Геотекстиль для дренажа

В процессе строительства объектов, а также при реконструкции существующей застройки строителям часто приходится иметь дело с грунтовыми и поверхностными водами. Конечная стоимость объекта напрямую зависит от эффективности и затратности противопаводковых и фильтрационно-дренажных мероприятий. На сегодняшний день существуют различные системы, позволяющие обеспечить постоянный устойчивый дренаж в основаниях зданий и сооружений. Одним из современных подходов является применение геотекстильных материалов в дренажных системах, что позволяет значительно сократить затраты при строительстве.

Геотекстильный материал (геотекстиль) – плоский водопроницаемый синтетический или натуральный текстильный материал (нетканый, тканый или трикотажный), используемый в контакте с грунтом и (или) другими материалами в строительстве.

 

Применение

Геотекстильные материалы в конструкции дренажа следует использовать в качестве:

• фильтрующих мембран для разделения обратной засыпки и обсыпки трубчатого дренажа, фильтрующих слоев последней;
• обертки труб.

Варианты конструктивных решений дренажа траншейного типа приведены на рисунке (см. ниже). В приведенных конструкциях при наличии трубы-дрены в качестве фильтрующей обсыпки используется любой дренирующий материал, имеющий коэффициент фильтрации не менее 5 м/сут, при отсутствии трубы- дрены в качестве водопроводящего элемента используется щебень.

 

Конструкция траншейного дренажа

а – труба-дрена с фильтрующей обсыпкой и геотекстилем, уложенным вдоль стенок и дна траншеи;
б – беструбный дренаж с щебеночным фильтром в обойме из геотекстиля;
в – дрена в обойме из геотекстиля;

1 – геотекстиль; 2 – дренирующая обсыпка; 3 – щебеночный фильтр

 

Преимущества

• предотвращает заиливание фильтровой обсыпки и дренажных труб,
  обеспечивая эффективную работу и продлевая срок службы дренажной системы;
• позволяет снизить расходы конструкционных материалов.

Применение в качестве фильтров геотекстиля позволяет уменьшить объем дренажных обсыпок из щебня и, в определенных случаях (например, при укладке дренажных труб в средне- и крупнозернистых песчаных грунтах) полностью заменить гравийно-щебеночный материал обсыпки трубы фильтром из геотекстиля.

 

Как выбрать геотекстиль?

В настоящее время рынок геотекстильных материалов предлагает много разнообразных геоматериалов, значительно отличающихся по внешнему виду, но имеющих сходную область применения. Возникает закономерный вопрос: одинакова ли эффективность применения таких материалов?

Геотекстильные синтетические материалы по структуре можно разделить на два класса – тканые и нетканые.

Тканый геотекстиль – материал, полученный путем полотняного переплетения, как правило, двух систем нитей, филаментов и (или) других элементов (основы и утка).

Тканый геотекстиль применяется в основном для армирования оснований, потому что обладает именно большой прочностью на разрыв. В качестве фильтрующего или дренажного материала он редко используется, потому что по фильтрующим (дренажным) характеристикам он значительно уступает нетканому геотекстилю.

Нетканый геотекстиль – материал, состоящий из ориентированных и (или) неориентированных (хаотично расположенных) волокон, нитей, филаментов и других элементов, скрепленных механическим, термическим, физико-химическим способами и их комбинацией в различных сочетаниях.

Нетканый геотекстиль используется в качестве фильтрующей оболочки для дренажных труб и оболочки-фильтра вокруг пористого каменного материала в конструкции дрен и в пластовых дренажах. Полотна нетканого геотекстиля изготавливают путем наложения друг на друга филаментов (бесконечных волокон). Также они могут быть выполнены из волокон длиной 5-10 см (штапельных волокон). Соединение и упрочнение волокон может быть механическим - иглопробивные геотекстили или путем термического воздействия – термоскрепленные геотекстили. Нетканые геотекстили характеризуются высокой деформативностью и хорошей фильтрующей способностью. Фильтрующие свойства определяются величиной и количеством пор. В геотехническом строительстве применяют нетканый геотекстиль на основе полипропиленовых или полиэфирных волокон без примеси органических волокон.

Геотекстиль иглопробивной фильерный (спанбонд) – рулонный материал, полученный из непрерывных нитей и скрепленный иглопрокалыванием.

Геотекстиль иглопробивной из штапельных волокон – рулонный материал, полученный из штапельных волокон и скрепленный иглопрокалыванием.

Геотекстиль термоскрепленный фильерный (спанбонд) – рулонный материал, полученный из непрерывных синтетических нитей с термическим скреплением.

Геотекстиль термоскрепленный из штапельных волокон – рулонный материал, полученный из штапельных волокон с термическим скреплением.

Иглопробивной геотекстиль производят из полипропиленовых или полиэфирных волокон (бесконечных или штапельных) иглопробивным способом, благодаря чему материал отлично пропускает воду как вдоль так и поперек, не давая слою щебня заиливаться. Хорошая фильтрующая способность, высокая водопроницаемость и прочностные характеристики делают иглопробивной геотекстиль одним из наиболее подходящих для устройства различных дренажных систем и систем стока вод.

Термоскрепленный геотекстиль изготавливается из полипропиленовых или полиэфирных волокон (бесконечных или штапельных) механическим способом с дальнейшим скрепления их с помощью термического воздействия, вследствие которого тончайшие волокна плавятся и жестко скрепляются между собой. Благодаря чему термоскрепленный геотекстиль прочнее на разрыв, чем иглопробивной, но фильтрующие свойства у него ниже, т.к.фильтрация происходит только в поперечном направлении. Поры термоскрепленного геотекстиля быстрее заиливаются, поэтому термоскрепленное полотно используется чаще для защиты от сорняков, защиты склонов, а также при укладке тротуарной плитки.

На российском рынке встречается еще один вид геотекстиля – вязально-прошивной, волокна в нем соединенных друг с другом путем прошивки их нитями. За рубежом такой вид геотекстиля не используют, т.к. если происходит разрыв прошивной нити, то весь материал «распустится» и потеряет свои свойства.

По качеству и составу сырья: геотекстиль изготовленный из полипропилена - самый высококачественный и долговечный геотекстиль, имеет высокую прочность, практически не разлагается в земле, стоек к химическим соединениям, щелочной и кислотной среде. Его можно использовать в любых почвах, а также в речных и морских акваториях.

Геотекстиль из полиэфира, по качеству уступает геотекстилю изготовленному из полипропилена. Полиэфирные волокна, в отличие от полипропиленовых, разрушаются от щелочной и кислой среды поэтому не рекомендуется использовать этот вид геотекстиля в почвах с данной средой.

Так же существует геотекстиль смесовый с добавлением вторичного сырья, в том числе вискозных, шерстяных и хлопчатобумажных отходов, его цена, из-за состава, ниже, чем у полипропиленового и полиэфирного геотекстилей. Его применение крайне нежелательно, поскольку натуральные волокна, входящие в состав такого полотна, уже через пару лет сгнивают в земле, образуя пустоты, а Ваш объект находится под угрозой разрушения.

Помимо сырья также немаловажна нить, изготовленная из этого сырья:

 

1. Мононить - бесконечное длинное волокно, обеспечивающее абсолютную прочность изготовленному из нее геотекстилю.
2. Штапель - обрезки нитей длиной 5-10см, обычно это смесь первичных 40% и вторсырьевых волокон 60%.

Геотекстиль из длинного волокна при смещении почвы не разрывается, а просто вытягивается, защищая грунты от смешения и обеспечивая качественный отвод воды.

Геотекстиль из штапельных волокон при смещении грунта разрывается. Соответственно его можно применять только там, где не может быть больших нагрузок, сдвигаться или осыпаться грунт.

 

Выбор марки материала зависит от типа контактирующих грунтов, толщины насыпаемого слоя и функций, возлагаемых на геотекстильный материал, кроме разделения слоев. Если необходима хорошая фильтрующая и водопропускная способность геотекстильной прослойки, при относительно невысокой прочности - применяется иглопробивной геотекстиль, если прочность является приоритетным качеством создаваемого ландшафта, применяются термоскрепленные материалы.

 

Срок службы геотекстиля

Исследованию фильтрационных свойств геотекстиля и их изменения в процессе эксплуатации в научно-технической литературе уделяется мало внимания. Предполагается, что геотекстиль не препятствует водному обмену внутри конструкции. Это предложение и заложено в основу требований к его фильтрационной способности через коэффициент фильтрации и закреплено в нормативных документах.

Многие производители геотекстиля в характеристиках производимого ими материала указывают значение водопроницаемости без учета нагрузки. При устройстве дренажей из волокнистых полимерных материалов, входящих в состав конструкций массивных искусственных грунтовых сооружений, необходимо учитывать снижение фильтрующей способности при увеличении давления.

Исследованиями была установлена предрасположенность ряда геотекстильных материалов к кольматированию. Кольматацией называется процесс заполнения порового пространства мелкими (пылеватыми и глинистыми) частицами, находящимися во взвешенном состоянии в фильтрующейся воде, результатом которого является уменьшение активной пористости грунтов и материалов и резкое снижение фильтрационных свойств.

Сам процесс кольматажа геотекстиля неизбежен. Вопрос в сроках исчерпания геотекстилем своих фильтрационных свойств. И здесь очень важно, чтобы фактический срок работы геотекстиля соответствовал заявленному заводом изготовителем.

Результаты научных исследований и эксплуатационных наблюдений за работой геотекстильных материалов в конструкции железнодорожного пути, позволяют утверждать, что часть геотекстильных материалов сможет полностью выполнять свои функции в течение всего нормативного срока службы (30 лет). Другие же через максимум 8 лет, станут водонепроницаемыми.

 

Благодаря особенностям структуры и составу сырья, иглопробивные нетканые геотекстили из бесконечных полипропиленовых нитей в меньшей степени подвержены кольматации по сравнению с остальными неткаными геотекстилями, а значит более долговечны.

 

Производители геотекстиля

 

ООО "СИБУР ГЕОСИНТ"

Геотекстиль КАНВАЛАН, ГЕОТЕКС

Страна производитель: Россия

Вид геотекстиля: нетканый иглопробивной из непрерывных нитей

Состав сырья: 100% - полипропилен

 

 

Геотекстиль Polyfelt

Страна производитель: Австрия

Вид геотекстиля: нетканый иглопробивной из непрерывных нитей

Состав сырья: 100% - полипропилен

 

 

ОАО "Пинема"

Геотекстиль Пинема ТС, Пинема ТСМ

Страна производитель: Беларусь

Вид геотекстиля: нетканый иглопробивной из непрерывных нитей

Состав сырья: 100% - полипропилен

 

 

Геотекстиль Typar

Страна производитель: Люксембург

Вид геотекстиля: нетканый термоскрепленный из непрерывных нитей

Состав сырья: 100% - полипропилен

 

 

Геотекстиль Terram

Страна производитель: Великобритания

Вид геотекстиля: нетканый термоскрепленный из непрерывных нитей

Состав сырья: 30% - полиэтилена, 70% - полипропилена

 

 

ОАО "КОМИТЕКС"

Геотекстиль Геоком

Страна производитель: Россия

Вид геотекстиля: нетканый иглопробивной из штапельных волокон длиной резки 6-9 см

Состав сырья: 100% - полиэфир

 

 

Геотекстиль Авантекс

Страна производитель: Россия

Вид геотекстиля: нетканый иглопробивной из штапельных волокон

Состав сырья: 100% - полиэфир

 

 

Технология укладки геотекстиля

Поверхность (основание), на которую укладывается дренирующий (фильтрующий) геотекстиль, должна быть ровной и очищенной от строительного мусора, корней деревьев и крупных камней.

В промежутке времени между подготовкой основания и устройством дренажа геотекстиль должен быть надлежащим образом защищен от ультрафиолетового излучения (для УФ - нестабилизированного материала). Заводскую упаковку необходимо снимать непосредственно перед началом производства работ. В незакрытом виде полотно геотекстиля должно находится не более 2-3-х недель, при увеличении этого срока возможны незначительные изменения физико-механических и гидравлических характеристик материала.

Полотно геотекстиля может быть разрезано до необходимых размеров (с учетом нахлестов) до момента укладки в конструкцию дренажа. Для разрезания материала используется строительный нож или можно воспользоваться ножницами.

Геотекстиль имеет одинаковые гидравлические характеристики во всех направлениях, поэтому его прирезку до необходимых размеров можно выполнять как по длине так и по ширине рулона.

Полотно геотекстиля укладывают свободно (без предварительного натяжения), но без волн и складок. Величина перекрытия отдельных полотен геотекстиля по длине дренажной траншеи должна составлять не менее 0,30м. Нахлесты укладываются в направлении последующего потока воды, что бы не было подмыва полотен. В условиях очень интенсивного гидравлического потока и сложных условиях укладки, например, глубокие траншеи, величина перекрытия полотен необходимо увеличить до 0,50…0,60м. Величина перекрытия полотен геотекстиля поверх дренажной траншеи должна составлять не менее 0,15м.