Bosna i Hercegovina se, nažalost, ne može pohvaliti velikim brojem izvedenih konstrukcija od armiranog tla, ali težnja da se praksa primjene isključivo konvencionalnih zidova promjeni, ipak postoji.

Piše: Adis Skejić, d.i.g., Institut za geotehniku i geologiju

Uvod

Armirano tlo kao tip potpornih konstrukcija prema modernom konceptu primjenjuje se u raznim oblicima preko 45 godina. Brojni su primjeri izvedenih zidova i kosina od armiranog tla koji u praksi često dobivaju prednost ispred konvencionalnih armiranobetonskih zidova jer su povoljniji s ekonomskog i estetskog aspekta, posebno za veće visine zidova (Durukan i Tezcan, 1992). Ove konstrukcije se u svijetu veoma često izvode pri izgradnji upornjaka mostova i nadputnjaka (slika 1), te općenito za izgradnju visokih potpornih zidova (zidovi visočiji od 4,0 m).

Shvaćanje tehnologije izgradnje, kao i osnovnih mehanizama nosivosti zidova od armiranog tla zajedno sa prikazom prednosti ovakvih zidova nad konvencionlanim, može doprinijeti povećanju broja ovakvih konstrukcija na našim prostorima.

Ovaj rad daje historijski pregled konstrukcija od armiranog tla. Pored toga, opisani su tehnologija izgradnje i mehanizmi nosivosti, te je dat osvrt na primjenu ovih konstrukcija u BiH.

Ideja i moderni koncept armiranog tla

Ideja o armiranju tla demonstrirana je od strane prirode u kojoj korijen drveta ojačava tlo iz kojeg raste i u kojoj ptice koriste grančice drveta pri izgradnji gnijezda. Prepoznavanje prirodnih pojava u cilju da se armiranje tla primjeni pri izgradnji konstrukcija staro je preko 3000 godina, a brojni primjeri objekata od opeke sa armiranom glinom i danas postoje širom svijeta.

Koliko su tehnike građenja armiranog tla slične današnjim modernim konceptima pokazuje primjer ostataka pristaništa za brodove staro preko 1900 godina. Na slici 2a je prikazan koncept oblikovanja zida za kojeg se smatra da je bio visine 2,0 metra.

Značajan razvoj modernog koncepta zidova od armiranog tla predstavlja patent koje je predložio Munster (1930). Tanki drveni obložni elementi s drvenim armaturama praktično se ne razlikuju od zidova koji se izvode danas (slika 2).

Moderni koncept zidova od armiranog tla uveo je Vidal, 60-tih godina prošlog stoljeća. Originalno, predloženi koncept zida se sastojao od horizontalno položenih čeličnih traka s čeličnim fasadnim elementima u obliku položenog slova U (slika3). Originalni koncept koji je predložio Vidal se sastojao od ideje da armatura održava zrna nekoherentnog zasipa na okupu omogućavajući kompozitnoj masi zasipa i armature stabilnost, koju ne bi imao zasip bez armature. Prva ozbiljnija konstrukcija ovakvog tipa izvedena je u južnoj Francuskoj, 1968. godine, iako je Vidal još od 1964. godine napravio slične zidove u cilju istraživanja njihovog ponašanja.

Konstrukcije od armiranog tla

Objekti od armiranog tla su kompozitne konstrukcije koje se sastoje od umjetnog zasipa ojačanog horizontalno položenom armaturom.Umjetni zasip obično je nekoherentni materijal. Iako postoje brojni primjeri uspješno izvedenih zidova i kosina od koherentnog zasipa (npr. Murray i Boden, 1979), favoriziranje nekoherentnog zasipa zbog povoljnijih karakteristika (čvrstoća, vodopropusnost, korozivno djelovanje) često je u literaturi (npr. Zornberg i Mitchel, 1994). Tipični oblik (poprečni presjek) zida i kosine od armiranog tla prikazan je na slici4. Na slici su naznačeni osnovni elementi ovih konstrukcija.

Izvođenje ovakvih konstrukcija brzo je i jednostavno. Nakon pripreme temeljnog tla, zid se oblikuje naizmjeničnom ugradnjom armature i zasipa do postizanja zahtijevane visine konstrukcije. Uobičajeni omjer širine, B_z i visine, H_z, konstrukcija od armiranog tla iznosi B_z/H_z = 0,7. Treća dimenzija (okomito na ravninu poprečnog presjeka) naziva se dužinom zida (L_z) i obično je značajno veća od dimenzija zida u poprečnom presjeku.

Horizontalno položena armatura koja se najčešće postavlja na vertikalnim razmacima, S_v,  od 20,0 do 80,0 cm može biti napravljena od različitih materijala i različitih oblika (slika5).

Trajnost armature postiže se pocinčavanjem, aluminijskom zaštitom ili korištenjem materijala otpornih na koroziju (npr. polipropilen ili polietilen visoke gustoće).

Prema definiciji američkog odjela za autoceste (FHWA, Elias i dr. 1997), zidovi od armiranog tla su konstrukcije čiji nagib prednje strane iznosi preko 70 stupnjeva. Pored navedenih sastavnih elemenata zidova i kosina od armiranog tla, a u skladu sa slikom4, fasadni elementi se koriste za oblikovanje lica. Fasadni elementi kod zidova su obično prefabrikovani blokovi izvedeni od različitih materijala i različitih oblika. Kod kosina to mogu biti gabioni ili specijalno oblikovana armatura.

Fasadni elementi nemaju poseban doprinos nosivosti zidova. Naime, njihova osnovna uloga je da osiguraju stabilnost lokalne zone zasipa između armatura (slika  7b), te da omoguće zbijanje materijala pri ugradnji neposredno uz lice zida (slika 7a).

Primjena u BiH

Bosna i Hercegovina se, nažalost, ne može pohvaliti velikim brojem izvedenih konstrukcija od armiranog tla, ali težnja da se praksa primjene isključivo konvencionalnih zidova promjeni, ipak postoji. Tako, danas u BiH postoji firma specijalizirana za izgradnju konstrukcija od armiranog tla. Pored toga, inostrani proizvođači komponentnih materijala (prije svega raznih tipova geosintetika) imaju predstavništva koja omogućavaju nabavku ovih materijala na našim prostorima.

Do danas u BiH nije izveden niti jedan zid od armiranog tla. Niti jedan upornjak mosta ili nadputanjaka nije izgrađen po ovome sistemu gradnje. Ipak, u zadnjih 10 godina postoje primjeri izvedenih kosina sa zasipom ojačanim PP, HDPE ili čeličnim mrežama. Ove kosine najčešće su izvođene za uređenje tunelskih portala (slika 8a) ali postoje i primjeri primjene za vanjsko uređenje privatnih objekata (slika 8b).

Ovaj primjer, kao i prethodno navedeni praktični slučajevi pokazali su se kao opravdano ekonomski isplativo projektno rješenje koje osigurava funksionalnost i stabilnost jednako kao i konvencionalne armiranobetonske potporne konstrukcije.

m-Kvadrat