Vải địa kĩ thuật là một trong những vật liệu địa kỹ thuật được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Được tạo ra để phòng ngừa hoặc giảm thiểu thiệt hại do các nguy cơ tự nhiên cho các công trình trên bề mặt hoặc trong lòng đất.
Các nguy cơ đó bao gồm: tuyết lở, dòng chảy bùn, lở đất, trượt đá, sạt lở, các vấn đề liên quan đến cơ học đất, đá, nước ngầm. Có sự ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và kết cấu của công trình xây dựng, từ dân dụng cho đến công nghiệp. Đặc biệt là với các công trình phức tạp ở vùng địa chất đặc biệt như sông, biển, đồi núi,.. Cụ thể như: đập tràn, cầu cảng, bờ kè, đường giao thông, hệ thống thủy lợi,…
Mục Lục
Cấu tạo vải địa kỹ thuật
Được thiết kế như một tấm vải với chức năng lọc, thoát nước, phân cách, bảo vệ, gia cố, gia cường. Sản xuất từ polypropylene hoặc polyester. Do đặc thù riêng của từng công trình, yêu cầu về tính năng vải khác nhau, tạo nên sự đa dạng cho chủng loại vải địa kỹ thuật. Cơ bản với 3 loại chính là vải địa dệt, vải địa không dệt và vải địa phức hợp.
Là một phần quan trọng trong kiến trúc công trình nên chất lượng của vải địa được yêu cầu vô cùng khắc khe. Phải đạt các quy chuẩn của bộ giao thông, quy chuẩn kỹ thuật quốc tế. Trước khi đưa vào thi công, cần phải tiến hành thí nghiệm sản phẩm. Các phương pháp thí nghiệm bao gồm:
- Khối lượng: ASTM D-3776 (đơn vị:g/m2)
- Chiều dày: ASTM D-5199 (đơn vị: mm)
- Cường độ chịu kéo giật: ASTM D-4632 (đơn vị: KN)
- Độ giãn dài kéo giật: ASTM D-4632(đơn vị: %)
- CBR đâm thủng: ASTM D-6241 hoặc Bs 6906-Part4 (đơn vị:N)
- Kích thước lỗ 095: ASTM D-4751 (đơn vị: mm)
- Hệ số thấm: ASTM D-4491 hoặc BS 6906/4 (đơn vị: x10-4 m/s)
(Tham khảo Wikipedia)
Phân loại vải địa kỹ thuật
Dựa trên sự khác nhau về sợ vải và tính năng, vải địa kỹ thuật được chia làm 3 loại chính, mỗi loại sẽ được ứng dụng trong những công trình xây dựng đòi hỏi về kết cấu khác nhau. Ba yếu tố được quan tâm hàng đầu khi lựa chọn loại vải địa là cường độ chịu kéo, độ giãn dài và khả năng thoát nước.
Sự đa dạng về chủng loại và đơn vị sản xuất thường gây ra những khó khăn nhất định cho nhà thầu, đơn vị xây dựng khi phải lựa chọn. Tuy nhiên nó cũng giúp các nhà thầu tối ưu hơn về chi phí nhờ sự cạnh tranh giá giữa vải địa trong nước và nhập khẩu.
Vải địa kỹ thuật dệt
Có kiểu dáng giống như vải may, vải địa kỹ thuật dệt được tạo thành từ các sợi dệt ngang dọc. Vải dệt thông thường được ứng dụng làm cốt gia cường cho các công tác xử lý nền đất khi có yêu cầu.
Đặc điểm
- Cường độ chịu kéo cao (từ vài chục đến vài trăm kN/m).
- Độ giãn dài thấp (<25%).
- Kích thước ổn định và có khả năng tiêu thoát nước.
Ứng dụng
- Gia cố nền đường đắp
- Khôi phục nền đất yếu
- Liên kết các cọc
- Đệm nền có nhiều lỗ hổng
- Chống xói mòn – lọc và tiêu thoát
Các thương hiệu vải địa dệt phổ biến nhất hiện nay.
- Vải địa kỹ thuật dệt DJ;
- Vải địa kỹ thuật dệt DJL;
- Vải địa kỹ thuật dệt GET;
- Vải địa kỹ thuật dệt DML;
- Vải địa kỹ thuật dệt DM;
- Vải địa kỹ thuật dệt PP;
- Vải địa kỹ thuật dệt GM;
Vải địa dệt trong thi công đường giao thông.
Vải địa kỹ thuật không dệt
Nhóm không dệt gồm những sợi ngắn và sợi dài liên tục, không theo một hướng nhất định nào, được liên kết với nhau bằng phương pháp hóa (dùng chất dính), hoặc nhiệt (dùng sức nóng) hoặc cơ (dùng kim dùi).
Đặc điểm
- Chức năng phân cách
- Chức năng gia cường, gia cố mái dốc
- Chức năng bảo vệ
- Chức năng lọc
- Chức năng tiêu thoát nước
Ứng dụng
- Lọc tiêu thoát giúp giảm bớt áp lực thuỷ động từ bên trong bờ, mái dốc;
- Triệt tiêu bớt các năng lượng gây xói mòn như sóng, gió, mưa…
- Khôi phục nền đất yếu.
- Phân cách ổn định nền đường.
Các thương hiệu vải địa không dệt
- Thương hiệu ART;
- Thương hiệu Haicatex;
- Thương hiệu VNT;
- Thương hiệu TS;
- Thương hiệu PH.
Vải địa không dệt ART trong thi công.
Vải địa kỹ thuật gia cường (phức hợp)
Nhóm vải phức hợp là loại vải kết hợp giữa vải dệt và không dệt. Nhà sản xuất may những bó sợi chịu lực (dệt) lên trên nền vải không dệt để tạo ra một sản phẩm có đủ các chức năng của vải dệt và không dệt. Thương hiệu vải địa gia cường được ưa chuộng nhất hiện nay là vải địa GET, DJL.
Đặc điểm
- Cường độ chịu kéo cao từ 100-1000kN/m
- Hệ số dão thấp, 1.45 sau 120 năm
- Biến dạng nhỏ, 12% ở tải trọng tối đa.
- Thoát nước nhanh
Vải địa gia cường thường ít được sử dụng hơn trong xây dựng.
Bảng so sánh tính năng và giá thành các loại vải địa
| Bảng so sánh vải địa dệt và vải địa không dệt | |||
| STT | Yếu tố | Vải địa không dệt | Vải địa dệt |
| 1 | Cấu tạo | Được cấu tạo từ Polypropylene hoặc PE – Polyester | Được cấu tạo từ Polypropylene hoặc PE – Polyester |
| 2 | Cơ lý | Lực kéo đứt thường 30KN/m trở xuống | Thường từ 25KN/m trở lên |
| Độ giản dài >= 40% khi bị kéo đứt so với kích thước ban đầu của vải | Độ giảm dài <= 25% khi kéo đứt so với kích thước ban đầu của vải | ||
| Kích thước lỗ gần như là đồng đều, khít lại có khả năng thoát nước cao theo chiều dọc và chiều ngang | Kích thước lỗ dễ bị xê dịch khi bị tác động lực xiên ngang cộng với lực tập trung , không có tính năng thoát nước | ||
| 3 | Công nghệ sản xuất | Công nghệ gia nhiệt (Vải địa kỹ thuật ART) hoặc công nghệ xuyên kim (Vải địa kỹ thuật TS). | Công nghệ dệt vải địa kỹ thuật kiểu PP và vải địa kỹ thuật dệt cường lực cao. |
| 4 | Màu sắc | Vải ART có màu trắng, vải TS có màu xám tro | PP25 – PP80 màu đen,PP50 có màu trắng và màu đen. GET 5 trở lên: màu trắng |
| 5 | Kết cấu sợi | Gồm các sợi vải liên tục hoặc không liên tục liên kết với nhau một cách ngẫu nhiên | Gồm các sợi vải được đan xen một cách có trật tự theo hai chiều phương dọc và phương ngang |
| 6 | Ứng dụng | Dùng để lọc nước | Không sử dụng với mục đích lọc nước, thoát nước |
| Sử dụng làm lớp phân cách | Ít khi sử dụng làm lớp phân cách nền đất | ||
| Dùng với mục đích gia cường cho các công trình ở mức tương đối | Dùng chủ yếu với mục đích gia cường cho nền đất | ||
| Dùng ở lớp phân cách | Hay dùng với lớp trên tiếp giáp với đá để thể hiện tính năng gia cường | ||
| Dùng cho công trình kè, đường, trồng cây. | Dùng ở các đầu cầu, bến cảng, kè… | ||
| 7 | Giá thành | Nếu cùng cường lực thì vải địa kỹ thuật không dệt có giá thành cao hơn | Nếu cùng cường lực thì vải địa kỹ thuật không dệt có giá thành cao hơn |
| 8 | Mức độ phổ biến | Sử dụng phổ biến | ít phổ biến hơn |