Геотекстиль

Геотекстиль — это проницаемая геосинтетическая ткань (текстиль), которая может разделять, фильтровать, усиливать, защищать или дренировать при использовании вместе с почвой. По мере роста использования геотекстильных тканей расширялось и производство геотекстильных композитов и таких продуктов, как георешетки и сетки. Геотекстиль и связанные с ним материалы/продукты являются общим термином для этих материалов. Дороги, аэродромы, железные дороги, насыпи, подпорные сооружения, водохранилища, каналы, дамбы, берегоукрепление и береговая инженерия — вот лишь некоторые из многих областей применения в гражданском строительстве, где они могут быть успешно использованы.

Геотекстиль используется как неотъемлемая часть созданного человеком проекта, конструкции или системы с грунтом основания, камнем, землей или любым другим геотехническим материалом, связанным с инженерией. AASHTO (M288-96) определяет стандарты прочности геотекстиля в Соединенных Штатах Америки. В Европе EN 13249:2016 определяет соответствующие характеристики геотекстиля и продуктов, связанных с геотекстилем, используемых при строительстве дорог и других зон с интенсивным движением (за исключением железных дорог и асфальтовых включений), а также соответствующие методы испытаний для определения этих характеристик. Согласно EN 13249:2016 предполагаемое использование этого геотекстиля или продуктов, связанных с геотекстилем, заключается в выполнении одной или нескольких из следующих функций: фильтрация, разделение и армирование. Функция разделения всегда будет выполняться в сочетании с фильтрацией или армированием,

Рисунок 1: Защита от эрозии с помощью геотекстиля (Van Baars, 2016 г.)

Рисунок 2 : Геотекстиль в строительстве дорог

Прочность геотекстиля на растяжение варьируется в зависимости от назначения геотекстиля и требований к конструкции. Например, тканая щелевая полипропиленовая пленка (массой 240 г/м2) имеет диапазон прочности от 30 до 50 кН/м. Угол трения между грунтом и геотекстилем варьируется в зависимости от геотекстиля и грунта. В целях проектирования обычно необходимо применять понижающие коэффициенты к лабораторной прочности геотекстиля на растяжение, чтобы соответствовать условиям площадки.

Различные функции геотекстиля в почвах:

  1. Защита от эрозии
  2. Герметизация
  3. Фильтрация
  4. Армирование
  5. Дренаж
  6. Разделение

Рисунок 3: Шесть различных функций геотекстиля (Van Baars, 2016 г.)

Геомембраны представляют собой непроницаемые мембраны, которые часто используются в качестве отсечек и прокладок. До недавнего времени геомембраны в основном использовались для облицовки каналов и прудов; тем не менее, одним из наиболее распространенных в настоящее время применений является локализация опасных или бытовых отходов и их фильтратов. Подложки из геотекстиля или сетки используются во многих из этих приложений для поддержки или защиты более гибкой геомембраны, а также служат в качестве пути отвода газов и фильтратов, образующихся в определенных отходах.

Строительство армированных земляных конструкций с использованием геотекстиля

Армированная земля – ​​это строительный материал, состоящий из насыпи грунта, который был усилен за счет добавления стержней, стержней, волокон или сетей, которые обеспечивают сопротивление трению в почве. Идея использования стержней или волокон для укрепления почвы не нова. В настоящее время в качестве армирующих материалов при строительстве армированных земляных подпорных стен используются тонкие металлические полосы, геотекстиль и георешетки. Три компонента механически стабилизированной земляной стены — это облицовочный элемент , засыпка и армирующий материал . В качестве облицовочных блоков наиболее распространены модульные бетонные блоки, называемые в настоящее время сегментными подпорными стенками.

Тип облицовочного блока и армирующий материал, используемые в системе, обычно определяют процесс возведения механически стабилизированной земляной стены. Обшивка, также известная как облицовочный блок, может быть гибкой или жесткой, но она должна быть достаточно прочной, чтобы удерживать засыпку на месте и позволять крепления для соединения арматуры. Для облицовочных блоков требуется только небольшой фундамент для строительства, который обычно состоит из траншеи, заполненной массивным бетоном, которая обеспечивает основу, аналогичную той, что используется в домашнем жилье.

Рисунок 4: Общие процедуры строительства с использованием геотекстиля при возведении тканевых стен (Murthy, 2009 г.)

Порядок строительства с применением геотекстиля поясняется на рис. 4. Здесь геотекстиль служит как армированием, так и облицовочным элементом. Процедура описана ниже, как указано Murthy (2009) со ссылкой на рисунок 4.

  1. Начните с адекватной рабочей поверхности и промежуточной площадки (рис. 4 (а)).
  2. Положите лист геотекстиля соответствующей ширины на поверхность земли на расстоянии от 4 до 7 футов от поверхности стены, накинув временную деревянную форму (b).
  3. Засыпьте этот лист грунтом. Обычны зернистые почвы или почвы, содержащие не более 30% ила и/или 5% глины (c).
  4. Строительная техника должна работать с грунтовой засыпкой и не допускать контакта с незащищенным геотекстилем. Разбрасывающее оборудование должно представлять собой бульдозер с широкой гусеницей, оказывающий небольшое давление на землю, на которой он стоит. Оборудование для прокатки также должно быть относительно легким.
  5. Когда первый слой загнут, процесс следует повторить для второго слоя, при этом временная облицовочная опалубка выдвигается от первоначальной поверхности земли или стена отступает примерно на 6 дюймов, чтобы форма могла поддерживаться от первого слоя. В последнем случае опорные стойки должны проникать в ткань.
  6. Этот процесс продолжается до тех пор, пока стена не достигнет заданной высоты.
  7. Для защиты от ультрафиолета и безопасности от вандализма лицевые стороны таких стен должны быть защищены. Для этой цели использовались как торкрет-бетон, так и торкрет-бетон.

Соображения по проектированию механически стабилизированных земляных стен с использованием геотекстиля

Проектирование механически стабилизированной земляной стены включает следующие этапы (Murthy, 2009):

  1. Проверьте внутреннюю устойчивость, обращая внимание на расстояние и длину арматуры.
  2. Проверьте внешнюю устойчивость стены против опрокидывания, скольжения и обрушения фундамента.

Общие соображения по дизайну следующие:

  1. Выбор материала обратной засыпки: обычно указывается гранулированный, свободно дренирующийся материал. Однако с появлением георешеток использование связного грунта набирает обороты.
  2. Обратная засыпка должна быть тщательно утрамбована, чтобы не повредить армирующий материал.
  3. Предполагается, что теория Ренкина для активного состояния верна.
  4. Стенка должна быть достаточно гибкой для развития активных состояний.
  5. Растягивающие напряжения учитываются для арматуры за пределами предполагаемой зоны разрушения.
  6. Разрушение стены произойдет одним из трех способов: а. напряжение в арматуре б. снижение несущей способности c. скольжение всей системы грунта стены.
  7. На засыпку допускаются доплаты. Доплаты могут быть постоянными (например, проезжая часть) или временными. а. Временные надбавки в зоне армирования увеличивают боковое давление на облицовочный блок, что, в свою очередь, увеличивает напряжение в армировании, но не способствует устойчивости армирования. б. Постоянные надбавки в пределах зоны армирования увеличат боковое давление и напряжение в армировании и будут способствовать дополнительному вертикальному давлению на трение в армировании. в. Временные или постоянные надбавки за пределами зоны армирования способствуют боковому давлению, которое стремится опрокинуть стену.
  8. Общая длина L арматуры выходит за плоскость разрушения на длину Lg. При расчете сопротивления трения учитывается только длина Lg (эффективная длина). Длина LR, находящаяся в зоне разрушения, не будет способствовать сопротивлению трения.
  9. В целях проектирования общая длина L остается неизменной для всей высоты стены H. Однако проектировщики могут по своему усмотрению уменьшить длину на более низких уровнях.

Ссылки [1] Ван Баарс Стефан (2016): Продвинутая механика грунтов. Отредактировал и опубликовал Стефан Ван Баарс. Издание, май 2016 г. [2] Murthy VNS (2009): Учебник по механике грунтов и проектированию фундаментов: серия «Геотехническая инженерия». ИЗДАТЕЛИ И ДИСТРИБЬЮТОРЫ CBS PVT LTD