נקודות טכניות מרכזיות של יישום רשתות גיאוגרפיות בפרויקטים של שימור מים

גיאוגרידים, כחומר גיאו-סינטטי, משמשים לחיזוק אדמה, לשיפור חוזקה ולשיפור היציבות וכושר הנשיאה של מבנים גיאוטכניים. הם נמצאים בשימוש נרחב בהנדסת תחבורה בכבישים מהירים והופיעו בהדרגה בפרויקטים של גדת הנהר וקירות תמך בהנדסת שימור מים. לכן, מאמר זה סוקר ומסכם באופן שיטתי את היישום שלהם כדי להבין באופן מקיף ולתפוס את הנקודות הטכניות העיקריות שלהם.

תכנון חיי שירות של הנדסה מחוזקת

גיאוגרידים שייכים לקטגוריה של אדמה מחוזקת. חיזוק מוגדר כפונקציה של שיפור התכונות המכניות של הקרקע על ידי ניצול חוזק המתיחה של חומרים גיאו-סינתטיים.

נכון לעכשיו, למדינה שלי אין חיי שירות תכנון להנדסה מחוזקת. התקן הבריטי ניתן בסעיף 7.1 של "מפרט טכני ליישום גיאוסינתטיים" (GB50290-2014).

דרישות בסיסיות לחומר מילוי אדמה מחוזק

חומר מילוי אדמה מחוזק צריך להשתמש באופן אידיאלי באדמה גרגירית עם חדירות טובה:

• אדמה עדינה-(גודל חלקיקים<0.075mm) content ≤15%, and plasticity index <6.
• הסיבה לכך היא שלאדמה כזו יש התנגדות חיכוך גבוהה, תכונות יציבות יחסית, לחץ מים נמוך או אפילו אפס נקבוביות וזחילה נמוכה, מה שמבטיח את היציבות-לטווח הארוך של האדמה המחוזקת.
• אם משתמשים באדמה מלוכדת, יש להקדיש תשומת לב מיוחדת ליציבות המאפיינים שנבחרו במהלך תהליך התכנון. למילוי מלוכד עם תכולת מים גבוהה מדי, מומלץ אפילו לשקול שימוש בחומרי חיזוק עם פונקציות ניקוז כדי להפחית את ההשפעה השלילית של לחץ המים הנקבוביות על התנגדות החיכוך של החיזוק.

סוגי חומרים חדירים גיאוסינתטיים-חיזוק גמיש וחיזוק קשיח

חומרים גיאוסינתטיים מחולקים לשתי קבוצות. חיזוק גמיש וחיזוק קשיח. על פי מוסכמות עיצוב:

(1) חומרים בעלי שיעור התארכות כשל של 10% או יותר, כגון רשתות גיאו וטקסטיל, נחשבים לחומרים גמישים;

(2) חומרים בעלי שיעור התארכות כשל של 3% עד 4% בלבד, כגון פסי חיזוק, נחשבים לחומרים קשיחים.

הערה: האמור לעיל מתאר את חלק החומר החדיר של גיאו-סינתזה. החלק האטום, כלומר, חומר ההוכחה ל-חלחול, הוזכר במאמרים קודמים, כגון גיאוממברנות מרוכבות ושמיכות איטום נתרן בנטוניט. עיין בקישור המאמר המקורי בסוף מסמך זה.

הרכב וסיווג של רשתות גיאוגרפיות

הֶרכֵּב:חומרים גיאו-סינתטיים מחוזקים עם תבנית רשת רגילה הנוצרת על ידי שילוב של יחידות רצועות מתיחה, עם פתחים להכיל חומר מילוי.

מִיוּן:רשתות גיאוגרפיות מפלסטיק, רשתות גיאוגרפיות מפיברגלס, רשתות גיאוגרפיות סרוגות-פוליאסטר ורשתות פלסטיק-פלדה העשויות מרצועות חיזוק מרוכבות מרובות מחוברות או מרותכות זו לזו.

מֶשֶׁך:ניתן לקבוע את אורך הרשתות הגיאוגרפיות בהתאם לצרכי הפרויקט, בדרך כלל בין 3 מטר ל-6 מטר.

רוֹחַב:הרוחב של רשתות גיאוגרפיות הוא בדרך כלל בין 1 מ' ל-4 מ', כאשר 2 מ' ו-3.5 מ' הם מפרטים נפוצים. אם הרוחב אינו מספיק ונדרשת חפיפה, אורך החפיפה צריך להיות לא פחות מ-30 ס"מ ולקבוע באמצעות מסמרים או יתדות קרקע.

חישוב עיצוב של מבני קרקע מחוזקים

חישוב התכנון של מבני קרקע מחוזקים מורכב בעיקר משני חלקים: אימות יציבות כללית חיצונית ואימות יציבות פנימית.

אימות יציבות כללית חיצונית

אם ניקח לדוגמא את החישוב של קיר תומך אדמה מחוזק, זה כולל עמידות ליציבות הזזה אופקית, עמידות ליציבות הזזה עמוקה וכושר נשיאת יסוד. אימות התנגדות התהפכות אינו נדרש, אך נקודת הפעלת הכוח המתקבלת על פני השטח התחתון של הקיר צריכה להיות בשליש האמצעי של המשטח התחתון, ולחץ האדמה על גב הקיר צריך להיקבע על פי תיאוריית לחץ האדמה של Rankine.

קבע את משטח כשל ההזזה כדי לקבוע את אורך חומר החיזוק.

אימות יציבות פנימית

זה כולל את חוזק המתיחה והמשיכה-של חומרי החיזוק, אותם יש לחשב בנפרד עבור כל שכבה של חומרי חיזוק.

• חישוב יציבות מתיחה

אם היחס בין חוזק המתיחה המותר של חומר החיזוק לכוח המתיחה האופקי המופעל על ידי כל שכבה של חומר חיזוק גדול מ-1 או שווה ל-1, הדרישה מתקיימת; אחרת, יש להתאים את מרווח החיזוק או להחליף את חומר החיזוק ולחשב מחדש את החישוב. (ערך חוזק המתיחה המותר של חומר החיזוק מבוסס על בדיקות שטח או נתוני מוצר שסופקו על ידי היצרן.) – ראה סעיף 7.3.5 של "מפרט טכני ליישום גיאוסינתטיים" (GB50290-2014) לפרטים.

• משוך-חישוב יציבות

אם היחס בין כוח המשיכה- החוצה של כל שכבת חומר חיזוק לכוח המתיחה האופקי המופעל על ידי כל שכבה של חומר חיזוק גדול או שווה ל-1.5, הדרישה מתקיימת; אחרת, יש להאריך את חומר החיזוק או להגדיל את כמות החיזוק ולחשב מחדש את החישוב. – ראה סעיף 7.3.5 של "מפרט טכני ליישום גיאוסינתטיים" (GB50290-2014) לפרטים.

אורך חומר חיזוק

אורך כל שכבת חומר חיזוק מסוכם בהתאם לעיצוב.

אורך כל שכבת חומר חיזוק=אורך בתוך משטח השבר + אורך מחוץ למשטח השבר (אורך יעיל) + אורך הנדרש לקצוות חומר החיזוק כדי לעטוף את האדמה או האורך המתחבר לקיר (בדרך כלל לא פחות מ-1.2 מ').

כדי להקל על הבנייה, חומר החיזוק (גיאוגריד במאמר זה) צריך להיות בדרך כלל באורכים שווים עבור כל שכבה מלמעלה למטה. אם קיר התמך גבוה, ניתן להשתמש באורכים שונים בחתכים.

התייחסות למחיר שוק עבור רשתות גיאוגרפיות

• פלסטיק גיאוגריד: 1.2-2.0 RMB/㎡
• פיברגלס גיאוגריד: 1.2-2.0 RMB/㎡
• עיוות פוליאסטר-Geogrid סרוג: 1.5-2.5 RMB/㎡
• פלדה-גיאוגריד פלסטיק: 1.5-3.5 RMB/㎡