В областта на скалното инженерство геомрежите, използвани за укрепване на почвата, получават все по-голямо внимание от страна на строителната общност и се използват все по-широко.
Основната цел на геомрежите е да подобрят инженерните свойства на почвата и да я укрепят и стабилизират.
Изборът на правилната геомрежа за вашия проект е от съществено значение за осигуряване на дългосрочна издръжливост и рентабилност. При избора на правилната геомрежа за конкретното ви приложение трябва да се вземат предвид няколко ключови фактора:
- Изисквания за инженерно проектиране
- Избор на спецификации
- Избор на материали
- Влияние на производствения процес
- Структурна форма
- Метод за изпитване на якостта на продукта
Изисквания за инженерно проектиране на геомрежа, подсилена с почва
Първата стъпка при избора на правилната геомрежа е да се определи ясно типът на проекта и неговото предназначение.
Геомрежите се използват в различни проекти, включително пътно строителство, укрепване на насипи, стабилизиране на склонове и изграждане на подпорни стени.
Различните приложения могат да изискват геомрежи със специфични характеристики и свойства, за да отговарят на изискванията на проекта.
В зависимост от структурата на решетката геомрежите обикновено се разделят на двуосни и едноосни геомрежи.
Едноосни геомрежи
Едноосните геомрежи са най-често използваният тип подпорна стена и са проектирани да издържат на високи напрежения на опън в една посока, с по-малка якост в напречната посока.
Благодарение на тяхната здравина и издръжливост при стабилизиране на почвата, те са идеални за укрепени подпорни стени. Често се използват там, където височината на стената е значителна, а приложените сили са предимно вертикални.
Двуосни геомрежи
В зависимост от конструкцията на стената и характеристиките на почвата могат да се използват и двуосни геомрежи, които осигуряват якост в две посоки. Двуосните геомрежи имат еднаква якост в надлъжно (машинно) и напречно (напречно машинно) направление.
Те осигуряват ефективна армировка в две перпендикулярни посоки, като разпределят натоварванията по-равномерно. Двуосните геомрежи често се използват в приложения, при които условията на почвата са трудно предвидими и се изисква по-силно укрепване.
Избор на Спецификации на геомрежата в Проекти за стени, подсилени с геомрежа
Якост на опън и модул
Геомрежите трябва да имат достатъчна якост на опън, за да устоят на приложените сили и да осигурят ефективна армировка. Като ключов параметър на геомрежите тя показва колко добре геомрежата може да издържи на силите на опън.
Якостта на опън често се определя като крайна якост на опън (UTS) и се измерва в единици сила на единица ширина (напр. kN/m или lbs/ft).
Якостта на опън често се класифицира като ниска, средна или висока якост. Изискванията за UTS зависят от очакваните натоварвания, напреженията, височината на стената и почвените условия.
Вземете предвид и модула на геомрежата, който показва нейната твърдост и способността ѝ да разпределя ефективно натоварванията.
Размер и форма на порите
Размерът на порите се отнася до размера на отворите между сухожилията или нишките на геомрежата. Обикновено той се определя като максимален размер на отворите или номинален размер на порите.
Размерът и формата на порите на геомрежата са ключови фактори, които влияят върху взаимодействието с почвата, уплътняването и блокирането на агрегатите.
Геомрежите с по-големи пори обикновено се използват за грубозърнести почви, докато тези с по-малки пори са по-подходящи за финозърнести почви.
Формата на порите - квадратна, правоъгълна или триъгълна - също влияе върху работата на геомрежата и взаимодействието ѝ с почвените частици.
Изберете геомрежи с подходящ размер и форма на порите, за да постигнете ефективно блокиране на почвата и да предотвратите проникването на почва в структурата на геомрежата.
Сила/ефективност на ставите
Ефективността на съединението е мярка за способността на геомрежата да предава силите на опън от едно ребро или нишка към друго. Често се отнася и до здравината на съединението в структурата на геомрежата.
Тя се изразява в проценти и представлява якостта на съединението между пресичащите се нишки.
По-високата якост на съединението показва по-добра способност за разпределяне на натоварването.
Когато избирате геомрежа, обърнете внимание на конструкцията и качеството на производство, за да сте сигурни, че якостта на съединението е достатъчна, за да отговори на изискванията на проекта.
Обикновено минималните изисквания за ефективност на фугите се посочват в спецификациите на проекта.
Дългосрочна издръжливост
Издръжливостта на геомрежата е от решаващо значение за дълготрайността на проекта.
Вземете предвид фактори като устойчивост на ултравиолетово лъчение, излагане на химикали, биоразграждане и условия на околната среда, преобладаващи в района на проекта.
Геомрежите с повишена издръжливост и устойчивост на деградация са от решаващо значение, особено за дългосрочни приложения.
Спецификациите често включват изисквания за дългосрочна издръжливост и устойчивост на повреди при монтаж.
Съвместимост на щама
Геомрежите трябва да показват съвместимост на деформациите със заобикалящата ги почва, за да се предотврати прекомерна деформация и да се запази стабилността.
Съвместимостта с деформациите се отнася до способността на геомрежата да се деформира и удължава заедно с почвата, без да изпитва значителни разлики в деформациите.
Това свойство гарантира, че геомрежата и почвата работят заедно като композитна система.
Подходящ размер на ролката за монтаж
Обикновено геомрежите се доставят на ролки, като размерът им се определя от ширината и дължината на ролката.
Размерът на ролката трябва да е подходящ за конкретните изисквания на проекта, като се вземат предвид фактори като височина на стената, разположение на армировката и лекота на монтажа.
Различните геомрежи могат да имат специфични изисквания за монтаж, включително разстояние на застъпване, дълбочина на котвения изкоп и метод на свързване.
Някои геомрежи могат да изискват специализирано оборудване или техники за правилен монтаж.
Съображения за разходите
Разходите винаги са важен фактор във всеки строителен проект.
Въпреки че е от решаващо значение да изберете геомрежа, която отговаря на изискванията на вашия проект, вземете предвид цялостната рентабилност, включително първоначалните разходи за закупуване, разходите за монтаж и дългосрочните разходи за поддръжка.
По-висококачествените геомрежи могат да осигурят по-добра дългосрочна стойност чрез намаляване на разходите за поддръжка и ремонт.
Спазване на стандартите и разпоредбите
И накрая, уверете се, че избраната от вас геомрежа отговаря на съответните индустриални стандарти и разпоредби.
В различните региони може да има специфични изисквания към геосинтетичните материали, използвани в строителството.
Съответствието гарантира, че проектът ви отговаря на стандартите за безопасност и качество.
Избор на геомрежови материали в подсилени подпорни стени от почва
Суровините за производство на геомрежи са основно полиетилен с висока плътност (HDPE), полипропилен (PP), стъклени влакна, полиестер и др. Най-общо казано, еднопосочните геомрежи се произвеждат от полиетилен, а двупосочните - от полипропилен. Това се дължи главно на следните причини:
1. Молекулярната структура на полиетилена с висока плътност е линейна, с малко разклонения и кристалност до 75%~90%. Той има отлична механична якост, висока твърдост и издръжливост, висока повърхностна якост и температура на употреба (80 ℃), добра устойчивост на разтворители, киселини, основи и пара, както и добра стабилност на размерите и устойчивост на напукване при стрес в околната среда. Той е много подходящ за производството на еднопосочни решетки. Недостатъкът му е, че удължението при достигане на якост на опън е голямо, обикновено около 12%.
2. Полипропиленовият съполимер е линейна структура със странични метилови групи. Той има по-добра механична якост и ударна сила от полиетилена, по-висока твърдост и устойчивост на огъване, по-висока устойчивост на високи температури и химическа корозия. Недостатъкът му е, че е крехък при ниски температури и лесно старее. Необходимо е да се модифицира чрез разтягане или други методи, затова е особено подходящ за двупосочни геомрежи, произведени чрез двупосочно разтягане.
3. Стъклопластовите геомрежи са изработени от тъкани или зашити стъклени влакна, покрити с полимер. Те имат отлична якост на опън, висок модул и устойчивост на пълзене и температурни промени. Стъклопластовите геомрежи са химически инертни и много издръжливи, което ги прави подходящи за приложения, при които дългосрочната ефективност е от решаващо значение. Те обаче могат да бъдат по-скъпи от пластмасовите геомрежи.
4. Полиестерните геомрежи са изработени от високоякостни полиестерни прежди, покрити със защитен полимер. Те имат висока якост на опън, ниско удължение и добра устойчивост на фактори на околната среда, като например ултравиолетова радиация и химическо въздействие. Полиестерните геомрежи често се използват в механично стабилизирани земни стени (MSE), където се изисква укрепване на почвата.
Изборът на геомрежов материал за конкретен проект за подпорна стена, армирана с геомрежа, зависи от фактори като изискванията на проекта, очакваните натоварвания, почвените условия и бюджета.
Влияние на производствената технология върху избора на геомрежи
Геомрежите могат да бъдат класифицирани според технологията на обработка на интегрални разтеглени полимерни геомрежи, геомрежи с високоякостни тъкани от влакна и композитни заварени геомрежи, като последните две са тъкани геомрежи.
Геомрежа, произведена чрез интегрално разтягане
Обикновено се формира чрез нагряване на екструдирания лист - прецизно щанцоване - надлъжно разтягане и след това напречно разтягане.
Този ефект на разтягане е много важен. Той променя ориентацията на полимерните молекули и значително подобрява характеристиките на мрежата:
1. Насоченото разположение на молекулите подобрява якостта на материала; в същото време насочените молекули подобряват целостта на възлите.
Това е различно от псевдорешетките (като тъкани и композитни заварени). Възлите на псевдорешетките са тъкани или композитни заварени, с лоша цялост и лоши показатели за предаване на надлъжни и напречни сили.
2. Модулът на опън е подобрен, така че решетката може да има висока якост на опън при ниска деформация.
3. Дългосрочните изпитвания на пълзене доказаха, че тенденцията на полимерните мрежи, обработени с разтягане, значително намалява при дългосрочно непрекъснато натоварване, така че надеждността на армировката е гарантирана.
4. Разтягането е модификационна обработка на полипропиленови решетки, която подобрява много свойства, като например значително намалява недостатъците на крехкостта при ниски температури и лесното стареене и подобрява трайността на употреба.
Геомрежа, произведена чрез тъкане
Той е изтъкан от ленти от високоякостен синтетичен материал, известен също като геомрежа с високоякостни влакна.
Изработен е от полиестерни или стъклени влакна с висока якост и ниско удължение. След като се изтъче във формата на мрежа на машина за плетене на основата, се импрегнира с поливинилхлорид (PVC) в съответствие с изискванията на процеса.
Ребрата на тази решетка имат висока якост на опън, псевдовъзлите ѝ са с лоша цялост, якостта на възлите е много ниска, характеристиките на предаване на надлъжни и странични сили са много лоши, а устойчивостта на изтегляне в почвата първоначално е по-ниска от нейната якост. Като материал за армиране неговата якост не се използва напълно.
Композитна заварена геомрежа
Това е псевдомрежа, която се изработва чрез преплитане на множество полипропиленови ленти или стоманено-пластмасови композитни ленти и заваряване на възлите.
Якостта на единичната му армировка е сравнително висока. Тъй като възлите се образуват чрез припокриване по посока на основата и вътъка, общата якост зависи от якостта на заваряване на възлите.
Якостта на срязване, якостта на скъсване и якостта на разрушаване на този възел са сравнително ниски. Целостта е слаба, якостта е ниска, ефективността на възела при предаване на надлъжни и напречни сили не е добра, а стабилността на размерите и цялостната ефективност са сравнително слаби.
Обобщение на производствения процес на геомрежата
Методът за изпитване на якостта на възлите, предложен от университета Дрексел в САЩ, и резултатите от изпитването на цялостната геомрежа на опън и на псевдогеомрежата (якостта на възлите се изразява като процент от якостта на едно ребро) са показани в следната таблица:
| Тип | Якост на възел/якост на единично ребро |
| Интегрално опъната двупосочна геомрежа | 90% – 100% |
| Интегрално опъната двупосочна геомрежа | <10% |
| Възлите са псевдодвупосочни решетки, съставени | 3% – 13% |
Геомрежите с добра производствена технология имат равномерен външен вид, гладки повърхности и очевиден блясък на саждите.
Геомрежите с лоша технология на производство имат грапави повърхности.
Въпреки че грапавостта на повърхността и други модели могат да увеличат малко триенето, те не могат да подобрят цялостната ефективност на армировката на мрежата, тъй като триенето представлява само малка част от ефективността на армировката, а основната ефективност на армировката е силата на блокиране и ефектът на вграждане между мрежата на мрежата и пълнителя.
Освен че технологията на обработка на решетката с грапава повърхност е сравнително ниска, маркировките и вдлъбнатините по повърхността концентрират напрежение, когато са подложени на външни сили, което отслабва якостта на опън и влияе на дълготрайността.
Освен това не е икономически изгодно да се определя дължината на котвата въз основа на триенето.
Структурен избор на геомрежи в инженеринга на усилени почви
Влиянието на структурната форма върху експлоатационните характеристики на геомрежата се проявява главно в два аспекта: форма на възела и състав на основата.
Цялостната разтеглена полимерна геомрежа е от един материал, не се изисква натоварване, възелът е интегрален, здравината на едно ребро и здравината на възела съвпадат добре и общата здравина е висока.
Възлите на тъканите геомрежи са псевдовъзли, а преплетените ленти на основата и вътъка във възлите са свързани само с импрегниран поливинилхлорид (PVC), с ниска якост и лоши показатели за предаване на силата.
Размерът на окото на заварените композитни геомрежи е около 100 mm. Размерът на окото на тази мрежа е твърде голям, което намалява коравината на огъване на ребрата, прави ги лесни за огъване и деформиране и намалява силата на захапване. Тази решетка е направена от два материала чрез комбиниране, възлите също са псевдовъзли, здравината на възлите е ниска и ефективността на предаване на силата е лоша.
Композитните пластмасово-стоманени ленти могат да се повредят в процеса на транспортиране, изграждане и използване, да се напукат и разкъсат, а влагата и влагата около тях ще причинят корозионна корозия на твърдата армировка, което ще направи ефективното сечение по-малко и ще намали устойчивостта и експлоатационния живот.
Въздействие на методите за изпитване на якостта на продукта
Якостта, посочена от геомрежата по-горе, се измерва чрез изпитване на опън. Следователно методът за изпитване на материала на опън и значението на данните от изпитването трябва да бъдат един от факторите, на които трябва да се обърне специално внимание при проектирането.
Укрепването на геомрежата с интегрална якост на опън се постига чрез механично свързване и блокиране с почвените частици.
Въз основа на това стандартът GRI-GGI на Института за изследване на геосинтетиката в САЩ предвижда:
Измерването на данните от изпитването на опън трябва да бъде съобразено с предавателната зависимост на силата, упражнявана върху решетката в почвата.
Посочва се също така, че придобиването на надлъжна сила на опън е неразривно свързано с правоъгълното предаване на напречната армировка, т.е. надлъжната сила на опън на геомрежата в почвата се предава на надлъжната армировка чрез механично свързване с напречната армировка.
Следователно при изпитването на опън надлъжната сила на опън се измерва чрез затягане на напречната армировка и разтягането ѝ в надлъжна посока.
Тъй като надлъжните и напречните ребра на интегралната геомрежа са цели, разбира се, якостта на опън може да бъде измерена и чрез директно захващане на надлъжната армировка и разтягането ѝ. Резултатите, получени по двата начина, са съвместими, без да се получава изкривяване.
Другите два вида псевдомрежи са повредени поради ниската здравина на възлите. Надлъжните и напречните компоненти, които съставляват мрежата, не са едно цяло. Когато силата на захапване на напречните ребра се предаде на възела, той се поврежда поради ниската якост на възела, което води до приплъзване на надлъжната армировка и разрушаване на армировката.
Поради тази ситуация при измерване на якостта на опън скобата може да се затегне само върху надлъжната армировка. Измерва се якостта на надлъжната армировка, а не общата якост на мрежата. Използването на якостта на надлъжната армировка за представяне на общата якост е изкривено.
Това е и важната причина, поради която псевдомрежата има висока маркирана якост, но ниска реална якост, а също и фатална слабост като материал за армиране. При избора на този вид геомрежа за изграждане на подпорните стени от армирана почва трябва да се обърне специално внимание!
Накрая
В заключение, изборът на правилната геомрежа за проекти с армирана почва е критично решение, което е от съществено значение за осигуряване на стабилността, дългосрочната ефективност и рентабилността на подпорните стени.
За да се вземе информирано решение за вида и материала на геомрежата, която ще се използва, е важно да се направи консултация с инженер-геотехник, да се прегледат спецификациите на проекта и да се вземат предвид почвените условия, очакваните натоварвания, спецификациите на мрежата, материалите, производствените процеси, методите за изпитване, структурата и т.н.
QIVOC е опитен производител и доставчик на геомрежи. Нашият дългогодишен опит в областта на продуктите и проектите може да ви бъде от голяма полза при избора на правилната геомрежа. Ако имате някакви нужди, моля, не се колебайте да се свържете с нас.
Удължения
2024 Най-добра геомрежа за подпорна стена Ultimate Guide
Геосинтетика в строителството на пътища : Видове, предимства и приложения
