Barrera geotextil
1. Bajo costo integral:Aunque el precio unitario de los materiales es más alto que el de la arcilla, no requiere una gran cantidad de excavación/transporte de tierra, lo que reduce los costos de mano de obra de construcción en un 40% y reduce los costos de mantenimiento en la etapa posterior.
2. Ligero:El peso por unidad de área es solo 1/500 del hormigón, lo que puede reducir las cargas estructurales y ahorrar espacio de ingeniería.
3. Protección del medio ambiente:Las fibras sintéticas son reciclables, mientras que las fibras naturales son biodegradables; Construcción sin polvo ni residuos, con un mínimo daño ecológico al entorno.
4. Buena uniformidad:Producción estandarizada en fábrica, error de rendimiento <5%, evitando el problema de las grandes fluctuaciones de calidad in situ de los materiales tradicionales.
Introducción del producto:
La barrera geotextil es un material geosintético poroso y permeable, fabricado con fibras sintéticas o naturales. Su función principal es controlar fluidos (agua, contaminantes) o partículas sólidas (tierra, arena y grava) en ingeniería geotécnica, ambiental y civil mediante aislamiento físico, filtración, drenaje o refuerzo, protegiendo la estabilidad de las estructuras de ingeniería y reduciendo los riesgos ambientales. Su principal diferencia con los tejidos convencionales reside en que su diseño debe cumplir con propiedades mecánicas de ingeniería, resistencia a la intemperie y adaptabilidad ambiental, más allá de las funciones textiles.
Definición central
La barrera geotextil es un material geosintético textil con funciones específicas de ingeniería, procesado mediante tejido, no tejido (punzonado, termosellado, etc.), tejido a máquina y otros procesos. Puede actuar como barrera en diversos escenarios de ingeniería: aísla diferentes medios (como tierra y arena), previene la migración de contaminantes nocivos, filtra impurezas en cuerpos de agua y mejora la capacidad portante de las cimentaciones. Es uno de los componentes clave en la ingeniería civil moderna para reemplazar materiales tradicionales (como la arcilla y el hormigón).
Según el material y la función, comúnmente se clasifican de la siguiente manera:
Clasificación basada en tipos específicos y características principales
Material:
Fibras sintéticas: tipos principales como polipropileno (PP) y poliéster (PET), resistentes a ácidos y álcalis, resistentes a la corrosión y tienen una larga vida útil (10 a 50 años)
Las fibras naturales como la fibra de cáscara de coco y el lino son biodegradables y adecuadas para proyectos de restauración ecológica a corto plazo (como la protección temporal de taludes).
Hechura
Geotextil no tejido: disposición aleatoria de fibras, alta porosidad (70% -90%), excelente rendimiento de filtración y drenaje y bajo costo.
Geotextil tejido/entrelazado: entretejido regular de fibras, alta resistencia a la tracción (hasta 100 kN/m o más), fuerte resistencia al desgarro, adecuado para escenarios de refuerzo
Características clave
El diseño de rendimiento de las barreras geotextiles gira en torno a la "aplicabilidad de ingeniería", y las características principales se pueden resumir en los siguientes cuatro puntos:
1. Integración multifuncional:Un solo material puede lograr simultáneamente la triple función de aislamiento, filtración y drenaje. Por ejemplo, en la ingeniería de firmes de carreteras, puede aislar el suelo de la arena y la grava (impidiendo que las partículas de tierra se filtren en la arena y la grava y obstruyendo los poros), filtrar el agua de lluvia (impidiendo que las impurezas entren en el sistema de drenaje) y evacuar el agua acumulada en el firme (reduciendo la humedad del suelo y evitando el asentamiento del firme).
2. Rendimiento físico estable:
Alta resistencia mecánica: la resistencia a la fractura por tracción de los productos de fibra sintética puede alcanzar los 10-150 kN/m, lo que puede soportar el peso propio del suelo, la carga del vehículo o la presión de compactación del suelo, y no es fácil de rasgar o deformar;
Fuerte resistencia a la intemperie: resistente a la radiación ultravioleta (UV), temperaturas altas y bajas (-30 ℃ a 70 ℃), corrosión ácida y alcalina (rendimiento estable dentro del rango de pH de 3-11) y no envejece fácilmente después de un uso prolongado en ambientes exteriores o subterráneos.
3. Permeabilidad controlable:Ajustando la densidad de las fibras y el tamaño de los poros, es posible lograr “alta permeabilidad” (como los geotextiles para drenaje, con un coeficiente de permeabilidad mayor a 1 × 10 ⁻ m/s) o “baja permeabilidad” (como las barreras auxiliares antifiltración, con un coeficiente de permeabilidad menor a 1 × 10 ⁻ m/s), satisfaciendo las necesidades de control de agua de diferentes proyectos.
4. Conveniencia de construcción:Los productos son en su mayoría en forma de rollo (ancho 2-6 m, largo 50-100 m), livianos (100-500 g por metro cuadrado) y se pueden colocar sin la necesidad de equipos grandes; y se pueden cortar y empalmar de acuerdo con el tamaño de ingeniería, adecuado para terrenos complejos (como pendientes y cimientos curvos), con una eficiencia de construcción de 3 a 5 veces mayor que las barreras de arcilla tradicionales.
Parámetros del producto:
proyecto |
métrico |
||||||||||
Resistencia nominal/(kN/m) |
|||||||||||
6 |
9 |
12 |
18 |
24 |
30 |
36 |
48 |
54 |
|||
1 |
Resistencia a la tracción longitudinal y transversal / (kN/m) ≥ |
6 |
9 |
12 |
18 |
24 |
30 |
36 |
48 |
54 |
|
2 |
Alargamiento máximo con carga máxima en direcciones longitudinal y transversal/% |
30~80 |
|||||||||
3 |
Resistencia a la penetración máxima de CBR /kN ≥ |
0.9 |
1.6 |
1.9 |
2.9 |
3.9 |
5.3 |
6.4 |
7.9 |
8.5 |
|
4 |
Resistencia al desgarro longitudinal y transversal /kN |
0.15 |
0.22 |
0.29 |
0.43 |
0.57 |
0.71 |
0.83 |
1.1 |
1.25 |
|
5 |
Apertura equivalente 0,90(095)/mm |
0,05~0,30 |
|||||||||
6 |
Coeficiente de permeabilidad vertical/(cm/s) |
K× (10-¹~10-), donde K=1,0~9,9 |
|||||||||
7 |
Tasa de desviación de ancho /% ≥ |
-0.5 |
|||||||||
8 |
Tasa de desviación de masa de área unitaria /% ≥ |
-5 |
|||||||||
9 |
Tasa de desviación de espesor /% ≥ |
-10 |
|||||||||
10 |
Coeficiente de variación de espesor (CV)/% ≤ |
10 |
|||||||||
11 |
Perforación dinámica |
Diámetro del orificio de punción/mm ≤ |
37 |
33 |
27 |
20 |
17 |
14 |
11 |
9 |
7 |
12 |
Resistencia a la fractura longitudinal y transversal (método de agarre)/kN ≥ |
0.3 |
0.5 |
0.7 |
1.1 |
1.4 |
1.9 |
2.4 |
3 |
3.5 |
|
13 |
Resistencia ultravioleta (método de lámpara de arco de xenón) |
Tasa de retención de fuerza longitudinal y transversal% ≥ |
70 |
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14 |
Resistencia ultravioleta (método de lámpara UV de fluorescencia) |
Tasa de retención de fuerza longitudinal y transversal% ≥ |
80 |
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Aplicaciones del producto:
1. Ingeniería de tráfico: protección de la calzada y del pavimento
Áreas de aplicación: fondo de subsuelo, entre la base del pavimento y la capa de amortiguación, superficie de pendiente;
Rol principal:
Aislamiento: evitar la infiltración de tierra de la carretera (partículas finas) en la capa de amortiguamiento de arena y grava, evitar el bloqueo de los poros de la capa de amortiguamiento y garantizar un drenaje suave;
Refuerzo: Mejora la rigidez general de la plataforma de la carretera, dispersa las cargas de los vehículos y reduce el asentamiento desigual de la plataforma de la carretera (especialmente en secciones de cimentación de suelo blando, el asentamiento se puede reducir en un 30% -50%);
Protección: Se coloca geotextil en la pendiente (a menudo combinado con vegetación) para evitar la erosión del suelo causada por la erosión del agua de lluvia y evitar el colapso de la pendiente.
2. Ingeniería de conservación de agua: terraplenes y gestión fluvial
Áreas de aplicación: capa antifiltración auxiliar para presas, taludes de riberas y envoltura de cuerpos de drenaje;
Rol principal:
Asistencia antifiltraciones: se utiliza junto con la película de HDPE como una "capa protectora" para evitar que la geomembrana sea perforada por piedras afiladas, al mismo tiempo que filtra las filtraciones y reduce el riesgo de fugas en la presa;
Protección de taludes de riberas: Se coloca geotextil en los taludes de riberas del río, cubriendo el suelo y fijando la vegetación para resistir la erosión hídrica y proteger el entorno ecológico de la ribera (como en el proyecto de estabilización de taludes de riberas en el tratamiento de aguas negras y olorosas urbanas).
3. Ingeniería ambiental: remediación de sitios contaminados y vertido de residuos
Áreas de aplicación: revestimiento de vertederos, capa de barrera de suelo contaminado, sistema de tratamiento de lixiviados;
Rol principal:
Aislamiento de contaminantes: Como "barrera vertical/horizontal", evita que el lixiviado de los vertederos (que contiene metales pesados y materia orgánica) se filtre en los cuerpos de agua subterránea, o evita que los contaminantes del suelo contaminado se propaguen a las áreas limpias circundantes;
Filtración y purificación: En el sistema de recolección de lixiviados, las partículas suspendidas se filtran para evitar el bloqueo de las tuberías de drenaje y mejorar la eficiencia del tratamiento de lixiviados.
4. Ingeniería de la Construcción: Cimentación y Apoyo a la Excavación
Áreas de aplicación: Refuerzo de cimientos de suelo blando, capa de filtro de deshidratación de pozos de cimentación, antifiltración de paredes exteriores de sótanos;
Rol principal:
Refuerzo de cimientos: en combinación con pilotes de arena y grava y tableros de drenaje de plástico, acelera la consolidación del drenaje de cimientos de suelo blando y mejora la capacidad de carga de los cimientos (como el tratamiento de cimientos de edificios de gran altura y plantas industriales);
Protección de la cimentación: Se coloca geotextil sobre el talud de la cimentación, combinado con muros de anclaje o varillas de anclaje para mejorar la estabilidad del talud. Al mismo tiempo, se filtran las partículas de suelo durante la precipitación para evitar el asentamiento del terreno alrededor de la cimentación.
5. Agricultura e Ingeniería Ecológica: Conservación del Suelo y el Agua y Restauración de la Vegetación
Áreas de aplicación: pendientes con terrazas, áreas de recuperación de minas y cinturones verdes de carreteras;
Rol principal:
Conservación del suelo y el agua: Colocación de geotextiles en campos con terrazas en zonas áridas para reducir la evaporación de la humedad del suelo, evitar que el agua de lluvia arrastre el suelo y mantener la fertilidad del suelo en zonas lluviosas;
Restauración de la vegetación: Durante la recuperación minera, los geotextiles pueden fijar la superficie del suelo, proporcionar un entorno estable para la germinación de semillas de plantas y evitar que las semillas sean arrastradas por el agua de lluvia, acelerando el proceso de restauración ecológica.
En resumen, las barreras geotextiles son un material de ingeniería moderno multifuncional, eficiente y económico. Desempeña un papel insustituible en las cuatro funciones principales de "aislamiento, filtración, drenaje y refuerzo" a través de sus características físicas únicas, y se ha convertido en uno de los medios técnicos clave para garantizar la seguridad, durabilidad y economía de diversos proyectos de ingeniería civil.
