Rozwój skarp zbrojonych oraz prezentacja systemu Tensartech GreenSlope

Ludzie starają się dostosowywać oblicze krajobrazu do swoich potrzeb już od czasów, gdy zaprzestali koczowniczego trybu życia i osiedlili się na stałe. Podczas kształtowania krajobrazu lub budowy konstrukcji ziemnych wykorzystywali przede wszystkim dostępne materiały naturalne oraz ich kombinacje, które umożliwiały wznoszenie stromych skarp lub wałów oporowych, często wielokrotnie „przeżywających” swoich budowniczych.

Przykładem takiej konstrukcji jest bez wątpienia ziggurat w Babilonie (dzisiejszy Irak) o wysokości do 60 m. Ziggurat został wzniesiony 3000 lat temu z gruntu ilastego, który został wzmocniony przy użyciu gałęzi palmowych. Do dnia dzisiejszego zachowała się część konstrukcji, potwierdzająca słuszność decyzji budowniczych o zastosowaniu kombinacji dwóch materiałów podczas budowy – patrz rysunek.

Cesarstwo Rzymskie w okresie swojego największego rozkwitu obejmowało znaczną część ówcześnie znanego świata. Przykładem wysokiego poziomu ówczesnego budownictwa jest m.in. zbrojone nabrzeże portowe w Londinium (dzisiejszy Londyn) z I wieku p.n.e. Ówcześni budowniczowie wykorzystali kombinację drewnianych belek osadzonych w gruncie do wznoszenia konstrukcji zbrojonych – patrz kolejny rysunek.

Zdecydowanie największą budowlą pod względem długości jest Wielki Mur Chiński, wzniesiony ponad 2000 lat temu. W tym przypadku do zwiększenia sztywności konstrukcji wykorzystano gałęzie tamaryszku, które przekładano pomiędzy warstwami gruntu ilastego i żwirowego.

Te kilka przykładów pokazuje, że do poprawy właściwości gruntu można wykorzystać kombinację różnych materiałów. Czasy, gdy budowniczowie radzili sobie wyłącznie z użyciem materiałów naturalnych, bezpowrotnie minęły. Współcześni inżynierowie coraz częściej wybierają do zbrojenia konstrukcji ziemnych wyroby geosyntetyczne. Dzięki nim możliwe jest wznoszenie konstrukcji, których realizacja innymi technologiami mogłaby prowadzić do rozwiązań trudnych wykonawczo lub finansowo nieakceptowalnych.

Współczesne technologie budowy stromych skarp

Poniżej przedstawiono sposoby możliwego polepszenia właściwości gruntu za pomocą geosyntetyków w zależności od nachylenia skarpy. Podany podział ma charakter orientacyjny. Zawsze należy uwzględnić konkretne warunki geologiczne danej lokalizacji.

A. skarpa zbrojona o nachyleniu do 1 : 1

Przy budowie skarpy zbrojonej o nachyleniu do 45° w większości przypadków nie ma potrzeby wzmacniania lica skarpy. W celu zwiększenia stabilności powierzchniowej można zastosować przeciwerozyjne georohoże, np. Trinter, które aplikuje się na ukończone ciało nasypu. Mamy tu zatem do czynienia z dwoma problemami, których rozwiązania wzajemnie się uzupełniają.

Przykładem takiej konstrukcji jest np. rozbudowa pasa startowego na wyspie Montserrat na Morzu Karaibskim z wykorzystaniem skarpy zbrojonej o wysokości do 31,5 m i nachyleniu 45°, którą można zobaczyć na kolejnym rysunku.

B. Skarpa zbrojona o nachyleniu większym niż 1 : 1

W przypadku skarp o nachyleniu większym niż 45° konieczne jest zwiększenie stabilności powierzchniowej podczas wykonywania korpusu nasypu. Wzmocnienie to można uzyskać przy zastosowaniu szalunku przesuwnego lub traconego.

Szalunek przesuwny stanowi tymczasowe podparcie lica o wymaganym nachyleniu w trakcie zagęszczania. Po przestawieniu szalunku na kolejną warstwę lico warstwy jest zabezpieczane przez naciągniętą geosiatkę pod następną warstwą. Skarpa tworzona jest zatem poprzez stopniowe naciąganie geosiatek zbrojących pod kolejne warstwy przy jednoczesnym przestawianiu szalunku przesuwnego.

Konstrukcja wznoszona z użyciem szalunku przesuwnego przedstawiona jest na kolejnym rysunku. Na obwodnicy Bučovic wykonano trzy ściany, które płynnie przechodziły jedna w drugą za pomocą skarp zbrojonych realizowanych właśnie przy użyciu szalunku traconego.

Alternatywnie można zastosować szalunek tracony, w którym element licowy stanowi siatka KARI wygięta pod wymaganym kątem. Warstwa zasypowa jest zagęszczana do zainstalowanych siatek KARI, w których ponownie umieszczana jest geosiatka, naciągana pod kolejną warstwę. Przy realizacji z użyciem szalunku traconego odpada więc konieczność przestawiania szalunku przesuwnego. Prowadzi to do skrócenia czasu budowy, jednak nadal konieczne jest owijanie warstw geosiatkami, ponieważ siatka KARI jest jedynie elementem tymczasowym, który w trakcie eksploatacji konstrukcji prędzej czy później ulegnie korozji, a funkcję wzmocnienia lica przejmą geosiatki.

Podczas budowy skarpy przy drodze ekspresowej M1 prowadzącej do Budapesztu zastosowano również zbrojenie w połączeniu z siatkami KARI jako szalunkiem traconym – patrz kolejny rysunek. Skarpa o długości 180 m, wysokości 3 m i nachyleniu 75° była realizowana w miesiącach zimowych, a całkowity czas budowy wyniósł zaledwie 8 tygodni.

Najnowszą technologią wykonywania zbrojonych stromych skarp jest zastosowanie systemu Tensartech GreenSlope, w którym nowoczesne metody ochrony antykorozyjnej umożliwiają wykorzystanie stalowych koszy odpornych na oddziaływanie czynników klimatycznych przez cały okres eksploatacji konstrukcji – patrz kolejny rysunek.