Vải địa kĩ thuật là tấm vải có tính thấm, khi sử dụng lót trong đất nó có khả năng phân phương pháp , lọc, bảo vệ, gia cường và thoát nước. Loại vải này thường được sản xuất từ polypropylene hoặc polyester và được sử dụng nhiều trong các ngành kĩ thuật như thủy lợi, giao thông, môi trường.
Vải địa kĩ thuật dệt polypropyleneVải địa kĩ thuật được sản xuất từ những loại sản phẩm phụ của dầu mỏ, từ một hoặc hai loại polymer ( polyamide ) như polyester và / hoặc polypropylen. Tùy theo hợp chất và phương pháp cấu trúc, mỗi loại vải địa kĩ thuật có những đặc tính cơ lý hóa như sức chịu kéo, độ dãn, độ thấm nước, thiên nhiên và môi trường thích nghi v.v… khác nhau .
Hầu hết các sản phẩm có mặt tại Việt Nam đều được chế tạo bằng polyester và polypropylen. Vải địa kĩ thuật được chia làm ba nhóm chính dựa theo cấu tạo sợi: dệt, không dệt và vải địa phức hợp.
Vải địa kỹ thuật được hiểu như thế nào?
Bạn đang đọc: Vải địa kỹ thuật được hiểu như thế nào?Nhóm dệt gồm những sợi được dệt ngang dọc giống như vải may, như vải địa kĩ thuật loại dệt polypropylen. Biến dạng của nhóm này thường được thí nghiệm theo 2 hướng chính: hướng dọc máy, viết tắt MD (machine direction) và hướng ngang máy, viết tắt CD (cross machine derection). Sức chịu kéo theo hướng dọc máy bao giờ cũng lớn hơn sức chịu kéo theo hướng ngang máy. Vải dệt thông thường được ứng dụng làm cốt gia cường cho các công tác xử lý nền đất khi có yêu cầu.Nhóm không dệt gồm những sợi ngắn và sợi dài liên tục, không theo một hướng nhất định nào, được liên kết với nhau bằng phương pháp hóa (sử dụng chất dính), hoặc nhiệt (sử dụng sức nóng) hoặc cơ (sử dụng kim dùi).Nhóm vải phức hợp là loại vải kết hợp giữa vải dệt và không dệt. Nhà sản xuất may những bó sợi chịu lực (dệt) lên trên nền vải không dệt để tạo ra một sản phẩm có đủ các chức năng của vải dệt và không dệt.
Sử dụng vải địa kỹ thuậtTrong giao thông vận tải vải địa kĩ thuật hoàn toàn có thể làm tăng độ bền, tính không thay đổi cho những tuyến đường đi qua những khu vực có nền đất yếu như đất sét mềm, bùn, than bùn … Trong thủy lợi, sử dụng che chắn mặt phẳng vách bờ bằng những ống vải địa kĩ thuật độn cát nhằm mục đích giảm nhẹ tác động ảnh hưởng thủy lực của dòng chảy lên bờ sông. Còn trong thiết kế xây dựng, sử dụng để gia cố nền đất yếu ở dạng bấc thấm ứng dụng trong nền móng … Trong những khu công trình bảo vệ bờ ( đê, kè, … ) vải địa kỹ thuật được sử dụng thay cho tầng lọc ngược ngược, có tính năng hạ thấp mực nước ngầm vẫn bảo vệ giữ cốt liệu nền khỏi bị rửa trôi theo dòng thấm .Dựa vào mục tác dụng chính, người ta chia vải địa kĩ thuật thành ba loại : ngăn phương pháp , gia cường, và tiêu thoát và lọc ngược .
Chức năng phân phương pháp
Các chiêu thức thường thì để không thay đổi hoá lớp đất đắp trên nền đất yếu bão hoà nước là phải tăng thêm chiều dày đất đắp để bù vào lượng đất bị mất do lún chìm vào nền đất yếu trong quy trình thiết kế. Mức độ tổn thất hoàn toàn có thể hơn 100 % so với đất nền có CBR nhỏ hơn 0,5. Việc sử dụng loại vải địa kĩ thuật thích hợp đặt giữa đất yếu và nền đường sẽ ngăn cản sự trộn lẫn của hai loại đất. Vải địa kĩ thuật ngăn phương pháp ngăn ngừa tổn thất đất đắp và thế cho nên tiết kiệm chi phí đáng kể ngân sách thiết kế xây dựng. Ngoài ra, vải địa kĩ thuật còn ngăn ngừa không cho đất yếu xâm nhập vào cốt liệu nền đường nhằm mục đích bảo toàn những đặc thù cơ lý của vật tư đắp và do đó nền đường hoàn toàn có thể hấp thụ và chịu đựng một phương pháp hữu hiệu hàng loạt tải trọng xe .
Chức năng gia cường
Đối với đường có chiều cao bé ( từ 0,5 đến 1,5 m ), có giả thiết cho rằng cần phải sử dụng vải cường độ cao như thể một bộ phận chịu lực của cấu trúc móng đường. Tuy nhiên, tải trọng xe công dụng trên móng đường hầu hết theo phương đứng, trong khi phương chịu kéo của vải địa lại là phương nằm ngang. Vì vậy, cường độ chịu kéo và độ cứng chịu uốn của vải có tác động ảnh hưởng rất nhỏ trong sự ngày càng tăng năng lực chịu tải của nền dưới tải trọng đứng của bánh xe. Trong trong thực tiễn, dưới tải trọng bánh xe năng lực chịu tải của nền đường có vải địa kĩ thuật hầu hết là do công dụng phân làn ( nhằm mục đích duy trì chiều dày phong cách thiết kế và đặc thù cơ học khởi đầu của những lớp cốt liệu nền móng đường ) hơn là tính năng gia cường về năng lực chịu kéo của cấu trúc. Trong trường hợp đường có tầng mặt cấp cao ( đường bê tông hoăc đường nhựa ) hiệu ích từ tính năng gia cường càng rất số lượng giới hạn. Đó là do tại, để tăng trưởng lực kéo trong vải địa cần phải có chuyển vị đủ lớn trong cấu trúc móng đường để sinh ra biến dạng ngang tương ứng, mà điều nầy thi không được cho phép so với đường có tầng mặt cấp cao. Trong trường hợp thiết kế xây dựng đê, đập hay đường dẫn vào cầu có chiều cao đất đắp lớn, hoàn toàn có thể dẫn đến năng lực trượt mái hoặc chuyển vị ngang của đất đắp, vải địa kĩ thuật hoàn toàn có thể đóng vai trò cốt gia cường phân phối lực chống trượt theo phương ngang nhằm mục đích ngày càng tăng không thay đổi của mái dốc. Trong trường hợp này vải địa có tính năng gia cường .
Chức năng tiêu thoát/ lọc ngược
Đối với những nền đất yếu có độ ẩm tự nhiên lớn và độ nhạy cảm cao. Vải địa kĩ thuật hoàn toàn có thể làm công dụng thoát nước nhăm duy trì và thậm chí còn ngày càng tăng cường độ kháng cắt của đất nền và do đó làm ngày càng tăng năng lực không thay đổi tổng thể và toàn diện của khu công trình theo thời hạn. Vải địa kĩ thuật loại không dệt, xuyên kim có chiều dày và tính thấm nước cao là vật tư có năng lực tiêu thoát tốt, cả theo phương đứng ( thẳng góc với mặt vải ) và phương ngang ( trong mặt vải ). Vì thế, loại vải địa này hoàn toàn có thể làm tiêu tán nhanh gọn áp lực đè nén nước lỗ rỗng thặng dư trong quy trình xây đắp cũng như sau khi kiến thiết xây dựng và dẫn đến sức kháng cắt của nền đất yếu sẽ được ngày càng tăng .Hai tiêu chuẩn để nhìn nhận về đặc trưng lọc ngược là năng lực giữ đất và thông số thấm của vải. Vải địa kỹ thuật cần phải có size lỗ hổng đủ nhỏ để ngăn ngừa không cho những hạt đất cần bảo vệ đi qua đồng thời size lỗ hổng cũng phải đủ lớn để có đủ năng lực thấm nước bảo vệ cho áp lực đè nén nước lỗ rỗng được tiêu tán nhanh .
Lợi ích khi sử dụng vải địa kĩ thuật
Cho phép tăng cường lớp đất đắp bằng việc tăng khả năng tiêu thoát nước.Giảm chiều sâu đào vào các lớp đất yếu.Giảm độ dốc mái lớp đất đắp yêu cầu và tăng tính ổn định của chúng.Giữ được tốc độ lún đều của các lớp đất, đặc biệt trong vùng chuyển tiếp.Cải thiện các lớp đất đắp và kéo dài tuổi thọ công trình.
Các tiêu chuẩn phong cách thiết kế với vải địa kĩ thuật
Với những ứng dụng mà vải địa có những tính năng chính là ngăn phương pháp , tiểu biểu như những loại đường có và không có tầng mặt cấp cao. Với những đê đập cao khi mà những công dụng chính là gia cường và phân làn thì vải địa cần phải có cường độ chịu kéo đủ cao. Thêm nữa, vải phải chịu được ứng suất thi công đồng thời phải bảo vệ đặc thù tiêu thoát và lọc ngược tốt. Các tiêu chuẩn chính cho việc lựa chọn vải là :
Vải có khả năng chống hư hỏng trong thi công và lắp đặt
Để có năng lực phân làn hiệu suất cao, vải địa kĩ thuật phải bảo vệ không bị chọc thủng trong quy trình kiến thiết như bị thủng bởi những vật tư sắc cạnh như sỏi, đá và vật cứng xuyên thủng, hoặc lớp đất đắp không đủ dày trong khi đổ đất. Với trường hợp sau, chiều dày phong cách thiết kế tối thiểu của lớp đắp cần phải được duy trì trong suốt quy trình xây đắp. Để ngăng ngừa vải bị chọc thủng trong thiết kế, người ta thường đo lường và thống kê những thông số kỹ thuật sau để xác lập tính kháng chọc thủng sau :
Chiều dày lớp đất đắp đầu tiên trên mặt vải, phụ thuộc vào giá trị CBR của đất nền bên dưới lớp vải địa.Sự hiện hữu của vật cứng, sỏi, đá trong đất đắp đặc biệt là đối với đất lẫn sạn sỏi.Loại thiết bị thi công, tải trọng và diện tích tiếp xúc của bánh xe và từ đó gây ra áp lực tác dụng tạo cao trình mặt lớp vải.
Lực kháng xuyên thủng của vải địa hoàn toàn có thể xác lập dựa theo điều kiện kèm theo cân bằng lực :
Fvert=π.dh.hh.P
Trong đó :
dh = đường kính trung bình của lỗ thủng.hh = độ lún xuyên thủng lấy bằng dh.P = áp lực do tải trọng bánh xe tác dụng ở cao trình lớp vải.
Hoặc hoàn toàn có thể xác lập lực kháng xuyên thủng theo chiêu thức AASHTO :
Từ các thông số về cường độ CBR của nền, áp lực tác dụng của bánh xe và chiều dày lớp đất đắp sau khi đầm nén sẽ xác định được yêu cầu về độ bền của vải thuộc loại cao (H) hay trung bình (M). Từ mức độ yêu cầu về độ bền (H hoặc M), người ta có thể chọn cường độ kháng chọc thủng yêu cầu.
Vải có các đặc điểm thích hợp về lọc ngược và thoát nước
Hai tiêu chuẩn để nhìn nhận về đặc trưng lọc ngược là năng lực giữ đất và thông số thấm của vải. Vải địa cần phải có kích cỡ lỗ hổng đủ nhỏ để ngăn ngừa không cho những loại hạt đất cần bảo vệ đi qua, đồng thời kính thước lỗ hổng cũng phải đủ lớn để có đủ năng lực thấm nước bảo vệ cho áp lực đè nén nước kẽ rỗng được tiêu tán nhanh .
Độ bền cao khi tiếp xúc với ánh sáng
Tất cả những loại vải địa kỹ thuật đều bị phá huỷ khi phơi dưới ánh sáng mặt trời. Do trong quy trình thiết kế xây dựng vải địa kĩ thuật bị phơi trong một thời hạn dài dưới ánh sáng nên cần sử dụng loại vải có độ bền cao khi tiếp xúc với ánh sáng .
Phương pháp kiến thiết
Vải địa kĩ thuật thường được thiết kế theo những trình tự sau :- Chuẩn bị nền đường : phát quang những cây cối, bụi rậm, dãy cỏ trong khoanh vùng phạm vi thiết kế. Gốc cây đào sâu 0.6 m dưới mặt đất. Nền đường cần có độ dốc để thoát nước khi mưa .- Trải vải địa kĩ thuật trên nền đường, lớp vải nọ tiếp nối đuôi nhau lớp vải kia theo một khoảng chừng phủ bì tùy thuộc vào sức chịu lực của đất ,Sức chịu lực của đất :
CBR Vải không khâu Vải khâu
3 60 cm 8 cm
– Sau cùng trải và cán đá dăm hoặc đá sỏi .
Ghi chú: đối với vải không khâu, được khuyến cáo không nên trải quá 8m trước khi đổ đá để tránh khoảng phủ bì bị tách rời.
Phương pháp thí nghiệm
Khối lượng : ASTM D-3776 ( đơn vị chức năng : g / mét vuông )Chiều dày : ASTM D-5199 ( đơn vị chức năng : mm )Cường độ chịu kéo giật : ASTM D-4632 ( đơn vị chức năng : KN )Độ giãn dài kéo giật : ASTM D-4632 ( đơn vị chức năng : % )
CBR đâm thủng: ASTM D-6241 hoặc Bs 6906-Part4 (đơn vị:N)
Kích thước lỗ 095 : ASTM D-4751 ( đơn vị chức năng : mm )Hệ số thấm : ASTM D-4491 hoặc BS 6906 / 4 ( đơn vị chức năng : x10-4 m / s )
^CBR ( Califomia Bearing Ratio ) là chỉ số biểu lộ sức chịu tải của đất và vật tư sử dụng trong đo lường và thống kê phong cách thiết kế cấu trúc của áo đường theo chiêu thức của AASHTO
Ứng dụng vải và lưới địa kĩ thuật trong xây dựng công trình; TG: Bùi Đức Hợp; Nhà xuất bảnGTVT Hà Nội – 2000.Công nghệ mới xử lý nền đất yếu; TG: Nguyễn Viết Trung; Nhà xuất bảnGTVT Hà Nội – 1998.