Kotwy gruntowe są konstrukcjami nośnymi, które przenoszą siły rozciągające na nośną warstwę gruntu. Tego rodzaju konfiguracja jest używana przez takie dziedziny jak np. budownictwo inżynieryjne czy też geotechnika, gdzie używana jest już od kilkudziesięciu lat. Kotwę gruntową w jej działaniu porównać można do drzewa, gdzie korzenie są właśnie taką kotwą. Jej zadaniem jest więc podpieranie oraz stabilizowanie w podłożu, bez udziału betonowego fundamentu, zakotwiczanie oraz zabezpieczanie różnych obiektów. Jej zastosowanie może być bardzo zróżnicowane. Stosuje się je najczęściej do gruntów ziarnistych takich jak iły, gliny czy piaski.
Wykonanie kotwy gruntowej i jej budowa
Kotwa gruntowa składa się z trzech zasadniczych elementów, a więc głowicy, swobodnego odcinka cięgna i buławy. Jej zamontowanie w głównej mierze polega na wykonaniu otworu w gruncie. Otwór musi mieć wymaganą i wcześniej ustaloną głębokość. Kolejnym krokiem jest wykonanie wlewki z cementowego zaczynu, poprzez wypełnienie otworu od jego dna, co wpływa na usunięcie zeń wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń. Na następnym etapie montażu dochodzi do włożenia cięgna kotwy do otworu, zaś w dalszej kolejności uzupełnienia zaczynu cementowego. Czynnością finalną jest uformowanie buławy kotwy przy pomocy pojedynczej bądź wielokrotnej iniekcji (zastrzyku). Buława jest to element kotwy, który znajduje się w nośnym gruncie i za pomocą zaczynu cementowego jest połączona z gruntem.
Rodzaje kotew gruntowych
Pierwszym kryterium podziału kotew jest czas ich użytkowania. W takiej klasyfikacji można wyróżnić kotwę stałą oraz tymczasową. Różni je trwałość oraz sposoby zabezpieczania przed korozją. Tymczasowe kotwy są projektowane przeważnie do eksploatacji do dwóch lat.
Drugie kryterium podziału kotew uwzględnia materiał, który został użyty do cięgna.
Kotwy prętowe
Pierwszym rodzajem w takiej systematyzacji będą kotwy prętowe, powstające ze stalowych elementów żebrowanych bądź też gwintowanych żerdzi, posiadających przekrój rurowy oraz splotowy (linowy). Tego rodzaju kotwy zawierają wiele zwojów, które są otoczone przy pomocy zaczynu cementowego, zazwyczaj siedmiu drutów posiadających średnicę 5-7 mm. Ich największą zaletą jest długość oraz znaczna elastyczność.
Kotwy samo wiercące
Drugim rodzajem kotew, bardzo popularnym ostatnimi czasy, są kotwy samo wiercące. Ich zaletą jest ogromna wytrzymałość oraz bardzo szybki i nieskomplikowany montaż. Elementy tego typu kotew są wyposażane w dodatkową antykorozyjną powłokę. Nie ma tu potrzeby stosowania ciężkiego ekwipunku wiertniczego, co bardzo obniża koszty, a także powoduje łatwiejsze wbudowanie elementu w przypadku ograniczonej przestrzeni roboczej. Kotwy gruntowe samo wiercące wykorzystują płuczkę już od początku wiercenia. Wpływa to na wytworzenie nieregularnej buławy, która wiąże się z gruntem. Ich stosowanie oddziałuje na wzmocnienie ośrodka w głębi ziemi.
Zastosowanie kotew gruntowych
Jak już zostało wspomniane, kotwy gruntowe posiadają bardzo szerokie zastosowanie, głównie służąc do stabilnego podparcia różnego rodzaju konstrukcji oporowych typu trwałego, jak i tymczasowego. Mogą być stosowane w przypadku montażu ścian oporowych. Mogą służyć jako zabezpieczenie fundamentów wysokich masztów oraz słupów przemysłowych np. hal balonowych. Stosuje się je do zabezpieczania rurociągów, stabilizacji osuwisk, brzegów oraz zboczy. Kotwy gruntowe mogą także zabezpieczać wszelkie wykopy, jak również stabilizować małe obiekty architektury np. ławki, wiaty czy kosze.
Wykorzystanie kotew gruntowych jest więc bardzo różnorodne. Należy jednak koniecznie nie zapominać o tym, aby ich montaż był przeprowadzany zgodnie z wszelkimi zasadami technicznymi oraz bezpieczeństwa i higieny. Tylko wtedy kotwa jest w stanie odpowiednio spełnić swoje zastosowanie. Podczas tworzenia projektów wzmocnień z wykorzystaniem kotew należy wykonać również szczegółowe badania geotechniczne. Prace montażowe powinny zaś być powierzone jak najbardziej doświadczonej ekipie budowlanej. W przypadku błędów, źle przeprowadzonego montażu, nieprecyzyjnego projektu może dojść do znacznego osłabienia parametrów kotew oraz ograniczenia ich sprawności i spełniania ich funkcji.
Świetny artykuł! Bardzo sie cieszę, że trafiłem na wasza stronę 😀