III. Thông tin nhân khẩu
a)Giới thiệu về vải địa kỹ thuật tổng hợp và hệ thống vải địa i) Đặc tính
i) Đặc tính
Vải địa kỹ thuật (Geotextiles) và vải địa kỹ thuật tổng hợp (Geosynthetics) được dùng ngày càng nhiều trong các công trình dân dụng, việc ứng các vật liệu này và các chế phẩm từ nó gọi là hệ thống vải địa (Geosystems). Việc ứng dụng hệ thống vải địa vào công trình biển sẽ rất có lợi do kết cấu công trình bằng đá và bê tông rất tốn kém trong xây dựng và duy tu bão dưỡng. Hệ thống vải địa với vật liệu mới, rẻ, nhẹ do có đủ độ bền chắc theo yêu cầu, rất thích hợp cho các vùng các nước thiếu đá.
Vải địa kỹ thuật được chế tạo từ những sản phẩm phụ của dầu mỏ, từ một hoặc hai loại polymer sau polyester, polypropylene. Tùy theo hợp chất và cách cấu tạo , mỗi loại vải địa kỹ thuật có những đặc tính cơ lí hóa như sức chịu kéo, độ dãn, độ thấm nước, môi trường thích nghi… khác nhau. Một số vật liệu polymer cơ bản được dùng để chế tạo vải địa kỹ thuật tổng hợp và một số đặc tính của nó:
Một số đặc tính của vật liệu cơ bản chế tạo vải địa kỹ thuật tổng hợp
Vật liệu cơ bản Khối lương riêng (kg/m3) Cường độ chịu kéo ở 200C Độ căng dãn lúc bị đứt (%) cxxiv
(N/mm2) Polyester (PET) Polypropylene (PP) Polyamide (PA) Polyvinychlorine(PVC) 1830 900 1140 1250 800-1200 400-1600 700-900 20-25 8-15 10-40 15-30 50-150 Nhìn chung vải Polyester tốt hơn vải Polyprolylene, còn vải Polyamide ở giữa hai loại vải trên. Hầu hết các sản phẩm có mặt tại Việt Nam đều bằng Polyester và Polyprolylene. Trong xây dựng công trình dân dụng, vải địa hay vải địa kỹ thuật tổng hợp có năm nhiệm vụ cơ bản là: cách ly, thoát nước, lọc, gia cố và bảo vệ.
Mối quan hệ giữa nhiệm vụ, đặc tính và ứng dụng của vãi địa kỹ thuật tổng hợp. Nhiệm vụ Đặc tính Ứng dụng Vật liệu Gia cố Bền, cứng, chắn đất, thấm ướt Cũng cố mái dốc đứng, đất đắp trên nề đất yếu PET dệt Lọc, thoát nước, cách ly Dẻo, chắn đất, thấm nước Bảo vệ bờ và đáy, bảo vệ mái dốc chống xói, chắn lớp đất phía PET-, PP-, PE-, PA- dệt hay không dệt cxxv
sau kết cấu, cách ly các lớp đất khác nhau hay thoát nước
Màn chắn hay bảo vệ Dẻo, chắn đất, kín nước Chống thoát nước và hồ chứa, bảo vệ móng đào và hố sâu, ngăn đất san lấp
HDPE, LDPE, PVC-P, ECP, CPE
Sản phẩm vải địa kỹ thuật tổng hợp thường được biết với loại dệt và loại không dệt. Loại dệt thường thấm nước nhưng lại có loại kín đất và không kín đất. Loại không dệt thì thấm nước và kín đất.
iii) Tính bền lâu
Vải địa tổng hợp và các sản phẩm của nó được dùng trong công trình đã hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ trong thời gian tuổi thọ nhất định. Về tuổi thọ tối đa của chúng, tuy chưa có câu trả lời khẳng định, nhưng vấn đề được đề cập đến là niềm tin có hay không. Kinh nghiệm 30 năm của Hà Lan từ cuối những năm 70, thì tính chất thủy lực và cơ học trong các điều kiện khác nhau của khoảng 30 mẫu vải địa dệt thì các mẫu lâu nhất trong trong vòng 15 năm vẫn đảm bảo tốt (theo K & O, 1979). Kết luận tương tự cũng đã được nêu đối với vải địa không dệt trong dự án công trình bảo vệ bờ (Mannsbart & Christopher, 1997). Kinh nghiệm của Hà Lan cho biết, vải địa tổng hợp và hệ thống vải địa trong 30 năm vẫn đảm bảo tốt về mặt thủy lực, còn cường độ chịu kéo giảm khoảng 10%.
Mặt khác, đáng quan tâm là trong những năm gần đây, chất lượng vải địa tổng hợp đã được đảm bảo và chắc chắn sẽ được nâng cao rất nhiều với các chất phụ gia và chất ổn định tia hồng ngoại UV hiện đại, do đó hiện tại những người không tin cho rằng tuổi thọ của vải địa tổng hợp chỉ khoảng 50 năm, còn những người tin tưởng thì cho là khoảng 100 năm đối với các công trình được chon và công trình ngầm.
Về tính bền lâu của vải địa tổng hợp và hệ thống vải địa cần được nghiên cứu đánh giá tiếp, tuy nhiên ở mặt khác có vấn đề là người thiết kế và khách hàng vẫn có quan niệm sai về nhu cầu sử dụng vải địa tổng hợp trong những nhiệm vụ nhất định với các dạng kết cấu khác nhau và trong từng giai đoạn nhất định phục vụ dự án, thí dụ như ngoài yêu cầu kết cấu chịu lực, cần đến cường độ kéo cao để có thể chịu tải trong nặng hay chịu tải trọng va của đá rơi từ trên cao, vải địa tổng hợp với cường độ chịu kéo tương đối nhỏ cũng cần thiết cho trường hợp khi các khối mặt ngoài được đặt trên nó, cũng như nền đất sét vải địa có thể không đáp ứng các quy tắc về lọc trong thời gian dài do bị tắc nghẽn, nhưng vai trò của vải địa đã được khẳng định trong nhiệm vụ bảo vệ, cho phép gradient thủy lực cao và do đó cho phép kết cấu hở hơn của vải địa tổng hợp.
Vấn đề là cần có sự lựa chọn sử dụng vải địa tổng hợp thích hợp với điều kiện thực tế, cụ thể là hình thức sử dụng, điều kiện tải trọng và tuổi thọ thiết kế.
iv) Lắp đặt và các hư hỏng
Việc sử dụng thành công vải địa tổng hợp phụ thuộc nhiều vào cách lắp đặt ban đầu. Vải địa tổng hợp có thể bị hư hỏng trước, trong và sau khi lắp và phần lớn là bị hư hỏng trong thời gian lắp đặt và hư hỏng có thể đến từ mặt cơ học, mặt vật lí, hóa học, sinh học do môi trường tạo ra và tất nhiên là phụ thuộc vào loại vải địa, hình thức sử dụng và điều kiện môi trường.
Các hư hỏng về mặt cơ học trước và trong khi lắp đặt có thể tránh nhờ vào sự cẩn thận lúc vận chuyển, bảo quản và lắp đặt tại hiện trường, tránh làm rách, mặt bằng trải cần làm phẳng, tránh gồ ghề, đá nhọn đâm từ phía dưới hay đá rơi từ trên xuống, tránh cho tiếp xúc với các chất kiềm, chất dầu, chất bẩn…
Vải địa tổng hợp không độc hại làm ảnh hưởng đến môi trường (trừ vài loại chất PVC), ảnh hưởng đến môi trường nếu có chỉ xảy ra trong quá trình lắp đặt, thay thế và hư hỏng công trình nên cần có thẩm tra, ngăn chặn.