Пристроительстве транспортных магистралей, зданий, аэродромов, гидротехническихсооружений очень часто (особенно при производстве работ на слабых грунтах)приходится решать вопросы повышения несущей способности грунта, созданиядренажных систем, укрепления оснований и склонов сооружений. Одним из решенийданных вопросов, и как показывает мировая практика, часто единственным иэкономически целесообразным, является использование геосинтетических иконструкционных материалов.
Конструкционныематериалы — изделия из металлической сетки, выполненные чаще всего в видепараллелепипедов или цилиндров, которые совместно с естественными наполнителями(щебень, гравий, грунт и т.п.) выполняют функции армирования основанийсооружений, укрепления склонов и т.п.
Геосинтетическиематериалы — класс полимерных строительных материалов, которые сами или всоставе конструкций на грунтах могут выполнять функции армирования, фильтрации,разделения и дренирования.
Посвоему функциональному назначению геосинтетики могут быть разделены на двебольшие группы:
геотекстили— тканые и нетканые материалы, решетки и сетки;
геомембраны— изолирующие покрытия, выполненные из полиэтилена высокой (HDPE) или низкой(LDPE) плотности и бетонитовые маты.
Благодарясвоим физико-механическим характеристикам (высокой прочности на растяжение иразрыв, низкой ползучести, химической и биологической устойчивости)геосинтетические и конструкционные материалы находят широкое применение вследующих областях промышленного, военного и гражданского строительства:
сооружениедорог (в т.ч. железных), аэродромов, дамб, насыпей и волнорезов на слабыхгрунтах;
ремонт(укрепление) существующих асфальтобетонных покрытий;
строительстворезервуаров и отстойников промышленных и сельскохозяйственных отходов, АЗС,хранилищ газа и нефтепродуктов;
защитаберегов и русел рек от размыва и эрозии и формирование ландшафта;
осушениеземель и строительство дренажных систем.
Большойзарубежный опыт использования таких материалов показывает, что, например, ихприменение в дорожном строительстве позволяет в среднем в два раза сократитьрасходы на строительство и эксплуатацию сооружений и в три-четыре разаувеличить срок службы дорожного покрытия.
Фирма«АРЕАН», являясь представителем ведущих фирм-производителей на эксклюзивныхправах, предлагает на российском рынке широкую номенклатуру геосинтетиков,конструктивных и сопутствующих им материалов, краткое описание которых иобласти применения приведены ниже.
ГЕОМЕМБРАНЫ
1.РАНИПЛАС (RANIPLUS) и ГЕОСИЛ (GEOSEAL) — геомембраны толщиной 0,3-5,0мм,выполненные из полиэтилена высокой плотности. Поставляются как с гладкой, так ис рифленой поверхностью. Препятствуют проникновению промышленных отходов вокружающий грунт. Применяются при строительстве резервуаров промышленныхотходов, свалок, нефтехранилищ, АЗС (см. рис.3). Могут быть использованы присооружении резервуаров питьевой воды и для гидроизоляции туннелей. Повышаютэкологическую безопасность промышленных объектов.
2.ГЕОЛОК (GEOLOCK) — водонепроницаемая стенка толщиной 2,0 мм, изготовленная из полиэтилена высокой плотности. Стенка состоит из отдельных элементов и легкоустанавливается в грунт на глубину до 40 метров. Применяется для изолирования загрязненного грунта.
3.КЛЕЙМАКС (CLAYMAX) и НАБЕНТО (NABENTO) — единственные в своем родегеокомпозитные маты, которые совмещают долговечность полипропиленовой ткани инепроницаемость инертного материала натрия бентонита. Выполнены в видедвухслойной конструкции из полипропиленовой ткани, между слоями которойрасположен натрий бентонит. Практически не пропускают воду, щелочи и различныенефтепродукты. Применяются при изоляции свалок, отстойников и другихпромышленных объектов аналогичного назначения.
4.ГЕОФЛЕКС (GEOFLEX) — винипластовая стенка, предназначенная для укрепленияберегов и изоляции свалок. Применяется при сооружении лодочных причалов, атакже для укрепления стенок неглубоких траншей или берегов водоемов.
ГЕОТЕКСТИЛИ.
1.ТАЙПАР (TYPAR) — нетканый материал из полипропилена, обладающий высокойпрочностью на растяжение и хорошей водопроницаемостью под давлением, чтопозволяет использовать его в качестве армирующей, фильтрующей, разделяющей илидренирующей прослойки. В настоящее время выпускается девятьтипов материала,отличающихся друг от друга физико-механическими характеристиками.
Характеристикиматериала:
вес- 68… 350 г/м2;
толщина— 0,36… 0,90 мм;
прочностьна раздир — 3,3… 24,5 кН/м;
водопроницаемостьпри давлении 2 кПа- 23,3… 216м/сут.
Применяетсяпри строительстве автомобильных дорог, аэродромов, подземных трубопроводов,дренажных систем, кровли и укреплении откосов. Особенно экономичен пристроительстве временных и постоянных дорог на слабых грунтах, обеспечиваяэкономию песка на 20-30% (см. рис. 1 и 2).
1.Варианты построения дренажной системы
•без геотекстиля Тайпар (слева)
•с геотекстилем Тайпар (справа)
2.Конструкция дорожной одежды на слабом грунте
•без геотекстиля Тайпар (слева)
•с геотекстилем Тайпар (справа)
2.СТАБИЛЕНКА (STABILENKA) — полиэфирная ткань, обладающая, благодаря специальнойтехнологии, высоким начальным модулем упругости и хорошими фильтрующимисвойствами. Геотекстиль выпускается девяти типов с различной прочностью нараздир, толщиной волокон и типом плетения.
Характеристикиматериала:
вес-365…1960 г/м2;
прочностьна раздир в продольном направлении — 150… 1000 кН/м;
прочностьна раздир в поперечном направлении — 45… 100 кН/м;
водопроницаемостьпри водном столбе в 100 мм-2… 25 л/см2.
Применяетсядля укрепления откосов и слабых грунтов, служащих основанием для строительствадорог, аэродромов, дамб, волнорезов. Может быть использована в качествеармирующей прослойки под изолирующими слоями свалок промышленных и бытовыхотходов.
3.ФОРТРАК (FORTRAC) — решетка из полиэстера, обладающая высокой прочностью нарастяжение. Для защиты от воздействия УФ облучения решетка покрыта слоемполивинилхлорида. Георешетки изготавливаются пяти стандартных типов с различнойпрочностью и размером ячеек.
Характеристикиматериала:
вес-210…560 г/м2;
номинальныйразмер ячейки — 10х10 или 20х20 мм;
прочностьна раздир в продольном направлении — 35… 110 кН/м;
прочностьна раздир в поперечном направлении — 20… 30 кН/м.
Георешеткиобладают низкой ползучестью, обеспечивая заданные прочностные характеристики втечение длительного времени.
Применяетсяпри строительстве дорог на слабых грунтах. Максимальный срок эксплуатациисооружений, использующих георешетки Фортрак может доходить до 120 лет.
4.КОМТРАК (COMTRAC) — ткань, изготовленная из полиэстера по оригинальнойтехнологии, вследствие чего она обладает свойством быстрого восприятиярастягивающих усилий при низких значениях относительного удлинения. Ткань имеетвысокую прочность на растяжение в продольном и поперечном направлениях.
Комтраквыпускается как в виде сетки, так и в виде композиционного материала, в которомсетка соединена с иглопробивным нетканым материалом. Использование нетканогоматериала позволяет получить дополнительные функции разделения и фильтрации.
Характеристикиматерила:
вес- 460… 800 г/м2;
прочностьна раздир в продольном направлении — 20… 700 кН/м;
прочностьна раздир в поперечном направлении — 30… 50 кН/м;
водопроницаемость3х10-3… 75х10-2м/с.
Применяетсяпри строительстве дорог на слабых грунтах, армировании оснований дамб, плотин,фундаментов.
5.ХАТЕЛИТ (HATELIT) — сетка, выполненная из полиэстера и покрытая битумом.Предназначена для армирования асфальтобетонных покрытий. Обладает хорошейадгезией к асфальтобетону и в два-четыре раза замедляет развитие трещин впокрытиях автодорог, аэродромов и т.п (см. рис. 6, 7).
Выпускаетсятрех типоразмеров с величиной ячеек 20,30 и 40 мм.
Характеристикиматериала:
вес-140… 460 г/м2;
прочностьна раздир — 30… 90 кН/м;
начальныймодуль упругости — 320 кН/м.
Применяетсяпри строительстве новых, а также при ремонте существующих асфальтобетонныхпокрытий с целью повышения несущей способности асфальтобетона и предотвращенияобразования трещин.
6.ЭНКАМАТ (ENKAMAT) — объемный, выполненный из полиамида мат толщиной 8… 20 мм, предназначенный для защиты грунта от эрозии. Применяется для укрепления берегов рек иводоемов, склонов насыпей и т.п. Мат укрепляется на грунте (склоне насыпи,дамбы), засыпается землей и засеивается травой, и через некоторое время такоесочетание искусственного и естественного слоев на длительный срок защищаетземлю от эрозии. Энкамат помогает природе образовывать натуральный растительныйковер за счет:
удерживаниячастиц грунта и семян растений;
выполненияфункции искусственной укрепляющей системы;
уменьшенияскорости ветра и воды;
Энкаматобеспечивает хорошую защиту склонов от эрозии, вызванной ветром или дождевымипотоками, при следующих условиях:
сухойсклон — максимальная крутизна 1:1;
берегарек — максимальная крутизна 1:1;
подводой — максимальная крутизна 1:2.
Выпускаетсянесколько разновидностей Энкамата, основными из которых являются Энкамат 7010,7020, Энкамат S и Энкамат А.
ЭнкаматА предназначен для применения под водой при скорости течения не более 2,5 м/с.Представляет собой ажурную объемную сетку, заполенную смесью битума и щебня.Энкамат S выполнен в виде сетки Энкамат, армированной полиэстерной решеткой.Применяется для укрепления грунта на очень крутых скалистых склонах.
7.АРМАТЕР (ARMATER) — сотообразный ковер, выполненный из особо пористогогеотекстиля, который очень быстро и легко впитывает влагу, передавая ее затемпостепенно в почву. Представляет из себя открытые с обеих сторон соты высотой 5— 10 см. Применяется для укрепления склонов и предотвращения эрозии грунта.
8.СОТЫ РИТТЕР (RITTER) — изготовлены и.ч пппичтиленп высокой плотности Благодаряособой конструкции они могут выдерживать вертикальные нагрузки, доходящие до100 т/м2. Прочное соединение пластин между собой при наличиитермокомпенсирующих зазоров гарантирует отсутствие смещений и выпучиваний примеханических воздействиях и перепадах температуры. Соты заполняются мелкимгравием или грунтом, который засеивается травой, образуя таким образом прочныехорошо дренируемые площадки. Применяются при сооружении автомобильных стоянок иподъездных путей с небольшой интенсивностью движения. С их помощью автостоянкипревращаются в аккуратные ухоженные газоны.
9.БИОМАТ (В10МАТ) — сетка, выполненная из натуральных кокосовых волокон,используется для предотвращения вымывания грунта и способна удерживать его придавлении воды, в пять раз превышающем собственный вес материала. В течениесрока эксплуатации сетка укрепляет поверхностный слой грунта, постепенноразлагаясь и не нанося ущерба окружающей среде.
10.ИНКОМАТ (INCOMAT) — эластичный «воздушный матрас», изготовленный из оченьпрочного синтетического текстиля, который непосредственно на объекте заполняетсябетонной смесью или песком. Применяется для защиты от эрозии берегов рек иводоемов в особо трудных условиях, таких, как постоянные сильные волны (прибой)или при скорости течения до 5 м/с. Может быть использован как защитный слой длягеомембран при сооружении свалок промышленных или бытовых отходов.
11.ЭНКАДРЕЙН (ENKADRAIN) — геокомпозиционный материал, представляющий собойтрехмерную ажурную полиамидную сетку, покрытую с двух сторон нетканымматериалом. Водопроницаемость материала находится в пределах от 0,5 до 3,0 л/см. Нетканый материал, образуя фильтр, предотвраращает засорение дренажнойсистемы.
Применяетсяпри сооружении вертикальных и горизонтальных дренажных систем, выдерживаяпредельные нагрузки в 10 — 60 кН.
12.МЕБРАДРЕЙН (MEBRADRAIN) — дренирующая лента, позволяющая ускорить (примерно в10 раз) процесс геотехнической подготовки строительных площадок на слабых,водонасыщенных грунтах. Применение ленты Мебрадрейн экономично при толщине слояслабого грунта не менее четырех метров.
КОНСТРУКЦИОННЫЕМАТЕРИАЛЫ
1.ГАБИОНЫ и МАТРАСЫ РЕНО — конструкции, выполненные в виде параллелепипедов илицилиндров (только габионы) из сетки двойного кручения с шестигранными звеньями.Сетки изготовлены из оцинкованной или оцинкованной и покрытой поливинилхлоридомпроволоки и обладают высокими прочностными характеристиками. Применяются дляукрепления склонов дамб, железнодорожных насыпей, армирования грунта, облицовкиберегов каналов и рек, защиты почвы от эрозии.
СОПУТСТВУЮЩИЕСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
1.ТАЙВЕК (TYVEK) — нетканый строительный материал, изготовленный из полиэтиленанизкого давления ( высокой плотности). Основными свойствами материала являютсявлаго- и ветронепроницаемость, способствующие сохранению оптимальногосоотношения влажности и температуры, и диффузионная открытость, благодарякоторой достигается эффект удаления излишней строительной влаги. Применяется вжилищном строительстве для изоляции кровель и стен зданий.
2.ЗЕМДРЕЙН (ZEMDRAIN) — нетканый пористый материал, выполненный из полипропилена.Предназначен для повышения структурной прочности бетонных конструкций.
Применяетсядля обшивки внутренних стенок опалубки при изготовлении железобетонных изделий.Хорошая влаго- и воздухопроницаемость материала способствует отводу избыточнойвлаги и воздуха из бетонной конструкции в процессе ее затвердевания, чтоприводит к значительному повышению ее поверхностной плотности и устранениюраковин (Рис.4).
Рассмотренныев данной статье геосинтетические, конструкционные и сопутствующие материалымогут найти широкое применение в дорожном, промышленном и гражданскомстроительстве, повышая экологическую безопасность сооружений, их долговечностьпри существенном снижении эксплуатационных расходов.
Список литературы
Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта www.d-c.spb.ru/