July 16, 2021
Tổng thể các loại vải địa kỹ thuật có thể xứng đáng với chi phí của chúng?
Được lắp đặt đúng cách, những vật liệu này ổn định nền đá
Thông tin cho bài viết này được cung cấp bởi Amoco Fabrics and Fibers, Atlanta, Ga.
Vải địa kỹ thuật thực hiện ba chức năng cơ bản trong việc ổn định các mặt cắt cấp phối: ngăn cách, thoát nước và gia cố.Một số cơ quan ngần ngại chỉ định các loại vải địa kỹ thuật cho các chức năng này vì tin rằng vật liệu làm tăng thêm chi phí của một dự án.Tuy nhiên, với một phương pháp thiết kế tốt để sử dụng vải địa kỹ thuật và lắp đặt thích hợp, hầu hết các dự án đều nhận ra độ dày cốt liệu yêu cầu giảm từ 30% đến 40%.Điều này dẫn đến giảm chi phí sản xuất vì vải địa kỹ thuật không dệt chỉ tốn một phần chi phí tiết kiệm được từ việc giảm tổng hợp cần thiết.
Việc sử dụng vải địa kỹ thuật để tách cốt liệu và nền đất có thể dễ dàng áp dụng cho bất kỳ ai đã đặt phần cốt liệu và nhận thấy nó mất tác dụng theo thời gian từ việc trộn với đất nền bên dưới.Các cuộc điều tra về hư hỏng trên các bề mặt không được lát và lát đá thường cho thấy sự hiện diện của các loại đất hạt mịn xen lẫn với nền tổng hợp.
Khi một lớp cốt liệu được chất lên, phần đáy lỏng lẻo với các vết nứt do căng thẳng cho phép các hạt mịn bên dưới, dưới áp lực, di chuyển lên trên lớp cốt liệu.Chỉ từ 10% đến 20% tiền phạt có thể phá hủy hoàn toàn độ bền cấu trúc của cốt liệu bằng cách can thiệp vào sự tiếp xúc giữa đá và đá cứng.Khi tiền phạt xâm nhập vào một phần của phần kết cấu, độ uốn tăng lên, tiền phạt di chuyển thêm lên trên và phần đó xấu đi cho đến khi xảy ra hư hỏng hoàn toàn của phần kết cấu.Quá trình này có thể nhanh chóng phá hủy hiệu quả của vài inch (milimét) cốt liệu.
Vải địa kỹ thuật cung cấp một lớp ngăn cách giữa cốt liệu và lớp đất nền, để ngăn chặn sự di chuyển của các hạt mịn và do đó bảo tồn vô thời hạn độ dày cấu trúc cốt liệu ban đầu.
Vải địa kỹ thuật thường có chi phí không quá 2 inch đến 3 inch (50 mm đến 75 mm) cho cốt liệu được nén tại chỗ, nhưng có thể tiết kiệm được vài inch (milimét) cốt liệu.Chức năng riêng biệt này ấn tượng hơn đối với các loại đất có lớp phụ yếu, nhưng về lâu dài thì thực tế về mặt kinh tế để sử dụng ngay cả trên các lớp đất phụ có thẩm quyền hơn.
Vải địa kỹ thuật được khuyến nghị cho chức năng phân tách này vì chi phí thấp, hệ số ma sát, độ giãn dài và xếp nếp phù hợp với bất kỳ bề mặt nào, khả năng lọc hiệu quả ngay cả sau khi kéo dài, chống mài mòn và đâm thủng, và hệ số thấm cao của chúng.Vải địa kỹ thuật được làm bằng polypropylene, về cơ bản là trơ và sẽ tồn tại vô thời hạn trong một ứng dụng bị chôn vùi.
Một lợi ích bổ sung của việc sử dụng vải địa kỹ thuật để phân tách là hầu như tất cả cốt liệu trên vải địa kỹ thuật có thể được thu hồi và tái sử dụng.Điều này đặc biệt kinh tế trong các mục đích sử dụng tạm thời như vận chuyển mỏ hoặc đường khai thác gỗ hoặc bất cứ nơi nào có giá thành cao và thiết bị sẵn có để thu hồi đá không bị ô nhiễm.
Chức năng thoát nước của vải địa kỹ thuật có thể rất quan trọng đối với hiệu suất của phần kết cấu.
Nếu đất nền chịu điều kiện ẩm ướt dai dẳng hoặc thậm chí không thường xuyên, thì vải địa kỹ thuật đặt trên nó phải có tính thấm cao để cho phép thoát nước nhanh chóng từ lớp đất chịu tải lên đến lớp cốt liệu thoát nước tự do.Nếu không, trong điều kiện tải trọng nhanh từ giao thông, áp lực nước trong đất có thể làm hỏng lớp nền do quá trình hóa lỏng đất.
Vải địa kỹ thuật cung cấp khả năng thẩm thấu quan trọng này khi chúng lọc hoặc giữ các hạt mịn không di chuyển lên trên vào cốt liệu.Duy trì hệ thống thoát nước của nền cốt liệu và lớp đất nền là rất quan trọng để ngăn chặn sự hư hỏng nhanh chóng của hệ thống hỗ trợ.Vải địa kỹ thuật cũng cho phép sử dụng các cốt liệu thoát nước tự do, thoáng hơn thay vì những cốt liệu bị mịn, bị suy yếu bởi độ ẩm và nhạy cảm với sự đóng băng.
Vải địa kỹ thuật được sử dụng trong gia cố thông qua các cơ chế hạn chế hoặc giam giữ, ma sát, hiệu ứng màng và gia cố cục bộ.
Các cơ chế gia cố này, được cung cấp bởi tất cả các loại vải địa kỹ thuật không dệt và dệt, đã được công nhận rộng rãi.
Cách tiếp cận thiết kế này dựa trên chức năng gia cố nói chung và nhiều năm kinh nghiệm thu được với việc sử dụng vải địa kỹ thuật.Theo hầu hết các nhà nghiên cứu, chức năng gia cố của vải địa kỹ thuật có hiệu lực khi đất dưới lớp nền yếu, thường dưới 12 psi cường độ cắt, hoặc CBR 3. Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu cho đến nay đều đề cập đến tải trọng hạn chế và chức năng gia cố. cũng có thể có hiệu quả trên đất cứng hơn khi thiết kế cho bánh xe tải rất nặng.
Vải được sử dụng trong xây dựng đường với cốt liệu sẵn có tại địa phương như đá dăm, mỏ đá hoặc đá bắn, cát, sỏi hoặc vỏ sò để phát triển lớp kết cấu.Trong gia cố, vải cải thiện hiệu suất của hệ thống kết hợp-vải-đất (AFS) dưới tải trọng của phương tiện lặp lại từ các cơ chế bao gồm hạn chế trên lớp cốt liệu và lớp phụ, hiệu ứng màng, ma sát phát triển ở các bề mặt vải tạo ra lớp ranh giới và cục bộ sự gia cố.
Các cơ chế này thường được đo bằng khả năng chống biến dạng vĩnh viễn hoặc hằn lún.
Hai loại hạn chế sẽ xảy ra trong hệ thống AFS.Đầu tiên là liên quan đến đường cong ngược của vải bên ngoài đường dẫn bánh xe và kết quả là áp lực xuống đất.Tác dụng này làm tăng khả năng chịu lực của đất.Loại hiệu ứng hạn chế thứ hai xảy ra khi các hạt cốt liệu ở bề mặt đất-cốt liệu di chuyển từ dưới khu vực chịu tải nhưng bị hạn chế hoặc có tác dụng gia cường kéo do sự hiện diện của vải.Sức mạnh và mô đun của vật liệu tổng hợp được hưởng lợi từ việc gia tăng hạn chế này.Môđun cốt liệu tăng lên làm giảm cường độ nén của đất khi chịu tải trọng bánh xe.
Khi đường trải qua biến dạng lớn, vải bị kéo căng và phát triển ứng suất kéo, độ lớn của ứng suất này phụ thuộc vào độ căng của vải và mô đun của vải.Hiệu ứng ròng là giảm tải trọng bánh xe và tăng đường dẫn bánh xe bên ngoài.
Để phát triển ứng suất do vải gây ra, cần phải có các biến dạng dọc đáng kể, hình dạng hình học thích hợp và neo vải.Đề xuất tạo ứng suất trước cho vải để giảm biến dạng hệ thống để vải có độ căng đáng kể.
Ma sát phát triển dọc theo mặt phân cách giữa cốt liệu-vải và ma sát-bám dính của mặt phân cách vải-đất tạo ra một lớp ranh giới của cốt liệu và đất tiếp giáp với vải.Vật liệu composite được tạo ra có chứa các đặc tính thuận lợi hơn về độ dẻo và độ bền kéo.Hiệu quả của hiện tượng này gắn liền với độ lớn của ma sát-bám dính được phát triển tại các giao diện.Vải nên phát triển độ bám dính ma sát cao.
Các ứng suất tập trung do tải trọng xe cộ có thể gây ra vết nứt tại các điểm tiếp xúc giữa cốt liệu và lớp phụ.Việc sử dụng vải giữa cốt liệu và đất yếu giúp phân bổ tải trọng, giảm ứng suất cục bộ và tăng khả năng chống chuyển dịch theo phương thẳng đứng.
Được lắp đặt đúng cách, những vật liệu này ổn định nền đá
Sự chuẩn bị ảnh hưởng đến sự thành công trong công việc.Việc sử dụng thành công vải địa kỹ thuật trong việc ổn định đất đòi hỏi phải sử dụng đúng cách.Bốn bước cơ bản liên quan đến việc đặt vải địa kỹ thuật:
Lập kế hoạch và chuẩn bị cẩn thận cho từng bước lắp đặt giúp tăng tốc độ xây dựng và đảm bảo hiệu suất tốt và hưởng lợi đầy đủ từ vải địa kỹ thuật nowoven.
Tuân theo hướng dẫn của nhà sản xuất để xác định độ dày phần kết cấu.Cốt liệu được chọn, bất cứ khi nào có thể, phải là chất kết dính và không nhạy cảm với độ ẩm.
Thông thường, vải địa kỹ thuật được đặt theo hướng giao thông xây dựng.Tuy nhiên, các kích thước cụ thể của dự án có thể thay đổi bố cục này.Các tấm vải địa kỹ thuật nên được chồng lên nhau cả hai bên và kết thúc từ 1,5 feet đến 3 feet (0,5 đến 1 mét), tùy thuộc vào cường độ của lớp nền.
Các mép vải liền kề có thể được may tại hiện trường bằng máy khâu cầm tay chạy bằng máy phát điện.Công việc may đồng ruộng thường đòi hỏi ba hoặc bốn lao động.Các tấm cắt sẵn có thể được cung cấp từ nhà máy và vải có thể được may cách mép vải từ 2 đến 4 inch (50 đến 100 mm).
Việc sử dụng vải cắt sẵn sẽ giảm thiểu nhu cầu may đồng hoặc chồng chéo.Chi phí may có thể được so sánh với chi phí của vải địa kỹ thuật bị mất trong một vùng chồng chéo.Hai lao động có thể dễ dàng xử lý một cuộn vải địa kỹ thuật không dệt.
Trong các hoạt động xây dựng thông thường, xe tải đổ dồn vật liệu lên vải.Máy ủi có bánh xích hoạt động tốt nhất để rải cấp phối.Các mô hình có trọng lượng nhẹ hơn được khuyến nghị cho các hạng con mềm hơn.Máy xúc lật phía trước và máy phân loại động cơ gây áp lực lớn hơn lên lớp phụ.Có thể sử dụng máy đầm rung, nhưng chỉ sau khi máy ủi đã thiết lập được độ đầm hợp lý và ổn định đường ron.Vải địa kỹ thuật ổn định không dệt có thể được sử dụng trong hầu hết các điều kiện thời tiết và nhiệt độ.
Cách cài đặt vải địa kỹ thuật
Bất kể độ bền của lớp phụ như thế nào, địa điểm trước tiên phải được dọn sạch tất cả các vật sắc nhọn, gốc cây và đá lớn có thể làm thủng vải.Trừ khi cần thiết để đạt được lớp cuối cùng, không cần dỡ bỏ thảm thực vật vì nó có thể hỗ trợ thêm trong quá trình rải cấp phối cho đến khi nén chặt cuối cùng.Các lớp bàn chải hoặc đệm dưới lớp vải không dệt thường là cần thiết, vì lớp vải này ngăn không cho hạt đất bơm vào lớp cốt liệu.
Vải địa kỹ thuật nên được hai người cuốn lên lớp nền, bắt đầu từ điểm cho phép dễ dàng tiếp cận thiết bị thi công, nhưng phải phù hợp với sơ đồ bố trí.Trên các lớp nền rất mềm, việc bố trí vải và bố trí cốt liệu nên bắt đầu trên lớp đất chắc nhất trên chu vi công trường, như một điểm neo.Từ đó, vải có thể được cuộn vào các phần mềm hơn.
Chồng vải và các đường nối phải được thực hiện theo quy định.Trong điều kiện thời tiết có gió, đất hoặc đá nên được đặt trên vải để giữ nó cho đến khi cốt liệu được đặt.Các chốt tiếp đất đôi khi được sử dụng trong các phần chồng lên nhau của vải địa kỹ thuật.
Sau đó, một loại cốt liệu dễ kết dính, không nhạy cảm với độ ẩm sẽ được đổ trở lại vải bắt đầu trên nền đất cứng tại điểm ngay phía trước vải.Điều này sẽ neo vải chắc chắn.Sau đó, cốt liệu được rải trong một lần nâng đến độ dày lớn hơn độ dày cần thiết để ổn định để cho phép lu lèn tiếp theo.Nếu độ dày của một thang máy quá lớn để có thể đầm nén đạt yêu cầu, hãy đặt nhiều hơn một thang máy.
Trong mọi tình huống, lớp nâng đầu tiên phải dày đến mức cần thiết để ngăn việc đầm nén quá mức lên lớp nền.Máy ủi phải lao vào tải và hơi hướng lên trong quá trình rải cốt liệu vì lý do tương tự.Quy trình này được thực hiện cho mỗi lần tải cho đến khi vải được bao phủ hoàn toàn.
Đối với lớp nền quá mềm, phải cẩn thận trong quá trình xếp lớp tổng hợp để đảm bảo vải không bị dịch chuyển ra khỏi vị trí cũng như lớp nền bị ép quá mức.Người vận hành máy ủi có thể xác định tốt nhất những điểm nào cần cấp phối bổ sung để ổn định tốt bằng cách quan sát vết hằn lún trên lớp cấp phối.
Trong điều kiện đất rất yếu, sóng bùn có thể xuất hiện trong quá trình lắp đặt hoặc sử dụng cốt liệu.Thông thường, sóng bùn không phải là vấn đề nếu chúng không nhô lên trên bề mặt của lớp cốt liệu.Căng thẳng trên lớp nền trong quá trình lấp đất làm cho đất ở ngoại ô di chuyển ra xa và lên khỏi khu vực chịu tải.Nếu bạn mong đợi có sóng bùn nghiêm trọng, hãy liên hệ với nhà sản xuất vải của bạn để biết thông tin về quy trình thi công nhằm giảm thiểu tác động xấu của chúng.
Xe không được phép lái trực tiếp trên vải.Nếu vải bị hỏng trong quá trình lắp đặt, phần bị hư hỏng nên được phơi ra và đặt một miếng vải lên trên.Miếng dán phải đủ lớn để chồng lên các khu vực không bị ảnh hưởng từ 3 đến 4 feet (1 đến 1,25 mét).Cốt liệu sau đó được thay thế và nén chặt bằng máy ủi.
Để có độ ổn định hoàn toàn, cốt liệu phải được đầm chặt đến mật độ yêu cầu đối với chiều dày thiết kế.Bề mặt ban đầu được lu lèn bằng cách cho máy ủi có bánh xích đi qua lại trên lớp cốt liệu trong khi chờ tải cấp phối tiếp theo.Từ đó giao thông thi công lu lèn cốt liệu cho đến khi đạt được độ ổn định.
Việc lu lèn cuối cùng được thực hiện bằng máy đầm rung, đầu tiên không rung trong vài lần, sau đó rung hoàn toàn.Bất kỳ điểm yếu nào được tìm thấy trong quá trình đầm nén cuối cùng thường cho thấy độ dày cấp phối ở những điểm đó không đủ.Đừng đánh giá thấp điểm.Thay vào đó, hãy lấp đầy chúng bằng tổng hợp bổ sung và nhỏ gọn.Quy tắc này áp dụng cho mọi yêu cầu bảo dưỡng đường ron trong tương lai.
Điều quan trọng là quá trình thi công phải được giám sát Nếu điều kiện hiện trường thay đổi so với giá trị thiết kế và gây ra giá trị cường độ đất dưới lớp thấp hơn, thì độ dày phần kết cấu phải được đánh giá lại.Theo dõi quá trình thi công và sử dụng sớm phần cốt liệu để xác định các khu vực yếu bị bỏ sót trong quá trình kiểm tra đất.
Điều quan trọng không kém là giám sát chất lượng của vật liệu phần kết cấu và phương pháp đặt.Mục đích là để phát hiện các thay đổi, do đó, nếu cần, có thể thực hiện các điều chỉnh thiết kế tại chỗ trước khi xảy ra các lỗi nâng cấp quá mức.
Việc thi công mặt đường cuối cùng nên được trì hoãn càng lâu càng tốt để theo dõi hoạt động của phần cấp phối chưa được lát đá.Nếu các khu vực địa phương yêu cầu, cần sử dụng cốt liệu bổ sung để khắc phục các vết hằn lún.Các phần kiểm tra vải địa kỹ thuật cung cấp rất nhiều cái nhìn sâu sắc về cách phần kết cấu thiết kế sẽ thực hiện.
Sau khi hoàn thành các bước này, con đường hoặc khu vực đã sẵn sàng để sử dụng.Tính ổn định sẽ tăng lên khi lưu lượng truy cập và hoạt động hạn chế của vải tiếp tục làm dày đặc tổng hợp và củng cố lớp phụ.
