Konstrukce z vyztužené zeminy

15. září 2008

Partneři sekce:

S pojmem vyztužená zemina se setkáváme v posledních letech stále častěji. Příchod zahraničních výrobců i domácí rozvoj v posledních patnácti letech přinesl do této oblasti potřebné know-how a vznik nových progresivních firem zabývajících se problematikou vyztužování zemin pak dal celému odvětví nové impulzy, jejichž výsledkem je celá řada moderních staveb realizovaná touto „netradiční technologií“.

Opěrné zdi

Vyztužená zemina se používala k výstavbě opěrných systémů od nepaměti. Nejednalo se pochopitelně o vyztuženou zeminu v dnešním smyslu slova, ale o konstrukce založené na stejném principu.

Opěrné zdi jsou snad nejviditelnějším použitím vyztužené zeminy. Obklopují nás na každém kroku, denně se setkáváme s jejich proměnlivou podobou, ale jen odborníci rozeznávají konstrukce zdí postavené za použití vyztužené zeminy. Je to pochopitelné, protože každá opěrná zeď vystavuje na obdiv svůj vnější vzhled a statický systém zůstává skryt někde uvnitř.

A právě estetický vzhled patří kromě nízké ceny k největším přednostem opěrných konstrukcí z vyztužené zeminy. Díky svému statickému působení není totiž té viditelné části, tedy líci konstrukce přisuzována statická funkce, a může tedy být vytvořen prakticky z čehokoliv. Běžně se kromě betonu používá jako lícní prvek také kámen, dřevo, cihla, gabion, barevné plasty, nebo dokonce živá vegetace. Tato neuvěřitelná variabilita pak poskytuje architektům a projektantům nekonečné možnosti architektonických řešení vhodných pro každé prostředí za velmi přijatelných nákladů.

Konstrukce zdí z vyztužené zeminy mají některé praktické výhody oproti „klasickým“ zdem. Jedná se zejména o minimální nároky na založení, necitlivost vůči sedání a velmi rychlou dobu výstavby. Proto se často používají ve špatných základových podmínkách a v kombinaci s výstavbou zemních těles silnic, dálnic a železnic. Účelu použití a velikosti zdi se přizpůsobuje i vzhled líce tak, aby co nejlépe vyjadřoval charakter stavby.

Naše společnost se zabývá rozvojem opěrných systémů již celou řadu let. Zejména použití drobných betonových tvarovek je velmi populární a v poslední době jsme pomohli dokončit vývoj systému s velkoplošnými lícními panely pro opravdu velké dopravní stavby.


Instalované geomříže spojené s lícovými tvarovkami před provedením zásypu		Gabiony – jiný typ lícového provedení, Jánské lázně

Mostní konstrukce

Stejného principu jako u opěrných zdí je využito i pro navrhování mostních opěr. Je pochopitelné, že návrh tak náročných konstrukcí se již neobejde bez důkladné znalosti jak geotechniky, tak i statiky a dynamiky mostních konstrukcí. Pro řešení mostních konstrukcí založených na vyztužené zemině se z praktických důvodů používají na líci především drobné betonové tvarovky, které zajišťují kromě dobré variability i dostatečnou životnost. Ta je ve většině případů požadována v délce trvání 100 let.

Dlouhodobá životnost a neměnnost vlastností je kritická u výztužných prvků, které jsou vyráběny z plastů a musí být prvotřídní jakosti, aby byly schopné odolávat tak dlouhou dobu působení zemního prostředí. Neméně důležitá je i garance toho, že výztuhy se nebudou vlivem dlouhodobého zatížení protahovat. Tato vlastnost (creep) je pro plasty totiž typická a její omezení je v mostních konstrukcích naprosto zásadní.


Kombinace materiálů = atraktivní vzhled		Mostní křídla na trati T270 Třebovice – Rudoltice

První mostní opěry z vyztužené zeminy v ČR byly vystavěny v roce 2004, Královec		Rekonstrukce mostu na silnici II/360 Litomyšl – Polička

Strmé svahy

Při návrhu svahů se používá vyztužení pomocí geosyntetik pro zajištění nebo zvýšení stability zeminy svahu. Prakticky se z tohoto důvodu vyztužení používá především u novostaveb zemních těles dopravních komunikací. V poslední době však také přibývá staveb soukromého sektoru, kde se vyztužením okrajů terénních úprav investoři snaží o co největší využití pozemků pro své investice. Další využití vyztužené zeminy se nabízí při opravách sesuvů, kdy je při použití geosyntetických výztuh možné použít sesunutý zemní materiál zpět pro opravu a odpadá tak finančně náročná výměna sesunuté zeminy za kvalitnější materiál. Velkou výhodou použití strmého svahu pro modelaci terénu nebo pro zajištění stability je jeho přirozený vzhled, který ani při vysokých sklonech nepůsobí rušivě a vytváří přirozený domov pro mnoho druhů flóry i fauny.


Zelený strmý svah s obalovaným čelem, Ledeč nad Sázavou		Vyztužený strmý svah nad portálem tunelu, Hněvkovský II

Sanace sesuvu svahu po povodních, Pomezní boudy		Protierozní ochrana skalní stěny, Havlíčkův Brod

Zlepšování vlastností podloží

Při použití geosyntetik pro zlepšování podloží se v pravém smyslu slova nejedná o vyztužování, ale o mechanickou stabilizaci hrubozrnných konstrukčních vrstev. S ohledem na specifické požadavky na geosyntetika se při stabilizaci používá kombinace kameniva a geomříže. Dlouhodobým používáním i nezávislými výzkumy se ukázalo, že nejvyššího stupně stabilizace lze dosáhnout pouze kombinací vhodné směsi kameniva s tuhou monolitickou geomříží. Tato kombinace je srovnatelná s běžně používanými způsoby chemické stabilizace. Na rozdíl od nich však přináší výhody zejména v rychlosti provedení, možnosti provádění v mrazu, dešti nebo za jinak nepříznivých klimatických podmínek.

Zlepšování vlastností pomocí geosyntetik se v ČR začalo využívat ve větším měřítku v souvislosti s programem budování vysokorychlostních železničních koridorů. Tato technologie byla často prakticky jedinou možností dodavatelských firem, jak dostát krátkým termínům určeným pro modernizaci hlavních tratí daných snahou o co nejkratší přerušení provozu. Zkušenosti z železničních koridorů se pak postupně přenesly i do silničních staveb a následně se začalo této metody používat i pro zakládání podlah průmyslových objektů a další aplikace, u nichž je důležité dosažení dostatečné únosnosti povrchu.


Založení násypového tělesa, železniční koridor T270 Krasíkov – Zábřeh		Optimalizace traťového úseku Česká Třebová – Krasíkov, Rudoltice

Rekonstrukce ulice na neúnosném podloží, Světlá nad Sázavou		„Zazubení“ zásypového kameniva do geomříže

Rozšíření parkovacích ploch na neúnosném podloží, Hradec Králové		Rekonstrukce krytu vozovky pomocí kompozitu, Ronov nad Sázavou

Redukce trhlin vozovek

Geosyntetických výrobků se používá i při redukci šíření trhlin v asfaltových vozovkách. Pro tento účel byl vyvinut speciální výrobek obsahující pramence skelných vláken, která jsou jako jediná svou minimální průtažností schopna zachytit síly vznikající v asfaltovém souvrství při zachování jeho celistvosti. Instalace těchto výrobků vyžaduje značné zkušenosti a vysokou odbornost instalační firmy. Z tohoto důvodu nedosáhlo rozšíření výztuží do asfaltů masového měřítka.

ing. Petr Hubík, Geomat, s.r.o.
Foto: archiv společnosti Geomat, s.r.o.