Projektowanie konstrukcji budowlanych, nasypów, murów oporowych oraz stromych skarp posadawianych  na słabonośnych podłożach wiąże się z modyfikacją właściwości tych gruntów. W dzisiejszych warunkach intensywnej urbanizacji i z tym związanej ograniczonej lokalizacji, często projektanci stają przed trudnym zadaniem posadowienia obiektu inżynierskiego na podłożu zbudowanym z utworów czwartorzędowych wieku holoceńskiego reprezentowanych w stropowych partiach przez torfy, pod którymi mogą występować dodatkowo jeszcze namuły, kredy i gytie. Szczególnie wyraźnie występuje to zjawisko przy budowie tras komunikacyjnych, które z racji swego optymalnego zarysu często prowadzą przez organogeniczne tereny.Grunty organiczne charakteryzują się stosunkowo niską nośnością i dużą odkształcalnością. Posiadają dużą wilgotność 200 ÷ 1200 %, małą wytrzymałość na ścinanie (ф = 2 ÷l0° i c = 4 ÷ 25kPa ) oraz niskie wartości modułów (Mo = 200  ÷ 2000 kPa ). Z punktu widzenia praktyki budowlanej, szczególnie mając już dość duże doświadczenia poszczególnych środowisk projektantów i wykonawców, określanie nośności podłoża gruntowego w danych warunkach obciążenia ułatwiają obecnie dostępne na rynku specjalistyczne programy komputerowe. Znalazły one szerokie zastosowanie w budownictwie między innymi w drogownictwie i kolejnictwie. Umożliwiają projektowanie prostych i złożonych nasypów posadawianych np. na gruntach słabonośnych, wysokich skarp, zabezpieczeń skarp „płynących" o małej stateczności oraz zagospodarowanie osuwisk. W sposób istotny pomagają rozwiązać problemy związane między innymi z określaniem poszczególnych stanów granicznych nośności i użytkowania, określaniem wielkości deformacji w fazie sprężystej wraz z osiadaniem i konsolidacją podłoża, określaniem stateczności lokalnej i ogólnej konstrukcji nasypu lub skarpy i przede wszystkim sposobu wzmocnienia podłoża o złożonych warunkach gruntowo - wodnych.

 

1. Sposoby modelowania układów i ich współoddziaływanie: konstrukcja – ośrodek gruntowy.

W większości przypadków mamy do czynienia z procedurami opartymi na MES z elementami membranowymi ( geotkaniny, geosiatki i geomembrany ) oraz modelami sztywno -plastycznymi i sprężysto - plastycznymi ośrodków gruntowych.
Przy określaniu nośności granicznej zgodnie z normą posadowień bezpośrednich, używa się modelu sztywno - plastycznego z powierzchnią C - M → f ( c, Ø ) lub sprężysto - plastycznego z powierzchnią D-P→ f(E,ν). Przedstawione w nawiasach właściwości fizyko -mechaniczne gruntów są przedmiotem normalizacji. Przy określaniu deformacji podłoża gruntowego zbudowanego szczególnie z gruntów słabonośnych, stosuje się modele ze wzmocnieniem.
W każdym przypadku, podejmując decyzję o wykorzystaniu programów komputerowych projektant jest zobligowany do zapoznania się z algorytmem modelowania numerycznego i poprawności doboru stosowanych modeli do rozpatrywanego problemu geotechnicznego. W większości przypadków, analizując dotychczasowe znane zaprojektowane i zrealizowane obiekty liniowe na gruntach organicznych ze wzmocnieniem geosyntetykami i drenażem pionowym, należy się liczyć z koniecznością przeprowadzania dodatkowych badań polowych i laboratoryjnych. Dokładne określenie parametrów fizyko - mechanicznych gruntów podłoża, szczególnie na próbkach NNS, wykonanych z pełną świadomością celu okazuje się nieodzowne w momencie przystępowania do modelowania i określania poszczególnych stanów granicznych nośności i użytkowania (osiadania, konsolidacji ). Dla gruntów organicznych, gdy dochodzi dodatkowo reologia i konsolidacja ( przyspieszenie drenażem pionowym ), należy wykonać badania:

  • kąta tarcia wewnętrznego i kohezji,
  •  wilgotności naturalnej,
  •  modułów odkształcenia,
  • współczynników konsolidacji Cv i Ch,
  • parametrów ciśnienia wody porowej i
  • współczynników Ψ, ν

 

2. Geosyntetyki i ich funkcje w konstrukcjach inżynierskich.

Do wykonania zbrojenia, stosowanego w robotach ziemnych, fundamentowych i w konstrukcjach oporowych stosuje się geosyntetyki na bazie następujących polimerów:

- polietylen                 (PE ),
- polipropylen             (PP),
- poliamid             (PA),
- poliester             (PTE → PES),
- aramid             (AR),
- polivinyloalkohol (PVA)

Jako warstwy ochronne włókien lub taśm stosuje się również polichlorek winylu (PCV).
W celu zapewnienia odpowiednich właściwości wyrobom dodaje się również do ich wykonania rozmaite stabilizatory.

Rys. 1 Wykres wytrzymałości poszczególnych rodzajów włókien polimerowych w układzie ich wydłużenia.

 

 Geosyntetyki stosowane w konstrukcjach inżynierskich można podzielić na :

  • przepuszczalne:
    geotkaniny, geowłókniny, geosiatki, geokraty, georuszty, geokomórki i  geokompozyty,
  • nieprzepuszczalne:
    geomembrany, bentomaty i geomembrany bentonitow

Rys.2. Wykres wytrzymałości geosyntetyków w układzie z podziałem funkcji 

 

W większości przypadków spełniają one cztery podstawowe funkcje:

  • separacyjną – jako warstwy odcinające lub separujące  grunt podłoża od nasypu hamując tym samym mieszanie się tych gruntów jak również likwidując podciąganie wód kapilarnych i uniemożliwianie poprzez to powstawania  przełomów wiosennych w nawierzchniach bitumicznych,
  • wzmacniającą – jako warstwy poprawiające nośność słabego podłoża pod nasypami lub polepszające wytrzymałość nawierzchni na rozciąganie,
  • filtracyjną – jako filtry chroniące materiał przepuszczalny przed kolmatacją i zmianą właściwości filtracyjnych,
  • drenującą – jako dreny odprowadzające wodę w płaszczyźnie geosyntetyków.

Geosyntetyki mogą i najczęściej pełnią jednocześnie więcej niż jedną z wymienionych wyżej funkcji.

Rys. 3.  Podstawowe funkcje geosyntetyków

W trakcie projektowania obiektów inżynierskich najistotniejsze są następujące parametry geosyntetyków:

  • wytrzymałość na rozciąganie,
  •  wydłużalność,
  •  wytrzymałość na przebicie CBR,
  • wodoprzepuszczalność.
  • otwartość porów.

Podstawowym czynnikiem decydującym o wyborze geosyntetyków do danej konstrukcji jest możliwość  jej wzmocnienia, ochrony i zapewnienia długotrwałej stateczności oraz obniżenia kosztów inwestycji.
Połączenie wiedzy o właściwościach fizyko - mechanicznych geosyntetyków, kryteriach ich doboru do danych warunków gruntowo - wodnych jak i pełnionych funkcjach oraz umiejętność dokonywania obliczeń złożonych układów gruntowo - geosyntetycznych z doświadczeniem inżynierskim w tej dziedzinie daje dopiero pożądane efekty.

 

3. Właściwości związane z trwałością geosyntetyków.

Tradycyjne badania geosyntetyków koncentrują się nad zagadnieniami zachowania się tych materiałów w krótkim czasie po wyprodukowaniu.
Pozostaje nadal otwartą kwestia ich zachowania w warunkach eksploatacyjnych, czyli ich trwałość.
Duża ilość zastosowań oraz brak niejednokrotnie odpowiedzi na szereg pytań i normalizacji procesów projektowych i obliczeniowych spowodowały podjęcie badań w zakresach wcześniej niewyeksploatowanych.

Badania i analizy dotyczą :

  • uszkodzeń w trakcie instalacji,
  • zjawiska pełzania ( wydłużenie geosyntetyków pod stałym obciążeniem ),
  • relaksacji naprężeń ( stałego odkształcenia ),
  • ścieralności,
  • przepływu cieczy w długim okresie czasu,
  • degradacji pod wpływem UV, temperatury, utlenienia, hydrolizy, chemizmu i czynników biologicznych

Informacje o właściwościach geosyntetyków są bardzo ważne, ponieważ każda metoda projektowania daje w wyniku liczby, które można porównać z rzeczywistymi właściwościami geosyntetyków planowanych do danego konkretnego zastosowania.
Szybko zmieniający się rynek i jego wymogi sprawią, że w niedługim czasie większość producentów geosyntetyków będzie oferować dla swoich wyrobów poza podstawowymi parametrami również dane liczbowe dotyczące trwałości długoterminowej.

 

4. Reologia i dopuszczalna wartość odkształceń zbrojenia.

        Dobór polimeru, z którego ma być wykonane zbrojenie, musi uwzględniać poza chemizmem ośrodka gruntowego: czas użytkowania budowli, stopień obciążenia zbrojenia, dopuszczalne odkształcenia budowli lub dopuszczalne wydłużenia zbrojenia. Schematycznie przedstawiono stan obciążenia i zapas bezpieczeństwa w elemencie zbrojenia na rys. 4 pokazując właściwe dla polimerów wpływy: uszkodzenia mechaniczne, pełzanie i starzenie się. 

Rys. 4. Zmiany wytrzymałości geosyntetyku na rozciąganie  ze względu na czas użytkowania.

Należy stwierdzić, że w budowli z gruntu zbrojonego wraz z upływem czasu zmniejsza się zapas bezpieczeństwa. Zasadą jest tu wykazanie wystarczającej stateczności dla charakterystycznych faz: stanu budowlanego, stanu użytkowego i ewentualnie dla stanu nadzwyczajnego. Z rys. 4 wynika, że budowla czy też dana wkładka zbrojeniowa ma dłuższy niż projektowany okres żywotności, ponieważ nawet w ostatniej chwili pozostaje jeszcze wymagany przepisami zapas bezpieczeństwa. Zapas w samym końcu projektowanego okresu użytkowania jest definiowany globalnym współczynnikiem bezpieczeństwa lub tzw. stopniem wykorzystania materiału (w metodzie stanów granicznych).
Dla ścian oporowych (nachylenie ≥ 700 ) z gruntu zbrojonego bez okładzin (tzw. ścian zielonych) tradycyjnie ogranicza się dopuszczalne przemieszczenie poziome do wielkości wynoszącej 0,02 x H gdzie (H - wysokość ściany). W przypadku ścian z licem ciągłym projektant powinien ustalić indywidualnie dopuszczalne deformacje w oparciu o normy do projektowania: konstrukcji żelbetowych (lico ciągłe żelbetowe), konstrukcji stalowych (lico z blachy falistej) lub konstrukcji z drewna (lico z desek lub bali). Dla prefabrykowanych bloczków dopuszczalne przemieszczenie lub wygięcie się ściany musi odpowiadać danym, zalecanym przez ich producentów.
Poza ograniczeniem deformacji powierzchni lica, stawia się warunki na dopuszczalne wydłużenie zbrojenia. I tak, dla ścian oporowych i przyczółków zaleca się (w oparciu o normę brytyjską BS 8006 [1]) przyjmować dopuszczalny do końca eksploatacji (60 ÷ 120 lat) przyrost wydłużenia z tytułu pełzania nie większy niż 0,5 %, niezależnie od warunków odkształcenia wykładziny.
Dopuszczalne całkowite wydłużenie zbrojenia w zboczach ( skarpy o nachyleniu < 700 ) z gruntu zbrojonego i zbrojenia w podstawie nasypów bezpośrednio posadowionych na gruntach słabych powinno być ograniczone w myśl BS 8006 [1] do 5 %. Podane wartości odnoszą się do okresu użytkowania budowli, a więc do okresu 60 ÷ 120 lat.

Tab.1. Dopuszczalne wartości odkształceń zbrojenia ze względu na II stan ganiczny [9].

            

 

Tab.2. Podział konstrukcji z gruntu zbrojonego z uwagi na przewidywany okres użytkowania [9].

Dla tych zastosowań najlepiej nadają się produkty z: poliestru, aramidu (aromatyczny poliamid) oraz PVA (poliwinyloalkohol), które to materiały wykazują dostatecznie wysoką sztywność na rozciąganie i bardzo małe pełzanie. W przypadku zastosowania polipropylenu (PP),  polietylenu (PE) lub (PEHD) należy, z uwagi na ograniczenie pełzania, obniżyć stopień obciążenia tzn. obniżyć efektywność wykorzystania materiału zbrojącego poprzez odpowiednie współczynniki redukcyjne.

Tab.3. Zalecane współczynniki redukcyjne wytrzymałości geosyntetyków  [22]

 

Tab.4. Zalecane współczynniki redukcji właściwości hydraulicznych geosyntetyków [22]

 

5. Właściwości chemiczne i biologiczne

Zasadnicze znaczenie ma tutaj wartość  pH. W warunkach normalnych przy 4 < pH < 9 grunty i wody gruntowe mogą być uznane za nieszkodliwe wobec geosyntetyków.
Poza tymi przedziałami wartości, odczyn pH musi być brany pod uwagę przy ocenie  trwałości materiałów.
Przyczyną nadmiernego odczynu zasadowego gruntów ( pH ≥ 9 ) mogą być zabiegi stabilizacyjne ( cement, wapno ) lub bezpośredni kontakt z mieszanką betonową, a z kolei nadmiernego odczynu kwasowego ( pH  ≤ 4 ) – stabilizacja podłoża nieodsiarczonymi popiołami.
Sprawdzeniu pH powinny podlegać również grunty antropogeniczne, organiczne lub rodzime skażone. Przy  braku  unormowań krajowych w tym względzie, zakres badań powinien być określony przez specjalistę w celu określenia ich wpływu na trwałość zbrojenia.
W wielu opracowaniach pojawia się też czynnik degradacji biologicznej z odpowiednimi współczynnikami redukcyjnymi.
Jednak ze względu na brak dowodów na taką degradację polimerów, ten czynnik nie jest brany pod uwagę.
Przy obecnym stanie wiedzy i dysponując szeregiem programów obliczeniowych można  projektować i wykonywać budowle inżynierskie oparte na zbrojeniu geosyntetycznym w sposób profesjonalny w oparciu  o normy budowlane ( np. BS 8006  [1])  lub zalecenia i wytyczne.
W metodzie stanów granicznych zasady wymiarowania zbrojonych konstrukcji gruntowych nie odbiegają znacznie od zasad wymiarowania budowli żelbetowych czy też stalowych, tzn. należy wykazać, że:

  • pierwszy stan graniczny - wymagana stateczność dla tego stanu granicznego, z uwagi na nośność, jest zachowana;
  • drugi stan graniczny - dopuszczalne deformacje lub przemieszczenia będą zachowane dla stanu użytkowania.

W odróżnieniu jednak od konstrukcji stalowych czy też żelbetonowych, zbrojenie geosyntetyczne ma wyższą podatność na pełzanie. 
W ramach pierwszego stanu granicznego sprawdza się stateczność zewnętrzną i wewnętrzną konstrukcji dla:

  • stanu   budowlanego   tzn. w chwili wznoszenia wraz  ze wszystkimi obciążeniami montażowymi i dla założonego czasu realizacji obiektu.
  • stanu użytkowania, tzn. dla obciążeń użytkowych i dla założonego czasu użytkowania (przeważnie dla okresu 60 ÷ 120 lat).

Dla stanu budowlanego ustala się wytrzymałość podłoża, która jest definiowana poprzez wytrzymałość na ścinanie bez odpływu wody, cu.
Dla stanu końcowego (stan użytkowania) w obliczeniach stateczności stosuje się parametry efektywne gruntu: c’, Ø’ (spójność i kąt tarcia wewnętrznego).
W ramach drugiego stanu granicznego sprawdza się osiadania, a dla ważniejszych konstrukcji - przemieszczenia poziome. W odniesieniu do zbrojenia, sprawdza się czy określone przepisami dopuszczalne wydłużenia natychmiastowe, pełzanie lub wydłużenia całkowite nie zostaną przekroczone. 

 

6. Podstawowe właściwości niezbędne do projektowania.

     Dodatkowymi właściwościami niezbędnymi do projektowania są:

  • wartość charakterystyczna wytrzymałości krótkotrwałej zbrojenia na rozciąganie F0 deklarowana przez producenta,
  • wartość charakterystyczna wytrzymałości długotrwałej zbrojenia na rozciąganie FK,
  • przyczepność zbrojenia do gruntu,
  • wartość maksymalnej siły przy dopuszczalnym odkształceniu w projektowym okresie użytkowania.

Wartość charakterystyczną wytrzymałości długotrwałej wyznacza się z zależności :

gdzie :

A1 – współczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości na skutek pełzania w projektowym okresie użytkowania konstrukcji,
A2 - współczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek uszkodzeń w transporcie i przy wbudowaniu,
A3 - współczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek połączeń,
A4 - współczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek działania czynników środowiskowych.

Wartość współczynników powinna być deklarowana przez producenta, a wynik mnożenia powinien być ograniczony do wartości wskazanych w odpowiednich normach lub normatywach (np. FHWA).

W przypadku konstrukcji kategorii II i III deklarowane wartości powinny być  potwierdzone wynikami odpowiednich badań lub atestami wydanymi przez państwowe instytuty badawcze. Dla konstrukcji kategorii I i mniej odpowiedzialnych konstrukcji kategorii II, przy braku odpowiednich badań współczynników A1 ÷  A4 mogą być określane według następujących zaleceń :

  • A1 ( wpływ uszkodzenia podczas transportu, przy zabudowywaniu i przy zagęszczaniu):
    • grunt drobnoziarnisty                       1,4
    • grunt gruboziarnisty           1,7
    • grunt drobnoziarnisty z domieszką kruszywa łamanego     2,0
  • A2 ( wpływ pełzania ) :
    • dla PE, PP        -       5,0
    • dla PA, PES, AR  -  2,5
  • A3 ( wpływ połączeń zbrojenia i przyłączeń do innych elementów budowlanych ) :
    • na podstawie badań przez porównanie z wytrzymałością  krótkotrwałą na rozciąganie,
    • przy braku połączeń A3 = 1,0
  • A4 ( wpływ środowiska )
    • dla zwykłych warunków A4 = 1,0

W przypadku braku wyników badań do obliczeń można przyjmować następujące wartości współczynnika tarcia :

  • geosyntetyk – grunt            wartość minimalna µk =  tg Ø,     
    dla gruntów mineralnych można przyjmować  0,7 – 0,8 Ø  
  • geosyntetyk – gesyntetyk µk = 0,35

 

7. Dobór geosyntetyków, metody obliczeń, błędy projektowe, awarie i uszkodzenia konstrukcji.

Katastrofa budowlana w przepisach prawa budowlanego zdefiniowana jest w art.  73. Jest to sytuacja skrajna, w której osoby winne podlegają odpowiedzialności zawodowej i karnej.
W przypadku wystąpienia awarii i uszkodzeń konstrukcji dochodzi do wymiernych strat materialnych ponoszonych przez inwestorów i wykonawców robót gwarantujących odpowiednią jakość oraz projektantów.
Są to sprawy z reguły bardzo „delikatne” dla wszystkich uczestników procesu inwestycyjnego, a niejednokrotnie bardzo przeciągające się w czasie. Wiele awarii  i błędnych rozwiązań nastąpiło wskutek nieprzestrzegania podstawowej zasady, że materiały geotekstylne  nigdy nie są samodzielną konstrukcją, a dobrze pracują tylko  wtedy, gdy są prawidłowo zaprojektowane i wbudowane w gruncie.
Ukazujące się publikacje w formie artykułów w czasopismach fachowych, książkach i instrukcjach z prezentowanymi „gotowymi” rozwiązaniami konstrukcyjnymi oraz upowszechnianie się komputerowego wspomagania projektowania przyniosło szereg korzyści, jednak sprowadziło również pewne realne zagrożenia. Częste dążenie do przyspieszenia pracy wymusza bezkrytyczne przyjmowanie wyników, schematów lub procedur bez ich weryfikacji i kontroli.
W obecnej sytuacji rynkowej wszyscy uczestnicy budowy zmuszeni są do szukania oszczędności. W związku z tym już na etapie wstępnej oceny właściwości fizyko – mechanicznych gruntów podłoża wymaga się od projektanta przyjęcia schematu wzmocnienia konstrukcji. Niekiedy można też zaobserwować, że projektanci „dopasowują” zapamiętany schemat lub rozwiązanie z jakiejś publikacji do aktualnie realizowanego projektu bez analizy różnic konstrukcyjnych lub kryteriów zastosowań.
Odrębnym tematem są nagminne praktyki wskazywania przez projektantów w projektach budowlanych i wykonawczych znaków towarowych, wytwórców, a także zamieszczanie w SST nieistotnych parametrów geosyntetyków, a wręcz kopiowanie kart technologicznych wyrobów bez selekcji lub analizy.
Zgodnie z literą prawa ( ustawa „Prawo budowlane”, Rozp. Min. Infr. z 3.07.2003 r. z późniejszymi zmianami w sprawie szczegółowego zakresu i formy projektu budowlanego, ustawa „Prawo zamówień publicznych” ) każdy projektant ma dwoistość sytuacji.
Wszystko zależy od  odpowiedzi na pytanie, czy inwestycja budowlana jest realizowana z udziałem środków publicznych i podlega pod rygory ustawy PZP, czy też jako prywatna nie jest objęta przepisami o zamówienia publiczne.
Istotne jest również, czy projektant, wskazując w projekcie dostawców wyrobów budowlanych kieruje się wyłącznie dobrem inwestycji i swoją wiedzą.
Należy pamiętać, że z przepisów art. 35 ustawy PB decyzja o pozwoleniu na budowę zatwierdza rozwiązania i parametry obiektów zawarte w projekcie zagospodarowania działki i terenu.
Po uchyleniu ust.2 w art. 35 ww ustawy nie podlegają już kontroli, a więc i zatwierdzeniu przez organ szczegółowe dane w tym także w aspekcie zastosowanych wyrobów budowlanych.
Stąd podstawowy wniosek : jeżeli organ w ramach decyzji pozwolenia na budowę nie zatwierdza szczegółów zawartych w projekcie architektoniczno – budowlanym, to dane zawarte w tych projektach mogą być zmieniane i modyfikowane.
Zmiany te nie są kwalifikowane jako zmiany istotne – brak ich wymienienia w art. 36 ust. 5 ustawy PB.
Dopuszczenie wprowadzenia zmian nieistotnych zgodnie z art. 36a ust. 6 ustawy leży  w gestii projektanta i  Inwestora i ich zgody, chyba, że wszystkie parametry wyrobów zamiennych są korzystniejsze od wyrobów przyjętych w projekcie. 
Jednakże opisanie przedmiotu zamówienia w sposób jednoznaczny i wyczerpujący leży w interesie Zamawiającego, bo stwarza to szansę otrzymania porównywalnych ofert.
Jest to również komfortowa sytuacja dla wykonawcy, gdyż pozwala mu zawrzeć jednoznacznie sformułowaną umowę i wykonać ją zgodnie z oczekiwaniami zamawiającego.
Wskazywanie znaków towarowych, parametrów lub pochodzenia jest więc działaniem jak najbardziej nagannym z zamiarem utrudnienia uczciwej konkurencji i zakazanym w ust 2 i 3      art. 29 PZP. Przy braku możliwości opisu przedmiotu zamówienia za pomocą dostatecznie dokładnych określeń, wskazaniu znaku towarowego muszą towarzyszyć wyrazy „ lub równoważne” co odbierane jest jako przykładowe.
Musimy pamiętać, że  parametry wyrobu zamieszczone w karcie technologicznej podlegają zawsze sprawdzeniu i przyjęciu przez projektanta po cyklu obliczeń.
W obecnej chwili istnieją już odpowiednie wzory sprawdzające przydatność określonych materiałów w oparciu o wyniki obliczeń. I tak każdy materiał powinien być dobrany dopiero po obliczeniu potrzebnego parametru, np. : CBR, wytrzymałości długotrwałej, otwartości, współczynnika filtracji, wydłużenia itd.
Przy przyjęciu i wpisaniu do projektu gotowych parametrów z kart technologicznych wyrobu projektant musi przygotować się solidnie na nieprzyjemne rozmowy, które są coraz częstszym zjawiskiem podczas narad, nadzorów lub inspekcji i umieć uzasadnić wpisane parametry materiału odpowiednimi obliczeniami.
Na podstawie własnych  30 – letnich doświadczeń w projektowaniu  i wykonawstwie robót z zastosowaniem geosyntetyków oraz bazując na  literaturze tematu, zwłaszcza II Europejskiej Konferencji Geosyntetyków, która odbyła się w 2000 roku w Bolonii, przedstawię i opiszę skuteczność stosowania geosyntetyków  oraz awarie i uszkodzenia konstrukcji z ich udziałem.

 

7.1. Składowiska odpadów.

Jest to szczególna grupa obiektów, w których zastosowane geosyntetyki powinny podlegać szczególnym reżimom technologicznym. W każdym składowisku tworzona jest szczelna kapsuła z kilku warstw mineralnych i geosyntetycznych pełniących różne funkcje.

Rys. 5. Typowy schemat uszczelnienia składowiska odpadów wraz z przykryciem, odgazowaniemi rekultywacją  terenu.[11]

 

Rys.6. Typowy przekrój warstw uszczelnienia składowiska

Rozmieszczenie poszczególnych warstw uszczelniająco – separacyjnych, szczególnie na skarpach składowiska powinno być poparte odpowiednimi obliczeniami w fazie projektowej.

Obliczeniom powinno być poddane :

  • grubość geomembrany ze względu na warunki geometryczne składowiska oraz wysokość składowania odpadów wraz z możliwością osiadania podłoża.
    ( Dopuszczalne odkształcenie geomembrany powinno być ok. 50 razy mniejsze niż mierzone podczas rozciągania jednoosiowego w laboratorium. )
  • sposób zakotwienia na koronie skarpy,
  • stateczność warstw geosyntetycznych na skarpach i
  • stateczność obsybki filtracyjnej.

Rys.7. Schemat obliczeniowy do wyznaczenia grubości geomembrany. [22]

 

gdzie

T = zmobilizowane rozciąganie geomembrany
σallow = dopuszczalne naprężenie geomembrany
t = grubość geomembrany.

Określenie stateczności warstw geosyntetycznych na skarpach i stateczności obsypki filtracyjnej na geomembranach wiąże się z koniecznością znajomości zasad współoddziaływania geosyntetyk – grunt jak również posiadaniem wiarygodnych wyników badań tarcia i adhezji dla różnych materiałów.
W przypadku otrzymania w trakcie obliczeń zbyt niskiego współczynnika stateczności obsypki możemy zastosować geomembrany o uszorstnionych powierzchniach ( teksturowane jednostronnie i dwustronnie) lub geomembrany z różnego rodzaju wypustkami i szykanami.

Rys.8. Schemat wbudowania geomembrany w wale ppow.

W niektórych rozwiązaniach ze względu na duże pochylenie skarp lub duży  przepływ wody należy zastosować rozwiązania hybrydowe, np. pokrywając dodatkowo geomembranę na skarpie różnego rodzaju georusztami, geokomórkami lub oponami wzajemnie powiązanymi.

Rys.9. Schemat systemu zabezpieczającego skarpy (rowy) przed osuwaniem się gruntu.

Należy podkreślić, że dotychczasowa praktyka projektowa opiera się na quasi metodzie obserwacyjnej czyli projektant przyjmuje rozwiązanie na podstawie dostępnej literatury lub własnych doświadczeń bez jakichkolwiek obliczeń.
Stąd też bierze się najwięcej przypadków wykrytych awarii różnego rodzaju przesłon izolacyjnych związanych z geomembranami.
Statystyka w tym temacie jest bezwzględna :
błędy projektowe – 25 %
mechaniczne uszkodzenie w trakcie rozkładania – 70 %
błędy w trakcie eksploatacji – 5 %

Rys. 10. Typowe rodzaje poślizgu warstw obsypki na geomembranie

 

Rys. 11. Typowe rodzaje zniszczenia zakotwienia przykrycia na geomembranach

W obiektach objętych szczególnym dozorem i monitoringiem montowane są różne systemy do wykrywania nieszczelności w geomembranach.
Dzięki tym systemom stwierdzono, że praktycznie na każdym składowisku występują nieszczelności i uszkodzenia, przez które może przechodzić do 100 % odcieku.
W takich przypadkach należy mówić o katastrofie, a nie o awarii, tym bardziej, że nie ma możliwości zatrzymania tego procesu.
Odpowiedzialność za taki stan rzeczy spada na wszystkich uczestników inwestycji, łącznie z inwestorem i śmiało można mówić o bezsensownym wydaniu pieniędzy. 
Przyczyną uszkodzenia geomembran mogą być :

  • koncentracja naprężeń (geomembrana napięta),
  • nadmierne lub nierównomierne osiadanie gruntu,
  • miejscowy brak kontaktu między płaszczyzną geomembrany a podłożem  ( kawerny ),
  • dopuszczanie do składowania odpadów bezpośrednio na geomembranie,
  • najechanie lub wbicie lemiesza spycharki lub kompaktora w skarpę,
  • samozapłony odpadów lub nieświadome skutków podpalanie szczególnie przy skarpach składowiska,
  • dewastacja uszczelnienia poprzez wycięcie określonej płaszczyzny do dalszego wykorzystania gospodarczego przez osoby trzecie,
  • nadmierne ilościowo rozwijanie i układanie pasm geomembrany na zakład przy wysokich temperaturach powietrza, pełnym nasłonecznieniu i bez sukcesywnego zgrzewania,
  • zgrzewanie geomembran w niskich temperaturach otoczenia ( poniżej 50C) bez utrzymywania temperatury zgrzewania na stałym poziomie w maszynach samojezdnych,
  • dopuszczanie do okresowych schłodzeń elementów grzewczych poprzez, np gwałtowne podmuchy zimnego wiatru,
  • zgrzewanie pasm geomembrany nieoczyszczonych z błota, piasku oraz podczas deszczu lub mżawki.

Rys. 12. Zsuw warstw okrywających geomembranę na skarpie[18]

 

Rys. 13. Wypór zbiorników z wadliwie uszczelnionego wykopu poprzez przedostanie się wody gruntowej[18]

 

Rys. 14. Zbyt wysoko osadzona rura do odprowadzania odcieków  z dna składowiska . [18]

 

Rys. 15. Kradzież pasma geomembrany niezabezpieczonej obsypką[18]

 

Rys. 16. Niedopuszczalne składowanie odpadów bezpośrednio na geomembranie[18]

Pomimo przedstawionych mankamentów uszczelnień geomembranowych trudno nie docenić ich zalet. Dla uzyskania zamierzonego efektu końcowego jakim jest ochrona gruntów i wód gruntowych przed przedostaniem się substancji toksycznych powinien być zapewniony właściwy system projektowania oraz bezwzględna kontrola wykonawstwa z utrzymaniem pełnego reżimu technologicznego.
Odrębną sprawą jest stosowanie geomembran jako uszczelnienie wałów przeciwpowodziowych.
Sposób budowy nowych wałów przeciwpowodziowych przy wykorzystaniu elastycznych geotub z geotkaniny polega m. in. na tym, że są one układane obok siebie warstwami tak, aby kolejna napełniana refulatem geotuba układana była na wzdłużnej wstędze ( wąsie ) poprzedniej, natomiast każda następna warstwa zawierała co najmniej o jedną elastyczną geotubę mniej.
Natomiast usuwanie przecieków i naprawa wałów przeciwpowodziowych już istniejących polega na układaniu elastycznych geotub wzdłuż jednej i/lub drugiej stopy wału oraz w miejscach występowania przecieków. Dobrze jest układać geotuby jedną na drugą począwszy od stopy wału, przy czym geotuba wyżej usytuowana musi być ułożona na wzdłużnej wstędze ( wąsie ) niżej usytuowanej geotuby.

Rys.17. Schemat wbudowania geotuby w konstrukcji wału ppow.[16]

Geotuby posiadają szereg zalet:

  • przy wykorzystania urobku powstałego podczas bagrowania dna rzeki lub pogłębiania torów wodnych i nurtów rzek do wypełniania elastycznych geotub z geotkaniny zamiast odkładania go na polach refulacyjnych nie ma konieczności przeprowadzania badań oceny oddziaływania na środowisko i wielu innych czynności formalno – prawnych,
  • długość geotuby może być indywidualnie dobierana w zależności od potrzeb w zakresie 20 – 200 m przy średnicy 1 – 4 m,
  • geotuby mogą być układane zarówno na lądzie jak i pod wodą do głębokości 3 m,
  • wykonywane są z bardzo wytrzymałych geotkanin ( 80 – 200 kN/m ) za pomocą specjalnie opracowanych technik szycia zapewniających wysoką wytrzymałość szwów,
  • geotuby są bardzo wytrzymałe, odporne na promieniowanie UV, nie ulegające biodegradacji, odporne na uszkodzenia mechaniczne, mają długi okres bezawaryjnej eksploatacji,
  • są elastyczne więc idealnie dopasowują się swoim kształtem do podłoża,
  • z uwagi na swój ciężar 130 – 5.200 kN tworzą masywną i trwałą konstrukcję nie ulegającą erozji.

Obecnie obowiązujące przepisy pozwalają na wbudowywanie różnych systemów, od pionowych przesłon po płaszczyznowe ułożenie na skarpach odwodnych.
Mniejszym niebezpieczeństwem jest zastosowanie geomembran teksturowanych obustronnie z grubszymi warstwami obsypki.
Z doświadczeń wynika, że przy warstwach okrywowych mniejszych od 0,80 m, szczególnie przy dłuższych okresach suchych, obumiera cała szata roślinna porastająca skarpy co przy dużej powodzi może doprowadzić do kilku różnych mechanizmów zniszczenia.
Przy okazji okazało się, że geomembrany przeciwdziałają tworzeniu korytarzy i nor przeż piżmaki i inne gryzonie. Można sądzić, że materiał, jego zapach lub właściwości wiskoleptyczne nie odpowiadają gryzoniom.

 

7.2. Systemy drenażowe i filtracyjne.

Geowłókniny o różnej grubości i otwartości charakteryzują się stosunkowo niską wytrzymałością na rozciąganie i dużą wydłużalnością. Ich zakres zastosowań powinien obejmować separację, filtrację i drenaż.
Szczególnego znaczenia nabierają w tych przypadkach kryteria retencyjności, filtracji i zakolmatowania.

Rys. 18. Drenaż objętościowy (korytkowy )

 

Rys.19. Poziome warstwy drenażowe.

 

Rys.20. Pochyłe warstwy drenażowe.

 

Rys. 21. Pionowe warstwy drenażowe.

 

Tab.5.  Kryteria przepuszczalności dla geosyntetyków. [7].

 

 

Zalecane są następujące wartości kryteriów :

  • zatrzymywania cząstek filtrowanego gruntu
    • grunty drobnoziarniste O90  ≤ 10 d50,
    • grunty trudne O90  ≤  d90.
    • grunty grubo-i różnoziarniste O90 5 d10√U     oraz O90 d90;
    • kolmatacji - dla wybranego wyrobu O90  = (0,2 ÷ 1) O90 ,
  • działania hydraulicznego - materiał geotekstylny drenu powinien zapewnić wystarczający przepływ wody w danym podłożu.

W zależnościach tych oznaczono:
O90        - charakterystyczna wielkość porów geowłóknin,
d10, d50, d90 - wielkości ziaren gruntu, które wraz z mniejszymi stanowią odpowiednio 10, 50, 90% masy gruntu. 

Kryteria dotyczące filtrowania gruntów niespoistych i mało spoistych:

  • dla geotkanin tasiemkowych (o równomiernym wymiarze otworów):

O90 / d90  2,5

  • dla geowłóknin igłowanych i przeszywanych (o zróżnicowanych wymiarach porów, zamykających się pod obciążeniem):

O90/ d90 5.

Jest istotne, by stosunki wymiarów porów były jak najbliższe podanym wartościom granicznym 2,5 i 5, aby zapewnić jak największą przepuszczalność geosyntetyków, zachowując zarazem ich zdolność do zatrzymywania cząstek gruntu.
Zjawiska mogące wpływać ujemnie na długotrwałą pracę geowłóknin powinny być wykazywane w trakcie projektowania na podstawie rzetelnie wykonanych badań gruntów podłoża i nasypów z krzywymi z analiz granulometrycznych ( sitowych i areometrycznych).

Rys.22.   Krzywe uziarnienia z analizy sitowej.

Zjawiska mogące wpływać ujemnie na długotrwałą pracę geowłóknin powinny być wykazywane w trakcie projektowania na podstawie rzetelnie wykonanych badań gruntów podłoża i nasypów z krzywymi z analiz granulometrycznych ( sitowych i areometrycznych).

Rys. 23. Zmiany współczynnika wodoprzepuszczalności geowłókniny na skutek kolmatacji

Nie można zapominać, że oprócz kolmatacji mechanicznej istnieje również niebezpieczeństwo kolmatacji biologicznej i chemicznej. Rozmnażające się bakterie, glony i grzyby zatykają pory w równym stopniu co krystalizacja związków i substancji chemicznych zawartych w odciekach i wodach gruntowych.

 

7.3. Nasypy i obwałowania.

Geowłókniny, geotkaniny, geosiatki i ich kompozyty są materiałami o dużej funkcjonalności.
Posadawianie nasypów drogowych, kolejowych i wszelkiego rodzaju obwałowań na gruntach ściśliwych lub terenach objętych szkodami górniczymi wiąże się z długotrwałymi osiadaniami lub gwałtownymi tąpnięciami terenu.
Każdorazowe projektowanie tego typu posadowień powinno być poparte rzetelnymi badaniami podłoża, obliczeniem I i II stanu granicznego, obliczeniem wytrzymałości długotrwałej geosyntetyków jak również odpowiednim ich rozmieszczeniem w przekroju poprzecznym.
Dla nasypów ze zbrojeniem w podstawie, w ramach pierwszego stanu granicznego, sprawdza się stateczność zewnętrzną i wewnętrzną konstrukcji dla stanu budowlanego i dla stanu końcowego (tzn. stanu po zakończeniu konsolidacji).
Dla stanu budowlanego wytrzymałość podłoża definiowana jest poprzez wytrzymałość na ścinanie bez odpływu wody, cu.
Dla stanu końcowego (eksploatacji) w obliczeniach stateczności stosuje się parametry efektywne gruntu: c’, Ø’. Celem obliczeń statycznych jest wyznaczenie wymaganej obliczeniowej wytrzymałości zbrojenia (FK), lub też sprawdzenie stateczności budowli dla założonego schematu zbrojenia. Dla nasypów lub wałów, ze zbrojeniem w podstawie, sprawdza się następujące mechanizmy zniszczenia:

a) płaski poślizg ponad zbrojeniem, bez przecięcia zbrojenia (rys. 24);
b) płaski poślizg poniżej zbrojenia, z przecięciem zbrojenia (rys.24);
c) poślizg po walcowej powierzchni poślizgu (rys. 25);
d) boczne wyparcie gruntu (rys.26).

Rys.24

 

Rys.25

 

Rys.26. Schemat bocznego wyparcia słabego gruntu spod podstawy nasypu

Dla mechanizmów zniszczenia, polegających na przecięciu zbrojenia, należy każdorazowo uwzględniać: albo wytrzymałość obliczeniową zbrojenia, FK, albo też obliczeniową wartość siły zakotwienia, FA. W myśl normy BS 8006  należy przy tym ograniczyć wydłużenie jednostkowe zbrojenia dla przewidywanego czasu obciążenia lub użytkowania „t” i dla siły rozciągającej „FK” do wielkości nie większych niż 5 %. Tutaj należy posłużyć się izochronami, dostarczonymi przez producenta, sprawdzając czy działające obciążenie dla danego czasu użytkowania „t” nie wywoła wydłużenia większego niż 5 %.

Obliczenia statyczne dla II stanu granicznego wykonuje się tak samo jak dla nasypu bez zbrojenia, ponieważ zakłada się, że obecność zbrojenia w gruncie nie wpływa w sposób zasadniczy na osiadanie samej budowli, jako takiej

Jest to założenie czynione po stronie bezpiecznej, ponieważ w praktyce występuje co najmniej „wygładzenie niecki osiadania“.
Obliczenia w tym zakresie można wykonać na bazie polskiej normy PN-81/B-03020 .
Inaczej sprawa przedstawia się dla schematu z kontrbankietami ( bocznymi ławami dociskowymi ). Ograniczając możliwości wyparcia gruntu na boki, osiąga się znaczące zmniejszenie osiadań. W tym jedynym przypadku nie możemy mówić tylko  o „wygładzeniu niecki osiadania”. Dotychczasowe, ponad 20-letnie doświadczenia w konstruowaniu tego typu nasypów potwierdzają to zjawisko. Jedynym mankamentem tego rozwiązania jest potrzeba zajęcia większej powierzchni terenu.

Rys.27. Strefy wyporu pod nasypem

 

Rys.28. Nasyp z kontrbankietami

Nie jednokrotnie dodatkowo dla skrócenia czasu osiadań pierwotnych dla gruntów bagiennych wykonuje się nasypy z odpowiednim przeciążeniem nadnasypem o wysokości 1 – 2,5 m i geosyntetycznym drenażem pionowym.

                             

Rys.29. Przykład posadowienia nasypu drogowego z kontrbankietami i drenażem pionowym na obejściu m. Ognicy

 

Rys.30.  Nomogram do przyjmowania rozstawu syntetycznych drenów pionowych

Pozwala to na znaczne przyspieszenie osiadania terenów bagiennych i tym samym daje możliwości szybszego wykorzystania ich pod przyszłe inwestycje. Gwarantuje również równomierną konsolidację na obszarze poddanym uzdatnianiu bez jego niekontrolowanych odkształceń ( wypiętrzeń, przerwania ciągłości warstwy uzdatnianej, itd. ) Zaletą drenażu pionowego jest szybkie odprowadzenie wody drenami syntetycznymi poprzez zmianę kierunku odpływu z pionowego na poziomy. Tym samym o tempie konsolidacji decyduje, w największym stopniu rozstaw drenów. Zastosowanie takiego drenażu skraca czas uzdatnienia gruntu do około 1 roku, przy metodach tradycyjnych czas konsolidacji wynosi około 6 lat.
Przystępując do projektowania zamieniamy często wcześniej przyjętą technologię wymiany gruntu na taśmowy drenaż pionowy w połączeniu z konstrukcją zamkniętej „poduszki” z wysokowytrzymałej geotkaniny pod nasypem wraz z dwustronnymi kontrbankietami ( ławami dociskowymi ). Jak wcześniej zapisano, poszerzenie nasypu o kontrbankiety eliminuje efekty wypierania podłoża na boki podnosząc jego nośność. Podstawowym warunkiem do spełnienia przez  projektantów powinna być zawsze optymalizacja organizacyjno – finansowa przedsięwzięcia inwestycyjnego.

 

Przykład liczbowy [22]:


 

Nasyp o wys. 4m posadowiony na słabym podłożu o wytrzymałości na ścinanie 2 kPa.

Skarpy o pochyleniu 1:3. Należy dobrać wzmocnienie podstawy nasypu.

- wymagana wytrzymałość geosyntetyku:
F = 66 kN/m

W przypadku konieczności odbudowy lub poszerzeń skarp nasypów w trakcie projektowania obowiązuje każdorazowo sprawdzenie współczynnika bezpieczeństwa stateczności ( Fs min= 1,5) tych skarp przy uwzględnieniu następujących warunków :

  • dla wysokości skarp H > 6,0 m,
  • bez względu na H, dla skarp o pochyleniu większym niż 1 : 1,5. 

Brak tego typu podejścia do tematu był przyczyną awarii i uszkodzenia nasypów na drodze Nr 6 w rejonie Lęborka, wysokiego nasypu autostrady A-4 pomiędzy węzłami „Wirek ”- „Batorego”, „wypłukania” 100 metrowego odcinka nasypu kolejowego na trasie Krzyż – Poznań.
Zastosowane konstrukcje z udziałem geotkanin i geosiatek nie obejmowały obliczeń a jedynie zastosowano metodę „przyjęto”.

Rys. 31. Niekontrolowane osiadanie nasypu poprzez obustronne wypieranie gruntu podłoża ( droga Nr 6, okolice Lęborka )

 

Rys. 32. Schemat deformacji terenu i nasypu w czasie awarii odcinka autostrady A-4  [25]

 

Rys. 33.  Przykładowa konstrukcja zbrojenia uszkodzonego nasypu na terenach objętych szkodami górniczymi ( autostrada A-4) [25]

 

Rys. 34. Schematy obliczeniowe nasypów A-4 Sośnica – Wirek w rejonie awarii  [37]

 

Rys.35. Przykłady zastosowania geosyntetyków w podtorzu kolejowym
schemat górny – nieprawidłowy
schemat dolny - prawidłowy

 

7.4.  Zbrojone mury oporowe.

Są to konstrukcje szczególnie wrażliwe na błędy popełnione na etapie projektu czy wykonawstwa.
W przypadku ścian oporowych pionowych lub zbliżonych do pionowych zbrojonych poziomymi warstwami geosyntetyków projekt  powinien obejmować następujące etapy :

  • obliczenia stateczności wewnętrznej dla ustalenia rozmieszczenia geosyntetyków ich długości i szczelności zakładek,
  • obliczenia stateczności zewnętrznej,
  • sprawdzenie równowagi klinów odłamu,
  • licowanie ściany i drenaż zewnętrzny,

             

Rys.36.  Schemat do obliczania długości zbrojenia  [9]

 

Rys.37.Metoda równowagi klina odłamu [9]

Przykład obliczeniowy [22] :

Ka = tg2( 45- Ø/2 ) = współczynnik parcia czynnego
σhs = Ka . γ . z
σhq = Ka . q

L = LE + LR  

LR = ( H-z) tg( 45- ø/2 )

Lo = ½  LE

FK =  σh . Sv . FS

σh = Ka . γ . z + Ka . q   - całkowite parcie gruntu na ścianę

Współczynniki redukcyjne  = 4,0

Fo = FK . 4

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. 38. Konstrukcja segmentowego muru oporowego [31]

Konstruowanie wzmocnienia tego typu obiektów powinno odbywać się etapami z zastosowaniem sztuki inżynierskiej. Prawidłowo wykonane szycie oraz konstruowanie ścian czołowych pokazano na poniższych rysunkach.

Rys. 39. Najczęściej stosowane schematy zszywania geosyntetyków

 

Rys. 40. Kolejne etapy układania i szycia pasm geosyntetyków

  

Rys. 41. Prawidłowe tworzenie lica muru zbrojonego – ustawianie przestrzennych szalunków.[18]

 

Rys. 42. Przykład źle wykonanej konstrukcji muru zbrojonego bez szalowania i formowania części czołowej przeznaczony do poprawy.[18]

 

Rys. 43. Typowe poszerzenie nasypu ze schodkowaniem skarpy i zbrojeniem geosyntetycznym.

 

Rys. 44. Przykład błędnie zaprojektowanego poszerzenia nasypu

 

Rys.45. Stateczność zeschodkowanej skarpy obliczona metodą Bischopa (Fs = 1,03 < 1,3)

 

Rys.46. Stateczność wykonanego poszerzenia nasypu wraz ze zbrojeniem geosyntetykami (Fs = 1,1 < 1,3)

 

Rys.47. Schemat segmentowego muru oporowego ze zbrojeniem.

 

Rys.48. Awaria części dolnej muru segmentowego poprzez wypłukanie materiału ziarnistego zasypki.

 

7.5.  Konstruowanie stromych skarp.

Stabilizacja stromych skarp  ( β ≤ 700 ) odbywa się bardzo często z udziałem zarówno geotkanin i geokrat dwukierunkowych lub jednokierunkowych. Wybór materiału geosyntetycznego na etapie projektu powinien uwzględniać optymalizację kosztową inwestycji.

Rys.49. Analiza stateczności skarp ze zbrojeniem 

 

Rys.50. Schemat analizy stateczności skarpy ze zbrojeniem i zwierciadłem wody gruntowej 

 

Zadaniem projektanta jest określenie :

  • współczynnika bezpieczeństwa stateczności,
  • określenie potrzebnej długości pasma geosyntetyku poza potencjalną powierzchnią poślizgu,
  • maksymalnej wytrzymałości pasma ze względu na zerwanie.

 

Przykład liczbowy :

c = 0  - grunt niespoisty
u = 0  - ciśnienie wody porowej
H’ = H + q/γ  = 12 + 12/15 = 12,80 m
tg Ø = tgØs/Fs = 0,62/1,5 = 0,41 => Ø = 230   - wartość zredukowana

 

Rys.47. Wartość współczynnika oporu gruntu K [38]

Współczynnik oporu gruntu K → f ( Ø = 230 i β = 450 )
                                             K = 0,17

 

Całkowita siła reakcji T0 w geosyntetyku :

T0 = 0,5 . K . γ . (H’)2 = 208 kN/m 

Rozstaw zbrojenia w pionie można przyjmować  min. 0,5 ÷ 1,0 m

Długość pasm geosyntetyków można obliczyć lub określić korzystając z nomogramów

Rys.51. Nomogramy do wyznaczania długości pasm zbrojenia geosyntetycznego  w stromych skarpach [38]

 

 

7.6.  Geotkaniny czy geosiatki ?

Wśród projektantów zdania są podzielone : stosować geotkaniny czy geosiatki.
Zasadniczy wpływ na to wydaje się mieć pierwszy kontakt z dystrybutorem, odpowiednio sporządzony prospekt pokazujący w sposób czytelny rozwiązanie techniczne problemu, uczestnictwo w sympozjach lub seminariach organizowanych przez producentów lub dystrybutorów oraz dostępność  materiału i jego asortyment na rynku.
Zalet geosiatek nie sposób przecenić w zastosowaniach przy wzmacnianiu podtorzy tramwajowych i kolejowych, gdy kolejnymi warstwami gruntu jest kruszywo grube ( tłuczeń, kliniec ).

Natomiast we wszystkich innych zastosowaniach przewagę posiadają geotkaniny. W odróżnieniu od siatek, które samodzielnie nie pełnią funkcji separacyjno – filtracyjnej, geotkaniny spełniają wszystkie funkcje.
Poza tym geotkaniny charakteryzują się znacznie wyższymi parametrami wytrzymałościowymi i niższą ceną.
 

Rys. 52. Podstawowe różnice funkcjonalne pomiędzy geosiatkami i geotkaninami

 

Rys. 53. Porównanie krzywych wytrzymałości w funkcji wydłużenia geosiatek i geotkanin

 

Tab. 6. Porównanie współczynników redukcyjnych stosowanych przy obliczaniu wytrzymałości  długotrwałej

 

7.7. Nośność podłoży z systemami geokomórkowymi.

Problem właściwego zabezpieczenia stoków i skarp nasypów i wykopów przed zjawiskami osuwiskowymi i erozją powierzchniową pojawia się szczególnie po intensywnych opadach atmosferycznych.
Dodając do tego duże natężenie ruchu pojazdów powodujących znaczące oddziaływanie na strefy szczególnie narażone na upłynnienie i generujące się w takich przypadkach ciśnienie wody w strefie kontaktowej prowadzi w konsekwencji do utraty stateczności i poślizgów strefowych na dużych niejednokrotnie powierzchniach.
Innowacyjność rozwiązań nie ominęła również konstrukcji wsporczych, drogowych, nasypów i ochrony przeciwerozyjnej skarp, wymagając od uczestników procesów inwestycyjnych, jak zwykle nie szablonowego myślenia.
Tezę tę potwierdzają opracowywane i produkowane coraz to nowsze wyroby geosyntetyczne do różnych zastosowań.
Rozpatrując np. geomembrany, geosiatki, geotkaniny czy geowłókniny, praktycznie od razu myślimy o wysypiskach, gruntach zbrojonych lub układach filtracyjnych.
Tak też dzieje się z systemami geokomórkowymi w zastosowaniach do podnoszenia nośności podłoży gruntowych i nasypów, budowy konstrukcji wsporczych, zabezpieczenia skarp wykopów i nasypów przed erozją jak również zabudowy rowów odwadniających, kanałów i cieków z płynącą wodą.
Geokomórki obecnie stosowane  wykonywane są z taśm HDPE o wysokościach materacy 5-, 7,5-, 10-, 15-, i 20 cm oraz grubości taśmy ok. 1, 2 mm
We wszystkich zastosowaniach ogromną rolę odgrywają właściwości fizyko – mechaniczne elementu geokomórkowego oraz zasypki jako wypełnienia komórek.
W trakcie projektowania systemy geokomórkowe stwarzają wiele problemów co do trafności przyjętego schematu statycznego. W większości istniejących metod obliczeniowych zaadaptowany jest tradycyjny mechanizm równowagi granicznej w stanie sprężysto – plastycznym stosowany dla obliczenia nośności płytkich fundamentów pod obciążeniem statycznym, np. według Prandtla.

Rys.54. Strefy naprężeń granicznych w podłożu wg Prandtla.

 

W takich przypadkach zastosowany system geokomórkowy przeciwdziała powstaniu w podłożu przewidzianej formy zniszczenia.

Rys.55. Mechanizmy utraty nośności podłoża piaszczystego bez systemu geokomórek i z systemem geokomórek  [36].

 

Aby wystąpiło takie zniszczenie, zasypka z danej komórki musi przeciwstawić się tarciu bocznemu, następnie zostać wypchnięta z komórki i przemieścić się pod matą. Przy założeniu, że geokomórki są podścielone dodatkowo geosyntetykiem separacyjnym lub np. konstrukcją zamkniętej poduszki, to wyżej opisane zjawisko nie może zaistnieć.
Istniejące schematy obliczeniowe i programy komputerowe z odpowiednimi współczynnikami nośności, współczynnikami kształtu i współoddziaływania geokomórek z gruntem umożliwiają obliczenia dla każdego schematu obciążenia.
Użycie systemu geokomórkowego pozwala na wykonanie nawierzchni placów i dróg przeznaczonych do ruchu ciężkich pojazdów kołowych na słabych gruntach przy redukcji kosztów i czasu prowadzenia prac. Ulepszanie właściwości materiałów zamkniętych w komórkach jest wynikiem zjawiska „pozornej kohezji ”. W przypadku, gdy wywierane są obciążenia, trójwymiarowa struktura systemu przyczynia się do korzystnego rozkładu naprężeń ścinających oraz zapobiega bocznym przesunięciom w wypełnieniu. Wynika to z wytrzymałości obwodowej komórek, biernej odporności sąsiednich komórek oraz wytworzonego tarcia między ściankami i materiałem wypełniającym. System tworzy podbudowę o wysokiej wytrzymałości, działa jak półsztywna płyta rozkładająca pionowe obciążenia na boczne naprężenia oraz redukuje ciśnienia kontaktowe w podłożu gruntowym, uniemożliwia boczne przesunięcia, redukuje ugięcia pionowe, ogranicza osiadanie nawet na ściśliwych gruntach.
Do wypełnienia można stosować różne materiały ziarniste ( piaski, pospółki, żwiry ) lub inne pochodzenia miejscowego. Zwykle grunt z wykopów może być użyty do wypełnienia systemu z zagęszczeniem wewnątrz komórek  tworząc sztywną płytę i zapobiegając osiadaniu.
System komórkowy wymyślony pierwotnie w drodze optymalizacji poszczególnych pomysłów i rozwiązań dotyczył konieczności rozwiązania problemu budowy dróg gruntowych dla działań taktycznych wojska, dojazdów do mostów pontonowych, przepraw przez bagna i przecinki leśne, a obecnie stosowany jest także do poprawy nośności dróg o nawierzchniach ulepszonych i autostrad.
Różne wyroby należące obecnie do kategorii geokomórek znacznie różnią się od standardów przyjętych w 1977 r. i wytwarzane są przez licznych producentów.
Geokomórki generalnie produkowane są z taśm HDPE jak również z geowłóknin zgrzewanych ( typu thermo-bonded) .
Rola kohezji pozornej jest więc nie do przecenienia we wszystkich zastosowaniach drogowych i można ją przedstawić za pomocą konwencjonalnej analizy nośności. 
Nośność graniczna, Qgr gruntu charakteryzującego się zarówno wytrzymałością wynikającą z sił kohezji, jak i wytrzymałością wynikającą z sił tarcia przy zastosowaniu obciążenia równomiernie rozłożonego wyraża się następująco :

Qgr = 1,3 cNc + 0,6ɤR∙ Nɤ

gdzie :

c – kohezja gruntu
ɤ - ciężar objętościowy
R – promień obciążenia od nacisku oporu ( lub mniejsza wartość z elipsy dotyku )
Nc, Nɤ - współczynniki nośności.

W przedstawionym równaniu pierwsza połowa związana jest z kohezją, druga natomiast stanowi o nośności w funkcji sił tarcia w podłożu.

 

Przykład liczbowy :

Należy określić nośność podłoża z zastosowaniem geokomórek HDPE o grubości ścianek 1,27 mm  dla obciążenia ruchem kołowym. Zbadana w laboratorium spójność pozorna dla piasku grubego/pospółki wynosi c = 140 kPa.
Dla piasku przyjęto Ø = 300, ɤ = 16 kN/m3

Qgr = 1,3 ∙140 ∙ 30 + 0,6 ∙ 16 ∙0,6 ∙ 9  ≈ 5500 kPa

Na podstawie otrzymanej wartości można stwierdzić, że geokomórki umożliwiają ponad 100 – krotnie zwiększyć nośność podłoża w porównaniu z warstwą piaszczystą bez wzmocnienia. Musimy jednak zwrócić uwagę, że grubość zbrojonej warstwy zasypki piaszczystej założono większą niż promień przyłożonego obciążenia kołowego. Z drugiej strony, przy braku wyników badań dla konkretnych geokomórek oraz współoddziaływania wypełnień ziarnistych z płaszczyznami pionowymi komórek należy zachować ostrożność co do przyjmowanych wielkości kohezji pozornej i kąta tarcia międzyfazowego  r = δ/Ø.
Na sztywność geokomórkowego „plastra miodu” mają wpływ następujące czynniki :

  • wytrzymałość spoiny,
  • stosunek wysokości do średnicy komórki,
  • grubość panelu i 
  • perforacja arkusza.

Czynnikiem zmniejszającym sztywność jest m.in. tworzenie uszorstnienia na powierzchni pasków. Zazwyczaj wyobrażamy sobie , przez analogię do geomembran, że uszorstnienie   nakłada się na materiał. Tymczasem produkcja pasków uszorstnionych dla  potrzeb geokomórek polega na wytłaczaniu określonego wzoru na arkuszu. 
Wskutek tego  grubość nominalna paska zmniejsza się z 1,27 mm do ok. 0,8 mm.  W tym układzie projektowanie zakładające grubość 1,27 paska komórki jest ponad 1/3 przewymiarowane na niekorzyść układu.
Następnym czynnikiem zmniejszającym sztywność paska jest perforacja.
Perforacja pasków została wdrożona w celu umożliwienia drenażu bocznego i zmniejszenia sił zsuwających przy układaniu geokomórek na skarpach. Prawdopodobnie z braku zrozumienia idei perforowania i ustawienia maszyn w określonym cyklu, tego typu geokomórki  stosowane są również we wszelkiego rodzaju wzmocnieniach podłoży w układzie poziomym.

 

Geokomórki w ścianach oporowych.

Zasadniczo klasyfikuje się trzy podstawowe typy konstrukcji oporowych wykonanych w technologii komórkowego systemu:

  • konstrukcje grawitacyjne i niekotwione elewacje,
  • konstrukcje grawitacyjne strefowe,
  • konstrukcje kompozytowe.

Konstrukcje grawitacyjne i niekotwione elewacje mają przekrój trapezowy.

Rys.56. Konstrukcja grawitacyjna ściany oporowej. [21]

 

Rys. 57. Konstrukcja grawitacyjna typu niekotwionej elewacji [21]

Typowa strefowa konstrukcja grawitacyjna przedstawiona jest na rys 58.

Rys. 58. Konstrukcja grawitacyjna strefowa.[21]

 

Rys. 59. Konstrukcja kompozytowa [21]

 

Rys. 60. Konstrukcja kompozytowa [21]

Według informacji różnych producentów geokomórek wysokość konstrukcji oporowych typu masywnego może dochodzić do 6m, ale ich opłacalność kończy się przy 3 m!!!
Konkurencja ścian z gruntu zbrojonego jest bardziej opłacalna wraz ze wzrostem tej wielkości.

Typowe przypadki wyznaczania parcia na konstrukcję przedstawiono na rys. 61.

Rys. 61. Najczęściej stosowane schematy obliczeniowe dla ścian z geokomórkami.

 

Ka = tg2 ( 45 – Ø/2) - współczynnik parcia czynnego
P1 = 0,5 · ɣ · H2 · Ka – dla gruntu niespoistego
P1 = 0,5 · ɣ · H2 · Ka – 2cH√Ka  - dla gruntu spoistego c ≠ 0
P2 = q · Ka · H – z uwzględnieniem obciążenia naziomu
P = P1 + P2

Stabilność konstrukcji jest określana przez odporność na przesuwanie i obrót, jest obliczana dla każdej warstwy konstrukcji oddzielnie z uwzględnieniem poziomego parcia gruntu wyznaczonego zgodnie z teorią Coulomba.

Przykład liczbowy:

Ka = tg2( 45-Øb/2 ) = tg2 (45-15) = 0,33
P1 = 0,5·ɣb·H2·Ka = 0,5·17·32·0,33 = 25.2 kN/m
P2 = q·Ka·H = 10·0,33·3 = 9,9 kN/m
P = P1 + P2 = 25,2 + 9,9 = 35 kN/m

1. Sprawdzenie warunku stateczności na poślizg:

F = Wg·μ = ɣr·H·L·tgδ = 18·3·2,0·tg270 = 37,2

2. Sprawdzenie warunku stateczności na wywrócenie:

Uwaga: warunek ten rzadko bywa problemem, tego rodzaju ściany nie przewracają się  ponieważ nie dochodzi w nich  do ugięcia ze względu na ich nieodłączną sprężystość. Załączone obliczenia ilustrują jedynie zachowawczy charakter tego zjawiska.

Ms – moment stabilizujący
Ms = Wg·L/2 = (18·3·2)·1 = 108 kN/m
Mw = P1·H/3 + P2·H/2  = 25,2·1 + 9,9·3/2 = 40 kN/m

3. W przypadku konieczności uwzględnienia poziomych wkładek zbrojących, np. z geotkaniny,  obowiązują wtedy te same wzory jak przy konstrukcjach z gruntu zbrojonego.

4. Sprawdzenie stateczności ze względu na nośność podłoża .

Naprężenie pionowe działające pod podstawą ściany nie może przekraczać wielkości, jaką jest w stanie przenieść podłoże. Można tu zastosować wzmocnienie, podkładając warstwę geokomórek, która zwiększy nośność podłoża. 

Dla wszystkich form zniszczenia docelowy minimalny współczynnik bezpieczeństwa wynosi 1,5 .

 

Zabezpieczenia przeciwerozyjne skarp i zboczy.
Na rys. 62 przedstawiono schematycznie różne zakresy wbudowania geokomórek.

Rys.62. Zakresy zastosowań systemów geokomórkowych.[21]

Wszelkie zabezpieczenia przeciwerozyjne na stromych skarpach można rozpatrywać w dwóch różnych stanach:

  • gdy zsów powierzchniowy uaktywnił się,
  • osuwisko nie jest aktywne, ale potencjalnie możliwe.

Zarówno dla utrzymania warstwy humusu jak i innych wypełnień mineralnych ( piaski,  żwiry itp. ) geokomórki wymagają odpowiedniego systemu kotwienia na skarpie jak i w koronie przy użyciu szpilek, kotew gruntowych, opasek zaciskowych, odciągów linowych z klipsami i blokami kotwiącymi jak również ustalenia minimalnej długości przykrycia.

Rys.63. Zakotwienie materaca w koronie skarpy (bez kotew).[21]

 

W takich zastosowaniach skarpowych, geokomórki muszą posiadać perforacje w ścianach bocznych umożliwiając w ten sposób przepływ wody wzdłuż skarpy minimalizując ciśnienie spływowe.
Perforacje te spełniają jeszcze jedną funkcję – pomagają utrzymać wewnątrz komórek znajdujący się grunt lub kruszywo.
W przypadku gdy skarpa lub zbocze zbudowane jest z gruntów pylastych ( pyły, iły ) podlegających silnie erozji, pod materacami z geokomórek umieszcza się geowłókniny lub biowłókniny.
Na wysokość i szerokość komórki mają wpływ dwa czynniki : kąt nachylenia skarpy i rodzaj materiału obsypki (kąt tarcia wewnętrznego).
Zależność powyższą można zobrazować w sposób następujący :

Rys.64. Schemat wypełnienia pojedynczej komórki (hmin> 1/2H).

gdzie: 

β -  kąt nachylenia skarpy, 
Φ - kąt tarcia wewnętrznego gruntu obsypki, 
H - wysokość komórki, a
D - szerokość efektywna komórki. 

Odpowiednią wielkość komórek można również dobierać korzystając z wykresów i wytycznych udostępnianych, np. przez producentów geokomórek.

Rys.65. Dobór wielkości komórek.[29]

Uwaga: Korzystanie z tego typu pomocy powinno być poparte wcześniejszą analizą obliczeniową i doświadczeniem w tego typu projektach.

 

Zabezpieczenia przeciwerozyjne w kanałach.

Warstwy przeciwerozyjne kanałów muszą spełniać omówione wcześniej wymagania dotyczące skarp oraz wytrzymywać działanie dodatkowych sił wywoływanych przepływem wody. We wszystkich metodach projektowania kanałów stosuje się nomogramy lub wzór Manninga do określania przepustowości i prędkości przepływu lub maksymalnego naprężenia ścinającego działającego na warstwę przeciwerozyjną kanału.
Dla systemów geokomórkowych z okrywą roślinną, wypełnionych kamieniami i betonem wymogi projektowe są różne.
W oparciu o badania przepływów w kanałach otwartych stwierdzono, że przy zastosowaniu systemów geokomórkowych dopuszczalną prędkość przepływu można zwiększyć o 60 %.
Rzeczywistą średnią prędkość przepływu w projektowanym kanale oblicza się z równania Manninga. 
Średnia prędkość wody płynącej kanałem ( v) wyrażona jest następującym wzorem:

gdzie:

R - promień hydrauliczny kanału określany jako powierzchnia przepływu A  podzielona przez obwód zwilżony P,
n - współczynnik szorstkości konkretnego systemu przeciwerozyjnego,  
s -  nachylenie dna. 

Współczynnik szorstkości n, który jest potrzebny do równania Manninga, wynosi:

n = 0,0395 (D50)1/6

Powyższe analizy umożliwiają projektantom szybką ocenę alternatywnych wypełnień z kruszyw i przekrojów kanałów, aby projekt był jak najbardziej optymalny. Zazwyczaj kruszywo jest dobrze uziarnione, a maksymalna wielkość średnicy zastępczej ziarna wynosi mniej niż połowę wysokości komórki.

 

8. Podstawowe awarie, uszkodzenia konstrukcji i błędy realizacyjne.

Przyczyną występowania awarii, uszkodzeń i błędów mogą być:

  • brak stateczności materiałów na zboczu,
  • brak dostatecznego zakotwienia przy dużych powierzchniach,
  • przerwanie materiału wskutek pełzania przy dużych powierzchniach,
  • porwanie lub przemieszczenie rozwiniętego pasma przez wiatr,
  • wypiętrzenie materiału od ciśnienia gazu wysypiskowego ( brak systemu odgazowywania ),
  • brak zgodności przemieszczeń materiału geosyntetycznego z gruntem w konstrukcjach zbrojonych,
  • przerwanie ciągłości pokrycia przy zbyt cienkiej warstwie nasypowej lub manewrowaniu sprzętu budowlanego,
  • zniszczenie warstwy geosyntetyku przez dopuszczenie ruchu pojazdów bezpośrednio po niej,
  • przerwanie warstwy poprzez niewyrównane podłoże, wystające ostre krawędzie. gruzu, korzeni, karpin itp,
  • ułożenie zakładów pasm geosyntetyków niezgodnie z kierunkiem robót ziemnych lub kierunkiem spadku skarpy,
  • nieuwzględnienie w opracowaniach projektowych abrazji,
  • dobieranie materiałów geotekstylnych na podstawie tylko gramatury,
  • projektowanie wzmocnienia nasypów z zastosowaniem geowłóknin,
  • nieprzestrzeganie zasad i kryteriów doboru z uwzględnieniem chemizmu ośrodków współdziałających,
  • bezkrytyczne przyjmowanie sugestii lub gotowych rozwiązań od dystrybutorów geosyntetyków,
  • brak systemowej kontroli jakości geosyntetyków.

 

Podsumowanie.

Przedstawione opisy awarii i uszkodzeń konstrukcji nie wyczerpują tematu z oczywistych względów.
Wprowadzone normy oraz opracowywane i aktualizowane szczegółowe specyfikacje techniczne dotyczące geosyntetyków pozwolą na kolejne eliminowanie błędów projektowych i wykonawczych.
Mam nadzieję, że w niezbyt odległej przyszłości będzie można wyeliminować z codziennej praktyki najpopularniejszą  metodę projektową, tj. „ U.D.A.” ( uda się albo się nie uda ).
Tak więc cieszy fakt, że zapotrzebowanie na specjalistyczne  programy komputerowe, normy oraz wszelkiego rodzaju instrukcje i poradniki stale rośnie.
Stosowanie materiałów geosyntetycznych wymaga przecież bardzo dobrego przygotowania merytorycznego projektantów i wykonawców robót.

 

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. Colbond Workshop: Design Concepts of Reinforced Walls, Slopes and Embankments. W-wa 2007
  4. Dembicki E., Jermołowicz P.,Niemunis A. : Bearing capacity of strip foundation on soil reinforced by geotextile. In 3 rd Int. Conf.on Geotextiles, Vienna  1986
  5. Dembicki E., Jermołowicz P.: Model tests of bearing capacity of a weak subsoil reinforced by geotextiles. In 1 rd Indian Geotextiles Conf. on Reinforced Soil and Geotextiles. Bombay 1988
  6. Dembicki E., Jermołowicz P.: Soil – Geotextile Interaction. Geotextiles and Geomembranes 1991, nr 10, s. 249-268
  7. Fischer G.R., Christopher B.R., Holtz R.D.: Filter criteria based on pore size distribution.. Proc. of 4 th Conf. on Geotextiles, Geomembranes and Related Products. Hauge 1990
  8. Floss R.: geotextiles in Soil Mechanics and Foundation Engineering. Geotextiles and Geomembranes vol.2, 1985
  9. ITB. Instrukcje, wytyczne, poradniki Nr 429/2007
  10. Ivy N.: HDPE geomembrane after 20 years of service. GFR 2002
  11. Jermołowicz P.: Budowa bezpiecznych wysypisk śmieci i składowisk odpadów przemysłowych. Mat. Z konf. „Wysypiska i składowiska „ – Kołobrzeg 1992 r.
  12. Jermołowicz P: Zastosowanie geowłóknin w aspekcie zagadnień melioracyjnych. Materiały Konf. P.S. 1982
  13. Jermołowicz P.: Zastosowanie geowłóknin do wzmacniania słabych podłoży gruntowych. Prace Naukowe Politechniki Szczecińskiej nr 26, Szczecin 1987, s. 111 – 128
  14. Jermołowicz P., Sołowczuk A.: Praktyczne zastosowania geowłókniny. Materiały XLII Konferencji Naukowej Komitetu Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN i Komitetu Nauki PZITB, Kraków - Krynica 1996, s. 61 - 68
  15. Jermołowicz P.: Geosyntetyki w drogownictwie. BTE 1997, nr 2.  s. 20 – 21
  16. Jermołowicz P.: Wzór użytkowy pt.”Elastyczny pojemnik geosyntetyczny” – Prawo ochronne nr 59688 U.P. RP 1997 r.
  17. Jermołowicz P.: Zasady projektowania warstw uszczelnień z zastosowaniem geomembran w obiektach typu składowiska, wylewiska i zbiorniki. Podstawowe obliczenia statyczne. -Materiały szkoleniowe ZOIIB Szczecin V/2009
  18. Jermołowicz P.: Awarie i uszkodzenia konstrukcji nasypów drogowych, skarp i wykopów oraz zboczy naturalnych z wbudowanymi geosyntetykami w aspekcie błędów projektowych i wykonawczych. - Materiały szkoleniowe ZOIIB Szczecin V/2008
  19. Jermołowicz P.: Projektowanie konstrukcji budowlanych, nasypów, murów oporowych oraz stromych skarp z zastosowaniem geosyntetyków.- Materiały szkoleniowe ZOIIB Szczecin IV/2008
  20. Jermołowicz P.: Geokomórki 20-lat doświadczeń w budownictwie ziemnym. Podstawowe obliczenia statyczne.- Materiały szkoleniowe ZOIIB Szczecin VI/2010
  21. Jermołowicz P.: Zastosowanie geokomórek do konstrukcji wsporczych i ochrony przeciwerozyjnej skarp. Podstawowe obliczenia statyczne.- Materiały szkoleniowe ZOIIB Szczecin V/2011
  22. Koerner R.M. Designing with geosynthetics, (Fifth edition) Prentice Hall 2005
  23. Lotrak – Poradnik projektanta 1996
  24. Materiały z IX Konferencji Naukowo – Technicznej : Szkoła metod projektowania obiektów inżynierskich z zastosowaniem geosyntetyków. Ustroń 2003
  25. Materiały z XXII konferencji Naukowo – Technicznej: Awarie budowlane. Szczecin 2005
  26. Materiały z konferencji Naukowo-Technicznej: Geosyntetyki i tworzywa sztuczne w geotechnice i budownictwie inżynieryjnym. Częstochowa 2006 
  27. Materiały z Seminarium IBDIM i PZWFS ; Wzmacnianie podłoża gruntowego i fundamentów budowli. W-wa 2007
  28. Materiały z Seminarium IGS: Geosyntetyki podstawą współczesnej geoinżynierii W-wa 2007
  29. Materiały z Seminarium “Skarpy drogowe” IBDiM , Warszawa 2010
  30. Martin J.P. Koerner R.M. : Geotechnical design Considerations for geomembrane lined slopes: slope stability. Geotextiles and Geomembranes vol.2 1985
  31. Podręczniki do projektowania dla programów Sigma W, ReSSa, Plaxis v.7,0, Slope  W,  MSEW, Slide v.6.0
  32. Rolla S.: Geotekstylia w budownictwie drogowym WKŁ 1988
  33. Rozporządzenie Min.Transp.i Gosp. Morskiej w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie (Dz.U. Nr 43/1999 )
  34. Rozporządzenie MSWiA w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych (Dz.U. Nr 126/1998 )
  35. Schlosser F., Magnan J.P., Holtz R.D.: Geotechnical engineered Construction, Proc. of. 11 th IC SMFE, San Francisco, 1985
  36. Shepard K.: Erosion control and effective drainage. Geosynthetics 2006
  37. Sobolewski J.: Uwagi do zasad projektowania nasypów ze zbrojeniem geosyntetycznym w podstawie, w tym nasypów na terenach szkód górniczych. Inżynieria i Budownictwo 10/06
  38. Wesolowski A. [i in.]: Geosyntetyki w konstrukcjach inżynierskich. Wyd. SGGW. W-wa 2000
  39. Wiłun Z.: Zarys Geotechniki. WKŁ 1982
  40. Wysokiński L. : Skuteczność stosowania geosyntetyków. Materiały Budowlane 2001, nr 7