Historia budownictwa łączy się nierozerwalnie z fundamentowaniem na słabonośnych podłożach oraz modyfikacją właściwości tych gruntów. Wzmacnianie podłoża znane jest od dawna. Już Persowie ponad 4000 lat temu używali w tym celu liści palmowych, starannie tkanych i układanych warstwowo, Rzymianie zaś dębowych bali układanych w korycie drogi w formie siatki. W poszukiwaniu coraz skuteczniejszych i ekonomiczniejszych metod posadawiania obiektów inżynierskich rozwinięto wiele technik polepszających podłoże : od klasycznej wymiany gruntu i wstępnego obciążenia począwszy do rozwiązań nowoczesnych, jak zagęszczanie za pomocą wybuchów, wibroflotacji, konsolidacji dynamicznej czy silikatyzacji. Potrzeba coraz większego uprzemysławiania procesów budowlanych zmusza do stosowania pewnych materiałów w celach zupełnie różnych od znanych z życia codziennego oraz współpracy z nowymi gałęziami przemysłu, które dotychczas nie były związane z budownictwem.
Od ponad 30 lat coraz większe zastosowanie w robotach ziemnych i hydrotechnicznych znajdują specjalnie zaprojektowane, a następnie produkowane przez przemysł włókienniczy i chemiczny wyroby zwane geosyntetykami.
Rys. 1. Podział geosyntetyków
Geosyntetyki – to materiały wiotkie i cienkie, tak że można je rozpatrywać jako dwuwymiarowe. Są to jedyne materiały konstrukcyjne o takich właściwościach i to w znacznej mierze tłumaczy ich dynamiczny rozwój. Ponadto właściwości samych włókien polimerów oraz funkcje jakie spełniają geosyntetyki sprawiają, że otworzyły się przed nimi szerokie możliwości zastosowania jako materiałów konstrukcyjnych przy budowie dróg, podtorzy, pasów startowych, placów składowych, ochrony skarp, zbrojenia korpusów zapór ziemnych oraz jako materiału filtracyjnego, drenarskiego i izolacyjnego.
Rys.2 Funkcjonalność geosyntetyków
Na rysunku 2 przedstawiono funkcjonalność geosyntetyków. Dotychczas opisano ponad 100 rodzajów różnych zastosowań. Niektóre z nich przedstawiono na rysunku 3.
Rys.3 Przykłady zastosowań geosyntetyków
Duża liczba podejmowanych badań laboratoryjnych i terenowych prowadzi z jednej strony do weryfikacji niektórych pojęć, metod wymiarowania przy projektowaniu i sposobów wbudowywania geosyntetyków, z drugiej zaś strony należy stwierdzić, że wzmacnianie gruntu przez dodanie geosyntetyków jest zagadnieniem interdyscyplinarnym i bardzo złożonym, ponieważ brak jest jeszcze dostatecznie ścisłych kryteriów technicznych dotyczących pracy geosyntetyków w złożonych ośrodkach gruntowych.
Tab.1 Minimalne kryteria doboru geosyntetyków [ 9 ]
Tab. 2 Rodzaje polimerów do produkcji geosyntetyków [ 10 ]
Tab. 3 Funkcje geosyntetyków [ 10 ]
Z punktu widzenia praktyki budowlanej, określenie nośności podłoża gruntowego w danych warunkach obciążenia jest obecnie jednym z podstawowych problemów mechaniki gruntów. Zagadnienie nośności podłoża wzmocnionego geosyntetykami i obciążonego fundamentem pasmowym podjęto stosunkowo niedawno. W istniejących opracowaniach doświadczalnych i teoretycznych są prezentowane różne podejścia do problemu nośności takiego kompozytu. Przegląd literatury wskazuje na celowość podejmowania badań modelowych i prób innego spojrzenia oraz wprowadzenia metod niewyeksploatowanych dotąd, a stosowanych z powodzeniem w dziedzinach pokrewnych.
2. Funkcje geosyntetyków
Geosyntetyki stosowane w konstrukcjach inżynierskich można podzielić na :
przepuszczalne: geotkaniny, geowłókniny, geosiatki, geokraty, georuszty, geokomórki i geokompozyty, nieprzepuszczalne: geomembrany, bentomaty i geomembrany bentonitowe.
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 Pozostało jeszcze 90% tekstu