Gabiony a výplň

Gabiony vo všeobecnosti môžu byť vyplňované tromi spôsobmi :

1)      nasypaním štrkom – lomovým kamenivom vhodnej zrnitosti

2)      rovnaninou z kameňa vhodnej veľkosti a plochého tvaru

3)      ukladaným pohľadovým čelom a zasypaním zbytku štrkom alebo lomovým kamenivom

       

Obr.: DWG príklady gravitačných múrov

       Gabionová konštrukcia múru ( gravitačný g.m. , kotvený g.m. ) je zaťažený okrem iného aktiváciou zemného tlaku za rubom múru.

       U cestných a železničných stavieb je nevyhnutné vychádzať pri návrhu z predpokladu tuhej konštrukcie – múru , ktorá sa pri aktivácii zemného tlaku nedeformuje, ale očakávame len klopenie alebo posun. Samozrejme návrh musí odstrániť uvedené očakávania do bezpečnej polohy.

       V priebehu montáže a plnenia gabionov je nevyhnutné zaistiť vnútornú stabilitu rezu gabionu postupným plnením ( sypaný, rovnaný, kombinácia )  súbežne so zasypávaním rubu gabionov a to v rovnakých postupných výškových úrovniach so súčasným hutnením zásypovej zeminy rubu .

Výhody a nevýhody systémov plnenia :

       Sypanie umožní rovnomerné rozmiestnenie plniaceho materiálu v gabionovom koši čo je nevyhnutnou podmienkou pre dosiahnutie nielen očakávanej objemovej hmotnosti ale i predpokladu následnej konsolidácie. Postup sypania je najmenej pracný z pohľadu použitej ľudskej práce. Výhodou je rovnomernosť zaklinenia počas konsolidácie a samozrejme rýchlosť daná strojovým plnením. Rýchlosť plnenia dosahovaná hlavne u gabionov typických použitím zváraných sietí je oceňovaná nielen pri skrátení výluky tratí ŽSR ale i riešení havarijných zosuvov. Súbežné zasypávanie a hutnenie zadnej výplne ( rubu múru ) má za následok intenzívne zhutnenie výplne gabionového – koša ( pokiaľ nie sú vo vrstve gabiony  extrémnych rozmerov ) .

       Kamenná rovnanina a to hlavne ukladanie na plocho vedie ku miernemu zvýšeniu objemovej hmotnosti a teda zvýšeniu odolnosti múru voči klopeniu. Postup vykladania celého objemu ručne je výrazne prácnejší ( rozmery kameniva 125 – 500 mm ). Tento postup neumožňuje zaklinenie cez siete  deliacich priečok presahom  ako v prípade sypaného kameniva ( drobnejšia frakcia – 32/180 mm ) čo sa prejaví na zhoršených stabilizačných účinkoch voči posunutiu a strate vnútornej stability. 

       Kombinácia predchádzajúcich spôsobov plnenia gabionov kameňom predstavuje spojenie nižšej prácnosti s realizáciou pohľadového uloženého čela. Zabezpečí sa ako dostatočné zaklinenie kameniva a pri správnej realizácii i jeho zhutnenie , ktoré napomôže rýchlejšej konsolidácii.  V súčasnosti sa jedná o najčastejší spôsob plnenia.

Konsolidácia výplne gabionov :

       Gabion je relatívne poddajná priestorová konštrukcia. Výplň pôsobí svojim šmykovým pretvorením  na čelné siete  a spôsobuje ich predopnutie . U výplňového kameniva dôjde k rýchlemu nárastu odporu proti šmyku - zaklineniu a tým stuhnutiu konštrukcie a jej aktivácie na zhutnený zadný zásyp. Naplnenie opornej funkcie. ( Bližšie informácie možno získať i v Metodike pre statické posudzovanie gabionových objektov vydanej spoločnosťou COMPAG v roku 1997 ) ( 3 )

       Uvedené prospešné a žiadúce zaklinenie je výrazné pri obvyklom výplňovom kamennom                   ( zrnovom ) materiály . Ak sa však jedná o rovnaninu ( doskový typ kameňa ) , potom možno predpokladať odpor voči šmyku znížený a zaklinenie nestabilné. Spolupôsobenie gabionových košov zaklinením kamennej výplne je u rovnaniny znížené vzhľadom na relatívne hladké stykové plochy pri uložení plochého kameniva oproti kvalitne realizovanému nasypaniu gabionového koša.

       Vývoj deformácii bol sledovaný na lokalite Valík na diaľnici D4 pri Plzni – CZ a taktiež na lokalite obchvatu Nitry – SK rýchlostnej komunikácie R1 . Gabiony v oboch prípadoch boli súčasťou trvalej úpravy a boli do objektov vložené meracie prístroje . Sledované boli priečne i axiálne pretvorenia. Z publikovaných článkov v periodikách je zrejmé , že gabion a jeho chovanie je oproti monolitickej betonovej konštrukcii rozdielne a je značne závislé od druhu výplňového materiálu , druhu gabionovej mriežky siete a samozrejme montážneho a plniaceho personálu. ( 1; 2; )

       Výrazným dielom k pretváraniu prispieva usadlosť  materiálu ako v gabionoch tak zadnom zásype.

                 

Obr.: Špatné plnenie a jeho dôsledky

Záverom možno na základe teoretických rozborov ako i externých meraní konštatovať :

       Sypaný gabion z frakcie 32 – 63 mm je zo statického hľadiska veľmi kvalitná výplň i keď jeho jedinou slabinou je estetický pohľad na čelo. Pre odstránenie daného nedostatku je pre siete s okom čela 100/50 ; 50/100 mm využívať výplň frakcie 63 – 125 mm . Uvedené výplň umožňuje riešiť problém výstavbou gabionového objektu vo veľmi krátkom čase. Čas na vyplnenie je min. polovičný oproti ručnému vyskladaniu celého objemu.

                 

Obr.: Čelná sieť s okom 100/50 , 50/100 mm a strojovo naplnený gabion

       Vyskladaný gabion z plochých kameňov a ešte v celom objeme ako predpisuje v TKP č. 31 ( 2014 ) pre gabiony s PVC ochranou ( minimalizovanie deštrukcie – roztrhanie ) je zo statického hľadiska najmenej vhodný v dôsledku šmyku po úložných plochách kameňa . Posunom plochej výplne bude dochádzať časom z dôvodu nezaklinenia k neustálemu pohybu a deformovaniu čela gabionového koša. Uvedený typ výplne možno využiť len na objekty záhradnej architektúry zväčša bez stabilitného pôsobenia.

                 

Obr. Nestabilná rovnanina nevhodná pre gabionové oporné múry

       Kombinácia vyskladania čela a zásyp vnútorného objemu vhodnou frakciou zrna lomového kameňa s plynulou krivkou zrnitosti sa javí ako prijateľný kompromis estetického výrazu objektu a funkčného pôsobenia . Tento spôsob bol načrtnutý v odseku o sypanom gabione, kde je pri zmiešanej zrnitosti a vhodnej voľbe oka čelnej siete možné využiť napríklad kamenivo 125 ( 63-125 ) mm alebo 180 ( 63-180 ) mm na úpravu pohľadového čela gabionového objektu. Zbytkový materiál pre výplň splní očakávanú vnútornú stabilitu gabionu. Samozrejmým predpokladom je kontakt jednotlivých zŕn kameniva a ponechanie otvorených štrbín výplne ( jemné častice nesmú prekročiť únosnú mieru inak môže dôjsť k narušeniu žiaducej konsolidácie vyplavením )

                 

Obr.: Ekonomicky a esteticky optimálne plnenie pre oporné konštrukcie

       Plnenie gabionov materiálom v rozsahu 0 – 125 ( 180 ) mm je možné za dodržania rovnomernosti vyplnenia štrbín – medzi kamenných medzier jemnou frakciou a použitím čelných sietí s okom max. 100/25 mm . Strojovo naplnený objem takto vytvoreného gabionového koša nevyžaduje štandardne GTX   ( nevylučuje sa ) na protierozívnu ochranu. Treba zvážiť konsolidáciu výplne zhutnením na očakávanú mieru v kontexte navrhovaného použitia gabionového objektu.

          

Obr.: Siete s okom 100/25 mm pre strojové plnenie s možnosťou použitia frakcie 0-63 mm ostrohranné i oblé kamene

                                                                                              COMPAG SK s.r.o. Bratislava
                                                                                     Ing. Eduard Vašík – senior konzultant

Použité podklady :

1;             Stavební fakulta ČVUT v Praze, katedra geotechniky – Ing. Jan Záleský, CSc. ( 2010 )

2;             Technické riešenie a monitoring gabionových konštrukcii na ceste R1 – Ing. Pavel Šoukal , Dr.Ing. Andrej Tosecký  ( 1/2014 )

3;             Metodický návod na statický výpočet oporných múrov z gabionovej stavebnice BLOCK-SK® – Doc.Ing. Peter Turček,CSc. ( 1997 )

V Bratislave , 11.05.2016