Geosyntetyki

Geosyntetyki to materiały polimerowe, których zadaniem jest przede wszystkim wzmocnienie gruntu wszędzie tam, gdzie występuje ryzyko jego niestabilności. Zalicza się do nich szeroką grupę produktów o rozmaitej strukturze i budowie. Wszystkie łączy jednak to, że są bardzo trwałe, podatne na wydłużanie i – w zależności od rodzaju – przepuszczają lub nie przepuszczają wody. Dzięki tym cechom stosować można je do rozwiązywania problemów geotechnicznych w budownictwie związanych głównie z niestabilnością podłoża.

Zastosowanie

Geosyntetyki produkuje się metodą tkacką, dziewiarską lub włókninową z różnych tworzyw polimerowych. Znajdują one zastosowanie w szeroko pojętym budownictwie inżynieryjnym, a zwłaszcza przy budowie dróg, parkingów, nasypów, a nawet w rolnictwie. Są także niezbędne w budownictwie związanym z wodą, gdzie wykorzystuje się je do tworzenia sztucznych zbiorników wodnych lub zapór, a także jako warstwy drenażowe czy filtracyjne. To materiały przydatne również przy budowie zielonych dachów, oczek wodnych czy różnego typu składowisk odpadów.

Rodzaje i zadania geosyntetyków

Wśród geosyntetyków wyróżnia się kilka grup produktów, do których należą: geotkaniny, geowłókniny, geodzianiny, geosiatki, geokraty, geomembrany i geokompozyty. Każda z tych grup spełnia określoną funkcję i wiąże się z nieco inną metodą produkcji danego materiału. Najważniejsze zadania geosyntetyków to:

• filtracja – geotkaniny i geowłókniny zatrzymują cząsteczki gruntu, przepuszczając wodę, dzięki czemu podłoże nie jest wypłukiwane przez jej strumień,
• drenaż – geosyntetyki mogą działać jak dreny odprowadzające wodę lub gazy w swojej płaszczyźnie,
• separacja – materiały oddzielają od siebie różne warstwy gruntu (w zależności od potrzeb mogą one zatrzymywać lub przepuszczać wodę),
• wzmacnianie (zbrojenie) – to bardzo ważna rola geosyntetyków polegająca na poprawianiu nośności słabszego podłoża (np. pod nasypami), przejmują one wówczas naprężenia gruntu, skutecznie chroniąc daną konstrukcję,
• ochrona przed erozją – w tym celu stosuje się specjalne i nieco grubsze maty geosyntetyczne lub geokraty, które chronią zbocza skarp lub innych wzniesień przed wypłukiwaniem lub wywiewaniem elementów gruntu,
• uszczelnianie – funkcje uszczelniające pełnią zwykle geomembrany syntetyczne, które skutecznie izolują przepływ wody.

Co istotne, geosyntetyki zwykle pełnią kilka funkcji jednocześnie. Często są rozwiązaniem znacznie tańszym i łatwiejszym w wykonaniu niż skomplikowane techniki inżynieryjne. Przyczyniają się też do poprawy parametrów gruntów o słabej nośności.

Geowłóknina i geotkanina

To jedne z najczęściej wykorzystywanych w budownictwie geosyntetyków (tzw. geotekstylia), które często bywają ze sobą mylone i nic w tym dziwnego, bo pełnią one często bardzo podobne funkcje. Różnica pomiędzy nimi wynika ze sposobu produkcji. Geowłókniny wytwarza się z włókien polipropylenowych lub poliestrowych, które mają przypadkowo ułożone włókna łączone ze sobą mechanicznie, chemicznie lub termicznie. Nieregularne ułożenie włókien sprawia, że są one mniej odporne na wydłużanie, dlatego nie można stosować ich jako materiały wzmacniające podłoże (mogą jednak pełnić wszystkie pozostałe funkcje). Geotkaniny natomiast wytwarza się poprzez tkanie, ich włókna ułożone są regularnie, dlatego są znacznie odporniejsze na rozciąganie. Można więc stosować je do wzmacniania gruntów nawet przy dużych inwestycjach budowalnych, takich jak np. budowa dróg czy nasypów.

Geokrata i geosiatka

Geokrata to geosyntetyk komórkowy, który wizualnie przypomina plaster miodu. Materiały tego typu produkuje z szerokich taśm geosyntetycznych, które łączy się ze sobą naprzemiennie w taki sposób, aby utworzyły one komórkową strukturę o uniwersalnym przeznaczeniu. Jednym z najczęściej spotykanych produktów z tej kategorii jest geokrata HDPE. Geokraty stosować można m.in. do wzmacniania zboczy i skarp, ochrony przed erozją wszelkiego rodzaju zboczy oporowych oraz wałów, a także wzmacniania słabych podłoży drogowych, kolejowych i nasypów. Geokraty szczególnie przydatne są przy podłożach bardzo sypkich i łatwo ulegających erozji (np. żwir i piasek), gdyż zamykają one podłoże w swoich komórkach, zagęszczając je dzięki temu. Geosiatka natomiast to płaski materiał o strukturze komórkowej, przypominający plecioną siatkę. Stosuje się ją przede wszystkim jako wzmocnienie konstrukcji ziemnych wykonanych z kruszyw (np. nasypów). To bardzo wytrzymały i odporny na rozciąganie materiał, ale samodzielnie może pełnić tylko funkcje wzmacniające.

Geomembrana

To bariera polimerowa, która nie przepuszcza wody. W związku ze stałym kontaktem z wodą, musi być ona odporna na wiele dodatkowych czynników, takich jak: korozja chemiczna i biologiczna czy promieniowanie UV. Produkuje się je najczęściej z termoplastów (np. geomembrana PEHD) lub elastomerów. Geomembrany znajdują szerokie zastosowanie w budownictwie związanym z hydrotechniką i nie tylko. Można stosować je także do:

• uszczelniania składowisk odpadów,
• zabezpieczania oczyszczalni ścieków,
• tworzenia sztucznych zbiorników wodnych (także na nieczystości lub gnojowicę),
• budowy stawów i oczek wodnych,
• konstrukcji zielonych dachów.