สิ่งกีดขวาง Geotextile
1. ต้นทุนรวมต่ำ:แม้ว่าราคาต่อหน่วยของวัสดุจะสูงกว่าดินเหนียว แต่ก็ไม่จำเป็นต้องขุดดิน/ขนส่งจำนวนมาก ลดต้นทุนแรงงานก่อสร้างได้ 40% และลดต้นทุนการบำรุงรักษาในระยะหลัง
2. น้ำหนักเบา:น้ำหนักต่อหน่วยพื้นที่มีเพียง 1/500 ของคอนกรีต ซึ่งช่วยลดภาระโครงสร้างและประหยัดพื้นที่ทางวิศวกรรมได้
3. การปกป้องสิ่งแวดล้อม:เส้นใยสังเคราะห์สามารถรีไซเคิลได้ ในขณะที่เส้นใยธรรมชาติสามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพ การก่อสร้างปราศจากฝุ่นและของเสีย ก่อให้เกิดความเสียหายต่อระบบนิเวศโดยรอบน้อยที่สุด
4. ความสม่ำเสมอที่ดี:การผลิตที่ได้มาตรฐานจากโรงงาน ข้อผิดพลาดด้านประสิทธิภาพน้อยกว่า 5% หลีกเลี่ยงปัญหา "ความผันผวนด้านคุณภาพในสถานที่ขนาดใหญ่" ของวัสดุแบบดั้งเดิม
แนะนำผลิตภัณฑ์:
แผ่นกั้นใยสังเคราะห์ (Geotextile Barrier) เป็นวัสดุสังเคราะห์ที่มีรูพรุนและซึมผ่านได้ ผลิตจากเส้นใยสังเคราะห์หรือเส้นใยธรรมชาติ หน้าที่หลักคือการควบคุมของเหลว (น้ำ มลพิษ) หรืออนุภาคของแข็ง (ดิน ทราย และกรวด) ในงานธรณีเทคนิค สิ่งแวดล้อม และวิศวกรรมโยธา ผ่านการแยกทางกายภาพ การกรอง การระบายน้ำ หรือการเสริมแรง เพื่อปกป้องเสถียรภาพของโครงสร้างทางวิศวกรรมและลดความเสี่ยงต่อสิ่งแวดล้อม ความแตกต่างหลักระหว่างแผ่นกั้นใยสังเคราะห์นี้กับผ้าทั่วไปคือ การออกแบบต้องมีคุณสมบัติเชิงกลตามมาตรฐานวิศวกรรม ทนทานต่อสภาพอากาศ และปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมได้ ไม่ใช่แค่การใช้งานกับสิ่งทอเท่านั้น
คำจำกัดความหลัก
แผ่นกั้นใยสังเคราะห์ (Geotextile barrier) เป็นวัสดุสังเคราะห์ทางสิ่งทอที่มีคุณสมบัติทางวิศวกรรมเฉพาะ ผ่านกระบวนการทอ แบบไม่ทอ (การเจาะด้วยเข็ม การยึดติดด้วยความร้อน ฯลฯ) การทอด้วยเครื่องจักร และกระบวนการอื่นๆ แผ่นกั้นนี้สามารถทำหน้าที่เป็น "แผ่นกั้น" ในงานวิศวกรรมต่างๆ เช่น สามารถแยกวัสดุต่างๆ (เช่น ดินและทราย) ป้องกันการเคลื่อนตัวของสารมลพิษที่เป็นอันตราย กรองสิ่งเจือปนในแหล่งน้ำ และเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักของฐานราก แผ่นกั้นเป็นหนึ่งในองค์ประกอบสำคัญในงานวิศวกรรมโยธาสมัยใหม่เพื่อทดแทนวัสดุแบบดั้งเดิม (เช่น ดินเหนียวและคอนกรีต)
โดยทั่วไปจะแบ่งตามวัสดุและฟังก์ชันดังนี้:
การจำแนกประเภทตามประเภทเฉพาะและคุณลักษณะหลัก
วัสดุ:
เส้นใยสังเคราะห์: ประเภทหลักๆ เช่น โพลีโพรพิลีน (PP) และโพลีเอสเตอร์ (PET) ทนกรดและด่าง ทนการกัดกร่อน และมีอายุการใช้งานยาวนาน (10-50 ปี)
เส้นใยธรรมชาติ เช่น เส้นใยกะลามะพร้าวและผ้าลินิน เป็นวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพและเหมาะสำหรับโครงการฟื้นฟูระบบนิเวศระยะสั้น (เช่น การป้องกันความลาดชันชั่วคราว)
ฝีมือ
สิ่งทอใยสังเคราะห์แบบไม่ทอ: การจัดเรียงเส้นใยแบบสุ่ม มีรูพรุนสูง (70% -90%) ประสิทธิภาพการกรองและการระบายน้ำดีเยี่ยม และต้นทุนต่ำ
ผ้าใยสังเคราะห์ทอ/ทอ: การสานเส้นใยอย่างสม่ำเสมอ แรงดึงสูง (สูงถึง 100kN/m หรือมากกว่า) ทนทานต่อการฉีกขาดสูง เหมาะสำหรับสถานการณ์เสริมแรง
คุณสมบัติที่สำคัญ
การออกแบบประสิทธิภาพของวัสดุกั้นทางธรณีวิทยานั้นมุ่งเน้นไปที่ "การประยุกต์ใช้ทางวิศวกรรม" และคุณลักษณะหลักๆ สามารถสรุปได้ดังนี้:
1. การบูรณาการหลายฟังก์ชัน:วัสดุเพียงชนิดเดียวสามารถทำหน้าที่ได้ 3 ประการพร้อมกัน คือ “การแยก + การกรอง + การระบายน้ำ” ยกตัวอย่างเช่น ในงานวิศวกรรมพื้นถนน วัสดุนี้สามารถแยกดินพื้นถนนออกจากทรายและกรวดรอง (ป้องกันไม่ให้อนุภาคดินซึมเข้าไปในทรายและกรวดและปิดกั้นรูพรุน) กรองน้ำฝน (ป้องกันสิ่งสกปรกเข้าสู่ระบบระบายน้ำ) และระบายน้ำที่สะสมอยู่ภายในพื้นถนน (ลดความชื้นในดินและหลีกเลี่ยงการทรุดตัวของพื้นถนน)
2. สมรรถภาพทางกายที่มั่นคง:
ความแข็งแรงเชิงกลสูง: ความต้านทานการแตกหักของแรงดึงของผลิตภัณฑ์เส้นใยสังเคราะห์สามารถเข้าถึง 10-150kN/m ซึ่งสามารถทนต่อน้ำหนักของดิน น้ำหนักบรรทุกของยานพาหนะ หรือความดันการบดอัดของดิน และไม่ฉีกขาดหรือเปลี่ยนรูปง่าย
ทนทานต่อสภาพอากาศได้ดี: ทนทานต่อรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) อุณหภูมิสูงและต่ำ (-30 ℃ ถึง 70 ℃) ทนต่อการกัดกร่อนของกรดและด่าง (ประสิทธิภาพเสถียรในช่วง pH 3-11) และไม่เสื่อมสภาพง่ายหลังจากใช้งานเป็นเวลานานในสภาพแวดล้อมกลางแจ้งหรือใต้ดิน
3. ความสามารถในการซึมผ่านที่ควบคุมได้:การปรับความหนาแน่นของเส้นใยและขนาดรูพรุนทำให้สามารถบรรลุ "ค่าการซึมผ่านสูง" (เช่น สิ่งทอสำหรับงานระบายน้ำที่มีค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่านมากกว่า 1 × 10 ⁻ m/s) หรือ "ค่าการซึมผ่านต่ำ" (เช่น แผงกั้นเสริมป้องกันการซึมผ่านที่มีค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่านน้อยกว่า 1 × 10 ⁻ m/s) ซึ่งตรงตามความต้องการในการควบคุมน้ำของโครงการต่างๆ
4. ความสะดวกในการก่อสร้าง:ผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่เป็นแบบม้วน (กว้าง 2-6 ม. ยาว 50-100 ม.) น้ำหนักเบา (100-500 กรัมต่อตารางเมตร) ปูได้โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ขนาดใหญ่ และสามารถตัดและต่อตามขนาดทางวิศวกรรม เหมาะสำหรับภูมิประเทศที่ซับซ้อน (เช่น ทางลาดชันและฐานรากโค้ง) โดยมีประสิทธิภาพในการก่อสร้างสูงกว่ากำแพงดินแบบเดิมถึง 3-5 เท่า
พารามิเตอร์ผลิตภัณฑ์:
โครงการ |
เมตริก |
||||||||||
ความแข็งแรงที่กำหนด/(kN/m) |
|||||||||||
6 |
9 |
12 |
18 |
24 |
30 |
36 |
48 |
54 |
|||
1 |
ความแข็งแรงแรงดึงตามยาวและตามขวาง / (kN/m) ≥ |
6 |
9 |
12 |
18 |
24 |
30 |
36 |
48 |
54 |
|
2 |
การยืดตัวสูงสุดที่โหลดสูงสุดในทิศทางตามยาวและตามขวาง/% |
30~80 |
|||||||||
3 |
ความแข็งแรงทะลุทะลวงด้านบน CBR /kN ≥ |
0.9 |
1.6 |
1.9 |
2.9 |
3.9 |
5.3 |
6.4 |
7.9 |
8.5 |
|
4 |
ความต้านทานการฉีกขาดตามยาวและตามขวาง /kN |
0.15 |
0.22 |
0.29 |
0.43 |
0.57 |
0.71 |
0.83 |
1.1 |
1.25 |
|
5 |
รูรับแสงเทียบเท่า O.90(O95)/มม. |
0.05~0.30 |
|||||||||
6 |
ค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่านแนวตั้ง/(ซม./วินาที) |
K× (10-¹~10-) โดยที่ K=1.0~9.9 |
|||||||||
7 |
อัตราการเบี่ยงเบนความกว้าง /% ≥ |
-0.5 |
|||||||||
8 |
อัตราการเบี่ยงเบนของมวลต่อหน่วยพื้นที่ /% ≥ |
-5 |
|||||||||
9 |
อัตราการเบี่ยงเบนของความหนา /% ≥ |
-10 |
|||||||||
10 |
ค่าสัมประสิทธิ์ความแปรปรวนของความหนา (CV)/% ≤ |
10 |
|||||||||
11 |
การเจาะแบบไดนามิก |
เส้นผ่านศูนย์กลางรูเจาะ/มม. ≤ |
37 |
33 |
27 |
20 |
17 |
14 |
11 |
9 |
7 |
12 |
ความแข็งแรงการแตกหักตามยาวและตามขวาง (วิธีจับ)/kN ≥ |
0.3 |
0.5 |
0.7 |
1.1 |
1.4 |
1.9 |
2.4 |
3 |
3.5 |
|
13 |
ความต้านทานรังสีอัลตราไวโอเลต (วิธีหลอดอาร์กซีนอน) |
อัตราการรักษาความแข็งแรงตามยาวและตามขวาง% ≥ |
70 |
||||||||
14 |
ความต้านทานรังสีอัลตราไวโอเลต (วิธีหลอด UV เรืองแสง) |
อัตราการรักษาความแข็งแรงตามยาวและตามขวาง% ≥ |
80 |
||||||||
การใช้งานผลิตภัณฑ์:
1. วิศวกรรมจราจร: การป้องกันพื้นถนนและผิวทาง
พื้นที่การใช้งาน: ฐานรองพื้น ระหว่างฐานทางเท้าและชั้นรองรับ พื้นผิวลาดเอียง
บทบาทหลัก:
การแยก: ป้องกันการแทรกซึมของดินพื้นถนน (อนุภาคละเอียด) เข้าไปในทรายและกรวดในชั้นเบาะ หลีกเลี่ยงการอุดตันของรูพรุนในชั้นเบาะ และทำให้การระบายน้ำราบรื่น
การเสริมแรง: เพิ่มความแข็งโดยรวมของพื้นถนน กระจายน้ำหนักบรรทุกของยานพาหนะ และลดการทรุดตัวที่ไม่สม่ำเสมอของพื้นถนน (โดยเฉพาะในส่วนของฐานรากดินอ่อน สามารถลดการทรุดตัวได้ 30% -50%)
การป้องกัน: มักปูผ้าใยสังเคราะห์บนทางลาด (โดยมักจะรวมกับพืชพรรณ) เพื่อป้องกันการกัดเซาะของดินที่เกิดจากการกัดเซาะของน้ำฝน และหลีกเลี่ยงการพังทลายของทางลาด
2. วิศวกรรมอนุรักษ์น้ำ: เขื่อนและการจัดการแม่น้ำ
พื้นที่การใช้งาน: ชั้นป้องกันการรั่วซึมเสริมสำหรับเขื่อน ทางลาดริมแม่น้ำ และแผ่นหุ้มท่อระบายน้ำ
บทบาทหลัก:
คุณสมบัติป้องกันการรั่วซึม: ใช้ร่วมกับฟิล์ม HDPE เป็น "ชั้นป้องกัน" เพื่อป้องกันไม่ให้แผ่นกันซึมถูกหินมีคมเจาะ ในขณะเดียวกันก็กรองการรั่วซึมและลดความเสี่ยงของการรั่วไหลของเขื่อน
การป้องกันความลาดชันของตลิ่ง: ปูผ้าใยสังเคราะห์บนความลาดชันของตลิ่งแม่น้ำ คลุมดินและยึดพืชพรรณเพื่อป้องกันการกัดเซาะของน้ำและปกป้องสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยาของตลิ่งแม่น้ำ (เช่น โครงการรักษาเสถียรภาพของความลาดชันของตลิ่งในการบำบัดน้ำเสียและน้ำมีกลิ่นในเขตเมือง)
3. วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม: การฟื้นฟูพื้นที่มลพิษและการฝังกลบขยะ
พื้นที่การใช้งาน: การบุผิวหลุมฝังกลบ ชั้นกั้นดินปนเปื้อน ระบบบำบัดน้ำซึม
บทบาทหลัก:
การแยกสารมลพิษ: ในฐานะ "กำแพงกั้นแนวตั้ง/แนวนอน" ช่วยป้องกันไม่ให้น้ำซึมจากหลุมฝังกลบ (ซึ่งประกอบด้วยโลหะหนักและอินทรียวัตถุ) ซึมเข้าไปในแหล่งน้ำใต้ดิน หรือป้องกันไม่ให้สารมลพิษในดินที่ปนเปื้อนแพร่กระจายไปยังพื้นที่สะอาดโดยรอบ
การกรองและการฟอก: ในระบบรวบรวมน้ำซึม อนุภาคแขวนลอยจะถูกกรองเพื่อป้องกันการอุดตันของท่อระบายน้ำและปรับปรุงประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำซึม
4. วิศวกรรมก่อสร้าง: ฐานรากและการรองรับการขุด
พื้นที่การใช้งาน: การเสริมฐานดินอ่อน, ชั้นกรองระบายน้ำจากหลุมฐาน, ผนังภายนอกห้องใต้ดินป้องกันการซึม
บทบาทหลัก:
การเสริมความแข็งแรงฐานราก: เมื่อใช้ร่วมกับเสาเข็มทรายและกรวดและแผ่นระบายน้ำพลาสติก จะช่วยเร่งการเสริมความแข็งแรงของฐานรากดินอ่อนและปรับปรุงความสามารถในการรับน้ำหนักของฐานราก (เช่น อาคารสูงและการบำบัดฐานรากโรงงานอุตสาหกรรม)
การป้องกันหลุมฐานราก: ปูแผ่นใยสังเคราะห์บนความลาดชันของหลุมฐานราก ร่วมกับผนังตะปูดินหรือแท่งยึดเพื่อเพิ่มความมั่นคงของความลาดชัน ขณะเดียวกัน อนุภาคดินระหว่างกระบวนการตกตะกอนจะถูกกรองเพื่อป้องกันการทรุดตัวของพื้นดินรอบหลุมฐานราก
5. วิศวกรรมเกษตรและนิเวศวิทยา: การอนุรักษ์ดินและน้ำและการฟื้นฟูพืชพรรณ
พื้นที่การใช้งาน: เนินลาดขั้นบันได พื้นที่ถมทุ่นระเบิด และเขตพื้นที่สีเขียวริมทางหลวง
บทบาทหลัก:
การอนุรักษ์ดินและน้ำ: การวางแผ่นใยสังเคราะห์บนลานนาขั้นบันไดในพื้นที่แห้งแล้งเพื่อลดการระเหยของความชื้นในดิน ป้องกันไม่ให้น้ำฝนชะล้างดินและรักษาความอุดมสมบูรณ์ของดินในพื้นที่ฝนตก
การฟื้นฟูพืชพรรณ: ในระหว่างการฟื้นฟูเหมือง สิ่งทอทางธรณีวิทยาสามารถแก้ไขหน้าดิน ให้สภาพแวดล้อมที่มั่นคงสำหรับการงอกของเมล็ดพืช และป้องกันไม่ให้เมล็ดพืชถูกน้ำฝนชะล้างไป ช่วยเร่งกระบวนการฟื้นฟูระบบนิเวศ
โดยสรุปแล้ว แผ่นกั้นใยสังเคราะห์ (geotextile barriers) เป็นวัสดุวิศวกรรมสมัยใหม่ที่ใช้งานได้หลากหลาย มีประสิทธิภาพ และประหยัด มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในสี่หน้าที่หลัก ได้แก่ "การแยก การกรอง การระบายน้ำ และการเสริมแรง" ด้วยคุณสมบัติทางกายภาพที่เป็นเอกลักษณ์ และได้กลายเป็นหนึ่งในวิธีการทางเทคนิคที่สำคัญในการสร้างความมั่นใจในความปลอดภัย ความทนทาน และความประหยัดของโครงการวิศวกรรมโยธาต่างๆ
