В інженерії гірських порід георешітки, що використовуються для армування ґрунту, привертають все більшу увагу будівельної спільноти і застосовуються все ширше і ширше.
Основне призначення георешіток - покращення інженерних властивостей ґрунту, його укріплення та стабілізація.
Вибір правильної георешітки для вашого проекту має важливе значення для забезпечення довгострокової довговічності та економічної ефективності. При виборі правильної георешітки для конкретного застосування слід враховувати кілька ключових факторів:
- Вимоги до інженерного проектування
- Вибір технічних характеристик
- Вибір матеріалів
- Вплив виробничого процесу
- Структурна форма
- Метод випробування на міцність виробу
Вимоги до проектування інженерних систем, армованих георешіткою
Першим кроком у виборі правильної географічної сітки є чітке визначення типу проекту та його цільового застосування.
Георешітки використовуються в різних проектах, включаючи будівництво доріг, укріплення насипів, стабілізацію схилів і будівництво підпірних стін.
Для різних застосувань можуть знадобитися георешітки зі специфічними характеристиками та властивостями, щоб відповідати вимогам проекту.
Георешітки, як правило, поділяються на двовісні та одновісні, залежно від структури сітки.
Одновісні георешітки
Одновісні георешітки є найбільш поширеним типом підпірних стінок і призначені для витримування високих розтягуючих навантажень в одному напрямку, з меншою міцністю в поперечному напрямку.
Завдяки своїй міцності і довговічності в стабілізації ґрунту, вони ідеально підходять для армованих ґрунтових підпірних стін. Вони часто використовуються там, де висота стіни значна, а сили, що прикладаються, переважно вертикальні.
Біаксіальні георешітки
Залежно від конструкції стіни і характеристик ґрунту, можуть також використовуватися двоосьові георешітки, які забезпечують міцність у двох напрямках. Біаксіальні георешітки мають однакову міцність в поздовжньому (машинному) і поперечному (крос-машинному) напрямках.
Вони забезпечують ефективне армування в двох перпендикулярних напрямках, розподіляючи навантаження більш рівномірно. Двовісні георешітки часто використовуються там, де важко передбачити умови ґрунту і потрібно сильніше армування.
Підбірка Технічні характеристики географічної сітки в розділі Проекти армованих геосіткою земляних валів
Міцність на розрив і модуль пружності
Георешітки повинні мати достатню міцність на розрив, щоб протистояти прикладеним зусиллям і забезпечувати ефективне армування. Як ключовий параметр георешіток, вона вказує на те, наскільки добре георешітка може протистояти розтягуючим зусиллям.
Межа міцності на розрив часто позначається як межа міцності на розрив (UTS) і вимірюється в одиницях сили на одиницю ширини (наприклад, кН/м або фунт/фут).
Міцність на розрив часто класифікується як низька, середня або висока. Вимоги до UTS залежать від очікуваних навантажень, напружень, висоти стіни та ґрунтових умов.
Також враховуйте модуль георешітки, який вказує на її жорсткість і здатність ефективно розподіляти навантаження.
Розмір і форма пор
Розмір пор - це розмір отворів між нитками георешітки. Зазвичай він вказується як максимальний розмір отвору або номінальний розмір пор.
Розмір пор і форма георешітки є ключовими факторами, що впливають на взаємодію ґрунту, ущільнення і зчеплення агрегатів.
Георешітки з більшими порами зазвичай використовуються для грубозернистих ґрунтів, тоді як георешітки з меншими порами краще підходять для дрібнозернистих ґрунтів.
Форма пор - квадратна, прямокутна або трикутна - також впливає на ефективність георешітки та її взаємодію з частинками ґрунту.
Вибирайте георешітки з відповідним розміром і формою пор, щоб досягти ефективного блокування ґрунту і запобігти проникненню ґрунту в структуру георешітки.
Спільна сила/ефективність
Ефективність з'єднання - це міра здатності георешітки передавати зусилля розтягування від одного ребра або нитки до іншого. Це також часто відноситься до міцності з'єднання в структурі георешітки.
Виражається у відсотках і являє собою міцність з'єднання між пасмами, що перетинаються.
Вища міцність з'єднання вказує на кращу здатність розподіляти навантаження.
При виборі георешітки враховуйте конструкцію та якість виготовлення, щоб забезпечити достатню міцність з'єднання, яка відповідає вимогам вашого проекту.
Як правило, мінімальні вимоги до спільної ефективності вказані в проектних специфікаціях.
Довготривала довговічність
Довговічність георешітки має вирішальне значення для довговічності проекту.
Враховуйте такі фактори, як стійкість до ультрафіолетового випромінювання, хімічного впливу, біологічного розкладання та екологічних умов, що переважають на території проекту.
Георешітки з підвищеною міцністю і стійкістю до деградації мають вирішальне значення, особливо для довгострокового застосування.
Технічні характеристики часто включають вимоги до довготривалої довговічності та стійкості до пошкоджень під час монтажу.
Сумісність з деформаціями
Георешітки повинні демонструвати сумісність деформацій з навколишнім ґрунтом, щоб запобігти надмірній деформації та зберегти стабільність.
Сумісність з деформаціями - це здатність георешітки деформуватися і подовжуватися разом з ґрунтом, не відчуваючи при цьому значної різниці в деформаціях.
Ця властивість гарантує, що георешітка і ґрунт працюють разом як композитна система.
Відповідний розмір рулону для монтажу
Георешітки зазвичай поставляються в рулонах, розмір яких визначається шириною і довжиною рулону.
Розмір рулону повинен відповідати конкретним вимогам проекту, враховуючи такі фактори, як висота стіни, розташування арматури та зручність монтажу.
Різні георешітки можуть мати специфічні вимоги до монтажу, включаючи відстань перекриття, глибину анкерної траншеї та спосіб з'єднання.
Для правильного монтажу деяких георешіток може знадобитися спеціальне обладнання або техніка.
Вартісні міркування
Вартість завжди є важливим фактором у будь-якому будівельному проекті.
Хоча дуже важливо вибрати георешітку, яка відповідає вимогам вашого проекту, враховуйте загальну економічну ефективність, включаючи початкову вартість придбання, вартість монтажу та довгострокові витрати на обслуговування.
Високоякісні георешітки можуть забезпечити кращу довгострокову цінність за рахунок зменшення витрат на обслуговування та ремонт.
Дотримуйтесь стандартів і правил
Нарешті, переконайтеся, що обрана вами георешітка відповідає відповідним галузевим стандартам і нормам.
Різні регіони можуть мати специфічні вимоги до геосинтетичних матеріалів, що використовуються в будівництві.
Відповідність гарантує, що ваш проект відповідає стандартам безпеки та якості.
Вибір матеріалів георешітки в армованих ґрунтопідпірних стінках
Сировиною для виробництва георешіток є переважно поліетилен високої щільності (HDPE), поліпропілен (PP), скловолокно, поліестер тощо. Як правило, односпрямовані георешітки виробляються з поліетилену, а двоспрямовані - з поліпропілену. Це головним чином тому:
1. Молекулярна структура поліетилену високої щільності лінійна, з невеликою кількістю відгалужень і кристалічністю до 75% ~ 90%. Він має відмінну механічну міцність, високу жорсткість і в'язкість, високу поверхневу міцність і температуру використання (80 ℃), хорошу стійкість до розчинників, кислот, лугів і пари, а також хорошу стабільність розмірів і стійкість до розтріскування під впливом навколишнього середовища. Він дуже добре підходить для виробництва односпрямованих сіток. Його недоліком є те, що подовження при досягненні межі міцності велике, як правило, близько 12%.
2. Поліпропіленовий сополімер - це лінійна структура з бічними метильними групами. Він має кращу механічну міцність і ударну в'язкість, ніж поліетилен, вищу жорсткість і стійкість до вигину, вищу стійкість до високих температур і хімічної корозії. Недоліком є те, що він крихкий при низьких температурах і легко старіє. Його потрібно модифікувати розтягуванням або іншими методами, тому він особливо підходить для двонаправлених георешіток, виготовлених двонаправленим розтягуванням.
3. Скловолоконні георешітки виготовляються з тканих або зшитих скляних волокон, покритих полімером. Вони мають відмінну міцність на розрив, високий модуль пружності, стійкість до повзучості та температурних змін. Скловолоконні георешітки хімічно інертні і дуже довговічні, що робить їх придатними для застосування там, де критична довгострокова продуктивність. Однак вони можуть бути дорожчими, ніж пластикові георешітки.
4. Поліефірні георешітки виготовляються з високоміцних поліефірних ниток, покритих захисним полімером. Вони мають високу міцність на розрив, низьке подовження і хорошу стійкість до факторів навколишнього середовища, таких як ультрафіолетове випромінювання і хімічний вплив. Поліефірні георешітки часто використовуються в стінах з механічно стабілізованого ґрунту (МСЕ), де потрібне армування ґрунту.
Вибір матеріалу георешітки для конкретного проекту армованої георешіткою земляної підпірної стіни залежить від таких факторів, як вимоги проекту, очікувані навантаження, ґрунтові умови та бюджет.
Вплив технології виробництва на вибір георешіток
Георешітки можна класифікувати за технологією виготовлення на цілісні розтягнуті полімерні георешітки, високоміцні фіброткані георешітки та композитні зварні георешітки, останні дві з яких є тканими георешітками.
Георешітка, створена методом інтегрального розтягування
Зазвичай він формується шляхом нагрівання екструдованого листа - прецизійного штампування - поздовжнього розтягування, а потім поперечного розтягування.
Цей ефект розтягування дуже важливий. Він переорієнтовує молекули полімеру і значно покращує продуктивність сітки:
1. Спрямоване розташування молекул підвищує міцність матеріалу; в той же час, спрямовані молекули роблять вузли більш цілісними.
Це відрізняється від псевдорешіток (таких як плетені та композитні зварні). Вузли псевдорешіток плетені або зварені композитним зварюванням, мають погану цілісність і погану передачу поздовжніх і поперечних зусиль.
2. Покращено модуль розтягування, завдяки чому сітка може демонструвати високу міцність на розрив при низькій деформації.
3. Довготривалі випробування на повзучість довели, що схильність полімерних сіток, оброблених розтягуванням, до деформації значно зменшується при тривалому безперервному навантаженні, що гарантує надійність армування.
4. Розтягування - це модифікаційна обробка поліпропіленових сіток, яка покращує багато властивостей, наприклад, значно зменшує недоліки низькотемпературної крихкості та легкого старіння, а також підвищує довговічність використання.
Георешітка, виготовлена шляхом ткацтва
Вона сплетена зі стрічок з високоміцного синтетичного матеріалу, також відомого як геосітка з високоміцного волокна.
Виготовляється з поліефірного волокна або скловолокна з високою міцністю і низьким подовженням. Після сплетення у вигляді сітки на основов'язальній машині він просочується полівінілхлоридом (ПВХ) відповідно до технологічних вимог.
Ребра цієї сітки мають високу міцність на розрив, її псевдовузли мають погану цілісність, міцність вузлів дуже низька, ефективність передачі поздовжніх і поперечних зусиль дуже низька, а опір висмикуванню в ґрунті спочатку нижчий, ніж його міцність. Як армуючий матеріал, його міцність не використовується повністю.
Композитна зварна георешітка
Це псевдорешітка, яка виготовляється шляхом переплетення декількох поліпропіленових або сталепластикових композитних смуг і зварювання вузлів.
Міцність одиничного армування відносно висока. Оскільки вузли утворюються шляхом перекриття в напрямку основи та утоку, загальна міцність залежить від міцності зварювання вузлів.
Міцність на зсув, міцність на розрив і міцність на розрив цього вузла відносно низькі. Цілісність погана, міцність низька, продуктивність вузла при передачі поздовжніх і поперечних сил погана, а стабільність розмірів і загальна продуктивність відносно низька.
Короткий опис процесу виробництва георешітки
Метод випробування на міцність вузлів, запропонований Дрексельським університетом у США, та результати випробувань георешітки на розтяг і псевдогеорешітки (міцність вузлів виражається у відсотках від міцності одного ребра), наведені в наступній таблиці:
| Тип | Міцність вузла/міцність окремого ребра |
| Інтегрально розтягнута двонаправлена георешітка | 90% – 100% |
| Інтегрально розтягнута двонаправлена георешітка | <10% |
| Вузли є псевдо-двонаправленими сітками, скомпільованими | 3% – 13% |
Георешітки з хорошою технологією виробництва мають однорідний зовнішній вигляд, гладку поверхню і явний блиск сажі.
Георешітки з поганою технологією виробництва мають шорстку поверхню.
Хоча шорсткість поверхні та інші особливості можуть трохи збільшити тертя, вони не можуть поліпшити загальну армуючу здатність сітки, оскільки тертя становить лише невелику частину її армуючої здатності, а основною армуючою здатністю є сила зчеплення та ефект вбудовування між сіткою та наповнювачем.
Крім того, що технологія обробки сітки шорсткої поверхні є відносно низькою, відмітки та насічки на поверхні концентрують напруження під впливом зовнішніх сил, що послаблює її здатність до розтягування та впливає на довговічність.
Крім того, визначати довжину анкера, виходячи з сили тертя, економічно не вигідно.
Структурний підбір георешіток в армованому ґрунтобудуванні
Вплив структурної форми на продуктивність георешітки проявляється в основному в двох аспектах: форма вузлів і склад субстрату.
Загальна розтягнута полімерна георешітка має один матеріал, не вимагає навантаження, вузол є цілісним, міцність одного ребра і міцність вузла добре збігаються, а загальна міцність висока.
Вузли тканих георешіток є псевдовузлами, а переплетені стрічки основи і утоку у вузлах скріплені лише просоченим полівінілхлоридом (ПВХ), що має низьку міцність і погані показники передачі зусилля.
Розмір комірок зварних композитних георешіток становить близько 100 мм. Розмір комірки цієї сітки занадто великий, що знижує жорсткість ребер на вигин, робить їх легко згинатися і деформуватися, а також зменшує силу укусу. Ця сітка виготовлена з двох матеріалів шляхом компаундування, вузли також є псевдовузлами, міцність вузлів низька, а ефективність передачі сили погана.
Композитні пластиково-сталеві смуги можуть пошкоджуватися в процесі транспортування, будівництва та експлуатації, тріскатися і розриватися, а волога і волога навколо них викликатимуть корозійну корозію жорсткої арматури, зменшуючи ефективний переріз, знижуючи стійкість і термін служби.
Вплив методів випробувань на міцність продукції
Міцність, яку показує георешітка, вимірюється шляхом випробування на розтягнення. Тому метод випробування матеріалу на розтягнення і значущість даних випробувань повинні бути одним з факторів, на які слід звернути особливу увагу під час проектування.
Армування георешітки з інтегральною міцністю на розрив досягається за рахунок механічного зчеплення та зчеплення з частинками ґрунту.
На цьому ґрунтується стандарт GRI-GGI Інституту геосинтетичних досліджень США:
Вимірювання даних випробувань на розтягнення повинно відповідати співвідношенню передачі сили, що діє на решітку в ґрунті.
Також зазначається, що набуття поздовжнього розтягувального зусилля невіддільне від прямокутної передачі поперечного армування, тобто поздовжнє розтягувальне зусилля георешітки в ґрунті передається на поздовжнє армування через механічне зчеплення з поперечним армуванням.
Тому при випробуванні на розтягнення поздовжнє розтягуюче зусилля вимірюється шляхом затискання поперечної арматури і розтягування її в поздовжньому напрямку.
Оскільки поздовжні і поперечні ребра інтегральної георешітки є цілісними, звичайно, міцність на розрив також можна виміряти, безпосередньо затиснувши поздовжню арматуру і розтягнувши її. Результати, отримані обома способами, узгоджуються без спотворень.
Інші два типи псевдорешіток пошкоджуються через низьку міцність вузлів. Поздовжні та поперечні компоненти, з яких складається решітка, не є єдиним цілим. Коли сила укусу поперечних ребер передається на вузол, він пошкоджується через низьку міцність вузла, що призводить до ковзання поздовжньої арматури і виходу арматури з ладу.
У зв'язку з цим, при вимірюванні міцності на розрив затискач можна затиснути тільки на поздовжній арматурі. Вимірюється міцність поздовжньої арматури, а не загальна міцність сітки. Використання міцності поздовжньої арматури для представлення загальної міцності є спотворенням.
Це також є важливою причиною того, що псевдорешітка має високу номінальну міцність, але низьку фактичну міцність, а також є фатальним недоліком в якості армуючого матеріалу. При виборі цього типу георешітки для будівництва армованих ґрунтових підпірних стін слід звернути особливу увагу!
Нарешті
Отже, вибір правильної георешітки для армованих ґрунтів є критично важливим рішенням, яке має вирішальне значення для забезпечення стабільності, довготривалої експлуатації та економічної ефективності підпірних стін.
Важливо проконсультуватися з інженером-геотехніком, переглянути технічні умови проекту і врахувати умови ґрунту, очікувані навантаження, характеристики сітки, матеріали, виробничі процеси, методи випробувань, структуру і т.д., щоб прийняти обґрунтоване рішення про тип і матеріал георешітки, яка буде використовуватися.
Компанія QIVOC є досвідченим виробником і постачальником георешіток. Наш багаторічний досвід роботи з продукцією та проектами може бути дуже корисним для вас у виборі правильної георешітки. Якщо у вас виникнуть будь-які питання, будь ласка, зв'яжіться з нами.
Розширення
2024 Найкраща підпірна стіна з георешітки Повний посібник
Геосинтетика в будівництві доріг : Види, переваги, застосування
