Funktionen med ett geonät

Transkript

1 GEONÄT GEONÄT

2 INLEDNING Användning av geosynteter i anläggningskonstruktioner med främst dynamisk trafikbelastning är mångfacetterat, både när det gäller tillfälliga och permanenta konstruktioner. Målet är oftast att förbättra bärförmågan på konstruktionerna. De är vedertaget att använda sig av geotextilier som separation och filtrering, men ofta får man stora fördelar av att använda geonät. Funktionen med ett geonät Funktionen av ett geonät är att armera de obunda lagren i en väg/överbyggnad på motsvarande sätt som stålarmeringen armerar en betongkonstruktion. Med hjälp av armeringen kan man öka livslängden på en konstruktion, utjämna oregelbunda sättningar och öka bärigheten.

3 GEONÄT Fördelar med geonät är bland annat: Större lastspridning och ökad livslängden och bärförmåga. Jämnare sättningar Maximera förstärkningslagrets egenskaper Sprida lasten över större område Minskning av spårdjup Minskade kostnader för fyllning Mindre urgrävning och mindre deponering av oönskade massor Ofta möjligt att bygga konstruktionen på befintlig mark Kortare byggtid Mindre skador på undergrunden på grund av mindre anläggningstrafik Mindre koldioxidavtryck Summan av de här fördelarna är betydligt större än bara besparningen i fyllnadsmaterial. OARMERAD KONSTRUKTION I en oarmerad konstruktion skall alla laster som påförs från trafiklasten överföras som trycklast till under grunden. Undergrundens bärighet är med andra ord fullständigt beroende av det överliggande lagrets förmåga att sprida laster. De man traditionellt gör är att man användre sig av ett förstärknings med en hög friktionskoefficient och således får en rätt hög lastspridning. Med ett kross material kan man uppnå en friktionskoefficient på ca = 4042, vilket även man tagit i beaktande i de allmänna dimensioneringsmetoderna för överbyggnads, med en lastspridningsvinkel som i de flesta fall är på 2:1. Beroende på undergrundens bärighet kan man således räkna fram en erforderlig tjocklek på förstärkningslagret. De dynamiska lasterna som påverkar under grunden har man i dessa metoder empiriskt översatt till statiska laster. Problemet med dynamiska laster är att de kan vara förhållandevis stora, men verkningstiden är väldigt kort. För varje överfart orsakar de horisontella förskjutningar i förstärkningslagret som med tiden orsakar lokala sättningar och spårbildning. För att totalt kunna motverka denna spårbildning med ett förstärknings, måste förstärkningslagret vara tillräckligt tjockt för att den horisontella komponenten av den dynamiska lasten inte mera skall ha någon effekt. Det här är i allmänhet är oekonomiskt.

4 ARMERAD KONSTRUKTION När man armerar en konstruktion har man ett material som hindrar horisontalkrafterna att flytta partiklarna i sidled. Armeringsfunktionen påverkas både av armeringsmaterialets styvhet (styrka) och av dess möjlighet at binda ihop förstärkningslagrets partiklar. Man pratar ofta om en s.k. interlocking effekt, då partiklarna i gruset låses av geonätet. Den verkliga friktionsvinkeln i en armerad konstruktion ökar, eftersom friktionsvinkeln närmar sig toppfriktions vinkeln, då materialet inte kommer åt att skjuva på grund av interlocking effekten, vilket även betyder att lastspridningen blir större. Mätningar visar på att lastspridningen är upp till 1:1 jämfört med 2:1 för obundet material. I praktiken betyder det här att man kan uttnyttja geonät på olika sätt: 1. Ökad bärighet Genom att lägga in ett geonät i en oarmerad konstruktion ökar man lastspridningen och undergrunden tappar inte sin bärighet lika lätt, vilket betyder att man får samma bärighet med mindre tjocklekar. 2. Längre livslängd med samma tjocklekar Eftersom geonätet binder ihop de obundna lagren kan man trafikera en konstruktion som har en lägre bärighet utan att konstruktion tappar sin funktionalitet. Det här kan man med fördel utnyttja t.ex. under tjällossningen, då den tjälande undergrunden totalt tappar sin bärighet. Vid denna period fungerar den jordarmerade vägen som en flytande konstruktion ovanpå den svaga undergrunden och hindrar hela konstruktionen från att kollapsa. 3. Uppnå samma funktionalitet (livslängd och bärighet) med förmånligare material Eftersom geonäten binder ihop överbyggnadsmaterialen och maximerar friktionsvinkeln på materialet kan man använda sig av sämre massor. Detta kommer väl tillhands till exempel på skogsbilvägar, där man inte har möjlighet att frakta bra material långa vägar för att få en bra bärande konstruktion. POTENTIELL BESPARING AV MATERIAL Med geonät O O Utan geonät Horisontella rörelser hindras av nätet Utan nät som hindrar horisontalrörelser kommer konstruktionen att ge vika

5 OLIKA TYPER AV GEONÄT Geonät tillverkas i Polypropen och i Polyester. För vägar och parkeringsytor, där låsningseffekten och de dynamiska krafterna är de dimensionerande är det ofta att föredra dragna PP-geonät på grund av att de är styvare vid små rörelser. I konstruktioner som kräver långtidsstyrka är däremot polyesternäten att föredra. Det gäller till exempel lastplattformer på mycket ostabil grund, pålplattor, branta slänter eller jordarmerade väggar. För applikationer där det behövs väldigt stor styrka är vävda polyesterdukar ofta det mest ekonomiska alternativet. Polyesternäten är ofta mer användarvänliga än PP-näten på grund av sin flexibilitet, men eftersom näten inte är lika styva är låsningsfunktionen inte lika väl dokumenterad, men vi har gott om referenser på lyckade förstärkningsjobb även med polyesternät. SAMMANSTÄLLNING AV ANVÄNDNINGSOMRÅDEN FÖR OLIKA TYPER AV JORDARMERING PP PES Vävd geotextil Parkeringsyta Vägar X X Arbetsvägar X X Skogsbilsvägar X X X Gabionmurar X Branta slänter X X Pålplattformer X

6 E GRID GEONÄT Det klassiska dragna geonätet Det är ofta som man behöver gå över ytor med mjuk mark med dålig bärighet när man bygger vägar, järnvägar eller andra trafikerade ytor som lastkajer eller parkeringsplatser. För att få tillräcklig bärighet behövs tjocka förstärkningsoch bär för att klara av de statiska och dynamiska krafterna som uppstår. Tjockleken som krävs är en funktion av trafiklaster, undergrundens beskaffenhet, önskad livslängd och konstruktionslagrens egenskaper att sprida lasterna. Geonäten uppfanns i början av 1980-talet och har använts i stora mängder sedan dess. E Grid var det första nätet som kom till på marknaden efter att huvud konkurrenten blivit av med sitt patentskydd 2002 och är idag den tillverkare som går i första ledet i i produktutveckling och forskning över hela världen. Det är ofta som man behöver gå över ytor med mjuk mark med dålig bärighet när man bygger vägar, järnvägar eller andra trafikerade ytor som lastkajer eller parkeringsplatser. För att få tillräcklig bärighet behövs tjocka förstärknings- och bär för att klara av de statiska och dynamiska krafterna som uppstår. Tjockleken som krävs är en funktion av trafiklaster, undergrundens beskaffenhet, önskad livslängd och konstruktionslagrens egen skaper att sprida lasterna. Ett av de stora problemen med fyllning på lös grund är att man inte kan packa materialet tillräckligt för att få en bra lastspridning. För över 30 år när man upptäckte geonäten, insåg man att man ökar lastspridningsvinkeln om man hindrar de horisontella rörelserna i fyllmaterialen, så kallad interlock och således får mindre belastning på den lösa undergrunden. Detta fenomen möjliggör att man avsevärt kan minska tjockleken på överbyggnadslagren. Ytterligare studier visade att de mest effektiva produkterna att binda överbyggnadslagren var styva geonät, såsom E grid, som tillverkats genom att dra stansade polypropenskivor. För att uppnå en maximal nivå av interlock med konstruktionslagren har näten optimerats med hänsyn till form, styrka och rutstorlek. Geonätets lastspridningseffekt är ungefär 45 cm, vilket betyder att det kan bli lönsamt att lägga flera geonät i konstruktionen för att få en kontinuerlig lastspridning genom hela överbyggnadskonstruktionen.

7 RUTSTORLEKEN OCH FORMEN PÅ GEONÄT Enligt Nordic Guidelines for Reinforced Soils and Fills skall rutstorleken anpassas till materialet så att d50 1,5 x #. I praktiken betyder att näten med mindre rutor passar väl för bärmaterial och näten med större rutor för förstärknings. Vi rekommenderar att följa nedanstående graf E grid 2020 E Grid 3030 E Grid 3030 E Grid 2020L E Grid 3030L E Grid 4040L Det finns även geonät på marknaden med rutor av andra former som triangulära och hexagonala. I praktiken har rutformen ingen betydelse för funktionen. Belastningen på ett geonät under en trafiklast är omniaxiell och nätet töjer åt alla håll samtidigt och orsakar således spänningar åt alla håll. Det här finns det vetenskapliga tester på, vilka vi gärna redovisar om intresse finns. Vi har även tabeller för likvärdighet mellan E Grid geonät och nät med annan rutform. Dimensionering Vi hjälper gär Vi har äna till med dimensionering av geonät. I normalfall räknar man med att man uppnår samma bärighet med 30% tunnare överbyggnads genom att använda sig av geonät. Val av geonät kan oftast göras enligt tabell 1. Önskar ni en mer detaljerad dimensionering hjälper vi gärna till med dimensioneringen. Våra dimensioneringsprogram E GRID SUB SAVE och E Grid BI-DESIGN bygger på allmänt vedertagna metoder. Geonät Skjuvhållfasthet undergrund Cu (kpa) Flera Flera Flera lera Flera <<20 < Axellast (ton) > <2 E Grid 2020/2020L E Grid 3030/3030L E Grid 4040/4040L MIRAGRID VÄVDA GEONÄT Som alternativ till extruderade styva nät håller vi även Miragrid vävda geonät av höghållfasthetspolyester med ett skyddande polymeröverdrag. Miragrid Rock GX karaktäriseras av hög dragstyrka och liten krypning. Detta gör Miragrid Rock GX till den idealiska ekonomiska och säkra lösningen i applikationer där grovkorniga friktionsjordar behöver armeras och långtidsstyrka krävs som vid armering av pålplattor branta slänter och stödmurar. Miragrid Rock GX fungerar även på motsvarande sätt som dragna nät (E Grid), men samverkan mellan jorden vid dynamiska laster är inte lika väl dokumenterad. En stor fördel med polysternäten är att man har en högre långtidsstyrka. Vi har många referensobjekt på lyckade konstruktioner med Miragrid geonät, bland annat sluttäckningen av Stora Ensos damm med fiberslam i Skutskär. Miragrid geonät är lätta att hantera på arbetsplatsen och kan tillverkas i dragstyrka på upp till 200 kn/m.

8 Försäljningskontor Lager LULEÅ Tel Vi reserverar oss för ändringar i teknisk data samt ev. tryckfel. GÄVLE Tel LIDKÖPING Tel RIMBO Tel ENW Mediakonsult