Vải
địa kỹ thuật được chế tạo từ những sản phẩm phụ của dầu mỏ, được chế tạo bằng một
hoặc hai của các hợp chất chính: Polyester; polypropylene; polyamide gọi chung
là polymer. Tùy theo hợp chất và cách cấu tạo, mỗi loại vải ĐKT có những đặc
tính cơ lý hóa như sức chịu kéo, độ dãn, độ thấm nước, môi trường thích
nghi,.v.v...khác nhau. Nói chung vải polyester tốt hơn vải polypropylene, còn vải
polyamide ở giữa hai loại vải trên.
 |
| Vải địa kỹ thuật |
Hầu
hết các sản phẩm có mặt tại Việt Nam đều được chế tạo bằng Polyester và
polypropylene. Vải ĐKT được chia làm ba nhóm chính dự theo cấu tạo sợi: Dệt,Không
dệt và vải địa phức hợp.
Dệt:
gồm những sợi dọc và sợi ngang dệt lại giống như vải may, như vải địa kỹ thuật
loại dệt Polypropylene. Biến dạng của nhóm này thường được thí nghiệm theo 2 hướng
chính: Hướng dọc máy, viết tắt MD (machine direction); hướng ngang máy, viết tắt
CD (cross machine derection). Sức chịu kéo theo hướng dọc máy bao giờ cũng lớn
hơn sức chịu kéo theo hướng ngang máy. Vải dệt thông thường được ứng dụng làm cốt
gia cường cho các công tác xử lý nền đất khi có yêu cầu.
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).
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.
Ứng
dụng
VKĐT
được sử dụng trong các lĩnh vực: Trong giao thông: Sử dụng vải địa kỹ thuật có
thể làm tăng độ bền, tính ổn định cho các tuyến đường đi qua những khu vực có nền
đất yếu như đất sét mềm, bùn, than bùn...
Trong
thủy lợi: che chắn bề mặt vách bờ bằng các ống vải địa kỹ thuật độn cát nhằm giảm
nhẹ tác động thủy lực của dòng chảy lên bờ sông.
Trong
xây dựng: Gia cố nền đất yếu bằng vải địa kỹ thuật, các dạng cọc nhồi, bấc thấm
ứng dụng trong nền móng...
Dựa
vào công dụng chính sau đây người ta chia chúng thành 3 loại chính:
Phân
cách
Gia
cường
Tiêu
thoát, lọc ngược
Để
thiết kế và lựa chọn đúng loại vải cần phải hiểu và nhận định được các chức
năng thứ cấp của vải địa trong từng giai đoạn thi công.
Chức
năng phân cách
Các
phương pháp thông thường để ổn định hoá lớp đất đắp trên nền đất yếu bão hoà nước
là phải tăng thêm chiều dày đất đắp để bù vào lượng đất bị mất do lún chìm vào
nền đất yếu trong quá trình thi công. Mức độ tổn thất có thể hơn 100% đối với đất
nền có CBR nhỏ hơn 0,5. Việc sử dụng loại vải địa thích hợp đặt giữa đất yếu và
nền đường ngăn cản sự trộn lẫn của hai loại đất. Vải địa kỹ thuật phân cách
ngăn ngừa tổn thấn đất đắp và vì vậy tiếc kiệm đáng kể chi phí xây dựng. Ngoài
ra, vải địa kỹ thuật còn ngăn chặn không cho đất yếu thâm nhập vào cốt liệu nền
đường nhằm bảo toàn các tính chất cơ lý của vật liệu đắp và do đó nền đường có
thể hấp thụ và chịu đựng một cách hữu hiệu toàn bộ tải trọng xe.
Chức
năng gia cường
Đối
với đường có chiều cao bé (từ 0,5 đến 1,5m), có giả thiết cho rằng cần phải
dùng vải cường độ cao như là một bộ phận chịu lực của kết cấu móng đường. Tuy
nhiên, tải trọng xe tác dụng trên móng đường chủ yếu theo phương đứng, trong
khi phương chịu kéo của vải địa lại là phương nằm ngang. Vì vậy, cường độ chịu
kéo và độ cứng chịu uốn của vải có ảnh hưởng rất nhỏ trong sự gia tăng khả năng
chịu tải của nền dưới tải trọng đứng của bánh xe. Trong thực tế, dưới tải trọng
bánh xe khả năng chịu tải của nền đường có vải ĐKT chủ yếu là do chức năng phân
cách (nhằm duy trì chiều dày thiết kế và tính chất cơ học ban đầu của các lớp cốt
liệu nền móng đường) hơn là chức năng gia cường về khả năng chịu kéo của kết cấu.
Trong trường hợp đường có tầng mặt cấp cao (đường bê tông hoăc đường nhựa) hiệu
ích từ chức năng gia cường càng rất giới hạn. Đó là bởi vì, để phát triển lực
kéo trong vải địa cần phải có chuyển vị đủ lớn trong kết cấu móng đường để sinh
ra biến dạng ngang tương ứng, mà điều nầy thi không cho phép đối với đường có tầng
mặt cấp cao. Trong trường hợp xây dựng đê đập hay đường dẫn vào cầu có chiều
cao đất đắp lớn, có thể dẫn đến khả năng trượt mái hoặc chuyển vị ngang của đất
đắp, vải địa kỹ thuật có thể đóng vai trò cốt gia cường cung cấp lực chống trượt
theo phương ngang nhằm gia tăng ổn định của mái dốc. Trong trường hợp này vải địa
có chức năng gia cường.
Chức
năng tiêu thoát/ lọc ngược
Ở
Việt Nam, nền đất yếu thường có độ ẩm tự nhiên lớn và độ nhạy cảm cao. Vì thế,
vải địa kỹ thuật có thể làm chức năng thoát nước nhăm duy trì và thậm chí gia
tăng cường độ kháng cắt của đất nền và do đó làm gia tăng khả năng ổn định tổng
thể của công trình theo thời gian. Vải địa kỹ thuật loại không dệt, xuyên kim
có chiều dày và tính thấm nước cao là vật liệu có khả năng tiêu thoát tôt, cả
theo phương đứng (thẳng góc với mặt vải) và phương ngang (trong mặt vải). Vì thế,
loại vải địa này có thể làm tiêu tán nhanh chóng áp lực nước kẽ rỗng thặng dư
trong quá trình thi công cũng như sau khi xây dựng và dẫn đến sức kháng cắt của
nền đất yếu sẽ được gia tăng. Hai tiêu chuẩn để đánh giá về đặc trưng lọc ngược
là khả năng giữ đất và hệ số thấm của vải. Vải địa kỹ thuật cần phải có kích
thước lỗ hổng đủ nhỏ để ngăn chặn không cho các hạt đất cần bảo vệ đi qua đồng
thời kích thước lỗ hổng cũng phải đủ lớn để có đủ khả năng thấm nước bảo đảm
cho áp lực nước kẽ rỗng được tiêu tán nhanh.
Phương
pháp thi công
VĐKT
thường được thi công theo các trình tự sau:
-
Chuẩn bị nền đường: phát quang những cây cối, bụi rậm, dãy cỏ trong phạm vi thi
công. Gốc cây đào sâu 0.6m dưới mặt đất. Nền đường cần có độ dốc để thoát nước
khi mưa.
-
Trải vải ĐKT trên nền đường, lớp vải nọ nối tiếp lớp vải kia theo một khoảng phủ
bì tùy thuộc vào sức chịu lực của đất,
Sức
chịu lực của đất:
CBR< 1: 120cm(VKK), 22cm(VK)
1
2
CBR>3: 60cm (VKK), 8cm (VK)
-
Sau cùng trải và cán đá dăm hoặc đá sỏi.
Ghi
chú: đối với vải không khâu, được khuyến cáo không nên trải quá 8m trước khi đổ
đá để tránh khoảng phủ bì bị tách rời. (VK: Vải khâu mép nối; VKK: Vải không
khâu mép nối)
Phương
pháp thí nghiệm
Khối
lượng: ASTM D-3776 (ĐVT:g/m2)
Chiều
dày: ASTM D-5199 (ĐVT: mm)
Cường
độ chịu kéo giật: ASTM D-4632 (ĐVT: KN)
Độ
giãn dài kéo giật chiều khổ: ASTM D-4632(ĐVT: %)
CBR
đâm thủng: BS 6906-Part4 (ĐVT:N)
Kích
thước lỗ 090: ASTM D-4761 (ĐVT: mm)
Hệ
số thấm: ASTM D-4491 (ĐVT: x10-4m/s)
ST
Viết và chia sẻ bình luận:
Like để cập nhật các bài viết qua facebook. Cảm ơn bạn đã ghé thăm, ủng hộ!