Георешетки – это геосинтетические материалы, используемые в качестве армирования в строительных работах. Обсуждаются виды георешеток, их функции и применение в строительных работах. Георешетки можно отнести к категории геосинтетических материалов, которые используются в строительной отрасли в виде армирующего материала. Его можно использовать для армирования грунта или для армирования подпорных стен, и даже многие области применения этого материала находятся на пути к расцвету. Высокий спрос и применение георешеток в строительстве обусловлены тем, что они хорошо выдерживают растяжение и обладают более высокой способностью распределять нагрузку на большую площадь.

Происхождение георешетки и ее производство
- Метод-1: путем выдавливания
- Способ-2: спицами или ткачеством
- Метод-3: путем сварки и экструзии
Функции и работа георешетоs
- Натяжной мембранный эффект
- Улучшение несущей способности
- Боковая ограничивающая способность
Виды геосеток
- Одноосные георешетки
- Двухосные георешетки
Применение георешеток в строительстве
- Применение георешеток в строительстве подпорных стен
- Применение георешеток в грунте фундамента
- Применение георешетки в дорожном строительстве
Преимущества георешеток в строительстве

Происхождение георешетки и ее производство

Геосинтетический материал, георешетки, представляют собой полимерные изделия, образованные с помощью пересекающихся сеток. Полимерные материалы, такие как полиэстер, полиэтилен высокой плотности и полипропилен, являются основным составом георешеток. Эти сетки образованы ребрами материала, которые при их изготовлении пересекаются в двух направлениях: одно в машинном направлении (md), которое проводится в направлении производственного процесса. Другое направление будет перпендикулярно ребрам машинного направления, которые называются поперечным машинным направлением (CMD).

Рис. Формирование ребра георешетки в машинном и поперечном направлениях технологического процесса

Эти материалы образуют материалы с матричной структурой. Открытое пространство, как показано на рисунке выше, из-за пересечения перпендикулярных ребер называется проемами. Это отверстие варьируется от 2,5 до 15 см в зависимости от продольного и поперечного расположения ребер. Среди разных видов геотекстиля более жесткими считаются геосетки. В случае с георешетками прочность в местах соединения считается более важной, так как через эти соединения передаются нагрузки от соседних ребер. Для ребер доступно множество вариантов изготовления. Здесь мы собираемся обсудить три наиболее часто используемых метода изготовления георешеток:

Метод-1: путем выдавливания

Сообщить об этом объявлении

Этот метод изготовления георешеток включает экструзию плоского листа пластика в желаемую форму. Используемый пластиковый материал может представлять собой полипропилен высокой плотности или полиэтилен высокой плотности. Поверх листа кладут уже установленный перфорационный шаблон, чтобы сделать отверстия для формирования нужных сеток. Пробивание набора отверстий приведет к образованию так называемых апертур. Следующий шаг включает в себя развитие прочности на растяжение путем растяжения материала как в продольном, так и в поперечном направлении. Рисунок, представляющий экструдированную георешетку, показан ниже.

Рис. Георешетка, изготовленная методом экструзии

Способ-2: спицами или ткачеством

В этом методе изготовления георешетки отдельные нити из полиэфирного или полипропиленового материала подвергаются либо вязанию, либо ткачеству для образования гибких соединений, образующих отверстия. Рекомендуется, чтобы эти материалы обладали высокой прочностью, чтобы придать георешетке желаемые свойства. Продукт покупают на рынке, нанося на него дополнительное покрытие либо из битумного материала, либо из поливинилхлорида, либо из латекса. Этот выбор зависит от производителя георешеток.

Сообщить об этом объявлении

Рис. Сварка ребер, образующих проемы

Функции и работа георешеток

Георешетки выполняют функцию удержания или захвата заполнителей вместе. Этот метод блокировки заполнителей поможет в земляных работах, которые механически стабилизируются. Отверстия в георешетках помогают сцеплять заполнители или почву, которые укладываются на них. Представление этой концепции показано ниже.

Рис. Изображение георешетки, ограничивающей заполнители

Георешетки, как упоминалось выше, помогают перераспределить нагрузку на большую площадь. Эта функция сделала конструкцию дорожного покрытия более стабильной и прочной. Он имеет следующие функциональные механизмы при применении для строительства дорожного покрытия:

Натяжной мембранный эффект

Этот механизм основан на концепции вертикального распределения напряжений. Это вертикальное напряжение возникает из-за деформированной формы мембраны, как показано на рисунке ниже. Этот механизм изначально рассматривался как первичный механизм. Но более поздние исследования показали, что латеральный ограничивающий механизм является основным критерием, который необходимо принимать во внимание.

Рис. Сварка ребер, образующих проемы

Функции и работа георешеток

Рис. Изображение георешетки, ограничивающей заполнители

Натяжной мембранный эффект

Улучшение несущей способности

Рис. Механизм повышения несущей способности

Одним из основных механизмов, происходящих после установки георешетки в дорожном покрытии, является уменьшение бокового смещения заполнителя. Это приведет к устранению стрессов; что если бы существовало, то переехало бы в земляное полотно. Слой георешетки обладает достаточным сопротивлением трению, препятствующим боковому смещению грунтового основания. Таким образом, этот механизм улучшает несущую способность слоя. Уменьшение внешних напряжений означает образование внутренних напряжений, что является причиной увеличения несущей способности.

Боковая ограничивающая способность

Напряжения, создаваемые колесными нагрузками, воздействующими на дорожное покрытие, приводят к боковому перемещению заполнителей. Что, в свою очередь, влияет на устойчивость всего дорожного покрытия. Геосетка ограничивает это боковое смещение.

Виды геосеток

В зависимости от производственного процесса, связанного с геосетками, он может быть:

Экструдированная георешетка
Тканая георешетка
Приклеенная георешетка

В зависимости от того, в каком направлении происходит растяжение при изготовлении, георешетки классифицируются как

Одноосные георешетки
Двухосные георешетки

Одноосные георешетки

Эти георешетки образованы растяжением ребер в продольном направлении. Так, в этом случае материал обладает большей прочностью на растяжение в продольном направлении, чем в поперечном.

Двухосные георешетки

Здесь при штамповке полимерных листов растяжение производится в обоих направлениях. Следовательно, функция прочности на растяжение в равной степени дается как в поперечном, так и в продольном направлении.

Рис. Одноосные и двухосные георешетки, изготовленные методом экструзии

Применение георешеток в строительстве

Применение георешеток в строительстве подпорных стен

Использование георешеток в строительстве подпорных стен находится в области обратной засыпки грунта. Удерживание почвы вместе поможет в стабильной конструкции подпорной стены. Структурную целостность грунта можно повысить, армировав его георешетками. Это помогает в ограничении обратной засыпки, а также помогает в распределении нагрузок. Георешетки решают проблемы с мягкой засыпкой или наклонным грунтом.

Рис. Типичное расположение георешеток в подпорных стенах

Увеличение длины георешетки поможет в увеличении массы конструкции. Это помогает строить более высокие стены. Концепция означает, что георешетки заставят весь блок вести себя как единая масса. Минимальная высота, с которой должна начинаться укладка георешетки, зависит от типа грунта, степени давления на стену от засыпки и других факторов.

Характеристики системы подпорных стен из георешетки

Система подпорной стены с георешеткой имеет определенные уникальные характеристики, которые отличаются от традиционной конструкции подпорной стены, такой как бетонная подпорная стена и гравитационные подпорные стены.

Рис. Завершенная подпорная стена из георешетки

Конструкция подпорной стены, армированная георешеткой, приобретает следующие характеристики:

Система георешетки более гибкая по своей природе. Подпорная стенка с системой георешеток имеет более высокую адаптационную способность при деформациях фундамента по сравнению с традиционной конструкцией, которая по своей природе очень жесткая.
Большая гибкость означает, что они ведут себя хорошо, как сейсмостойкие.
Это строительство можно сделать более экономичным, по сравнению с традиционным методом. Полигон можно сделать более крутым, что показывает снижение затрат. Большая высота стены и крутизна создаются с помощью системы армированного грунта.
Бортовая георешетка имеет защиту от лесонасаждений. Это дает экологические преимущества, что является важным параметром в устойчивом строительстве.
Конструкция подпорной стены из георешетки гарантирует качество и снижение стоимости строительства. Это помогает в быстром и удобном строительстве.
Со временем георешетка, армирующая конструкцию подпорной стены, и ее преимущества заслужили признание, что потребовало увеличения строительства автомагистралей, железных дорог, плотин, портов, планирования городов и проектов, ориентированных на окружающую среду.

Применение георешеток в грунте фундамента

Георешетки можно использовать для стабилизации грунта под фундаментом, в основном, в неглубоком фундаменте. Чтобы знать, что режимы разрушения под фундаментом из армированного грунта должны быть поняты. Наблюдаются четыре отказа:

Отказ 1: Отказ несущей способности
Отказ 2: Отказ слоя георешетки при отрыве
Неудача 3: Разрушение геосинтетического слоя
Отказ 4: Ползучесть Разрушение геосинтетического слоя (георешетки)

На рисунке ниже показано расположение слоя георешетки под прямоугольным фундаментом. Предположим, что размеры фундамента равны B x L, а размер слоя георешетки – bxl (в форме ширина x длина, как показано на рисунке ниже). Как показано на рисунке, «h» — это расстояние между каждым слоем георешетки. Первый слой георешетки размещается на высоте «u» ниже уровня земли. Если имеется N слоев армирующей георешетки, общая толщина георешетки может быть определена уравнением

d = u + (N – 1) h → Уравнение-1

Рис.1: Поперечное сечение и план прямоугольного фундамента, опирающегося на армированный георешеткой грунт.

На рисунке 2 ниже показано общее соотношение между нагрузкой и осадкой фундамента в двух случаях:

Армированный грунт и
Неармированный грунт.

Эффект армирования можно измерить с точки зрения коэффициента несущей способности (BCR). Коэффициент несущей способности формируется с помощью предельной несущей способности при заданной максимальной осадке. Скажем, BCRU будет коэффициентом несущей способности, измеренным с точки зрения предельной нагрузки. Тогда из рисунка ниже

BCRU = qu(R)/qu –> Уравнение-2

Если BCRS – коэффициент несущей способности в данном населенном пункте. Пусть это будет Се, тогда

BCRS = qR/q -> Уравнение-3

Рис. 2: Кривая стабилизации нагрузки для фундамента, опирающегося на армированный и неармированный грунт.

Рис.3: Изменение предельной несущей способности в зависимости от отношения u/B

На рисунке 3 выше показано изменение несущей способности при изменении отношения u/B. Видно, что BCRu максимален при значении u/B > (u/B)cr. При значении (u/B)max значение BCRu ниже. Первый диапазон называется зоной-1, диапазон между (u/B)cr и (u/B)max называется зоной-2, диапазон для u/B > (u/B)max называется зоной 3. На рис. 4 и 5 показаны соответствующие поверхности разрушения для зон 1, 2 и 3 соответственно.

Рис.4: Условия Зоны-1 и Зоны-2

Рис.5: Поверхность разрушения в зоне 3

Можно обобщить, что в зоне 1 увеличение коэффициента несущей способности связано с наиболее ограничивающим давлением слоев георешетки. Зона 3 имеет меньшую несущую способность, так как по своей природе действует как полужесткая.

Применение георешетки в дорожном строительстве

Конструкция георешетки в дорожном строительстве имеет следующие особенности:

Улучшение земляного полотна: земляное полотно, являющееся наиболее важным несущим слоем, становится твердым и прочным благодаря георешеткам. Таким способом можно решить проблему мягкого грунтового основания.
Усиление основания дорожного покрытия: увеличение толщины основания повысит жесткость основания. Но чрезмерное увеличение толщины неэкономично. Армирование данного базового слоя придаст адекватную жесткость, что поможет уменьшить толщину и время строительства. Это также способствует увеличению срока службы дорожного покрытия.

Процедура строительства георешетки для подготовки земляного полотна показана на рисунках 6,7 и 8.

Рис.6: Укладка георешеток на выровненное грунтовое основание в качестве армирования

Рис.7: Размещение агрегатов поверх слоя Geogrid

Рис.8: Окончательное уплотнение и прокатка

Преимущества георешеток в строительстве

Простота конструкции: Георешетка может быть установлена в любых погодных условиях. Это делает его более требовательным.
Оптимизация земли: этот метод установки георешетки в почву делает непригодную территорию пригодной для ее подготовки, чтобы она соответствовала желаемым свойствам для строительства. Таким образом, георешетка помогает в правильном использовании земли.
Геосетка способствует стабилизации грунта
Получается более прочный грунтовый массив
Более высокая несущая способность
Это хорошее средство для сохранения почвы от эрозии.
Нет необходимости в растворе. Материал реализуется в сухом виде.
Нет проблем с доступностью материалов
Георешетки гибки по своей природе. Они известны своей универсальностью.
Георешетки обладают высокой прочностью, снижая затраты на техническое обслуживание. Они обладают высокой устойчивостью к воздействию окружающей среды.
Материалы тестируются на основе стандартных норм и правил.

Подробнее: Проектирование сегментной подпорной стены из георешетки с расчетами Геосинтетика в гражданском строительстве и строительстве