Геотекстиль - надежное и эффективное средство решения задач укрепления и стабилизации грунтов

Типичное определение геотекстиля - это водопроницаемый текстильный материал, который используется для упрочнения земли, контроля эрозивных процессов и монтажа дренажных систем.

Геоткани эксплуатируются человеком на протяжении тысяч лет, начиная с эпохи Египетских фараонов. Самые ранние его прототипы по сути были натуральными волокнами или даже растительным покровом, интегрированным непосредственно в землю. Современные материалы производят из синтетических полимеров, таких как полипропилены, полиэстеры, полиэтилены и полиамиды.

Такое разнообразие исходных компонентов привело к изобретению разнообразных видов геосинтетиков, которые могут применяться в различных инженерных конструкциях: от сельскохозяйственных до строительных.

Считается, что первое применение геоткани в его современном понимании произошло в 1950-х гг. Самый ранний задокументированный случай касается укрепления прибрежного участка частных владений, который постоянно разрушался под воздействием штормов, тканым промышленным изделием, созданным в гидротехнической лаборатории Флоридского Университета в 1958 г.

Первый нетканый геосинтетик современного типа был создан французами в конце 1960-х гг. Этот достаточно плотный иглопробивной полиэстер был использован при строительстве дамбы во Франции в 1970 г.

Само слово “геотекстиль” возникло в 1977 г. Такое название было впервые употреблено во время интернациональной конференции в Париже профессором геотехники Жан-Пьером Гирудом, который дал начало “гео-терминологии” и впервые применил знакомые теперь всем слова “геотекстиль” и “геомембрана”.

С тех пор геотекстилем называют мультифункциональный полимерный материал, который применяется во всех сферах экономики, где необходимо решать задачи, связанные с почвами и грунтовыми водами.

Выбор подходящего изделия может оказаться довольно непростым заданием, если подходить к нему без базовых знаний о нем. При этом желательно иметь представление большее, нежели “геотекстиль - это полотно, сделанное из волокон и закопанное в землю”.

В этой статье мы рассмотрим основные качества текстиля, знание которых поможет вам сделать правильный выбор.

Какова бы ни была сфера применения, он выполняет одну из следующих функций:

• Разделение

Предотвращение взаимного перемешивания слоев грунта, обладающих разной структурой или разными свойствами.

• Дренаж

Отвод излишка жидкости, которые не является функционально необходимым для работы систем.

• Фильтрация

Стабилизация поверхности земли, через которую протекает вода, удержание мелких частиц грунта от вымывания и обеспечение при этом свободное течение жидкостей.

• Усиление

Укрепление почвенной структуры благодаря высоким показателям коэффициента трения и предела прочности на растяжении.

• Защита

Предотвращение эрозии земляных насыпей вдоль дорог, железнодорожных путей, водоемов, оврагов под воздействием дождя и ветра.
 

Существует 2 принципиально разных типа геотекстилей: тканный и нетканный.

Нетканый - одно из наиболее популярных решений для дренирования, фильтрации и упрочения.

Он выглядит как войлокообразная ткань, легкий и способный как усиливать, так и отфильтровывать земли на территории применения.

Чаще всего его можно увидеть вокруг канализационных труб, под системами водоотвода, а также в местах, где вероятно высокое расположение грунтовых вод или интенсивный поверхностный сток жидкостей.

Наиболее распространенным является иглопробивной нетканый геоситетик, в котором полимерные волокна сплетаются с механически соединенными зазубренными иголочками.

Также существуют методы термо- и гидроструйного скрепления. Во время первой процедуры экструдированные нити навязываются на конвейерную ленту и соединяются под воздействием высоких температур. Во втором - производится воздействие кинетической энергии воды на полипропиленовые волокна.

В результате выходит более гладкая нежели у иглопробивного полотна поверхность с меньшими порами и повышенной прочностью.

В противовес вышеописанному, тканый геотекстиль наиболее часто применяется для увеличения поддержки и упрочения почв в качестве подложек под поверхность земли, для контроля эрозии прибрежных зон и набережных, при создании каменной наброски на вязком грунте, в качестве подложки под проезжие части дорог, внутриквартальных проездов и стоянок - участков с интенсивным движением транспорта.

Существует три базовых типа тканого геотекстиля:

1. узколенточный, который производится путем переплетения плоских полипропиленовых прядей в сплетенную пластиковую поверхность. Эта разновидность применяется в конструкциях, создаваемых на мягких и рыхлых землях. Особенно часто этот вид используется в строительстве парковок, въездов и выездов. У него плохие фильтрационные показатели, поскольку ткань склонна к закупорке ячеек. Поэтому его не рекомендуют применять при монтаже защитных дамб, систем канализации и в борьбе с эрозией грунтов вследствие размывания;

2. одноволоконный, который производится путем сплетения экструдированных пропиленовых нитей. У него уникальные показатели процента открытых участков, что обеспечивает отличные фильтрационные качества. Из-за этого этот вид текстиля можно использовать на участках, где важны как показатели прочности, так и водопроницаемости: при отсыпке береговых линий и укреплений плотин;

3. комбинированный получается в результате сплетения одноволоконных прядей в одном направлении, и плоских или же бахромчатых нитей в другом. В итоге получается отличное сочетание гидравлических и усиливающих свойств.

О каком бы типе полотна мы не говорили, существует всего три главных характеристики, которые определяют геотекстиль в целом:

• реакция на механическое воздействие,

• фильтрационная способность;

• устойчивость к химическим средам.

Совокупность этих качеств определяет рабочие качества товара в целом.

Реакция на механическое воздействие зависит от того, из какого полимера создан геосинтетик, от плотности волокон и от их направления во внутренней структуре полотна.

Химическая устойчивость определяется размером волокон - более тонкие и плоские нити подвержены химическому разрушению сильнее, нежели более грубые образцы из того самого полимера.

Водопропускные свойства, присущие всем типам текстиля, задаются технологией изготовления, от которой зависит размер микропор в структуре ткани.

Понимание главных отличий от разных разновидностей геосинтетиков не гарантирует простоту принятия решения. Поэтому производители также рекомендуют ориентироваться на работы, которые предстоит сделать с его использованием.

Главными областями применения иглопробивного и термоскрепленного являются:

• укрепление старого слоя асфальта перед накладыванием на него свежего, вместо снятия верхнего пласта перед ремонтными работами;

• создание пастбищ, загонов для домашних животных, упрочение проселочных дорог, которыми скот перегоняется с места на место;

• конструирование канализаций и сточных канав - слой геоткани вокруг труб гарантирует свободное течение воды и предотвращает вымывание грунтов, окружающих инженерные конструкции;

• фильтрация воды, когда он является более экономичным заменителем фильтров грубой очистки;

• защита конструкций, в которых применяется геомембраны. Нарушение целостности геомембраны сводит на нет все ее физико-химические качества. Поэтому при ее монтаже под/над ней или вокруг нее прокладывается защитный слой геоткани, который предотвращает деформацию и повреждение;

• защитные свойства геополотна от размножения сорняков применяются как в ландшафтном дизайне, так и в сельском хозяйстве. При этом большая плотность геотекстиля, нежели у агроволокна, гарантирует более стабильные результаты контроля за размножением сорной травы.

• предотвращение смешивания компонентов при создании щебневой, гравийной, или любой другой каменной отсыпки. С этой целью он используется как при строительстве автомобильных дорог и тротуаров, так и железнодорожных путей. Но в первом случае разделяя конструкционные слои дорожного полотна, а во втором при сооружение насыпей вдоль путей;

• сооружение дренажных систем на почвах с высоким залеганием поверхностных вод;

• строительство спортивных полей и площадок с травяным покрытием также требует горизонтального дренирования поверхности земли во избежание образования луж и эрозии поверхностей;

• укрепление грунтовых дорог в сельской местности. Даже без асфальтового покрытия или каменной отсыпки грунтовка может быть значительно укреплена с помощью геосинтетика, проложенного под верхним слоем почвы.

 Тканый геотекстиль имеет ту отличительную характеристику, что служит армирующим материалом. Поэтому он используется в таких сферах:

• дорожное строительство. Геосинтетик не просто скрепляет разные прослойки дорожного покрытия. Он прокладывается на участках, которые выходят за пределы дороги, для стабилизации обочин и полос отвода. Его применяют как для мощеных, так и для грунтовых дорог в случаях, когда они пролегают в местах, где наиболее вероятно смешение грунтовых пластов, неоднородность земли способствует появлению колей и выбоин, или же наблюдается интенсивное автомобильное движение;

• упрочнение крутых склонов и насыпей. Особенно часто его используют тогда, когда нет возможности иными способами усилить стабильность почв, земельный ресурс настолько мал, что применение текстиля является более экономически выгодным, нежели други методы уменьшения степени эрозии грунта;

• усиление подпорных стен;

• возведение прибрежных построек на зыбких или мягких грунтах - полотно позволяет сэкономить время и деньги на упрочнении подобных почв;

• стабилизация земель в случаях возведения построек над участками захоронения бытового или строительного мусора или же территорий, на которых размещаются полигоны твердых бытовых отходов при их реконструкции.

Область применения геосинтетиков постоянно расширяется, поскольку это крепкий, надежный и долговечный материал, сконструированный для упрочнения и поддержки почв.

На рынке представлено много видов геотекстиля различных производителей. Это позволяет найти изделие, который подойдет именно вам. Если и после прочтения статьи вы не уверены, какой продукт выбрать: тканый или нетканый, стоит помнить о том, что любое полотно является химически инертным материалом, который долго будет противостоять давлению грунтов, погодным условиям и старению. Тканый прослужит дольше, но и потребует больших финансовых затрат. Если перед вами не стоит задача построения инженерного сооружения, которое должно выдерживать удары волн, суровые ветра или вертикальное давление почв, остановите свой выбор на нетканом текстиле. Правильно выбрав плотность полотна, вы не пожалеете о сделанном выборе.

Таблица ниже может вам помочь определиться с тем, какой тип и плотность геотекстиля стоит выбрать, в зависимости от функции, которую он должен выполнять.