Геотекстиль - надійний та ефективний засіб вирішення завдань зміцнення та стабілізації ґрунтів

Типове визначення геотекстилю - водопроникний текстильний матеріал, який використовується для зміцнення землі, контролю ерозивних процесів і монтажу дренажних систем.

Геоткані експлуатуються людиною протягом тисяч років, починаючи з доби Єгипетських фараонів. Найраніші його прототипи насправді були натуральними волокнами і навіть рослинним покривом, інтегрованим безпосередньо у землю. Сучасні матеріали виробляють із синтетичних полімерів, таких як поліпропілени, поліестери, поліетилени та поліаміди.

Така різноманітність вихідних компонентів призвела до винаходу різноманітних видів геосинтетиків, які можуть застосовуватись у різних інженерних конструкціях: від сільськогосподарських до будівельних.

Вважається, що перше застосування геотканини в його сучасному розумінні відбулося в 1950-х роках. Найраніший задокументований випадок стосується зміцнення прибережної ділянки приватних володінь, яка постійно руйнувалася під впливом штормів, тканим промисловим виробом, створеним у гідротехнічній лабораторії Флоридського Університету 1958 року.

Перший нетканий геосинтетик сучасного типу був створений французами наприкінці 1960-х. Цей досить щільний голкопробивний поліестер був використаний при будівництві греблі у Франції у 1970 році.

Саме слово “геотекстиль” виникло 1977 р . Така назва була вперше вжита під час міжнародної конференції в Парижі професором геотехніки Жан-П'єром Гірудом, який дав початок "гео-термінології" і вперше застосував знайомі тепер усім слова "геотекстиль" та "геомембрана".

З того часу геотекстилем називають мультифункціональний полімерний матеріал, який застосовується у всіх сферах економіки, де необхідно вирішувати завдання, пов'язані з ґрунтами та ґрунтовими водами.

Вибір відповідного виробу може виявитися досить непростим завданням, якщо підходити без базових знань про нього. При цьому бажано мати уявлення більше, ніж "геотекстиль - це полотно, виготовлене з волокон і закопане в землю".

У цій статті ми розглянемо основні якості текстилю, знання яких допоможе зробити правильний вибір.

Якою б не була сфера застосування, він виконує одну з таких функцій:

• Поділ

Запобігання взаємному перемішуванню шарів ґрунту, що володіють різною структурою або різними властивостями.

• Дренаж

Відведення надлишку рідини, яка не є функціонально необхідним для роботи систем.

• Фільтрування

Стабілізація поверхні землі, якою протікає вода, утримання дрібних частинок грунту від вимивання і забезпечення у своїй вільний перебіг рідин.

• Посилення

Зміцнення ґрунтової структури завдяки високим показникам коефіцієнта тертя та межі міцності на розтягуванні.

• Захист

Запобігання ерозії земляних насипів уздовж доріг, залізничних колій, водойм, ярів під впливом дощу та вітру.
 

Існує два принципово різних типи геотекстилів: тканинний і нетканий .

Нетканий - одне з найпопулярніших рішень для дренування, фільтрації та зміцнення.

Він виглядає як повстяна тканина, легка і здатна як посилювати, так і відфільтровувати землі на території застосування.

Найчастіше його можна побачити навколо каналізаційних труб, під системами водовідведення, а також у місцях, де ймовірно високе розташування ґрунтових вод або інтенсивний поверхневий стік рідин.

Найбільш поширеним є голкопробивний нетканий геосітетик, в якому полімерні волокна сплітаються з механічно з'єднаними зазубреними голочками.

Також існують методи термо- та гідроструминного скріплення . Під час першої процедури нитки нав'язуються на конвеєрну стрічку і з'єднуються під впливом високих температур. У другому – виробляється вплив кінетичної енергії води на поліпропіленові волокна.

В результаті виходить більш гладка ніж у голкопробивного полотна поверхня з меншими порами та підвищеною міцністю.

На противагу вищеописаному, тканий геотекстиль найчастіше застосовується для збільшення підтримки та зміцнення грунтів як підкладок під поверхню землі, для контролю ерозії прибережних зон і набережних, при створенні кам'яного начерку на в'язкому грунті, як підкладки під проїжджі частини доріг, внутрішньоквартальних проїздів та стоянок - дільниць з інтенсивним рухом транспорту.

Існує три базові типи тканого геотекстилю :

1. вузькострічковий , який виробляється шляхом переплетення плоских поліпропіленових пасм в сплетену пластикову поверхню. Цей різновид застосовується в конструкціях, створюваних на м'яких і пухких землях. Особливо часто цей вид використовується у будівництві парковок, в'їздів та виїздів. Він має погані фільтраційні показники, оскільки тканина схильна до закупорки осередків. Тому його не рекомендують застосовувати при монтажі захисних дамб, систем каналізації та у боротьбі з ерозією ґрунтів внаслідок розмивання;

2. одноволоконний , який виробляється шляхом сплетення екструдованих пропіленових ниток. Він має унікальні показники відсотка відкритих ділянок, що забезпечує відмінні фільтраційні якості. Тому цей вид текстилю можна використовувати на ділянках, де важливі як показники міцності, так і водопроникності: при відсипанні берегових ліній і укріплень гребель;

3. комбінований виходить в результаті сплетення одноволоконних пасм в одному напрямку, і плоских або бахромчастих ниток в іншому. У результаті виходить відмінне поєднання гідравлічних і посилювальних якостей.

Про який би тип полотна ми не говорили, існує лише три основні параметри, які визначають геотекстиль в цілому :

• реакція на механічну дію,

• фільтраційна здатність;

• стійкість до хімічних середовищ.

Сукупність цих якостей визначає робочі якості товару загалом.

Реакція на механічний вплив залежить від того, з якого полімеру створено геосинтетик, від щільності волокон та від їхнього напрямку у внутрішній структурі полотна.

Хімічна стійкість визначається розміром волокон - більш тонкі і плоскі нитки схильні до хімічного руйнування сильніше, ніж грубіші зразки з того самого полімеру.

Водопропускні властивості, притаманні всім типам текстилю, задаються технологією виготовлення, від якої залежить розмір мікропор у структурі тканини.

Розуміння основних відмінностей різних різновидів геосинтетиків не гарантує простоту прийняття рішення. Тому виробники також рекомендують орієнтуватися на роботи, які мають бути зроблені з його використанням.

Головними областями застосування голкопробивного та термоскріпленого є:

• зміцнення старого шару асфальту перед накладанням на нього свіжого замість зняття верхнього шару перед ремонтними роботами;

• створення пасовищ, загонів для свійських тварин, зміцнення путівців, якими худоба переганяється з місця на місце;

• конструювання каналізацій та стічних канав - шар геотканини навколо труб гарантує вільний перебіг води та запобігає вимиванню ґрунтів, що оточують інженерні конструкції;

• фільтрація води, коли він є більш економічним замінником фільтрів грубої очистки;

• захист конструкцій, у яких застосовується геомембрана. Порушення цілісності геомембрани зводить нанівець усі її фізико-хімічні якості. Тому при її монтажі під/над нею або навколо неї прокладається захисний шар геотканини, який запобігає деформації та пошкодженню;

• захисні властивості геополотна від розмноження бур'янів застосовують як у ландшафтному дизайні, так і в сільському господарстві. При цьому більша щільність геотекстилю, ніж у агроволокна, гарантує більш стабільні результати контролю за розмноженням бур'янів.

• запобігання змішування компонентів при створенні щебеневого, гравійного, або будь-якого іншого кам'яного відсипання. З цією метою він використовується як для будівництва автомобільних доріг і тротуарів, так і залізничних колій. Але в першому випадку розділяючи конструкційні шари дорожнього полотна, а в другому при спорудженні насипів уздовж колій;

• спорудження дренажних систем на ґрунтах з високим заляганням поверхневих вод;

• будівництво спортивних полів та майданчиків з трав'яним покриттям також вимагає горизонтального дренування поверхні землі, щоб уникнути утворення калюж та ерозії поверхонь;

• зміцнення ґрунтових доріг у сільській місцевості. Навіть без асфальтового покриття або кам'яного відсипання ґрунтовка може бути значно укріплена за допомогою геосинтетика, прокладеного під верхнім шаром ґрунту.

 Тканий геотекстиль має відмітну характеристику, що служить армуючим матеріалом. Тому він використовується у таких сферах:

• дорожне будівництво. Геосинтетик не просто скріплює різні прошарки дорожнього покриття. Він прокладається на ділянках, що виходять за межі дороги, для стабілізації узбіччя та смуг відведення. Його застосовують як для мощених, так і для ґрунтових доріг у випадках, коли вони пролягають у місцях, де найбільш ймовірно змішання ґрунтових пластів, неоднорідність землі сприяє появі колій та вибоїн, або ж спостерігається інтенсивний автомобільний рух;

• зміцнення крутих схилів та насипів. Особливо часто його використовують тоді, коли немає можливості іншими способами посилити стабільність ґрунтів, земельний ресурс настільки малий, що застосування текстилю є економічно вигіднішим, ніж інші методи зменшення ступеня ерозії ґрунту;

• посилення підпірних стінок;

• зведення прибережних споруд на хиткіх або м'яких ґрунтах - полотно дозволяє заощадити час та гроші на зміцненні подібних ґрунтів;

• стабілізація земель у випадках зведення будівель над ділянками поховання побутового або будівельного сміття або територій, на яких розміщуються полігони твердих побутових відходів під час їх реконструкції.

Область застосування геосинтетиків постійно розширюється, оскільки це міцний, надійний та довговічний матеріал, сконструйований для зміцнення та підтримки ґрунтів.

На ринку представлено багато видів геотекстилю різних виробників. Це дозволяє знайти виріб, що підійде саме вам. Якщо і після прочитання статті ви не впевнені, який продукт вибрати: тканий чи нетканий, варто пам'ятати про те, що будь-яке полотно є хімічно інертним матеріалом, який довго протистоятиме тиску ґрунтів, погодним умовам та старінню. Тканина прослужить довше, але й вимагатиме великих фінансових витрат. Якщо перед вами не стоїть завдання побудови інженерної споруди, яка повинна витримувати удари хвиль, суворі вітри або вертикальний тиск ґрунту, зупиніть свій вибір на нетканому текстилі. Правильно вибравши щільність полотна, ви не пошкодуєте про вибір.

Таблиця нижче може допомогти вам визначитися з тим, який тип і щільність геотекстилю варто вибрати, залежно від функції, яку він повинен виконувати.