Úpravy vodních toků

Úpravy toků se mohou týkat různých parametrů toku, kterými jsou např.: tvarování toku, podélný a příčný profil, opevnění koryta, dřevinné prosty, kapacita koryta, popř. využití okolních pozemků. Jednotlivé úpravy, jejich důsledky a nejčastější argumenty používané pro odůvodnění dané úpravy popisuje Sklenička (2003) a jsou uvedeny v tabulce  přílohy č.5.

 Návrh trasy toku

Návrh trasy je ovlivňován mnoha faktory. Trasa revitalizovaného toku musí poskytovat předpoklady pro vytvoření prostorově heterogenního vodního prostředí, které je jednou z klíčových podmínek existence rozmanitých a stabilních společenstev.

Metody návrhu:

  • Obnova stavu před úpravou (devitalizací) toku na podkladě historických leteckých snímků pořízených v období, kdy charakter trasy toku bylo možné považovat za stabilní a relativně přirozený.

  • Vytýčení koridoru, v jehož rámci bude tok ponechán přirozenému vývoji. Vývoj je možno urychlit některými pomocnými opatřeními, např. vzdutím hladiny, vkládáním překážek do proudu aj.

  • Cílená tvorba zcela nové trasy, která sestává z oblouků a přímých úseků. Vodní tok s takto realizovanou trasou nelze považovat za komplexně revitalizovaný.

  • Vkládání velkých balvanů do paty svahů, čímž dojde k rozvlnění proudnice, vytvoření proudových stínů, míst akumulace splavenin i míst více namáhaných a abradovaných. Pokud tvrdé opevnění zůstává součástí koryta toku, dojde pouze k rozvlnění proudnice a částečnému zvýšení heterogenity prostředí. Obdobného efektu jako v případě vkládaných balvanů lze docílit i jinými způsoby, např. usměrňovacími kamennými nebo drátokamennými výhony (kterým se ještě budu zabývat podrobněji v další části práce) nebo výhony z tyčoviny.

Kapacita koryta

Kapacita navrhovaného koryta rozhoduje o vazbě vodního toku při různých průtocích na údolní nivu. Přirozené, rytmické zatápění je významné z hlediska vývoje ekosystému celé údolní nivy.Zahloubením koryta toku dochází k výraznému utlumení jeho ekologických a hydrologických funkcí.

Předimenzování koryta rovněž vede k nízké hladině vodního sloupce při malých průtocích, což vede ke snížení druhové diverzity a biomasy ekosystému toku. Zamezením vybřežení se snižuje také retenční a retardační potenciál údolní nivy.

Příčný profil

Návrh příčného profilu byl při nevhodných formách úprav vodních toků je ovlivněn především zkapacitněním koryta v závislosti na ostatních parametrech toku. Jeho realizace lze akceptovat pouze v případech dočasných přeložek vodních toků.

Přirozený charakter příčného profilu je velmi proměnlivý v závislosti na typu krajiny. Geometrizace a neměnnost koryta v dlouhých úsecích byly příčinou homogenizace vodního prostředí a ztráty ekologické a estetické hodnoty koryta. Znaky jako jsou nepravidelný a proměnlivý tvar, morfologicky členité dno a břehy, zasahování kořenů, kmenů i větví do průtočného profilu, apod. jsou předpokladem pestrých poměrů vodního prostředí, vysoké samočistící schopnosti a bohatých rostlinných a živočišných společenstev.

Podélný profil

Podélný sklon relativně přirozeného vodního toku se zpravidla od pramene k ústí postupně zmenšuje.

U komplexní revitalizace je jedním z klíčových požadavků zajištění takové výšky hladiny podzemní vody u přilehlých pozemků při nejčastějších průtocích, která zajistí z hlediska dynamiky hydricity stanoviště předpoklady pro obnovu původních nivních společenstev. Navržený podélný sklon ve vztahu k dalším parametrům toku (opevnění…) musí současně splňovat podmínku relativně stabilního koryta (dna) s relativně vyrovnaným splaveninovým režimem.

Břehové a doprovodné porosty

Břehové a doprovodné porosty jsou tvořeny stromy, keři i bylinným patrem. Břehové porosty koryto stabilizují, zatímco doprovodné plní převážně funkci krajinotvornou.

Při řešení břehových a doprovodných (především dřevinných) porostů by měl být kladen důraz zpravidla na horizontální a vertikální členitost porostů. Návrh vychází z ekologického hlediska a z důkladné znalosti specifických nároků vybraných skupin organizmů.

Niva vodního toku

Niva vodního toku se skládá ze čtyř základních částí (Blažková, 1996): (1) příbřežní část nivy, (2) střední část nivy, (3) podsvahové sníženiny, (4) příterasové (podsvahové) lemy. Ne každá niva má zastoupeny všechny uvedené části a v dané sledu. Periodické zaplavování nivy přispívá k sedimentaci a transportu živin, čímž stimuluje vysokou biologickou produktivitu inundace, současně však působí škody na zemědělské produkci.

Úkolem revitalizace niv vodních toků bude vrátit těmto územím jejich původní, přirozené funkce. Nezbytným předpokladem bude především obnova aluviálních luk a lesů. Bohužel, představa o současné revitalizaci toku i nivy je sice často proklamována, v praxi ovšem ve většině případů není z nejrůznějších důvodů uplatňována.

Podle Kováře (1996) je klíčovým faktorem determinujícím strukturu přirozených společenstev v říčních aluviích hladina podzemní vody a dynamika jejího kolísání včetně záplav.

Povodí toku

Stav povodí determinuje významné hydrologické a ekologické charakteristiky vodního toku a nivy. Hlavním nástrojem revitalizace povodí je zastoupení jednotlivých land-use typů, tj. využívání krajiny, a jejich rozmístění v povodí. Zjednodušeně lze konstatovat, že ekologická hodnota různých způsobů využití krajiny (ekosystémů) je přímo úměrná  jejich hydrologickému efektu na odtokové poměry.

Významným způsobem, jak ovlivnit hydrologické parametry povodí, je výstavba vodních nádrží a suchých poldrů. Avšak podle Petříčka (1998) jsou nejlepšími a nejlacinějšími „přehradami“ lesy, především pak lužní lesy.

Objekty na vodním toku

Nevhodnou úpravou vodních toků je vkládání objektů, které znesnadňují, příp. zcela znemožňují migraci vodních živočichů, zejména ryb. Nejčastěji se jedná o přehradní nádrže, zdymadla a jezy. Výstavba údolních nádrží způsobuje střídání společenstev tekoucích a stojatých vod, zásadně ovlivněny jsou především úseky pod nádrží, kde vlivem vypouštěné vody z nádrže dochází k ostrým přechodům rybích pásem.

  • Přehradní nádrže a zdymadla – obnova migrace se zde nejčastěji řeší budováním tzv. rybích přechodů, které mají nejčastěji charakter obtokového kanálu, rybí rampy, tůňového přechodu, upraveného podjezí apod. (Hartvich, Dušek, 1999)

  • Stupně – jejich účelem je nejčastěji zmírnění podélného sklonu dna z důvodu vytvoření stabilního sklonu nivelety toku, zaústění drenáže, zvýšení hloubky vodního sloupce,… Jako revitalizační řešení zahrnující obnovu možnosti migrace pro cílové druhy ryb se v zásadě nabízejí tři možnosti, které je možno vzájemně kombinovat: odstranění stupně a zvýšení podélného sklonu dna, nahrazení jednoho vysokého stupně několika menšími (příp. prahy), nebo nahrazení stupně balvanitým skluzem.

Vodní nádrže, prameniště a mokřady

Obnova vodních nádrží a mokřadů v nivách vodních toků (i mimo ně) je neodmyslitelnou součástí revitalizací říčních systémů. Patří do skupiny stojatých vod, které dělíme podle vzniku na přirozené a umělé. Vodní nádrže se dále dělí na nádrže údolní, hospodářské a rybníky, s možností existence řady přechodných typů.

Opevnění koryta toku

Z hlediska revitalizací je nejvhodnějším způsobem postupná, přirozená stabilizace (vývoj) koryt toku bez požadavků na opevnění, byť tento způsob není vždy realizovatelný. Dostatečné zpevnění břehu je zajištěno zapojením břehových a doprovodných porostů. Avšak v rámci úprav vodních toků se mnohdy zapomíná na zachování či obnovu doprovodné vegetace. Jako první možnost zpevnění břehu toku se vždy navrhuje opevnění vegetační. Pouze tam, kde to není možné se přistupuje k opevnění nevegetačnímu.

Tzv. tvrdé opevnění koryta toku se s jeho revitalizací zásadně neslučuje. Jeho použití lze akceptovat v blízkosti důležitých objektů nebo v zastavěných územích. Dnes je již všeobecně znám negativní ekologický, estetický i hydrologický vliv tvrdých typů opevnění jako jsou panely, betonová a kamenná dlažba, ocelové a betonové stěny aj., k jejichž podrobnějšímu popisu se vrátím v následující části.

Přechodovým článkem mezi vegetačním a nevegetačním opevněním je tzv. polovegetační metoda, která představuje kombinovaný způsob obou výše zmiňovaných metod. Jedná se např. o polovegetační tvárnice, které byly ještě koncem 80. let odbornou literaturou považovány za „ekologický způsob opevnění“. Z dnešního pohledu polovegetační tvárnice jednoznačně nejsou slučitelné s principy revitalizací vodních toků.

Požadavek na přírodní charakter opevnění koryta není vždy postačující. Důraz se klade především na původnost materiálu, který je použit na opevnění. Nejčastější chybou v tomto směru je použití lomového kamene při opevnění svahů a dna koryta. V případě, že původní nebo jemu podobný materiál získat nelze, je vhodné zvolit takový způsob opevnění, který bude stabilizovat koryto po dobu, než tuto funkci převezme kořenový systém břehových porostů a další přirozené prvky (dřevěné prvky typu laťového plůtku, haťových konstrukcí apod.)

   Nevegetační opevnění

Nevegetační opevnění se navrhuje jen tehdy, pokud nelze použít opevnění vegetační. Bývá to nejčastěji tam, kde tečné napětí je větší, než dovolené tečné napětí pro vegetační opevnění, tam, kde vlivem objektů vznikají v korytě makroturbulentní jevy, nebo pokud pro vegetační opevnění nejsou vhodné podmínky z hlediska splaveninového režimu. K tomu přistupuje otázka materiálových zdrojů a mnohdy i možnosti dodavatele stavby nebo hledisko údržby. Jednotlivé druhy nevegetačního a polovegetačního opevnění popisuje Mareš (1997).

Pohozy

Dělí se podle použitých materiálů a podle úpravy povrchu na:

  • Prostý pohoz, který se rozhrne a urovná na upravenou pláň do předepsaného profilu a tloušťky. Pokud se za účelem zvýšení odolnosti zhutní, pak mluvíme při použití odpovídající zrnitosti materiálu pohozu o štěrkovém koberci.

  • Stabilizovaný pohoz, který má povrch, případně i určitou část své tloušťky stabilizovanou uměle

Podle velikosti použitého zrna dělíme pohozy na:

  • těžké, kdy materiálem je většinou neupravený lomový kámen (o hmotnosti do nebo nad 200 kg). Používaly se hlavně při opevňování horských toků s velkými rychlostmi vody, u splavených toků a kanálů, ve zvláštních případech jako opevnění dna v okolí objektů.

  • lehké, které se provádí buď z přirozených materiálů údolní nivy (štěrků), pokud mají požadovanou velikost efektního zrna (tím dojde ke snížení nákladů na přepravu), nebo z hrubého drceného kameniva požadované frakce. Uplatnění mají hlavně na malých i větších tocích.

U obou typů může být provedena stabilizace biologická, u těžkých dále prolitím betonem, injektáží nebo asfaltobetonem. U lehkých typů chemicky – nástřikem pryskyřicí, latexu, živicemi, cementovou maltou.

Zához

Zához se používá k ochraně paty svahu. Vytvoří se z něj těleso buď zapuštěné, nebo částečně vystupující ze břehu nebo dna koryta. Dále se používá u větších toků, u nichž hladina malých vod je relativně vysoko nade dnem  a nelze tedy svahy pod vodou opevnit vegetačně.

Zához se dělá z lomového kamene, prefabrikovaných prvků, jako jsou krychle, mnohostěny. Často se kamenný zához používá v kombinaci s vrbovým pokryvem, případně pohozem. Jeho výhodou je, že při vhodném navržení co do velikosti i zrna chrání svah i při značných deformacích svého tvaru. Nevýhodou je rozměr jednotlivých prvků a strmý sklon znesnadňující přístup k hladině. Často se používá jako mezičlánek mezi tvrdým opevněním a přirozeným materiálem koryta.

Rovnanina

Provádí se z neopracovaných kamenů nebo betonových prvků kladených na sucho s vazbou v podélném i příčném směru. Používá se v exponovaných úsecích, zejména v blízkosti objektů, nebo jako patka.

Kamenná dlažba

Jedná se o jedno z nejbezpečnějších a nejtrvalejších opevnění, ovšem poměrně, s vysokými požadavky na kvalitní kvalifikovanou ruční práci 

Používají se 4 druhy dlažeb:

  • Dlažba na sucho, jejímž podkladem je nejméně 10 cm silná podsypná vrstva, spáry jsou vyplněny hrubým pískem. Používají se pro opevnění břehů v běžných tratích.

  • Dražba se zalitím spar cementovou maltou (popř. asfatletm) se používá při větších rychlostech vody hlavně v městských tratích.

  • Dlažba na cementovou maltu s vyspárováním, u níž se kameny kladou do odvodněné vrstvy malty. Používají se v exponovaných úsecích v blízkosti objektů, kde by vlivem porušení dlažby mohlo dojít k porušení některé části objektu.

  • Dlažba do betonového lože, u níž se kámen klade do odvodněné vrstvy čerstvého betonu. Najdeme ji v místech s mimořádně velkými rychlostmi vody a při velmi velkém ohrožení dna nebo břehů.

Betonové dlažby

Tento druh opevnění se provádí tam, kde není dostatek lomového kamene a kde to dovolují místní podmínky. Kladou se buď z tvárnic, nebo se betonují přímo na svahu. Mají na svahu tvořit jednolitý celek.

Velkoplošné betonové a železobetonové desky

Zhotovují se přímo na svahu mechanizovanými výrobními a montážními prostředky, se uplatňují tam, kde mimo funkce zpevňovací plni i funkci těsnící (energetické, průplavní a meliorační kanály, přivaděče průmyslové a odpadní vody). Opevnění tohoto typu má více nevýhod než výhod. Je méně trvanlivé, více trpí obrusem splaveninami, agresivní vodou a nesplňuje krajinné požadavky, proto se při běžných úpravách nepoužívá.

Nábřežní zdi 

Mají uplatnění zpravidla v zastavěném území, ve stísněných poměrech, u objektů a při mimořádném zatížení břehů. Základním příčným profilem bývá lichoběžník. Zdi se mohou obkládat kamenem (žulou).

   Polovegetační opevnění

Trávobetonové dlažby

Betonové prefabrikované tvárnice z části splňují spojují výhody vegetačních a nevegetačních druhů opevnění. Nedoporučuje se vyplňovat otvory pod nejčastěji se vyskytující hladinou vody. Otvory nad touto hladinou mají být vyplněny drnem.

Laťový plůtek

Používá se nejčastěji k zabezpečení pat svahů zpevněných vegetačním způsobem. Z hlediska životnosti je považován za dočasný zpevňovací prvek.

Sruby

Sruby se vyrábějí buď ze dřeva nebo ze železobetonových prefabrikátů a výplní lomovým kamenem, lomovým odpadem nebo materiálem získaným na místě stavby. Dřevěné sruby a stěny slouží jako konstrukce dočasná a používají se tam, kde je dostatek vhodného a laciného dřeva.

Drátokamenné matrace

Nacházejí čím dál větší uplatnění. Používají se jako ochrana objektů, jako patka břehových opevnění, stavební prvek některých konstrukcí, dále pro stabilizaci některých štěrkonosných toků, opěrných zdí. Vyplňují se říčními valouny, lomovým kamenem, betonovými úlomky.

Ochranné sítě

Vyrábějí se buď z drátů, nebo z umělých hmot. Používají se v kombinaci s kamenivem, často v kombinaci s travním porostem. Jako separační prvek mezi dvěma materiály se používají technické geotextilie.

Drátokamenné matrace, ochranné sítě a další druhy opevnění podobného typu budou detailněji popsány v další části práce.

    Druh opevnění

vvs [m.s-1] při hl. [m]

1,0 3,0

1. Vrbová opevnění - pokryv, plůtek, válace

2,6 3,3

2. Kamenné dlažby na cementovou maltu spárované, tl. 30cm

6,0 7,0

3. Betonové dlažby na svahu s dilat. spárami

5,5 6,5

4. spárované cem., malt. nebo asfaltem, tl. 20cm

   

5. Drátokamenné matrace, tl. 30cm

5,0 6,0

6. Betonové zdivo s min. pevností 100 kg.cm-2

12,0 14,0

7. Trávobetonové tvárnice, typ IZT 170/10

3,5 4,0

Tab. Nevymílací rychlosti vvs u vybraných druhů opevnění v hloubce 1 a 3 [m] podle Mareše (1997)

Názornější představu o výši odolnosti jednotlivých druhů opevnění z tabulky 7.1. získáme z následujícího grafu. Čísla sloupců odpovídají číslování v tabulce.

Jak je vidět, prvenství v odolnosti získalo betonové zdivo. Naštěstí se při výběru vhodného druhu opevnění neřídíme jen jedním parametrem. Pozornost je věnována jednak vhodnosti opevňovacích prvků z hlediska estetického a biologického a jednak hledisku provádění a údržby opevnění. Jedním z parametrů je také hledisko ekonomické. Proto je nutné vždy pečlivě zvážit všechny okolnosti a vlivy na opevnění.

Některé druhy opevnění je možno oživit vegetací. Vzniká tak opevnění kombinované, tzv. polovegetační (polotvrdé). Používá se hlavně u pohozů, záhozů, rovnanin a srubů, ale také drátokamenných košů a matrací. Mezery mezi kameny se prosypou zeminou, ale zkušenosti ukazují, že to není vždy nutné (velmi omezené použití je u drátokamenných košů a matrací), protože mezery se brzy zanesou materiálem transportovaným vodou. Následně dochází k oživení nejčastěji vrbovými pruty, popř. zatravněním.

Pro představu, jak velké rychlosti vodního proudu dokážou odolávat některé typy travního porostu, nabízím graf 7.2.

Stav porostu:

1.  Porost s nezapojeným kořenovým systémem a místním výskytem lokálních poruch

2.  Porost s málo zapojeným kořenovým systémem velmi sestříhaný

3.  Porost po období vegetačního klidu

4.  Porost s vyvinutým kořenovým systémem, dobře zapojený, krátce sestříhaný

5.  Porost dobře zapojený s vyvinutým kořenovým systémem s výskytem lokálních poruch

6.  Porost dobře zapojený s vyvinutým kořenovým systémem, vzrostlý

   Vlastnosti staveb z drátokamenných košů a matrací

Kladné stránky staveb

Stavební firmy, (SIETE-B, ALGON Plus, WIREX, COMPAG), které se zabývají realizací drátokamenných košů a matrací uvádí ve svých informačních materiálech nejen jednotlivé druhy, ale také jednotlivé přednosti, nedostatky a požadavky staveb .

Jak popisuje firma WIREX, konstrukce jsou plošné prvky obdélníkového tvaru, vyrobené z drátěné sítě se šestiúhelníkovými oky, které po uložení, naplnění kamenivem a vzájemným spojením, splňují požadavky kladené na opevňovací prvky svahů cest, břehů a dna vodních toků.

Ekologičnost

Drátěný materiál tvoří v stavení konstrukci jen zanedbatelnou část jejího objemu, proto přirozený vzhled a fyzikální vlastnosti přírodní výplně dělají stavby ekologicky přijatelnými. Stavby z drátokamenných košů a matrací umožňují přirozené prorůstání vegetací a jejich kamenná výplň zachovává přírodní ráz krajiny. Blokový typ konstrukce umožňuje architektonicky rozčlenit stavbu. V kombinaci se zelení se stávají přirozeným a lákavým prvkem ozdobné krajiny.

 Hospodárnost

Výstavba drátokamenných košů a matrací se vyznačuje hospodárností v porovnání se stavbami tuhých nebo polotuhých konstrukcí z více aspektů.

 

Nejdůležitější z nich jsou:

  • nevyžaduje se speciální úprava podloží, základovou vrstvu stačí jen vyrovnat

  • konstrukce jsou voděpropustné, není třeba zřizovat drenáž

  • konstrukce jsou jednoduché, nevyžaduje kvalifikovanou pracovní sílu

  • drátokamenné koše jsou dodávané v rozloženém tvaru spolu se spirálami a háčky, sloužícími pro montáž přímo na stavbě

  • vhodná kamenná výplň je dostupná obyčejně přímo na místě stavby nebo v blízkém kamenolomu. Jako výplň se běžně používají valouny nebo makadam o rozměru   50 – 250 mm

  • minimální požadavky na údržbu

  • vyloučení mokrého proces

 Pružnost

Největší předností drátokamenných košů a matrací je jejich pružnost. Dvojitě zatočená pletená síť se šestiúhelníkovými oky umožňuje konstrukci dokonale kopírovat podklad a tím spolehlivě snášet i nerovnoměrné usazení.

Pružnost je neocenitelná vlastnost u staveb na nestabilním podloží a na místech podemílaných proudící vodou nebo vlnobitím.

Pevnost

Pevnost a pružnost hexagonálního pletiva a kvalitní pokládka umožňují zabezpečit tvarovou stálost košů a matrací a spolu s tíhou výplně i odolnost vůči namáhání z tlaku podepírané zeminy nebo proudící vody. V případě přetrhnutí některého drátu nedojde k rozpadu sítě, což zabezpečuje dvojité spletení drátu. 

Propustnost

Vysoká mezerovitost výplňového kameniva zabraňuje vzniku hydrostatického tlaku na stěně  konstrukce a poskytuje drátokamenným košům a matracím schopnost plnit drenážní a retenční funkce, což z nich dělá ideální konstrukce pro stabilizaci svahů.  

Trvanlivost

Konstrukce jsou těžké gravitačně monolitické prvky schopné odolávat tlakům zeminy. Trvanlivost stavby zabezpečuje pletivo z hrubě pozinkovaných, případně i poplastovaných drátů a kvalita výplňového materiálu.

Jejich odolnost lety neklesá, naopak se zvyšuje. Konstrukce se zpevňují kulminací, vyplněním mezer splaveninami a prorůstáním vegetace. 

Drátokamenné koše a matrace mají široké spektrum použití, např.:

-        úpravy toků

-        stabilizace půd a sanace sesuvů

-        výstavba gravitačních opěrných zdí

-        krajinné úpravy

-        opevnění strmých svahů

-        opevnění kanálů a přehrad

-        protihlukové bariéry

-        ochrana pilířů mostů

-        hrázky na vodních tocích

-        opevnění za vývarní vodních děl

-        výtokové ramena propustí

-        skládky sypkých materiálů

Záporné stránky staveb

Dostupné zdroje informací popisují především kladné stránky staveb z drátokamenných košů a matrací. Z vlastního pozorování a z diskuzí s odborníky, kteří se úpravami toků zabývají, předkládáme několik záporných stránek staveb tohoto druhu.

  • nepřirozený tvar koryta – konstrukce není schopna zabezpečit mírný sklon břehů, koryto má pravoúhlý tvar, toky zůstávají linearizované podobně jako v případě tzv. tvrdých úprav, vhodné je použití těchto konstrukcí pouze na místní zpevnění

  • nevhodná dimenze použitých prvků – problém zejména u drobných vodních toků, kdy je velikost drátokamenné konstrukce často v nepoměru s parametry břehů, koryta a dna

  • možnost poranění vodních i terestrických živočichů o konstrukci v případě, že dojde k narušení pletiva (z konstrukce trčí dráty)

  • neestetičnost drátokamenných prvků v tocích po jejich narušení např. v důsledku povodní, kdy připomínají suť naházenou do vody

  • problémy s ozeleňováním – proces vyplňování mezer mezi kamenivem zeminou je poměrně pomalý a drátokamenné prvky jsou po dlouho dobu sterilní (často více než 5 let)

Podle Ing. Lepíka z Povodí Odry (ústní sdělení), který je projektantem úpravy části toku Skalické Morávky, je jednou z nevýhod právě obrušování drátu, které způsobují plaveniny ve vodním toku. Záleží na frekvenci zvýšení hladiny vodního toku a místních záplav, také na množství a druhu plavenin a splavenin. Přesto je životnost drátu dostatečně dlouhá.

Samovolné zazelenění těchto konstrukcí je výhodné jak z hlediska ekologického, tak pevnosti stavby, ale nebezpečí představují zejména náletové dřeviny, které mohou svým kořenovým systémem konstrukci doslova roztrhnout. Při pravidelných kontrolách je proto potřeba tyto dřeviny seřezávat.

   Drátokamenné koše a matrace

Svetlanský (1997) popisuje základní charakteristiky drátokamenných konstrukcí, tzv. gabionů, včetně podmínek, požadavků při realizaci, apod. Pro gabionové konstrukce lze použít dvojitě zatočené hexagonální pletivo. Konstrukce jsou tvořeny samostatnými koši, zpravidla o velikosti 2x1x1 m, kdy se jednotlivé koše postupně plní kamenivem, uzavírají a na ně se staví další koše, které se navzájem sešívají.

Druhou možností je použití svařované konstrukce s označením BLOCK-SKâ .  Při stavbě zdi o více vrstvách gabionů nad sebou, je víko spodní vrstvy zároveň dnem vrstvy následující. Boční stěna jednoho koše je také boční stěnou druhého. Příčky obou vrstev musí být přišity k sobě navzájem. Největší výhodou je rychlost montáže, v případě nutností možnost upravit modul jednotlivých kvádrů. Vzhledem k velikosti ok 100 x 100 mm, resp. 100 x 50 mm je při použití vhodného plnícího materiálu a dodržení technologických postupů použít všude tam, kde je zájmem nahradit betonové konstrukce přírodním materiálem, kde je nutno zabezpečit zvýšenou propustnost svahové vody, anebo průsak vody do terénu. Dále všude tam, kde je zájmem využití, resp. dosáhnutí zvýšeného zazelenění. Mimořádnou vlastností použití je odolnost proti sedání podloží a mělká hloubka založení základu a jeho odolnost proti promrzání.

U žádných jiných gabionových konstrukcí nelze dosáhnout vyšší estetické úrovně než u svařovaných gabionů.

Ke spojení sítí slouží spirály o délkách 100 nebo 150 cm, které se „šroubují“ skrz každé oko dvou, tří nebo čtyř sítí v hraně jejich styku. Pro zvýšení pevnosti jsou bloky vyztužené zvlášť k tomu účelu dodávanými sponami.

Typy drátokamenných košů a matrací

Firma WIREX, s.r.o. ve svých materiálech a na internetových stránkách popisuje jednotlivé typy drátokamenných košů a matrací. Pro názornější představu poskytuje také jednoduché nákresy základních konstrukcí.

Gabion a Jumbogabion


Gabiony jsou drátěné konstrukce, které tvoří vnější obal drátokamenných prvků ve tvaru mohutných hranolů. Vyplněné kamenivem se jako nadrozměrné kvádry sestavují do stavebních konstrukcí opěrných a zárubních zdí, svislých
opevnění toků, tvoří zídky parkových úprav apod. Dno, boční stěny a vrch gabionů jsou zhotovené z kompaktního panelu, vystuženého po okrajích drátem většího průměru. Panely, boční stěny a vystužující mezistěny jsou zhotovené z dvojitě zatočeného hexagonálního pletiva z měkkého žíhaného drátu s hrubým nánosem zinku. Pro vyšší životnost se čím dál častěji přesazují gabiony z pletiva s diferencovanou protikorozní ochranou, kde ochranná zinková vrstva je chráněná další souvislou vrstvou ze speciální PVC o tloušťce 0,4 – 0,6 mm.

Jumbogabiony jsou gabiony s dvojnásobnou šířkou a s vrchním uzavírajícím krytem ze samostatného panelu ze stejné sítě.

Reno®matrac

Reno®matrace jsou obdobou gabionů s převládajícím plošným rozměrem. Jsou vyrobené z dvojitě zatočeného šestiúhelníkové sítě z drátů chráněných hrubým nánosem zinku. Vnitřní prostor je dělený vystužujicími příčnými mezistěnami ve vzdálenostech 1 m po délce matrace. Po vyplnění tříděným štěrkem nebo kamennou drtí se uzavírají buď panelama stejných plošných rozměrů nebo stejným, případně poplastovaným pletivem z rolí. V případě zemní výplně se pokrývají panelama, resp. rolami z MacMat-R® sítě, která ji chrání vůči vodní a větrné erozi. Reno® matrace se používají k opevňování dna a břehů toků, k sanacím sesuvů apod.
Ke zvýšení životnosti Reno
® matrací se ve výrobě používá hexagonální pletivo, jehož pozinkované dráty jsou chráněné povlakem PVC tloušťky 0,4 – 0,6 mm. Jsou mimořádně vhodné k opevňovacím pracím v chemicky znečistěném prostředí.

Terramesh
® systém

Terramesh® je systém zpevnění zemin vystužujicíma panelama z dvojitě zatočené hexagonální sítě, které re vodorovně překládají hutněnou zeminou. Ze strany líce svahu jsou panely průmyslově upravené do gabionů naplněných kamenivem, nebo šikmých stěn zachytávajících vystužovanou zeminu (Green Terrramesh® ). V čelních stěnách jsou do pletiva vložené vystužující tyče. Pletivo panelů a výstuže jsou z drátů chráněných hrubým pozinkováním a poplastováním. Green Terramesh® má šikmou stěnu zdvojenou, opatřenou geofiltrem a dvěma podpěrami.

Terramesh
® systémy se dodávají s požadovanou délkou vystužujicích panelů tak, aby se nemuseli upravovat na stavbě. Kamenné Terramesh® stěny je možné osadit, ozelenění svahů z Green Terrramesh® se uskutečňuje spolu s hydroosevem podle konkrétních podmínek v lokalitě stavby.

Pytlové gabiony

Pytlové gabiony se používají hlavně na pokládku do proudící vody při úpravách toků a při výstavbě ochranných hrází. Při sanacích havárií hrází a při opatřeních povodňové ochrany úspěšně nahrazují mohutné kamenné a betonové boky, které jsou náročné na přepravu a skladování, jaké i dodnes používané jutové pytle naplněné pískem.

Pytlové gabiony jsou vyrobené z jednoho panelu dvojitě zatočené hexagonální sítě z drátů chráněných pozinkováním, případně i poplastováním. Dodávají se spolu s vystužujicími ocelovými pruty zapletenými do sítě během výroby, což ulehčuje jejich uzavírání. Plní se obyčejně přímo na místě použití buď z otevřeného boku, nebo z jednoho otevřeného konce pytle. Jako výplň se používá drobnější kamenivo, se kterým se lépe manipuluje a pytle jsou dostatečně pružné, aby se lehko přizpůsobovaly povrchu terénu, na který jsou kladené.

Ochranná síť proti padajícím kamenům

Na ochranu cest a železnic před padajícím kamením a sutí se používají ochranné (záchytné) sítě typu Maccaferri zásluhou dvojitě zatočeného pletení odolávají i náhodnému přerušení nebo úmyslnému přestřihnutí drátů pletiva, protože na rozdíl od čtyřhranu se zásluhou technologie dvojitě zatočeného pletení po poškození nerozpletou a nerozpadávají. Případné poškození zůstává jen lokální. Dráty sítě jsou chránění hrubým pozinkováním, popř. i poplastováním, takže mají neporovnatelnou životnost.

Sítě se dodávají v rolích 2 až 4 m širokých. Na svahy se kladou manuálně jen s pomocí jednoduché mechanizace, častější však jeřáby, případně vrtulníkama. Do svahů se uchytávají kotvami. Navzájem se spojují sponami.

Geomac
®matrac

Geomac®matrace se skládají z klasické Reno®matrace z dvojitě zatočené hexagonální sítě hrubě pozinkované, případně i poplastované a z polypropylonové geotextilie, která je už ve výrobě z jednoho konce připevněná a dále volně rozprostřená po dně a mezistěnách Reno®matrace. Na stavbě se geotextilie sponami uchytí o dno, vyplní zeminou a uzavře panelem ze sítě MacMat-R® . Takto uzavřená Geomac®matrace zabraňuje vyplavování zeminy a představuje plně „zelený“ opevňovací obklad.

Se používají na protierozní ochranu násypů hrází, silničních příkopů a svahů s malou vodní erozí. Napomáhají růstu vegetace i v extrémních podmínkách, kdy se kladou na nepropustnou syntetickou nebo bitúmenovou izolaci, kde by byla normální navážka zeminy nestabilní.

MacMat-R
® síť

MacMat-R® síť je nový materiál vyrobený z dvojitě zatočené hexagonální sítě s hrubým zinkovým nánosem, kterou je ve výrobě propletená trojdimenzionální plastová rohož s monofibrilových vláken. Síť skvěle spojuje flexibilitu a pevnost dvojitě zatočené hexagonální sítě a antierozní schopnosti trojdimenzionální plastové rohože.

Jsou určené na ochranu svahů a břehů postižených malou erozní činností větru a vody. Poskytují efektivní řešení pro ochranu zemního pokryvu na strmých svazích a na místech, kde ozelenění není možné, protože se nemá na co uchytit zemina.

Využití mají i v kombinaci s Reno
®matracemi nebo Geomac®matracemi, kde se používají na plošné obklady svahů a břehů toků s nízkou erozní činností.



 
NAVRHOVÁNÍ, TECHNOLOGICKÝ POSTUP GABIONOVÝCH STAVEBNÍCH KONSTRUKCÍ


NAVRHOVÁNÍ

Při návrhu je potřeba vycházet z podkladů obsažených v komplexním inženýrskogeologickému průzkumu zájmového území a (ČSN) závazných návrhových norem.
Kromě toho je vždy třeba na základě údajů geologického průzkumu, posoudit i celkovou stabilitu daného území. Jestliže se jedná o konstrukce zabezpečující ve většině případech stabilitu gravitačním působením vlastní hmotnosti, mezi nejdůležitější vstupní údaje patří objemová hmotnost hotové gabionové stavební konstrukce.

Vzhledem k poměrně nízké citlivosti těchto konstrukcí na deformace podloží je možné snížit nevyhnutelnou hloubku založení a to u konstrukcí BLOCK-SK
® v zásadě do 0,5 m.

Rozhodujícím kritériem je únosnost základové spáry. Je vhodné navrhnout opěrnou zeď v protisklonu. Ve stejném sklonu je nutno řešit i základovou spáru. Dále je vhodné navrhovat odstupňovaný příčný řez. Umožní to jednak zazelenění a rovněž se tímto způsobem zlepší konsolidační podmínky těchto konstrukcí. (Na takto vzniklých lavičkách jsou příhodnější podmínky pro růst vegetace a vytváří se přirozený sklon pro zkonsolidovanou stěnu z lomového kamene, což má rozhodující význam. Po skončení životnosti drátěných sítí.)

Při zabezpečení stability svahů je vždy třeba dbát na odvod přívalových povrchových vod. Nejvhodnějším řešením je zřízení záchytného odvodňovacího příkopu nad opěrnou zdí, respektive zabezpečit dostatečné odvodnění základové spáry.

Používání geotextilií za opěrnou zdí, anebo pod ní je rovněž záležitostí projektanta na základě vykonaného průzkumu, jelikož vzhledem k případnému zanesení jílovitým materiálem mohou vytvořit nepropustnou clonu pro odtok vody a tím zvýšit horizontální zatížení na konstrukci. Zpětný zásyp za opěrnými zdmi se má zásadně vytvořit ze štěrkového anebo kamenitého materiálu pro lepší odvod vody.

Dále je třeba věnovat zvýšenou pozornost ochraně proti tzv. bludným elektrickým proudům, zvlášť při stavbách v blízkosti železnic s elektrickou trakcí, při městských tratích tramvají apod. Důležité je postupovat podle příslušných norem.


TECHNOLOGICKÝ POSTUP PŘI REALIZACI

Způsob založení musí být stanovený projektem. Po odstranění i méně únosných vrstev zeminy se zpravidla jako podkladní vrstva používá zhutněný štěrkový násyp. Míru zhutnění předepisuje projektant. Jako bezprostřední podkladní vrstva může být použit podkladní beton tl. 8 až 15 cm, případně vrstva zhutněného štěrku (Algon, s.r.o., 1997).

Z gabionových stavebních konstrukcí BLOCK-SK
® se navrhují konstrukce opěrných a zárubních zdí, protihlukových bariér a stěn, zpevnění svahů, vodních toků a podobně. Ze sítí se vytvářejí pomocí spojovacích spirál drátěné koše přímo na místě objektu, které se plní kamenivem. Na méně náročné konstrukce může být použit i recyklovaný beton, respektive zemina. Protilehlé stěny se vyztužují pro zvýšení pevnosti při plnění sponami dodávanými k tomuto účelu v potřebných rozměrech. Tyto spony se rozestavují a upínají zásadně v přesně stanovených polohách a zahnou se při plnění proti vyvléknutí.

Z pohledové strany se doporučuje provádět ruční vyskládaní kamene, přičemž se používá materiál, který je schopen splnit náročnější estetické požadavky, avšak je taktéž možné naplnit celý objekt strojově vhodnou frakcí kameniva. Střední část se může vyplnit kamenivem s přesně stanovenou příměsí zeminy kvůli lepšímu zakořenění vegetace, anebo se využije některé z množství způsobů zazelenění.

Stanovení výplně a veškerých jejích parametrů je věcí projekčního řešení a to jak z pohledu stabilitního návrhu, tak užitných vlastností. Jednotlivé vrstvy objektu, plynule vytvářené ze systému sítí se na základě kladečského plánu po postupném naplnění košů i zadního zásypu uzavřou sítěmi se současným připojením sítí další vrstvy objektu, čímž se vytváří kompaktně působící dílo.

Plnění prvků systému

Gabionové stavební konstrukce BLOCK-SK® umožňuje použít jako výplňový materiál různé druhy materiálů:
  kamenivo
  zemina
  drcený beton

Je možno použít vzájemnou kombinaci těchto materiálů tak, jak to předepisuje projekt stavby.

Do konstrukce se nesmí ukládat deštěm nebo sněhem promáčené zeminy nebo namrzlé zeminy. Sypanina se nesmí ukládat na zamrzlou zem.

Jako výplň drátěných košů se nejčastěji používá přírodní kámen. Je možné ho též kombinovat se zeminou. Zemina se používá nejčastěji do střední části, což umožňuje růst keříkové vegetace. Z pohledové strany je vhodná ruční pokládka kamene. Současně s ukládáním kamene do košů se provádí i zpětný zásyp za opěrnou konstrukcí. Druh zeminy, jako i způsob zhutnění určí projekt.

Plnění kamenivem

Účinná hmotnost konstrukce vytvořená gabionovým systémem bude dodržena a při použití kameniva, které splňuje konstrukční, funkční požadavky a požadavky trvanlivosti (pevnost v tlaku, nasákavost, namrzání, trvanlivost).

Použit může být kámen jak lomový tak valouny. Materiály vyšší specifické hmotnosti jsou upřednostňovány. Pro zajištění životnosti konstrukce musí být kámen odolný vůči povětrnostním vlivům, neštěpivý, nerozpustný a dostatečně tvrdý. Nejoptimálnější rozměry kameniva pro vyložení čela zdi se mění od cca 1 až 1,5 do 2-násobku rozměru oka sítě (dle tvaru a druhu kamene) a pro zásyp za čelem zdi frakce 32-63 mm. Do gabionové konstrukce je možné po dohodě s projektantem použít jako výplňový materiál i rozbité betonové konstrukce.V případě, že není vznesen požadavek na vyložení čela je možné použít sítě s oky 10 x 5 cm a celý objem vysypat strojově. Po uzavření koše se gabion může dosypat drobnější frakcí kameniva.

Plnění probíhá do nezavíkovaných košů s vloženými distančními sponami a s přidrátovanými lešenářskými trubkami. Nejprve se ručně vyskládá část pohledové strany lomovým kamenem a část rubu se zasype drobnějšími frakcemi. Poté se ručně vyskládá další část pohledové strany a opět dosype rub. V případě vhodného tvarového indexu,¨je možno celou konstrukci vyplnit lomovým kamenem a drobnější frakci použít jen na výplň mezer. Takto se postupuje až do zaplnění košů. Je důležité koše spodní řady nepřeplnit – naopak je vhodné je mírně nedoplnit. Nyní lze celou řadu zavíkovat.

Po uzavření vyplněné spodní řady a přípravě řady následující – včetně distančních spon a lešenářských trubek – se na víko spodní řady dosype frakce. Menší kamenivo propadne jednotlivými oky víka a doplní tak mírně nedoplněnou spodní řadu košů, čímž se vyloučí nebezpečí následné deformace víka většími kameny.

Obr.  Plnění kamenivem

  a) Nesprávné plnění                                   b) Správné plnění

(Zdroj:Algon,s.r.o,1997)


Plnění zeminou v kombinaci s kamenivem

Při návrhu různých liniových staveb se doporučuje dodavatelů gabionové stavební konstrukce BLOCK-SK® plnit prvky systému kamenivem v kombinaci se zeminou. Je možné ukládat kámen do čela inženýrského objektu a zeminu do středu, čímž vznikne jádro stěny ze zeminy, což umožňuje osadit středně vzrostlou a keříkovitou zeleň do honí části stěny a zazelenění stěny shora nebo zrealizovat kamenné jádro a zeminu nasypat v pohledové části stěny (po položen geotextilie, resp. kokosové rohože), čímž je možné stěnu zazelenit přímo z pohledové části.

Sypanina se sype do prvků gabionové stavební konstrukce BLOCK-SK
® po vrstvách do výšky 30 cm a zhutní se. Vzhledem k tomu, že v prvcích systému je omezený pracovní prostor, zhutní se sypanina ručními mechanickými pěchy, malými vibračními deskami.

Další vrstva se smí navážet pouze na zhutněnou předcházející vrstvu, jejíž povrch musí být urovnaný, bez kaluží vody, bez přeschlé nebo rozblácené zeminy, bez nevhodných předmětů. Znehodnocená zemina (vlivem mrazu, deště apod.) musí být odstraněna, taktéž sníh, led.

Vlhkost navezené zeminy se musí pohybovat v mezních hodnotách předepsaných projektem.

Zařízení proti vypadávání výplně

O použití zařízení proti vypadávání výplně rozhoduje zodpovědný projektant. Dodavatel gabionové stavební konstrukce BLOCK-SK® doporučuje použití následného zařízení proti vypadávání výplně z drátokamenných prvků:
 geotextilie – funkci filtru proti vyplavování jemných a drobných částic za inženýrským objektem (při opěrných a zárubňových zdech) a funkci separační proti filtraci se jednotlivých výplní (při protihlukových stěnách) plní geotextilie. Ve smyslu ČSN 73 3040 je nutné při volbě druhu geotetilií ve stavebních konstrukcích vycházet z požadavků kladených na konstrukci, zejména na její bezpečnost a životnost.
 kokosová rohož – slouží pro záchyt zeminy a napomáhá zazelenění čel protihlukových stěn. Rohože se nesmí napínat, sousední pásy se překrývají o cca 10 cm.

Realizace zpětného zásypu za inženýrským objektem
Realizace zpětného zásypu za inženýrským objektem musí probíhat současně s realizací inženýrského objektu po vrstvách max. 30 cm tlustých a ihned se zhutňuje.

Při stavbě inženýrského objektu je nutné zaručit, aby zemina dovezená do zpětného zásypu nebyla zmrzlá a neobsahovala zmrzlé kusy.Zpětný zásyp musí být proveden ze zeminy, jakou předepisuje projektová dokumentace.

Kontrolní zkoušky spojování a plnění systému

Správnost spojování jednotlivých součástí gabionové stavební konstrukce BLOCK-SK® si kontroluje dodavatel stavby a autorský dozor projektanta občasnými kontrolami, zpravidla v prvním měsíci realizace každý týden, po té podle příslušné zodpovědnosti za realizaci. O správnosti spojování, resp. Zjištěných vadách a návrhu na jejich odstranění provede zástupce firmy zápis do stavebního deníku.

Návrh kontrolních zkoušek

Tento návrh se upřesňuje před zahájením stavebních prací a v průběhu stavby se podle získaných zkušeností a situace na staveništi (projektant, stavební dozor) upravuje. Kontroly kvality mají v průběhu výstavby za cíl dosáhnout a zabezpečit shodu s technickými kvalitativními podmínkami.

Provádí se kontrola:
   základové spáry
   kvality gabionových sítí (tahová pevnost drátu, pevnost svaru, pozinkování)
  kvality použitých materiálů – kameniva a zeminy (pevnost v tlaku, nasákavost,   trvanlivost, sypná hmotnost)
   skladování a transportní podmínky
   ukládání materiálu do gabionových konstrukcí (kontrola pohledových částí objektů)
   vlastností materiálů po uložení do konstrukcí (ulehlost, hutnost)
   zpětného zásypu za konstrukcí

Kontrolní zkoušky je nutné provést v souladu s ČSN 72 1151, ČSN 72 1176, ČSN 73 6850, ČSN 73 6824. Pro zkoušky přírodního stavebního kamene platí norma ČSN 72 1151. Správa o zkouškách musí mít náležitosti ve smyslu ČSN 72 1151, čl. 10.

Počet zkoušek se řídí následujícími kritérii:
   na požádání investora
   nejméně 1x na 500 m3
   zkoušky z každého zdroje kamene

Zazelenění inženýrských objektů

Způsob zazelenění inženýrských objektů a tím jejich začlenění do okolního terénu řeší projektová dokumentace, kde jsou ve stavební části navržené stavební opatření (děrovaná drenážní trubka, vytvoření kapsy za pomoci geotextilií, apod.), které umožní vysazení zeleně.

Samotné druhové složení zeleně s ohledem na lokalitu stavby a její osazení na konstrukci řeší projekt sadových a vegetačních úprav.

Ing. Poustka a Eiselt ze společnosti PROXIMA v rozhovoru pro časopis Kámen (3/2003) uvádí, že záleží především na tom, jak je gabionová zeď navržena. Např. u protihlukové stěny vysoké 3 m, za níž je hlíněný val, se ozelenění provádí až v tomto valu. Tam, kde se šetří s místem, se zase vytvářejí uvnitř kamenné stěny tzv. čočky, z geotextilie, do nichž se nasází zeleň. Některé firmy provádí nástřik zeminy se směsí semen přímo do hotové konstrukce.

Stává se pravidlem, že projekty řeší ozelenění jako svoji nedílnou součást. Esteticky vhodně působí promyšlené horizontální i vertikální členění pohledových ploch, což je u gabionové konstrukce snadněji proveditelné než u klasické zdi z kamene a malty. Určitou zvláštností je použití dlouhokmenných dřevin. V gabionové kontrukci se ponechá určitý prostor, kmen se obalí geotextilií, aby se nepoškodil a protáhne se zdí. Koruna stromu pak vlastně vyrůstá z lícové, pohledové strany zatímco kořenový bal zůstane vzadu za zdí.

Obr. Úprava toku ve Staré Bělé (autor Klára Šústková) Obr. Břehové opevnění na Morávce – úsek nad vodním dílem Morávka (autor Klára Šústková

Při řešení problematiky samovolného zazelenění drátokamenných konstrukcí jsem měla možnost porovnat celkem čtyři úseky toků, upravené pomocí drátokamenných konstrukcí. Dva se nacházejí v intravilánu (potok ve Staré Bělé (Foto 10.1.) a Ludgeřovicích) a dva v extravilánu (úsek Morávky nad vodním dílem Morávka (Foto 10.2.), Skalická Morávka).
Úpravy na Morávce byly v době pořízení snímků staré 3 roky a byly pokryty vegetací mnohonásobně více než 6 let stará břehová opevnění stejného typu na tocích ve Staré Bělé a v Ludgeřovicích. Co tedy hraje hlavní roli při rychlosti zazelenění? Nejen závislost na další úpravě toku, jakou mohou být navazující betonová opevnění břehu, ale také vzdálenost dostupné vegetace se zdroji semen.

   ŽIVOTNOST SYSTÉMU

Klíčovou otázkou životnosti materiálu z pozinkovaného drátu a kvalitativními parametry plnícího materiálu se zabývá elaborát univerzity v Bologni, vypracovaný pro firmu Maccafferi. Vychází se z předpokladu, že doba životnosti zinkového povlaku a samotného ocelového drátu musí být větší než doba tzv. konsolidace drátokamenného systému. Pod pojmem konsolidace se rozumí prorůstání kamenů vegetací a výplň mezer naplavenou, případně navátou zeminou.

Se životností souvisí i ochrana proti bludným proudům a snížení agresivity prostředí volbou vhodné zeminy na zpětný zásyp za konstrukcí. Životnost zinkového povlaku je zabezpečená na úrovni evropské špičky gabionových materiálů, které dokumentují i stabilně dosahované parametry. Korozivní odolnost byla testovaná v TSUS s velmi dobrými výsledky, což dokumentuje výsledek na současně dodávaném materiálu do systému.

Hlavní faktory, které určují odolnost gabionové stavební konstrukce BLOCK-SK
® proti korozi, jsou spojené s následujícími parametry objektu využívajícího konstrukci BLOCK-SK® .
   návrh konstrukce objektu
   vývoj okolního prostředí ve vztahu k objektu
   stavební konstrukce BLOCK-SK
®
   odolnost a trvanlivost drátu

ODOLNOST A TRVANLIVOST DRÁTU

Všeobecně je možno říci, že předpokládaná životnost materiálu je neomezená, jestliže životnosti drátu, který je vystaven atmosférickým vlivům a mechanickému působení je delší než přirozené sedání zeminy, způsobené přítomností stavebního objektu.

T pozinkování + T drátu = T čas sedání

Čas sedání zeminy vlivem přítomnosti objektu ze stavební konstrukce BLOCK-SK
® se může lišit podle prostředí. V mnohých případech je tento čas velmi krátký – několik let, anebo měsíců. V případě, že nepředpokládáme stabilizaci zeminy (jako jeden z bezpečnostních faktorů) a bereme v úvahu pouze vlastnosti pozinkovaného ocelového drátu v existujících objektech nezávisle na konsolidačních procesech, vytvářených v prostředí, je zřejmé, že koroze jako elektrochemický jev ovlivňuje i materiál BLOCK-SK®. Z tohoto důvodu je materiál pro zabezpečení dlouhé životnosti galvanizován zinkem ve vrstvě min. 280 g/m2 a je použit průměr drátu 4,00 mm.

U stavebních objektů ovlivňuje drát více vodních a atmosférických faktorů (zásaditost, obsah kyselin a jejich složení, teplota, přítomnost plynu a jeho druh, anebo jiné substance apod.).

U staveb, kde je počítáno s velmi vysokou životností, je vhodné provést vyskládání kamenivem. V tomto případě se po několika letech vyskládané kamenivo zkonsoliduje a usadí takovým způsobem, že začne působit jako klasická kamenná rovnanina stavěná nasucho a má charakter rostlého terénu. Jemné částice vyplní mezery mezi kameny a kořenový systém zpevní stavbu. Časem odolnost staveb z gabionů neklesá, ale naopak se zvyšuje.

Podle představitelů stavební firmy PROXIMA (Kámen, 3/2003) je vždy nutno počítat s tím, že extrémně velké plaveniny, např. kmeny stromů, mohou narušit především konstrukce s pletenou sítí. Avšak předpokládaná odolnost sítí a spojovacího materiálu se odhaduje zhruba na 70 let. Zeď o mocnosti 1-2 metry bude navíc po 70 letech natolik stabilizovaná, že ji částečný rozpad sítě už neohrozí. Důležité je, že dopadiště vody se řeší buď matrací, nebo – případě vyššího stupně – tzv. balvanovými skluzy, které zajišťují stabilitu i při částečné destrukci gabionu.

VÝVOJ OKOLNÍHO PROSTŘEDÍ VE VZTAHU K OBJEKTU

V rámci možností je důležité vyhodnotit, jakým způsobem a jestli se bude měnit prostředí, aby bylo možné posoudit zda dojde ke změně bezpečnostních faktorů, získaných při výpočtu. Z praktických zkušeností vyplývá, že bezpečnostní faktory vždy po určitém čase narůstají. Tento proces je následkem probíhajícího zpevnění (konsolidace) výplně a zeminy za rubem zdi, a proto vzrůstá odolnost proti sesuvu (soudržnost). Dalším pozitivním efektem, jež je způsoben zpevněním zpětného zásypu, resp. zeminy za objektem, je růst vegetace a především prorůstání kořenů, což zvyšuje stabilitu zeminy.

V případě využití gabionové stavební konstrukce BLOCK-SK
® podél vodních toků je velmi pravděpodobné zpevnění úplným zanesením konstrukce. V případě objektů, jež jsou vystaveny pouze působení atmosférických srážek, anebo působení podzemní vody se projevují změny prostředí prostřednictvím zpevnění zeminy a růstem vegetace evidentněji v případě stupňovitých vnějších stran a stěn.

 
GABIONOVÉ KONSTRUKCE VE VODNÍM TOKU

Při použití gabionových konstrukcí ve vodním toku je nutné věnovat pozornost správnému položení sítí, které přicházejí nebo by mohly přicházet do styku s proudící vodou. Vodorovné dráty musí být v takovém případě umístěny před dráty svislými (resp. dráty ve směru toku musí být nad dráty kolmými ke směru toku). Tím se podstatně sníží možnost mechanického poškození konstrukce gabionu vodou a unášenými předměty.

DRUHY STAVEB VE VODNÍM TOKU
Kromě klasického opevnění břehů se dále realizují různé propustě, a to hlavně v místech, kde tok křižuje komunikaci, nebo ho je třeba usměrnit za jiným účelem.

Méně známým druhem použití drátokamenných košů a matrací je výstavba výhonů v tocích řek. Podle Macury (1996) nazýváme výhony stavby vybudované napříč proudem vody, které zahrazují část koryta a soustřeďují do něj vodní tok. Používají se hlavně tam, kde dochází k velké erozi půdy vlivem většího meandrování, k ochraně ohrožených objektů a komunikací. Díky typickému tvaru se jim někdy říká „kladiva“, kdy rameno výhonu je zakončeno širší a masivnější částí, aby lépe odolávala proudu s nejvyšší energií.

Výhony mohou být nepropustné nebo propustné. Při použití drátokamenných konstrukcí se jedná samozřejmě o propustné.

VÝHONY

Ojedinělé výhony mají pouze lokální význam. A používáme je jen na místní ochranu břehů a na odražení vodního proudu od podemletého břehu (horizontální výmol). Výhony používáme zpravidla v souběžných řadách.

Úklon výhonů:
   Podle toho, jaký úhel svírají výhony s osou toku, rozeznáváme tyto typy výhonů:
  deklinační vybíhají šikmo po proudu toku ( < 90o)
   kolmé neboli normální výhony jsou kolmé na proudnici
  inklinační vybíhají šikmo proti proudu toku ( > 90o)

Obr.  Situační umístění výhonů v korytě toku podle Macury (1966)

Výhony neohraničují plynule (nepřetržitě) nové koryto, ale vytvářejí v hranicích nových břehů pevné body působící na soustředění vody a na její pravidelné proudění.

Výhony tedy představují otevřený úpravný systém. Pomocí nich staré koryto zužujeme. Podél hlav voda prohlubuje nové koryto. Protože výhony přehrazují prostor mezi upravovanou čárou a starými břehy,, stěžují průtok a zmenšují rychlost vody, způsobují zanášení splaveninami a plaveninami a postupné vytváření nových břehů.

Zkušenosti ukázaly, že nejlepší výsledky při usměrňování toku, ale i při zanášení prostor mezi výhony dávají inklinační výhony s úhlem odklonění výhonů od osy toku 80o v přímých tratích, 70o v konkávních a 90o v tratích konvexních (Obr.12.1.).
Voda, která se přelívá přes ně, se vrací do prostředí koryta a nepodemílá břehy. Aby tyto břehy voda nepodemílala, musí být dobře opevněné.
Výhony, u kterých sahá horní část až nad hladinu velké vody, se provádí deklinační.

Obr. Rozestup výhonů na přímé, konkávní a konvexní straně toku
podle Macury (1966)

s – šířka upravovaného toku

Situování výhonů ve vodním toku

Aby byl břeh chráněný před podemíláním a odplavováním vodou, která přepadává přes výhon, je třeba výhon někdy výhon zalomit. Mohou se přitom vyskytnout tyto případy: břeh se ve vztahu k projektované ose koryta přibližuje (Obr. 12.3.a), nebo se od něho vzdaluje (Obr. 12.3.b).

Obr.  Zalomení výhonu podle Macury (1966), v případě

a) přibližujícího se břehu k projektované ose koryta b) oddalujícího se břehu k projektované ose koryta

Mezi jednotlivými výhony musí být takový rozestup, aby byl proud vody soustavně od břehu odstrkávaný, a proud, který vtéká mezi ně, natolik oslabený, aby došlo k zanášení prostoru mezi výhony. Všeobecně by rozestup mezi inklinačními výhony neměl být větší, než je normální šířka koryta a zároveň ne větší, než je délka výhonů. Z uvedených dvou podmínek rozhoduje ta, která dává menší hodnotu. Z toho plyne, že krátké výhony se musí umisťovat blíže k sobě. Délka výhonů závisí na vzdálenosti upravované hranice od starých břehů. Na konkávní straně je třeba volit mezi výhony menší rozestup, na konvexní straně větší. Čím je křivost koryta větší, tím hustější musí být výhony na konkávní straně a řidší na konvexní.

Vhodný rozestup se volí podle podmínek na každém úseku toku (podélný sklon, jakost a množství splavenin). Na začátku se doporučuje vybudovat jen každý druhý výhon, a to proto, že částečným zanesením výhonového pole se značně zmenší kubatura nového výhonu, který se později založí uprostřed.

Pokud se realizují výhony na obou březích, je třeba je situovat tak, aby se podélné osy oboustranných výhonů protínaly v ose upraveného toku. Bez problému se to dá uskutečnit na přímých úsecích. U zakřivených jen pokud je to potřebné a navíc s omezeným počtem výhonů. Pokud jsou průsečíky os oboustranných výhonů s proudnicí vzdálené více než 15 m, nemá voda dostatečné usměrnění.

Výška výhonů

Hlavy výhonů se dělají do výšky hladiny malé vody (podvodný výhon), a to když jde o soustředění malé vody, jak se to realizuje na splavných tocích. Do výšky hladiny průměrného průtoku (zátopový výhon), resp. do hladiny velké vody se umísťují hlavy na nesplavných tocích. Jen výjimečně je hlava výše než hladina velké vody. Tato výška je velmi důležitá a závisí na typu toku, množství unášených a ukládaných splaveni, na průtocích během roku a hlavně na charakteru práce, kterou tok vykonává, tj. na mechanické práci, směrodatné pro vytvoření přirozeného koryta na daném úseku.

Vrchní část výhonu, tzv. koruna, má mírný podélný sklon se stoupáním ke břehu – při krátkých výhonech bývá větší než při delších.

Výhodné je, když je když je vrchní část výhonu při kořeni vyšší než je hladina velké vody, protože za této podmínky se tu voda přes něj nepřelévá a nemůže ho obejít. To je však možné jen tam, kde je k dispozici vysoký terén. Koruna výhonu nemůže být vyšší než je břeh, protože takovýto výhon by byl při kořeni během velké vody obcházen.

Pokud je třeba, aby koruna výhonu byla při kořeni vyšší, než je výška terénu, jak se to stává u tocích s velmi nízkými břehy, je možné u kořene výhonu udělat hrázku s korunou přesahující hladinu velké vody. V takovém případě musí být zapojená do přilehlého vyššího terénu, aby ji velká voda neobešla.

Pokud výhony chrání ohrožený břeh, jak to bývá na velkých tocích s vysokými břehy, a pokud tyto výhony sahají nad hladinu velké vody, bývá jejich koruna vodorovná.

Účinky výhonů

Výhon přehrazující do určité výšky a šířky průtokový profil způsobuje částečné vzdmutí hladina. Ve výhonovém poli, kde voda nemůže mít normální průtok, nemá a nebo má jen nepatrný podélný sklon hladiny (Obr. 12.4.).

Obr. Účinek výhonů na hladinu vody v korytě
podle Macury (1966)

1 – hladina vody v ose koryta
2 – hladina vody ve výhonovém poli

Spodní proudění pod hlavou výhonu způsobuje jednak vymílání dna těsně pod hlavou výhonu, jednak strhuje po dně pohybující se splaveniny a vleče je do výhonového pole, kde se usazují nejvíce ve střední části válce, protože tam je rychlost vody nejmenší. Tak nastává samočinné zanášení prostoru mezi výhony.

Obr.  Vodní proudy v mezivýhonových polích (Macura,1966)

Vodní proud naráží nejsilněji na hlavu nižšího výhonu, kde vzniká lokální vzdmutí hladiny. Následkem rozdílu hladin na horní straně hlavy výhonu proudí voda okolo hlavy výhonu zpět do koryta. Zpětné spodní proudy u dna opět odnášejí uložený materiál a okolo hlavy výhonu vzniká výmol.

Literatura :
Algon plus, a.s.: Technologický postup realizace staveb z gabionových stavebních konstrukcí systému ALGON. Algon Plus, a.s., dopravní a inženýrské stavby, 17 str.
Šústková Klára (2006) : Použití gabionů při úpravách a revitalizacích říčních systémů, diplomová práce (vedoucí Ing, Hana Kretová), IEI, HGF VŠB – TU Ostrava
Zástěra, Z. (1982): Vyzkoušení vegetačního opevnění z hlediska hydrotechnického. Vodní hospodářství, č. 11, 32 str.

www.gabion.cz.

www.wirex.cz

www.geoportal.cenia.cz