaje 6cm poza mur
- belka podtrzymująca + tynk
c) cegła na wysoki kant – L wystaje na 3cm, reszta jak w ociepleniu ciężkim
Stropy – muszą być wytrzymałe, sztywne i ciepłochronne oraz ogniotrwałe. Przegrody poziome rozgraniczające poszczególne kondygnacje. Powinny przenosić ciężar własny i obciążenia użytkowników, usztywniać budynek, chronić przed przenikaniem ciepła i dźwięku. Składają się z trzech części; element nośny, konstrukcja podłogi, sufit.
- drewniane: ciepłe i łatwe do wykonania, ale łatwopalne i wrażliwe na wilgoć
- belka stropowa: belki na murze układa się w gniazda na dębowych podkładkach, koniec belki owija się papą czoło jest odsłonięte. Co trzy cztery metry belka jest zakotwiczona w murze wewnętrznym.
- strop nagi: belki i deski przybite do górnych powierzchni belek stropowych, może być ocieplony polepą z gliny i sieczki,
- strop z podsufitką
- strop wałkowy: przestrzeń miedzy belkami wypełnia się wałkami ze strony uglinowanej, ewentualnie strop z poddasza;
- strop ze ślepym pułapem- przy deskowaniu podłoga może być przybita do belek lub legarów podłogowych
- strop ogniotrwały
Stropy drewniane.
Stropy - oddzielają przestrzenie budynku w płaszczyźnie poziomej; przenoszą obciążenia własne i budynku, izolują cieplnie i dźwiękowo, łączą i utrzymują ściany
***stropy
podział w zależności od materiałów:
1. ceramiczne
2. drewniane (nagi; z podsufitką)
Stropy ognioodporne samonośne i niesamonośne.
***stropy
podział w zależności od rodzaju konstrukcji
1. samonośne (T-27; D23)
2. niesamonośne (Akermana; Kleina) – ze ślepą podłogą nieostemplowane; z drutem zbrojeniowym opierające się na belkach stropowych (elementy o dł. identycznej co przestrzenie między stemplami
Mostek termiczny oraz sposoby jego likwidacji.
Mostek termiczny - ściana przemarza, tworzy się wilgoć, która powoduje powstanie grzybów. W celu zapobiegania należy ocieplić. Mostek pojawia się przy złym osadzeniu wieńca stropu.
*mostek termiczny – proces powstawania
- wychłodzenie ściany do 10°C (lub niżej)
- osiadanie kropel wody
- ściana zamaka
- w powietrzu dużo zarodników grzybów
- rozpoczyna się proces niszczenia ściany
- mostki termiczne powstają tam gdzie jest zła izolacja ściany
Rodzaje ścian oraz ich konstrukcja.
Ściany - przegrody pionowe, oddzielają od wpływów atmosferycznych; niektóre przenoszą ciężar wszystkich elementów budynku na fundament i grunt;
Ściany uwzględniając ich usytuowanie dzielimy na: zewnętrzne (wydzielające budynek z otoczenia) i wewnętrzne (dzielące przestrzeń wewnątrz budynku na pomieszczenia).
Ze względu na zastosowany materiał rozróżniamy ściany z drewna i materiałów drewnopochodnych, z ceramiki, z elementów gipsowych, z betonu, które wykonywane są jako murowane lub prefabrykowane, a ze względu na swoją strukturę dzielimy je na:
* jednorodne, wykonane z jednego materiału, np. z pustaków ceramicznych, betonowych, bloczków gazobetonowych;
* mijankowo-szczelinowe ze szczeliną powietrzną lub wypełnioną materiałem izolacyjnym;
* warstwowe, wykonane z warstwy konstrukcyjnej, izolacji cieplnej i zewnętrznej warstwy chroniącej izolację;
* skrzynkowe, najczęściej z warstwą izolacji cieplnej wzmacniane żelbetowymi słupami wykonywanymi w skrzynce.
Budownictwo kubaturowe
- przeniesienie obrysu budynku
- metoda domiarów prostokątnych
- ok. 1,8m od narożnika wbijamy 3 pale
- dł. fundamentu zostaje nacięta bądź zabita drucikami (gwoździkami)
- fundament lany – deskowanie
- gdy lustro wody gruntowej pojawia się powyżej posadzki w piwnicy to wprowadza się zabezpieczenie przeciwwilgotnościowe
- zewnętrzna strona jest smarowana
*ocieplenie ścian:
- styropian
- wełna 4-6cm
- płyta pilśniowa 1,2cm
- element ceramiczny
-50-60cm pełne ocieplenie ze ściany
-przeciwwilgotnościowa warstwa (polietylen, lepik, papa)→ocieplenie na ławie fundamentowej (piwnica ciepła)
- beton 7cm, piasek, grunt (piwnica zimna)
ściany
- kamienne
- ceramiczne (cegły)
- drewniane
mur dziki
- kamienie bezładnie ułożone
- zwany cyklopowym
- ściągacze – kamienie, które sięgają od zewnątrz do wewnątrz (cała grubość muru)
- ciasto betonowe
mur z kamienia łamanego
- piaskowiec
- wapień
- daje się odspajać
mury mozaikowe
- opłatowania, schody, podłogi
- granit, marmur
ściany wieńcowe
- Podhale
- układ belek w postaci wieńca
- węgieł – narożnik budynku
- wykończenia z podstawkami
- zaciosy samoblokujące
- belki: prawie okrągłe, ściosane na miejscu styku, ciosane z 2 stron, prawie kwadrat, pruskie pióro
ściana dylowa
- rzadko spotykana w Polsce
- belka przy belce jest wpychana
- dolna belka podwalina, leży na cokole, fundamencie
- z betonem i śrubami
- warstwa przeciwwilgotnościowa
- górna belka oczep
ściana szkieletowa, szachulcowa, pruska (kościoły, budynki gosp.)
- szkielet ściany to drewno
- szczeliny wypełnione gliną + długa sieczka 12cm
- ściana + szkielet drewniany = mur pruski
- belki pionowe – słupy (podwalina z oczepem)
- belki poziome – rygle
- najpierw słupy i zastrzały, potem glina, następnie rygle
*cegły:
pełna
dziurawka
pełna + wełna mineralna
pełna + wełna min. + pustak
*umiejscowienie domu:
„N” a „S”
- im większa powierzchnia zewnętrzna ścian tym gorsze warunki termiczne
- najlepsze są zwarte budynki sześciany
- konstrukcyjne: nośne(przenoszą obciążenie)
- izolacyjne: działowe(dzielą powierzchnie, izolują temp. i dźwiękowo)
Pod względem konstrukcji: wieńcowe, szkieletowe i płytowe.
Pod względem techniki/technologii wykonywania (murowane, lite i prefabrykatowe)
Ściany drewniane:
-wieńcowe: poziome belki połączone spoinami (kołkami), duża kurczliwość, trzeba pozostawić szczeliny żeby umożliwić osiadanie belki węgłach i na styku ścian połączone są zamkami ciesielskimi;
-dylowe: belki ułożone pionowo
-szkieletowe: obciążenia przenosi szkielet * system słupów i rygli
-płytowe.
Ściany murowane - cegła, kamienie, pustaki, bloki ścienne, płyty:
- kamienne: duża wytrzymałość, mała ciepłochronność, duża nasiąkliwość
- ceglane: pełne, warstwowe, szkieletowe, płytowe.
Dach - z pokryciem zabezpiecza od góry
**typy dachów
- dachy naczółkowe a przyczółkowe
- w zależności od nachylenia połaci dachowych
- jętka
- belka stropowa
- krokiew
belka + 2 krokwie = wiązar krokwiowy
belka + jętka = wiązar krokwiowo-jętkowy
- kleszcze
wiązar krokwiowo-kleszczowy
usztywnienie za pomocą wiatrownicy łączącej co najmniej 4 wiązary pod kątem
wiązar krowkwiowo-stolcowy (lepsze rozwiązanie od w/w)
układ wieszarowy (dzięki niemu strop się nie zagina)
Dachy
Pokrycie budynku zabezpieczające od góry budynek dach= konstrukcja nośna + pokrycie dachowe + urządzenia do odprowadzania wody.
Połacie - powierzchnie dachu o jednakowym spadzie
Kalenica - górna krawędź przecięcia dwóch połaci.
Konstrukcja nośna drewniana to więźba dachowa która przenosi obciążenia z dachu na mury, elementem więźby to wiązar dachowy czyli zespół belek połączonych ze sobą, odległość wiązarów 1m.
Typy wiązarów:
- krokwiowo - belkowy siły rozporowe przenosi belka
- kleszczowo - stolcowy nacisk krokwi jest przenoszony na belkę przez płatwie i stolec; belka oparta jest na podporach pośrednich
- wieszarowy podobny do kleszczowo-stolcowego bez podpór pośrednich
Zadania elementów konstrukcyjnych wiązara:
- belki dolne przenoszą ciężar na ściany bezpośrednio przez murłaty
- krokwie belki pochyłe podtrzymują pokrycie dachu
- jętki poziome pręty wiązara trójkątnego rozpierają krokwie w górnej części wiązara
- płatwie łącza wiązary, dodatkowe oparcie dla krokwi
- miecze do utrzymywania więźby
- kleszcze łączą krokwie ze stolcami i zastrzałami są to dwa pręty