Vải địa kỹ thuật là loại vải đặc biệt thường được dùng trong thi công đường bộ. Đây là loại vải có tác dụng rất lớn trong việc củng cố và hỗ trợ của công trình xây dựng, chủ yếu tạo độ bền và tăng khả năng thoát nước của đất. Hiện nay có 3 loại vải địa kỹ thuật được sử dụng phổ biến: dệt, không dệt và phức hợp.
Nội dung
Vải địa kỹ thuật là gì?
Vải địa kỹ thuật tiếng Anh là Geotextile fabric. Đây là một loại vải đặc biệt được dùng trong thi công nền móng, đường xá, đê điều. Loại vải này là công cụ hỗ trợ đắc lực trong thi công đường xá, đắp đê mà không mất quá nhiều công sức và chi phí. Có thể nói loại vải này như một bước gia cố chắc chắn cho nền móng xây dựng.
Trong thực tế, mỗi đoạn đường được thi công đều phải tính toán kỹ lưỡng về chất lượng đất, dòng chảy của nước,… để không làm ảnh hưởng đến độ bền và chất lượng của công trình. Nếu bạn xây nhà trên nền đất yếu thì sẽ có khả năng bị sụt lở rất cao do phần móng không thể chịu nổi trọng tải của cả một ngôi nhà. Làm đường, đê cũng vậy, hàng ngày những phương tiện giao thông đều tác động các lực khác nhau lên mặt đường, vì vậy cần có sự củng cố vững chắc để không xảy ra những điều đáng tiếc.
Bởi vậy, người ta đề ra tiêu chuẩn vải địa kỹ thuật chung để những công trình thi công có thể gắn vào đó để thẩm định chất lượng, đó là tiêu chuẩn TCVN 9844:2013. Tiêu chuẩn này quy định những thông số, cấu tạo, biện pháp thi công vải địa kỹ thuật phải đạt chuẩn để đảm bảo công trình có thể bền vững hơn, chắc chắn hơn.
Ngoài ra, tiêu chuẩn thi công nghiệm thu vải địa kỹ thuật của mỗi công trình đều phải đủ hai điều: bảo quản vải và công tác trải vải. Vải phải được bảo quản nơi khô ráo, tránh ấm mốc và các tác nhân hóa học, bức xạ. Khi thi công trải vải phải làm tuần tự theo 3 bước: phát quang cây cối, đất đá; trải vải và cuối cùng là lấp đất, sỏi lên trên cùng. Từ những bước cơ bản mà mỗi công trình sẽ có những công đoạn nhỏ khác nhau.
Lịch sử vải địa kỹ thuật
Để nói về vai dia ky thuat trước hết ta cần tìm hiểu về lịch sử của nó: có từ khi nào, tại sao lại xuất hiện và du nhập về Việt Nam trong thời gian nào?
Theo tài liệu chính thức từ Viện khoa học và Kỹ thuật địa chất Việt Nam, vải địa kỹ thuật được đưa vào sử dụng từ những năm 50 của thế kỷ trước. Tuy nhiên, chỉ đến khi sử dụng tại Florida vào năm 1958 thì loại vải này mới được ghi nhận kỹ càng hơn. Khi đó, người ta mới chỉ sử dụng vải địa kỹ thuật như một tấm lọc nước, giúp cho nước được thoát ra bên dưới và cản lại sỏi, đá bên trên.
Cùng thời điểm đó tại Mỹ, một kiến trúc sư có tên là RJ Barrett đá nghiên cứu và sử dụng vải địa kỹ thuật trong một công trình nhỏ, nhằm giảm mức độ xói mòn của tường bê tông, phía chân tường được gia cố thêm những tảng đá lớn. Tuy nhiên, ông đã không tính toán được hết lực chảy của nước và dẫn đến khi lượng mưa quá nhiều, các chân tường dần lộ ra điểm yếu và mất đi kết cấu ban đầu. Đây được coi là thí nghiệm vải địa kỹ thuật đầu tiên và góp phần cho những nghiên cứu sau này.
Đến năm 1968, một công ty chuyên sản xuất vật liệu xây dựng tại Pháp đã cho ra mắt một loại vải kỹ thuật mới, đó là vải địa kỹ thuật không dệt. Mục đích chính của lần nghiên cứu này là để xây dựng một cái đập tại Pháp vào năm 1970.
Quay trở lại Việt Nam, vải địa kỹ thuật được du nhập vào nước ta từ những năm cuối của thập niên 90, tuy nhiên được nhập khẩu mạnh nhất vào những năm 2003 cho đến nay. Năm 2005, Việt Nam đã có thể tự sản xuất vải địa kỹ thuật nên không còn phụ thuộc quá nhiều vào thị trường nhập khẩu.
Tác dụng của vải địa kỹ thuật trong xây dựng
Ngày nay, tại Việt Nam vải dệt kỹ thuật có độ phổ biến cao, dùng nhiều trong các lĩnh vực khác nhau: giao thông, thủy lợi, nông nghiệp,… Vậy vải địa kỹ thuật có những chức năng gì mà lại được sử dụng nhiều đến thế. Hãy cùng tìm hiểu nhé!
Chức năng gia cường
Đây là chức năng gia cố, hỗ trợ độ bền chắc của nền móng, đất đi. Tác dụng vải địa kỹ thuật thể hiện rõ nhất ở các công trình đường có độ dày lớn như đường bê tông, đường nhựa. Những công trình này thường được sử dụng hàng ngày nên dễ bị xô lệch, trượt mái, do đó vải địa kỹ thuật đóng vai trò cung cấp lực chống xô, chống trượt theo chiều ngang, giúp cho những phần mái dốc ổn định hơn.
Còn thực tế, đối với những đường nhỏ, bé, chiều cao thấp, công dụng vải địa kỹ thuật thường nhắm vào tác dụng khác. Vì loại vải này chịu lực tốt nhất theo chiều ngang, tức chiều dọc với bề mặt vải, còn chiều thẳng đứng của vải chịu lực kém hơn, không đáng kể. Mà theo chuyển động của xe ta thấy lực tác dụng vào mặt đường theo chiều vuông góc và ít bị ảnh hưởng bởi vải địa kỹ thuật. Vì vậy, độ cứng chịu uốn và cường độ chịu kéo của vải địa có ảnh hưởng rất nhỏ đến sự gia tăng chịu tải dưới trọng tải của xe.
Nói một cách khác, khi xử lý nền đất yếu bằng vải địa kỹ thuật thì cần sử dụng cho những nơi đường lớn. Để sinh ra lực ngang để gia cường vải địa, đường xa thì phải có chuyển vị đủ lớn bên trong kết cấu móng đường, sao cho sinh ra biến dạng ngang tương ứng chiều xe chạy. Nhưng điều này là không thể đối với đường có độ dày thấp. Bơi vậy khi sử dung vải địa kỹ thuật cho dạng đường này, người ta thường hướng tới mục đích phân cách đất với đá sói.
Chức năng phân cách
Một con đường, cái đê,… có thể bền vững thì phải có kết cấu chắc chắn. Tuy nhiên trong đất thường lẫn lộn rất nhiều các tạp chất khác nhau, cần phải có một tấm vải phân cách và ngăn không cho xâm nhập. Đó là câu trả lời cho câu hỏi vải địa kỹ thuật để làm gì? Trong thực tế, một nơi thường có cả phần đất yếu và phần đất cứng, khó để không cho hai loại đất này liên kết với nhau nên người ta đã sử dụng vải địa kỹ thuật. Điều này nhằm ngăn cách phần đất yếu với phần còn lại và ngăn cản sự lẫn lộn của hai loại đất. Thêm vào đó là công dụng ngăn ngừa tổn thất, tiết kiệm chi phí và đảm bảo an toàn cho xe cộ lưu thông.
Một ví dụ khác điển hình cho chức năng phân cách của vải địa đó là sử dụng làm đê mềm cho bờ biển. Người ta sử dụng một vật gọi là ống vải địa kỹ thuật để chứa đất, cát bên trong, sau đó đem ra đặt dọc bờ biển, ngăn chặn những cơn sóng lớn.
Chức năng tiêu thoát và lọc ngược
Vải địa kỹ thuậ còn có một chức năng khác đó là tiêu nước/ lọc ngược. Đối với ngành nông nghiệp, việc cây cối được tuoiwsi đủ nước và đảm bảo sự sống rất quan trong. Tuy nhiên thực tế đất rất dễ bị xói mòn và mất đi dưỡng chất. Lúc này, tác dụng của vải địa kỹ thuật là để ngăn chặn xói mòn, tiêu thoát nước và lọc ngược. Trên bề mặt mỗi tấm vải đều có những lỗ nhỏ li ti với bề rộng đủ lớn để các phân tử nước đi qua nhưng cũng đủ bé để sỏi, đá nhỏ được giữ lại. Điều này giúp cho áp lực nước lỗ rỗng được giải tỏa, tránh gây ảnh hưởng đến chất lượng đất. Để nhìn nhận chất lượng tiêu thoát của một tấm vải địa cần nhìn vào hệ số thấm và khả năng giữ đất.
Các loại vải địa kỹ thuật
Để thích hợp với từng công trình xây dựng khác nhau nên người ta đã sản xuất ra nhiều loại vai det ky thuat khác nhau. Chỉ cần thêm một chút thông số là sẽ có một loại vải mới. Tuy nhiên về cơ bản, để dễ nhận biết và phân loại thì người ta chia vải địa kỹ thuật thành 3 loại chính: vải dệt, vải không dệt và vải phức hợp.
Vải địa kỹ thuật dệt
Vải địa kỹ thuật dệt là loại vải được dệt từ các sợi polyester và polypropylen theo các chiều ngang, dọc liền nhau, tương đương như cách dệt vải mặc. Biến dạng của nhóm vải này thường là ngang máy và dọc máy, tính theo chiều vải. Biến dạng hướng dọc máy bao giờ cũng ít hơn hướng ngang.
Đây là loại vải kỹ thuật đầu tiên và là tiền đề cho những loại vải sau này. Vải địa kỹ thuật dệt bao gồm đủ 3 chức năng cơ bản gia cường, phân tách, lọc nước. Về thông số, loại vải này có cơ lý lớn hơn 25-600KN/m, độ giảm dài dưới 25%, do đó không bền khi có tác động lực, dễ dàng bị dịch chuyển. Cùng với đó là khả năng thoát nước không được đánh giá cao.
Tại Việt Nam có hai loại vải dệt chủ yếu là vải dệt kỹ thuật PP và vải dệt có cường lực cao. Vải dệt tuy không quá chất lượng nhưng lại có giá thành thấp nhất trong 3 loại. Hơn nữa ngày nay Việt Nam đều có thể tự sản xuất loại vải này nên việc tìm mua rất dễ dàng. Đối với những gia đình ở nơi đất phẳng và chắc thì có thể sử dụng vải địa kỹ thuật trồng cây tại vườn. Cách này giúp cho nền đất được chắc hơn, không bị xói mòn khi mưa lớn và không làm lệch dòng chảy của nước.
Vải địa kỹ thuật không dệt
Khác với vải dệt được kết nối bằng lực vật lý, vải địa kỹ thuật không dệt sử dụng các chất dính, nóng hoặc dùng kim dùi để nối các sợi vải với nhau. Về cơ lý, vải địa kỹ thuật không dệt có lực kéo đứt dưới 30KN/m, độ giảm dài từ 40% trở lên so với kích thước ban đầu. Kích thước các lỗ tương đối đồng đều, khít và có khả năng thoát nước theo chiều dọc, chiều ngang.
Vải địa kỹ thuật dệt có màu trắng, xám tro, giá thành rẻ, dễ ứng dụng trong các công trình tại Việt Nam. Hiện nay có hai loại vải không dệt phổ biến là vải địa kỹ thuật không dệt ART và vải địa kỹ thuật TS.
Vải địa kỹ thuật ART là sản phẩm sáng tạo của Việt Nam, được sản xuất hoàn toàn trong nước và có hơn 20 năm kinh nghiệm trong ngành. Loại vải này có chất lượng tốt và giá thành rẻ, dễ dàng tìm mua. Những loại vải ART phổ biến hiện nay như vải địa kỹ thuật ART 12 (khoảng 9000đồng/m), vải địa kỹ thuật ART15 (khoảng 12000đồng/m), ART 17, 20, 25,… Nhìn chung, các công trình tại Việt Nam thường sử dụng loại vải không dệt này để tiết kiệm chi phí mà vẫn đảm bảo chất lượng.
Còn vải địa kỹ thuật TS40, 50, 70,… đều là sản phẩm của tập đoàn Tencate Polyfelt của Hà Lan. Tất cả vải địa kỹ thuật không dệt TS đều là hàng nhập khẩu 100%. So với vải nội địa ART thì loại vải không dệt TS này cũng có chất lượng không kém, thậm chí nhỉn hơn về một số mặt. Tuy nhiên do là hàng nhập khẩu nên giá thành cũng đắt đỏ hơn.
Vải địa kỹ thuật phức hợp
Là sự kết hợp chặt chẽ của vải địa kỹ thuật dệt và không dệt, vải phức hợp kế thừa những ưu điểm của 2 loại vải trên và cho ra một sản phẩm chất lượng cao. Vải địa kỹ thuật phức hợp được sản xuất dựa trên nguyên lý may thêm những bó sợi chịu lực bên trên bề mặt vải không dệt. Do đó vô cùng bền vững dưới tác động lực mạnh. Loại vải này thích hợp cho những công trình trên nền đất rất yếu, khó thực hiện và không dùng được vải dệt, không dệt.
Mức giá vải địa kỹ thuật theo từng loại
Với sự phát triền của các công trình xây dựng như chung cư, khu đô thị,… thì vải địa kỹ thuật được sử dụng rất nhiều. Mỗi một công trình nhà của xây lên đều phải có một chiếc móng chắc chắn và sử dụng vải địa kỹ thuật để củng cố hơn. Điều này cũng khá dễ hiểu khi thu nhập người dân ngày một tăng cao.
Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều nơi báo giá vải địa kỹ thuật không dệt, dệt hay phức hợp không quá chênh lệch. Tuy nhiên rất khó để xác định mức giá cụ thể cho bất kỳ một loại vải nào mà thường chỉ nhắm được khoảng giá mỗi loại. Ví dụ trong 3 loại, vải dệt có giá thấp nhất và vải phức hợp có giá cao nhất. Theo mình tìm hiểu, đơn giá vải địa kỹ thuật không dệt dao động từ 7000 – 20000 đồng, còn vải phức hợp có thể lên đến 100000 đồng/m.
Nếu như ngày trước, khi nước ta chưa tự sản xuất được vải địa và phải nhập khẩu 100% và bán giá với mức giá tương đối cao thì ngày nay, với hơn 10 năm tự sản xuất và bày bán, giá thành của vải địa kỹ thuật đã được giảm xuống rất nhiều. Hơn nữa, không chỉ có một doanh nghiệp tham gia sản xuất mà có rất nhiều dẫn đến lượng cung dồi dào. Bạn không còn quá khó khăn khi mua một số lượng vải địa bất kỳ.
Ngoài ra có một số trường hợp ngoại lệ như các công trình trọng điểm quốc gia, các nhà thầu đều đến từ các nước phát triển như Nhật Bản, Hàn Quốc, Úc,… nên rất quan trọng và muốn hướng đến tiêu chuẩn ASTM nên bắt buộc phải nhập vải địa 100% để đảm bảo chất lượng.
Trên đây là những thông tin về vải địa kỹ thuật mà mình đã tổng hợp được. Bạn có thể thấy loại vải này được sử dụng rất nhiều trong các công trình từ nhỏ đến lớn, từ nông nghiệp đến giao thông, thủy lợi. Bởi vậy sự cần thiết của loại vải này là điều không phải bàn cãi. Cảm ơn bạn đã dành thời gian quan tâm và đọc bài viết của chúng mình.
>> Xem thêm: Simili là gì? Tìm hiểu về chất liệu simili giả da