Trajnost geosintetika

Kada je kolnička konstrukcija pravilno projektirana, naprezanja na vrhu posteljice, koja su posljedica prometnog opterećenja i težine agregata, trebala bi biti manja od kapaciteta nosivosti tla uz određeni koeficijent sigurnosti.

 Naprezanja koja se pojavljuju tijekom građenja na posteljici i na geotekstilu često su veća od onih kad je konstrukcija u uporabi. Trajnost geosintetika je važan čimbenik u primjeni ovih suvremenih materijala u graditeljstvu. Geotekstili koji zadovoljavaju uvjete trajnosti smatraju se prihvatljivima za korištenje u cestogradnji. Njihova svojstva vremenom se mijenjaju i postaju slabija od onih koja su imali odmah nakon proizvodnje. Tako se prema stupnju gubitka tih svojstava u vremenu može govoriti o trajnosti geosintetika.

Osnovni problem kod trajnosti vezan je uz slabljenje funkcionalnih svojstava geosintetika, tj. onih svojstava koja su važna za konstrukciju u kojoj se geosintetik koristi. Tim slabljenjem, koje se razvija u vremenu, geosintetik ugrožava i sigurnost konstrukcije i njezinu trajnost, ako nije na odgovarajući način u projektu usvojen pad njegovih svojstava. Geosintetici mogu imati drugačiji sirovinski sastav i/ili drugačiji način proizvodnje što kod izlaganja uvjetima u tlu (pri izvedbi i pri korištenju) ima različit utjecaj na trajnost njihovih funkcionalnih svojstava, a time i na ukupnu trajnost konstrukcije (zahvata).

Suvremena saznanja i dugogodišnja iskustva u korištenju geosintetika omogućila su razvoj postupaka procjene različitih utjecaja koji izazivaju pad svojstava geosintetika, bilo putem laboratorijskih ispitivanja bilo putem terenskih ispitivanja. Danas su razvijene i općeprihvaćene mnogobrojne norme kojima se utvrđuju svojstva geosintetika (vlačna čvrstoća, propusnost, trajnost, osjetljivost na svjetlost, fizikalna svojstva i slično). Europske norme iz te oblasti ubrzano se preuzimaju kao važeće i u Hrvatskoj, budući da domaće norme iste vrste ne postoje. Postoje norme kojima se ispituju utjecaji klime, temperature, kemijskog djelovanja, oksidacije, mikroorganizama i mehaničkog djelovanja na trajnost geosintetika.

Prije procjene ili određivanja trajnosti geosintetika potrebno je poznavati njihova svojstva, kako ona zahtjevana tako i raspoloživa. Neophodno je imati i uvid u sastav i građu geosintetika, tipove polimera od kojih su građeni, proces proizvodnje te prisutnost dodataka i stabilizatora. Povijesni razvoj primjene kao i empirijski dokazi trajnosti pomoću geosintetika izvađenih iz tla važni su elementi u ocjeni trajnosti ovih materijala. Postoji niz čimbenika koji utječu na njihovu degradaciju u tlu.

To su okolina iznad površine tla (klimatski utjecaji), okolina ispod površine tla, utjecaj samog tla, kemijski i mikrobiološki utjecaji, utjecaj opterećenja i mehaničkog oštećenja (tlačno i vlačno opterećenje), zajedničko djelovanje vlačnog opterećenja s utjecajima okoline, opterećenja tijekom ugradnje (mehanička oštećenja) te dinamička opterećenja.

Utvrđivanje trajnosti poseban je problem, a osobitu pažnju treba obratit na provjeru otpornosti na klimatske i kemijske utjecaje, otpornosti na djelovanje lužina i kiselina, oksidaciju, otpornost na mikrobiološke utjecaje, otpornost pri dugotrajnom opterećenju, puzanje te provjeru otpornosti na mehanička oštećenja tijekom ugradnje.

Koeficijenti sigurnosti koji se koriste u proračunima vezani su i za djelovanja okoline i uvjete izvedbe te brojčano iskazuju utjecaje na trajnost važnih svojstava geosintetika. Parcijalni koeficijenti sigurnosti su neophodni kako bi se uzeli u obzir različiti degradacijski mehanizmi.

Parcijalni koeficijenti sigurnosti koji se koriste u projektiranju, prvenstveno kod armiranog tla, omogućuju redukciju u čvrstoći radi mehaničkog oštećenja, kemijskog djelovanja i sličnog. Koeficijenti sigurnosti za svako djelovanje kojim se umanjuje čvrstoća veći su od jedan, ili jednaki jedan. Na primjer, mehaničko oštećenje općenito ima mali utjecaj na naprezanja, ali smanjuje čvrstoću, pa je parcijalni koeficijent za takvo djelovanje jednak 1 ili veći od 1.

Prije primjene parcijalnih koeficijenata neophodno je definirati projektiranu čvrstoću. U nekim slučajevima projektirana čvrstoća je minimalna karakteristična dugotrajna čvrstoća definirana od proizvođača. Koeficijenti sigurnosti, koji se primjenjuju pri projektiranju građevinskih konstrukcija koje koriste geosintetičke elemente, nisu jednaki onima koji se uzimaju u obzir pri korištenju standardnih materijala (beton, metal, drvo). Kod geosintetika oni moraju biti mnogo veći.

 

Parcijalni koeficijenti sigurnosti mogu biti korišteni za različite primjene u izgradnji kako bi se konačno dobio ukupni koeficijent sigurnosti koji će osigurati konstrukciju od najnepovoljnijeg djelovanja.

Koerner (1994) je ovako definirao određivanje ukupnog koeficijenta sigurnosti:

Tdop = Tgran/Fs, gdje je:

  • – Tgran granična vlačna čvrstoća prema standardnom pokusu
  • – Tdop dopuštena vlačna čvrstoća za konačno projektno rješenje
  • – Fs – koeficijent sigurnosti

  • Fs = FSID* FSCR * FSCD * FSBD, gdje je:
  •  
  • FSID koeficijent sigurnosti za mehanička oštećenja pri ugradnji
  • FSCR koeficijent sigurnosti za utjecaj puzanja
  • FSCD koeficijent sigurnosti protiv kemijskog djelovanja
  • FSBD koeficijent sigurnosti protiv biološkog djelovanja

  • Vrijednosti parcijalnih koeficijenata sigurnosti i prosječni koeficijent sigurnosti koji se koriste u različitim primjenama prikazani su u tablici 2.

  • Vidljivo je da se ukupni koeficijent sigurnosti, koji se koristi pri projektiranju geotehničkih konstrukcija armiranog tla pomoću geosintetika prosječno kreće oko FS = 4,5 – 5 što je vrlo visoka vrijednost u odnosu na koeficijente sigurnosti u građevinarstvu.

    LITERATURA
  •  
  • 1) B. Babić, B., Jašarević, I., Kvasnička, P., Prager, A., Schwabe, Ž., Šimetin, V. (1995) Geosintetici u graditeljstvu; HDGI; Zagreb.
  • 2) Koerner. R.M. (1986) Designig with Geosynthetics ; Prentice-Hall ; Englewood; New Jersey.
  • 3) Som E.Sarkar (1998) Geohorizon, State of art in geosynthetics technology, A.A Balkema / Rotterdam / Brookfield.
  • 4) Von Santvoort G. (1994) Geotextiles and Geomembranes in Civil engineering; A.A. Balkema / Rotterdam / Brookfield.
  • 5) Holtz, R. D., Christopher, B. R., and Berg, R. R. (1997) Geosynthetic Engineering, BiTech Publishers, Vancouver, British Columbia, Canada.
  • 6) * korištene internet adrese: www.tenax.net, www.bidim.com, www.geosynthetic.com, www.asce.org, www.sgf.net

     

]]>