Ο ρόλος των φυτών και της βλάστησης στα τεχνικά έργα

Στη σύγχρονη εποχή, οι πόλεις και οι υποδομές μας αντιμετωπίζουν μια σειρά από προκλήσεις που απειλούν την ποιότητα ζωής και τη σταθερότητα των κατασκευών. Η διάβρωση του εδάφους, οι κατολισθήσεις και οι καταστροφές σε περιοχές με έντονες κλίσεις αποτελούν μερικά από τα σημαντικότερα προβλήματα που καλούμαστε να αντιμετωπίσουμε. Η αυξανόμενη πυκνότητα πληθυσμού και η ανάγκη για νέες κατασκευές επιβαρύνουν το περιβάλλον, καθιστώντας επιτακτική την ανάγκη για καινοτόμες και βιώσιμες λύσεις.

Ένα από τα πιο αποτελεσματικά εργαλεία που έχουμε στη διάθεσή μας είναι η ενσωμάτωση της βλάστησης και των φυτών στα τεχνικά έργα, ιδίως όσον αφορά τη σταθεροποίηση των πρανών, την προστασία του εδάφους από διάβρωση και την ενίσχυση των μηχανικών ιδιοτήτων του εδάφους. Τα εδάφη παρουσιάζουν συγκεκριμένες ιδιότητες που επηρεάζουν την ευστάθεια των πρανών, την αντοχή των εδαφών και την ανάπτυξη βλάστησης σε αυτά. Η ευστάθεια των πρανών δύναται να βελτιωθεί με την εφαρμογή φυτοτεχνικών έργων, τα οποία παρουσιάζουν συγκεκριμένα πλεονεκτήματα. Η υδατική και αιολική διάβρωση των εδαφών προκαλείται από διάφορες αιτίες και δύναται να μετριαστεί με την κάλυψη του εδάφους από βλάστηση. Παρακάτω παρουσιάζονται συνοπτικά κάποιες μέθοδοι που εφαρμόζονται με επιτυχία στα τεχνικά έργα και έχουν σημαντικά αποτελέσματα.

Μέθοδοι σταθεροποίησης πρανών με φυτοκάλυψη. Η βλάστηση συνεισφέρει σημαντικά στην ευστάθεια των πρανών, καθώς μειώνει την επιφανειακή απορροή, αυξάνει τη διήθηση του νερού, σταθεροποιεί το έδαφος με τη βοήθεια των ριζών, συγκρατεί τα εδαφικά υλικά που μεταφέρονται με την επιφανειακή απορροή και βοηθάει στην αισθητική αναβάθμιση του τοπίου.

Για τη σταθεροποίηση των πρανών δύναται να χρησιμοποιηθεί η βιολογική μηχανική με φυτοτεχνικά έργα. Ως βιολογική μηχανική νοείται το σύνολο των μέτρων και δράσεων που αφορούν τη χρήση βλάστησης ή υλικών που προέρχονται από αυτήν και αποσκοπούν στην αύξηση της σταθερότητας των πρανών

Τα φυτοτεχνικά έργα συμβάλλουν τόσο στην προστασία των πρανών όσο και στην αποκατάσταση της αισθητικής του τοπίου και στην κατά το δυνατόν επαναφορά του στη πρότερη φυσική του κατάσταση. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται στα φυτοτεχνικά έργα είναι είτε ολόκληρα φυτά είτε τμήματα αυτών και προσφέρουν ένα εύρος πλεονεκτημάτων, τα οποία διακρίνονται σε τεχνικά, περιβαλλοντικά, οικονομικά και αισθητικά πλεονεκτήματα.

Τα πλεονεκτήματα διακρίνονται σε

• Τεχνικά: προστασία έναντι υδατικής και αιολικής διάβρωσης καθώς και αύξηση της σταθερότητας των κλιτύων.

• Περιβαλλοντικά: ρύθμιση της θερμοκρασίας του επιφανειακού εδάφους και βελτίωση των συνθηκών διήθησης και εξατμισοδιαπνοής.

• Οικονομικά: μικρό συνήθως κόστος κατασκευής και συντήρησης τους και δημιουργία περιοχών κατάλληλων για ανάπτυξη ορισμένων ειδών καλλιεργειών.

• Αισθητικά: δημιουργία ενός περισσότερο ελκυστικού τοπίου.

Τα συνηθέστερα φυτοτεχνικά έργα είναι: τα κλαδοστρώματα, τα κλαδοπλέγματα, τα κορμοδέματα, οι ξυλαγκαλίδες, τα φυτοκιγκλιδώματα πρανών, οι ξυλοφράχτες, τα γεωυφάσματα, τα φρακτοθέματα, τα μοσχεύματα σε αυλάκια, τα συμπλεγματοθέματα, τα φρακτοσυμπλεγματοθέματα, τα μοσχεύματα, τα συρματοκιβώτια με φυτεύσεις, τα ζώντα περιφράγματα και τα κλαδοθέματα σε χαραδρώσεις.

Η πλέον συνήθης μέθοδος είναι αυτή της υδροσποράς για την προστασία των πρανών του εδάφους από υδατική και αιολική διάβρωση. Το υλικό της υδροσποράς αφορά μείγμα σπόρων, λίπασμα, σταθεροποιητή εδάφους και ύδατος, ενώ η εφαρμογή της μεθόδου πραγματοποιείται με χρήση ειδικού μηχανισμού εκτόξευσης.

Η μέθοδος της προσφέρει δύο σημαντικά οφέλη που συμβάλλουν στην ταχεία προστασία και ενίσχυση των πρανών. Το έδαφος εμπλουτίζεται με οργανικά υλικά που είναι απαραίτητα για την έναρξη της μικροβιακής δραστηριότητας και επιπλέον, πραγματοποιείται εγκατάσταση χλοοτάπητα με σπόρους κατάλληλων φυτών, τα οποία θα ενισχύσουν με τις ρίζες τους την ευστάθεια των πρανών.

Συμπληρωματικά με τις μεθόδους της βιολογικής μηχανικής και τις παραδοσιακές μεθόδους βελτίωσης εδαφών (στερεοποίηση, οπλισμός εδάφους, συμπύκνωση, ενέσεις, ενθέματα μεγάλης δυσκαμψίας κλπ.) υπάρχει πλέον και η δυνατότητα της βελτίωσης της μηχανικής συμπεριφοράς των εδαφών με την χρήση βακτηρίων η οποία είναι γνωστή ως Μέθοδος βιο-τσιμεντοποίησης με τη χρήση βακτηρίων.

Η μέθοδος αυτή είναι σχετικά πρόσφατη στην επιστήμη της γεωτεχνικής μηχανικής και φιλική προς το περιβάλλον και την ανθρώπινη υγεία. Κύριο πλεονέκτημα της μεθόδου είναι η βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων του εδάφους, συμπεριλαμβανομένης της αύξησης της διατμητικής αντοχής και της δυσκαμψίας, με παράλληλη διατήρηση της διαπερατότητας του εδάφους. Η μέθοδος της βιο-τσιμεντοποίησης στηρίζεται στην τεχνική MICP (Microbial Induced Calcite Precipitation), που συνιστά μια βιο-γεωχημική διαδικασία που βασίζεται στη δημιουργία ανθρακικού ασβεστίου στο εσωτερικό του εδάφους, ως αποτέλεσμα της μεταβολικής δραστηριότητας των μικροβίων. Στόχος είναι η καθίζηση του ανθρακικού ασβεστίου στα κενά των κόκκων του εδάφους και η δημιουργία συγκολλητικών δεσμών μεταξύ των εδαφικών σωματιδίων.

Συμπεραίνουμε λοιπόν ότι η βιολογική μηχανική αποτελεί μια αποτελεσματική και οικολογικά ευαίσθητη προσέγγιση για τη σταθεροποίηση εδαφών, των πρανών και την βιωσιμότητα των τεχνικών έργων. Η χρήση φυτών και φυσικών υλικών προσφέρει μια βιώσιμη λύση στα προβλήματα διάβρωσης και κατολισθήσεων, ενισχύοντας παράλληλα τη βιοποικιλότητα και την οικολογική ισορροπία των περιοχών εφαρμογής. Με τη σωστή επιλογή φυτών και τη χρήση κατάλληλων τεχνικών, μπορούμε να επιτύχουμε μακροχρόνια και οικονομικά αποδοτικά αποτελέσματα.

Άρθρο του Ανδρέα Δεληγιάννη | Διπλ. Πολιτικού Μηχανικού, Msc | Εταιρεία Delta Engineering – Σύμβουλοι Μηχανικοί | Τομέας Μελετών Εφαρμογής Τεχνικών Έργων

Κεντρική φωτογραφία: Ανακτήθηκε από: https://www.geoace.com/case/Earthwork-Construction/Slope-Surface-Protection%2C-Keelung%2C-Taiwan και επεξεργάστηκε Delta Engineering (blog)