PRIMJENA GEOSINTETIKA KOD URE ENJA OKOLI `A · Velike Britanije, SAD-a, Austrije po činju s proizvodnjom netkanih tekstila. Polimerne mreže prvi put su upotrijebljene u Engleskoj

ZAVRŠNI RAD PRIMJENA GEOSINTETIKA KOD UREĐENJA OKOLIŠA

Sandra Lenček 1

1.UVOD

Geosintetici danas imaju sve veću ulogu u zaštiti prirodnih resursa i okoliša,

zbog čega im je Ministarstvo zaštite okoliša, prostornog uređenja i graditeljstva

dodijelilo znak „Prijatelj okoliša“.

Različiti tipovi geosintetika primjenjuju se tisućama godina kroz povijest, a šira

primjena bilježi se tek posljednjih tridesetak godina zahvaljujući njihovim

pozitivnim učincima koji se očituju u kvalitetnim, tehnički boljima i ekonomičnijima

rješenjima, a imaju sigurnost i u ekološkom smislu.

U ovom radu detaljnije se opisuju osnovna svojstva i karakteristike

geosintetika kao materijala s posebnim naglaskom na njihovu primjenu u uređenju

okoliša gdje se pretežno upotrebljavaju kod sanacije klizišta te odlagališta otpada.

Kod sanacije klizišta primjenjuju se u funkciji dreniranja, odnosno uklanjanja viška

vode koja je i osnovni uzrok u aktiviranju klizišta. Kod sanacije odlagališta otpada,

geosintetici se javljaju u funkciji brtvljenja.


Sandra Lenček 2

2. GEOSINTETICI

2.1 OPĆENITO O GEOSINTETICIMA

Geosintetici su proizvodi od sintetičnih (polimernih) materijala namijenjeni

uporabi u zemljanim građevinama i općenito u graditeljstvu.

U početku je taj naziv bio rezerviran isključivo za sintetičke tekstile čija je primjena

bila najviše povezana sa zemljanim građevinama. Danas on obuhvaća širok

raspon industrijskih proizvoda od umjetnih materijala čija se primjena ne odnosi

samo na zemljane građevine, već se koristi gotovo u svim područjima graditeljstva,

kao što su prometnice, hidrotehničke građevine, mostovi, zgrade, športski objekti,

objekti zaštite okoliša, a velika im je upotreba i u poljoprivredi i šumarstvu.

Prije svega treba istaknuti dva osnovna čimbenika koji su utjecali na razvoj

geosintetika:

– onečišćenje okoliša – u razvijenim zemljama Europe još 70–ih godina

prošlog stoljeća došlo je do osjetnog pogoršanja stanja okoliša

(kontaminirano je zemljište pored puteva i tvornica, utjecaj čovjeka više se

nije odnosio samo na neposredno mjesto zagađenja već se

nekontrolirano širio u ekosustave),

– razvoj suvremenih tehnologija, materijala i sustava omogućio je

adekvatan odgovor i rješavanje rastućih problema zagađenja na svakom

onom mjestu gdje za to postoji dobra volja.

U većoj mjeri, geosintetici se javljaju tek posljednjih tridesetak godina i od tada

se njihova primjena nevjerojatno brzo širi. Jedan og glavnih čimbenika brzog

razvoja ovih materijala je njihova cijena. Dok se nekada nije mogla gotovo ni

zamisliti situacija gdje bi se geosintetici u većoj mjeri upotrebljavali u građevinama,

danas je to sasvim drugačije jer im je industrija plastičnih materijala, uvođenjem

novih postupaka izrade i povećanja kapaciteta proizvodnje, uspjela znatno sniziti


Sandra Lenček 3

cijene. Brzom razvoju primjene geosintetičkih materijala, također pridonose sljedeći

čimbenici:

– efikasnost,

– kvalitetna kontrola izrade,

– prikladnost kao zamjena za prirodne materijale (koje je nekada teško

nabaviti),

– prihvatljiva cijena,

– brzo postavljanje,

– daju bolja i sigurnija projektna rješenja,

– zadovoljavajući vijek trajanja.


Sandra Lenček 4

2.2 POVIJEST GEOSINTETIKA

Upotreba različitih vrsta geosintetika primjenjivala se tisućama godina kroz

povijest, ponajprije u svrhu stabilizacije tla.

Još u doba Mezopotamije upotrebljavao se koncept stabilizacije tla gdje su

hramovi građeni od zemlje pojačani tkanim trsjem, a samo prije nekoliko stotina

godina u jugoistočnoj Aziji nasipi na močvarnom tlu armirali su se bambusovim

trskama. 1904. godine, za vrijeme izgradnje brana u Kaliforniji, kamena ispuna

brana ojačana je tračnicama što je bio uvod u razvoj tehnika stabilizacije tla u 20.

stoljeću.

Međutim, do prve opsežnije primjene geosintetika u graditeljstvu došlo je 1953.

godine u Nizozemskoj, kada se nakon velikih poplava počeo ostvarivati tzv. “Delta-

projekt” za obnovu zemlje. Zbog nedostatka kvalitetnih prirodnih materijala,

upotrijebljeni su sintetički materijali u kombinaciji s pijeskom.

Koncem 60-ih godina prošlog stoljeća započinje u Francuskoj tvornička

proizvodnja netkanih tekstila koji su bili namijenjeni za pojačanje donjeg sloja pri

izvedbi cesta i željezničkih pruga. Ugledajući se u Francusku i druge zemlje poput

Velike Britanije, SAD-a, Austrije počinju s proizvodnjom netkanih tekstila.

Polimerne mreže prvi put su upotrijebljene u Engleskoj i Japanu oko 1965. godine,

a svrha im je bila ojačati slabo nosivo tlo kod prometnica.

U Hrvatskoj se geosintetici koriste oko 30 godina, najviše za potrebe izgradnje

prometnica, a u posljednje vrijeme i kod odlagališta otpada.

1983. godine u Parizu je osnovano Međunarodno društvo geosintetika

(International Geosyntetics Society).


Sandra Lenček 5

2.3 VRSTE GEOSINTETIKA

Prema građi i svrhama za koje se upotrebljavaju, geosintetici se dijele na:

- geotekstile,

- geomreže,

- geomembrane,

- geokompozite.

2.3.1 Geotekstili

Geotekstili se sastoje od posebno složenih i učvršćenih poliamidnih vlakana.

Prema načinu proizvodnje mogu biti tkani (slika 1.) ili netkani (slika 2.).

Tkani tekstili su načinjeni od 2 ili više nizova vlakana međusobno isprepletenih u

okomitom smjeru.

Slika 1. Tkani geotekstili

Netkani tekstili su proizvedeni iglačenjem ili termičkim prešanjem vlakana.

Slika 2. Netkani geotekstili


Sandra Lenček 6

U tlu, odnosno građevinama imaju funkciju razdvajanja, armiranja, filtriranja i

dreniranja.

2.3.2 Geomreže

Geomreže su geosintetici otvorene građe, kod kojih su otvori puno veći od

dimenzija materijala (slika 3.). Glavna zadaća im je armiranje, dok u pojedinim

slučajevima mogu služiti i za razdvajanje materijala.

Slika 3. Geomreže

2.3.3 Geomembrane

Geomembrane predstavljaju nepropusne folije, debljine 1 do 25 mm, glatke ili

hrapave, koje služe kao barijere protjecanju fluida (slika 4.).

Slika 4. Geomembrane


Sandra Lenček 7

2.3.4 Geokompoziti

Geokompoziti su složeni materijali koji mogu biti sastavljeni od geotekstila i

geomreža (slika 5.a), od geotekstila i geomembrana (slika 5.b) ili kombinacije

navedenih materijala s drugim materijalima.

a) b)

Slika 5. a) Geokompozit sastavljen od sloja geotekstila i geomreže ;

b) Geokompozit sastavljen od dva sloja geotekstila i geomembrane

2.4 SPAJANJE GEOSINTETIKA

Geosintetici, bilo da je riječ o geotekstilima, geomrežama, geomembranama ili

geokompozitima, rade se u ograničenim širinama i dužinama, tako da se u

neprekinutim površinama mogu upotrijebiti samo kod manjih građevina, a kod

većih projekata ih je potrebno spajati.

Spajanje ovisi o vrsti geosintetika i o zahtjevima građevine. Ovisno o tome razvilo

se nekoliko načina spajanja:

– preklapanje,

– šivanje,

– vezivanje,

– lijepljenje.


Sandra Lenček 8

Spojevi su općenito očekivana najslabija mjesta, pa njihovoj izradi valja obratiti

posebnu pozornost. Kod projektiranja građevina ili u izvedbi potrebno je spojeve

predviđati na mjestima na kojima će biti najmanje ugroženi, odnosno gdje će

posljedice njihovog mogućeg propuštanja biti najmanje štetne.

Spojevi se mogu podijeliti na one koji su prije izrađeni i na one što se izrađuju na

mjestu polaganja.

Prethodno izrađeni spojevi se mogu načiniti u tvornici ili izvan mjesta ugradnje, a

rade se prema potrebama, odnosno izmjerama građevine. Njihova prednost je u

tome što su bolje kakvoće i lakše se izrađuju od spojeva koji se izrađuju na mjestu

ugradnje.

2.4.1 Spajanje preklapanjem

Preklapanje je najjednostavniji način spajanja geosintetika. Primjenjuje se ako

iznad njega dolazi određena masa tla koja pritišće spoj. Kad su posrijedi građevine

pod vodom, to je jedini mogući način spajanja geotekstila na mjestu ugradnje.

Za ovu vrstu spojeva bitna je veličine preklopa koja ovisi o položaju i funkciji spoja

u građevini, o vrsti tla i nekim drugim uvjetima pa mora biti određena projektom.

Veličina preklopa iznosi od 30 do 50 cm (slika 6.).

Slika 6. Spajanje geosintetika preklapnjem


Sandra Lenček 9

2.4.2 Spajanje šivanjem

Šivanje se često upotrebljava kod spajanja geotekstila jer se dobivaju čvrsti i

pouzdani spojevi, a veličina preklopa se može smanjiti do 10 cm (slika 7).

Slika 7. Spajanje geosintetika šivanjem

2.4.3 Spajanje lijepljenjem

Ovakav se način spajanja rjeđe primjenjuje iz razloga što postoji malo ljepila

kojima se geosintetici mogu pouzdano slijepiti, te su relativno skupa.

Moguće je i termičko lijepljenje odnosno zavarivanje pomoću vrućeg zraka

korištenjem odgovarajućih specijalnih uređaja (slika 8.).

Slika 8. Ručno varenje geosintetika


Sandra Lenček 10

2.5 PROIZVODNJA I OSNOVNI MATERIJALI U PROIZVODNJI GEOSINTETIKA

Sirovine, odnosno osnovni materijali za proizvodnju geosintetika su različiti

polimerni materijali. Polimeri su materijali građeni od vrlo velikih molekula

(makromolekula), koje se opet sastoje od brojnih malih jedinica sličnog oblika,

takozvanih monomera. Kako bi se monomeri mogli povezati u makromolekule, te

na taj način stvorili polimer, moraju proći kroz proces polimerizacije kojim polimeri

dobivaju oblik praha ili zrnaca.

Razlikujemo tri glavne skupine polimernih materijala:

– termoplastici,

– termosetici,

– elastomeri.

Svojstva polimera ovise o njihovoj građi, ali im je zajedničko svojstvo osjetljivost

prema visokoj temperaturi. Zagrijavanje omogućava njihovo oblikovanje ili posebno

strukturiranje.

Glavne vrste polimernih materijala koje pripadaju u skupinu termoplastika od kojih

se proizvode geosintetici su:

– poliamid (PA),

– poliester (PES),

– polietilen (PE),

– polipropilen (PP).

2.5.1 Poliamid (PA)

Sastojci od kojih se proizvode polimaidi predstavljaju obična vlakna debljine

nekoliko milimetara, režu se u zrnca i procesom polimerizacije se prevode u

polimere.


Sandra Lenček 11

Tijekom proizvodnje mogu im se dodati određene tvari radi dobivanja željenih

svojstava.

Pomoću amina i karbolne kiseline može se ostvariti određena ograničena dužina

molekule što direktno utječe na svojstva poliamida.

Dodavanjem nekih manganskih i bakrenih sastojaka ili aromatskih amina može se

povećati otpornost poliamida na prebrzo starenje na svjetlu, te oksidaciju pri

povišenim temperaturama.

Pomoću pigmenata kao što su ugljik i titanov oksid, može se dobiti željena boja

polimera, a u nekim slučajevima (ugljik) poboljšati otpornost poliamida prema UV–

svjetlosti.

2.5.2 Poliester (PES)

Poliester se proizvodi od sastojaka koji su derivati nafte.

Tijekom proizvodnje mogu se, uz osnovne materijale, upotrijebiti i određeni dodaci,

kao što su:

– katalizatori za ubrzavanje polimerizacije (manganske soli, antimonov

oksid),

– stabilizatori za povećanje otpornosti poliestera prema UV–svjetlosti,

– pigmenti za dobivanje željene boje proizvoda.

2.5.3 Polietilen (PE)

Polietilen je polimer koji se može proizvoditi u visokokristalastom obliku, što je

izuzetno važno svojstvo za stvaranje vlakana.

Postoje tri glavne skupine polietilena:

– polietilen visoke gustoće PEHD (gustoće 940 – 960 kg/m³),

– polietilen niske gustoće PELD (gustoće 920 – 930 kg/m³),

– linearni polietilen niske gustoće PELLD (gustoće 925 – 945 kg/m³).


Sandra Lenček 12

PELD se proizvodi postupkom polimerizacije pod uvjetima vrlo visokog tlaka (i do

300MPa) i temperature. Savitljiv je i pogodan kao barijera za vodenu paru, pa služi

za proizvodnju folija.

PEHD se dobiva postupkom polimerizacije pod normalnim tlakovima (4MPa) i

temperaturama (600°–800°C), uz prisutnost posebnih katalizatora. Ima bolja

mehanička svojstva i otpornost prema utjecajima okoliša nego PELD, te služi za

proizvodnju vlakana za geotekstile.

PELLD se proizvodi pri niskom tlaku, te služi većinoma za izradu folija.

Dodavanjem određenih tvari tijekom postupka proizvodnje, mogu se postići

svojstva važna za stvarnu uporabu polimera, kao što su otpornost prema UV–

svjetlosti, termička stabilnost i antistatička svojstva.

2.5.4 Polipropilen (PP)

Polipropilen je polimer koji se odlikuje malom gustoćom (oko 900kg/m³), zbog

svoje građe mnogo je osjetljiviji na oksidaciju od drugih polimera.

Dodavanjem odgovarajućih tvari tijekom proizvodnje, polipropilen se može zaštiti

od prebrze oksidacije te se može poboljšati njegova otpornost na vodu, što je

važno kod onih građevina gdje je polipropilen stalno i trajno pod vodom.

2.6 FUNKCIJE GEOSINTETIKA

Geosintetički materijali imaju pet osnovnih funkcija u zahvatima u građevinarstvu:

– razdvajanje,

– armiranje,

– filtriranje,

– dreniranje,

– brtvljenje.


Sandra Lenček 13

Razdvajanje znači stavljanje savitljive sintetične brane između dva materijala

čija se svojstva znatno razlikuju, kako bi se sačuvala cjelovitost i povoljno

djelovanje obaju materijala.

Armiranje predstavlja metodu poboljšanja svojstava slabo nosivog tla,

odnosno čvrstoće i deformabilnosti zemljišta.

Funkciju filtriranja od geosintetika imaju geotekstili i neki geokompoziti u

kojima se nalaze geotekstili. Učinak filtracije uključuje prolaz vode kroz sam

materijal i zadržavanje čestica tla na strani od koje dolazi voda prema tekstilu.

Dreniranje geosinteticima uključuje sakupljanje vode upijanjem, ravnomjernu

odvodnju te sprječavanje kapilarnog dizanja vode.

Brtvljenje je funkcija geosintetika kojom se sprječava prolaz vode ili vodene

pare unutar građevine. Sposobnost brtvljenja imaju geomembrane. Sastav

membrana mora biti takav da im osigura dovoljnu vodonepropusnost, te trajnost.


Sandra Lenček 14

3. KLIZIŠTE I SANACIJA KLIZIŠTA

Klizište je ograničeno područje na kosom terenu koje se zbog narušene

stabilnosti pokreće i premješta određenu masu tla iz nestabilnog u stabilni položaj.

Nastaje kao rezultat prirodnih promjena u ambijentu kosine (promjena režima

strujanja podzemne vode, erozije, djelovanja potresa) ili kao rezultat ljudskih

aktivnosti (iskopi, nasipi, promjena vegetacije, dodavanje opterećenja na kosinu

izgradnjom objekta).

Slika 9. Prostorni elementi klizišta

3.1 SANACIJA KLIZIŠTA PRIMJENOM GEOSINTETIKA

Sanacija klizišta je zahvat koji se radi u svrhu eliminiranja uzroka klizanja i

poboljšanja značajki stijenskih masa koje klize te njihove neposredne okolice.

Sanacija klizišta skup je i dugotrajan proces, koji je bolje izbjegavati nego sanirati.

Moguće ga je riješiti ako se pouzdano ispita uzrok klizanja, dubina i oblik klizne

plohe te ukupna površina zahvaćena klizanjem mase.


Sandra Lenček 15

Mjere sanacije klizišta uključuju:

– drenažu ( površinski, kopani i bušeni drenovi),

– promjenu oblika padine ,

– izgradnju potpornih građevina (armirani zidovi, gabionski zidovi),

– poboljšanje tla.

Kod sanacije klizišta dreniranje se smatra glavnom metodom, a vrlo često se

koristi i metoda promjene oblika padine. Njihova široka primjena uobičajena je i

stoga što su to jeftinije metode u usporedbi s preostalim metodama, a također se

gotovo uvijek i koriste u kombinaciji s njima.

3.1.1 Drenaža

Dreniranje kao mjera sanacije u stabilizaciji klizišta primjenjuje se u

slučajevima kad je nepovoljan režim podzemnih voda jedan od glavnih uzroka

nestabilnosti. Takav način sanacije klizišta ima tradiciju dugu više od jednog

stoljeća, vrlo je učinkovit i predstavlja jedinu ekonomičnu metodu stabilizacije

velikih klizišta na prirodnim kosinama.

Dreniranje klizišta ostvaruje se na tri načina:

– površinskim drenovima,

– kopanim drenovima,

– bušenim drenovima.

3.1.1.1 Površinski drenovi

Površinski drenovi (kanali, jarci) upotrebljavaju se na klizištima kako bi smanjili

dotok vode u kosinu. Ovim mjerama onemogućava se svako zadržavanje vode

tijekom oborina i otapanja snijega na površini te je omogućeno uredno otjecanje

vode kanalima izvan problematičnih zona.


Sandra Lenček 16

Kod površinskih drenova postoji vrlo širok izbor konstrukcijskih rješenja, pa se

među ostalima i tu mogu upotrijebiti geosintetici, najčešće netkani tekstili (slika 10.)

i geomembrane (slika 11.).

Tehnologija polaganja netkanih tekstila odnosno geomembrana kod izgradnje

površinskih drenova razmjerno je jednostavna i sastoji se zapravo od 3 faze.

U prvoj fazi se obavlja iskop, nabijanje i ravnanje pokosa kanala. U drugoj fazi

dolazi polaganje i učvršćivanje primijenjenog geosintetika. Na uređeni iskop kanala

predviđeni geosintetik se polaže s vrha prema dnu kanala i metalnim ili drvenim

klipovima učvršćuje za podlogu. Nakon polaganja geosintetika, u trećoj fazi se

slijedi nanošenje kamene ili neke druge, projektom predviđene obloge.

Namjena netkanog geotekstila je zaštita od ispiranja sitnih čestica materijala dna i

pokosa kanala uslijed djelovanja procjednih voda. Tako ugrađeni netkani geotekstil

istodobno obavlja više funkcija: razdvajanje različitih materijala, filtriranje,

dreniranje i armiranje.

Geomembrana sprječava bilo kakvo prodiranje vode u postojeće propusno tlo.

Slika 10. Primjena netkanog geotekstila kod površinskih drenova


Sandra Lenček 17

Slika 11. Primjena geomembrane kod površinskih drenova

3.1.1.2 Kopani drenovi

Kopani drenovi su rovovi iskopani u kosini te ispunjeni propusnim materijalom

koji omogućuje slobodno otjecanje prikupljene vode. Obično se izvode u smjeru niz

kosinu na dubini do 5 m. Rov se kopa u segmentima , a nakon izvedbe segmenta

obično se na pripremljeno dno polaže drenažna cijev koja se puni drenažnim

materijalom (pijesak ili šljunak). Prije punjenja drenažnim materijalom, iskopani rov

se oblaže geotekstilom, propusnim materijalom koji sprječava unošenje sitnih

čestica u propusnu ispunu drena i njegovo postupno začepljenje. Površinski dio

rova se čepi slabo propusnim materijalom, na primjer glinom, kako bi se spriječio

nekontrolirani ulazak oborinskih voda.


Sandra Lenček 18

Slika 12. Presjek kopanog drena

3.1.1.3 Bušeni drenovi

Bušeni drenovi se izvode bušenjem vodoravnih ili blago nagnutih bušotina uz

donji rub kosine, u koje se ugrade perforirane cijevi koje usmjeravaju tok

podzemne vode prema sebi i odvode je izvan kosine. Drenažna cijev koja se

ugrađuje u bušotinu perforirana je po cijelom obodu, a izvana je obložena

propusnim filtrom radi zaštite od zamuljivanja cijevi. Zaštita cijevi od zamuljivanja i

tla ostvaruje se njezinim oblaganjem košuljicom od geotekstila prikladnih svojstava.

Drugi naziv za perforiranu drenažnu cijev obloženu geotekstilom je geodren,

odlikuje se jednostavnom i brzom ugradnjom te predstavlja jedno od ekonomičnijih

rješenja.


Sandra Lenček 19

Slika 13. Presjek bušenog drena

3.1.2 Promjena oblika padine

Promjena oblika kosine ostvaruje se najbolje tako da se za opterećenje donjeg

djela klizišta iskoristi materijal koji se dobiva kopanjem za rasterećenje gornjeg

dijela klizišta (prelaganje mase) pri čemu se mora obavezno izvesti drenažni

sustav pomoću već navedenih bušenih ili kopanih drenova.

Slika 14. Promjena oblika kosine prelaganjem mase


Sandra Lenček 20

3.1.3 Izgradnja potpornih gra đevina

3.1.3.1 Zidovi armirani geosinteticima

Kod potpornih zidova armiranih geosinteticima izmjenično se postavljaju i

zbijaju horizontalni slojevi geosintetika i tla (slika 15.). Kao geosintetik može se

primjenjivati i geomreža i geotekstil, pri čemu geotekstil osima armirajućeg učinka

ima i drenirajući.

Slika 15. Zidovi armirani geosinteticima

3.1.3.2 Gabionski zidovi

Osnovu gabionskih zidova predstavljaju vertikalno (slika 16.a) ili stepenasto

(slika 16.b) postavljene košare izrađene od geomreža ili geokompozita sastavljenih

od gemreže i geotekstila, punjene zrnatim materijalom (sitnim otpadom ili složenim

kamenom, odnosno šljunkom). Gabionski zidovi se smatraju vodopropusnima zbog

čega je potrebno predvidjeti filtarske slojeve iza zida, kako zbog procjeđivanja vode

kroza zid ne bi došlo do ispiranja čestica iz zidne ispune. Filtar može biti od

netkanog geotekstila i/ili krupnozrnatog materijala. Na dnu zida potrebno je

osigurati odvodnju vode.


Sandra Lenček 21

Slika 16. a) Gabionski zid izrađen od vertikalno složenih gabionskih košara;

b) Gabionski zid izrađen od stepenasto složenih gabionskih košara

3.1.4 Poboljšanje tla

Poboljšanje tla može se ostvariti pomoću geomreža i/ili geotekstila pričvršćenih

drvenim klinovima koje štite cijelu plohu kosine, ali i male odrone kamenja (slika

17.). Kroz njih mogu rasti i biljke čime se osigurava dugoročna čvrstoća kosine.

.

Slika 17. Metoda poboljšanja tla geosinteticima pričvršćenim drvenim klinovima na

kosinu


Sandra Lenček 22

4. ODLAGALIŠTE OTPADA I BRTVENI SUSTAVI

Mnoge ljudske aktivnosti, uz proizvodnju korisnih tvari, prati i stvaranje otpada

koji je potrebno na neki način zbrinuti. Najstariji način zbrinjavanja je deponiranje,

odnosno odlaganje otpada.

Nekontroliranim odlaganjem otpada na odlagališta koja ne udovoljavaju

ekološkim standardima nastaje opasnost od zagađenja tla i podzemnih izvora pitke

vode, a dolazi i do širenja neugodnih mirisa, isparavanja toksičnih plinova,

samozapaljenja otpada, širenja zaraznih bolesti, itd.

Kontrolirano i sigurno odlaganje otpada poistovjećuje se konceptom tzv.

zatvorenog odlagališta koji predstavlja odlagalište kao građevinu u kojoj je otpad

obložen i s gornje i donje strane nepropusnim barijerama u kojoj se zagađene

tekućine i plinovi koji nastaju u unutrašnjosti tijela odlagališta kontrolirano odvode

sustavom odvodnje i otplinjavanja. Time se sprječava širenje zagađenja od

raspadanja otpada u podzemlje i okoliš, te otpad izolira od vanjskih utjecaja. Za

izgradnju takvih odlagališta koriste se geosintetički materijali koji svojom

učinkovitošću i jednostavnošću olakšavaju izgradnju, a istodobno čuvaju prirodne

resurse i pridonose sigurnom odlaganju otpada.

Slika 18. Shematski presjek odlagališta otpada


Sandra Lenček 23

4.1 SASTAV I FUNKCIJA BRTVENIH I DRENAŽNIH SLOJEVA

Brtveni slojevi su dijelovi sustava koji sprječavaju prodiranje oborinskih i drugih

voda u tijelo odlagališta, emisiju plinova iz otpada u atmosferu te širenje

odlagališnog filtrata u tlo i podzemnu vodu. Osim nepropusnih barijera, brtveni

sustavi sadržavaju i propusne slojeve.

Drenažni slojevi su dio sustava za odvodnju filtrata (eulata) iz odlagališta

otpada kako bi se spriječilo rasterećivanje brtvenog sloja te omogućilo efikasno

sakupljanje odlagališnog plina.

Brtvljenje, odnosno stvaranje nepropusne prepreke između otpadnog

materijala i okoliša predstavlja najvažniji element za sigurnost otpada u kojem

geosintetici čine dragocjen i neizostavan dio.

4.1.1 Bazno i bo čno brtvljenje Sastav i djelovanje slojeva za bazno i bočno brtvljenje istovjetni su dok se sloj

za prekrivno brtvljenje ponešto razlikuje.

Za oba se sustava preporučuje kombinacija mineralnih brtvenih slojeva i

geomembrane, čime se minimizira utjecaj mogućih lokalnih oštećenja

geomembrane te mogućih lokalnih nesavršenosti mineralnog sloja.


Sandra Lenček 24

Slika 19. Slojevi baznog i bočnog brtvljenja

Filtarski sloj (krupnozrnati i sitnozrnati materijali) sprječava zamuljivanje

(začepljenje) drenažnog sloja. U početnoj fazi odlaganja otpada može služiti kao

dodatna zaštita od smrzavice za mineralne brtvene slojeve, a u kasnijoj fazi kao

izolator od visoke temperature koju razvijaju procesi razgradnje u odloženom

otpadu.

Drenažni sloj (lomljeni kamen ili šljunak) prikuplja eluat iz tijela odlagališta i

otprema ga u sustav drenažnih cijevi te sprječava zadržavanje većih količina eluata

iznad geomembrane.

Zaštitni sloj (pjeskoviti ili šljunkoviti materijal) rasprostire koncentrirane sile

koje mogu nastati utjecajem oštrobridnog zrnatog materijala drenažnog sloja i

opterećenja od građevinske mehanizacije tijekom građenja.

Mineralni brtveni sloj (glina) smanjuje propuštanje eluata i odlagališnog plina

te povećava otpornost prema deformacijama tla i otpadnog materijala.


Sandra Lenček 25

Donji drenažni sloj (lomljeni kamen ili šljunak) nije obvezatan, ali se sve

češće ugrađuje kao dodatno osiguranje. Služi za prikupljanje i odstranjivanje eluata

koji se eventualno zbog nekog nedostatka procijedio kroz brtvene slojeve iznad

njega, te prekida kapilarno dizanje podzemne vode.

Geomembrana onemogućuje propuštanje eluata i odlagališnog plina.

Slojevi geotekstila štite geomembranu od oštećenja, razdvajaju slojeve

različitog sastava i namjene, te osiguravaju filtarsku stabilnost drenažnih slojeva.

Površinu temeljnog brtvljenja je potrebno izvesti u uzdužnim i poprečnim

nagibima, kako bi se omogućilo gravitacijsko tečenje eluata kroz sustav drenažnih

cijevi prema rubovima odlagališta. Drenažne cijevi se polažu na najnižim pravcima

isprofilirane površine (slika 20.).

Slika 20. Oblikovanje površine baze odlagališta


Sandra Lenček 26

Za vrijeme izgradnje i tijekom punjenja odlagališta, geomembrana baznog

brtvenog sloja izložena je mehaničkim opterećenjima te toplinskim i biokemijskim

utjecajima i za dugo razdoblje nakon njegova zatvaranja. Kao trajna zaštita

geomebrane od mehaničkih utjecaja, pri čemu su posebno osjetljiva mjesta ispod

drenažnih cijevi zbog koncentracije opterećenja, koristi se zaštitni sloj.

Zaštitni će se sloj sastojati od geotekstila i zrnatog materijala (pijesak, šljunak ili

njihova kombinacija). Sloj nije potrebno uključiti u funkciju dreniranja pa njegova

propusnost nije zanimljiva. Međutim, bitna je njegova filtarska stabilnost u odnosu

na drenažni sloj zbog čega će ugradba geotekstila u funkciji razdvajanja biti vrlo

korisna. Zaštitni sloj će ujedno i skupljati eluat, jer se nalazi ispod drenažnog

sustava zbog čega je njegovu debljinu potrebno ograničiti na najmanju mjeru koja

još osigurava primjerenu zaštitu geomembrane.

Materijal drenažnog i zaštitnog sloja mora biti otporan na termičke, kemijske i

biokemijske utjecaje koji su posljedica sastava otpadnog materijala kojem je

odlagalište namijenjeno, no općenito vrijedi pravilo da treba izbjegavati karbonatni

ili kalcijem vezani mineralni materijal.


Sandra Lenček 27

4.1.2 Prekrivni brtveni sustav i njegova funkcija

Na slici 21. je prikazan presjek tipičnog prekrivnog brtvenog sustava, a funkcija

pojedinih slojeva opisana je u nastavku.

Slika 21. Prekrivno brtvljenje i završni prekrivni sloj

Tijelo odlagališta prenosi opterećenje prekrivnih slojeva uz minimalna

diferencijalna slijeganja. Za to je potrebna odgovarajuća tehnologija odlaganja

otpada i eventualno dinamičko zbijanje materijala.

Stabiliziraju ći sloj (pjeskoviti ili šljunkoviti materijal) rasprostire koncentrirana

opterećenja prilikom zbijanja tijela odlagališta, sprječava miješanje materijala

prekrivnog brtvljenja i materijala tijela odlagališta, te olakšava migracije

odlagališnog plina.


Sandra Lenček 28

Ventilacijski sloj (lomljeni kamen ili šljunak) osigurava filtarsku stabilnost

mineralnih brtvenih slojeva i prihvaća plinove koji nastaju razgradnjom otpada te ih

odvodi u sustav za otplinjavanje.

Mineralni brtveni slojevi (glina) sprječavaju procjeđivanje oborinske vode u

tijelo odlagališta i nekontroliranu emisiju odlagališnog plina u atmosferu te

smanjuju utjecaj slijeganja na naprezanja u geomembrani.

Drenažni sloj (lomljeni kamen ili šljunak) odvodi procjednu oborinsku i svaku

drugu vodu, smanjuje hidrostatički tlak na brtvene slojeve i povećava stabilnost

pokosa na područjima gdje je odlagalište u nagibu.

Rekultiviraju ći sloj (krupnozrnati i sitnozrnati materijali) štiti mineralne brtvene

slojeve od smrzavice, geomembranu od oštećenja korijenjem vegetacije i zadržava

vodu za potrebe vegetacije.

Geomembrana sprječava procjeđivanje oborinske vode u tijelo odlagališta i

nekontroliranu emisiju odlagališnog plina u atmosferu.

Slojevi geotekstila imaju funkciju jednaku kao i u temeljnom brtvenom

sustavu. Štite geomembranu od oštećenja, razdvajaju slojeve različitog sastava i

namjene, osiguravaju filtarsku stabilnost drenažnih slojeva.


Sandra Lenček 29

4.1.3 Unutarnja drenaža tijela odlagališta

Na većini suvremenih odlagališta otpad se odlaže u horizontalnim etažama

čija debljina i raspored ovise o vrsti otpada i tehnologiji odlaganja. Etaže se

međusobno odvajaju takozvanim međuetažnim slojevima koji u fazi odlaganja

privremeno prekrivaju otpad, a zatim trajno djeluju kao unutarnja drenaža i

provodnik odlagališnog plina. Radi osiguranja filtarske stabilnosti, potrebno je ispod

i iznad unutarnjeg drenažnog sloja ugraditi geotekstil.

Količina razvijenog odlagališnog plina ovisi o sastavu odloženog otpada. U slučaju

većih količina i slabe propusnosti otpadnog materijala može se pojaviti potreba

izvođenja sondi za evakuaciju plina čime je omogućeno isisavanje plina iz tijela

odlagališta (slika 22.). Kako bi šljunčano tijelo plinske sonde ostalo trajno djelovati,

potrebno ga je slojem geotekstila odvojiti od okolnog materijala.

Slika 22. Shematski prikaz sonde za otplinjavanje odlagališta otpada


Sandra Lenček 30

4.2 ULOGA GEOSINTETIKA NA ODLAGALIŠTU OTPADA

4.2.1 Geomembrane

Za brtvljenje odlagališta najčešće se upotrebljavaju sintetične geomembrane.

Proizvode se u širini do 10 metara i duljini do 300 metara, debljine najčešće

između 0,7 i 5,0 milimetara. Kod baznih i bočnih brtvenih slojeva otpornost

geomembrane na kemijske i biokemijske utjecaje je od prvobitne važnosti, dok će

za geomembrane u pokrovnom brtvenom sloju biti značajniji mehanički utjecaji

korijenja vegetacije završnog prekrivnog sloja. Posebnu pažnju treba obratiti

osiguranju trajnosti svojstva, osobito za geomembrane baznog i bočnog brtvljenja,

gdje pregled i možebitan popravak nije moguć.

Prilikom ugradnje geomembrane u brtvene slojeve potrebno je zadovoljiti sljedeće

zahtjeve:

– sloj tla ili mineralnog brtvenog materijala na koji se polaže

geomembrana (bez obzira da li je predviđen sloj geotekstila) mora

imati isplaniranu površinu bez oštrih fragmenata,

– maksimalni promjeri zrna mineralnog zrnatog materijala u funkciji

zaštitnog sloja ne smiju prijeći 5 mm,

– prije početka polaganja geomembrane mora biti određen položaj

pojedinih folija (smjer, duljina, širina, širina preklopa) te redoslijed

polaganja,

– mora biti propisan način spajanja folija (lijepljenje ili varenje),

– ne smije se dopustiti kretanje građevinske mehanizacije

neposredno preko geomembrane,

– postupak kontrole mora dokazati besprijekornost položene

geomembrane koji uključuje: pregled čitave površine

geomembrane kako bi se ustanovila možebitna oštećenja, pregled

mehaničke otpornosti i nepropusnosti svih spojeva te popravak

svih nepravilnosti folije i spojeva.


Sandra Lenček 31

Slika 23. Polaganje geomembrane

4.2.2 Geotekstili

Ugrađen u odlagalište otpada, geotekstil obavlja jednu ili više svojih klasičnih

funkcija: razdvajanje, ojačanje ili filtriranje.

U funkciji dreniranja praktički ne dolazi u obzir kao samostalan element, već se

pojavljuje kao filtarska zaštita mineralnog drenažnog sloja. Može se reći da za

primjenu geotekstila ne postoji bitna razlika da li je riječ o odlagalištu otpada ili

nekoj hidrotehničkoj građevini, izuzev dva važna aspekta:

- kod primjene u odlagalištu otpada, geotekstil mora biti trajno otporan na

povišenu temperaturu i kemijske utjecaje,

- u slučaju organskog i biološki aktivnog otpada postoji opasnost vrlo brzog

začepljenja geotekstila uslijed razvoja mikroorganizma, čime njegova

funkcija filtriranja dolazi u pitanje, te je za takav otpad potrebno provesti

sustavnu studiju očekivanog razvoja mikroorganizama, a izbor optimalnog

tipa geotekstila provesti na osnovi opsežnih ispitivanja njegove sklonosti

zamuljivanju.


Sandra Lenček 32

Kod ugradnje geotekstila u odlagališta otpada nije uobičajeno spajati trake

geotekstila, već se kontinuitet sloja geotekstila postiže preklopom.

Slika 24. Polaganje geotekstila

4.2.3 Geomreže

Geomreže se primjenjuju u odlagalištima otpada u funkciji ojačanja kao

samostalni element ili kao sastavni dio geokompozita. To se odnosi na

geomembrane i na geotekstile u sklopu nekog od brtvenih ili drenažnih slojeva

odlagališta.

Osim definiranih zahtjeva glede mehaničke čvrstoće, za primjenu geomreže u

odlagalištu otpada pojavljuju se dodatni zahtjevi za otpornost prema kemijskim

agensima i povišenoj temperaturi.


Sandra Lenček 33

Slika 25. Polaganje geomreže

4.2.4 Geokompoziti

Geokompoziti su u klasičnom smislu tvornički proizvedene kombinacije

različitih geosintetika: geomembrane s geotekstilom (geotekstil kao zaštita

geomembrane od oštećenja), geotekstila s geomrežom (geomreža kao ojačanje

geotekstila) te kombinacija geomembrane i geomreže. Područje primjene takvih

geokompozita su svi slučajevi potrebnog kombiniranja pojedinačnih dijelova, a

prednosti leže u jednostavnosti radnog procesa na gradilištu i izbjegavanju

mogućnosti klizanja jednog geosintetika po drugome.

U drugoj polovici 80-tih godina pojavili su se bitno drugačiji kompoziti, sastavljeni

od geosintetika i mineralnih brtvenih materijala s dodatkom ili bez dodatka

adheziva. Mineralni brtveni materijal je bentonit ili glina u razmjerno tankom sloju,

debljine oko 5 mm u suhom stanju, a geosintetik najčešće geotekstil, rjeđe

geomembrana.


Sandra Lenček 34

U dosadašnjoj se praksi ovaj geokompozit uglavnom primjenjuje kao zamjena za

klasični brtveni sloj nabijene gline, nipošto kao zamjena za geomembranu.

Posebna prednost tog geokompozita je što povećava volumen u dodiru s vodom,

pa se primjenjuje kao osobito pouzdana zaštita geomembrane u baznom ili

bočnom brtvenom sloju. Uobičajeno djelovanje geomembrane da sprječava

oštećenja dopunjeno je mogućnošću zatvaranja možebitno nastalog oštećenja

bubrenjem bentonita. Nastajanje pojedinih folija tog geokompozita izvodi se

ulaganjem bentonitne paste u preklope.


Sandra Lenček 35

5. ZAKLJU ČAK

Geosintetici su proizvodi od sintetičkih materijala namijenjeni uporabi u

graditeljstvu. Prema svojoj osnovnoj građi kao i prema namjeni, geosintetike

možemo podijeliti na: geotekstile (tkani, netkani), geomreže, geomembrane i

geokompozite.

Kod sanacije klizišta od geosintetika najveću primjenu imaju geotekstili,

geomembrane i geodrenovi. Primarna funkcija geomembrana i geodrenova na

klizištima je dreniranje, dok geotekstil obavlja nekoliko različitih funkcija: filtriranje,

dreniranje, armiranje te razdvajanje.

Kod primjene geosinteika u odlagalištima otpada gemebrane imaju ulogu

trajnih nepropusnih barijera između izvora onečišćenja i vode, odnosno tla.

Geotekstil se primjenjuje kao zaštita geomembrane od mehaničkog oštećenja.

Geomreže imaju funkciju armiranja, dok funkcija geokompozita je različita, ovisno o

kombinaciji sastavnih materijala.

Danas je upotreba geosintetika u različitim graditeljskim rješenjima velika, s

tendencijom i daljnjeg povećanja zahvaljujući svojim pozitivnim učincima koji se

očituju u njihovoj efikasnosti, ekonomičnosti i ekološkoj sigurnosti.


Sandra Lenček 36

LITERATURA

Babić B. i suradnici (1995): Geosintetici u graditeljstvu, Hrvatsko društvo

građevinskih inženjera, Zagreb

Juračić, M. (2009): Geološke opasnosti, Prirodoslovno-matematički fakultet

Sveučilišta u Zagrebu, Zagreb

Nonveiler, E. (1987): Kliženje i stabilizacija kosina, Školska knjiga, Zagreb

Veinović, Ž., Kvasnička, P. (2007): Površinska odlagališta otpada, Interna skripta,

Rudarsko-geološko-naftni fakultet Sveučilišta u Zagrebu, Zagreb

Zidar, M. (2009): Načini sanacije klizišta, Geotehnički fakultet Sveučilišta u

Zagrebu, Varaždin

http://geosyntheticssocieiy.org, 2010.

http://en.wikipedia.org/wiki/Geosynthetic, 2010.

http://en.wikipedia.org/wiki/Landslide, 2010.

Documents

PRIMJENA GEOSINTETIKA KOD URE ENJA OKOLI `A · Velike Britanije, SAD-a, Austrije po činju s proizvodnjom netkanih tekstila. Polimerne mreže prvi put su upotrijebljene u Engleskoj