Ứng dụng chính của lưới địa kỹ thuật là gì?
Lưới địa kỹ thuật là một loại vải địa kỹ thuật tổng hợp thường được sử dụng trong xây dựng dân dụng và phát triển công trình cho các chức năng như gia cố đất, ổn định sàn và phân bổ tải trọng. Thường được sản xuất từ các polyme cường độ cao như polyester, polyethylene mật độ cao (HDPE) hoặc sợi thủy tinh, lưới địa kỹ thuật nhựa có đặc điểm là cấu trúc dạng lưới hở, cho phép các hạt đất liên kết với lưới. Sự tương tác này cải thiện đáng kể hiệu suất cơ học của đất, nâng cao sức mạnh và độ ổn định của nó.
Nhờ độ bền và hiệu quả vượt trội, lưới địa kỹ thuật được sử dụng rộng rãi trong đường bộ, tường chắn, bảo vệ mái dốc và các hệ thống kiểm soát xói mòn. Chúng là một lựa chọn tiết kiệm chi phí và bền vững cho các vật liệu gia cố thông thường như kim loại hoặc bê tông, khiến chúng trở thành giải pháp được ưa chuộng trong các dự án cơ sở hạ tầng hiện nay.
1. Lưới địa kỹ thuật là gì?
1.1 Cấu trúc và thành phần của lưới địa kỹ thuật
Lưới địa kỹ thuật là vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp cao cấp được thiết kế với khung dạng lưới có các lỗ hổng lớn (lỗ hổng). Các lỗ hổng này cho phép các hạt đất, cốt liệu hoặc các vật liệu lấp đầy khác đi qua và liên kết với cấu trúc lưới địa kỹ thuật. Sự liên kết này tạo nên một hệ thống composite chắc chắn, cải thiện đáng kể độ bền, phân bổ tải trọng và sự cân bằng của ma trận đất-lưới địa kỹ thuật.
1.1.1 Các thành phần cấu trúc lõi của lưới địa kỹ thuật – Các gân (Dọc và ngang)
Các gân là bộ phận chịu lực chính của lưới địa kỹ thuật, di chuyển theo một hoặc hai hướng tùy thuộc vào việc lưới địa kỹ thuật là đơn trục hay lưỡng trục. Các gân dọc chịu lực kéo dọc theo chiều dài, trong khi các gân ngang tạo sự cân bằng trên toàn bộ chiều rộng. Cùng nhau, chúng đảm bảo lưới địa kỹ thuật nhựa có thể chịu được áp lực và phân phối khối lượng hiệu quả trong các ứng dụng dự kiến.
1.1.2 Các nút lưới địa kỹ thuật (Nút)
Điểm nối là các điểm giao nhau giữa các gân dọc và ngang. Các nút này được thiết kế để cung cấp khả năng chịu cắt cao và giữ cho kết cấu cũng như tính toàn vẹn của lưới địa kỹ thuật dưới tải trọng sử dụng. Các điểm nối chắc chắn đảm bảo lực được truyền chính xác giữa các gân, ngăn ngừa sự phá hoại kết cấu trong các dự án gia cố đất.
1.1.3 Khẩu độ lưới địa kỹ thuật (Lỗ mở)
Các lỗ hổng là các khe hở giữa các gân, được thiết kế chính xác để đất hoặc hỗn hợp đất có thể xuyên qua và khóa chặt vào lưới. Sự liên kết cơ học này sẽ tăng ma sát giữa lưới địa kỹ thuật và vật liệu xung quanh, tăng cường liên kết và ngăn chặn sự dịch chuyển ngang của đất. Hình dạng lỗ hổng được thiết kế riêng cho các ứng dụng đặc biệt, chẳng hạn như ổn định đường phố, bảo vệ mái dốc hoặc tiết kiệm cốt thép tường.
2. Các loại lưới địa kỹ thuật
Lưới địa kỹ thuật có thể được phân loại hoàn toàn dựa trên quy trình sản xuất, thành phần vải và thiết kế cấu trúc, mỗi loại đều có những tính năng đặc biệt phù hợp với các ứng dụng kỹ thuật riêng biệt.
2.1 Phân loại lưới địa kỹ thuật theo quy trình sản xuất
2.1.1 Lưới địa kỹ thuật đùn
Được sản xuất thông qua quá trình đùn và kéo giãn các tấm polyme (HDPE hoặc PP), tạo ra hình dạng phân tử tương đối định hướng để có độ bền kéo chất lượng cao.
2.1.2 Lưới địa kỹ thuật đơn trục
Được thiết kế với công suất cực lớn theo một hướng chủ đạo, khiến chúng trở nên hoàn hảo để gia cố tường, sườn dốc và bờ kè, nơi cần gia cố theo một hướng.
2.1.3 Lưới địa kỹ thuật hai trục
Được thiết kế để phân bổ năng lượng bằng nhau theo cả hướng dọc và hướng ngang, thường được sử dụng trong ổn định nền đường, bãi đỗ xe và gia cố nền ở những nơi cần phân bổ tải trọng theo nhiều hướng.
2.1.4 Lưới địa kỹ thuật dệt hoặc đan
Được sản xuất bằng cách dệt các sợi polyester hoặc sợi thủy tinh có độ bền cao theo kiểu lưới, sau đó lót bằng một loại polymer bảo vệ (ví dụ: PVC hoặc nhựa đường).
Có độ linh hoạt và khả năng chống mỏi tuyệt vời, thích hợp cho việc gia cố mặt đường, ổn định đá dăm đường sắt và ứng dụng phủ nhựa đường.
2.1.5 Lưới địa kỹ thuật liên kết
Được chế tạo bằng cách buộc hoặc hàn các thanh polyme lại với nhau, tạo thành cấu trúc lưới không linh hoạt.
Thường được sử dụng trong xây dựng ngắn hạn, thảm kiểm soát xói mòn và ổn định đất nhẹ khi không cần lực kéo quá lớn.
2.1.6 Lưới địa kỹ thuật ba trục
Có thiết kế lỗ hình lục giác hoặc hình tam giác, mang lại khả năng chịu tải đa hướng.
Chất lượng đặc biệt cao ở vỉa hè có lưu lượng giao thông cao, đường băng sân bay và sàn công nghiệp chịu lực nặng, nơi cần phân bổ ứng suất đồng đều.
2.2 Phân loại lưới địa kỹ thuật theo thành phần vật liệu
-Lưới địa kỹ thuật PET PET:Được biết đến với khả năng chịu kéo cực tốt và khả năng chống phân hủy hóa học đáng kể, khiến nó trở nên hoàn hảo để gia cố đất lâu dài.
-Lưới địa kỹ thuật HDPE Polyethylene mật độ cao:Cung cấp khả năng chống ăn mòn và bức xạ tia cực tím (UV) mạnh mẽ, khiến nó thích hợp cho các ứng dụng ngoài trời và chôn vùi.
-Lưới địa kỹ thuật Polypropylene PP:Một loại vật liệu nhẹ và dẻo, thường được sử dụng trong các chức năng đòi hỏi sự dễ dàng lắp đặt.
-Lưới địa kỹ thuật sợi thủy tinh:Có khả năng chịu lực kéo rất lớn và chủ yếu được sử dụng để gia cố mặt đường nhựa do khả năng chịu nhiệt và độ giãn dài thấp.
Mỗi loại vải được lựa chọn chủ yếu dựa trên các yếu tố như loại đất, điều kiện tải trọng, mức độ tiếp xúc với môi trường và tuổi thọ nhiệm vụ, đảm bảo hiệu suất tổng thể tuyệt vời nhất trong nhiều tình huống kỹ thuật khác nhau.
3. Ưu điểm của lưới địa kỹ thuật
3.1 Lưới địa kỹ thuật - Cường độ cao và nhẹ
Lưới địa kỹ thuật được thiết kế để cung cấp năng lượng kéo tuyệt vời trong khi vẫn giữ được trọng lượng nhẹ. Trong một số điều kiện làm việc nhất định, sức chịu kéo của chúng thậm chí có thể vượt trội hơn so với cốt thép kim loại. Mặc dù có sức mạnh này, lưới địa kỹ thuật bằng nhựa polyethylene lại rất dễ xử lý, vận chuyển và triển khai nhờ trọng lượng nhẹ, khiến chúng đặc biệt thân thiện với môi trường cho các dự án quy mô lớn.
3.2 Lưới địa kỹ thuật - Tiết kiệm kinh tế và vật liệu
Bằng cách cải thiện độ ổn định của đất và phân phối tải trọng, lưới địa kỹ thuật có thể hạn chế đáng kể nhu cầu sử dụng vật liệu lấp dạng hạt hoặc hỗn hợp đắt tiền. Việc tối ưu hóa này không chỉ giảm thiểu việc sử dụng vật liệu mà còn giảm chi phí vận chuyển, mang lại khoản tiết kiệm toàn diện cho chi phí vận hành chung.
3.3 Lưới địa kỹ thuật - Bền và chống ăn mòn
Lưới địa kỹ thuật được sản xuất từ các loại polymer tuyệt vời, có khả năng chống ăn mòn hóa học, phân hủy tia cực tím (UV) và các tác nhân hữu cơ như nấm mốc hoặc vi khuẩn cực tốt. Điều này đảm bảo tuổi thọ lâu dài, ngay cả trong điều kiện môi trường khắc nghiệt, phù hợp cho các ứng dụng cơ sở hạ tầng lâu dài.
3.4 Lưới địa kỹ thuật - Thi công thuận tiện
Với đặc tính nhẹ và độ linh hoạt thích hợp, lưới địa kỹ thuật polypropylene có thể dễ dàng trải ra và lắp đặt tại công trường, ngoại trừ các thiết bị nâng hạ hạng nặng. Khả năng thích ứng với nhiều địa hình khác nhau và quy trình lắp đặt nhanh chóng giúp giảm thời gian lao động và nâng cao hiệu quả thi công.
3.5 Lưới địa kỹ thuật - Xanh và ít carbon
So với các phương pháp gia cố bằng bê tông hoặc nhựa đường thông thường, các giải pháp dựa trên lưới địa kỹ thuật đòi hỏi ít vật liệu thô hơn và cường độ sản xuất và lắp đặt ít hơn nhiều. Điều này dẫn đến giảm lượng khí thải nhà kính, làm cho lưới ổn định mặt đất trở thành một mong muốn bền vững hơn, thân thiện với môi trường hơn đối với các dự án phát triển hiện đại.
4. Ứng dụng đa kịch bản và giá trị kỹ thuật của lưới địa kỹ thuật
4.1 Lưới địa kỹ thuật cho đường bộ và đường băng sân bay
•Xử lý nền mềm:Việc đặt lưới hai chiều hoặc ba chiều trên bùn, cát loại một hoặc đất sét hạn chế độ lỏng quá mức có thể làm tăng khả năng chịu lực lên 30% -60% và tránh được hiện tượng "đất mùa xuân".
•Kiểm soát vết lún:Việc bổ sung lưới sợi thủy tinh hoặc lưới composite bên dưới lớp sàn nhựa đường có thể làm giảm sự biến dạng của băng tải xuống 40% -70% và kéo dài thời gian bảo quản lên 2-3 lần.
•Làm mỏng cấu trúc:Thông qua cách bố trí "độ dày tương đương", lớp đá dăm ép 40cm được tối ưu hóa thành lớp đá dăm 25cm + 1-2 lớp lưới polyester cường độ cao, tiết kiệm 15%-25% chi phí.
4.2 Lưới địa kỹ thuật để giữ các vách ngăn và mái dốc
•Tường chắn:Lưới HDPE hoặc PET được sử dụng làm cốt thép, được phủ lớp đá dăm cán mỏng, chiều cao tường có thể vượt quá 30 mét. So với tường chắn bê tông, phương pháp này tiết kiệm hơn 50% khối lượng công việc xây dựng.
•Gia cố mái dốc:Ở mái dốc hỗn hợp đất đá 45°-70°, hỗn hợp "dầm lưới + lưới nhựa kim loại hai chiều + chăn thực vật" được sử dụng để mở rộng yếu tố bảo vệ chống sạt lở đất lên 1,4 lần và có được mái dốc phủ xanh nhanh chóng.
4.3 Lưới địa kỹ thuật cho nền nhạc đường sắt
•Btất cảtheo dõi asted:Việc lắp đặt lưới hàn PP có năng lượng kéo 30-40 kN/m ở mặt sau của khối đá dăm có thể làm giảm sự đồng thuận tích lũy do khối lượng động hướng dẫn gây ra từ 30% -50% và hạn chế tần suất cải tạo hàng năm từ bốn lần xuống còn 1-2 lần.
•Phần chuyển tiếp của đường ray không có đá dăm:Điều chỉnh độ cứng bằng lớp địa kỹ thuật tổng hợp dạng lưới để loại bỏ hiện tượng "nhảy cầu" và đảm bảo sự êm ái cho tàu cao tốc chạy với tốc độ 350 km/h.
•Đường sắt hạng nặng:Đối với những đoạn có trục hàng trăm trên 30 tấn, việc sử dụng lưới và lớp đệm cao su có thể giảm thiểu điện tích nghiền thành bột của đá dằn tới 60% và kéo dài thời gian tồn tại của đệm song lên 15 năm.
4.4 Lưới địa kỹ thuật bảo vệ môi trường và bảo tồn nước
•Bãi chôn lấp:Phủ một lớp lưới địa kỹ thuật PET cường độ cao 200 kN/m lên một lớp màng chống thấm HDPE dày 1,5 mm để ngăn ngừa sự co ngót và nứt của một cọc quá dài 50 mét; Đồng thời, với vai trò là lớp dẫn nhiên liệu, nó giúp đẩy nhanh quá trình sinh khí biogas.
•Bảo vệ ngân hàng sông:Sử dụng "lớp lọc lưới hai chiều + gabion" thay cho phương pháp xây dựng thông thường, tốc độ phục hồi thiệt hại do nước được tăng lên gấp bốn lần, cho phép độ lệch mái dốc của ngân hàng là 10 cm ngoại trừ vết nứt.
•Ngăn chặn sóng biển:Kết hợp lưới polyester với các khối bê tông lồng vào nhau, tỷ lệ giữ lại năng lượng kéo vẫn>80% sau 20 năm vận chuyển ở khu vực có sóng thủy triều với biên độ thủy triều là 4 mét.
4.5 Lưới địa kỹ thuật cho nông nghiệp và cảnh quan
•Ruộng bậc thang trên sườn dốc:Lưới polypropylene 20 kN/m được đặt trên độ dốc 25 ° -35 ° của các vườn chè trên núi để giảm xói mòn đất tới 70%. Máy móc có thể hoạt động trên núi và tăng năng suất lên 15% mỗi mu.
•Xanh hóa ba chiều:Lưới thoát nước lồi quá mức 30mm được đưa đến chân vườn trên mái, giúp giảm trọng lượng 120kg trên mỗi mét vuông và khắc phục tình trạng rò rỉ do quá tải theo các phương pháp thông thường.
•Đồng cỏ tạm thời:Lắp đặt thảm lưới sợi thủy tinh có thể thu gọn tại các vùng đất ngập nước lầy lội để tạo đường tạm thời cho máy móc vận chuyển thức ăn gia súc 20 tấn. Sau khi loại bỏ, thảm thực vật sẽ tự nhiên phát triển tốt hơn trong vòng hai tháng.
Phần kết luận
Bài viết này giới thiệu một cách hệ thống định nghĩa, cấu trúc, chủng loại, ưu điểm và các lĩnh vực ứng dụng của lưới địa kỹ thuật HDPE, đồng thời làm nổi bật chức năng chính của chúng trong kỹ thuật xây dựng tiên tiến. Là một vật liệu địa kỹ thuật hiệu suất cao, lưới địa kỹ thuật đạt được khả năng gia cố đất và phân tán tải trọng thông qua cấu trúc lưới đặc biệt, và được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như đường bộ, tường chắn, đường sắt và kỹ thuật môi trường, mang lại lợi ích cả về kinh tế lẫn môi trường.
Vật liệu địa kỹ thuật BPMlà nhà sản xuất vật liệu lưới địa kỹ thuật Trung Quốc. Nhờ đổi mới công nghệ và sản xuất quy mô lớn, BPM geosynthetics đã giảm đáng kể giá trị sản xuất của lưới địa kỹ thuật, mang đến những lựa chọn kinh tế nhất cho các dự án cơ sở hạ tầng. Trong tương lai, với sự phát triển của khoa học và cạnh tranh thị trường ngày càng gay gắt, lợi thế về giá của lưới địa kỹ thuật sẽ được nhấn mạnh, quảng bá ứng dụng rộng rãi hơn của chúng trong lĩnh vực kỹ thuật thế giới và hỗ trợ mạnh mẽ cho các mục tiêu phát triển bền vững.
