Геотекстиль- жилищное и техническое строительство

В настоящее время в мировой практике строительства применяется большое число так называемых геосинтетиков, основную долю которых составляют геотекстили - тканые и нетканые материалы на основе синтетических полимерных волокон.   геотекстиль– это экологически безопасный нетканый материал, изготовленный из полипропиленовых волокон иглопробивным методом. Это обеспечивает его высокую химстойкость, устойчивость к термоокислительному старению. Материал не подвержен гниению, воздействию грибков и плесени, грызунов и насекомых, прорастанию корней. Благодаря оптимальному сочетанию своих характеристик геотекстиль, кроме традиционных применений в дорожных, дренажных и противоэрозионных конструкциях, широко используется при строительстве кровель, фундаментов, дренажей, землеустройстве и т. д. При этом реализуются такие основные функции геотекстилей, как разделение, армирование, фильтрация, дренаж, а также их сочетание.
Функции геотекстиля

Армирование - усиление строительных конструкций в результате перераспределения напряжений от транспортных средств или собственного веса. В зависимости от области применения повышается жесткость насыпи, устойчивость откосов, несущая способность основания, снижается неравномерность осадки. Основные для выполнения функции армирования свойства геотекстиля - условный модуль деформации - до 35 кН/м, прочность при растяжении до 12 кН/м.

Защита - предотвращение взаимопроникания крупнофракционных материалов и грунта, предотвращение или замедление процесса эррозии грунтов, предотвращение повреждения прослоек из других материалов (гидроизоляционных пленочных). В зависимости от области применения заменяются защитные слои из минеральных материалов, создаются лучшие условия для формирования (уплотнения) слоев из минеральных материалов, достигаются лучшие динамические характеристики строительной конструкции. Основные для выполнения функции защиты свойства геотекстиля - усилие продавливания до 2500 Н, динамические испытания конусом - до 12 мм.

Фильтр - предотвращение выноса грунтовых частиц в результате волнового воздействия, водного течения, давления воды из выклинивающихся водоносных горизонтов, предотвращение загрязнения традиционных дренажей. Заменяются традиционные многослойные минеральные фильтры. Основные для выполнения функции фильтра свойства геотекстиля- фильтрующая способность 60-100 мкм.

Дренирование - ускорение отвода воды в плоскости полотна и нормальном ей направлении. В зависимости от области применения - улучшение работоспособности дренирующих слоев, ускорение консолидации грунтов повышенной влажности, возможность прерывания капиллярного поднятия воды. Основное для выполнения функции дренирования свойство геотекстиля - коэффициент фильтрации до 140 м/сутки.

Примеры применения геотекстиля Полотно может использоваться для изготовления конструкций балластировки газопроводов. В этом случае полотно обеспечивает сохранность изоляционного покрытия газопровода и балластирующих конструкций, а также обеспечивает защиту грунта засыпки от размыва.

Рис 1. Способ балластировки газопроводов минеральным грунтом засыпки с использованием полотнищ из НСМ (для суглинистых грунтов и сельхозугодий).
1 - грунт засыпки; 2 - полотнище из НСМ; 3 - газопровод. Рис 2. Способ балластировки газопроводов минеральным грунтом засыпки с использованием полотнищ из НСМ (для песчаных грунтов).
1 - грунт засыпки; 2 - полотнище из НСМ; 3 - газопровод ; 4 - металлический штырь.

Заполненные грунтом полотна нетканого материала или контейнеры из нетканого материала обеспечивают устойчивость положения газопроводов, прокладываемых в песчаных, суглинистых торфяных и вечномерзлых почвах.

Рис 3. Комбинированный способ балластировки газопроводов с использованием минеральных грунтов засыпки в сочетании с НСМ, утяжелителями различных конструкций или анкерными устройствами.
1 - грунт засыпки; 2 - полотнище из НСМ; 3 - газопровод; 4 - траншея; 5 - утяжелитель типа УБО.

Характеристики Един.измерения ГЕОТЕКСТИЛЬ
Плотности геотекстиля Поверхностная плотность г/м2 190 250 310 360 400 450 500 600 Толщина при нагрузке 2 кПа мм 2,2(2,5) 3,2(3,5) 3,7(3,8) 4,1(4,2) 4,6(4,9) 5,0(5,3) 5,5(5,8) 6,7(6,9 ) Прочность при растяжении кН/м 3,0(3,1) 4,2(6,3) 5,6(8,8) 6,8(10,4) 7,8(11,6) 8,8(13,2) 10,0(15,2) 11,6(17,7)

Сочетание функций геотекстиля:
Разделение и армирование

При строительстве дорог (от пешеходных до железных) и стоянок обычно используют щебень. Но, со временем, на дороге на слабом основании (глина, торф или переувлажненные грунты) образуются колеи либо щебень вообще "тонет". Геотекстиль помогает в решении этих проблем, препятствуя перемешиванию щебенчатой засыпки с основанием и сохраняя первоначальную толщину засыпки, что в сочетании со значительным модулем упругости самого геотекстиля позволяет:

Значительно увеличить несущую способность такой конструкции;
Обеспечить повышенную степень уплотнения на этапе строительства, предотвращая вдавливание щебня в мягкую подоснову;
Снизить разрушение дорог, вызываемое воздействием мороза. Задержанные мельчайшие частицы (тонкодисперсные включения) действуют, как губка, впитывая воду и расширяясь при замораживании.

Результатом применения геотекстиля в качестве разделительного слоя являются:
1. Снижение издержек на укладку (уменьшение использования щебня для достижения такой же несущей способности)
2. Снижение времени строительства за счет более быстрой и качественной утрамбовки.
3. Снижение стоимости технического обслуживания и увеличении срока работоспособности конструктива.

Совмещение высокого начального модуля упругости и удлинения (сочетание свойств тканых (силовых) геосинтетиков и иглопробивного геотекстиля) дает возможность материалу поглощать больше энергии. Это обеспечивает ему повышенную устойчивость к повреждению во время укладки и выполняет армирующую функцию.

Широкое использование геотекстиль получил и при устройстве дорожек и площадок из тротуарной плитки. Мягкая (без бетонной стяжки) укладка тротуарной плитки значительно ниже по цене (разница в стоимости бетона и арматуры и работ доходит до 70%), он предотвращает вымывание песка, перемешивание его со щебнем или грунтовым основанием, увеличивает жесткость конструкции и значительно снижает вероятность просадок. Вы получаете превосходный результат, возможность легкого ремонта и перепланировки при значительно меньших материальных, трудовых и временных затратах.

Фильтрация и дренаж
Для осушения или снижения уровня грунтовых вод, в частности на заболоченных почвах, обычно применяют различные дренажные системы. Традиционный способ -это канава, по которой вода выводится за пределы участка либо в специальные места ее сбора. Такой способ-самый дешевый, но не очень эстетичный, к тому же быстро обваливающиеся края и намытый водой песок быстро снижают, а затем полностью прекращают ток воды. Чтобы края не обваливались, а участок не выглядел, как "поле боя", канаву рекомендуется заполнить щебнем или керамзитом.

Такая система более эффективна, но, со временем проницаемость засыпки значительно снижается за счет заиливания мелкими частицами. Геотекстиль, если им выложить полностью канаву и внахлест уложить на засыпку, фильтрует тонкодисперсный поток, и площадь фильтрации дрены, а также ее водопроницаемость сохраняются в течении гораздо большего времени.

Для выполнения дренажей также часто используют дренажные перфорированные трубы, в последнее время их часто используют уже с геотекстилем, обернутым вокруг трубы, что предотвращает засорение самой трубы и отверстий в ней. Геотекстиль для этих целей идеально подходит благодаря высоким фильтрующим способностям материала и тому, что он не заиливается. При применении данной технологии возможен отказ от использования дренажной трубы, только щебень крупных фракций и геотекстиль, это так называемая технология мягкого дренажа.

Геотекстиль создает естественный почвенный фильтр. Вода, проходя из почвы в дренаж через геотекстиль, вымывает мелкие частицы, после чего соединительная структура крупных частиц прилегает к материалу и образуется естественный фильтр, который последовательно уменьшает вымывание, вплоть до его полного прекращения. Пропускающая способность такой системы определяется водопроницаемостью грунта.

Почему Геотекстиль - лучший выбор?

1. Специфическая структура материала препятствует внедрению частиц грунта в поры и их засорению (материал не заиливается);

2. Преднапряженность материала обеспечивает сопротивление раздеру, проколу и износу, а также значительное удлинение до разрыва (около 60%), что практически исключает повреждение при укладке;

3. Высокий модуль упругости позволяет воспринимать нагрузку и распределять ее, следовательно--выполняется армирующая функция при относительно малых деформациях;

4. Малоразмерные рулоны геотекстиля удобны в перевозке, хранении и укладке;

5. Легко режется, в отличие от "толстых" материалов.

Основные сферы применения геотекстиля - дорожное и железнодорожное строительство, гидротехнические сооружения, прокладка туннелей и трубопроводов, защита подземных частей жилых и промышленных зданий, создание искусственных водоемов, а также:

дорожные конструкции;
строительство трубопроводов;
производство гидродренажных систем;
армирование откосов;
в дренажных конструкциях;
в противоэрозионных конструкциях;
при устройстве кровель;
при возведении фундаментов;
в землеустройстве и др.
строительство мусорных свалок и т.к.

Большие удлинения при разрыве: в зависимости от применяемой плотности, геотекстиль имеет относительные удлинения под действием максимальной нагрузки до 30 %. Таким образом, местные повреждения не приводят к разрушению материала и геотекстиль продолжает выполнять свои функции.

Фильтрующая способность, обусловлена специфической структурой материала, которая исключает внедрение частиц грунта в поры и их засорение. Это позволяет обеспечивать устойчивые фильтрующие качества материала под давлением грунта и в условиях сильной вибрации.

Высокая сопротивляемость местным механическим повреждениям, что особенно важно при укладке материала. Основные свойства геотекстиля:

высокий модуль упругости, благодаря которому материал может воспринимать значительные нагрузки и выполнять функцию армирования при относительно малых деформациях;
большие удлинения при разрыве (в зависимости от типа - до 45 %);
универсальная фильтрующая способность, обусловленная специфической структурой материала, которая исключает внедрение частиц грунта в поры и их засорение;
высокая сопротивляемость раздеру и прокалыванию, что особенно ценно при укладке;
стоек к ультрафиолетовому излучению, не образует никаких побочных продуктов, экологически чистый материал.

Материал применяется в качестве разделительного слоя между песком, гравием и другими частицами для предотвращения их смешивания, как фильтрующий слой при устройстве дренажных систем и при обмотке дренажных труб, как корнепрерывающий слой, а также, для защиты гидроизоляции от механических повреждений. Нетканый геотекстиль химически инертен к щелочам и кислотам, устойчив к агрессивным биологическим воздействиям.

Природный УФ устойчив Вода устойчив Кислоты устойчив Щелочи устойчив Термостойкость 220 oС

Геотекстиль образует разделительный, фильтрующий и армирующий слои между нижним грунтом и насыпным материалом:

предотвращает заливание насыпного материала частицами грунта, благодаря чему насыпной материал сохраняет функцию распределения нагрузки и обеспечивает стабильность; препятствует неравномерному проникновению насыпного материала в грунт, что способствует сокращению расхода материала; оптимизирует уплотнение так, что насыпной материал не проникает в грунт; используется в качестве фильтра между грунтом и дренажным заполнителем; препятствует заливанию дренажного заполнителя или дренажной трубы частицами грунта; образует армирующий слой на мягком, слабонесущем грунте; препятствует обрушению откосов; позволяет строительство дорог даже на слабонесущем грунте; уменьшает деформацию дорожного полотна.

Использование геотекстиля позволяет:

предотвратить уменьшение несущей способности, не допуская смешивание мелких частиц грунта с насыпанным основанием (щебень, гравий и песок) дороги; увеличить несущую способность, предотвращая вдавливание щебня в мягкую подоснову, и таким образом обеспечивая повышенную степень уплотнения; снизить разрушение дорог, вызываемое воздействием мороза.

Результатом применения геотекстиля является:

снижение издержек на укладку (уменьшение использования щебня для достижения такой же несущей способности; сокращение времени строительства); снижение стоимости технического обслуживания.

Сферы применения геотекстиля
1. Дорожное строительство

Геотекстиль выполняет функцию разделения слоев и позволяет перераспределить напряжение в основании насыпи, увеличить несущую способность основания, устойчивость откосов, улучшить условия уплотнения земляного полотна. Также, в данном применении материала, выполняется функция армирования при проектировании насыпей из грунта повышенной влажности. Слой из геотекстиля раскатывают в продольном направлении по всей ширине земляного полотна. Полотна соединяют между собой склеиванием или сшиванием. Грунт отсыпают на полотно геотекстиля выше торфа на 0,5 м. Перемешивания грунта с торфом не происходит, осадка торфа идет равномерно. Замена песчаных дрен дренами из геотекстиля позволяет снизить расход песка, повысить темпы строительства, снизить трудоемкость работ. Как строительный материал, геотекстиль выполняет следующие функции - предотвращение перемешивания грунта и насыпного материала, уменьшение деформации дорожного покрытия, дренаж и фильтрация, армирование склонов, разгрузка несущих конструкций, защита подземной гидроизоляции от механических повреждений. Экономическая целесообразность и технологичность применения геотекстильных материалов подтверждается их широчайшим использованием на строительных объектах развитых стран всего мира.

При этом используются основные функции геотекстилей - разделение, армирование, фильтрация, дренаж, а также их сочетание.

Образует разделительный, фильтрующий и армирующий слои между нижним грунтом и насыпным материалом.

Предотвращает заливание насыпного материала частицами грунта, благодаря чему насыпной материал сохраняет функцию распределения нагрузки и обеспечивает стабильность. Препятствует неравномерному проникновению насыпного материала в грунт, что способствует сокращению расхода материала. Оптимизирует уплотнение так, что насыпной материал не проникает в грунт. Используется в качестве фильтра между грунтом и дренажным заполнителем. Препятствует заливанию дренажного заполнителя или дренажной трубы частицами грунта. Образует армирующий слой на мягком, слабонесущем грунте. Препятствует обрушению откосов.

Позволяет строительство дорог даже на слабонесущем грунте.
Уменьшает деформацию дорожного полотна.

Усиление дорожных одежд

Защитно-дренирующая прослойка на контакте дренирующий слой-грунт

Защитно-армирующая прослойка на контакте слой-основания-грунт

Защитная прослойка под швами сборных бетонных покрытий

Обеспечение строительства на слабых основаниях

Защитно-армирующая прослойка для обеспечения устойчивости

Защитно-дренирующая прослойка для улучшения условий консолидации и производства работ

Защитная технологическая прослойка для улучшения условий осыпки и уплотнения грунтов

 

2.Строительство туннелей:

образует защитный и дренажный слои между скальной породой и изоляционным покрытием; защищает изоляционное покрытие от повреждений шероховатой поверхностью бетона; защищает изоляционное покрытие от повреждений острым заполнителем; уменьшает напряжение между бетонной отделкой и горной породой; отводит грунтовую и ливневую воду к дренажу.

Фильтр, защитно-дренирующая прослойка на откосе выемки при выклинивающихся водоносных грунтах

Прослойка-фильтр вокруг гибких металлических водопропускных труб

Укрепление сооружений поверхостного водоотвода

Защитная прослойка в сочетании с биологическими типами укрепления

Защитная прослойка из обработанного битумом геотекстиля

Защитная прослойка укрепления русел труб

 

3. Гидротехнические сооружения;

Выполняет функции фильтра под береговым укреплением

препятствует водной эрозии грунта; предотвращает возникновение эрозии без дополнительного берегового
укрепления в небольших руслах или во время паводков; обеспечивает достаточную водопроницаемость берегового укрепления.

4. Жилищное и техническое строительство:

Используется в качестве фильтрующего слоя в различных дренажных системах (дренаж подвальных помещений, дренаж плоских крыш)

препятствует заиливанию дренажного щебня или дренажных труб частицами грунта; обладает высокими водопропускными показателями, благодаря чему вода быстро отводится дренажной системой; функционирует в качестве разделяющего слоя между грунтом и щебнем; препятствует смешиванию щебня с грунтом и выполняет тем самым функции защиты, фильтрации и распределения нагрузки; выемка грунта незначительна из-за небольшой толщины конструкции; разгружает несущие конструкции и легко укладывается благодаря небольшому весу.

5. Строительство железных дорог:

Образует разделительный и фильтрационный слои между нижним грунтом и балластом.
Применение высокопрочных армирующих геосеток и геотекстилей при усилении подбалластного слоя, позволяет:

значительно увеличить межремонтный срок эксплуатации железнодорожных линий, тем самым повысить их пропускную способность и уменьшить затраты на содержание; предотвращает заиливание земляного полотна мелкими частицами, благодаря чему земляное полотно сохраняет функцию распределения нагрузки и обеспечивает несущую способность; препятствует неравномерному проникновению земляного полотна в грунт, что способствует сокращению расхода материала; оптимизирует уплотнение так, что земляное полотно не проникает в грунт основания4 образует защитный слой, препятствующий проникновению мельчайших частиц при динамической нагрузке балластного материала; используется в качестве фильтра между грунтом и дренажным заполнителем; препятствует заливанию дренажа или дренажной трубы частицами грунта; позволяет воде беспрепятственно проходить дренажную систему; образует армированный слой на мягком, слабонесущем грунте; повышает стабильность земляного полотна; повышает несущую способность; повышение надежности и долговечности строительных конструкций и их элементов; снижение материалоемкости конструкций; повышение качества выполнения ремонтно-строительных работ; упрощение технологии выполнения работ; универсальность, высокая степень заводской готовности создаваемых прослоек; высокая степень эффективности при строительных работах в экстремальных условиях (заболоченные территории, вечная мерзлота, стесненные условия строительства; высокая степень апробированности решений (применяются в практике строительства 30 лет).

Геотекстиль предотвращает заиливание земляного полотна мелкими частицами, благодаря чему:

земляное полотно сохраняет функцию распределения нагрузки и обеспечивает несущую способность; препятствует неравномерному проникновению земляного полотна в грунт, что способствует сокращению расхода материала; оптимизирует уплотнение так, что земляное полотно не проникает в грунт основания; образует защитный слой, препятствующий проникновению мельчайших частиц при динамической нагрузке балластного материала; используется в качестве фильтра между грунтом и дренажным заполнителем; препятствует заливанию дренажа или дренажной трубы частицами грунта; позволяет воде беспрепятственно проходить дренажную систему; образует армированный слой на мягком, слабонесущем грунте; повышает стабильность земляного полотна; повышает несущую способность.

 

6. Строительство путепроводов для транспортировки жидкостей и газа:
Геосинтетические материалы в нефтегазодобывающей отрасли используются для укрепления слабых оснований при строительстве дорог, буровых площадок, резервуаров для хранения нефти и газа, для противоэрозионной защиты склонов, а также при устройстве противофильтрационных экранов
Геотекстиль образует разделительный слой между грунтами, препятствует загрязнению балластного материала, благодаря чему его способность распределять нагрузку не изменяются.

7. Бассейны, водоемы, оросительные каналы, реки
Используется в качестве защитного слоя синтетических изоляционных экранов. Материал препятствует повреждению гидроизоляции при укладке,препятствует повреждению гидроизоляции из-за неровностей грунта, отводит грунтовые воды и предотвращает водную эрозию откосов, в случае понижения уровня воды в водохранилище или канале.

8. Армирование насыпей

Используется с целью армирования мелкозернистого, связного грунта.

препятствует обрушению откосов снижает повышенное поровое давление грунта

 

9. Строительство дренажей и спортивных площадок

Используется в качестве фильтра в различных дренажных системах

препятствует заливанию дренажного заполнителя или дренажной трубы частицами почвы; позволяет воде беспрепятственно проходить дренажную систему; выполняет функции разделительного слоя между заполнителем и грунтом или спортивным покрытием (газон, песок и т.д.); препятствует смешению заполнителя с грунтом или покрытием и выполняет функции отвода воды или распределения нагрузки; выемка грунта незначительна из-за небольшой толщины конструкции.

Фильтр, защитная прослойка спортивных площадок

ПОЛОТНО ДЛЯ ОСНОВЫ ПОД ЛИНОЛЕУМ

Полотно используется в качестве подосновы для линолеума, прокладочного материала при изготовлении мягкой мебели, а также для изготовления сменных фильтров.
Полотно используется в качестве вторичной основы при изготовлении напольных покрытий.