Oporné múry vystužené geomrežami

Výraz oporný múr alebo tiež oporná stena sa používa pre celý rad stavebných konštrukcií, ktoré tvoria oporu zemine, ktorá sa do takejto konštrukcie opiera. Kedysi sa oporné múry stavali predovšetkým z betónu alebo betónových prefabrikátov, ale používalo sa aj murivo alebo konštrukcie z dreva. Vynález geosyntetík, najmä geomreží, umožnil rozvoj technológie vystuženej zeminy, ktorú dnes najlepšie reprezentujú oporné múry.

Princíp vystuženej zeminy

Na pochopenie toho, ako funguje vystužená zemina, nám poslúžia nasledujúce obrázky z britského programu BBC, popularizujúceho nové stavebné metódy. Reportér si nechal pripraviť dve kocky z mäkkej zeminy, z ktorých jedna bola preložená tromi vrstvami geomreže (pre účely natáčania zafarbené na žlto). Následne na kocky vystúpil a striedavo vlastnou váhou prešľapoval z jednej kocky na druhú. Kocka s geomrežami si zachovala tvar, zatiaľ čo nevystužená kocka sa rozpadla.

   
Ukážka z programu popularizujúceho vystuženú zeminu

Oporné múry z vystuženej zeminy

Ak totiž zaťažíme blok zeminy, vytvorí sa v ňom pri dostatočnom zaťažení šmyková plocha a časť bloku sa zosunie. Takýchto plôch môže byť podľa umiestnenia zaťaženia celý rad. Ak však tieto šmykové plochy pretnieme vhodnou geomrežou, šmyková plocha sa preruší a k zosuvu zeminy nemôže dôjsť. Takýto blok zeminy vystužený geomrežou a opatrený vhodným lícom sa nazýva oporný múr z vystuženej zeminy.

      
Schéma princípu oporného múru z vystuženej zeminy

Prvky oporných múrov z vystuženej zeminy

Oporné múry, presnejšie povedané oporné konštrukcie z vystuženej zeminy, sú tvorené tromi základnými prvkami – zeminou, geomrežami a lícom konštrukcie. Spojenie medzi geomrežami a lícovými prvkami môže byť pri niektorých typoch oporných múrov zabezpečené špeciálnymi spojkami.

Zemina

Vlastnosti vystuženej konštrukcie najviac ovplyvňuje kvalita zeminy, z ktorej je konštrukcia vybudovaná. Čím je zemina jemnejšia, tým horšie vlastnosti pre konštrukciu má. Optimálne sú drvené štrky s veľkosťou zrna do 125 mm. Menej vhodné sú ťažené riečne štrky s oblými zrnami, vyslovene nevhodné sú ílovité a humózne zeminy. Kvalita zeminy ovplyvňuje voľbu typu a množstva použitých geomreží – čím kvalitnejšia zemina, tým menej geomreží je potrebných.

         
Ukážky rôznych typov zemín zoradené podľa vhodnosti do vystuženej zemnej konštrukcie

Geomreže

Horizontálne vrstvy geomreží zabudované do zeminy zabezpečujú stabilitu a funkčnosť celej konštrukcie. Voľba typu geomreže závisí najmä od geometrie konštrukcie, jej zaťaženia a kvality použitej zeminy. Ďalšími kritériami môžu byť použité lícové prvky opornej konštrukcie alebo agresivita prostredia, v ktorom je konštrukcia umiestnená.

        
Ukážka niekoľkých typov geomreží, ktoré sa líšia technológiou výroby a tiež svojimi vlastnosťami

Líc

Lícové prvky majú dve základné funkcie. Tou najdôležitejšou je zadržiavanie zeminy zásypu v čele konštrukcie. Naopak tou najviditeľnejšou funkciou je dať opornej konštrukcii vhodný estetický vzhľad. Zvyčajne sa používajú tri základné druhy lícov.

Betónový líc

Najčastejšie sa používajú betónové lícové prvky – drobné štípané tvarovky, veľkoplošné panely alebo masívne betónové bloky (napr. pri opevnení oporných múrov pri vodných tokoch či na morských brehoch).

        

Zelený líc

Preferovaný typ v poslednom období. Umožňuje rast vegetácie a vytvára sa buď z drôtených sietí, cez ktoré vegetácia prerastá, alebo z geomreží, ktoré sa neukončujú na líci konštrukcie, ale obtáčajú sa okolo vrstiev zeminy a vracajú sa späť (tzv. obalovaný líc – wrap around). Niekedy sa používajú aj vrecia naplnené zeminou (piggy bag). Tieto líce sa budujú pri sklone do cca 70°, aby vegetácia udržala vlahu. V suchších podmienkach je vhodné zavlažovanie.

          

Kamenný líc

Tvorí ho gabionové koše, postavené zvisle alebo šikmo. Konštrukcia vyzerá ako gabion, ale stabilitu zabezpečujú geomreže za nimi.

     

Spojky

Spolupôsobenie lícových prvkov a geomreží je často zabezpečené funkčnými spojovacími prvkami, ktoré zaisťujú pevné spojenie medzi geomrežou a lícovým prvkom konštrukcie.

Mostné opory z vystuženej zeminy

Konštrukcie z vystuženej zeminy nemusia tvoriť iba oporné múry – efektívne sa používajú aj na budovanie opôr mostov. Ide o konštrukciu, na ktorú sa ukladá samotná mostovka. V praxi sa vytvára základ – tzv. úložný prah, na ktorý sa mostovka uloží.
Návrh mostnej opory z vystuženej zeminy je pomerne náročný – projektant musí presne vypočítať zmeny tvaru vystuženej zeminy počas výstavby aj po dokončení, aby správne navrhol dĺžku mostovky, jej rozmery a dilatačné závery umožňujúce zmenu dĺžky vplyvom teploty.

Na mostné opory sa takmer výhradne používajú betónové líce alebo betónové tvarovky.

  
Mostná opora diaľničného mosta s lícom z betónových panelov

  
Mostné opory mosta cez železnicu zo štípaných betónových tvaroviek