OPINIA PRODUCENTA WYKONANIA PODBUDOWY POD DROGĘ dot. Budowy Fermy Wiatrowej w KORYTNICY etap1 Zamawiający: TABOSS 48-303 Nysa, ul. Nowowiejska 21 Stadium: Opracował: Opinia Producenta mgr. inż. Rafał Łukomski Wrocław, Maj 2015
Zastosowanie Geokraty TABOSS w budownictwie drogowym Koncepcja polegająca na zamknięciu zasypowych materiałów konstrukcyjnych wewnątrz lekkiego, przestrzennego i elastycznego, a jednocześnie optymalnie wytrzymałego geosyntetyku, umożliwiła nowe podejście do projektowania i realizacji konstrukcji, służących do stabilizacji i wzmacniania gruntów. Omawiany geosyntetyczny system komórkowy znajduje szerokie zastosowanie do: wzmacniania słabych podłoży gruntowych; rozwiązywania problemów konstrukcyjnych w złożonych warunkach gruntowo-wodnych dla stromo nachylonych skarp i zboczy; ubezpieczaniu rzek, kanałów i zbiorników wodnych; budowy nasypów, systemów drenażowych i dróg tymczasowych przy obiektach budowlanych; Podstawowy element systemu stanowią sekcje geosiatek komórkowych (nazywanych również geokratą) zbudowane z kilkudziesięciu odpowiednio połączonych (spawy ultradźwiękowe) taśm z polietylenu o wysokiej gęstości. W pozycji rozłożonej układ połączonych taśm tworzy formę elastycznej struktury, przypominającej plaster miodu, który można wypełnić określonym materiałem; w pozycji złożonej sekcję tworzy warstwa kilkudziesięciu taśm polietylenowych. Sekcje produkowane są w różnych wielkościach i rozmiarach poszczególnych komórek TABOSSYSTEM - mechanizm pracy systemu w układzie poziomym. Po rozłożeniu sekcji geokraty na odpowiednio przygotowanym podłożu, wypełnieniu i odpowiednim zagęszczeniu materiału zasypowego (tłuczeń, żwir, pospółka, piasek, żużel, itp.) poddajemy ją określonemu obciążeniu. Naprężenia przekazywane od koła pojazdu (lub inne obciążenie) powodują wzrost naprężeń pionowych w materiale wypełniającym komórki geokraty, co z kolei wywołuje wzrost sił parcia na ściany komórek. Elastyczna taśma geokraty przejmuje część tych sił; a pozostała ich część napierając na sąsiednie komórki przyczynia się do powstania w nich sił odporu (parcia biernego). Komórki współpracując ze sobą w przestrzennej strukturze geokraty powodują stałe dogęszczanie materiału wypełniające geokratę i wciągają do współpracy duże powierzchnie podłoża, co znacznie redukuje wielkość naprężeń pionowych przekazywanych lokalnie na podłoże ("jak konstrukcja przestrzenna mostów stalowych ").Wzajemne blokowanie się komórek praktycznie uniemożliwia przesuwanie się elementów geokraty i ogranicza jej nierównomierne osiadanie. Konsekwencją zastosowania Geokraty Taboss, są następujące efekty: redukcja grubości konstrukcji drogowych w porównaniu do rozwiązań konwencjonalnych dzięki zastosowaniu przestrzennego systemu co eliminuje głęboką wymianę gruntów; znaczne zwiększenie odporności materiałów wypełniających geokratę na ścinanie w wyniku ich zamknięcia, ograniczenia i znacznego zagęszczenia wewnątrz komórek; zmniejszenie osiadania spowodowanego naturalnym zagęszczaniem oraz ograniczenie bocznych przesunięć kruszywa wypełniającego geokratę; zmniejszenie naprężeń przekazywanych na podłoże gruntowe od obciążenia użytkowego oddziaływującego na nawierzchnię w wyniku rozkładania skoncentrowanych obciążeń na sąsiadujące komórki geokraty; stworzenie konstrukcji drogowej o określonej nośności, z której wody deszczowe nie muszą być odprowadzane (kanalizacja, system spływów powierzchniowych); wierzchnią warstwę stanowią materiały sypkie umożliwiające filtrację wód deszczowych poprzez warstwy podbudowy 1. Podstawa opracowania i materiały wyjściowe 1) Zestaw informacji do opracowania opinii technicznej przekazany przez przedstawiciela firmy TABOSS z Nysy. 2) Dokumentacja geotechniczna. 3) Parametry techniczne geokraty TABOSS i geowłókniny Tiptex BS13 podane przez producentów.
4) Obowiązujące normy i wytyczne do projektowania oraz literatura techniczna z zakresu dotyczącego opinii. 2. Zakres opracowania Niniejsze opracowanie obejmuje koncepcję wzmocnienia istniejącego, słabego podłoża gruntowego w zakresie wymaganym przez projekt architektoniczno budowlany dla celów budowy drogi tłuczniowej. 3. Warunki gruntowo wodne Z przekazanych informacji i materiałów wynika, że droga dojazdowa została zaprojektowana na bardzo słabym gruncie, przy czym decydujące znaczenie dla właściwego zaprojektowania posadowienia drogi mają warstwy wierzchnie, które stanowią piaski drobne, gliny piaszczyste i gliny. Wodę gruntową stwierdzono na głębokości od 0,8m do 1,5 m p.p.t. 4. Kontrolne obliczenia statyczne 4.1. Parametry geotechniczne podłoża Parametry geotechniczne zostały przyjęte zgodnie z dostarczona dokumentacja geotechniczna. Do kontrolnych obliczeń statycznych przyjęto jako miarodajne wartości gruntów słabonośnych. Minimalną grubość nawierzchni i podbudowy przyjęto z uwagi na mrozoodporność dla gruntów grupy G4 i kategorii ruchu KR2 wg. Rozp. nr 430 Min. Transp. i G.M. (Dz.U. nr 43/1999): h=50,0cm; z uwagi na to, że projektowana nawierzchnia jest tłuczniowa grubość zmniejszono do h=40,0cm. 4.2. Obciążenia podłoża
Zgodnie z otrzymanymi informacjami do obliczeń przyjęto wg. PN-82/B-02003 i PN-82/B-02004, że po wzmocnieniu istniejące podłoże ma przenieść bezpiecznie ciężar własny konstrukcji oraz obciążenia na oś samochodu równe 100kN. 4.3. Wyniki Obliczeń Opis konstrukcji Budowla komunikacyjna posadowiona na gruncie. Grunt pod budowlą wzmocniony jedną warstwą geosiatki komórkowej. Pod geosiatką komórkową zastosowano materac zbrojony geowłókniną. Dane Teren Grunt nie odprężony w trakcie robót Parametry fizyko-mechaniczne podłoża wg metody A (laboratoryjnie) h ro Fir Cr M0 M Warstwa [m] [kn/m3] [ ] [kpa] [kpa] [kpa] 1 2.00 19.50 15.0 17.00 29000 45000 h - grubość warstwy ro - ciężar nasypowy warstwy Fir - obliczeniowy kąt tarcia wewnętrznego w warstwie Cr - obliczeniowa spójność gruntu warstwy M0,M - edometryczne moduły ściśliwości pierwotnej i wtórnej Budowla Rodzaj obciążenia budowla komunikacyjna - drogi, parkingi Głębokość posadowienia budowli od poziomu terenu Dbp = 0.00 m Charakterystyczny ciężar własny budowli obciążającej podłoże qk = 8.000 kn/m2 Obciążenie na oś Kos = 100.0 kn Kategoria ruchu KR = 2 Charakterystyczne obciążenie użytkowe budowli qn = 33.333 kn/m2 Wzmocnienie gruntu Materiał warstw kruszywowych i wypełnienia geosiatki komórkowej tłuczeń Grubość górnej warstwy kruszywowej Hgw = 0.20 m Wysokość geosiatki komórkowej Gg = 0.100 m Wymiar komórek geosiatki w poprzek sekcji Bkg = 0.260 m wzdłuż sekcji Hkg = 0.200 m Materiał zbrojenia materaca geowłóknina Materiał wypełnienia materaca tłuczeń
Liczba warstw materaca Nm = 1 Założona grubość jednej warstwy materaca Hww = 0.10 m Całkowita założona grubość materaca Hmat = 0.10 m Współczynnik pewności dla zbrojenia materaca z uwagi na: uszkodzenia przy wbudowaniu gamma1 = 2.00 pełzanie materiału gamma2 = 2.50 degradację chemiczną i biologiczną gamma3 = 2.50 Wyniki Podłoże Obliczeniowe naprężenie pionowe pod budowlą mp*qc = 49.60 kn/m2 nad geosiatką komórkową mp*qcg = 54.16 kn/m2 pod geosiatką komórkową mp*qrd = 49.42 kn/m2 Naprężenia pionowe mp*qc i nośność warstw qfr (obliczeniowe) oraz siły rozciągające w geowłókninie Zm Warstwa nr mp*qc [kn/m2] qfr [kn/m2] Zm [kn/m] Materac 50.556 1500.506 0.00 1 67.047 238.867 0.00 Efektywna grubość warstwy gruntu nr 1 h[1] = 1.60 m Całkowite osiadanie gruntu S = 0.111 cm Materac Zbrojenie geowłókniną Liczba warstw materaca Nm = 1 Obliczona grubość jednej warstwy materaca Hww = 0.10 m Obliczona grubość materaca Hmat = 0.10 m Minimalna długość górnego zakładu geowłókniny Lg = 1.50 m poprzecznych zakładów geowłókniny Ld = 1.50 m Wysunięcie krawędzi materaca poza krawędź podstawy budowli Bst = 0.52 m Materac nie wymaga zbrojenia 5. Opis techniczny projektowanego wzmocnienia podłoża Z uwagi na słabe i skomplikowane warstwy podłoża gruntowego zaleca się jednolite na całym terenie powierzchniowe wzmocnienie podłoża przy użyciu geokraty TABOSS Tmp-100 teksturowanej i perforowanej o małych komórkach na materacu z geowłókninę Tiptex BS13. Takie rozwiązanie doprowadzi do znacznego zmniejszenia i wyrównania naprężeń pionowych w gruncie w wyniku ich rozproszenia przez geokratę, a w konsekwencji zabezpieczy przed miejscowym
nierównomiernym osiadaniem oraz rozjeżdżaniem drogi szczególnie w okresie opadów deszczowych. Zgodnie z wynikami analizy oraz obliczeń proponuje się następujący układ warstw wzmacniających podłoże pod przyjętą w projekcie architektoniczno-budowlanym konstrukcją: b) Projektowane warstwy drogi gruntowej: 20,0 cm warstwa klinująca z kruszywa mineralnego (tłucznia lub pospółki) o frakcji 0/31,5 mm stabilizowanego mechanicznie, stanowiąca warstwę ścieralną i naddatek kruszywa wypełniającego geosiatkę komórkową, wykonana łącznie z wypełnieniem geosiatki, wskaźnik zagęszczenia Is 1,00 10,0 cm geosiatka komórkowa TABOSS Tmp-100 teksturowana i perforowana, o małych komórkach i grubości sekcji 10 cm, wypełniona tłuczniem kamiennym lub pospółką 0/30,5, wskaźnik zagęszczenia kruszywa wg. Proctora Is 1,00 10,0cm geowłóknina separacyjno - filtracyjna Tiptex BS13 jako warstwa odsączająca z piasku grubego 40,0 cm łączna grubość warstw konstrukcji wzmacniających podłoże 6. Wytyczne technologiczno wykonawcze Wzmocnienie podłoża należy wykonać z wysunięciem o 0,50 m poza obrys placu (drogi wewnętrznej), rozpoczynając od wykonania platformy na od humusowanym terenie Pasma geowłókniny na tak przygotowanym podłożu rodzimym należy ułożyć wzdłuż osi drogi na zakład min. 50 cm i zakotwić na szwach roboczych przy pomocy szpilek typu U o długości 300 mm i średnicy ø 8 mm ze stali St0 w odstępach 50 cm. Po uformowaniu warstwy filtracyjno-separacyjnej (ułożeniu i zagęszczeniu piasku) można przystąpić do montażu geokraty TABOSS. Jako warstwę nośną przyjęto teksturowaną i perforowaną geokratę TABOSS Tmp- 100. Perforacja ułatwia przepływ wody w płaszczyźnie poziomej. Po rozłożeniu i prowizorycznym umocowaniu sekcji geokraty (kołkami drewnianymi lub prętami stalowymi) należy sąsiednie sekcje połączyć w każdej brzegowej komórce opaskami
zaciskowymi, zaś co 2 komórki po obrysie zakotwić w podłożu przy pomocy szpilek typu J-500. Na rozłożone sekcje geokraty należy wysypać i przed zagęszczeniem równomiernie rozłożyć kruszywo wypełniające warstwą o grubości przewyższającej o około 2 3 cm wysokość sekcji geokraty. Po wstępnym zagęszczeniu (np. zagęszczarką nawrotną ~ 400 kg) należy nadsypać kruszywo mineralne warsty ścieralnej o grubości przekraczającej o ok. 2 3 cm wymaganą wysokość końcową i całość ponownie zagęścić do uzyskania wskaźnika zagęszczenia wg. Proctora 1,00. Opracował Rafał Łukomski