Ochrona skarp przed wpływem drgań i wstrząsów przenoszących się przez podłoże może być przeprowadzona kilkoma sposobami:
- ograniczenie wielkości drgań wymuszających w samym źródle, oddalenie,
zmniejszenie obciążeń lub innych parametrów dynamicznych lub inne usytuowania obciążeń, - zmiana właściwości dynamicznych lub wytrzymałościowych podłoża - można to osiągnąć poprzez zwiększenie lub zmniejszenie jego sztywności ewentualnie wzmocnienie,
- zastosowanie elementów wibroizolacyjnych.
Ważną czynnością dla uniknięcia niepożądanych efektów jest dokładne badanie podłoża z wyznaczeniem granic zalegania poszczególnych wydzielonych warstw, namierzonych poziomów zwierciadła wody gruntowej, stanu gruntów ( zagęszczenia i plastyczności). Problem właściwego zaprojektowania obiektów liniowych i posadowień innych urządzeń wibracyjnych w ich pobliżu wymaga od projektanta znajomości dopuszczalnych amplitud przemieszczeń lub przyspieszeń dla tych obiektów.
W przypadku prostych budowli liniowych (nasypów) o wysokości do 4 m z ruchem KR 1 – KR 2 można się posłużyć skalami SWD podanymi w normie PN-B-02170:1985.
Zmniejszenie drgań od działania ruchu o niskich częstotliwościach można uzyskać poprzez zwiększenie sztywności podłoża wykorzystując, np. poduszki geotkaninowe o wytrzymałościach na rozciągnie w granicach 80 – 120 kN/m i grubości poduszki ok. 0,5 m. Cementyzacja lub chemiczne uzdatnianie przynoszą z reguły mniejsze efekty.
Znaczne zmniejszenie efektów dynamicznych od przejazdu pojazdów kołowych i szynowych na stateczność skarp nasypów i wykopów uzyskuje się dodatkowo przez likwidację nierówności, styków nawierzchni z obiektem, właściwą technologią zagęszczania w obrębie płyt przejściowych i jej zabudową. Do tego dochodzi jeszcze organizacja ruchu z redukcją i ograniczeniami prędkości przejazdu pojazdów i eliminacja zjazdów wymagających hamowania.
Mechanika powstawania obciążeń dynamicznych i wpływu ich na konstrukcje skarp nasypów i wykopów lub przekopów dotyczy przede wszystkim źródła drgań:
- zmiana położenia środka nacisku na nawierzchnię (przesuwanie się obciążenia),
- uderzenia pionowe kół na nierównościach,
- uderzenia poziome kół o nierówności,
- poziome uderzenia obrzeży kół o szyny taboru tramwajowego i kolejowego (rzucanie na boki),
- poziome siły powierzchniowe przy hamowaniu pojazdów.
Wszystkie te źródła można więc ograniczyć przez odpowiednie zabiegi konstrukcyjne lub organizacyjne.
Dla wyeliminowania tego typu zjawisk stosuje się różnego rodzaju zabiegi - przegrody przeciwdrganiowe w podłożu w postaci głębokich szczelin lub rowów pustych lub wypełnionych materiałami tłumiącymi względnie wbudowywanie geosyntetyków w postaci „poduszek” pod konstrukcją jezdną lub też jako poziome warstwy w skarpach.
O skuteczności tego typu przegród można mówić dopiero wtedy, gdy jej głębokość założenia jest porównywalna z długością fali powierzchniowej.
Prowadzone badania ze ściankami szczelnymi wykazały ich skuteczność przy spełnianiu warunku:
gdzie:
ts – głębokość szczeliny
λ – długość fali
Rys. 1. Schemat przegrody przeciwdrganiowej w postaci szczeliny.
a)
b)
c)
Rys. 2. a), b), c). Przykłady wypełnienia głębokich szczelin