Geosyntetyki w budownictwie wodnym

W budownictwie wodnym geosyntetyki są wykorzystywane zarówno jako warstwy filtracyjne, drenażowe, separacyjne, zbrojeniowe, jak i ochronne. Stanowią powierzchniowe zabezpieczenia przeciwerozyjne i bariery hydrauliczne. Stosuje się je do budowy praktycznie wszystkich rodzajów budowli hydrotechnicznych, m.in. falochronów, sztucznych raf, ostróg, progów podwodnych, tam i zapór. W niniejszej książce autorka prezentuje aktualny stan wiedzy na temat możliwości wykorzystania geosyntetyków w budownictwie wodnym. Główną uwagę zwraca na zasady projektowania i wykonywania umocnień złożonych z geosyntetycznych elementów, podsumowując przy okazji wyniki kilkuletnich prac prowadzonych na ten temat w Instytucie Budownictwa Wodnego Polskiej Akademii Nauk w Gdańsku. W publikacji przedstawiono także zasady doboru materiałów i badania, które należy przeprowadzić przed ich zastosowaniem w budownictwie hydrotechnicznym. "Książka przygotowana przez prof. Krystynę Kazimierowicz-Frankowską jest bardzo wartościową pozycją, która wypełnia lukę jaką w klasycznej literaturze stanowi zastosowanie geosyntetyków w budownictwie morskim i wodnym śródlądowym." Z recenzji prof. dra hab. inż. Ryszarda Coufala, ZUT

Spis treści

Przedmowa IX 1. Budownictwo wodne w Polsce – osiągnięcia, problemy i plany na przyszłość 1 1.1. Wprowadzenie 1 1.2. Budowle hydrotechniczne – podstawowe definicje i kryteria podziału 3 1.3. Stan i perspektywy budownictwa wodnego w Polsce 5 1.4. Ochrona brzegów morskich 13 1.5. Ochrona przeciwpowodziowa 22 1.6. Wykorzystanie wody do produkcji energii 24 1.7. Śródlądowe drogi wodne 25 1.8. Obowiązujące akty prawne i wnioski dotyczące realizacji inwestycji hydrotechnicznych 27 1.9. Perspektywy dotyczące zastosowań geosyntetyków 33 1.10. Cel i zakres książki 35 Bibliografia do rozdziału pierwszego 38 2. Geosyntetyki w budownictwie hydrotechnicznym 40 2.1. Krótki rys historyczny 40 2.2. Rodzaje geosyntetyków stosowanych w budownictwie wodnym 45 2.3. Funkcje geosyntetyków 53 2.4. Konstrukcje hydrotechniczne, do których budowy wykorzystuje się geosyntetyki – przegląd 56 2.5. Prawne aspekty dotyczące zastosowań geosyntetyków 60 2.6. Parametry decydujące o przydatności geosyntetyków w budownictwie wodnym 62 2.7. Wymagane badania geosyntetyków 69 2.8. Kryteria oceny efektywności działania geosyntetycznych konstrukcji ochronnych 74 2.9. Przykładowa specyfikacja materiałów geosyntetycznych 78 Bibliografia do rozdziału drugiego 79 3. Geosyntetyczne elementy używane do budowy konstrukcji ochronnych – charakterystyka, podział, podstawowe funkcje 81 3.1. Rodzaje geosyntetycznych elementów stosowanych w budownictwie wodnym – wprowadzenie 81 3.2. Geoworki 83 3.3. Geotuby 87 3.4. Geokontenery 91 3.5. Geomaterace 92 3.6. Geoelementy wielokomórkowe 93 Bibliografia do rozdziału trzeciego 95 4. Podstawowe rodzaje konstrukcji hydrotechnicznych wykonywane z zastosowaniem geosyntetycznych elementów 97 4.1. Wprowadzenie 97 4.2. Opaski brzegowe 100 4.3. Falochrony 103 4.4. Ostrogi 108 4.5. Progi podwodne 111 4.6. Tamy i zapory ziemne 113 4.7. Wały przeciwpowodziowe 116 4.8. Inne zastosowania geosyntetyków 118 Bibliografia do rozdziału czwartego 122 5. Zasady projektowania konstrukcji ochronnych złożonych z geosyntetycznych elementów 123 5.1. Etapy procesu projektowego 123 5.2. Dane wyjściowe do projektowania – charakterystyka 127 5.3. Wymagania, które muszą spełniać geosyntetyki wykorzystywane do wykonania wielkogabarytowych geopojemników 129 5.4. Ogólne zasady projektowania umocnień złożonych z geotub 133 5.5. Metody projektowania 140 5.6. Zasady uproszczonego sposobu projektowania 145 5.7. Najważniejsze parametry decydujące o geometrii geotuby 148 5.8. Mechanizmy utraty stateczności 156 5.9. Zasady oceny stateczności geotub 160 5.10. Zasady projektowania geokontenerów 167 5.11. Wnioski do rozdziału piątego 171 Bibliografia do rozdziału piątego 172 6. Zasady wykonywania konstrukcji ochronnych złożonych z geosyntetycznych elementów 174 6.1. Ogólna charakterystyka procesu wykonawczego 174 6.2. Budowa konstrukcji złożonych z geosyntetycznych worków 178 6.3. Geotuby – zasady wykonawstwa: etap I – fabryka 180 6.4. Geotuby – zasady wykonawstwa: etap II – plac budowy 188 6.5. Geokontenery: charakterystyka pięciu podstawowych faz wykonania 200 6.6. Wnioski i aktualne problemy do rozwiązania 207 Bibliografia do rozdziału szóstego 209 7. Analiza wybranych przypadków 211 7.1. Zasady i cele prowadzenia monitoringu konstrukcji 211 7.2. Wyniki badań konstrukcji złożonych z geoworków 212 7.3. Przykładowe realizacje budowli ochronnych złożonych z geotub 215 7.4. Przyczyny zniszczeń konstrukcji złożonych z wielkogabarytowych geoelementów 216 7.5. Przykłady błędów popełnianych w trakcie wykonywania konstrukcji ochronnych 221 7.6. Koszty wykonania konstrukcji złożonych z wielkogabarytowych geoelementów 223 7.7. Przykłady konstrukcji zrealizowanych w Polsce 228 7.8. Wnioski do rozdziału siódmego 229 Bibliografia do rozdziału siódmego 229 8. Geosystemy w budownictwie wodnym śródlądowym 231 8.1. Wprowadzenie – geosyntetyczne elementy w budownictwie śródlądowym 231 8.2. Charakterystyka geosyntetycznych materacy stosowanych do ochrony brzegów rzek i kanałów 232 8.3. Zasady projektowania konstrukcji ochronnych złożonych z geomateracy 235 8.4. Zasady wykonania zabezpieczeń brzegów przy użyciu geomateracy 239 8.5. Dotychczasowe doświadczenia realizacyjne 245 8.6. Geosyntetyki stosowane do budowy zapór i ochrony przeciwpowodziowej 246 8.7. Zasady projektowania konstrukcji przeciwpowodziowych 250 8.8. Geosyntetyczne powłoki regulujące poziom wody w rzekach 255 8.9. Zasady projektowania i wykonawstwa nieprzepuszczalnych warstw geosyntetycznych 256 8.10. Korzyści związane z zastosowaniem geosyntetyków 259 Bibliografia do rozdziału ósmego 260 9. Geosyntetyczne warstwy filtracyjne i drenażowe 262 9.1. Wprowadzenie 262 9.2. Geosyntetyczne warstwy filtracyjne – przykłady rozwiązań 266 9.3. Projektowanie geosyntetycznych warstw filtracyjnych 268 9.4. Dobór geosyntetyków na warstwy filtracyjne 271 9.5. Geosyntetyczne warstwy drenażowe – przykłady rozwiązań 272 9.6. Projektowanie geosyntetycznych warstw drenażowych 275 9.7. Ocena właściwości geowłókniny filtracyjnej po wielu latach pracy w konstrukcji 278 9.8. Najczęściej popełniane błędy 281 9.9. Warunki techniczne, jakim powinny odpowiadać geosyntetyki stosowane do odwodnień 282 Bibliografia do rozdziału dziewiątego 283 10. Konstrukcje z gruntu zbrojonego w budownictwie wodnym 284 10.1. Wprowadzenie – charakterystyka konstrukcji z gruntu zbrojonego i ich zastosowań w budownictwie wodnym 284 10.2. Zasady projektowania konstrukcji z gruntu zbrojonego 289 10.3. Zalety stosowania konstrukcji z gruntu zbrojonego – na przykładzie przyczółków z gruntu zbrojonego 292 10.4. Zasady wykonywania konstrukcji z gruntu zbrojonego 298 10.5. Podsumowanie 302 Bibliografia do rozdziału dziesiątego 302 11. Projektowanie geosyntetycznych budowli hydrotechnicznych w skomplikowanych i złożonych warunkach geotechnicznych 304 11.1. Wprowadzenie – problem obciążeń sejsmicznych 304 11.2. Metody projektowania konstrukcji narażonych na działanie obciążeń sejsmicznych 306 11.3. Wpływ drgań sejsmicznych na stateczność konstrukcji ochronnych wykonywanych z zastosowaniem geosyntetyków 315 11.4. Wpływ drgań sejsmicznych na wymagane parametry geosyntetyków stosowanych do budowy konstrukcji ochronnych 322 11.5. Zasady wykonywania konstrukcji geosyntetycznych konstrukcji ochronnych narażonych na oddziaływanie obciążeń sejsmicznych 328 11.6. Wnioski do rozdziału jedenastego 330 Bibliografia do rozdziału jedenastego 330 12. Podsumowanie i wnioski 333