Ze względu na to, że drenaż pionowy realizowany w postaci taśm drenujących lub drenów piaskowych, przyspiesza odpływ wody wyciskanej z gruntu, należy odpowiednio zaprojektować odwodnienie obszaru objętego konsolidacją. Systemy odwadniające, umożliwiające bezpieczny i szybki odbiór wyciskanej wody z podłoża powinny być tak zaprojektowane, aby nie obniżyć nośności warstwy przypowierzchniowej. Ma to istotne znaczenie w podłożu torfowym bardzo ściśliwym. Wykonanie obustronnych rowów blisko podstawy nasypu jest praktycznie zniszczeniem idei projektowej.
Przecięcie kożucha torfowego, naturalnego materaca, będzie skutkowało zainicjowaniem powolnego lub gwałtownego osiadania i pogrążania się nasypu aż do spągu warstwy słabej. Należy pamiętać, że w tego typu zagadnieniach, niedopuszczalne jest jakiekolwiek przerwanie ciągłości kożucha torfowego.
Rowy powinny być realizowane poprzez nasypanie wałków z gruntu na kożuchu !
Rys. 1. schemat tworzenia rowów odwadniających bez przerywania kożucha torfowego.
W przypadku podłoży budowanych z gruntów mineralnych takich problemów nie ma. Występują natomiast problemy związane z wzmocnieniem skarp i dna rowów oraz ich zamulaniem.
Przy małym spadku można poprawić warunki odpływu wykonując gładkie umocnienia dna rowu np. elementami betonowymi lub kostka kamienną bądź też betonową.
Na rys. 2-5 przedstawiono typowe przekroje poprzeczne rowów trapezowych z różnym umocnieniem dna i skarp.
Konieczność specjalnego umocnienia skarp lub dna rowu przed erozją zależy od spadku podłużnego dna rowu, rodzaju podłoża gruntowego i ilości odprowadzanej rowem wody. Nie można jednak podać jednoznacznych kryteriów.
Dla przeciętnych warunków przyjmuje się maksymalne pochylenie rowów:
- bez umocnienia skarp i dna rowu:
- dla gruntów piaszczystych 1,5%
- dla gruntów piaszczysto-gliniastych i pylastych 2,0%
- dla gruntów ilastych i gliniastych 3,0%
- dla gruntów skalistych 10,0%
- przy umocnieniu dna i skarp rowu:
- darniną 3,0%
- faszyną 4,0%
- brukiem układanym na sucho 6,0%
- elementami betonowymi 10,0%
- brukiem układanym na podsypce cementowo-piaskowej ze spoinami wypełnionymi zaprawą 15,0.
Rys.2. Typowy przekrój rowu trapezowego z umocnieniem profilu elementami z twardego drewna
Rys.3. Typowy przekrój rowu trapezowego z umocnieniem profilu elementami kamiennymi
Rys.4. Typowy przekrój rowu trapezowego z umocnieniem profilu elementami z twardego drewna
W celu ochrony profilu w dolnej części przekroju rowu przed erozją można stosować kamienie naturalne, kostkę betonową lub prefabrykowane elementy betonowe pełne i ażurowe. Przy podłożu gruntowym z piasków drobnoziarnistych konieczna jest często warstwa podsypki z odpowiedniego materiału filtrującego lub geotekstyliów.
Rowy o przekroju trójkątnym, podobnie jak muldy, odznaczają się łagodniejszymi kształtami. Wpływa to na poprawę estetyki i warunków bezpieczeństwa ruchu drogowego. Dalszą zaletą rowów trójkątnych jest stworzenie korzystniejszych dla korpusu drogowego warunków przepływu wody. Przy tej samej głębokości napełnienia rów trójkątny prowadzi wodę z mniejszą szybkością. Możliwe jest ich wykonanie sposobem mechanicznym. Wadą rowów trójkątnych jest większa szerokość pasa terenu wymagana do ich realizacji.
Dla rowów trójkątnych należy przyjmować następujące wymiary:
- głębokość minimalna rowu 0,30 m;
- nachylenie skarp wewnętrznych 1: 3;
- nachylenie skarp zewnętrznych od 1:3 do 1:5.
Rys.5. a) Geosyntetyki w konstrukcjach rowów drogowych - przykład
Rys.5. b) Geosyntetyki w konstrukcjach rowów drogowych - przykład
Zastosowanie geosyntetyków w systemach drenażowych powinno być poparte odpowiednimi warunkami kryteriów hydraulicznych i mechanicznych.
Kryterium dotyczące właściwości hydraulicznych gwarantuje, że geotekstylia są zdolne do pełnienia funkcji drenażowych lub filtracyjnych w ciągu projektowanego okresu eksploatacji. Wśród nich można wyróżnić kryteria: zatrzymywania cząstek gruntu, przepuszczalności i odporności na kolmatację.
Kryterium dotyczące właściwości mechanicznych gwarantuje zachowanie trwałości struktury geotekstyliów zarówno podczas wbudowania, jak i w projektowanym okresie eksploatacji. Kryterium to obejmuje długoterminową wytrzymałość mechaniczną na rozciąganie i przebicie.
Tablica 1. Cechy mechaniczne geotekstyliów filtrujących o dużym wydłużeniu (>30 %)
W warunkach dużych obciążeń dynamicznych i użycia zasypki tłuczniowej zalecane są materiały o masie powierzchniowej ≥ 150 g/m2, odporności na przebicie statyczne ≥ 1500 N, grubości co najmniej 10 O90 oraz spełniających wymagania klasy wytrzymałości GRK 3.
Tablica 2. Kryteria podziału klas wytrzymałości GRK wyrobów geotekstylnych.
X) mniejsza z wartości wytrzymałości wzdłuż i w poprzek pasma
W przypadku układania geosyntetyku w nachyleniu, np. na skarpie - należy sprawdzić:
- wartość siły rozciągającej powstającej w geosyntetyku - w stosunku do jego charakterystycznej długotrwałej wytrzymałości na zerwanie
- tarcie między geosyntetykiem a gruntem (pod i nad geosyntetykiem), w razie potrzeby zalecane jest użycie wyrobów o szorstkiej fakturze powierzchni, zwiększającej współczynnik tarcia.