Оценка требований к разделению и использование геотекстиля с георешеткой

Одной из наиболее полезных функций геосинтетических материалов является их способность отделять мелкозернистый грунт от гранулированного наполнителя, который используется при строительстве дорог или других объектов гражданского строительства. Существует ряд популярных заблуждений относительно функции разделения. Для инженеров и подрядчиков, которые работают над проектами, где возникает необходимость разделения мелкозернистых грунтов, полное понимание основных принципов проектирования имеет решающее значение для принятия наиболее эффективных и экономичных решений.

Разделение важно по двум основным причинам:

Потери гранулированного засыпного материала вниз в нижележащий грунт земляного полотна под нагрузкой уменьшают эффективную толщину слоя гранулированного заполнителя. Этот процесс эффективно предотвращают как геосетки, так и геотекстиль. Это причина того, что по крайней мере некоторое преимущество достигается по сравнению с обычным строительством всякий раз, когда геосинтетик используется на мягких, мелкозернистых грунтах, независимо от того, правильно ли он спроектирован или нет. Эта функция фактически не зависит от типа геосинтеза и не будет здесь обсуждаться.
Внедрение вверх мелкозернистого материала в зернистую засыпку (нагнетание) снижает ее целостность и прочность, оставляя за собой ослабленное основание. Этот процесс обычно обусловлен присутствием воды, которая удерживает мелкие частицы почвы и позволяет им двигаться. При проектировании разделительной функции можно использовать геосинтетики для предотвращения проникновения вверх мелкозернистого материала. Как это работает, обсуждается ниже.

Поскольку мелкие частицы грунта переносятся водой, есть два способа предотвратить их миграцию в гранулированную засыпку:

Не допускайте попадания воды в гранулированный наполнитель. Это потребовало бы использования непроницаемой мембраны, что было бы неэкономично и непрактично в данном применении.
Позвольте воде пройти через наполнитель, не давая мелким частицам двигаться вместе с ней, используя фильтрацию. Это механизм разделения, используемый как геотекстилем, так и георешеткой, хотя они достигают его по-разному.

Геотекстиль

В случае геотекстиля фильтрация происходит, когда мелкие частицы почвы больше, чем отверстия в ткани, так что они не могут пройти через них. Видимый размер отверстий (AOS) геотекстиля количественно определяет размер отверстий и, следовательно, размер частиц, которые могут быть отфильтрованы тканью. Таким образом можно использовать как нетканый, так и тканый геотекстиль для достижения отделения мелкозернистых грунтов от зернистых насыпных материалов.

Проектировщику важно помнить, что гранулометрический состав грунта земляного полотна напрямую влияет на эффективность разделения таким образом. Чрезвычайно мелкозернистые почвы в условиях полного насыщения не будут эффективно удерживаться геотекстилем со слишком большим AOS.

Это можно проиллюстрировать, положив геотекстиль на почву и пройдясь по нему. Когда на геотекстиль воздействует нагрузка, вода из грунтового основания будет течь через ткань. Если эта вода «грязная» (т.е. содержит частицы почвы), то разделение не достигается. (См. изображение ниже.) Геотекстиль по-прежнему предотвращает потерю гранулированного материала вниз в этих условиях, но не препятствует перекачиванию.

Также очень важно учитывать возможность «слипания» геотекстиля, которое происходит, когда на ткани нарастает слой связного грунтового материала, препятствующий прохождению воды. Если это происходит, это ограничивает дренаж, в результате чего конструкция ослабевает из-за присутствия избыточной воды.

Геосетки

В случае с георешетками разделение достигается другим способом. Отверстия в георешетках значительно больше, чем у мелкозернистых частиц почвы, что привело к частому заблуждению, что георешетки нельзя использовать для разделения.

Это заблуждение основано на игнорировании того факта, что в то время как геотекстиль действует как слой между земляным полотном и гранулированной засыпкой, георешетки действуют как часть гранулированной засыпки и улучшают ее характеристики, в том числе ее способность поддерживать разделение. Это зависит от свойств как георешетки, так и гранулированного наполнителя, а также их взаимодействия, которое создает фильтр, ограничивающий движение мелких частиц почвы. Жесткие, стабильные отверстия георешетки удерживают частицы зернистого наполнителя (препятствуя их перемещению), а градация размера зернистого наполнителя определяет пространство между частицами. При правильном выборе градации достигается фильтрация и мелкие частицы почвы не могут загрязнять гранулированную засыпку.

Надлежащая градация гранулированного насыпного материала может быть определена путем расчета отношения трубопроводов между грунтом земляного полотна и гранулированным насыпным материалом. Для глиняного основания коэффициент трубопровода должен быть меньше 5 при расчете следующим образом:

Грунты земляного полотна с низкой пластичностью, состоящие из ила или очень мелкого песка, по своей природе более подвижны во влажных условиях, чем глины. При наличии этих загрязнений также необходимо проверить, чтобы отношение среднего размера было меньше 25, а именно:

Если эти соотношения будут достигнуты, то георешетка и гранулированная засыпка, работая вместе, будут действовать как фильтр на границе раздела с земляным полотном и перекачки мелких частиц грунта в слой гранулированной засыпки не произойдет.

На следующем рисунке показана фильтрация мелких частиц почвы гранулированным фильтром:

На следующей фотографии показан поперечный разрез стоянки грузовиков, построенной из мелкозернистого органического материала, после 11 лет эксплуатации. Единственным используемым геосинтетиком была геосетка, которая обеспечивала и поддерживала разделение, как показано на рисунке.

В тех случаях, когда эти соотношения не могут быть достигнуты из-за характеристик грунта земляного полотна и имеющегося гранулированного материала, необходимо добавить дополнительный материал для достижения разделения. Это может быть легкий нетканый геотекстиль, укладываемый под георешетку, или слой гранулированного материала с более мелкой градацией размера.

Наконец, важно отметить, что обсуждение здесь вообще не касается стабилизации земляного полотна или несущей способности дорожного покрытия, а касается только разделения мелкозернистых грунтов для предотвращения выкачивания и потери заполнителя.

Связанная запись в блоге: Георешетка Tensar TriAx в качестве разделительного барьера со свободным дренажем Есть вопросы или нужны дополнительные рекомендации? Давайте запланируем вашу внутреннюю презентацию «Обед и обучение» и удовлетворим ваш аппетит к знаниям. Эти презентации длятся 45 минут и могут быть адаптированы к вашим конкретным интересам/типам проектов с отведенным временем для вопросов. Давай пообедаем!

Темы:

Дороги, тротуары и поверхности
Дороги общего пользования
Геосетки