К преимуществам армогрунтовых конструкций на основе армирующих (силовых) геосинтетиков можно отнести высокую скорость строительства и более низкую стоимость по сравнению с традиционными материалами. В ряде случаев за счет применения геосинтетики становится возможным использование местного «слабого» грунта без дорогостоящей замены его на грунт с более высокими физико-механическими характеристиками.
Яркими примерами использования силовых геосинтетических материалов являются:
- армирование насыпей и оснований дорожных одежд на слабых грунтах;
- армирование насыпей на свайных основаниях;
- укрепление крутых откосов и подпорных стен.
Положительный результат от применения силовой геосинтетики может быть ограничен свойствами полимерных материалов, из которых они изготавливаются. По этому признаку силовую геосинтетику можно разделить на:
- тянутые георешетки из полиэтилена высокой плотности или полипропилена;
- плетеные георешетки из полипропилена, полиамида или высокомодульного полиэстера;
- тканые по специальной технологии геоткани из полиэстера.
В последнее время широкое распространение получили георешетки и геоткани из поливинилалкоголя и арамида.
Среди параметров характеризующих работу геосинтетики непосредственно в конструкции стоит выделить:
Pult - кратковременная прочность на разрыв;
ɛ - относительное удлинение при разрыве
А1 - фактор ползучести
А2 - фактор повреждаемости
А3 - фактор учитывающий наличие стыков и швов
А4 - фактор чувствительности к воздействию окружающей среды
ʮ - фактор учитывающий степень сцепления геосинтетического материала с грунтом.
Также кроме указанных параметров стоит учитывать коэффициент запаса ɣ, определяемый типом конструкции и действующими в стране стандартами, а также достоверностью данных по закладываемому геосинтетику и некоторыми другими техническими моментами.
Общая формула определения Ррасч выглядит так:
Ррасч = Рult / (А1*А2*А3*А4 ʮ ɣ)
Особое внимание стоит обратить на склонность полимеров к ползучести, которая часто играет определяющую роль в выборе геосинтетического материала. К примеру, при проектировании подъездных путей, временных дорог и прочих объектов, где конструкция испытывает кратковременные нагрузки возможно использование различных геосинтетиков не зависимо от их склонности к ползучести, а для конструкций с длительным расчетным сроком эксплуатации и наличием постоянных нагрузок ползучесть материала напротив имеет определяющее значение.
Для геосинтетических материалов европейского производства из полиэстера характерны величины фактора А1 от 1,5 до 1,8 а для материалов из полипропилена и полиэтилена высокой плотности не менее 2,5. Возникающие в процессе эксплуатации армогрунтовой конструкции деформации во многом определяются долговременным модулем применяемого геосинтетического материала, определяемым отношением «Pult к ɛ» с учетом факторов А1....А4. Таким образом, можно сделать вывод, что в ответственных конструкциях следует отдавать преимущество геосинтетикам из высокомодульного полиэстера, поливинилалкоголя и арамида, о чем свидетельствует положительный опыт применения в Европе таких материалов как Fortrac (Фортрак) и Stabilenka (Стабиленка). Стоит отметить, что в Европе для материалов, не имеющих подтвержденных данных о ползучести (фактор А1) используют величину 2,5 для полиэстера и 5 для полипропилена. Таким образом, при разработке проекта на основе материала с неподтвержденными данными о ползучести стоит брать в расчет материал с прочностью до 2х раз выше, чем требуется в данном случае, что, несомненно, ведет к удорожанию проекта.
В продолжение вышеизложенной информации можно сказать, что геосинтетические материалы серьезных мировых производителей сопровождаются сертификатами независимых организаций и имеют данные по всем вышеуказанных факторам, что обеспечивает проектировщику возможность правильного выбора на основе проверенных данных. Отечественные материалы, как правило, имеют только сертификат соответствия и технический паспорт, обычно содержащий название полимера, кратковременную прочность изделия, усилие при 2-5 % удлинении, относительную деформацию при разрыве. В большинстве случаев дополнительной информации не предоставляется из-за отсутствия собственного оборудования для проведения соответствующих испытаний и отсутствия желания оплачивать дорогостоящие испытания в зарубежных лабораториях. В результате на рынке присутствует многообразие силовой геосинтетики от импортной до более дешевой отечественной с якобы аналогичными характеристиками.
Серьезный проектировщик, отвечающий за объект выберет материалы, имеющие все подтвержденные данные, но, к сожалению, для большинства заказчиков и подрядчиков главным критерием является цена материала, а не его качество. А такие тонкости в характеристиках материала известны лишь ограниченному числу заинтересованных лиц.
В подтверждение этого можно привести конкретный пример имевший место в Санкт-Петербурге, когда георешетку европейского производителя заложенную в проект пересогласовали на якобы идентичную по характеристикам, но более интересную по цене отечественную продукцию. В итоге получилось наглядная картина, на которой можно увидеть «как правильно» и «как не правильно». На участках где уложен материал, на основе которого был разработан проект, конструкция ведет себя нормально, а там где уложен «аналог» требуется ремонт дорожной одежды.
Опираясь на факты и многолетний опыт применения геосинтетики можно дать следующие рекомендации проектировщикам:
- составление проекта должно быть основано на применении качественных материалов имеющих не только сертификат соответствия, но и полный перечень характеристик подтвержденных результатами испытаний в авторитетных независимых организациях, что при условии соблюдения технологии гарантирует положительный результат;
- при расчете конструкций на основе отечественных материалов требуйте полный перечень документов подтверждающих характеристики материала, а если таковые не предоставлены производителем или поставщиком, то как минимум стоит по аналогии с Европейскими специалистами закладывать в расчет материал с прочностью определенной с учетом поправочного коэффициента в зависимости от вида полимера.