Piotr Jermołowicz - Inżynieria Środowiska Szczecin Segmentowe mury oporowe - systemy projektowania. Na etapie projektu wstępnego, inżynier konstruktor powinien zastanowić się nad każdym z zagadnień przedstawionych w tym rozdziale oraz ustalić odpowiednie elementy i kryteria eksploatacyjne. Na ten proces składają się następujące etapy: rozważenie wszystkich możliwych alternatyw, wybór systemu (ściana oporowa z gruntu zbrojonego lub skarpa z gruntu zbrojonego), rozważenie możliwości oblicowania, opracowanie kryteriów eksploatacyjnych (obciążenia, projektowane wysokości, głębokość posadowienia, tolerancje osiadania, nośność podłoża, wpływ na sąsiednie obiekty itp.), uwzględnienie wpływu warunków otoczenia na korozję/degradację zbrojenia. 1. Kryteria eksploatacyjne - zalecane minimalne współczynniki bezpieczeństwa dla poszczególnych form zniszczenia wyglądają następująco: 1.1. Stateczność zewnętrzna : Poślizg : F.S. 1,5 (ściany); 1,3 (skarpy) Mimośród e, u podstawy : L/6 w gruncie, L/4 w skale Nośność : F.S. 2,5 Stateczność po głębokiej linii zniszczenia : F.S. 1,3 Stateczność złożona : F.S. 1,3 Stateczność dla warunków sejsmicznych : F.S. 75% statycznego F.S. (wszystkie formy zniszczeń) 1.2. Stateczność wewnętrzna : Wytrzymałość na wyrywanie : F.S. 1,5 (ściany i skarpy) Stateczność wewnętrzna skarp : F.S. 1,3 1.3. Dopuszczalna wytrzymałość na rozciąganie : dla zbrojenia w postaci taśm stalowych : 0,55 F y dla zbrojenia z krat stalowych : 0,48 F y (połączonych z bloczkami lub płytami betonowymi) dla zbrojenia geosyntetycznego : T a patrz projektowany okres eksploatacji (poniżej).
Dzięki elastyczności ścian oporowych z gruntu zbrojonego wywrócenie konstrukcji będzie mało prawdopodobne. Jednak kryteria wywrócenia (maksymalny dopuszczalny mimośród) pomagają kontrolować odkształcenia poprzeczne ograniczając przechył konstrukcji, dlatego powinny być zawsze spełnione. Bez obciążenia Obciążenie naziomu (12 kn/m2) Grunt zbrojony Grunt zbrojony Grunt zbrojony Rys.1. Najczęściej stosowane schematy obliczeniowe dla ścian pionowych. Obciążeni e naziomu Stok Geosyntetyk Geosyntetyk Geosy ntetyk Poziom posadowienia Poziom posadowien ia Pozi om posadowien ia Rys.2. Najczęściej stosowane schematy obliczeniowe dla ścian pochyłych.
Przebieg obliczeń konstrukcji segmentowych murów oporowych można przedstawić według poniższego schematu: Określić geometrię ściany i właściwości gruntu Dobrać kryteria eksploatacyjne Wstępne określenie wymiarów Ocenić statyczną stateczność zewnętrzną Poślizg Wywrócenie (mimośrodowoś ć) Nośność Ogólna stateczność skarpy Osiadanie / odkształc. poziome Określenie długości zbrojenia Ocena stateczności sejsmicznej
Warunki kształtowania zbrojenia w ścianach oporowych według normy BS 8006 [ 1] i Instrukcji... ITB 429/2007 [8 ] Rys. 3. Minimalne zalecane wartości przyjmowane dla zbrojenia w ścianach oporowych.[1], [2] Tab.1. Minimalne zalecane głębokości posadowienia konstrukcji oporowych.[ 1], [2]
Rys.4. Schematy stosowanych połączeń zbrojenia z konstrukcją osłonową sztywną i odkształcalną.[2] Rys.5. Warunki kształtowania warstwy fundamentowej [2] a-dla konstrukcji osłonowej elastycznej, b- dla konstrukcji osłonowej odkształcalnej, c dla konstrukcji osłonowej sztywnej. h f 0,5 m h f h z - dla gruntów wysadzinowych
0,2 m a 0,7 m a grubość warstwy fundamentowe Typowe zestawienie sił i geometrii do celów analizy stateczności jednowarstwowych ścian oporowych z segmentowych bloczków stosowane w większości dostępnych programów inżynierskich : współczynnik parcia czynnego δ i = 2/ /3 Ø i δ i kąt tarcia międzyfazowego ɷ < δ ɷ - kąt wychylenia lica od pionu δ i W przypadku, gdy ściana jest pionowa i nie występuje nachylenie skarpy naziomu (tj. β = 0 i ω = 0) i pomijamy tarcie międzyfazowe (tj. δ i = 0), współczynnik parcia czynnego gruntu uprości się do postaci: Łączną poziomą siłę parcia czynnego gruntu P a oblicza się całkując wyrażenie oznaczające parcie gruntu względem wysokości ściany H. W rezultacie otrzymujemy: Źródło: http://www.inzynieriasrodowiska.com.pl
gdzie P s wynika z ciężaru własnego gruntu i wyraża się wzorem: a P q wynika z równomiernego obciążenia naziomu rozciągającego się zasypki, wyrażonego wzorem: nad powierzchnią Zakłada się, że otrzymane siły P s i P q działają w odległości Y s i Y q nad przednią dolną krawędzią najniżej położonegoo bloczka segmentowego: Pomija się odpór gruntu przed ścianą oporową. Przykład obliczeniowy 1. Zaprojektować segmentowy mur oporowy o wys. 7 m zbrojony geosiatką jednokierunkową, w którym odległości pomiędzy warstwami zbrojenia wynoszą 1 m, ponieważ lico ściany jest wykonane z betonu prefabrykowanego o strukturze odpowiadającej właśnie takim wymiarom. Wskaźnik pokrycia wynosi 0,8 (tj. geosiatki nie pokrywają całej powierzchni gruntu na każdym poziomie, są między nimi niewielkie odstępy). Stosunek długości zbrojonej ściany do jej wysokości powinien wynosić co najmniej 0,7 (tj. L 4,9 m). Dodatkowe informacje potrzebne do rozwiązania zadania, w tym dane dotyczące gruntu i geosiatki, są przedstawione na poniższym rysunku. F 0 = 160kN/m A 1 A.2 A 3 = 4,0 F K =4 0 kn/m F S = 1,4 F r = 28,6 kn/m C i = 0,75 Nośność = 600 kn/m 2
(a) Stateczność zewnętrzna Poślizg Przewrócenie Nośność (b) Stateczność wewnętrzna Odległości Długość zakotwienia Wytrzymałośćmiejsca połączenia Rys.6.Elementy projektowania ścian zbrojonych geosyntetykami. [3] Rozwiązanie: (a) Obliczamy stateczność zewnętrzną, co jest pokazane na kolejnym rysunku. Przyjmujemy L=4,9 m. Współczynnik parcia czynnego gruntu zasypki za strefą zbrojenia wynosi: K ab = tan 2 (45 φ b /2) = tan 2 (45 30/2) = 0,33 A zatem P 1 = 0,5 x γ b x H 2 x K ab = 0,5 x 17 x (7) 2 x 0,33 = 137 kn/m P 2 = qk ab x H = 15 x 0,33 x 7 = 34,7 kn/m
Parcie gruntu Parcie naziomu Odpór podłoża (rozkład Meyerhofa) Suma sił wynosi P = 137 + 34,7 = 172 kn/m. 1. Najpierw obliczamy stateczność na poślizg F = siła utrzymująca = W x µ = γ r x H x L x tan δ (dla ostrożności pomijamy naziom) = 18 x 7 x 4,9 x tan 25 = 288 kn/m FS S = współczynnik bezpieczeństwa dla poślizgu = F/P = 288/172 = 1,67 > 1,5, co jest dopuszczalne 2. Stateczność na przewrócenie rzadko bywa problemem. Tego rodzaju ściany zbrojone mechanicznie nie przewracają się, ponieważ nie dochodzi w nich do ugięcia ze względu na ich nieodłączną sprężystość. Poniższe obliczenia ilustrują zachowawczy aspekt tego mechanizmu. M s = moment stabilizujący = W x L/2 = (18 x 7 x 4,9) x (4,9/2) = 1513 kn/m M ov = moment przewracający = P1 x 7/3 + P2 x 7/2 = (137 x 7/3) + (34,7 x 7/2) = 441 kn/m FS ov = współczynnik bezpieczeństwa dla przewrócenia = 1513/441 = 3,43 > 2,0, co jest dopuszczalne 3. Na koniec obliczamy naprężenia działające na podłoże budowlane e = mimośród = M ov /(W + q x L) = 441/(18 x 7 x 4,9 + 15 x 4,9) = 0,64 m Mimośród nie może się znajdować poza środkową jedną trzecią podstawy fundamentowej, to jest:
e < L/6 = 4,9/6 = 0,82 0,64 < 0,82 Pod podstawą fundamentową nie ma zatem naprężenia Ponadto długość czynna (rozkład Meyerhofa) wynosi: = L 2 x e = 4,9 2 x 0,64 = 3,62 m Co daje opór podłoża = [(18 x 7) + 15] x (4,9/3,62) = 191 kpa FS b = współczynnik bezpieczeństwa względem utraty nośności = 600/191 = 3,14 > 2,0, co jest dopuszczalne (b) Obliczamy stateczność wewnętrzną jak na poniższym rysunku. Parcie gruntu Parcie naziomu σ h = σ hs + σ hq = γzkar + qk ar K ar = tan 2 (45 φ r /2) = 0,31 σ h = (18 x z x 0,31) + (15 x 0,31) = 5,58 z + 4,65 1. Dla odległości między warstwami geosiatki w pionie F r = s v σ h /C r (gdzie C r to wskaźnik pokrycia) 28,6 = s v (5,58 z + 4,65)/0,8 s v 22,9 = 5,58z + 4,65 Maksymalna głębokość dla sv = 1 m 22,9 1,0 = z = 3,27m 5,58z + 4,65 Maksymalna głębokość dla s v = 0,5 m 22,9 0,5 = z = 7,37m 5,58z + 4,65
Następnie na podstawie obliczonych powyżej maksymalnych odległości pomiędzy warstwami zbrojenia oraz rodzaju i wymiarów paneli oblicowania można opracować rozkład geosiatki. Warstwy uzbrojenia przy trzech górnych panelach muszą być oddalone od siebie o 1 m, a przy pozostałych czterech panelach o 0,5 m. Na poniższym rysunku szczegóły te są przedstawione po lewej stronie. Zakłada się symetrię połączeń geosiatki z panelami, co oznacza, że na żaden z paneli nie działa mimośród obciążenia. W przypadku górnych paneli tworzących lico ściany, gdzie odległości między warstwami zbrojenia muszą wynosić 1 m, potrzebne są krótkie odcinki geosiatki. Należy również zauważyć, że w przypadku przekrojów w miejscu bezpośrednio sąsiadującym ze zilustrowanym przekrojem projektowym, górny i dolny panel będzie miał połowę wysokości, ale należy zachować takie same odległości między warstwami zbrojenia (zob. po prawej stronie poniższego rysunku). 2. Aby uzyskać całkowitą długość, uwzględniamy długość kotwienia oraz długość w strefie biernej wg Rankine a ( odległość pomiędzy licem ściany a płaszczyzną zniszczenia). Długość kotwienia w strefie czynnej: s v x σ h x FS pullout = 2 x L e x C i x σ v tanφ x C r s v (5,58 z + 4,65)1,5 = 2L e (0,75)(18z)(tan 32)(0,8) sv (5,58z + 4,65)1,5 Le = (2)(0,75)(18z)(tan32)(0,8) (0,62z + 0,516) s = z Długość w strefie biernej wg Rankine a: L e v
L R = (H z) tan (45 φ/2) = (7 z) tan (45 32/2) L R = 3,88 0,554 z Przykład obliczeniowy 2. K a = tg 2 ( 45- Ø/2 ) = współczynnik parcia czynnego σ hs = K a. γ. z σ hq = K a. q L = L E + L R S. v σ. h F s L E = 2( c a + γ. z. tg δ ) L R = ( H-z) tg( 45- ø/2 ) L o = ½ L E F K = σ h. S v. F S σ h = K a. γ. z + K a. q - całkowite parcie gruntu na ścianę Współczynniki redukcyjne = 2,8 F o = F K. 2,8 W przypadku oblicowania ściany czołowej bloczkami betonowymi obliczeniu podlegają wkładki geosyntetyczne jako cięgna utrzymujące pionową konstrukcję ściany. Rozmieszczenie pionowe wkładek zbrojących powinno uwzględnić moduł wysokości bloczka oraz możliwości zagęszczenia grubości warstw gruntu. Ilość wkładek w przekroju poprzecznym wynika z przyjętej wytrzymałości na zerwanie poszczególnych geosyntetyków.
Rys. 7. Konstrukcja segmentowego muru oporowego [4] Rys.8. Wyniki obliczeń i analiz na podstawie programu komputerowego SRWall. [4]
2. Metody łączenia bloczków segmentowych. BLOCZKI Z WBUDOWANYM POŁĄCZENIEM MECHANICZNYM (BETONOWYM) BLOCZKI O PŁASKIEJ POWIERZCHNI STYKU KOŁKI/ SZPILKI KLIPSY Rys.9. Przykłady łączenia bloczków segmentowych.[5] 3. Systemy projektowe drenażu segmentowych ścian oporowych. Materiały drenażowe to zazwyczaj różnoziarniste kruszywa (np. grube piaski i żwiry). W wielu przypadkach wypełnienie drenażowe oddziela się od zasypki geotekstyliami i wprowadza się rurę drenażową, która odprowadza zebraną wodę z budowli. Prawidłowo zaprojektowany system drenażu pełni następujące funkcje: Zapobiega narastaniu ciśnienia hydrostatycznego w masywie gruntu rodzimego oraz w podłożu gruntowym w pobliżu stóp ściany. Zapobiega wypłukiwaniu gruntu rodzimego przez lico ściany. Zapewnia sztywny fundament, który podtrzymuje kolumnę bloczków segmentowych i stanowi powierzchnię roboczą podczas budowy.
Rów drenażowy Rów drenażowy Geowłóknina Rura perforowana Zasypka Rura perforowana Rura perforowana Rów drenażowy Geowłókn ina Rura perforowana Zasypka Rys.10. Podstawowe schematy odwodnienia w konstrukcjach z segmentowych bloczków. [3] Geowłóknina Geokompozyt lub geotkanina filtracyjna Geok ompozyt lub ge otkanina filtrac yjna Zasypka Rys.11. Podstawowe schematy odwodnienia z zastosowaniem geokompozytów. [5] Materiały do wypełnienia drenażowego należy dobierać w taki sposób, aby zapewnić: wystarczającą wodoprzepuszczalność i powierzchnię przekroju, by odprowadzić oczekiwaną wielkość przepływu. filtrowanie gruntów drobnoziarnistych, tak aby nie dopuścić do zatkania kruszywa drenażowego w przypadku, gdy nie zastosowano filtra geotekstylnego. Wydatek drenu wykonanego z kruszywa można oszacować z wzoru Darcy : Q = kia
gdzie : - Q - to wydatek (m 3 /s), - k - to wodoprzepuszczalność kruszywa (m/s); - i - to gradient hydrauliczny (m/m), - A - to minimalna powierzchnia przekroju (m 2 ) drenu prostopadła do kierunku przepływu. Projektowany wydatek nie zostanie osiągnięty, jeżeli drobno uziarniony grunt z otoczenia zacznie się mieszać z materiałem drenażowym. Do projektowania systemów drenażu naturalnego (z kruszyw) zaleca się stosowanie następujących kryteriów filtracji Terzaghi ego : D 15 D kruszywa 85 gruntu < 5 D15 kruszywa 4 < D gruntu 15 < 20 D 50 D kruszywa 50 gruntu < 25 Dla ochrony naturalnego materiału drenażowego (kruszywa) przed zatykaniem stosuje się filtry geotekstylne. Aby wybrać odpowiedni materiał geotekstylny, zaleca się zastosowanie następujących kryteriów, opracowanych w oparciu o bieżącą, konwencjonalną praktykę budowlaną: AOS AOS geotekstyliów D gruntu 85 geotekstyliów D gruntu 15 k 10 geotekstyliów < 3 > 3 ( k ) gruntu Wartość AOS (w Europie jest to O 90 ) oznacza charakterystyczną wielkość porów proponowanego materiału geotekstylnego ustaloną na podstawie metody badawczej. Wielkość k geotekstyliów to wodoprzepuszczalność normalna geotekstyliów. Ponadto niedopuszczalne jest zatykanie samych geotekstyliów drobnym materiałem niesionym przez wodę przedostającą się do kruszywa. Można to sprawdzić badając współczynnik przepuszczalności hydraulicznej lub stosunek gradientów dla gruntów właściwych dla miejsca budowy. Z praktyki zaleca się jednak, aby charakterystyczna wielkość porów dla geotkanin przekraczała 4%, a porowatość geowłóknin przekraczała 30%.
3. Fundament / podwalina. Zarówno w przypadku ścian oporowych konwencjonalnych, jak i ścian z gruntem zbrojonym, zaleca się wykonanie fundamentu z zagęszczonego kruszywa (rys.16). Fundament ten umożliwia rozłożenie ciężaru kładzionych na sucho bloczków betonowych na większym obszarze podłoża, ograniczając w ten sposób powstawanie nadmiernych naprężeń w podłożu gruntowym. Zagęszczony fundament stanowi sztywną lecz giętką warstwę, umożliwiającą rozłożenie naprężeń i złagodzenie naprężeń spowodowanych nierównomiernym osiadaniem, ograniczającą koncentrację naprężeń w przypadku wyższych ścian, a także pękanie i odpryskiwanie bloczków. Fundament pełni również funkcję drenażową i stanowi obszar roboczy podczas budowy. 5. Zagęszczanie gruntów za konstrukcją segmentową. W przypadku gruntów niespoistych, tj. składających się głównie ze żwirów i piasków, najbardziej skuteczną metodą jest zagęszczanie wibracyjne. Zagęszczarki wibracyjne to walce i płyty stalowe, które oscylują z wysoką częstotliwością, ubijając kolejne warstwy gruntu. Rozkład uziarnienia i kształt cząstek mają ogromny wpływ na możliwą do uzyskania gęstość gruntu. Do zagęszczania gruntów spoistych, tj. pyłów i glin, a także mieszanek piasków i pyłów lub piasków i glin najlepiej nadają się urządzenia typu statycznego, wykorzystujące walce okołkowane lub ogumione. Dla dobrego zagęszczenia gruntu spoistego jest potrzebna odpowiednia wilgotność (optymalna) gruntu podczas budowy. Podczas pracy tych maszyn należy uważać, aby ograniczyć do minimum lub wyeliminować ewentualne uszkodzenia zbrojenia geosyntetycznego. Ciężki sprzęt nie może podjeżdżać do lica ściany na odległość mniejszą niż 1,5 m. Bezpośrednio przy ścianie należy stosować płyty zagęszczające. 6. Osiadanie. Ściana masywna wywiera zazwyczaj nacisk na podłoże gruntowe przekraczający warunki sprzed posadowienia budowli i prowadzący do osiadania materiału podłoża. W przypadku gruntów niespoistych (tj. żwirów i piasków), osiadanie jest zazwyczaj niewielkie i występuje głównie podczas budowy. Natomiast nasycone grunty spoiste mogą ulegać sporym odkształceniom w miarę upływu czasu. Dla większości rutynowo wykonywanych budowli, wystarczy oszacować możliwość osiadania w oparciu o konwencjonalną teorię jednowymiarowej konsolidacji omawianą w większości podręczników do geotechniki. Obliczenie osiadania całkowitego i nierównomiernego ze względu na obciążenie gruntu fundamentami jest złożonym problemem i wymaga szczegółowej wiedzy o właściwościach konsolidacyjnych gruntu na placu budowy.
Przy budowie ścian oporowych z bloczków metodą bezzaprawową, na sucho, na fundamencie z kruszywa, otrzymuje się elastyczną konstrukcję masywną, która wytrzymuje duże osiadanie całkowite i umiarkowane osiadanie nierównomierne. W przypadku większości standardowych bloczków segmentowych (powierzchnia lica poniżej 0,18 m 2 ), dopuszczalne jest osiadanie nierównomierne na poziomie do 1%. W sytuacji, gdy można się spodziewać sporego osiadania i/lub osiadania nierównomiernego przekraczającego 1%, należy przedsięwziąć w projekcie szczególne środki ostrożności i wzmocnić podłoże pod fundamentem. Obr ót Wychyle nie O sia danie Rys.12. Schemat osiadania konstrukcji. [1], [3] Niekorzystne warunki podłoża na projektowanej rzędnej posadowienia ściany można poprawić stosując następujące metody: wymiana gruntu, zwiększyć szerokość i grubość fundamentu z kruszywa, wzmocnić zagęszczony fundament z kruszywa geosyntetykiem (np. poduszka ), zmniejszyć naprężenie podłoża dzieląc ścianę na odcinki, wstępnie obciążyć teren przed budową ściany, wstępnie obciążyć ścianę przed położeniem nawierzchni lub budową obiektu nad ścianą, zastosować inne technologie wzmocnienia gruntów: zagęszczanie wibracyjne, kolumny żwirowo- kamienne, zagęszczanie dynamiczne itp. 7. Poślizg wzdłuż podstawy. Schemat poślizgu niszczącego tradycyjną jednowarstwową ścianę z bloczków został przedstawiony poniżej.
Przesunięcie poziome Poślizg pomiędzy bloczkami Rys.24.. Schemat poślizgu pomiędzy bloczkami. [1], [3] Odporność na poślizg wzdłuż podstawy obliczamy w następujący sposób: Ciężar bloczka segmentowegoo W W obliczamy ze wzoru : W u szerokość pojedynczego bloczka Parametry wytrzymałościowe gruntu c i Φ należy dobierać do rodzaju gruntu, na którym ściana zostanie posadowiona. Zazwyczaj jest to fundament z kruszywa. W przypadku niektórych projektów ściana może być posadowiona bezpośrednio na podłożu gruntowym. W obu przypadkach nominalnąą odporność na poślizg należy zmniejszyć o współczynnik redukcyjny ze względu na tarcie o bloczki segmentowe µ b nakładany na współczynnik tarcia gruntu znajdującego się pod spodem tanφ oraz c. Ten współczynnik uwzględnia zmniejszenie odporności na ścinanie ze względu na poślizg stosunkowo gładkiego bloczka względem gruntu, co zostało dowiedzione w testach na dużą skalę. W projekcie należy zastosować prawdziwe wyniki badań dla konkretnego typu gruntu i bloczka segmentowego. Jeżeli nie posiadamy konkretnych wyników badań, można przyjąć wartość µ b z tabeli 6. Rodzaj gruntu Współczynnik redukcyjny dla tarcia o bloczki segmentowee µ b Tab.2. Współczynniki redukcyjne. [3] Φ gruntu ( ) Żwiry 37-42 Żwiry pylaste i piaski 33-40 Żwiry gliniaste i piaski pylaste 28-35 Pyły, piaski gliniaste 25-32 Współczynnik redukcyjny dla tarcia o bloczki segmentowe 0,7 0,65 0,6 0,55 Źródło: http://www.inzynieriasrodowiska.com.pl
2. Programy komputerowe. Programy komputerowe są aktualnie jednymi z najczęściej wykorzystywanych narzędzi przy projektowaniu zbrojonych geosyntetykami konstrukcji ziemnych między innymi murów oporowych i skarp ze znacznym kątem nachylenia dochodzącym do 90 posadawianych na gruntach słabonośnych z możliwością indywidualnego doboru konkretnych geosyntetyków o określonych parametrach wytrzymałościowych spełniających kryteria projektowe. Wykorzystując proste metody równowagi sił, za pomocą których program przeprowadza analizy stateczności: wewnętrznej, poprzecznej, ogólnej stateczności po głębokiej powierzchni cylindrycznej poślizgu oraz określa geometrię nasypu bądź skarpy zapewniającą wymagany długotrwały współczynnik bezpieczeństwa obliczany według metody Bishop'a. Do prawidłowego przeprowadzenia wyżej wymienionych analiz potrzebne jest dokładne określenie parametrów technicznych projektowanej konstrukcji ziemnej: - wysokość - H, - nachylenie - i" oraz beta", - szerokość naziomów A i B, - obciążenia Q 1,Q 2, Q 3. Rys. 25. Parametry określające geometrię projektowanej konstrukcji wsporczej. [18 ] Ważne jest również precyzyjne określenie właściwości fizyko - mechanicznych gruntu podłoża jak i materiału nasypowego poprzez podanie wartości kąta tarcia wewnętrznego ( ф ), kohezji ( c ), i ciężaru objętościowego ( γ ). Przy wysokim poziomie lustra wody gruntowej dodatkowo określane są parametry ciśnienia wody porowej lub współrzędne geometryczne położenia krzywej depresji (XY). W przypadku występowania szkód górniczych lub ruchów sejsmicznych podawane są również współczynniki sejsmiczne: poziomy (Kh ) i pionowy (Kv). Projektant ma możliwość doboru długości ułożenia poszczególnych warstw zbrojenia dla danej konstrukcji ziemnej. Długość geosyntetyków może być: - jednakowa ( stała ) dla wszystkich warstw, - z liniową interpolacją pomiędzy podstawą a szczytem konstrukcji lub - analizowana indywidualnie dla każdej warstwy zbrojenia. Ponadto projektant określa projektową wytrzymałość geosyntetyków w kn/m, maksymalną i minimalną dopuszczalną odległość między warstwami oraz wysokość ułożenia najniższej warstwy. Przyjęcie wymaganych wartości współczynników bezpieczeństwa pozwala ustalić
obliczeniowe obciążenie dopuszczalne wyrażające wpływ uszkodzeń mechanicznych i środowiska na projektowane zbrojenie konstrukcji ziemnej. Są to między innymi współczynniki: - materiałowy ze względu na pełzanie, - uszkodzeń spowodowanych robotami w trakcie instalacji, - wpływu środowiska, - oddziaływania chemicznego i bakteriologicznego, - ogólny współczynnik bezpieczeństwa. Po wpisaniu wszystkich wymaganych parametrów technicznych program komputerowy przeprowadza analizy stateczności wewnętrznej, poprzecznej oraz ogólnej stateczności po głębokiej powierzchni cylindrycznej poślizgu w wyniku, których otrzymujemy przedstawione bardzo czytelnie w formie rysunku przekroju poprzecznego rozmieszczenie warstw zbrojenia z geosyntetyków dla projektowanej konstrukcji nasypu bądź skarpy. Szczegółowo opisywana jest każda warstwa zbrojenia z podaniem: kolejnego numeru warstwy, jej długości i wysokości ułożenia oraz wymaganych i osiąganych parametrów wytrzymałościowych materiału tekstylnego, rodzaju przeprowadzonej analizy i aktualnego współczynnika bezpieczeństwa. Wszelkie nieprawidłowości dotyczące parametrów wytrzymałościowych zaproponowanych geosyntetyków są sygnalizowane kolorem czerwonym i pulsowaniem obrazu na monitorze. Program umożliwia zmianę danych w każdym momencie pracy w celu dostosowania ich do aktualnych warunków. Wyniki końcowe poszczególnych analiz stateczności zebrane są w formie tabel. Żmudne obliczenia poszczególnych stanów granicznych nośności i użytkowania można przyspieszyć posługując się programami komputerowymi, m.in.: SRWall, SLIDE, MSEW, Slope/W, Plaxis, SEEP/W, SIGMA/W i TEMP/W. Wybór konkretnego programu zależy od rozpatrywanego problemu technicznego i wymaga dobrej znajomości tematu od projektanta. Literatura : 1. BS 8006:1995 Code of practise for strengthned/reinforced soil and oter fills 2. PN-EN 13251:2000 Geotekstylia i wyroby pokrewne. Właściwości wymagane przy stosowaniu w robotach ziemnych, fundamentowych i konstrukcjach oporowych 3. ITB. Instrukcje, wytyczne, poradniki Nr 429/2007 4. Koerner R.M. Designing with geosynthetics, (Fifth edition) Prentice Hall 2005 5. Elias V. [i in.] : Mechanically stabilized earth walls and reinforced soil slopes. FHWA-NHI-00-043. 2001 6. Berg R.R. [i in.] : Design and construction of mechanically stabilized earth walls and reinforced soil slopes Vol. I. FHWA-NHI-10-024. 2009 7. Berg R.R. [i in.] : Design and construction of mechanically stabilized earth walls and reinforced soil slopes Vol. II. FHWA-NHI-10-025. 2009 8. Nelson K. [i in.] : Design manual for segmental retaining walls. NCMA. 2010 9. Podręczniki do projektowania dla programów: SRWall, Sigma W, ReSSa, Plaxis v.7,0, Slope W, MSEW, Slide v.5.0