1.

Podział metod geoinżynieryjnych:

•

Dynamiczne zagęszczenie gruntu

•

Wymiana gruntu

•

Zbrojenie ośrodka gruntowego i masywu skalnego

•

Prekonsolidacja ośrodka gruntowego

•

Uszczelnianie i wzmacnianie ośrodka gruntowego

•

Stabilizacja ośrodka gruntowego i masywu skalnego

2.

Właściwości ośrodka gruntowego

Do podstawowych cech fizycznych gruntu zalicza się: wilgotność, gęstość objętościowąi

gęstość właściwą.Wpraktyce geotechnicznej przy wyznaczaniu naprężeń w podłożu

gruntowym posługuje się najczęściej gęstością objętościową i gęstością właściwą.Cechy te

oznacza się na podstawie nadań laborytoryjnych.

Znajomość podstawowych cech fizycznych gruntu jest niezbędna do obliczenia następujących

cech fizycznych:

- gęstości objętościowej szkieletu gr\untowego,

- porowatości,

-wskaźnika porowatości,

- wilgotności całkowitej,

- stopnia wilgotności.

Znajomość tyvh cech jest również niezbędna do oznaczenia stanu gruntów sypkich przez

wyznaczenie ich stopnia zagęszczenia oraz gruntów spoistych na podstawie obliczenia ich

stopnia plastyczności.

Ośrodek gruntowy jes zbiorowiskiem oddzielnych ziarn i cząstek, między którymi istnieją

pory, wypełnione najczęściej wodą zawierającą pęcherzyki powietrza.

Objętość ośrodka gruntowego wynosi:

V

g

= V

s

+ V

w

+ V

p

Vg – całkowita objętość ośrodka gruntowego [m3]

Vs – objętość cząstek stałych w ośrodku [m]

Vw – objętość wody w ośrodku [m3]

Vp- objętośćpowietrza w ośrodku [m3]

Porowatość jest to właściwość skał wynikająca z występowania w skałach sypkich porów

międzyziarnowych (porowatość intergranualna), a w skałach litych przestrzeni między

kryształami po gazach uwięzionych w czasie krzepnięcia magmy (porowatość miarolityczna)

oraz różnego kształtu kanalików,pęcherzyków i próżni, które łączą się ze sobą (porowatość

gąbczasta).

W porach nadkapilarnych woda może się swobodnie poruszać pod wpływem siły ciężkości. W porach

kapilarnych ruch wody może się odbywać w zasadzie jedynie w wyniku sił powstających na granicy

dwóch różnych ośrodków, tj. skały i wody. Skały o porowatości subkapilarnej mogę jedynie chłonąć,

nie mogą jednak jej przewodzić i oddawać.

Wielkość porów zależy od:

- wielkości ziarn,

- jednorodności uziarnienia

- kształtu ziarn,

- sposobu ich ułożenia.

- stopnia wypełnienia porów spoiwem (lepiszczem)

Im większe są ziarna, z których zbudowana jest skała, tym większe sąpory.Skały o większej

różnoziarnistości zawsze charakteryzują cię mniejszą porowatością niż równoziarniste, gdyż w

utworach różnoziarnistych okruchy o mniejszych średnicach wchodzą między większe ziarna i tym

samym zmniejszają objętość porów. Im więcej jest spoiwa w skale, tym mniejsza jest porowatość.

Porowatość skał określa się na podstawie:

- współczynnika porowatości n,

- współczynnika porowatości e.

Współczynnik porowatości n jest to iloraz objętości porów w skale i objętości skały.







 





· 100 







· 100

P



- próbka wilgotna

P



- próbka sucha

V



- objętość porów

V – objętość próbki skalnej

Wskaźnik porowatości e definiowany jako iloraz objętości porów i objętości szkieletu skały (ziarn

zawartch w próbie skały):

 









Porowatość skał określa się na próbkach suchych, tj. pozbawionych wody wolnej i związanej. W

warunkach naturalnych skały zawsze zawierają wodę wolną lub związaną, w związku z tym – zelem

dokładniejszech charakterystyki skał – wprowadzono pojęcie porowatości efektywnej n

e ,

zwanej tej

miarodajną lub czynną. Współczynnik porowatości efektywnej jest to iloraz objętości porów nie

zajętych przez wodę związaną V

e

i całkowitej objętości skały V.











Przepuszczalność – zdolność skał do przepuszczania cieczy i gazów lub mieszaniny tych płynów. Jeśli

cieczą przepływającą przez skały jest woda, to przepuszczalność taka nosi nazwę

wodoprzepuszczalności. Przepuszczalność jest ściśle związana z porowatością, szczelinowatością i

krasowatością masywu skalnego.

Współczynnik przepuszczalności k

p

ma wymiar pola, a podstawową jednostką jest m2. W warunkach

przemysłowych przepuszczalność skał określa się jednostką Darcy(D).

Ruch cieczy w środowisku porowatym nazywamy filtracją. Prędkośćfiltracji charakteryzuje się za

pomocą współczynnika filtracji k

f .

współczynnik filtracji jest miarą wodoprzepuszczalności skały

określającą zgodnie z liniowym prawem Darcy’ego zależność między spadkiem hydraulicznym (grad

P), a prędkością filtracji.

Współczynnik filtracji zależy od:

- właściwości fiz-chem skały (rozmiar porów, ziarn, i ich formy, rodzaju lepiszcza, rozkładu ziarn,

szorstkości…)

- właściwości fizycznych cieczy przepływającej przez ośrodek porowaty (gęstości,

lepkości,mineralizacji, temperatury…)

k

f(t)

= Δt * k

f(0)

Δt = μ

0

/ μ

t

= 1 + 0,0337t +0,00022t^2

k

f(t)

współczynnik filtracji w temperaturze t st C

k

f(0)

współczynnik filtracji w temperaturze 0 st C

Δt poprawka temperaturowa dla t st C

μ

0

kinematyczny współczynnik lepkości wody w 0 st C (Pa*s)

μ

t

kinematyczny współczynnik lepkości wody w tst C (Pa*s)

zależność między współczynnikiem filtracji kf,a przepuszczalności kp:

k

f

=( k

p

* ρ

w

*

g)/η

;]

η – współczynnik lepkości dynamicznej przepływającej wody[Pas]

ρ

w

- gęstość wody przepływającej [kg/m3]

k

p –

współczynnik przepuszczalności skały [m2]

g – przyspieszenie ziemskie [m/s2]

Wodochłonność lub nasiąkalność jest to zdolność do pochłanianiam i gromadzenia określonej ilości

wody.zdolność ta wynika z istnienia w skale wolnych przestrzeni – porów czy też szczelin

Wyróżnia się kilka rodzajów wodochłonności: higroskopijną, kapilarną oraz całkowitą (ogólną) .

W przypadku całkowitego wypełnienia wszystkich wolnych przestrzeni w skale wodą, jej objętość jest

równa objętości tych wolnych przestrzeni. Skała znajduje się wtedy w stanie całkowitego nasycenia

wodą, która występuje poniżej swobodnego lub napiętego zwierciadła wody podziemnej.o całkowitej

wodochłonności decyduje łączna objętość wolnych przestrzeni (pustek).

Współczynnik wodochłonności (W) można obliczyć ze wzoru:

 







· 100

 









· 100

Gdzie

Gp – masa wody kg

Gs – masa wysuszonej próbki skały kg

Wskaźnik nasycenia wodą to iloraz obętości wody znajdującej się w porach czy szczelinach i ich

całkowitej objętości. Wartość wskaźnika nasycenia określa się wzorem:















Znaczenie wodochłonności wykonuje się w zasadzie jedynie dla skał zwięzłych, określając przy tym

inne parametry hydrogeologiczne. Zasada wykonywanych badań sprowadza się do wtłaczania wody

w określone fragmenty skał pod stałym ciśnieniem. Na podstawie tych badań określa się

wodochłonność jednostkową q dla poszczególnych stref skał stanowiącą miernik porównawczy

przepuszczalności masywu skalnego.

Wodochłonnoć jednostkową q definiuje się jako zdolność pochłaniania wody przez masyw skalny

[dm3/min] w odniesieniu 1 m długości danej strefy badawczej i ciśnienia badawczego wynszącego

0,01 MPa, co można wyrazić wzorem:

 



  



3

!

0,01#$



%

Q – strumień objętościowy pochłanianiej wody przez skały [dm3/min]

p – ciśnienie, pod którym zatłacza się wodę [0,01 MPa]

l – długość badawcza strefy masywu skalnego [m]

Na podstawie badań wodochłonności skał, można wnioskować zarówno o ich właściwościach

fizycznych jak i również o skuteczności wykonywanych prac geoinżynieryjnych, biorąc równocześnie

pod uwagę oddziaływanie ciśnienia filtracji ciśnienia jak i filtracji wody na skały.

3.

Podział gruntów :

-skaliste,
-nieskaliste mineralne,
-nieskaliste organiczne

Grunty Skaliste

są to grunty występujące w postaci litej lub spękanej o przesuniętych blokach (

najmniejszy wymiar bloku jest większy od 0,1m ), którego próbki nie wykazują zmian objętości ani nie
rozpadają się ( rozmakają ) pod działaniem wody destylowanej i mają wytrzymałość na ściskanie Rc>
0,2 MPa. Pozostałe grunty rodzime lub autogeniczne, które nie spełniają powyższych wymagań
zaliczane są do gruntów nieskalistych. Podział gruntów skalistych ze względu na spękania przedstawia
tabela. Natomiast w tab. 2 podano podział gruntów skalistych ze względu na ich wytrzymałość.

Grunty Mineralne – stanowią grunty nieskaliste w których zawartość części organicznych (Iom) jest
równa lub mniejsza 2%. Zawartość części organicznych w gruncie definiowana jest jako iloraz masy
domieszek organicznych zawartych w próbce gruntu i masy szkieletu gruntu. W przypadku, gdy
zawartość części organicznych w gruncie Iom >2% to takie grunty należą do gruntów nieskalistych
organicznych.

Grunty Organiczne Biorąc za kryterium zawartość części organicznych i ich pochodzenie, rodzime
grunty organiczne dzielą się na:

a)

Grunty próchnicze, H – to takie grunty, ( nieskaliste ) w których zawartość części

organicznych ( Iom > 2% ) i są one wynikiem wegetacji roślinne oraz obecności mikroflory i
mikrofauny

b)

Namuły, Nm są to grunty powstałe na skutek osadzania się substancji mineralnych i

organicznych w środowisku wodnym, rozróżnia się :
-namuły piaszczyste Nmp, mające właściwości gruntu niespoistego
-namuły gliniaste, Nmg, odpowiadające gruntom spoistym.

c)

Gytie, Gy zaliczane są do namułów z zawartością węglanu wapnia > 5%

d)

Torfy T

e)

Węgle brunatne i kamienne Wb i Wk

Biorąc za kryterium uziarnienie, grunty nieskaliste mineralne dzielą się na :

a)

Kamieniste

b)

Gruboziarniste

c)

Drobnoziarniste

Biorąc za kryterium spoistość gruntów nieskalistych :

a)

Grunty spoiste

b)

Grunty niespoiste ( sypkie )

Do gruntów spoistych należą grunty mineralne jak i organiczne. Charakteryzują się one wskaźnikiem
plastyczności Ip > 1% i wykazują w stanie wysuszonym stałość kształtu bryłek przy naprężeniach
większych od 0,01 MPa. Minimalny wymiar bryłek nie może być przy tym mniejszy niż 10-krotna
wartość maksymalnej średnicy ziaren.

4.

Metody geoinżynieryjne modyfikujące właściwości fizyczno-mechaniczne ośrodka

gruntowego

a.)

Dynamiczne zagęszczanie gruntu (13)

b.)

Wymiana gruntu

c.)

Zbrojenie ośrodka gruntowego

d.)

Przepony z geosyntetyków

e.)

Prekonsolidacja

f.)

Iniekcja otworowa

g.)

Ścianki szczelne

h.)

Ściany szczelinowe

i.)

Mrożenie gruntu i skał

j.)

Wyżarzanie gruntu

a.)

Dynamiczne zagęszczenie gruntu polega na stosowaniu takich zabiegów inżynierskich, w

wyniku których uzyskuje się znaczne zmniejszenie przepuszczalności oraz porowatości masywu
skalnego. Efekt ten można uzyskać przez stosowanie metod :

1.

Wibracyjnych

2.

Impulsowych

Zagęszczenie gruntu impulsami.

Metoda konsolidacji dynamicznej ( ciężkie ubijanie ) jest uważana za jedną z efektywniejszych

metod. Gdyż jest tańsza i prostsza w wykonawstwie niż np. wibracja. Pale zagęszczające czy

dodatkowe stateczne obciążenie gruntu. Dynamiczną konsolidację można stsować zarówno w

budownictwie lądowym i morskim ( podwodne też ). Polega ono na zmianie parametrów

mechanicznych gruntu przez bardzo intensywne ubijanie jego powierzchni stalowym lub stalowo-

betonowymi ubijakami o masie 10-40 ton, opuszczonymi swobodnie z wysokości 10-40 metrów.

Zagęszczenie prowadzone jest w kilku cyklach., Odstęp między cyklami w gruntach

gruboziarnistych wynosi kilka dni, a w gruntach drobnoziarnistych dochodzi do kilku tygodni.

Przed każdym cyklem powierzchnia gruntu jest wyrównywana.

Czas uderzeń 1 do 3 uderzeń na minutę. W odległości 5-15 m w jednym miejscu 3-8 uderzeń. Całą

operację konsolidacji przeprowadza się w kilku etapach stopniowo zmniejszając odległość miejsc

uderzeń ubijaka oraz wysokość jego spadku. Ostatni etap polega na wyrównaniu powierzchni

podłoża przez ubijanie gruntów z wysokości 1-2m. Przy rozstawie mniejszym od szerokości

ubijaka.

Uzyskiwany stopień wzmocnienia zależy od rodzaju i stanu umacnianego gruntu, rozmieszczenia

punktów zagęszczania. Liczy cykli, okresu przerw między cyklami oraz parametrów ubijaka i

wysokości jego spadku. Zwiększenie nośności 2-4 razy i 2krotne zmniejszenie jego ściśliwości. W

warunkach lądowych w pobliżu terenu zabudowanego nie należy jej stosować. Miąższość

zagęszczonego gruntu 3-20m.

Zagęszczenie gruntu metodą wybuchową.

Ma niewielkie zastosowanie, służy przede wszystkim do wzmacniania gruntów pod wodą. 2

sposoby :

-poprzez strzelanie ładunkami zanurzonymi w wodzie ponad gruntem

- strzelanie ładunkami wewnątrz otworów wiertniczych.

Wibracyjne metody zagęszczania gruntu mają wiele zalet, takich jak:

1.

Dobrze opanowane pod względem technicznym uniwersalne i elastyczne w zastosowaniu

2.

Czas wykonywania robót jest krótki

3.

Umożliwia dalsze prace budowlane niemalże równolegle ze wzmacnianiem podłoża.

4.

Względnie niską cenę za wzmocnienie podłoża.

5.

W podłoże wbudowywane są jedynie naturalne materiały mineralne.

b.)

Wymiana gruntu.

-płytka:

Poduszki piaskowe

Wbijanie sztuczne

Poduszki żwirowe

Pełna wymiana

-głęboka :

Pale żwirowe

Pale piaskowe

Pale Gruntowe

Słupy kamienne ( kolumny)

Wgłębne mieszanie gruntu.

Warstwy gruntu słabego zastępuje się warstwą drobno zagęszczonego piasku lub żwiru. Metoda

ta jest ekonomicznie uzasadnia nona wtedy, gdy występuje nieznaczna miąższość warstwy słabej.

A pod nią znajduje się warstwa o dostatecznej nośności.

Płytka wymiana

Poduszki piaskowe i żwirowe. Wymiana słabej warstwy na piasek lub żwir jest często

najłatwiejszym sposobem wzmacniania podłoża z uwagi na niską cenę materiału wymiennego.

Dodatkowo grunty te spełniają rolę. Warstwy filtrującej wodę gruntową. Poduszki piaskowe

układa się warstwami o grubości 0,15-0,2m z mechanicznym ubijaniem lub wibrowaniem.

Stosowany piasek powinien być wilgotny, różnoziarnisty średnio i gruboziarnisty i bez domieszek

części gliniastych i organicznych.

Pale piaskowe

W technologii gubionego stożka pod dojście do warstwy o większej nośności do rury wprowadza

się piasek a rurę podciąga się. W otworze pozostaje but. Rozstaw pali piaskowych oraz ich

średnice powinny być ustalone w zależności od wymaganego modułu sprężystości podłoża po

zagęszczeniu gruntów.

Pale rozmiesza się na planie kwadratu lub trójkąta . Liczba projektowanych szeregów pali w

kierunku podłużnym jak i poprzecznym powinna wynosić więcej niż 3. Oś skrajnego szeregu pali

powinna być oddzielona od krawędzi bocznej fundamentu na odległość 0,1B, gdzie B = szerokość

fundamentu >0,5m

Przy dogęszczaniu ośrodka gruntowego w planie kwadratu przy 4 palach dogęszczanie wynika z

objętości 1 walca. Natomiast przy rozstawie w trójkąt równoboczny dogęszczanie ośrodka

gruntowego z połowy objętości walca.

Wadą poduszek żwirowych jest łatwość z jaką ulegają zamuleniu. Poduszki żwirowe wykonuje się

na ogół o ścianach prawie pionowych. Kiedy nie należy stosować poduszek piaskowych i

żwirowych :

- poziom wód gruntowych jest zmienny;

- gdy w granicach założenia poduszki piaskowej istnieje woda pod ciśnieniem co może

doprowadzić do przemarzania i pęcznienia w okresie zimowym

Wbijanie tłucznia

Stosowany tłuczeń powinien być ostrokanciasty o wymiarach 8-10cm, czysty bez piasku i

innych domieszek szczególnie organicznych. Wbijanie tłucznia nie powinno doprowadzać do

miażdżenia materiału. Technologia ta może być stosowana do zagęszczania słabych gruntów

o miąższości do 0,3m.

Pale Gruntowe.

Wykonuje się wprowadzając żwir, tłuczeń w wykonany otwór z jednoczesnym

podciągnięciem rury i ubijaniem wprowadzonego materiału.

Wgłębne mieszanie gruntu.

Stosuje się przeważnie w warunkach morskich budowli hydrotechnicznych. Na specjalnych

pontonach instaluje się mieszadła zakończone skrzydełkami. Mieszanie gruntu polega na

opuszczeniu i podnoszeniu obracającej się żerdzi, mieszadła przy jednoczesnym pompowaniu

składnika stabilizującego ( cement i wapno gaszone ) przez otwory w mieszadle. W jednym

cyklu pracy mieszadła ( wpuszczenie i podnoszenie żerdzi) uzyskuje się polepszenie gruntu.

Metoda odznacza się dużą skutecznością, prace są prowadzone szybko z minimalnym

naruszeniem obszarów sąsiednich.

Reszta podpunktów w innych pytaniach

5.Zadania geotykstyliów

Geosyntetykami nazywa się wyroby, w których chociaż jeden składnik wykonany jest z syntetycznego
lub naturalnego polimeru a to w postaci paska, pasa lub struktury trójwymiarowej. Stosuje się go w
kontakcie z gruntem lub innymi materiałami, przy pracach ziemnych i budowlanych. Materiały
geosyntetyczne charakteryzują się znaczną wytrzymałością i zdolnością przewodzenia wody, dzięki
czemu można rozróżnić geosyntetyki zbrojące i hydrotechniczne oraz mające cechy obu tych
rodzajów. Wykonywane są z materiałów trwałych, odpornych na gnięcie, środowisko agresywne oraz
niejadalnych przez zwierzęta. Takimi materiałami są tworzywa polimeryczne : poliestrowe,
polipropylenowe, polietylenowe, poliamidowe, najczęściej wykorzystywane do produkcji
geomateriałów. W konstrukcjach inżynierskich w zależności od zastosowania mogą spełniać różne
funkcje mechaniczne, hydrauliczne i biologiczne.

6.

System komórkowy Geoweb

System ten został opracowany i wdrożony do użytku w końcu lat siedemdziesiątych przez Korpus
Inżynierski Armii Stanów Zjednoczonych oraz Presto Products Co. Podstawowym elementem
systemu są sekcje Geoweb. Pojedyncza sekcja składa się z elastycznych taśm polietylenowych
(PEHD) o grubości 1,27 – 1,8 mm, szerokości 76, 102, 152 lub 203 mm i zwykłe o długości 3,4 m.
Taśmy tworzące sekcje są wzajemnie połączone ultradźwiękowymi zgrzeinami tak, że w pozycji
rozłożonej zbliżone są z wyglądu o plastra miodu. Kompletny system Geoweb obejmuje sekcje,
materiały wypełniające, linki kotwowe, kotwy, zszywki, geotekstylia, biowłókniny, materiały
drenażowe, geosiatki wzmacniające oraz geomembrany. Teksturowanie ( nadanie szorstkości
ściankom )powoduje wzrost tarcia między ścianką i wypełnieniem. Jest to szczególnie korzystne
w przypadku wypełnienia systemu materiałami ziarnistymi i betonem. Perforacja ścianek
powoduje znaczny wzrost tarcia w przypadku gruboziarnistych materiałów wypełniających przy
zapewnieniu bocznego odwodnienia.
Wytrzymałość systemu Geoweb wynika z wytrzymałości na ścinanie oraz wzrostem sztywności.
Podniesienie wytrzymałości wynika z wytrzymałości obwodowej ścian komórki, biernego oporu
przylegających komórek oraz od wzajemnego oddziaływania sił tarcia pomiędzy materiałem
wypełniającym a ścianami komórki.

Geoweb

ziarnisty material

wypelniacy komorki

Geoeweb ( piasek, zwir,

lub kruszywa)

Komorki linowe (

wypelnione gleba z

roslinnowscia)

Konstrukcja sciany

oporowej z

zastosowaniem systemu

Geoweb

Odwadnianie

Zbrojenie skarp i zbocza

komorkowym systemem

ograniczajacym Geoweb

Geotekstylia

Linka kotwowa

wypelnienie

Geoweb

Zabezpieczenie kanałów

Stosowanie sieci komórkowych w systemie Geoweb daje odkształcalną osłonę o określone szerokości

i elastyczności. Tworzy jedno i wielowarstwowe systemy osłonowe odpowiadające szerokiemu

zakresowi wymagań konstrukcyjnych i hydraulicznych.

woda

ziemia

Geoweb

woda

ziemia

Geoweb

Komórkowe ograniczenie w systemie Geoweb stanowi odkształcalne ograniczenie i działa jak seria

połączeń dynamicznych.

Gabiony są prostopadłościennymi koszami, wykonanymi z podwójnie skręconej siatki stalowej

galwanizowanej cynkiem lub cynkiem i aluminium. Gabiony dostarcza się na budowę całkowicie

gotowe i złożone na płasko na czas transportu. W miejscu wbudowania wypełnia się je otoczakami,

kamieniami łamanymi lub innym kruszywem. Siatki produkuje się i formuje w elementy skrzyń lub

walców metodami przemysłowymi. Kosze, walce i materace różnią się między sobą kształtem koszy (

wysokością, długością i szerokością)

Kosze gabionowe są podstawowym elementem budowy umocnienia gabionowego, a zwłaszcza

wszelkich murów oporowych wykonanych z gabionów.

Podstawowy wymiar siatki stosowany do budowy gabionu ma wymiary 80 x 00 mm ( kamień użyty

powinien mieć wymiary nie mniejsze niż oczka siatki ). Dodatkowo kosze gabionowe mają pośrednie

ścianki działowe średnio co 1 m wzmacnia to konstrukcje kosza i ułatwia montaż gabionu. Bardzo

istotną cechą siatki, z której wykonuje się gabiony jest jej podwójny splot. Ten właśnie szczegół

powoduje, że przecięcie pojedynczych drutów, z których spleciona jest siatka i wykonamy z niej kosz

nie stwarza żadnego niebezpieczeństwa rozprzestrzenieniania się uszkodzenia.

Zastosowanie :

Podłużne opaski brzegowe cieków

Progi, stopnie i przegrody wodne

Zabezpieczenie przeciwerupcyjne

Zabezpieczenie nasypów

Mury oporwe

Konstrukcja podpór

Grodzie

Mala, pirsy, nabrzeża

Wykonywanie murów oporowych i stabilizacji stromych skarp

Ekrany akustyczne

Zalety:

Przepuszczalność – nie powodują retencji wody na budowę

Elastyczność – odkształcenia i osiadanie nie powoduje spękań

Pochłanianie hałasu

Trwałość – odporne na temp i promieniowanie UV

Łatwość montażu

Elastyczne architektonicznie i krajobrazowo

Kosz barionowy dodatkowo można wzbogacić o humus co pozwala na szybkie zazielenienie

konstrukcji.

7.

Elementy składowe TECCO

Siatka stalowa TECCO®
Drut o średnicy 3mm i wysokiej wytrzymałości na rozciąganie
Oczka romboidalne dostosowane do warunków statycznych na skarpie, 12 oczek na mb
Trójwymiarowa struktura siatki zapewniająca doskonałą adhezję warstwy wegetacyjnej
Wielkość oczek zabezpieczająca przed odpadaniem odłamków i erozją
Łatwość instalacji, mały ciężar, rolki o wymiarach 3,5 x 30 m
Płytki kotwiące TECCO®
Lekkie, stalowe, wzmocnione wytłoczeniami
Zaprojektowane do wstępnego napięcia od 30 do 50 kN
Transmisja sił z siatki na gwoździe zoptymalizowana dzięki testom
Łączniki zaciskowe TECCO®
Zaprojektowane do łączenia płacht siatki oraz łączenia siatki z linami granicznymi

Gwoździe gruntowe/skalne
System współpracuje z wszystkimi dostępnymi na rynku typami gwoździ gruntowych

8.

Rodzaje i zastosowanie geosiatek, geokompozytów, geomat , geodrenów i georusztów.

Geodreny są typowym przedstawicielem geokompozytów przepuszczalnych, które ze względu na
szeroki asortyment i pełnione funkcje drenażowe w prawie każdej konstrukcji inżynierskiej
wydzielono z tej grupy. Geodren jest to fabrycznie wytworzona, przestrzenna struktura jedno lub
dwustronnie przepuszczalna, która składa się z geordzenia obłożonego z jednej strony lub obu stron
polimerycznym materiałem filtracyjnym, przeznaczona do zbierania i transportu płynów Lub gazów.
Geodreny podzielono na pionowe i poziome.

Geomata ( występuje przepuszczalna i nieprzepuszczalna)jest przestrzenną i przepuszczalną
strukturą polimeryczną, wytworzoną z gęsto splecionych i połączonych między sobą termicznie lub
chemicznie ciągłych włókien, stosowaną jako warstwa chroniąca strome skarpy przed erozją
powierzchniową. Na wypełnionej humusem z nasionami geomacie rozwijają się rośliny, których
system korzeniowy wzmacnia i dodatkowo przytwierdza ją do podłoża. Podobną rolę spełniają
produkowane poza miejscem wbudowania dywany trawiaste wzmocnione geowłókninami lub
geotkaninami. Są to trwałe systemy umocnienia powierzchniowego, w przeciwieństwie do geomat
wytworzonych z włókien biodegradujących się. Geomata biodegradująca się spełnia swoją funkcję
ochronną w pierwszym roku po jej wbudowaniu. W tym czasie rozwija się system korzeniowy roślin,
wiąże podłoże i tworzy zwartą darń, a włókna naturalne po roku zaczynają ulegać rozkładowi.
Podobną rolę spełniają przykryte cienką warstwą humusu biowłókniny wytwarzane z włókien
naturalnych z wprowadzonymi do ich wnętrza podczas produkcji i nasionami mieszanek traw. W celu
zrobienia geomaty nieprzepuszczalnej wystarczy dodać bentonitu ( pod wpływem wody bentonit
spęcznieje ). Maty drenażowe z powodzeniem mogą być stosowane :

•

W geotechnice do konstruowania warstw drenażowych

•

Jako warstwy filtracyjne i rozdzielające

•

Jako drenaż przyścienny w odwodnieniach ścian piwnic i fundamentów

•

W systemach odwodnień tuneli

•

W systemach drenażowych zboczy naturalnych i sztucznych

•

W budowie składowisk odpadów, boisk, placów składowych

•

Jako drenaż budowli melioracyjnych

•

Do budowy wałów przeciwpowodziowych, nasypów, przy regulacji rzek

•

Odwodnienia dróg

Geosiatka jest płaską, polimeryczną strukturą składającą się z regularnej i bardzo gęstej sieci włókien
przecinających się pod stałym kątem, w której krzyżujące się pasma są połączone węzełkowo lub
bezwęzełkowo. Innym typem są bezwęzełkowe geosiatki tłoczone, powstające w wyniku tłoczenia w
arkuszu syntetycznym otworów kwadratowych lub prostokątnych.

Georuszty są to bardzo wytrzymałe produkty geosyntetyczne z dużymi otworami ( szczelinami).
Produkowane w dwóch odmianach : elastyczne i półsztywne. Stosowane głównie jako wzmocnienie
niestabilnych gruntów, skał i składowanych odpadów. Stosowane są wszędzie tam, gdzie zachodzi
potrzeba zwiększenia wytrzymałości gruntu na ścinanie lub posadowienia konstrukcji inżynierskich
na słabym podłoży. Najczęściej w geoinżynierii wykorzystuje się georuszty dziane, tkane, plecione,
tłoczone i spajane. Georusty tłoczone mogą być jednokierunkowe lub dwukierunkowe.

Geotekstylia (geokompozyty) dzięki swym specyficznym właściwościom technologicznym są
stosowane w geoinżynierii jako materiały :

a)

Oddzielające – pozwalają na utrzymywanie dwóch warstw materiału oddzielnie. Obie warstwy

materiału mogą być całkowicie suche, lecz także bardzo często mogą być w nich zatrzymywane
różne ilości wody przez siebie.

b)

Filtrujące, jeśli objętości wody gruntowej przesączającej się przez grunt są znaczne, to wówczas

geotekstylia pracują jako filtr. Typowym zastosowaniem geotekstyliów staje się ich użycie jako
warstwy drenażowej i zapobiegającej zatykaniu się rur drenażowych poprzez drobne cząsteczki
otaczającego gruntu. Dla ochrony przed erozją stoków i zboczy używane są jako warstwa
filtracyjna zatrzymująca drobnoziarnisty materiał, pozwalająca jendocześnie na przepływ wody

c)

Drenujące, ochrona rur drenażowych przy użyciu geotekstyliów zapewnia im dugi czas

eksploatacji zapobiegając ich zamulaniu bez ograniczenia przepuszczalności. Geotekstylia tworzą
naturalny filtr dla cząstek mogących się przedostać z otaczającego gruntu. Grubsze cząstki
osadzają się na geotekstyliach, natomiast drobniejsze na utworzonym w ten sposób podkładzie.
Filtr zachowuje swoją porowatość i zapobiega przedostawaniu się innych drobnych cząstek
bezpośrednio na tekstylia, co pozwala na uniknięcie tworzenia się nieprzepuszczalnej blokady.

d)

Ochronne, są wysoce rozciągliwe, trudno ulegają zużyciu, są odporne na uszkodzenia

mechaniczne i wytrzymałe na obciążenia. Są one używane jako materiały chroniące
nieprzepuszczalne przepony kanałów zapór wodnych.

e)

Stabilizujące, umożliwiają równomierne obciążenia gruntu oraz spełniają funkcje rozdzielające.

f)

Wzmacniające, stosowane są dla wzmocnień budowli zarówno w fazie ich budowy jak również

jako elementy włączone do samej budowli celem stabilizacji gruntu i podwyższenia jego
nośności.

Jedną z najważniejszych właściwości geotekstyliów podczas stosowania ich jako warstwy
oddzielającej jest ich zdolność do wydłużania się pod wpływem naprężeń lub obciążeń. Oznacza to,
że tekstylia użyte w przeciążonej budowie poddawanej ciężkim naprężeniom mogą je kompensować
bez pękania.

Geotekstylia –dzięki swym specyficznym właściwościom technologicznym są stosowane w
geoinżynierii jako materiały :
- oddzielające pozwalają na utrzymywanie dwóch warstw materiału oddzielnie. Obie warstwy
materiału mogą być całkowicie suche, lecz także bardzo często mogą być całkowicie suche.

- filtrujące – jeśli objętość wody gruntowej przesączającej się prez grunt SA znaczne, to wówczas
geotekstylia pracują jako filtr. Typowym zastosowaniem geotekstyliów staje się ich użycie jako
warstwy drenażowej
-drenażowe – ochrona rur drenażowych przy użyciu geotekstyliów zapewnia im długi czas
eksploatacji zapobiegająć ich zamulaniu przez ograniczenie przepuszczalności
- ochronna –

9.

Zastosowanie metody prekonsolidacji

Prekonsolidacja - podłoża gruntowego przed rozpoczęciem jest powszechnie stosowana. Metody

prekonsoloidacyjne służą do wzmacniania słabych gruntów spoistych i organicznych. W przypadku

realizacji budowli ziemnych. Mogą one być realizowane przez wstępne obciążanie balastem lub

redukcje ciśnienia wody w porach gruntu ( elektroosmoza, dreny )

Konsolidacja wstępna

Polega na wsypaniu na obszarze przyszłej budowli odpowiednio wysokiego wału ziemnego lub

kamiennego. Pod wpływem ciężaru podłoże osiada i zagęszcza się ( 2 miesiace – 5 lat ). Po upływie

tego czasu usuwa się obciążenie wstępne a na jego miejscu buduje projektowany obiekt. Naprężenie

dodatkowe w gruncie wywołane obciążeniem wstępnym powinno być w każdym poziomie podłoża

1,2-1,5 x większe od naprężeń dodatkowych, które mają wystąpić po wzniesienie obiektu. Strefa

aktywna w podłożu odpowiadająca nasypowi powinna obejmować strefę aktywną odpowiadającą

przyszłemu obciążeniu od budowli.

Efektywność obciążenia wstępnego zależy od stosunku przepuszczalności gruntu w kierunku

poziomym do odpowiedniego wsp. W kierunku pionowym konieczne jest umożliwienie odpływu z

porów gruntu ( za pomocą drenów pionowych).

10.

Zasada działania elektroosmozy i elektropetryfiakcji

Elektroosmoza

Zjawisko fizyczne elektrokinetyczne polegające na ruchu cieczy względem fazy stałej utworzonej

przez materiał porowaty lub kapilarny pod wpływem napięcia przyłożonego do elektrod zanurzonych

w roztworze. W praktyce elektroosmotyczne odciągnięcie nadmiaru wody z podłoża uzyskuje się

przez zastosowanie zespołu elektrod w postaci metalowych prętów i perforowanej rury zbiorczej do

usuwania dopływającej wody zamiast rur zbiorczych można stosować igłofiltry.

Elektrody dodatnie ustawia się przeważnie w prętach równoległych w odległości 0,6-1,5m jedno od

drugiej. Elektrody dodatnie ustawia się także na obwodzie koła o średnicy 3m z jedną rurą zbiorczą

( elektroda ujemna ) w środku koła. Skuteczność osuszania zależy od czasu trwania elektroosmozy.

Elektropetryfiakcja

W tym procesie następuje zeskalanie podłoża za pomocą wiążących roztworów chemicznych w

niezmiennej kolejności wprowadzania 1 ) szkło wodne Na

2

O x n

SiO

2

2) CaCl

2

lub Ca Cl

2

x 6H

2

O

przenikających w pory gruntu po wywołaniu zjawisk elektrokinetycznych pod wpływem działania

stałego prądu elektrycznego.

Roztwory chemiczne podobnie jak w elektroosmozie wprowadzanie elektrodę rurową pod wpływem

różnicy potencjałów od anody do katody. Każda rura perforowana jest anodą a katodą jest pręt

stalowy. Grunt można nasycać grawitacyjnie lub pod ciśnieniem za pomocą pompy. Podczas

elektropetryfikacji roztwory chemiczne łączą się z cząstkami gruntu tworząc monolit z woda jest

odprowadzana na zewnątrz. W ten sposób można wzmacniać grunty o WSP. Filtracji Kf < 10

-6

[m/s].

Elektropetryfikacja ma zastosowanie :

-wzmacnianie gruntów

- uszczelnianie gruntów

- stabilizacja i konsolidacja

- impregnacja słabych i zwięzłych skał osadowych

- konserwacja wykopalisk zabytkowych

Wzmacnianie :

- pod fundamenty nowych obiektów

- przy pogłębianiu i poszarzaniu fundamentu

- gdy nośność okaże się zbyt mała.

Uszczelnianie (zmniejszenie filtracji ) :

- wykonanie wanien wodoszczelnych przy posadowieniu fundamentów poniżej zwierciadła wody

- stabilizacja płynnych gruntów

- wykonanie przepon wodoszczelnych

Stabilizacja i konsolidacja mas gruntowych:

- zsuwów

- nabrzeży morskich, wałów skompresowanych

11. Opis metody i zastosowania mrożenia gruntów

Mrożenie gruntu i skał – sztuczne zamrażanie gruntów stosuje się w podłożu powodziowym podczas

budowy wyrobisk podziemnych, do osłony głębokich wykopów oraz w hydrotechnice w celu

stworzenia chwilowych wodoszczelnych elementów. Zamrażanie gruntów wód przekraczających

2,5mm/s. W zależności od czasu zamrażania istotne obniżenie temperatury można utworzyć z

zamarzniętego gruntu ściankę pełną, która przyjmuje obciążenia od parcia wody i gruntu

znajdującego się poza strefą zamrożoną, uniemożliwiającą przenikanie wody do wykopu. Jako

roztworów do zamrażania używa się CaCl

2

, NaCl, NH

3

.

Krążenie roztworu zamrażającego powoduje powstanie cylindrycznych stref zamarzniętego gruntu o

średnicy zwiększającej się w procesie schładzania. Z upływem czasu wokół poszczególnych komór

strefy zamarzania łączą się ze sobą tworząc pełną ciągłą ściankę.

Omówiona metoda nosi nazwę solankowej. Wymaga ona skomplikowanego wyposażenia, jest

niebezpieczna w wykonawstwie ( zagrożenie wybuchem i pożarem ) a proces tworzenia przegrody

trwa długo i nie zawsze zapewnia jej szczelność.

W ostatnich latach stosuje się metody bezkolankowe. ( ciekły azot, propan) bezpośrednio do komór

zamrażania, co wielokrotnie skraca czas tworzenia przegrody lodowej, zwiększa wytrzymałość i

szczelność przegrody. Wady : duże zużycie azotu, propanu, duże koszta.

12.Przebieg procesu wyżarzania gruntu

W ostatnich latach w praktyce budowlanej stają się coraz bardziej popularne fundamenty sztuczne,
utworzone przez obróbkę termiczną gruntów pylastych.
Podczas spiekania w gruncie zachodzą nieodwracalne zmiany wskutek skomplikowanych procesów
chemicznych. Pod wpływem wysokiej temperatury ( 700OC) minerały węglanowe i glinowe tworzą
nowe związki.
Wzmocnienie termiczne może być dokonane dwoma sposobami :
- przez wtłaczanie pod ciśnieniem w wywiercone w gruncie otwory powietrza rozgrzanego do 600-
800 C
- przez termiczną i termochemiczną obróbkę gruntów gorącymi gazami o temperaturze dochodzącej
do 1100C ( punktami spalania paliw, wzbogaconymi specjalnymi domieszkami). Wprowadzonymi w
grunt pod ciśnień przez rury żaroodporne
Przekazywanie ciepła w głąb gruntu następuję przez promieniowanie, konwekcję i przewodzenie
cieplne. Po obróbce trwającej około 10 godzin w temperaturze 850-900C wytrzymałość gruntu
dochodzi do 2,5MPa. (zbliżona do betonu )

13. Metody zagęszczania gruntów:

•

ubijaki ręczne i mechaniczne

•

walce statyczne

•

walce wibracyjne

•

konsolidacja dynamiczna

•

wibratory powierzchniowe i wgłębne

•

wibroflotacja

•

wybuchy powierzchniowe i ukryte (w otworach wiertniczych)

Zagęszczenie podłoża poprzez wibrowanie i wibrowymywanie.

Wzmocnienie podłoża gruntowego może być dokonane przez wibrowani powierzchnio. i

wgłębne. Wibrowanie powierzchniowe ma zastosowanie w przypadku zageszc. gruntu, który był

formowany warst. w miejsce wymień. gruntów słabonośnych lub małonośn. Przez grunt

słabonośny rozumie się grunt ograniczony, przez gr. małonoś gr. mineralny. Do

powierzchniowego zagęszcz. gr. w nasypach budowlanych mogą być stosow. wibratory płytowe

oraz walce wibrac. drogowe. Gr. zagęszczony spos. wibrowania wgłębnego tworzy kolumny

dobrze zagęszczone, które rozstawia się w planie trójkąta równobocznego.Przypowierzchniowa

warstwa gruntu zagęszczonych kolumn nie ma na ogół wysokiego wskaźnika zagęszczenia i

dlatego na końcach kolumn rozmieszcza się warstwę podsypki o ok. 0,6 – 0,9 [m], którą zagęszcza

się metodami powierzchniowymi. Zwykłe wibrowani przeprowadza się łącznie z nawadnianiem

zagęszczonego gr. Cząstki gruntu dążą do przyjęcia możliwie jak najbardziej zwartej struktury

przemieszczając się względem siebie wypierając z porów wodę oraz powietrze przez co zmniejsza

się porowatość i wzrasta zagęszczenie materiału. Ciężkie cząstki piasku wędrują w duł tworząc

sztywny szkielet a cząstki lekkie, pylaste, gliniaste i domieszki organiczne są wynoszone przez

strumień wody na powierzchnię. Wielkość stopnia zagęszczenia gr. zależy od rodzaju wibratora

oraz czasu wibracji. Zagęszczenie wib. ma miejsce po nawilgoceniu podłoża do wilgotności zbliż

do optymalnej. Zagęszczenie ośrodka gruntowego metodami udarowymi polega na opuszczaniu z

wysokości H=5-30[m] ciężaru od 20-400[kN] o powierzchni A = 1-5[m2]. Powierzchnia zagęszcz.

podłoża (Apz) powinna być większa od powierzchni fundamentu.

Apz = 1,4B(L+0,4B) [m2]; B,L – odp. szerokość i długość [m]

Wartość projektowanego obniżenia powierzchni (z) podłoża zagęszcz. można obliczyć: z=(en-

esr/1+en)h

en – wsk. porowat. naturalnej [-]

eśr – śr. Wartość warstw zagęsz [-]

h – miąższość warstw zagęszcz. [m]

eśr = 0,5*(emax + emin); emax – wart. wskaź. przy stropie warstwy zagęszczonej; emin – przy

spągu warstwy zagęszcz.; Po zagęszczeniu podłoża udarami należy dokonać pomiaru zmian

ciśnienia porowego i pomiaru osiadań powierzchni zagęszczonej. Zag. uzyskuje się w wyniku

kilkukrot. uderzenia w miejscach tworzących siatkę o boku kilku metrów – tak aby na 1m2 2 lub

3uderzenia. W procesie wibroflotacji – wgłębnego zag. gr. niespoistego mało nośnego wykorz-

ystuje się zjawisko upłynnienia gr. spowodow. poziomą wibracją wprowadzanej w grunt

zagęszczarki wgłębnej. Wibracja ta powoduje zagęszczenie gruntu wokół wibratora w skutek

usunięcia wody i powietrza przez ziarna gruntu dążące do zajęcia położenia najniższego.

Skompletow- any zestaw wibroflotac. wraz z instal. wodną i elektr. stanowi urządzenie do wgłęb.

zag. gruntu. Do leja który powstał wokół kolumny rurowej dosypuje się w spos. ciągły piasek żwir

tłuczeń itp. Ten dosypany materiał miesza się z gruntem rodzimym i po zagęszczeniu tworzy

kolumnę gruntu. Strefa zag. uzysk. w skutek wibroflot. sięga 1,5-4 [m] od osi działania

wibroflotacji i zależy od rodz. gr. i mocy wibratora. Efektem wibroflotacji jest zwiększenie nośno-

ści podłoża oraz zmniejs. osiadania i umożliw. tańszego usadowienia budowli. Wzmocnienia

małonośnych gr. spoistych można dokonać metodą wibrowymiany. Za pomocą wymuszonych

drgań mechanicznych wibratora nie można zagęścić gr. spoistych z 2 powodów; - znacznego

tłumienia drgań; - utrudnionego przepływu wody która jest wyciskana przy zmniejszeniu się

porowatości gr. w czasie ich zag.; Wzmocnienie gr. spoistych może następować przez

formowanie w nich kolumn zag. kruszywa które eliminują niebezpieczeństwo ścin - ania.

Uformowane kolumny zag. kruszywa spełniają funkcję drenów a przez to obniżają ciśnienie wody

w porach. Średnica wytworzonych kolumn wynosi ok. 1m a głęb. 6m.

Zagęszczanie gruntu impulsami:

Metoda konsolidacji dynamicznej (ciężkie ubijanie) jest jedną z bardzi. efektywnych metod gdyż

jest tańsza i prostsza w wykonawstwie niż wibrofl. pale zag. czy dodatkowe statyczne obciążenie

gr. Polega on na zmianie parametrów mechanicznych gr. przez bardzo intensywne ubijanie jego

powierzchni stalowymi lub stalowobetonowymi ubijakami o masie od 10 – 40 ton opuszczanych

od 10-40 [m] zag. prowadzone jest w kilku cyklach. Częstość uderzeń ubijaka waha się od 1-3

uderzeń/min są wykonywane od 5-15 [m] zależnie od warunków gr. przy czym w jednym miejscu

stos. od 3-8 uderze. Całą operację przeprowadza się w kilku etapach stopniowo zmniejszaj.

odległość uderzeń ubijaka oraz wysokość jego spadku. Metodę KD można stos. do zag. piasków

pylastych pyłów iłów na lądzie jak i pod wodą. Orientacyjną głęb. zag. w podłożu utworzonym ze

żwiru lub pyłów określa się z wzoru:

h – gł. zag.; λ – 0,8 dla gr. gruboziar.

λ – 0,65 dla gr. z zawart. drobnych frakchi; M – masa ubijaka [kg]; H – wysokość spadania ubijaka

[m].

Miąższość gr. zag. za pomocą sprzęt waha się od 3-20 [m] uzyskiwany stopień wzmocnienia

zależy od: rodzaju i stanu wzmacnianego gr.,

rozmieszczania punktów zag., liczby cykli i okresu przerw między cyklami oraz param. ubijaka i

wysokości jego spadku. Zag. gr. metodą wybuchową ma niewielki zakres stosowania, służy do

wzmacniania gr. pod wodą oraz dużych obszarów nasypowych, gr. niespoistych, lessów. Mamy

dwa sposoby: - strzelanie ładunkami zawieszonymi w wodzie ponad gr. i strzelanie ładunkami

założonymi wew. otw. wiertniczych.