Vải địa kỹ thuật

– Vải địa kĩ thuật là một trong những vật liệu địa kỹ thuật được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Được tạo ra để phòng ngừa hoặc giảm thiểu thiệt hại do các nguy cơ tự nhiên cho các công trình trên bề mặt hoặc trong lòng đất.

– Các nguy cơ đó bao gồm: tuyết lở, dòng chảy bùn, lở đất, trượt đá, sạt lở, các vấn đề liên quan đến cơ học đất, đá, nước ngầm. Có sự ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và kết cấu của công trình xây dựng, từ dân dụng cho đến công nghiệp. Đặc biệt là với các công trình phức tạp ở vùng địa chất đặc biệt như sông, biển, đồi núi,.. Cụ thể như: đập tràn, cầu cảng, bờ kè, đường giao thông, hệ thống thủy lợi,…

Cấu tạo vải địa kỹ thuật

Được thiết kế như một tấm vải với chức năng lọc, thoát nước, phân cách, bảo vệ, gia cố, gia cường. Sản xuất từ polypropylene hoặc polyester. Do đặc thù riêng của từng công trình, yêu cầu về tính năng vải khác nhau, tạo nên sự đa dạng cho chủng loại vải địa kỹ thuật. Cơ bản với 3 loại chính là vải địa dệt, vải địa không dệt và vải địa phức hợp.

Là một phần quan trọng trong kiến trúc công trình nên chất lượng của vải địa được yêu cầu vô cùng khắc khe. Phải đạt các quy chuẩn của bộ giao thông, quy chuẩn kỹ thuật quốc tế. Trước khi đưa vào thi công, cần phải tiến hành thí nghiệm sản phẩm. Các phương pháp thí nghiệm bao gồm:

• Khối lượng: ASTM D-3776 (đơn vị:g/m2)
• Chiều dày: ASTM D-5199 (đơn vị: mm)
• Cường độ chịu kéo giật: ASTM D-4632 (đơn vị: KN)
• Độ giãn dài kéo giật: ASTM D-4632(đơn vị: %)
• CBR đâm thủng: ASTM D-6241 hoặc Bs 6906-Part4 (đơn vị:N)
• Kích thước lỗ 095: ASTM D-4751 (đơn vị: mm)
• Hệ số thấm: ASTM D-4491 hoặc BS 6906/4 (đơn vị: x10-4 m/s)

Phân loại vải địa kỹ thuật

Dựa trên sự khác nhau về sợ vải và tính năng, vải địa kỹ thuật được chia làm 3 loại chính, mỗi loại sẽ được ứng dụng trong những công trình xây dựng đòi hỏi về kết cấu khác nhau. Ba yếu tố được quan tâm hàng đầu khi lựa chọn loại vải địa là cường độ chịu kéo, độ giãn dài và khả năng thoát nước.

Sự đa dạng về chủng loại và đơn vị sản xuất thường gây ra những khó khăn nhất định cho nhà thầu, đơn vị xây dựng khi phải lựa chọn. Tuy nhiên nó cũng giúp các nhà thầu tối ưu hơn về chi phí nhờ sự cạnh tranh giá giữa vải địa trong nước và nhập khẩu.

1. Vải địa kỹ thuật dệt

Có kiểu dáng giống như vải may, vải địa kỹ thuật dệt được tạo thành từ các sợi dệt ngang dọc. Vải dệt thông thường được ứng dụng làm cốt gia cường cho các công tác xử lý nền đất khi có yêu cầu.

Đặc điểm

• Cường độ chịu kéo cao (từ vài chục đến vài trăm kN/m).
• Độ giãn dài thấp (<25%).
• Kích thước ổn định và có khả năng tiêu thoát nước.

Ứng dụng

• Gia cố nền đường đắp
• Khôi phục nền đất yếu
• Liên kết các cọc
• Đệm nền có nhiều lỗ hổng
• Chống xói mòn – lọc và tiêu thoát

2.Vải địa kỹ thuật không dệt

Nhóm 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).

Đặc điểm

• Chức năng phân cách
• Chức năng gia cường, gia cố mái dốc
• Chức năng bảo vệ
• Chức năng lọc
• Chức năng tiêu thoát nước

Ứng dụng

• Lọc tiêu thoát giúp giảm bớt áp lực thuỷ động từ bên trong bờ, mái dốc;
• Triệt tiêu bớt các năng lượng gây xói mòn như sóng, gió, mưa…
• Khôi phục nền đất yếu.
• Phân cách ổn định nền đường.

3. Vải địa kỹ thuật gia cường (phức hợp)

Nhóm 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. Thương hiệu vải địa gia cường được ưa chuộng nhất hiện nay là vải địa GET, DJL.

Đặc điểm

• Cường độ chịu kéo cao từ 100-1000kN/m
• Hệ số dão thấp, 1.45 sau 120 năm
• Biến dạng nhỏ, 12% ở tải trọng tối đa.
• Thoát nước nhanh

So sánh các loại vải địa kỹ thuật

VẢI ĐỊA KỸ THUẬT DỆT	VẢI ĐỊA KỸ THUẬT KHÔNG DỆT	VẢI ĐỊA KỸ THUẬT PHỨC HỢP
Phương pháp sản xuất: Các sợi Polypropylene hoặc Polyester được dệt lại với nhau tạo thành một mạng lưới ổn định	Phương pháp sản xuất: Các sợi polypropylene hoặc Polyester được sắp xếp ngẫu nhiên và được gia nhiệt để liên kết với nhau.	Phương pháp sản xuất: Là sự kết hợp giữa vải địa kỹ thuật dệt cường lực cao và vải địa kỹ thuật không dệt.
Độ giãn dài khi kéo đứt : ≤ 25%	Độ giãn dài khi kéo đứt : 35/80%	Độ giãn dài khi kéo đứt : ≤ 10%
Cường lực chịu kéo đứt: 25-500kN/m	Cường lực chịu kéo đứt: 7-30kN/m	Cường lực chịu kéo đứt: 35-100kN/m
Chức năng chính của vải địa kỹ thuật dệt là dùng để phân cách và gia cường nền đất yếu	Chức năng chính của vải địa kỹ thuật không dệt là dùng để lọc nước phân cách và gia cường nền đất yếu	Vải địa kỹ thuật phức hợp là sự kết hợp của vải địa kỹ thuật không dệt và vải địa kỹ thuật, chức năng chính là gia cường và tiêu thoát.
Ứng dụng: Đầu cầu, bến cảng, sân bay, đường cao tốc…	Ứng dụng: Các công trình cầu đường, đê kè, tường chắn đất …	Ứng dụng: Tường chắn đất, bờ kè, đê đập, gia cường mố biên …
Xuất xứ: Sản xuất trong nước hoặc nhập khẩu	Xuất xứ: Sản xuất trong nước hoặc nhập khẩu	Xuất xứ: nhập khẩu

---

CHỨC NĂNG CHÍNH CỦA VẢI ĐỊA KỸ THUẬT

– Ổn định nền đường: vải địa kỹ thuật được dùng làm lớp phân cách giữa nền đất yếu và đất đắp để ngăn ngừa hiện tượng thâm nhập của nền đất yếu lên nền đường cũng như sự lún chìm của đất đắp xuống nền đất yếu, nhằm duy trì chiều dày thiết kế ban đầu của đất đắp và tăng khả năng chịu tải của nền đường.

– Lọc và thoát nước: vải địa kỹ thuật không dệt được đặt giữa đất và cốt liệu thô thoát nước. Vải địa kỹ thuật không dệt đóng vai trò lớp lọc và lớp phân cách, có nhiệm vụ giữ đất nhưng đồng thời cho phép nước đi qua đến hệ thống thoát nước trong suốt thời gian vận hành của công trình.

+ Lọc là chức năng sơ cấp của vải địa kỹ thuật không dệt. Tuy nhiên, khi sử dụng vải địa kỹ thuật không dệt làm tầng lọc phải chú ý đến kích thước lỗ hỏng trong vải địa phải tương thích với cấp khối hạt của đất cần được lọc.

+ Vải địa kỹ thuật dùng làm chức năng lọc phải đủ độ bền để chịu ứng suất gây ra trong quá trình trải vải cũng như thi công lắp đất.

+ Độ mềm dẻo trong lắp đặt là một đặc điểm quan trọng của vải địa kỹ thuật làm lớp lọc nhầm bảo đảm vải được tiếp xúc với đất.

– Cốt gia cường mái dốc: Vải địa kỹ thuật được đặt nhiều lớp làm cốt gia cường cho đất đắp trong thi công mới hoặc sửa chửa nhằm tăng cường ổn định mái dốc. Hơn nữa, vải địa kỹ thuật bọc mặt ngoài của mái dốc còn có tác dụng ngăn cản biến dạng ngang trong quá trình đầm nén, và do đó phần đất đắp sát biên mái dốc sẽ được đầm chặt hơn so với trường hợp không có vải địa kỹ thuật.

– Ổn định nền đê, đập: Vải địa kỹ thuật đặt giữa nền đất yếu và đất đắp với nhiệm vụ là lớp phân cách để ổn định hóa nền đất yếu và duy trì chìu dày đất đắp ban đầu. Điều đó cho phép thiết bị thi công cơ giới nặng đi lại dễ dàng và tăng nhanh tốc độ thi công đắp đất.

– Ổn định hóa nền đất yếu bằng vải địa kỹ thuật và tre, cừ tràm: Vải địa kỹ thuật không dệt cùng với vật liệu truyền thống như tre, cừ tràm trải trên nền đất là phương pháp hữu hiệu trong công tác san lắp và đất đất trên nền đất yếu (CBR<1).

– Lọc ngược trong kết cấu bảo vệ bờ sông, biển: Vải địa kỹ thuật có thể bảo vệ chống xói mòn cho các kết cấu trên khi dùng với đá xây lát, tấm lát bê tông, rọ đá hay bất kỳ vật liệu truyền thống nào khác trong bảo vệ xói mòn. Vải địa kỹ thuật không dệt tạo thành lớp vỏ lọc mềm dẻo và hiệu quả nhằm giữ lại các hạt đất, đồng thời cho phép nước thoát tự do vào lớp đá hoặc các vật liệu thoát nước khác trong suốt tuổi thọ của công trình.

– Bảo vệ màng chống thấm: Các lớp lót màng chống thấm HDPE dễ bị xuyên thủng và xé rách khi chịu tác động của tải trọng tỉnh và động trong quá trình lắp đặt thi công và vận hành. Vải địa kỹ thuật làm nhiệm vụ lớp đệm bảo vệ chống lại ứng suất chọt thủng tĩnh và động, đồng thời làm nhiệm vụ thoát khí và nước thấm trong đất.