Երկրապատվաստի դերը պահանջային պատերի շինարարության մեջ

Երկրապատվաստերի հասկացությունը և դրանց կառուցվածքային գործառույթը պահանջային պատերում

Ինչ է երկրապատվաստը և ինչպես է այն աշխատում հողի կայունացման մեջ

Երկաթուղային ցանցերը հիմնականում պոլիմերներից պատրաստված պլաստիկ ցանցեր են, որոնք օգնում են ուժեղացնել թույլ հողը՝ ավելացնելով լարվածություն այնտեղ, որտեղ նախկինում դա բացակայում էր: Երբ այս ցանցերը տեղադրվում են պահապատնեշների ներսում հորիզոնական դիրքով, դրանք ամրանում են շրջապատող հողին իրենց բաց կառուցվածքի շնորհիվ: Նրանց աշխատանքի սկզբունքը իրականում շատ խելացի է. նրանք տարածում են կողային ուժերը, որոնք սովորաբար հակառակորդ են պատնեշների կառուցվածքներին: Ոլորտում կատարված հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ այս ցանցերը կարող են 40 տոկոսով կրճատել հողի շարժումը համեմատած այն պատնեշների հետ, որոնք չունեն որևէ ամրացում: Այն, ինչ դրանք տարբերում է հին ձևի բետոնե լուծումներից, այն է, որ դրանք թույլ են տալիս կառուցողներին օգտագործել ավելի թեթև լցանյութ պատնեշների հետևում՝ առանց կառուցվածքի ընդհանուր ամրությունը նվազեցնելու:

Երկաթուղային ցանցերի դերը պահապատնեշների կառուցման մեջ՝ կառուցվածքային համառոտ ակնարկ

Պահակների համակարգերում աշխատող աշխարհագրական ցանցերը աշխատում են ինչպես հորիզոնական անկյուններ, որոնք ձգվում են պատնեշի երեսից դեպի հողի խորքը: Այս ցանցերը ստեղծում են կոմպոզիտային կառույց, որը օգնում է դիմադրել այն խզման ուժերին, որոնցից մենք միշտ վախենում ենք հողի պահման նախագծերում: Այս ցանցերի ձգվածության ուժը սովորաբար տատանվում է 20-ից մինչև 120 կՆ մեկ մետրի վրա: Այս ամրությունը փոխան compensation է անում այն փաստին, որ հողը ինքնին շատ վատ է դիմադրում ձգվածության ուժերին: Որպես արդյունք՝ այսպիսով ամրացված պատնեշները սովորաբար կարող են դիմադրել լատերալ բեռներ, որոնք երկուից երեք անգամ մեծ են անամրացված պատնեշների բեռներից: Երբ տեղադրված են ճիշտ հեռավորությամբ, աշխարհագրական ցանցերը էապես վերածում են այն, ինչ այլևս կլիներ անկայուն լցանյութ, ավելի պինդ և կայուն միջավայրի: Սա կանխում է այն անnoying պտտվող ձախողումները, որոնք հաճախ են տեղի ունենում այն պատնեշներում, որոնք բարձր են մոտ չորս ոտնից ավելի:

Ցանց-հող փոխազդեցություն. Մեխանիկական կապում և բեռի փոխանցում

Երկաթուղային ցանցերի համակարգերի արդյունավետությունը կախված է երկու հիմնական մեխանիզմներից.

1. Մեխանիկական ամրացում : Գելտերը մտնում են ցանցի բացվածքների մեջ (սովորաբար 25–50 մմ լայնությամբ), առաջացնելով շփման հիման վրա հիմնված դիմադրություն:
2. Լարվածության փոխանցում : Վերևի շերտերից առաջացած ուղղահայաց լարվածությունները վերածվում են հորիզոնական լարվածության ցանցի ներսում, ինչպես ցույց է տրված դուրս քաշման դիմադրության վերլուծություններում:
   Այս երկակի ազդեցությունը նվազեցնում է լայնական հողային ճնշումը 30–50% -ով կապակցված հողերում և 50–70% -ով՝ հատիկավոր հողերում, ինչը ցանցերին դարձնում է կարևոր 45°-ից ավել անկյուններ ունեցող սահանների համար:

Հողի ամրացում և կայունություն. Ինչպես երկաթուղային ցանցերը բարելավում են պահանջվող պատերի աշխատանքը

Ինչպես երկաթուղային ցանցերը բարելավում են հողի կայունությունը մեխանիկական ամրացման միջոցով

Երկաթուղային ցանցերը հողը կայուն պահելու համար ստեղծում են համակարգ, որն իրենից ներկայացնում է 3D հենարանային ցանց: Ցանցի բացվածքներում հողի մասնիկները բռնվում են, ինչը ձևավորում է ավելի ամուր կոմպոզիտ նյութ, որը լավ դիմադրում է սահող կամ տեղաշարժվող ուժերին: Այդ դեպքում հողի դիմադրությունը շարժման դեմ զգալիորեն աճում է՝ որոշ ուսումնասիրությունների համաձայն՝ մոտ 15% բարելավում է շփման հատկություններում: Սա նշանակում է ընդհանուր առմամբ կողմնական շարժումների նվազում և ավելի լավ կերպով բաշխված ծանրություն այն տեղամասերում, որոնք ամրապնդված են այս ցանցերով:

Երկաթուղային ցանցերի դիմադրությունը ձգվելուն և դրա ազդեցությունը պատնեշի աշխատանքի վրա

Երկաթուղային ցանցի աշխատանքը կախված է դրա դիմադրությունից ձգվելուն, որը կարգավորվում է հողի և պոլիմերային սեպերի միջև առկա մակերևութային շփմամբ, լայնական ձողերի միջև առկա պասիվ դիմադրությամբ և վերևում գտնվող շերտերի կողմից սահմանափակող ճնշմամբ: Բարձր ձգվելու դիմադրությունը նվազեցնում է պահանջվող պատնեշի առաջամասի լարվածությունը 20-35%-ով համեմատած ամրապնդված կառույցների հետ, ինչը բարելավում է երկարաժամկետ կայունությունը:

Պահակների համար հողի տեսակի և կայունության համարանքները երկաթուղային ցանցերի հետ

Ավազոտ հողերը շահում են երկաթուղային ցանցերից՝ դրանց բնական ցածր կպչունության պատճառով: Ինտեգրված կեղևային հողերում կարևոր է ճիշտ ջրահեռացումը՝ խորհրդանշական ճնշման կուտակման կանխարգելման համար, որը կարող է վտանգել կայունությունը:

Ուսումնասիրություն. ավազոտ հողերում կպչունության բարելավում՝ օգտագործելով երկու ուղղությամբ երկաթուղային ցանցեր

2024 թվականի ծովափնյա պահակի նախագիծը ցույց տվեց, որ երկու ուղղությամբ երկաթուղային ցանցերը ավելացրեցին բեռնակրությունը 32%-ով ազատ ավազոտ լցանյութում: Այն կայունացման ռազմավարություն օգտագործել են շերտերով ցանցեր՝ տեղադրված 40 սանտիմետրանոց ընդմիջումներով, ինչի արդյունքում 12 ամիս անց տեղի է ունեցել 0.5 դյույմից պակաս նստում՝ արժեքի առումով 28 %-ով ավելի արդյունավետ, քան սովորական բետոնե կոնսոլային պատերը:

Ցանցային հիմքի կիրառությունը որոշող նախագծային գործոններ՝ բարձրություն, բեռներ և տարածություններ

Երբ պետք է օգտագործել ցանցային հիմք պահանջող պատերում՝ հիմնվելով բարձրության շեմային ցուցանիշների վրա

Երբ պահանջող պատերը հասնում են 1.2 մետրից ավելի բարձրության, ցանցային հիմքերը սկսում են հսկայական կարևորություն ունենալ, քանի որ հողի կողմնական ճնշումը այդ կետում կտրուկ աճում է: Ըստ 2023 թվականի Ֆեդերալ ավտոմայրուղիների վարչության հղումների՝ 1.2 մետրից բարձր պատերը պետք է ունենան ցանցային հիմքի աջակցություն՝ խուսափելու սահող կամ գայթակղող խնդիրներից: Ավելի ցածր՝ այդ նշագծից ներքև գտնվող պատերի համար հաճախ բավարար է պարզ ձգողականության պատերի կիրառումը: Սակայն հենց կառույցները անցնում են այդ բարձրությունը, ճիշտ ամրապնդումը դառնում է անհրաժեշտ, եթե դրանք պետք է հուսալիորեն դիմադրեն նորմալ շահագործման ընթացքում կիրառվող ուժերին:

Երկայնական լարվածության և պատի բարձրության հիման վրա երկաշառաչ ցանցերի ընտրություն

Պահապատի բարձրությունը մեծ դեր է խաղում այն հասկանալու համար, թե որ տիպի երկաշառաչ ցանցի ամրություն է անհրաժեշտ: Վերցրեք, օրինակ, 6 ոտնաչափ բարձրությամբ ստանդարտ պատը, որը կառուցված է ավազոտ հիմքի վրա. շատ ինժեներներ խորհուրդ կտայ օգտագործել երկու ուղղությամբ ցանցեր, որոնք կարող են դիմակայել առնվազն 2400 ֆունտ լարվածության՝ յուրաքանչյուր ոտնաչափ հորիզոնական ճնշումներին դիմակայելու համար: Միջազգային գեոսինթետիկ հասարակության 2023 թվականի զեկույցում ներկայացված վերջերս կատարված հետազոտություններն էլ ցույց տվեցին մի հետաքրքիր փաստ. 8 ոտնաչափից բարձր պատերը շուրջ 34 տոկոսով պակաս շարժման խնդիրներ են ունեցել, երբ օգտագործվել են այս ավելի ամուր պոլիմերային ցանցերը՝ շուկայում այսօր հասանելի ավելի էժան և թույլ տարբերակների փոխարեն:

Շարքերի հեռավորության և երկարության օպտիմալացման ռազմավարություն՝ համապատասխան բարձրության նկատմամբ

Այս շերտավոր մոտեցումը հավասարակշռում է կառուցվածքային կատարումը նյութի օգտագործման արդյունավետության հետ: Հիմքին մոտ ավելի խիտ տարածությունը հաշվի է առնում ավելի բարձր լատերալ ճնշումները, իսկ երկարացված ցանցի երկարությունները բարձրացնում են դուրս քաշման դիմադրությունն ու ընդհանուր կայունությունը:

Ինչպես են լրացուցիչ բեռնվածությունները ազդում երկրացանցի տեղադրման և նախագծման վրա

Երբ պահանջվում է, որ պահանջային պատերը դիմակայեն ավտոմայրուղիների կամ կից շենքերի պես լրացուցիչ քաշին, պատի վերին մասում անհրաժեշտ է ավելի խիտ երկրացանցի շերտեր: AASHTO LRFD սպեցիֆիկացիաները նշում են, որ նույնիսկ փոքր 10 կՊա բեռնվածությունը կարող է նշանակել երկրացանցի ամրացման մոտ 15-20 տոկոսով ավելացում՝ հետագա անհավասար նստման խնդիրներից խուսափելու համար: Շատ ինժեներներ ավելի ուժեղ նյութերի կարգ են բարձրացնում, երբ պատի մոտ տեղի է ունենում տրանսպորտային շարժ կամ շինարարական աշխատանքներ: Սա ոչ թե միայն տեսական մոտեցում է, այլ գործնական փորձ է, որը հիմնված է տարիներ շարունակ դաշտային դիտարկումների և ձախողումների վրա, որոնցից մենք սովորել ենք:

Երկրացանցի նյութերի տեսակներ և պահանջային պատերի համար ընտրության չափանիշներ

Միակողմանի, երկկողմանի և եռակողմանի աշխատանքային ցանցեր՝ կազմությունը և գործառույթների տարբերությունները

Միակողմանի աշխատանքային ցանցերն ունեն ուղիղ պոլիմերային ձողեր, որոնք նրանց տալիս են մոտ 200-ից 400 kN/մ լարվածության ամրություն միայն մեկ ուղղությամբ: Նրանք շատ լավ աշխատում են հարթ թեքությունների դեպքում և բարձր պահանջատախտակներ կառուցելիս: Երկկողմանի ցանցերը տարբեր են, նրանք ապահովում են հավասարակշռված ամրություն բոլոր ուղղություններով՝ սովորաբար 40-ից 100 kN/մ: Այս ցանցերը հիանալի են բեռի հավասարաչափ բաշխման համար ճանապարհների հիմքերում և հիմնակայքերի հողերում, որտեղ անհրաժեշտ է ամրություն բազմաթիվ անկյուններից: Այնուհետև կան եռակողմանի աշխատանքային ցանցերը, որոնք իրենց անվանումը ստացել են եռանկյունաձև բացվածքների շնորհիվ: Նրանք ամրապնդում են հողը բոլոր ուղղություններով միաժամանակ, և որոշ ուսումնասիրություններ ցույց են տվել, որ դրանք կարող են 30%-ով կրճատել խառնուրդային նյութի անհրաժեշտությունը բարդ տարածքներում, ինչպիսիք են լեռնային շրջանները կամ անհարթ տարածքները:

Պոլիմերային աշխատանքային ցանցերի կազմությունը և տևողականությունը

Պլաստմասսայի շուկայում բարձր խտության պոլիէթիլենը (HDPE) և պոլիէսթերը (PET) են համարվում հիմնական մասնակիցներ, որոնք ճիշտ տեղադրման դեպքում համաձայն ASTM D6637 հրահանգների կարող են ծառայել 50 տարիից ավել: Աղաջրի մշտական սպառնալիք ներկայացնող ափամերձ գոտիներում ինժեներները սովորաբար ընտրում են պոլիպրոպիլենի (PP) հատուկ տեսակներ, որոնք կայուն են կոռոզիայի նկատմամբ՝ նույնիսկ ծայրահեղ ծովային պայմաններում: ՈՒՖ դիմադրության տեսանկյունից՝ PET նյութերը շուրջ 500 ժամ անընդհատ արևի տակ գտնվելուց հետո պահպանում են իրենց սկզբնական ամրության շուրջ 80%-ը: Միևնույն ժամանակ HDPE-ն նաև բավականին կայուն է քիմիական նյութերի նկատմամբ և հուսալի աշխատում է շատ թթվային և հիմնային միջավայրերում՝ pH 3-ից մինչև pH 11 սահմաններում առանց քայքայվելու:

Երկրացանցի ճիշտ տեսակի ընտրություն՝ կախված տեղադրման վայրի պահանջներից

Հիմնական ընտրության գործոններն են՝

• Հողի տեսակը : Կոհեզիվ կավային հողերը լավագույն արդյունքն են տալիս 20 մմ բացվածքներ ունեցող երկրացանցերի դեպքում՝ օպտիմալ միացման համար
• Բեռի սպասված մեծություն : 10 կՊա-ից ավել ավելցուկային բեռ կրող պատերի համար պետք է օգտագործել 150 կՆ/մ լարվածության ամրություն ունեցող երկրացանցեր
• Բարձրության շեմեր : 6 ոտնաչափ (1,8 մ) բարձրություն ունեցող պատերը, սովորաբար, պահանջում են բազմաշերտ ամրացում

Վեճի վերլուծություն՝ երկարաժամկետ ավելի քան դիզայնի նախատեսված կյանքի տևողություն

Չնայած արագացված ծերացման փորձարկումները ցույց են տալիս, որ պոլիմերային աշխարհացանցային ցանցերը կարող են կորցնել 15–25% ամրություն 50 տարվա ընթացքում, սակայն իրական տվյալները ցույց են տալիս, որ տեղադրումների 94%-ը համապատասխանում է 75 տարվա կամ ավելի ծառայողական կյանքին, եթե ճիշտ են ենթարկվել կապսուլացման: PET աշխարհացանցային ցանցերը չափավոր կլիմայում ցուցաբերում են տարեկան ամրության կորուստ 0,5%-ից պակաս, սակայն թթվային հողերը (pH <4) հիդրոլիզը արագացնում են երեք անգամ:

Աշխարհացանցային ցանցերի տեղադրման լավագույն պրակտիկաներ և երկարաժամկետ առավելություններ

Աշխարհացանցային ցանցերի տեղադրման քայլ առ քայլ ուղեցույց ապարանքային պատերում

Սկսեք փորել այն խորությունը, որը նշված է նախագծում, ապա հիմքի հողը լավ կոտրեք: Տարածեք աշխարհագրական ցանցի նյութը ամբողջ տարածքով՝ համոզվելով, որ այն ձգվում է մինչև ամրացման կարիք ունեցող տիրույթը: Երբ միացնում եք մի քանի հատվածներ, թողեք մոտ մեկ ֆուտ հեռավորություն դրանց միջև և ամրացրեք դրանք այն ամրակալներով, որոնք վաճառվում են պինդ տարրերի խանութներում: Լցրեք հակառակ կերպ խարամով կամ կոտրված քարով՝ մոտ վեց դյույմ հաստությամբ շերտերով: Մի մոռացեք յուրաքանչյուր շերտ լավ կոտրել մյուսը ավելացնելուց առաջ: Ճիշտ հարթակումը շատ կարևոր է, քանի որ ցանկացած դադար թուլացնում է ծանրության փոխանցումը ամբողջ կառույցով, ինչը կարող է հետագայում խնդիրներ ստեղծել, երբ բաները նստեն:

Տեղադրման ընթացքում հաճախ հանդիպող սխալներ և նրանց խուսափելու եղանակները

Անբավարար համատեղումը (<6 դյույմ) խաթարում է ձգման անընդհատությունը, իսկ անհավասար լցումը ստեղծում է լարվածության կենտրոնացում: Տեղադրման ընթացքում աշխատանքային ցանցերի ձգումը կարող է նվազեցնել դուրս քաշման դիմադրությունը մինչև 40%-ով (Geosynthetic Institute 2023): Միշտ ստուգեք արտադրողի սպեցիֆիկացիաները հողի համատեղելիության վերաբերյալ և հետևեք տեղադրման խիստ պահանջվող հանူներին:

Կողային շարժումների նվազեցում և պատի ձախողման կանխում աշխատանքային ցանցերի միջոցով

Աշխատանքային ցանցերը հողի ճնշումը հակազդում են՝ մեխանիկական կապման միջոցով ստեղծելով միասնական զանգված: Գեոտեխնիկական ինժեներների ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ ճիշտ տեղադրված ցանցերը կողային հողային ճնշումը նվազեցնում են 55–70%՝ համեմատած չուժեղացված պատերի հետ: 4 ոտնաչափից ավելի բարձր պատերի համար յուրաքանչյուր 16–24 դյույմը հերթագայությամբ ցանցի շերտեր տեղադրելը օպտիմալացնում է լարվածության բաշխումը և ավելի լավ դիմադրում է ձախողմանը:

Աշխատանքային ցանցով ուժեղացված պատերի տնտեսական և էկոլոգիական առավելություններ

Երբ խոսքը վերաբերվում է աշխատանքների ծախսերի կրճալմանը, այսպիսի կառույցները կարող են նվազեցնել նյութերի ծախսերը 30-ից մինչև 50 տոկոսով՝ պարզապես այն պատճառով, որ այլևս այնքան շատ բետոնապատում կամ աղյուսեղեն աշխատանքներ չեն պահանջվում: Այս կառույցների կառուցվածքը թույլ է տալիս ջրին անցնել, ինչը նշանակում է, որ այլևս այդքան բարդ ջրահեռացման համակարգեր տեղադրելու կարիք չկա: Բացի այդ, երբ ընկերությունները ընտրում են վերամշակված պոլիմերային տարբերակները ավանդական նյութերի փոխարեն, դրանց ազդեցությունը շրջակա միջավայրի վրա կտրուկ նվազում է՝ որոշ ուսումնասիրություններով ցույց տալով ածխածնի արտանետումների 62% -ի նվազում: Մեկ այլ մեծ առավելություն այն է, որ տեղադրումը պահանջում է շինհրապարակի շուրջ 40% -ով պակաս փորող աշխատանք: Սա մեծ տարբերություն է անում հարակամ բուսական աշխարհի և կենդանիների կենտրոնների պաշտպանության հարցում, այն էլ առանց հիշելու շինարարական աղմուկի և աղտոտվածության նվազագույնի հասցնելու մասին՝ հարևանությամբ ապրող կամ աշխատող մարդկանց համար:

FAQ բաժին

Ինչ է աշխատանքային ցանցը և ինչպես է այն նպաստում հողի կայունացմանը

Երկաշխանի ցանցերը պոլիմերային ցանցեր են, որոնք թույլ հողերում ապահովում են լարվածություն՝ բարձրացնելով կառուցվածքային ամրությունը: Դրանք տեղադրվում են հողը պահող պատերի ներսում հորիզոնական ուղղությամբ՝ լայնական ուժերը ցրելու համար, և ցույց է տրվել, որ դա հողի շարժումը կարող է կրճատել մինչև 40%:

Ինչպե՞ս են երկաշխանի ցանցերը բարձրացնում հողը պահող պատերի կայունությունը:

Երկաշխանի ցանցերը հանդես են գալիս որպես հորիզոնական անկայուններ, որոնք լարվածության ուժի են վերածում այն լայնական ուժերը, որոնց հողը զրկված է: Այս ամրապնդումը թույլ է տալիս պատերին դիմակայել ավելի մեծ լայնական բեռների, բարելավելով կառուցվածքային կայունությունը և կանխելով պտտվող ձևափոխությունները:

Ի՞նչ գործոններ պետք է հաշվի առնել հողը պահող պատի համար երկաշխանի ցանց ընտրելիս:

Հաշվի առնելու գործոններից են հողի տեսակը, սպասվող բեռները և պատի բարձրությունը: Օրինակ՝ կոհեզիվ կավային հողերը օգուտ են ստանում 20 մմ բացվածք ունեցող երկաշխանի ցանցերից, իսկ բարձր լրացուցիչ բեռնվածության (>10 կՊա) ենթարկվող պատերը պահանջում են 150 կՆ/մ լարվածության ուժ ունեցող երկաշխանի ցանցեր:

Ո՞ր լավագույն պրակտիկաներն են հողը պահող պատերում երկաշխանի ցանցերի տեղադրման համար:

Ճիշտ տեղադրումը ներառում է հողի լրիվ խտացում, երկրացանցի շերտերի ճիշտ հարթություն և տարածություն, ապահովելով բավարար համընկնում և կանխելով երկրացանցի ձգվելը՝ լարվածության անընդհատությունը պահպանելու համար: Օպտիմալ աշխատանքի համար կարևոր է հողի սպեցիֆիկացիաների հետ համատեղելիությունը: