GeotextilPrimena kod kosina, potpornih zidova, zemljanih brana i ojacanja betona

Duzi niz godina na nasim prostorima nismo bili u mogucnosti da koristimo odredjene savremenematerijale koji svojim sastavom i ponudjenim prednostima, operativi i krajnjim korisnicima, nudeneku vrstu prednosti i povoljnosti. Koriscenje ovih materijala -, geosintetika, prvenstveno sepoistovecuje u domenu gradnje putne infrastrukture, gde njihova primena odlaze vreme dopocetka prvih zahvata planiranih odrzavanja. Naravno da je spektar koriscenja prednosti kojegeosintetici nude vrlo sirok i bogat, i po pitanju vrsta projekata i po karakteristikama, pa zbogtoga jedna ovakva kratka najava moze biti "mac sa dve ostrice". lzmedju ostalog i zbog zelje dase ovim materijalima ozbiljnije pozabavimo i da ih malo detaljnije prikazemo, AG magazinnastavlja serijal tekstova o getekstilima. U ovom nastavku bice predstavljene teme o primenigeosintetika kod povecanja stabilnosti kosina, u kvalitetnijem izvodjenju potpornih zidova,zemljanih brana i u dodatku pri ojacanju betona!

Uvodjenje novih proizvoda industrijegradjevinskog materijala zahteva dosta vremena.Kada su geosintetici u pitanju, bilo je potrebno idosta vremena da se specificni problemigradjevinske prakse prepoznaju i da se nabazi tehnoloskih performansi materijala razvijesirok spektar proizvoda za resavanje tihproblema.Geosintetici su gradjevinski materijali koji su posvojoj prirodi sinteticki materijali ili spojevisintetickih i prirodnih materijala. Isporucuju se uobliku rolni, panela ili traka koje se u praksi sirokokoriste, prevashodno u geotehnickim,

hidraulickim, saobracajnim i ekoloskim primenama. Danas je u svetu tesko zamisliti bilo kakavveci zahvat u oblasti radova u tlu a da se pri tome ne koristi neki iz siroke palete materijala kojenazivamo geosintetici. Nagli rast njihove primene na trzistu proizilazi iz toga sto geosintetici nudevrlo ekonomicna resenja ali u mnogim slucajevima presudno je to sto su ovi materijali ekoloskinajprihvatljivije resenje.

Geotekstili u resavanju problema stabilnosti kosinaLomovi kosina aktivno se proucavaju od 1900. godine. Mnogi koncepti i teorije su razmatrani odtada ali je preovladala ideja faktora sigurnosti na lom. Faktor sigurnosti izrazava se kao:

FS =∑ moment otpora = τ*Lab*R moment _opterecenja W *x

gde je:τ- smicuci napon u tlu na kruznom luku duzine LabR - radijalno rastojanje od klizne ravni do hipotetickog centra lukaW - tezina mase zemlje koja je zahvacena klizanjemx - horizontalno rastojanje od tezista mase tla do hipotetickog centra kruzne povrsi

Kosina je u stabilnom stanju ukoliko je faktor sigurnosti veci od 1. Uloga koju geotekstil moze daima u povecanju faktora sigurnosti vidi se na slici 1.

slika 1: Povecanje stabilnosti kosine primenom geotekstila

Polaganjem tekstila u ravan loma, menja se i duzina ravni loma cime se povecava faktorsigurnosti. Nova ravan loma mora zaobici tekstil. Ovime ce tkanina biti izlozena znatnimsilama zatezanja i doci ce do njenog izduzenja i deformacije. Zato je veoma bitno da tkaninaima izrazena svojstva tecenja cime prenosi opterecenje tla na sebe a zatim natrag na tlo, alina novoj kliznoj ravni.

Primena geotekstila u potpornim zidovimaNa projektovanje potpornih zidova osim visine, najvise utice tip i priroda tla iza zida. Pritisak tlase smatra da linearno raste sa povecanjem dubine tla. Postavljanje geotekstila u tlo iza zidaproizvodi dva bitna efekta:• Presecanje linije loma tla i njeno pomeranje ka zidu cime se smanjuje pritisak tla;• Ojacavanjem tla iza zida, njegova otpornost na smicanje se drasticno povecava.

Primena geotekstila pri konstrukciji potpornih zidova svodi se na dva osnovna oblika.

Slika 2: Potporni zid od geotekstilaPrvi slucaj je da je kompletna konstrukcija zida od tekstila dok se drugi slucaj svodi na ojacanjetla iza zida primenom tekstila.

Potporni zidovi od geotekstilaPotporni zidovi od geotekstila sastoje se od horizontalnih slojeva tla koji su sa tri strane oblozenitekstilom koji time cini konstrukciju koja se ispunjava tlom.Na licu zida tekstil sprecava odronjavanje tla dok se u unutrasnjosti zida angazuju smicuce sile utekstilu cime se stabilizuje tlo. Ove smicuce sile nastaju usled trenja dva sloja tla - ispod i iznadtekstila. Debljine slojeva tla krecu se od 25 do 50 cm.Ovakva konstrukcija se izvodi tako sto se za svaki sloj prvo polozi tekstil nakon cega se vrsinanosenje sloja tla. Zatim, vrsi se preklapanje tekstila na licu zida. Najcesce, potrebno jeformirati malu oplatu koja drzi tlo do trenutka kada je zavrsen taj sloj. Tekstil se naslanja natu oplatu i nalazi se izmedju nje i tla. Nakon ovoga, vrsi se nabijanje tla cime se zavrsavaizrada jednog sloja. Na njemu se izvodi sledeci sloj cije je lice malo smaknuto prema tlu. Duzina tla

koje se pokriva tekstilom iznosi od 0,5 do 1 visine zida. Po zavrsetku, izlozeno lice zida pokriva seasfaltnom emulzijom (ili nekim drugim nacinom) da bi se izbegla ostecenja na tekstilu, mehanickiili ultravioletnim zracenjem. Problem zastite izlozenog zida je i najosetljiviji problem kodovakvog tipa konstrukcija pa mu treba posvetiti posebnu paznju.

Ojacanje tla iza potpornog zidaU prethodnom primeru prikazana je primena kontinualnih sirokih povrsina tekstila za ojacanje tla.Slicno tome, mogu se koristiti i uske trake od geotekstila koje imaju slicnu namenu. Njihovapreteca bile su metalne trake koje su se koristile u potpornim zidovima. lz ekonomskih razloga,koriscenje geotekstila danas ima prednost nad celikom.Da bi se izbegao uticaj korozije na metalne trake, US Army Engineers Waterways ExperimentStation je izvodio eksperimente sa tekstilom umesto metalom. Neoprenom obradjene najlonsketrake 0,2 cm debele, 10,2 cm siroke i 3,1 m dugacke, zavarene su za aluminijumske elemente kojisu predstavljali lice zida (prikazano na slici 3).

Slika 3: Primena geotekstila u potpornim zidovima

Trebalo bi da je ceo zid bude dugacak 4,9 m i 3,1 m visok prema standardnom proracunu zaojacane potporne zidove. Lom nastupa kod visine zida od 2,7 m i posledica je velikih deformacijatraka usled opterecenja. Danas se ovakvi zidovi veoma uspesno izvode.

Primena geotekstila u zemljanim branamaKoncept primene geotekstila u zemljanim branama slican je primeni u potpornim zidovima.lpak, pritisak vode i mogucnost spiranja zemljanog materijala cine ovu primenu specificnom. F.Kern je opisao ovakvu primenu u Francuskoj 1977. godine. Na zemljanoj brani, nizvodna,vertikalna strana bila je konstruisana od geotekstila i sluzila je kao ustava. Cela konstrukcijabila je visoka 6,5 m, uzvodna strana bila je u nagibu 2:1 i postojala je prelivnica odarmiranog betona. Od geotekstila, koriscen je tkani poliester, punjen glinom.

Primena geotekstila u ojacavanju betonaIstorijski, vlakna su koriscena za ojacavanja raznih materijala. Koriscena je slama u izradi cigala,zivotinjska dlaka u malteru, vlakna azbesta u cementu... U novije vreme, koriste se celicna, staklenai plasticna vlakna koja povecavaju elasticnost betona i udarnu cvrstocu.

Slika 4: Zemljana brana od geotekstilaPlasticna vlakna koja se koriste za ojacavanje betona su od najlona, polipropilena, polietilena,poliestera ili rejlona. Vlakna su debljine od 0,8 do 15 mikrona, duzine od 1,5 do 5 cm. Generalno,dodavanje vlakana betonu dovodi do sledecih poboljsanja:• veca otpornost na pukotine;• veca otpornost na termalna naprezanja;• tanji poprecni preseci elemenata;• lakse odrzavanje;• duza trajnost.Kolicina vlakana koja se dodaje betonu nije standardizovana. Kriterijum je cesto odredjenkarakteristikama ugradljivosti betona. Kolicina vlakana cesto zavisi od vodocementnog faktora,tipa i vrste vlakana, kao i od kolicine agregata, cementa i sl. Postoje preporuke da se koristiagregat maksimalne krupnoce 10 mm uz koriscenje vise peska nego sto je normalno potrebno,uz visok sadrzaj cementa.U sledecoj tabeli, dat je odnos povecanja nekih karakteristika vlaknima ojacanog betona uodnosu na klasican beton.

Karakteristika Prednost vlaknima ojacanog betona (u %)

Cvrstoca do prve pukotine 150%Granicni modul kidanja 200%Granicna cvrstoca na pritisak 125%Granicna cvrstoca na smicanje 175%Otpornost na udarac 325%Indeks otpora na habanje 200%Otpornost na toplotu 300%Indeks trajnosti na grejanje/hladenje 200%

Svi tipovi miksera mogu se uspesno koristiti za pravljenje vlaknima ojacanog betona ali trebaspreciti uvijanje vlakana (njihovo skupljanje u klupko). Ukoliko je moguce, vlakna treba dodatiprvo u agregat ili zajedno sa agregatom. Uvijanje vlakana je u funkciji mnogo faktora kaosto su tip vlakana, duzine vlakana i sl. Ukoliko se vlakna uviju, rezultati najcesce nisuzadovoljavajuci.Plasticna vlakna se koriste za ojacavanje betona od 1960. godine. Narocito su pogodna zasprecavanje prskanja betona i za pojacavanje otpornosti na udar. Koriste se vlakna od najlona,polipropilena, acetata, precnika od 3 do 600 deniera i maksimalne duzine od 8 cm. Zapreminskiprocenat vlakana u betonu iznosi od 3 do 7%.

izvor : “AG Magazin”