ZBROJONE ŚCIANY OPOROWE Z BETONOWYMI ELEMENTAMI

Transkrypt

1 TC_steny_PL :37 Page 1 system wibroprasowanych elementów betonowych CZĘŚĆ TECHNICZNA ZBROJONE ŚCIANY OPOROWE Z BETONOWYMI ELEMENTAMI praktyczny podręcznik dla inwestorów, projektantów i budowniczych EUROPEJSKI FUNDUSZ ROZWOJU REGIONALNEGO ORAZ MINISTERSTWO PRZEMYSŁU I HANDLU REPUBLIKI CZESKIEJ WSPIERAJĄ INWESTYCJE W PAŃSTWA PRZYSZŁOŚĆ EVROPSKÝ FOND PRO REGIONÁLNÍ ROZVOJ A MINISTERSTVO PRŮMYSLU A OBCHODU ČR PODPORUJÍ INVESTICE DO VAŠÍ BUDOUCNOSTI THE EUROPEAN REGIONAL DEVELOPMENT FUND AND THE MINISTRY OF INDUSTRY AND TRADE OF THE CZECH REPUBLIC SUPPORT INVESTMENT IN YOUR FUTURE

2 TC_steny_PL :37 Page 2 CZĘŚĆ TECHNICZNA Spis treści 1. WSTĘP str Zalety zbrojonych ścian z el. betonowymi str MATERIAŁY str ELEMENTY BETONOWE I KOŁKI PLASTIKOWE str Elementy betonowe systemu GRAVITY STONE str Element licowy str Beleczka kotwiąca str Element kotwiący str Specjalny element licowy 400 str Element licowy 95 str Element zakrywający str Element zakrywający prosty str Kołki łącz. systemu GRAVITY STONE str Elementy betonowe systemu GEOSTONE str Element GEOSTONE FLAT str a Element GEOSTONE FLATtříčtvrťák str b Element GEOSTONE FLATpůlčák str Element GEOSTONE BENT str a Element GEOSTONE BENTtříčtvrťák str b Element GEOSTONE BENTpůlčák str Element GEOSTONE POT str Element GEOSTONE SHELF str Element zakrywający FLAT str Element zakrywający BENT str Element GEOSTONE miniflat str a Element GEOSTONE miniflatčtvrťák str b Element GEOSTONE miniflatšesťák str Element GEOSTONE minibent str a Element GEOSTONE minibentčtvrťák str b Element GEOSTONE minibentšesťák str Kołki łączące systemu GEOSTONE str Małe elementy betonowe str Element GEOZIQZAQ BLOK str Element GEOGARDEN STONE str Kołki łączące do małych elementów str Jakość produkcji elementów betonowych str GEOKRATY str Geokraty Miragrid str Geokraty Tensar str Geokraty KB-grid str MATERIAŁ DRENAŻOWY I GRUNTY DO ZASYPU ELEMENTÓW BETONOWYCH str Materiał drenażowy wg zaleceń NCMA str Materiał do zasypu betonowych kształtek wg zaleceń AASHTO str GRUNTY DO ZASYPU MIĘDZY GEOKRATAMI - ZBROJONY GRUNT str Zbrojony grunt wg zaleceń NCMA str Zbrojony grunt wg zaleceń AASHTO str Zbrojony grunt wg wyników badań /prób/ str GEOTEKSTYLIA str RURA DRENARSKA ORAZ KORYTKO DRENAŻOWE str DRENAŻOWY SYSTEM ŚCIANY str ZEWNĘTRZNY SYSTEM DRENAŻOWY str WEWNĘTRZNY SYSTEM DRENAŻOWY str ZASADY STATYCZNE str OBLICZENIE STATECZNOŚCI ZEWNĘTRZNEJ str OBLICZENIE STATECZNOŚCI WEWNĘTRZNEJ str OBLICZENIE STATECZNOŚCI LOKALNEJ str OBLICZENIE STATECZNOŚCI GLOBALNEJ str BUDOWANIE ŚCIANY str ZAGĘSZCZANIE GRUNTÓW str Badanie zagęszczania str Mechanizmy zagęszczania str PRZYGOTOWANIE BUDOWY str SPOSÓB BUDOWANIA ŚCIANY str Wytyczenie położenia ściany str Wykop dla ściany oporowej str Ułożenie poduszki żwirowej str Ułożenie pierwszej warstwy el. bet. str Ułożenie umocnionego gruntu str Ułożenie kolejnej warstwy el. bet. str Ułożenie geosyntetycznego uzbr. str Zakończenie ściany str SZCZEGÓŁY ORAZ KONSTRUKCJE SPECJALNE str ROGI ZEWNĘTRZNE I WEWNĘTRZNE str ŁUKI ZEWNĘTRZNE I WEWNĘTRZNE str ZAŁĄCZNIK A Tabelki do wymiarowania str KONSTRUKCJA ŚCIANY str WYSOKOŚĆ ŚCIANY I POSADOWIENIE ŚCIANY str Zapuszczenie ściany pod teren str Poduszka /podsypka/ żwirowa str ODCHYLENIE LICA ŚCIANY OD PIONU str ŚCIANY TARASOWE str. 22 2

3 TC_steny_PL :37 Page 3 system wibroprasowanych elementów betonowych 1. Wstęp Zbrojone ściany oporowe z elementami betonowymi to konstrukcje u nas stosunkowo nowe. Rozwijają się stopniowo od 1960 roku, a największy rozwój odnotowały po roku Ich idea, czyli idea zbrojonego (umocnionego) gruntu, gdy w poszczególne warstwy gruntu wkładane są elementy, które przejmują obciążenia w ciągu, jest jednak bardzo stara. Konstrukcje te wykorzystują zasadę zbrojonego gruntu, który znany jest od około 3000 let. Powstanie i rozwój obecnych zbrojonych konstrukcji oporowych związany jest ściśle z ewolucją tworzyw sztucznych i rozwojem tzw. geokrat, które stosowane są jako materiały zbrojeniowe, a także z technologią wibroprasowanego betonu, w której produkowane są betonowe licowe elementy. Zbrojone ściany oporowe z elementami betonowymi to oporowe konstrukcje, które są w zasadzie tworzone przez grunt. Utrzymanie gruntu w wymaganym nachyleniu zapewnione jest dzięki elementom zbrojeniowym, które są wkładane do gruntu. Owe elementy zbrojeniowe obciążane są wyłącznie na rozciąganie. Zbrojony grunt jest więc gruntem, do którego umieszczane są elementy naciągowe (np. geokraty) tak, by polepszyć stateczność i zminimalizować deformacje. By zbrojenie było efektywne, przecinać musi potencjalną płaszczyznę naruszenia. Odkształcenia w gruncie wywołują odkształcenia i siły rozciągające w zbrojeniu. Siły rozciągające w zbrojeniu ograniczają deformację gruntu i dzięki czemu zwiększają wytrzymałość ślizgową gruntu. W początkach nowoczesnych ścian oporowych stosowano jako elementy zbrojeniowe siatki stalowe chronione przeciwko korozji. Obecnie stosowane są niemal wyłącznie geokraty z tworzyw sztucznych. W porównaniu do siatki stalowej posiada kilkukrotnie większą odporność na korozję, i z reguły jest odporna na inne chemiczne i fizyczne oddziaływania. Na ich niekorzyść w porównaniu do siatek stalowych przemawia jednak ich większa rozciągliwość /plastyczność/. Powierzchnię licową ścian oporowych tworzą betonowe elementy, do których są geokraty mocowane przy pomocy plastikowych kołków. Zbrojone ściany oporowe można wykorzystać w wielu sytuacjach. Warunkiem ich zastosowania jest wystarczająca przestrzeń dla ich szerokości, która się równa z reguły co najmniej siedemdziesięciu procentom wysokości ściany. Owa szerokość niezbędna jest z powodu zakotwienia geokrat w gruncie. Zbrojone ściany oporowe można projektować dla stosunkowo dużych wysokości ścian. Znane są zbrojone ściany oporowe dla wysokości nawet 24 m. Zbrojone ściany można projektować dla dużych obciążeń, a także dla obciążeń dynamicznych. Stosowane są więc z powodzeniem w komunikacji drogowej i kolejowej, nasypach /wałach/, przyczółkach mostowych, regulacji portali tuneli itd. Zbrojone konstrukcje oporowe z elementami betonowymi można z powodzeniem wykorzystać nie tylko do dużego budownictwa, lecz także do mniejszych zadań budowniczych, jakimi są regulacje terenu w budownictwie lądowym /naziemnym/, włącznie z drobną architekturą ogrodową. Powodem zastosowania w przypadku drobnych budowli jest łatwa dotępność materiałów również dla drobnego budowniczego, proste wykonanie oraz bardzo korzystna cena. 1.1 ZALETY UZBROJONYCH ŚCIAN Z BETONOWYMI ELEMENTAMI Estetyczny wygląd Jedną z głównych zalet zbrojonych ścian z elementami betonowymi jest ich znakomity estetyczny wygląd. Zaleta ta spowodowana jest wyłącznie betonowymi elementami licowymi. Obecnie można do konstruowania zbrojonej ściany oporowej zastosować zarówno betonowe elementy licowe GRAVITY STONE, jak i nowo powstałe elementy GEOSTONE, które są wręcz przeznaczone do konstrukcji zbrojonych ścian oporowych. Podczas projektowania ściany można wybierać wśród Uniwersalność Zbrojone ściany oporowe z elementami betonowymi są bardzo uniwersalne. Elementy betonowe licowe ściany zaprojektowane są w ten sposób, by umożliwiły utworzenie łuków, a mianowicie wklęsłych, jak i też wypukłych. Wykonywać można łuki o różnych promieniach i zakrzywieniach. Można też dokonywać rzutowego załamania ścian pod kątami zarówno wewnętrznymi jak i zewnętrznymi. Do zbrojonych ścian oporowych można zastosować cały szereg betonowych elementów, których skombinowaniem możliwe jest osiągnięcie niemal jakiegokolwiek Wysoka nośność Zbrojone ściany oporowe z elementami betonowymi są bardzo nośne i można je projektować również dla dużych wysokości i dużych obciążeń. Ściany też można projektować dla obciążeń dynamicznych, które Cena Oprócz bardzo przyjemnego wyglądu estetycznego, zbrojone ściany oporowe z elementami betonowymi zawdzięczają swój rozwój przede wszystkim ich bardzo niskiej cenie. Cena zbrojonych ścian jest bardo korzystna i jest o wiele niższa od cen innych konstrukcji oporowych. Spowodowane to jest stosunkowo niskim zużyciem materiałów, ich niską ceną oraz łatwym montażem. U nas, a także za granicą, wykonywano ekonomiczne badania intratności zbrojonych ścian. Jako przykład podano tutaj wyniki dwóch badań, a mianowicie biura projektowego inż. Vanera z RC ( oraz prof. Koernera różnych kolorów, wykończeniu powierzchni, a także wybrać elementy płaskie lub plastyczne. Betonowe elementy produkowane są w sześciu podstawowych zabarwieniach i w dwóch wykończeniach powierzchni, a mianowicie albo gładkim albo łupanym. Dzięki niezwykle łatwej różnej kombinacji tych elementów można wykonać ciekawe ściany. Poza tym do ścian oporowych można wbudować betonowe elementy, które umożliwiają posadzenie w nich zieleni. nachylenia ściany oporowej. Poza tym, do systemu można wbudować betonowe elementy przeznaczone do zazielenienia ściany, które ożywią wygląd ściany, utworzą w ścianie oporowej niewielkie tarasy, a także powiększą kąt odchylenia ściany oporowej od pionu. Do przestrzeni zbrojonego gruntu można wkomponować drobne konstrukcje jako fundamenty dla słupków ogrodzenia, słupów oświetleniowych itd. Przestrzeń nad zbrojonym gruntem można dowolnie osadzić roślinami. powstają przede wszystkim w skutek transportu. Można z nich wykonywać przyczółki mostowe, skrzydła mostowe oraz umocnione nasypy pod drogi i szlaki kolejowe. z USA. W biurze inż. Vanera dokonano analizy wartościowej kilku rodzaji murów o wysokości 2 m, 5 m i 8 m. Analiza składała się z wstępnego projektu muru oporowego, z obliczenia zużycia materiałów, oraz następnie z oszacowania tego materiału. Następnie uwzględniono aspekt wymagań co do wykonania, technologii oraz wyposażenie na budowie, kryterium estetyczne, aspekt wymagań co do warunków klimatycznych oraz aspekt wymagań co do szybkości budowania. Oba badania jednoznacznie stwierdzają ekonomiczną dogodność ścian oporowych. 3

4 TC_steny_PL :37 Page 4 CZĘŚĆ TECHNICZNA CZK Porównanie kosztów budowy CZK Koszt na 1 m muru (CZK) CZK CZK CZK Mur grawitacyjny z deseniem Mur grawitacyjny bez deseniu Mur kątowy z deseniem Mur kątowy bez deseniu Grawitacyjny mur modułowy - KB BLOK CZK Zbrojony grunt PPE z lícowymi kształtkami Gabionowy mur CZK Zbrojona skarpa z krat /siatek/ stalowych Zbrojona skarpa z PES geokrat 0 CZK Wysokość muru (m) Rys. 1.1a: Ekonomiczne porównanie ścian oporowych przeprowadzone w Republice Czeskiej Koszty w dolarach na m Sciana grawitacyjna Zbrojona ściana z stalowym zbrojeniem Betonowa ściana modułowa Zbrojona ściana z geosyntetycznym zbrojeniem Wysokość ściany w metrach Rys. 1.1b: Ekonomiczne porównianie ścian oporowych przeprowadzone w USA 4

5 TC_steny_PL :37 Page 5 system wibroprasowanych elementów betonowych Montaż Zbrojone ściany oporowe z elementami betonowymi są bardzo łatwe do wykonania. Ich zbudowanie nie wymaga specjalnych kwalifikacji, budowę mogą wykonywać zaledwie przeszkoleni pracownicy. Jednak dobrze wykonana ściana oporowa, tak samo jak każde dzieło, wymaga dyscypliny oraz etyki pracy. Do budowania nie są potrzebne specjalne mechanizmy i maszyny, z wyjątkiem maszyn techniki zagęszczania oraz maszyn do robót ziemnych, które wykonują odkop gruntu i jego przeniesienie. Manipulacja elementami betonowymi jest prosta Wykonanie Zbrojone ściany oporowe wykonywane są w suchej technologii, co ma szereg zalet. Bezzaprawowe suche połączenia umożliwiają stosunkowo małe przesunięcia i deformacje między poszczególnymi elementami, bez tego, by dochodziło do uszkodzeń Trwałość W przypadku zbrojonych ścian oporowych przewidywana jest żywotność ok. 100 lat. Żywotność ta określona jest oczywiście zarówno przez żywotność betonowych elementów, jak i żywotność geokraty. Betonowe elementy produkowane są w technologii wibroprasowania, gdy stosowana jest mieszanka betonowa z bardzo małym współczynnikiem wodnym. Wynikiem są betonowe elementy z wysoką wytrzymałością na ściskanie, których żywotność i dokonuje jej w zależności od rodzaju elementu albo jeden pracownik, albo dwóch pracowników. Manipulowanie geokratami jest również bardzo łatwe, ponieważ są one bardzo lekkie. Sporą zaletą jest fakt, iż budowa ściany zbrojonej nie wymaga mokrego procesu, dlatego też można ją realizować również w mniej dogodnych warunkach klimatycznych i w miejscach, gdzie nie ma dostępu dla transportu i układanie mieszanki betonowej. ścian lub do szpetnych naderwań. Posadowienie słupa betonowych elementów zalecane jest na poduszce żwirowej, który jest miękka i dostosuje się do mniejszych deformacji podłoża. przewidywana jest na ok. 100 lat. Dla specyficznego środowiska komunikacji drogowych, gdzie są zwiększone wymagania co do odporności na chemiczne substancje rozmrażające, produkowane są betonowe elementy z podwyższoną odpornością na CHRL. Geokraty produkowane są z polimerów, w przypadku których ich producenci gwarantują z reguły żywotność większą niż 100 lat. 2. MATERIAŁY Zbrojone ściany oporowe z elementami betonowymi składają się gruntu, geotextiyliów oraz rurki drenarskiej. W akapicie poniżej z betonowych elementów licowych, kołków plastikowych, geokrat przedstawiono opis tych materiałów. zbrojeniowych, materiału drenującego, zbrojonego /umocnionego/ 2.1 BETONOWE ELEMENTY I PLASTIKOWE KOŁKI Betonowe elementy dla zbrojonych ścian produkowane są przez spółkę Betonowe elementy specjalnie zaprojektowane są tak, by można było KB-BLOK system, w technologii wibroprasowania na liniach nimi dobrze manipulować, by były ładne, by wnęki /szczeliny/, które produkcyjnych kupionych w USA. Na element licowy GRAVITY STONE powstaną pomiędzy nimi dobrze odprowadzały wodę, oraz by dobrze kupiono licencję, kolejne elementy grupy GEOSTONE są produktem kotwiły geokraty. Do zbrojonych ścian oporowych z geokratami można spółki KB-BLOK system. Betonowe elementy produkowane są wykorzystać elementy systemu GRAVITY STONE oraz/lub elementy z mieszanki betonowej z bardzo małym współczynnikiem wodnym, co powoduje między innymi dużą wytrzymałość betonu na ściskanie. systemu GEOSTONE Betonowe elementy systemu GRAVITY STONE Z grupy GRAVITY STONE do celów zbrojonych ścian oporowych mocniej, to zamiast samego elementu licowego zastosować można najczęściej stosowane są elementy licowe. Nie jest to jednak jedyna ewentualność. Jeśli ściana jest znacznie obciążona lub jest bardzo wysoka i trzeba przymocować geokratę do elementów betonowych zmontowaną konstrukcję mini kotwienia, ewent. jednego kotwienia. Do grupy GRAVITY STONE, którą można zastosować podczas wykonywania zbrojonych ścian, należą następujące betonowe elementy: Element licowy Element licowy może być produkowany w sześciu podstawowych kolorach, i wykończeniu powierzchni jako gładki lub łupany. Stosowany jest jako czołowy element zbrojonej ściany. Jeżeli zastosowany zostanie osobno /sam/, jego tylna ścian może być prosta. Jeśli stosowany jest w kombinacji z beleczką kotwiącą lub elementem kotwiącym, to jego tylna strona zaopatrzona jest w zamek do wsunięcia beleczki kotwiącej lub elementu kotwiącego. Waga elementu wynosi około je 33 kg. 5

6 TC_steny_PL :37 Page 6 CZĘŚĆ TECHNICZNA Beleczka kotwiąca Beleczka kotwiąca łączy nawzajem element licowy oraz element kotwiący, dzięki czemu powstaje potrzebna głębokość konstrukcyjna jednego kotwienia. Układ ten stosowany jest w sytuacjach, gdy konieczne jest przykotwienie geokraty do betonowych elementów większą siłą. Beleczka produkowana jest tylko w kolorze naturalnym. Waga elementu wynosi około 24,5 kg Element kotwiący Element kotwiący stosowany jest do wykonania jednego kotwienia (dla tylnej prostopadłej części) lub do wykonania mini kotwienia (dla średniej i tylnej części). Jedno kotwienie i mini kotwienie mocują geokratę większą siłą aniżeli sam element licowy. Element produkowany jest wyłącznie w kolorze naturalnym. Waga elementu to w przybliżeniu 13 kg Specjalny element licowy 400 Element stosowany jest zamiast licowego elementu w sytuacjach, gdy na mur oporowy nawiązuje płot. Długość tego elementu wynosi 400 mm, identycznie jak moduł kształtki płotowej. Element produkowany jest w sześciu podstawowych kolorach oraz w wykonaniu powierzchni gładkim lub łupanym. Waga elementu wynosi ok. 21 kg Element licowy 95 Element produkowany jest w sześciu podstawowych kolorach oraz w wykonaniu powierzchni gładkim lub łupanym. Jego funkcją jest uplastycznienie ściany przy pomocy poziomych pasów o różnych kolorach oraz teksturach. Waga elementu wynosi w przybliżeniu 21,5 kg Element zakrywający Element zakrywający stosowany jest do wszystkich zestawów ścian i dostępny jest w sześciu podstawowych kolorach oraz w wykonaniu powierzchni gładkim lub łupanym. Element służy do zakrycia ostatniego rzędu elementów licowych. Waga elementu wynosi około 25,5 kg. 6

7 TC_steny_PL :37 Page 7 system wibroprasowanych elementów betonowych Element zakrywający prosty Element zakrywający prosty stosowany jest do wszystkich rodzajów ścian i produkowany jest w sześciu podstawowych kolorach oraz w wykonaniu powierzchni gładkim lub łupanym. Element służy do zakrycia ostatniego rzędu elementów licowych. Waga elementu to ok. 13,5 kg Kołki łączące systemu GRAVITY STONE W systemie GRAVITY STONE stosowane są kołki łączące, których kształt widoczny jest na dołączonym rysunku. Kołki służą do uproszczenia montażu, a także zwiększają wytrzymałość ślizgową suchych szczelin poziomych Betonowe elementy systemu GEOSTONE Firma KB-BLOK system rozwinęła i produkuje betonowe elementy, które stosowane są z powodzeniem w zbrojonych ścianach oporowych z betonowymi elementami. Są nimi elementy systemu Element GEOSTONE FLAT - 1 GEOSTONE, które można wzajemnie kombinować i wykonywać w ten sposób dużą ilość wariantów ścian oporowych. Do systemu GEOSTONE należą następujące elementy: Element posiada płaską ścianę czołową, która jest taka sama jak czołowa ściana licowa elementu systemu GRAVITY STONE. Element FLAT może być wyprodukowany w sześciu podstawowych kolorach oraz w wykonaniu powierzchni gładkim lub łupanym. Element przeznaczony jest wyłącznie do zbrojonych ścian z betonowymi elementami. Waga elementu wynosi około 42,5 kg a Element GEOSTONE FLATtříčtvrťák - 3 /4 Element GEOSTONE FLATtříčtvrťák posiada płaską stronę licową. Jego długość wynosi zaledwie 3 /4 długości elementu podstawowego FLAT. Element GEOSTONE FLATtříčtvrťák może być stosowany w kombinacji ze wszystkimi pozostałymi elementami GEOSTONE lub samodzielnie. Element GEOSTONE FLATtříčtvrťák produkowany jest w sześciu podstawowych barwach i wykończeniu powierzchni jako gładki czy łupany. Jego kolejną zaletą jest niższa waga, wynosząca ok. 33 kg b Element GEOSTONE FLATpůlčák - 1 /2 Element GEOSTONE FLATpůlčák podobnie jak wszystkie pozostałe elementy FLAT posiada płaską stronę licową. Jego długość stanowi połowę długości elementu podstawowego FLAT. Element może być stosowany samodzielnie lub w kombinacji ze wszystkimi pozostałymi elementami GEOSTONE. Element GEOSTONE FLATpůlčák produkowany jest w sześciu podstawowych barwach i wykończeniu powierzchni jako gładki czy łupany. Jego kolejną zaletą jest niższa waga, wynosząca ok. 23 kg. 7

8 TC_steny_PL :37 Page 8 CZĘŚĆ TECHNICZNA Element GEOSTONE BENT - 1 Element ma zakrzywioną powierzchnię czołową, która wygląda bardzo plastycznie. Element BENT produkowany jest w sześciu podstawowych kolorach oraz w wykonaniu powierzchni gładkim lub łupanym. Element przeznaczony jest wyłącznie do zbrojonych ścian oporowych z betonowymi elementami. Waga elementu wynosi w przybliżeniu 40,5 kg a Element GEOSTONE BENTtříčtvrťák - 3 /4 Element GEOSTONE BENTtříčtvrťák posiada plastyczną stronę licową, podobnie jak element podstawowy BENT. Jego długość wynosi zaledwie 3 /4 długości elementu podstawowego BENT. Element może być stosowany samodzielnie lub w kombinacji ze wszystkimi pozostałymi elementami GEOSTONE. Element GEOSTONE BENTtříčtvrťák produkowany jest w sześciu podstawowych barwach i wykończeniu powierzchni jako gładki czy łupany. Waga elementu wynosi około 31 kg b Element GEOSTONE BENTpůlčák - 1 /2 Element GEOSTONE BENTpůlčák posiada plastyczną stronę licową, podobnie jak wszystkie elementy typu BENT. Jego długość wynosi zaledwie w przybliżeniu połowę długości elementu podstawowego BENT. Element może być stosowany samodzielnie lub w kombinacji ze wszystkimi pozostałymi elementami grupy podstawowej GEOSTONE. Element GEOSTONE BENTpůlčák produkowany jest w sześciu podstawowych barwach i wykończeniu powierzchni jako gładki czy łupany. Waga elementu wynosi około 21 kg Element GEOSTONE POT Element POT jest przeznaczony pierwotnie do posadzenia w nim kwiatów i roślin. Można go jednak zastosować także do ożywienia ścian oporowych wykonanych z elementów FLAT i BENT. Kształt powierzchni czołowej jest taki sam jak w przypadku elementu BENT lub elementu SHELF. Element POT produkowany jest w sześciu podstawowych kolorach oraz wykończeniu powierzchni jako gładki lub łupany. Waga elementu wynosi ok. 40,0 kg Element GEOSTONE SHELF Element SHELF przeznaczony jest do posadzenia kwiatów i roślin, jak również do wykonywania mniejszych tarasów w konstrukcjach ścian oporowych. Kształt powierzchni czołowej jest identyczny jak w przypadku elementów BENT lub POT. Element SHELF może być wyprodukowany w sześciu podstawowych kolorach, oraz wykończeniu powierzchni jako gładki lub łupany. Waga elementu to około 34,5 kg

9 TC_steny_PL :37 Page 9 system wibroprasowanych elementów betonowych Element zakrywający FLAT Element zakrywający FLAT stosowany jest do zakończenia ścian wykonanych z elementów FLAT lub BENT. Element dostępny jest w sześciu podstawowych kolorach i w wykonaniu powierzchni gładkim lub łupanym. Waga elementu wynosi ok. 25,5 kg Element zakrywający BENT Element zakrywający BENT stosowany jest do zakończenia ścian wykonanych z elementów FLAT lub BENT. Element produkowany jest w sześciu podstawowych kolorach oraz w wykonaniu powierzchni gładkim lub łupanym. Waga elementu wynosi ok. 22,3 kg Oprócz podstawowego szeregu elementów GEOSTONE został rozwinięty typoszereg GEOSTONE mini. Typ ten jest również przeznaczony do stosowania w ścianach oporowych zbrojnych geokratami. Głębokość elementu wynosi 300 mm, w odróżnieniu od szeregu podstawowego, którego głębokość wynosi 500 mm. Ta główna cecha konstrukcyjna predysponuje elementy szeregu GEOSTONE mini do różnych zastosowań w ścianach oporowych, nie posiadających ekstremalnej wysokości i obciążeń w odróżnieniu od podstawowego szeregu elementów GEOSTONE, które mogą być stosowane do budowy bardzo wysokich ścian narażonych na wysokie obciążenia. Wysokość wszystkich elementów szeregu GEOSTONE mini wynosi 150 mm Element GEOSTONE miniflat - 1 Element GEOSTONE miniflat posiada płaską stronę licową. Jest to element podstawowy szeregu GEOSTONE mini o długości elementu w kierunku ściany 337 mm. Element może być stosowany samodzielnie lub w kombinacji ze wszystkimi pozostałymi elementami grupy GEOSTONE mini w konstrukcja ścian oporowych. Element GEOSTONE miniflat produkowany jest w sześciu podstawowych barwach i wykończeniu powierzchni jako gładki czy łupany. Waga elementu wynosi około 22 kg a Element GEOSTONE miniflatčtvrťák - 1 /4 Element GEOSTONE miniflatčtvrťák posiada podobnie jak element podstawowy GEOSTONE miniflat płaską stronę licową. Wymiar elementu w kierunku długości ściany wynosi 3 /4 wymiaru podstawowego elementu GEOSTONE miniflat. Element może być stosowany w kombinacji za wszystkimi pozostałymi elementami grupy GEOSTONE mini ewentualnie samodzielnie. Element GEOSTONE miniflatčtvrťák produkowany jest w sześciu podstawowych barwach i wykończeniu powierzchni jako gładki czy łupany. Waga elementu wynosi około 13 kg. 9

10 TC_steny_PL :37 Page 10 CZĘŚĆ TECHNICZNA b Element GEOSTONE miniflatšesťák - 1 /6 Element GEOSTONE miniflatšesťák posiada płaską stronę licową podobnie jak wszystkie elementy grupy FLAT. Długość elementu w kierunku ściany wynosi połowę długości podstawowej elementu GEOSTONE miniflat. Element może być stosowany w kombinacji za wszystkimi pozostałymi elementami grupy GEOSTONE mini lub samodzielnie. Element GEOSTONE miniflatšesťák produkowany jest w sześciu podstawowych barwach i wykończeniu powierzchni jako gładki czy łupany. Waga elementu wynosi około 11 kg Element GEOSTONE minibent - 1 Element GEOSTONE minibent posiada plastyczną stronę licową, załamaną w trzech płaszczyznach. Wymiary zewnętrzne są identyczne jak elementu GEOSTONE miniflat. Element może być stosowany w kombinacji za wszystkimi pozostałymi elementami grupy GEOSTONE mini lub samodzielnie. Element GEOSTONE minibent produkowany jest w sześciu podstawowych barwach i wykończeniu powierzchni jako gładki czy łupany. Waga elementu wynosi około 20 kg a Element GEOSTONE minibentčtvrťák - 1 /4 Element GEOSTONE minibentčtvrťák podobnie jak pozostałe elementy grupy BENT posiada plastyczną stronę licową. Długość elementu w kierunku ściany wynosi 3 /4 wymiaru podstawowego elementu GEOSTONE minibent. Element przeznaczony jest do samodzielnego zastosowania, ewentualnie w kombinacji z pozostałymi elementami grupy GEOSTONE mini. Element GEOSTONE minibentčtvrťák produkowany jest w sześciu podstawowych barwach i wykończeniu powierzchni jako gładki czy łupany. Waga elementu wynosi około 12 kg b Element GEOSTONE minibentšesťák - 1 /6 Element GEOSTONE minibentšesťák podobnie jak pozostałe elementy grupy plastyczną stronę licową. Długość elementu w kierunku ściany wynosi połowę wymiaru podstawowego elementu GEOSTONE minibent. Element może być stosowany samodzielnie lub w kombinacji z pozostałymi elementami grupy GEOSTONE mini. Element GEOSTONE minibentšesťák produkowany jest w sześciu podstawowych barwach i wykończeniu powierzchni jako gładki czy łupany. Waga elementu wynosi około 10 kg Kołki łączące systemu GEOSTONE Kształt kołków łączących widać na dołączonym rysunku. Kołki łączące ułatwiają montaż ściany, jaki też zwiększają nośność ślizgową suchych szczelin poziomych. 10

11 TC_steny_PL :37 Page 11 system wibroprasowanych elementów betonowych Małe elementy betonowe Do grupy małych elementów betonowych należą w zasadzie dwa elementy, a mianowicie element GEOZIQZAQ BLOK oraz GEOGARDEN STONE. Są to małe elementy, przeznaczone na mniejsze ściany oporowe do wysokości 3 m. W odróżnieniu od pozostałych elementów posiadają pięć szeregów otworów na kołki łączące. Powodem tego rozwiązania jest możliwość przesunięcia w elementu w obu kierunkach w stosunku do strony licowej. Dzięki temu można wykonać ścianę oporową pionową, ustępującą czy też plastyczną. Te małe elementy betonowe nie posiadają wnęk odciążających, mogą być również produkowane w opcji GRIND. Właśnie takie plastyczne ściany oporowe, gdzie poszczególne elementy ustępują lub występują za lico ściany oporowej bardzo ładnie się prezentują i są bardzo atrakcyjne w opcji GRIND Element GEOZIQZAQ BLOK Element GEOZIQZAQ BLOK jest to element o wysokości 150 mm, który odznacza się dużym ukosem w rzucie poziomym. Ukos ten umożliwia wykonanie łuku o bardzo małej średnicy. Element GEOZIQZAQ BLOK posiada obie strony licowe, jak dłuższą tak krótszą. Zaleta ta umożliwia wykonywanie ścian oporowych w wielu wariantach. Element GEOZIQZAQ BLOK produkowany jest w sześciu podstawowych barwach i wykończeniu powierzchni jako gładki czy łupany a ponad to w wykonaniu GRIND. Waga elementu wynosi około 26,6 kg Element GEOGARDEN STONE Element GEOGARDEN STONE jest najmniejszym elementem do ścian oporowych, który znajduje się w asortymencie wyrobów. Jego wysokość wynosi tylko 100 mm. Element posiada tylko jedną powierzchnię licową o długości 200 mm. Głębokość elementu wynosi zaledwie 220 mm, co pozwala wykorzystać te elementy do niższych ścian oporowych i mniejszych obciążeń. Element GEOGARDEN STONE produkowany jest w sześciu podstawowych barwach i wykończeniu powierzchni jako gładki czy łupany a ponad to w wykonaniu GRIND. Waga elementu wynosi około 8,7 kg Kołki łączące do małych elementów Kształt kołków widoczny jest na załączonym rysunku. Kołki łączące nie tylko ułatwiają montaż ściany lecz także zwiększają nośność poślizgową suchych szczelin poziomych. Do małych elementów stosowane są identyczne kołki jak do systemu GEOSTONE Jakość produkcji betonowych elementów Betonowe elementy dla zbrojonych ścian oporowych produkowane są przez spółkę KB-BLOK system na liniach produkcyjnych światowej marki kupionych w USA, przestrzegając najściślejszą dyscyplinę technologiczną. Efektem są wysokogatunkowe produkty wysokeij jakości. Jakość produkcji jest regularnie sprawdzana w budowlanych laboratoriach badawczych. Wyniki badań są rejestrowane na piśmie. Oferta kolorów i wykonań powierzchni Elementy licowe i zakrywające elementy dostępne są w następujących sześciu podstawowych kolorach i wykonaniach powierzchni: Kolory: naturalny, czerwony, brązowy, czarny, żółty, biały Wykonanie powierzchni: powierzchnia gładka, łupana Wymagania produkcyjne stawiane elementom to: wytrzymałość na ściskanie licowego - średnia wartość 3 próbek min. 35 MPa - pojedyńcza wartość próbki min. 30 MPa wytrzymałość na ściskanie beleczki kotwiącej i elementu kotw. - średnia wartość 3 próbek min. 25 MPa - pojedyńcza wartość próbki min. 20 MPa współczynnik mrozoodporności T50 min. 0,75 nasiąkliwość max. 5 % Tolerancja wykonawcza: - długość 600 ± 8 mm - szerokość 450 ± 5 mm - wysokość 190 ± 3 mm 11

12 TC_steny_PL :37 Page 12 CZĘŚĆ TECHNICZNA 2.2 GEOKRATY Geokraty to płaskie konstrukcje z plastiku, które składają się z dwóch wzajemnie prostopadłych prętów, włókien lub wiązki prętów. Chodzi więc w zasadzie o siatkę zbrojeniową (wzmacniającą), do której można znaleźć analogię w stalowej siatce zbrojeniowej. Geokraty produkowane są z różnych polimerów. Najczęściej do produkcji geokrat wykorzystywany jest poliester, polipropylen o dużej gęstości lub polietylen. Żebra lub pręty różnych różnych geokrat mogą wyglądać różnie. Tak samo różnie wygląda połączenie podłużnych i poprzecznych prętów różnych geokrat. Pod względem sztywności geokraty, tj. sztywności jej prętów oraz sztywności połączenia prętów, odróżniamy geokraty sztywne i miękkie. Funkcją geokraty w zbrojonym gruncie ściany oporowej jest przede wszystkim przejmowanie obciążeń rozciągających. Geokrata jest więc obciążana wyłącznie w ciągu, podobnie jak armatura stalowa w żelbetonie. W celu właściwego pełnienia jej funkcji, geokrata mus być odpowiednio zakotwiona za przewidywaną płaszczyznę naruszenia. Podczas projektowania zbrojonej ściany oporowej z betonowymi elementami należy na podstawie obliczenia ustalić długość geokraty, ich odległość, a także rodzaj geokraty. Żywotność geosyntetyków o wysokiej wytrzymałości Żywotność jest głównym problemem wszystkich materiałów obniżenie ich wytrzymałości. Podczas obliczania zbrojonych ścian polimerowych, u których wymaga się, by spełniały długotrwale ich funkcęi. Geosyntetyki, tak samo jak inne materiały konstrukcyjne, z czasem ulegają degradacji. Szybkość degradacji zależna jest od budowy molekularnej geosyntetycznego polimeru oraz na środowisku, w którym geosyntetyczny umieszczono. Ponieważ geokraty wbudowane są do środowiska gruntowego, degradacja materiału następuje bardzo oporowych z betonowymi elementami wymagane jest, by oddziaływanie degradacyjne zawarte było w obliczeniu. Praktycznie odbywa się to w ten sposób, że podczas projektowania ściany bazuje się na projektowej wytrzymałości geokraty, która obejmuje różne degradacyjne wpływy i czynniki. Podczas obliczenia długotrwałej wytrzymałości geokraty stosowany jest częściowy współczynnik bezpieczeństwa dla powoli. Tylko w warunkach ekstremalnych dochodzi do mierzalnej trwałości geokrat RFd. Współczynnik wyprowadzony jest z badań degradacji. Degradacja polimerowych materiałów z reguły powoduje eksperymentalnych Geokraty Miragrid Geokraty Miragrid to poliestrowe geokraty o dużej wytrzymałości z dużą masą cząsteczkową. Produkowane są w szerokim zakresie wytrzymałości na rozciąganie, który spełnia wymagania stawiane zbrojeniom ścian oporowych. Geokraty Miragrid są tkane i następnie z powodu stabilności wymiarowej pokrywane są polimerową powłoką. Są w stanie wytrzymywać największe możliwe obciążenia, które mogą powstać w przypadku zbrojonych ścian oporowych. Duża masa molekularna polimeru oraz duża wytrzymałość na rozciąganie włókien poliestrowych zastosowanych w geokratach Miragrid mają świetne właściwości, jeśli chodzi o długookresowe zachowywanie się oraz odporności na długotrwałe przetwarzanie /odkształcanie/. Duża masa molekularna włókien poliestrowych zapewnia też odporność na ewentualne oddziaływania degradacyjne hydrolizy oraz ataki chemiczne w zakresie ph, które mogą nastąpić w normalnych warunkach w środowisku gruntu. Walory i zalety geokraty Miragrid: Nie nawija się z powrotem. Geokrata Miragrid to miękka geokrata, dlatego też na budowie po ułożeniu ściany oporowej pozostaje płaska i nie usiłuje zwijać się z powrotem w rolę. Jest giętka, elastyczna i wytrzymała. Przenoszenie naprężenia z geokraty Miragrid do gleby odbywa się podczas minimalnej deformacji konstrukcji gruntowej. Posiada niską wagę. Geokrata Miragrid jest co najmniej 33% lżejsza od większości sztywnych geokrat. Jej cena jest korzystna. Poliestrowe włókna geokraty Miragrid posiadają dużą wytrzymałość na rozciąganie oraz dużą długotrwałą wytrzymałość na rozciąganie. Konsekwencjągo jest niska liczba geokraty niezbędnych do uzbrojenia ściany. Ma dużą długotrwałą wytrzymałość projektową. Długotrwała wytrzymałość projektowa geokraty Miragrid określona jest na podstawie długookresowach badań rozciągania, których czas jest dłuższy niż hodin. Badania przeprowadzane są w niezależnych laboratoriach. łatwo z nimi manipulować. Geokrata Miragrid nie ma ostrych krawędzi, o które pracownicy mogli by się skaleczyć. Dostarczana jest w szerokich rolach. Geokraty Miragrid dostarczane są w rolach szerokich 3,6 metra, tzn. szerszych od innych rodzaji geokraty. Szersze role znacząco skracają czas potrzebny do układania, przez co obniżają się koszty. 12

13 TC_steny_PL :37 Page 13 system wibroprasowanych elementów betonowych Geokraty Miragrid mają duże rozpięcie wytrzymałości i aktualnie są to geokraty z największą wytrzymałością na rozciąganie, z tych które obecne są na rynku. W tabelce przedstawiono zestawienie najczęściej stosowanych geokrat Miragrid wraz z podaniem ich wytrzymałości. 2XT 3XT 5XT 7XT 8XT 10XT Inne oznaczenie 35/ / / / / /25-30 Podłużnie: Wytrz. na rozciąganie knm Wytrz. przy przedłużeniu 5 % knm Przedłużenie podczas max. wytrz. % Poprzecznie: Wytrz. na rozciąganie knm Rozmiary oka mm 25 x x x x x x 30 Masa powierzchniowa gm Tab : Zestawienie najczęściej stosowanych geokrat Miragrid Zasady podczas układania geokraty Powierzchnia betonowych elementów, na których układana będzie geokrata, powinien być czysty i pozbawiony resztek zasypu drenażowego lub gruntu. Grunt, na który pokładana jest geokrata, musi być zagęszczona w określonym stopniu. Geokrata zostanie odwinięta z roli i przycięta na wymaganą długość. Ustawianie geokraty w kierunku jej obciążania, tj. w kierunku głębokości ściany, jest zabronione. Do zbrojenia ścian oporowych stosowane są z reguły geokraty z różną wytrzymałością na rozciąganie w obu kierunkach, dlatego też jest bardzo ważne umieszczenia geokratę we właściwym kierunku. Główny kierunek ciągu geokraty jest w kierunku uzwojenia na roli i oznakowany jest także wzmocnionym pasem na brzegu geokraty. Ów główny kierunek geokraty identyczny jest z kierunkiem obciążania, tj. z kierunkiem głębokości ściany. Po rozwinięciu geokraty napięta powinna być wten sposób, by leżała równo i bez pofalowań. Napięcie oraz wyrównanie geokraty wykonywane jest ręcznie delikatnym naciągnięciem, a następnie najlepiej wbiciem kołka w dolną zagęszczoną warstwę. Geokraty w kierunku podłużnym łączone są na styk. Przekrywanie geokrat jest niedopuszczalne. Do cięcia geokraty można zastosować narzędzie tnące z żyletką, ostry nóż lub nożyce Geokraty Tensar Geokraty Tensar wyprodukowane są z polietylenu o dużej gęstości. Produkowane są w specjalnej technologii, gdy ciągłe pasmo polietylenu o dużej gęstości perforowane jest najpierw równomiernie uporządkowanymi otworami o określonym kształcie. Potem jest nagrzewane i jednocześnie naciągane. Wynikiem tego procesu roboczego jest geokrata ze sztywnymi połączeniami między podłużnymi i poprzecznymi żebrami, oraz z charakterystycznymi owalnymi otworami. Geokraty Tensar produkowane są w pełnym zakresie wytrzymałości na rozciąganie. Dostarczane są w rolach o szerokości 1 oraz 1,3 m. W tabelce przedstawiono zestawienie najczęściej stosowanych geokraty wraz z ich wytrzymałością. 40RE 55RE 80RE 120RE 160RE Podłużnie: Wytrzymałość na rozc. knm -1 52,5 64, Wytrz. przy przedłużeniu 5 % knm -1 24,7 30,9 45,2 75,5 103 Przedłuż. Podczas max. wytrz. % 11,5 11,5 11,5 11,5 11,5 Rozmiary oka mm 16 x x x x x 230 Masa powierzchniowa gm Tab : Zestawienie najczęściej stosowanych jednoosiowych geokrat Tensar 13

14 TC_steny_PL :37 Page 14 CZĘŚĆ TECHNICZNA Walory i zalety geokraty Tensar: Unikatowa technologia oraz kształt żeber. Wyżej opisana technologia produkcji zapewnia całkowicie unikatowy kształt żeber geokraty Tensar. Wytrzymałość na roziąganie. Geokraty Tensar produkowane są w szerokim zakresie wytrzymałości na rozciąganie. Odporność na hydrolizę. Geokraty Tensar są w normalnych temperaturach odporne na działanie wodnych roztworów kwasów, zasad i soli, a także benzynę i ropę. Odporność na uszkodzenia mechaniczne. Geokraty Tensar to sztywne geokraty ze stosunkowo mocnymi żebrami, które są mniej podatne na uszkodzenia mechaniczne. Odporność na promieniowanie UV. Geokraty Tensar mają dobrą odporność na promieniowanie UV, która podwyższana jest przy pomoce domieszek węgla. Spółka Tensar posiada rozwinięte laboratorium, w którym przeprowadza rozległe badania /próby/ swoich geokraty. Badania przeprowadzane są już od początku lat osiemdziesiątych. Wyniki długookresowach badań służą do określenia długookresowej projektowej wytrzymałości na rozciąganie, czyli wytrzymałości geokraty, jaką posiada na końcu planowanej żywotności konstrukcji. Długookresowa wytrzymałość geokraty Tensar określona jest zgodnie z normą EN ISO , właśnie na podstawie eksperymentalnych badań. Geokraty Tensar odznaczają się korzystnym długookresowym zachowaniem się jednoosiowych geokraty. Najbardziej znaczęść odkształcenia odbędzie się w począztkowym krótkim okresie. Konstrukcyjnie ważne odkształcenie dokona się praktycznie w czasie budowy. Po dokończeniu budowy zbrojenie już się praktycznie nie odszktałca (przetwarza) GEOKRATY KB-GRID Geokraty KB-grid są to geokraty, które są objęte systemem firmy KB-BLOK. Produkowane są z polietylenu o wysokiej gęstości. Geokraty te są produkowane w Chinach na najnowocześniejszych liniach i transportowane są po całym świecie. Geokraty kształtem przypominają geokraty Tensar, podobna jest też ich produkcja. Produkcja polega na tym, że taśma polietylenu zostanie podziurawiona w regularnym rastrze a następnie jest jednostronnie naciągana, dzięki czemu powstaną typowe podłużne oka geokraty. Geokraty KB-grid są typowym przedstawicielem sztywnych geokrat, w których żebra wzdłużne i poprzeczne są mocno złączone. Przy naciąganiu w trakcie produkcji poprawiają się własności mechaniczne i fizyczne polimeru, a co za tym idzie wytrzymałość geokraty. 50R 65R 90R 110R 130R 170R Podłużnie: Wytrzymałość na rozc. knm -1 52,5 65,0 90,0 118,8 136,0 176,0 Wytrz. przy przedłużeniu 5 % knm -1 24,7 30,9 45,2 56,5 75,5 103,0 Przedłuż. Podczas max. wytrz. % 11,5 11,5 11,5 11,5 11,5 11,5 Rozmiary oka mm 16x225 16x230 16x240 16x240 16x245 16x245 Masa powierzchniowa gm Tab : Zestawienie najczęściej stosowanych jednoosiowych geokrat KB-grid Zalety geokrat KB-grid: Sztywność geokraty. Połączenia między poprzecznymi a podłużnymi prętami geokraty KB-grid są sztywne, co poprawia współdziałanie geokraty i gruntu. Wytrzymałość na rozciąganie. Geokraty KB-grid produkowane są w szerokim zakresie wytrzymałości na rozciąganie, które są potrzebne do budowy wzmocnionych ścian oporowych. Mała wartość przekształcenia. Geokraty KB-grid są mało podatne na przekształcenie. Niska jest również wartość długookresowego przekształcenia, co jest wielką zaletą w przypadku długotrwałych konstrukcji. Odporność na hydrolizę. Geokraty KB-grid posiadają znakomitą odporność na roztwory wodne kwasów, soli i zasad. Odporność na promieniowanie ultrafioletowe (UV). Geokraty KB-grid posiadają dobrą odporność na promieniowanie UV, która podnoszona jest za pomocą dodatków węgla. Odporność na uszkodzenie mechaniczne. Geokraty KB-grid są sztywne ze stosunkowo mocnymi żebrami, które są mniej podatne na uszkodzenia mechaniczne. 14

15 TC_steny_PL :37 Page 15 system wibroprasowanych elementów betonowych Geokraty mają wysoką odporność na promieniowanie ultrafioletowe, która osiągana jest dzięki dodatkowi 2 % węgla do polimeru wyjściowego. Węgiel jest w pierwotnym polimerze dobrze rozproszony. W przypadku nośnych konstrukcji budowlanych typu zbrojonych ścian oporowych i zboczy, gdzie obciążenie jest stałe i długotrwałe, jest ważne długookresowe przetwarzanie geokraty. Producent geokraty KB-grid ma w Chinach swoje własne laboratorium, gdzie przeprowadzane są długoterminowe badania geokrat, jak przy temperaturze pokojowej, tak przy wyższej temperaturze. Podwyższona temperatura w zasadzie zastępuje czas. Celem badań jest przewidywanie zachowań geokraty w długich okresach czasowych. Geokraty KB-grid są produkowane z polietylenu wysokiej gęstości, który nie reaguje z chemikaliami włącznie z kwasami, zasadami i solami, które w normalnych warunkach znajdują się w glebie. Geokraty nie mają żadnych wartości odżywczych dlatego nie są atakowane przez mikroorganizmy. 2.3 MATERIAŁ DRENAŻOWY I GRUNTY DO ZASYPU BETONOWYCH KSZTAŁTEK Przestrzeń między kształtkami betonowymi oraz przestrzeń o szer. min. 200 mm za kształtkami betonowymi wysypywany jest materiałem drenażowym. Ów materiał drenażowy ma za zadanie odprowadzanie wody, która przedostanie się do przestrzeni za ścianę z okolicznego terenu, a także wody powierzchniowej, która przesiąknie za ścianę. Zadaniem materiału drenażowego jest jak najszybsze odprowadzenie wody do rury drenarskiej, a następnie pozy przestrzeń ściany oporowej. Materiał drenażowy usunie ciśnienie hydrostatyczne, które by mogło oddziaływać na betonowe elementy licowe. Posadowienie ściany oporowej wykonywane jest najczęściej na poduszce żwirowej. Materiał tej poduszki żwirowej może być taki sam jak materiał, którym zasypywane są wnęki /szczeliny/ między kształtkami betonowymi. Materiałem drenażowym jest żwir, rzeczny lub kruszony, dla którego składu uziarnienia jest do dyspozycji kilka zaleceń Materiał drenażowy zgodnie ze zaleceniem NCMA Spółka NCMA (National Concrete Masonry Association) udziela rekomendacji co do składu materiału drenażowego. Skład tego materiału drenażowego przedstawiono w tab , a na rys przedstawiono krzywą ziarnistości owego materiału. Jako materiał drenażowy jest powszechnie stosowane gruboziarniste kruszywo z dobrą zdolnością drenującą. Służy do przechwycenia i odprowadzenia wody, a przez to zwolnienia ciśnienia hydrostatycznego. Za grunt z dobrą zdolnością drenującą uważany jest grunt, który posiada mniej niż 5 % ziaren mniejszych niż 0,075 mm i mniej niż 7 % ziaren mniejszych niż 0,15 mm. Rozmiary otworu sita w mm Procentowy udział ziaren mniejszych , , , Tab : Materiał drenażowy wg NCMA Rys : Krzywa ziarnistości materiału drenażowego według NCMA SKŁADOWA GRUNTU % 100 Gl. Cl Pyłowa - Si Piaskowa - Sa żwirowa - Gr Drobna Średnia Gruba Drobna Średnia Gruba Otoczaki Co Głazy Bo EN ISO 0, ASTM Wielkość ziaren kruszywa w mm 15

16 TC_steny_PL :37 Page 16 CZĘŚĆ TECHNICZNA Materiał do zasypu betonowych kształtek wg zaleceń AASHTO Spółka AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials) dostarcza zalecenia co do materiału zasypowego betonowych kształtek ścian oporowych. Skład tego materiału przedstawiono w tab i na krzywej ziarnistości na rysunku Zalecenie to dotyczy betonowych kształtek o różnych rozmiarach, włącznie z betonowymi bunkrami i kontenerami. Ze względu na rozmiary wnęk betonowych kształtek, które produkuje KB-BLOK system, należy ograniczyć górną granicę kruszywa odpowiedniego do zasypu kształtek do 32 mm. Rozmiary otworu sita w mm Procentowy udział ziaren mniejszych , , , Tab : Materiał zasypowy wg AASHTO SKŁADOWA GRUNTU Gl. % Cl 100 Pyłowa - Si Piaskowa - Sa żwirowa - Gr Drobna Średnia Gruba Drobna Średnia Gruba Otoczaki Co Głazy Bo EN ISO 0, ASTM Wielkość ziaren kruszywa w mm Rys : Krzywa ziarnistości materiału drenażowego wg AASHTO 2.4 GRUNTY DO ZASYPU MIĘDZY GEOKRATAMI - GRUNT ZBROJONY Przestrzeń między geokratami wysypywany jest gruntem, który nazywany jest dla uproszczenia gruntem zbrojonym". Grunt ten tworzy konstrukcję ściany. Grunt zbrojony jest ważną częścią składową zbrojonych ścian oporowych z elementami betonowymi. Wpływa głównie na stateczność konstrukcji, proces budowy oraz cenę. Jako grunty zbrojone zalecane są grunty piaskowe i żwirowe, ponieważ grunty te można łatwiej układać i zagęszczać niż hutnicze i drobnoziarniste grunty, mają większą przepuszczalność od gruntów drobnoziarnistych, co pomaga podczas drenażu, mają większą wytrzymałość na ścinanie niż grunty drobnoziarniste, i ogólnie są mniej podatne na odkształcanie długotrwałe. Grunty drobnoziarniste z małą plastycznością (tj. SC,ML,CL, z PI<20) mogą być w szczególnych warunkach wykorzystane do konstrukcji ściany oporowej. Należy jednak pamiętać, że mogą następować nieakceptowalne odkształcenia Grunt zbrojony wg zaleceń NCMA Spółka NCMA (National Concrete Masonry Association) udziela rekomendacji co do składu zbrojonego gruntu. Skład tego gruntu podano w tab , a na rys przedstawiono krzywą uziarnienia owego materiału. Zalecena ziarnistość sklasyfikowana jest jako żwiry i piaski. Posiada do uzależnione czasowo. W przypadku zastosowania gruntu drobnoziarnistego do konstrukcji ściany oporowej należy zwrócić szczególną uwagę na drenaż wewnętrzny i powierzchniowy, ponieważ one są potem kluczowymi komponentami. Niewłaściwymi gruntami są grunty typu Pt, OH, OL, CH, MH. Ekonomiczną zaletą zbrojonych ścian oporowych jest to, że w niektórych przypadkach można jako grunt zbrojony wykorzystać grunt dostępny na budowie. Można zminimalizować koszty związane z przywozem materiałów na budowę, skąd musi zostać wywieziony nadmiar materiału wykopowego /urobku/, lecz materiał ten posiada odpowiedni skład co do uziarnienia. Jeśli jednak na budowie jest niedobór materiału, ekonomicznie bardziej dogodne jest przywiezienie gruntu piaskowo - żwirowego o dobrej zdolności drenującej. 35 % ziaren, które przejdą przez sito 0,075 mm, tak wię dopuszczalne są również piaski gliniane, piaski pyłowe, żwiry iłowe oraz żwiry pyłowe. Z zalecanej ziarnistości wynika, iż nie powinny być projektowane grunty, które posidają więcej niż 35 % drobnych cząstek, tj. glina chuda (CL), pył (ML), glina tłusta (CH) i pył elastyczny (MH). 16

17 TC_steny_PL :37 Page 17 system wibroprasowanych elementów betonowych Maksymalny rozmiar ziarna zbrojonego gruntu wynosi 19 mm. Jeżeli zostanie zastosowany grunt z większymi ziarnami, należy przeprowadzić badania w celu ustalenia współczynnika naruszenia geokraty podczas instalacji. Indeks plastyczności (liczba plastyczności) drobnej frakcji nie powinien przekroczyć wartość 20. Rozmiary otworu sita w mm Procentowy udział ziaren mniejszych , , , Tab : Grunt zbrojony według NCMA SKŁADOWA GRUNTU Gl. % Cl 100 Pyłowa - Si Piaskowa - Sa żwirowa - Gr Drobna Średnia Gruba Drobna Średnia Gruba Otoczaki Co Głazy Bo EN ISO 0, ASTM Wielkość ziaren kruszywa w mm 100 Rys : Krzywa uziarnienia gruntu zbrojonego wg NCMA Grunt zbrojony wg zaleceń AASHTO Spółka AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials) wydała zalecenia dotyczące składu zbrojonego gruntu, który przedstawiono w tab oraz na krzywej uziarnienia na rys Materiał do zasypu zbrojonej ściany nie powinien zawierać składników organiczny ani innych nieodpowiednich składników. Maksymalny rozmiar ziarna winien wynosić 19 mm. Jeśli do gruntu zbrojonego zastosowane zostaną zirana większe, niezbędne jest przeprowadzenie badanie geokraty na naruszenie podczas instalacji. Indeks plastyczności (liczba plastyczności) nie powinien przekroczyć wartości 6. Materiał gruntowy powinien mieć kąt tarcia wewnętrznego co najmniej 34. Rozmiary otworu sita w mm Procentowy udział ziaren mniejszych , , Tab.2.4.2: Grunt zbrojony według AASHTO SKŁADOWA GRUNTU Gl. % Cl 100 Pyłowa - Si Piaskowa - Sa żwirowa - Gr Drobna Średnia Gruba Drobna Średnia Gruba Otoczaki Co Głazy Bo EN ISO 0, ASTM Wielkość ziaren kruszywa w mm Rys : Krzywa uziarnienia zbrojonego gruntu według AASHTO 17

18 TC_steny_PL :37 Page 18 CZĘŚĆ TECHNICZNA Grunt zbrojony według wyników badań Prof. Koerner wraz ze swoimi współpracownikami z USA przeprowadzali badania ścian oporowych dla różnych rodzajów gruntu zbrojonego. Wynikiem badania jest zalecany skład cząsteczkowy gruntu zbrojonego, który przedstawiono w tab oraz na rysunku Zalecenie to wyklucza zastosowanie drobnej frakcji i jednocześnie ogranicza stosowanie większych ziaren. Powodem tego jest zapewnienie odpowiedniej funkcji drenującej ściany, a jednocześnie wykluczenie nadniernego uszkodzenia geokraty podczas instalacji. Raport z badania nie wyklucza użycie drobniejszej frakcji, niż podano w tab , lecz jeżeli tak się stanie, należy wykonać wewnętrzny drenaż za ścianą oporową (drenaż kominowy) oraz pod ścianą oporową (drenaż pokrywkowy). Te wewnętrzne systemy drenażowe mają ograniczyć ciśnnienie hydrostatyczne wody w ścianie oporowej oraz za ścianą. Rozmiary otworu sita w mm Procentowy udział ziaren mniejszych 4, , , , ,075 0 Tab : Grunt zbrojony wg wyników badań SKŁADOWA GRUNTU Gl. % Cl 100 Pyłowa - Si Piaskowa - Sa żwirowa - Gr Drobna Średnia Gruba Drobna Średnia Gruba Otoczaki Co Głazy Bo EN ISO 0, ASTM Wielkość ziaren kruszywa w mm Rys : Krzywa ziarnistości zbrojonego gruntu wg wyników badań Z podanych przepisów i zaleceń wynika, że najmniej rygorystyczne wymagania co do zbrojonego gruntu to wymagania NCMA, nieco bardziej rygorystyczne są zalecenia firmy AASHTO, a najbardziej rygorystyczne są wyniki badań. 2.5 GEOTEKSTYLIA Geotekstylia /geowłókniny/ to przepuszczalne tkaniny techniczne, które są w konstrukcjach zbrojonych ścian oporowych z elementami betonowymi stosowane zwłaszcza jako filtry. Ich zadaniem jest przepuszczenie wody, a zarazem zatrzymanie drobnych cząstek. Używane są do ochrony systemu drenażowego ściany oporowej przed zanieczyszczaniem drobnymi cząstkami z okolicznego gruntu, a dzięki temu zapobiegają pogorszeniu drenażowej funkcji ściany. Geowłókniny mogą tkane lub nietkane. Na rys. 2.5 podano przykład geowłókniny tkanej, jak i nietkanej. Filtracyjne właściwości geowłóknin zdefiniowane są zwłaszcza przez charakterystyczną wielkość otworów, przepuszczalność geowłókniny, oraz przenikalność geowłókniny. Charakterystyczna wielkość otworów ustalana jest doświadczalnie w ten sposób, że próbka ziarnistego materiału o stopniowej ziarnistości przepłukiwana jest przez jedną warstwę geowłókniny bez obciążenia. Warstwa geowłókniny wykorzystana jest podczas próby jako sito. Charakterystyczna wielkość otworu odpowiada określonej wielkości cząstek przepuszczonego ziarnistego materiału. Zdolność geowłókniny zatrzymania cząstek gruntu wiąże się bezpośrednio z jej charakterystycznym otworem. Przepuszczalność geowłókniny prostopadle do płaszczyzny również sprawdzana jest doświadczalnie i podawana jest w mm.s -1. Przenikalność geowłókniny to przepuszczalność geowłókniny podzielona przez jej grubość. Podawana jest w sec -1. Przez przenikalnność jest przepływ geowłókniną często zdefiniowany w skutek sprężalności geowłókniny. 18

19 TC_steny_PL :37 Page 19 system wibroprasowanych elementów betonowych Geowłóknina nietkana Rys. 2.5: Przykład tkanej oraz nietkanej geowłókniny Geowłóknina tkana 2.6 RURA DRENARSKA I KORYTKO DRENAŻOWE Rura drenarska jest kluczowym elementem całego drenażowego systemu ściany. Jej zadaniem jest zbieranie wody, która przeciekła przez zasyp drenażowy między kształtkami i przez komin drenażowy za kształtkami, oraz jak najszybsze odprowadzenie jej poza konstrukcję ściany oporowej. Jako rura drenarska najczęściej stosowana jest perforowana rura plastikowa z PCV lub polietylenu o dużej gęstości, o średnicy od 75 do 150 mm. po zboczu, i odprowadzeniu jej poza konstrukcję ściany. Korytko drenażowe w ten sposób zabrania przeciekaniu wody przez ścianę oporową i jej zanieczyszczaniu. Korytko drenażowe może być zamknięte lub otwarte. Owarte korytko drenażowe jest klasycznym betonowym ściekiem /rowkiem/. W bardziej wymagających konstrukcjach można zastosować zamknięte korytko drenażowe, których jest obecnie na rynku cały szereg. Zamknięte korytka drenażowe produkowane są z polimerowego betonu, z betonu pełnionego włóknami szklanymi, lub z Korytko drenażowe /odwadniające/ umieszczane jest do korony muru, wysokiej jakości recyklowanego polietylenu o dużej gęstości, tuż za elementy zakrywające. Znaczenie korytka drenażowego rośnie zwłaszcza wtedy, gdy nad ścianą oporową znajduje się spadzisty teren. ewentualnie również z innych tworzyw sztucznych z rusztami stalowymi, żeliwnymi, ocynkowanymi lub nierdzewnymi. Funkcja drenażowego korytka spoczywa w zbieraniu wody, która spływa 19

20 TC_steny_PL :37 Page 20 CZĘŚĆ TECHNICZNA 3. KONSTRUKCJA ŚCIANY Konstrukcję zbrojonej ściany oporowej z betonowymi elementami w zasadzie tworzy grunt, który jest zabezpieczony przed obsuwaniem się elementami zbrojeniowymi. Te zbrojeniowe elementy przejmują obciążenia /naprężenia/ rozciągające, którym grunt nie jest w stanie się opierać. Codzi więc w zasadzie o pewien odpowiednik zbrojonego betonu, gdzie naprężenia rozciągające w betonie przejmuje stalowe zbrojenie. W przypadku zbrojonych ścian obecnie jako zbrojenie stosowana jest najczęściej polimerowa geokrata. Betonowe elementy na czołowej płaszczyźnie ściany służą do przymocowania geokraty, do ochrony geokraty przed wpływami atmosferycznymi (szczególnie promieniowaniu UVí), oraz do stworzenia estetycznego wyglądu oporowej konstrukcji. Grunt, który układany jest między poszczególne geokraty, nazywany jest gruntem zbrojonym /umocnionym/. Sporą korzyścią ekonomiczną jest to, że jako grunt zbrojony można w wielu przypadkach zastosować grunt, który znajduje się bezpośrednio na budowie. Istnieją przepisy, które wymieniają, które grunty są odpowiednie do zastosowania jako zbrojony grunt, a które nie. Bardziej szczegółowe informacje podano w ust. 2.4 Grunty do zasypu między geokratami. W zasadzie bardzo odpowiednie są niespoiste materiały typu żwir i piasek, akceptowalne są owe materiały z pewną domieszką drobnoziarnistego grunty, mniej odpowiednie są drobnoziarniste grunty o małej plastyczności, a zupeknie nieodpowiednie są drobnoziarniste grunty o dużej plastyczności. Dla właściwej funkcji ściany oporowej ważny jest jej drenażowy system. Przestrzeń między betonowymi elementami zasypawana jest drenażowym materiałem, którym jest żwir o przepisowej frakcji szczegóły patrz ust. 2.3 Drenażowy materiał. Owym drenażowym materiałem wysypywana jest także przestrzeń za betonowymi elementami o szerokości co najmniej 200 mm. Sensem tego posunięcia jest, by woda, która przedostała się do ściany, odprowadzona została przestrzenią za betonowymi elementami w dół i nie przesiąkała przez szczeliny między betonowymi elementami i nie powodowała w ten sposób wilgotnienie ściany oraz jej zabrudzenie. Woda z przestrzeni za betonowymi elementami odprowadzana jest do poduszki żwirowej, która znajduje się pod betonowymi elementami. W najniższym miejscu poduszki żwirowej jest spadziście umieszczona główna rura drenarska, która odprowadza wodę poza konstrukcję ściany oporowej. W przypadku, gdy poziom wody gruntowej osiągać może poziom szczeliny fundamentowej ściany, wykonywany jest tzw. drenaż pokrywowy, który jest właściwie poszerzoną poduszką żwirową pod całym zbrojonym obszarem. W przypadku, że poziom wody gruntowej wystąpić może ponad poziom szczeliny fundamentowej, oprócz drenażu pokrywowego stosowany jest drenaż kominowy, czyli w zasadzie pionowy słup drenażowego materiału na granicy pomiędzy zbrojonym gruntem i gruntem za grzbietem ściany. Poza wyżej opisanego wewnętrznego drenażowego systemu, dla ściany ważny jest także zewnętrzny drenażowy system. Innymi słowy, wodę należy od konstrukcji odprowadzić wcześniej, nie dać jej przesiąkać do konstrukcji. Woda, która do konstrukcji mimo to przesiąknie, zostanie odprowadzona wewnętrznym drenażowym systemem. Zewnętrzny drenażowy system oznacza, iż w górnych warstwach zbrojonego gruntu trzeba wykonać nieprzepuszczalną czy lekko przepuszczalną warstwę, jaką jest np. warstwa asfaltu, betonowa warstwa, w przypadku zielonych przestrzeni warstwa gliniana. W koronie ściany, tuż za elementami zakrywającymi, należy wykonać korytko. Korytko to można wykonywać w wielu wariantach, można wykonać prosty ściek /rowek/, lecz mona również zastosować prefabrykowane elementy drenażowe. Korytko ważne jest zwłaszcza w przypadku ścian, gdzie wznosi się teren nad ścianą oporową. Ważne jest, by woda, która spływa z góry ze zbocza, nie przepływała przez ścianę, ani nie wsiąkała w konstrukcję ściany, lecz by zatrzymana została przez korytko i odprowadzona dalej od konstrukcji ściany oporowej. Na rys. 3 przedstawiono podstawowy typ zbrojonej ściany oporowej z opisem poszczególnych elementów i z objaśnieniami. Korytko odwadniające Warstwa nieprzepuszczalna Łączna wysokość ściany H Wysokość ściany nad terenem H Kształtki betonowe Filtr geotekstylny nieobowiązkowy min. 200 mm Górna długość geokraty Zbrojenie geosyntetyczne geokrata Zasyp drenażowy H emb min. 200 mm Grunt zbrojony Poduszka żwirowa Rura drenarska Podstawowa długość geokraty L Rys. 3: Podstawowy typ zbrojonej ściany oporowej z elementami betonowymi 20