Projektovanie a výstavba gabionových konštrukcií

Zo sietí sa pomocou spojovacích špirál vytvárajú priamo na mieste objektu drôtené koše, ktoré sa plnia kameňom. Na menej náročné konštrukcie sa môže použiť aj recyklovaný betón, resp. zemina. Neodporúča sa, aby sa do konštrukcií ukladali namrznuté zeminy či zeminy premočené dažďom alebo snehom.
Gabionové konštrukcie môžu mať tvar:

• s odstupňovaním na lícnej pohľadovej strane,
• s odstupňovaním na rubovej strane,
• s obojstranným odstupňovaním,
• s konštantným prierezom, najmä pri nízkych múroch.

Gabionové koše na pohľadovej strane konštrukcie sa plnia ručným vkladaním kameňa, ktorý musí spĺňať aj estetické požiadavky. Stredná časť konštrukcie sa obyčajne vypĺňa drobnejšou frakciou kameniva (frakcia 16 – 32 – 63). Ak vzhľad konštrukcie nie je dôležitý, možno celý objem koša naplniť vhodnou frakciou kameniva (32 až 63 mm) strojom. Treba však navrhnúť sieť s menšími okami (100 × 50 mm). Stanovenie optimálnej výplne košov a jej parametrov je úlohou projektového riešenia. Projektant musí zohľadniť najmä zabezpečenie stability, estetické stvárnenie konštrukcie, ale aj jej hospodárnosť. Návrh by mal prihliadať aj na materiálové možnosti v okolí stavby a začlenenie inžinierskeho objektu do okolitého terénu. Tento konštrukčný systém možno realizovať aj v zimnom období, takže nedochádza k obmedzovaniu plynulosti výstavby.

Odporúčané parametre plniaceho materiálu Lomový prírodný kameň: pevnosť v tlaku za sucha min. 140 MPa pevnosť v tlaku za mokra a po vymrazení min. 140 MPa nasiakavosť max. 1,5 % hmotnosti súčiniteľ odolnosti proti mrazu pri 25 zmrazovacích cykloch 0,75 opotrebovateľnosť v obruse max. 0,3, objemová hmotnosť 2 400 až 2 600 kg/m3 pórovitosť max. 15 % Zemina do gabionových konštrukcií: čiara zrnitosti má ležať v oblasti 2, prípadne 1 (STN 73 6824), obsah organických látok max. 5 % hmotnosti zeminy veľkosť zŕn max. 100 mm, objemová hmotnosť 1 900 až 2 050 kg/m3, efektívny uhol vnútorného trenia φef 20 až 270, efektívna súdržnosť 8 až 30 kPa.

Navrhovanie gabionových konštrukcií

Gabionová konštrukcia musí byť posudzovaná ako stavebná konštrukcia, ktorá zabezpečuje stabilitu prírodného alebo umelo vytvoreného svahu. Od výšky konštrukcie závisia nároky na požiadavky vstupných podkladov. Gabionové konštrukcie do výšky 1,5 m možno považovať za konštrukcie najmenej náročné a zaraďujú sa do 1. geotechnickej kategórie. Konštrukcie vyššie ako 1,5 m patria však do 2. geotechnickej kategórie. O tom, či v zložitých geologických podmienkach bude konštrukcia zaradená do 3. geotechnickej kategórie, rozhodne projektant na základe inžinierskogeologického prieskumu. V praxi je však najčastejšie gabionová konštrukcia zaradená do 2. geotechnickej kategórie. Zo statického hľadiska je pre správny návrh gabionovej konštrukcie dôležitý komplexný inžinierskogeologický prieskum, ktorý okrem základných údajov musí obsahovať:

• vlastnosti zemín pod základovou škárou,
• vlastnosti prírodného svahu alebo násypu za rubom konštrukcie,
• úroveň a režim podzemných a povrchových vôd (úpravy tokov),
• faktory zvyšujúce nebezpečenstvo zosuvov a pod.

Ďalšie podklady, ktoré sú dôležité pre návrh gabionovej konštrukcie:

• polohopisné a výškopisné zameranie lokality, najvhodnejšie v M 1 : 500, M 1 : 200 s vyznačenými inžinierskymi sieťami, ktoré overili správcovia týchto sietí,
• na úpravy tokov sú potrebné N-ročné prie­toky,
• dopravno-inžiniersky prieskum,
• pedologický prieskum,
• protikorózny prieskum vrátane prieskumu účinkov bludných elektrických prúdov.

Okrem týchto podkladov treba dodržiavať príslušné platné národné normy.

Na základe údajov inžinierskogeologického prieskumu treba vždy posúdiť aj celkovú stabilitu dotknutého územia. Keďže vo väčšine prípadov ide o konštrukcie zabezpečujúce stabilitu gravitačným pôsobením vlastnej hmotnosti, medzi najdôležitejšie vstupné údaje patrí objemová hmotnosť hotovej konštrukcie systému. V bežných prípadoch možno predpokladať objemovú hmotnosť 1 700 kg/m³ (17 kN/m³).

Vzhľadom na pomerne malú citlivosť týchto konštrukcií na deformácie podložia sa môže minimálna hĺbka založenia konštrukcie znížiť na 0,0 až 0,5 m (netreba dodržať nezamŕzajúcu hĺbku podložia). Rozhodujúcim kritériom je únosnosť základovej škáry. Oporný múr je výhodné navrhnúť v protisklone, čo si vyžaduje riešiť v rovnakom sklone aj základovú škáru. Tiež sa odporúča navrhovať odstupňovaný priečny rez. Umožní to zazelenenie konštrukcie, ale najmä zlepšenie konsolidačných podmienok. Na vzniknutých lavičkách lepšie rastie vegetácia a vytvára sa prirodzený sklon pre skonsolidovanú stenu z lomového kameňa, čo má rozhodujúci význam po ukončení životnosti drôtených sietí.

Pri konštrukcii sa musí posúdiť stabilita polohy v úrovni každého odstupňovania. Maximálnym výpočtovým namáhaním v jednotlivých horizontálnych vrstvách sa netreba bližšie zaoberať, pretože je limitované únosnosťou základovej škáry.

Ak sa predpokladá podmáčanie základovej škáry za rubom oporného alebo zárubného múru, odporúča sa zabudovať pozdĺžnu drenáž z flexibilných PVC rúrok DN 100, ktoré odvedú priesakovú vodu na jestvujúci terén alebo do kanalizácie, resp. do priľahlého recipienta.

Použitie geotextílií za oporným múrom alebo pod ním odporučí projektant na základe vykonaného prieskumu, pretože ak by nastala kolmatácia (zanesenie) geotextílií ílovitým materiálom, môže sa vytvoriť nepriepustná clona. Voda potom nebude môcť odtekať, a tým sa zvýši horizontálne zaťaženie na konštrukcie. Spätný zásyp za opornými múrmi musí byť pre lepšie odvedenie vody a vytvorenie prirodzeného hydraulického filtra zásadne zo štrkového alebo kamenistého materiálu.

Zvýšenú pozornosť treba venovať aj ochrane proti tzv. bludným elektrickým prúdom, najmä pri stavbách v blízkosti železníc s elektrickou trakciou, pri mestských tratiach električiek a pod. Tam, kde si to vyžaduje bezpečnosť, sa navrhujú ku gabionovým konštrukciám aj doplnkové bezpečnostné konštrukcie – oceľové alebo drevené zábradlia, cestné zvodidlá, sieťové či lanové kotvy alebo oplotenie.

Technologický postup pri realizácii konštrukcie

Napriek tomu, že konštrukcia nemusí byť založená v nezamŕzajúcej hĺbke, spôsob založenia treba určiť v projekte. Základová škára musí byť v jednotnom pozdĺžnom sklone do 8 %, pri väčších pozdĺžnych sklonoch sa môže v určitých sekciách urobiť výškové odskočenie. V priečnom smere sa základová škára väčšinou navrhuje v sklone 1 : 10, ale možno navrhnúť aj vodorovnú základovú škáru. Pri úpravách tokov je návodná strana kolmá a základová škára vodorovná. Nevylučuje sa však ani sklon 1 : 5.

Po odstránení povrchovej vrstvy, prípadne aj menej únosných vrstiev zeminy, sa urobí podkladová vrstva zo zhutneného štrkopiesku alebo makadamu s hrúbkou 150 až 200 mm. Mieru zhutnenia podkladu predpisuje projektant. Ako podkladová vrstva sa môže použiť aj podkladový betón triedy B 7,5 (B10), ktorý sa uloží na šírku základu v hrúbke 100 až 200 mm. Pri betónovaní podkladu sa odporúča šachovnicovo po vzdialenostiach asi 500 mm osadiť kotviace oceľové tyče – betonársku výstuž profilu 20 mm tak, aby zo základu vyčnievala min. 100 mm. Takto sa zmonolitní vzájomné prepojenie siete s podkladovým betónom. Tento spôsob sa však používa len výnimočne.

Siete sa kladú na pripravenú podkladovú vrstvu a podľa plánu kladenia sa pomocou špirál spájajú do košov – gabionov. Najprv sa spoja spodné siete so zvislými, potom sa pripevnia čelá a po uložení kamennej výplne sa spoja horné siete.

Skladba sietí sa robí na základe projektu vypracovaného projektantom. Odporúča sa, aby realizátor stavby požiadal dodávateľa gabionov o zhotovenie plánu kladenia.

Tvarová stabilita košov pri plnení kameňa sa zabezpečuje pomocou dištančných spôn a pomocného debnenia podľa technologického návodu výrobcu. Spony sa delia na tzv. rohové a stredové. Rohové sa umiestňujú v polovičke výšky koša a spájajú dve na seba kolmé steny. Stredové spony spájajú protiľah­lé sieťové steny košov a umiestňujú sa v tretinovej výške v dvoch radoch nad sebou. Aby boli spony zabezpečené proti vyskočeniu pri plnení, musia sa zachytávať krížom cez zváraný spoj drôtov sietí a tam sa ohnúť.

Z pohľadovej strany je vhodné ručné ukladanie kameňa v zásade po 300 mm. Kontinuálne s ukladaním kameňa do košov sa realizuje spätný zásyp za opornou konštrukciou s postupným odstraňovaním prípadného paženia. Druh zeminy na spätný zásyp, ako aj spôsob zhutnenia určí projekt. Pri montáži sa musí dodržiavať techno­logický návod výstavby, ktorý je súčasťou dodávky sietí.

Inžinierske dielo možno zazelenať: pomocou geotextílie priamo v konštrukcii vytvorením balu so zeminou, osadením dierovanej drenážnej rúrky priamo do konštrukcie pri realizácii systému a vysadením rastlín s vodorovným koreňovým systémom, plnením konštrukcie systému zeminou (najmä pri objektoch protihlukových stien), čo umožňuje výsadbu aj strednej vyrastenej zelene, zazelenanie možno zlepšiť kokosovou rohožou, ktorá zároveň zachytáva zeminu pro­ti vypadnutiu z čiel protihlukových stien.

Životnosť gabionového systému

Dôležitým parametrom životnosti systému je životnosť materiálu z pozinkovaného drôtu a kvalitatívne parametre plniaceho materiálu. Vychádza sa z predpokladu, že čas životnosti zinkového povlaku a samotného oceľového drôtu musí byť vyšší ako čas tzv. konsolidácie drôteno-kamenného systému (prerastenie kameňov vegetáciou a výplň medzier naplavenou prípadne naviatou zeminou).

So životnosťou súvisí aj ochrana proti bludným elektrickým prúdom a zníženie agresivity prostredia voľbou vhodnej zeminy na spätný zásyp.

Dokumentácia na realizáciu stavby

Na základe praktických skúseností možno odporučiť, aby sa pred stavbou gabionových konštrukcií zhotovila dokumentácia na realizáciu stavby aj pre nenáročné konštrukcie. Tá upresňuje a rozširuje projektovú dokumentáciu do podoby, ktorá jednoznačne definuje konštrukcie, výrobky, materiály, výkazy, vyhotovenie a konštrukčné detaily tak, aby pre zhotovovateľa bola jednoznačne zrozumiteľná. V niektorých prípadoch, napr. ak na požiadanie investora stavby treba už vypracovanú projektovú dokumentáciu prepracovať na gabionový systém alebo ide o neodkladné riešenie havarijného stavu ohrozujúceho životy či majetok (napr. zosuvy ciest, erózia tokov a následný vznik povodní a pod.), možno po dohode s investorom stavby na urýchlenie investičného procesu vypracovať zjednodušenú projektovú dokumentáciu.

spracované z podkladov spoločnosti COMPAG SK, s. r. o.
Foto: archív spoločnosti COMPAG SK, s. r. o.