Vải địa kỹ thuật là một trong những biện pháp xử lý nền đất yếu hiệu quả nhất hiện nay. Gắn liền với nhiều công trình địa kỹ thuật như thủy lợi, đường giao thông, cầu cảng, chỉnh trị, nông nghiệp, khai thác, sản xuất.
Gắn liền với sự bền vững và an toàn của công trình nên chất lượng của vải địa được kiểm soát rất chặt chẽ trước khi đưa vào sử dụng. Các tiêu chuẩn thiết kế vải địa được quy định trong tiêu chuẩn quốc gia (TCVN).
Tiêu chuẩn thiết kế vải địa kỹ thuật trong xử lý nền đất yếu
Vải địa kỹ thuật được ứng dụng trong công trình địa kỹ thuật với chức năng xử lý nền đất yếu. Đòi hỏi sự kiểm soát nghiêm ngặt về chất lượng. Trước khi đưa sản phẩm vào sử dụng cần thông qua thí nghiệm.
Các phương pháp thí nghiệm vải địa 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).
Yêu cầu về vải
Các loại sợi dùng để sản xuất vải phải bao gồm không ít hơn 95% theo trọng lượng là polymer tổng hợp loại polypropylene, polyamide hoặc polyester.
Vải phải có các đặc trưng kỹ thuật thỏa mãn các yêu cầu thiết kế.
Làm lớp phân tách
Vải địa dùng làm lớp phân cách phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
| Tên chỉ tiêu | Mức | Phương pháp thử | |||
| Vải loại 1 | Vải loại 2 | ||||
| eg < 50=””> | eg ≥ 50 % | eg < 50=””> | eg ≥ 50 % | ||
| Lực kéo giật, N, không nhỏ hơn | 1400 | 900 | 1100 | 700 | TCVN 8871-1 |
| Lực kháng xuyên thủng thanh, N, không nhỏ hơn | 500 | 350 | 400 | 250 | TCVN 8871-4 |
| Lực xé rách hình thang, N, không nhỏ hơn | 500 | 350 | 400 | 250 | TCVN 8871-2 |
| Áp lực kháng bục, kPa, không nhỏ hơn | 3500 | 1700 | 2700 | 1300 | TCVN 8871-5 |
| Kích thước lỗ biểu kiến, mm | ≤ 0,43 với đất có d15 > 0,075 mm | TCVN 8871-6 | |||
| ≤ 0,25 với đất có d50 ≥ 0,075 mm ≥ d15 | |||||
| ≥ 0,075 với đất có d50 < 0,075=””> | |||||
| Độ thấm đơn vị, s-1 | ≥ 0,50 với đất có d15 > 0,075 mm | ASTM D4491 | |||
| ≥ 0,20 với đất có d50 ≥ 0,075 mm ≥ d15 | |||||
| ≥ 0,10 với đất có d50 < 0,075=””> | |||||
| CHÚ THÍCH: | |||||
| eg là độ giãn dài kéo giật khi đứt (tại giá trị lực kéo giật lớn nhất) theo TCVN 8871-1; | |||||
| d15 là đường kính hạt của đất mà các hạt có đường kính nhỏ hơn nó chiếm 15 % theo trọng lượng; | |||||
| d50 là đường kính hạt của đất mà các hạt có đường kính nhỏ hơn nó chiếm 50 % theo trọng lượng. | |||||
Làm cốt gia cường
Vải địa dùng làm cốt gia cường cần phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
| Các chỉ tiêu thử nghiệm | Mức | Phương pháp thử |
| Cường độ kéo, kN/m, không nhỏ hơn | Fmax tính toán theo công thức (2) | ASTM D4595 |
| Độ bền kháng tia cực tím 500 h, %, không nhỏ hơn | 70 | ASTM D4355 |
| Kích thước lỗ biểu kiến O95 | ≤ 0,43 với đất có d15 > 0,075 mm | TCVN 8871-6 |
| ≤ 0,25 với đất có d50 ≥ 0,075 mm ≥ d15 | ||
| ≤ 0,22 với đất có d50 < 0,075=””> | ||
| Độ thấm đơn vị, s-1, không nhỏ hơn | 0,02 | ASTM D4491 |
Những loại đất nào cần được xử lý với vải địa kỹ thuật
Nền đất yếu là một khái niệm dùng để chỉ những vùng đất xây dựng không thể đáp ứng được yêu cầu tải trọng của công trình muốn xây dựng. Để đánh giá nền đất yếu thường dựa vào nhiều yếu tố, bao gồm các thông số về định lượng thông quá các chỉ tiêu vật lý và cơ học. Cụ thể,
Các chỉ tiêu vật lý như:
- Hệ số rỗng : e >=1.
- Độ ẩm : W >=40%
- Độ bão hòa : G >=0,8.
Các chỉ tiêu cơ học
- Sức chịu tải bé: R = (0,5 – 1)kG/ cm2.
- Modun biến dạng : E0 <= 50 kG/cm2.
- Hệ số nén : a >= 0,01 cm2/kG.
- Góc ma sát trong : fi <= 100.
- Lực dính (đối với đất dính): c <= 0,1 kG/cm2.
Những loại đất thường có kết cấu yếu như:
- Đất sét
- Đất bazan
- Đất bùn
- Than bùn
- Đất cát
- Đất đắp
Lựa chọn giải pháp xử lý nền đất phù hợp với đặc tính cơ học của địa chất.
Các biện pháp xử lý nền đất yếu trong xây dựng
Biện pháp cơ học: Sử dụng các biện pháp cơ học để đầm chặt mặt bằng như
- Đầm chấn động, nén trước.
- Giếng cát, đệm cát.
- Sử dụng các loại cọc (cọc cát, cọc đất, cọc vôi…).
- Thay đất.
- Vải địa kỹ thuật.
Biện pháp vật lý
- Hạ mực nước ngầm.
- Bấc thấm.
- Điện thấm
Các biện pháp hóa học
- Bê tông, xi măng, vữa xi măng
- Silicat hóa.
- Điện hóa.
Ưu điểm của biện pháp xử lý nền đất yếu bằng vải địa kỹ thuật
Là một trong những biện pháp cơ học được sử dụng phổ biến, vải địa kỹ thuật với cường độ chịu kéo lớn, mang nhiều ưu điểm khi được úng dụng để xử lý nền đất yếu như:
- Tạo sàn đạo thi công vận chuyển và san lấp mặt bằng.
- Ngăn ngừa biến dạng sóng bùn và đẩy trồi trong quá trình đắp lấn.
- Ngăn ngừa sự thâm nhập và tổn thất đất đắp.
- Giảm khối lượng đất đắp.
- Bọc chặt đầu của hệ thống bấc thấm để gia tăng tóc độ cố kết và ngăn ngừa đất nền thâm nhập vào lớp thoát nước của nền xử lý bằng bấc thấm.
- Tạo thuận lợi cho việc truyền lực tối đa từ cốt tre vào đất đắp.
