Geomreže, ki se uporabljajo za ojačitev tal, so v gradbeništvu vse bolj v ospredju in se vse pogosteje uporabljajo v kamninskem inženirstvu.
Glavni namen geomrež je izboljšati inženirske lastnosti tal ter jih ojačati in stabilizirati.
Izbira prave geomreže za vaš projekt je bistvenega pomena za zagotovitev dolgoročne trajnosti in stroškovne učinkovitosti. Pri izbiri prave geomreže za vašo specifično uporabo je treba upoštevati več ključnih dejavnikov:
- Zahteve za inženirsko načrtovanje
- Izbira specifikacij
- Izbira materialov
- Vpliv proizvodnega procesa
- Strukturna oblika
- Preskusna metoda trdnosti izdelka
Zahteve za inženirsko načrtovanje tal, ojačanih z geomrežami
Prvi korak pri izbiri prave geomreže je jasna opredelitev vrste projekta in predvidene uporabe.
Geomreže se uporabljajo pri različnih projektih, vključno z gradnjo cest, utrjevanjem nasipov, stabilizacijo pobočij in gradnjo opornih zidov.
Pri različnih aplikacijah so lahko za izpolnitev zahtev projekta potrebni geomrežji s posebnimi značilnostmi in lastnostmi.
Geomreže na splošno delimo na dvoosne in enoosne geomreže, odvisno od strukture mreže.
Enoosni geomrežji
Enoosni geomreži so najpogosteje uporabljena vrsta opornih zidov in so zasnovani tako, da vzdržijo velike natezne obremenitve v eni smeri, v prečni smeri pa imajo manjšo trdnost.
Zaradi svoje trdnosti in trajnosti pri stabilizaciji tal so idealni za utrjene oporne zidove. Pogosto se uporabljajo tam, kjer je višina zidu precejšnja, sile, ki delujejo, pa so predvsem navpične.
Biaksialni geomrežji
Glede na zasnovo zidu in značilnosti tal se lahko uporabijo tudi dvoosni geomrežji, ki zagotavljajo trdnost v dveh smereh. Dvoosni geomreži imajo enako trdnost v vzdolžni (strojni) in prečni (prečni strojni) smeri.
Zagotavljajo učinkovito ojačitev v dveh pravokotnih smereh, kar enakomerneje porazdeli obremenitve. Dvoosne geomreže se pogosto uporabljajo pri aplikacijah, kjer je razmere v tleh težko predvideti in je potrebna močnejša ojačitev.
Izbor Specifikacije geomrežja v projektih z geomrežami ojačanih zemeljskih zidov
Natezna trdnost in modul
Geomreže morajo imeti zadostno natezno trdnost, da se uprejo uporabljenim silam in zagotovijo učinkovito ojačitev. Kot ključni parameter geomrežja označuje, kako dobro geomrežje vzdrži natezne sile.
Natezna trdnost je pogosto določena kot mejna natezna trdnost (UTS) in se meri v enotah sile na enoto širine (npr. kN/m ali lbs/ft).
Natezno trdnost pogosto razvrščamo na nizko, srednjo ali visoko trdnost. Zahteve glede UTS so odvisne od pričakovanih obremenitev, napetosti, višine stene in razmer v tleh.
Upoštevajte tudi modul geomreže, ki kaže njeno togost in sposobnost učinkovite porazdelitve obremenitev.
Velikost in oblika por
Velikost por se nanaša na velikost odprtin med geomrežnimi kiteti ali prameni. Običajno je določena kot največja velikost odprtine ali nominalna velikost por.
Velikost por in oblika geomreže sta ključna dejavnika, ki vplivata na interakcijo z zemljo, zgoščevanje in povezovanje agregatov.
Geomreže z večjimi porami se običajno uporabljajo za grobozrnata tla, medtem ko so geomreže z manjšimi porami primernejše za drobnozrnata tla.
Oblika por, kvadratna, pravokotna ali trikotna, prav tako vpliva na delovanje geomreže in njeno interakcijo z delci tal.
Izberite geomreže z ustrezno velikostjo in obliko por, da dosežete učinkovito povezovanje tal in preprečite vdor tal v strukturo geomreže.
Moč/učinkovitost sklepov
Učinkovitost spojev je merilo sposobnosti geomreže za prenos nateznih sil z enega rebra ali pramena na drugega. Pogosto se nanaša tudi na trdnost spoja znotraj geomrežne strukture.
Izražena je v odstotkih in predstavlja trdnost spoja med križajočimi se prameni.
Večja trdnost spojev pomeni boljšo sposobnost prenosa obremenitev za porazdelitev obremenitev.
Pri izbiri geomreže upoštevajte kakovost zasnove in proizvodnje, da zagotovite zadostno trdnost spoja za izpolnitev zahtev projekta.
Običajno so minimalne zahteve glede učinkovitosti spojev določene v projektnih specifikacijah.
Dolgoročna vzdržljivost
Trajnost geomreže je ključnega pomena za trajnost projekta.
Upoštevajte dejavnike, kot so odpornost na UV-sevanje, izpostavljenost kemikalijam, biološka razgradnja in okoljski pogoji, ki prevladujejo na območju projekta.
Geomreže z večjo vzdržljivostjo in odpornostjo proti razgradnji so ključnega pomena, zlasti za dolgoročno uporabo.
Specifikacije pogosto vključujejo zahteve za dolgoročno vzdržljivost in odpornost na poškodbe pri vgradnji.
Združljivost s sevi
Geomreže morajo izkazovati deformacijsko združljivost z okoliškimi tlemi, da se prepreči prekomerna deformacija in ohrani stabilnost.
Skladnost z deformacijami pomeni sposobnost geomreže, da se deformira in razteza skupaj z zemljo, ne da bi pri tem prišlo do večjih deformacijskih razlik.
Ta lastnost zagotavlja, da geomreža in zemlja delujeta skupaj kot sestavljen sistem.
Primerna velikost zvitka za namestitev
Geomreže se običajno dobavljajo v zvitkih, katerih velikost je določena s širino in dolžino zvitka.
Velikost zvitka mora ustrezati posebnim zahtevam projekta ob upoštevanju dejavnikov, kot so višina stene, razporeditev armature in enostavnost vgradnje.
Za različne geomreže lahko veljajo posebne zahteve za vgradnjo, vključno z razdaljo prekrivanja, globino sidrnega jarka in načinom povezovanja.
Za pravilno vgradnjo nekaterih geomrež lahko potrebujete specializirano opremo ali tehnike.
Upoštevanje stroškov
Stroški so vedno pomemben dejavnik pri vsakem gradbenem projektu.
Čeprav je ključnega pomena izbrati geomrežo, ki ustreza zahtevam projekta, upoštevajte splošno stroškovno učinkovitost, vključno z začetnimi stroški nakupa, stroški vgradnje in dolgoročnimi stroški vzdrževanja.
Geomreže višje kakovosti lahko zagotovijo boljšo dolgoročno vrednost, saj zmanjšajo stroške vzdrževanja in popravil.
Skladnost s standardi in predpisi
Na koncu se prepričajte, da je izbrana geomreža skladna z ustreznimi industrijskimi standardi in predpisi.
V različnih regijah lahko veljajo posebne zahteve za geosintetike, ki se uporabljajo v gradbeništvu.
Skladnost zagotavlja, da vaš projekt izpolnjuje varnostne in kakovostne standarde.
Izbira geomrežnih materialov v ojačanih talnih opornih zidovih
Surovine za proizvodnjo geomrež so predvsem polietilen visoke gostote (HDPE), polipropilen (PP), steklena vlakna, poliester itd. Na splošno se enosmerne geomreže proizvajajo iz polietilena, dvosmerne geomreže pa iz polipropilena. Razlog za to je predvsem naslednji:
1. Molekulska struktura polietilena visoke gostote je linearna, z malo vejami in kristaliničnostjo do 75%~90%. Ima odlično mehansko trdnost, visoko togost in žilavost, visoko površinsko trdnost in temperaturo uporabe (80 ℃), dobro odpornost na topila, kisline, alkalije in paro ter dobro dimenzijsko stabilnost in odpornost na razpokanje zaradi stresa v okolju. Zelo primeren je za proizvodnjo enosmernih mrež. Njegova pomanjkljivost je, da je raztezek pri doseganju natezne trdnosti velik, običajno okoli 12%.
2. Polipropilenski kopolimer je linearna struktura s stranskimi metilnimi skupinami. Ima boljšo mehansko trdnost in udarno trdnost kot polietilen, večjo togost in odpornost na upogibanje, večjo odpornost na visoke temperature in kemično korozijo. Njegova pomanjkljivost je, da je pri nizkih temperaturah krhek in se zlahka stara. Treba ga je modificirati z raztezanjem ali drugimi metodami, zato je posebej primeren za dvosmerne geomreže, izdelane z dvosmernim raztezanjem.
3. Geomreže iz steklenih vlaken so izdelane iz tkanih ali prešitih steklenih vlaken, prevlečenih s polimerom. Imajo odlično natezno trdnost, visok modul ter odpornost proti lezenju in temperaturnim spremembam. Geomreže iz steklenih vlaken so kemično inertne in zelo trpežne, zato so primerne za aplikacije, pri katerih je kritično dolgoročno delovanje. Vendar so lahko dražji od plastičnih geomrež.
4. Poliestrske geomreže so izdelane iz poliestrske preje visoke trdnosti, prevlečene z zaščitnim polimerom. Imajo visoko natezno trdnost, majhen raztezek in dobro odpornost na okoljske dejavnike, kot sta UV sevanje in izpostavljenost kemikalijam. Poliestrski geomreži se pogosto uporabljajo v mehansko stabiliziranih zemeljskih zidovih (MSE), kjer je potrebna ojačitev tal.
Izbira geomrežnega materiala za posamezen projekt z geomrežami ojačanega zemeljskega opornega zidu je odvisna od dejavnikov, kot so zahteve projekta, pričakovane obremenitve, pogoji tal in proračun.
Vpliv proizvodne tehnologije na izbiro geomrež
Geomreže lahko glede na tehnologijo obdelave razdelimo na geomreže iz integralno raztegnjenih polimerov, geomreže iz visoko trdnih vlaken in kompozitne varjene geomreže, pri čemer sta zadnji dve vrsti geomrež tkane geomreže.
Geomreža, izdelana z integralnim raztezanjem
Običajno se oblikuje s segrevanjem ekstrudirane pločevine, natančnim izsekovanjem, vzdolžnim raztezanjem in nato prečnim raztezanjem.
Ta učinek raztezanja je zelo pomemben. Z njim se molekule polimera preusmerijo in močno izboljša učinkovitost mreže:
1. Usmerjena razporeditev molekul izboljša trdnost materiala, hkrati pa usmerjene molekule izboljšajo celovitost vozlišč.
To se razlikuje od psevdorešetk (kot so tkane in sestavljene varjene). Vozlišča psevdomrež so tkane ali kompozitno varjene, s slabo celovitostjo ter slabim vzdolžnim in prečnim prenosom sile.
2. Izboljšan je natezni modul, tako da ima mreža lahko visoko natezno trdnost pri nizki deformaciji.
3. Dolgoročni testi lezenja so dokazali, da se nagnjenost polimernih mrež, obdelanih z raztezanjem, pri dolgotrajni neprekinjeni obremenitvi močno zmanjša, tako da je zagotovljena zanesljivost ojačitve.
4. Raztezanje je modifikacija polipropilenskih mrež, ki izboljša številne lastnosti, na primer močno zmanjša pomanjkljivosti krhkosti pri nizkih temperaturah in enostavnega staranja ter izboljša trajnost uporabe.
Geomrežje, izdelano s tkanjem
Tkana je s trakovi iz sintetičnih materialov visoke trdnosti, znanih tudi kot geomreža iz vlaken visoke trdnosti.
Izdelan je iz poliestrskih ali steklenih vlaken z visoko trdnostjo in majhnim raztezkom. Po tkanju v mrežasto obliko na stroju za pletenje na osnovi osnove se impregnira s polivinilkloridom (PVC) v skladu s procesnimi zahtevami.
Rebra te mreže imajo visoko natezno trdnost, njeni psevdovzroki imajo slabo celovitost, trdnost vozlišč je zelo nizka, zmogljivost prenosa vzdolžne in prečne sile je zelo slaba, odpornost proti izvleku v tleh pa je prvotno manjša od njene trdnosti. Kot material za ojačitev njegova trdnost ni v celoti izkoriščena.
Kompozitna varjena geomreža
Gre za psevdomrežo, ki je izdelana s tkanjem več polipropilenskih trakov ali trakov iz kompozitnih materialov iz jekla in plastike ter varjenjem vozlišč.
Njegova posamezna ojačitvena trdnost je razmeroma visoka. Ker se vozlišča oblikujejo s prekrivanjem v smeri osnove in votka, je skupna trdnost odvisna od trdnosti varjenja vozlišč.
Strižna trdnost, trdnost pri trganju in trdnost pri trganju tega vozlišča so razmeroma nizke. Celovitost je slaba, trdnost nizka, učinkovitost vozlišča pri prenosu vzdolžnih in prečnih sil ni dobra, dimenzijska stabilnost in splošna učinkovitost pa sta razmeroma slabi.
Povzetek proizvodnega procesa geomrež
V naslednji preglednici so prikazani metoda preskusa trdnosti vozlišča, ki jo je predlagala univerza Drexel v Združenih državah, ter rezultati celotne natezne geomreže in psevdo geomreže, ki so bili preskušeni z njo (trdnost vozlišča je izražena kot odstotek trdnosti posameznega rebra):
| Tip | Moč vozlišča/moč posameznega rebra |
| Integralno raztegnjena dvosmerna geomreža | 90% – 100% |
| Integralno raztegnjena dvosmerna geomreža | <10% |
| Vozlišča so psevdoobojesmerne mreže, sestavljene | 3% – 13% |
Geomreže z dobro proizvodno tehnologijo imajo enakomeren videz, gladke površine in očiten sijaj saj.
Geomreže s slabo proizvodno tehnologijo imajo hrapavo površino.
Čeprav lahko hrapavost površine in drugi vzorci nekoliko povečajo trenje, ne morejo izboljšati celotne učinkovitosti ojačitve mreže, saj trenje predstavlja le majhen del njene učinkovitosti ojačitve, glavna učinkovitost ojačitve pa je medsebojno povezovanje in učinek vgrajevanja med mrežo in polnilom.
Poleg tega, da je tehnologija obdelave grobe površinske mreže razmeroma nizka, se v znakih in zarezah površinskega vzorca pri zunanjih silah koncentrirajo napetosti, kar slabi natezno zmogljivost in vpliva na trajnost.
Poleg tega je določitev dolžine sidra na podlagi trenja neekonomična.
Strukturna izbira geomrež v inženirstvu utrjenih tal
Vpliv strukturne oblike na delovanje geomrež se kaže predvsem v dveh vidikih: obliki vozlišča in sestavi podlage.
Celotna raztegnjena polimerna geomreža je iz enega samega materiala, obremenitev ni potrebna, vozlišče je integralno, trdnost posameznega rebra in trdnost vozlišča se dobro ujemata, celotna trdnost pa je visoka.
Vozlišča tkanih geomrež so psevdo vozlišča, prepleteni trakovi osnove in votka v vozliščih pa so povezani le z impregniranim polivinilkloridom (PVC), ki ima nizko trdnost in slabo zmogljivost prenosa sile.
Velikost očesa varjenih sestavljenih geomrež je približno 100 mm. Velikost očesa te mreže je prevelika, kar zmanjšuje upogibno togost reber, zaradi česar se zlahka upogibajo in deformirajo ter zmanjšujejo silo ugriza. Ta mreža je izdelana iz dveh materialov s sestavljanjem, vozlišča so tudi psevdovozlišča, trdnost vozlišč je majhna, učinkovitost prenosa sile pa slaba.
Kompozitni plastično-jekleni trakovi se lahko med prevozom, gradnjo in uporabo poškodujejo, nastanejo razpoke in razpoke, vlaga in vlaga v okolici pa povzročita korozijsko korozijo toge armature, zaradi česar je učinkovit prerez manjši, odpornost in življenjska doba pa se zmanjšata.
Vpliv metod preskušanja trdnosti izdelkov
Moč, ki jo kaže zgornja geomreža, se izmeri z nateznim preskusom. Zato bi morala biti metoda nateznega preskusa materiala in pomembnost preskusnih podatkov eden od dejavnikov, ki jim je treba pri načrtovanju posvetiti posebno pozornost.
Ojačitev geomreže z integralno natezno trdnostjo je dosežena z mehanskim povezovanjem in prepletanjem z delci zemlje.
Na podlagi tega standard GRI-GGI Geosintetičnega raziskovalnega inštituta Združenih držav Amerike določa:
Pri merjenju podatkov iz nateznega preskusa je treba upoštevati razmerje prenosa sile, ki deluje na mrežo v tleh.
Poudarjeno je tudi, da je pridobivanje vzdolžne natezne sile neločljivo povezano s pravokotnim prenosom prečne armature, kar pomeni, da se vzdolžna natezna sila geomreže v tleh prenaša na vzdolžno armaturo prek mehanskega povezovanja s prečno armaturo.
Zato se pri nateznem preskusu meri vzdolžna natezna sila tako, da se prečna armatura vpne in raztegne v vzdolžni smeri.
Ker so vzdolžna in prečna rebra integralne geomreže cela, lahko natezno trdnost seveda izmerimo tudi z neposrednim vpenjanjem vzdolžne armature in njenim raztezanjem. Rezultati, dobljeni z obema načinoma, so skladni, brez popačenj.
Drugi dve vrsti psevdomrež sta poškodovani zaradi nizke moči vozlišč. Vzdolžne in prečne komponente, ki sestavljajo mrežo, niso celota. Ko se zagrizna sila prečnih reber prenese na vozlišče, se to zaradi nizke trdnosti vozlišča poškoduje, kar povzroči zdrs vzdolžne armature in okvaro armature.
Zaradi tega je mogoče pri merjenju natezne trdnosti vpenjalko vpenjati le na vzdolžno armaturo. Meri se trdnost vzdolžne armature in ne celotna trdnost mreže. Uporaba trdnosti vzdolžne armature za predstavitev celotne trdnosti je izkrivljena.
To je tudi pomemben razlog, zakaj ima psevdomrežje visoko označeno trdnost, vendar nizko dejansko trdnost, kar je tudi usodna slabost kot ojačitvenega materiala. Pri izbiri te vrste geomreže za gradnjo armiranih opornih zidov iz zemljine je treba biti posebej pozoren!
Končno
Izbira pravega geomrežja za projekte z armirano zemljo je ključna odločitev, ki je nujna za zagotovitev stabilnosti, dolgoročne učinkovitosti in stroškovne učinkovitosti opornih zidov.
Za utemeljeno odločitev o vrsti in materialu geomreže, ki jo je treba uporabiti, se je treba posvetovati z geotehničnim inženirjem, pregledati projektne specifikacije in upoštevati razmere v tleh, pričakovane obremenitve, specifikacije mreže, materiale, proizvodne postopke, preskusne metode, strukturo itd.
QIVOC je izkušen proizvajalec in dobavitelj geomrež. Naše dolgoletne izkušnje z izdelki in projekti so vam lahko v veliko pomoč pri izbiri pravega geomrežja. Če imate kakršne koli potrebe, se obrnite na nas.
Razširitve
