Vải địa kỹ thuật không dệt là tấm vải làm từ sợi nhựa (thường là polypropylen hoặc polyester) được ép, xuyên kim cho các sợi rối vào nhau, trông như tấm nỉ dày. Dưới nền đường, nó làm hai việc chính: phân cách, tức ngăn đá dăm, cát của lớp móng lún trộn vào lớp bùn đất bên dưới; và lọc, tức cho nước đi qua nhưng giữ hạt đất ở lại. Nó không phải vật liệu để chịu lực kéo lớn; việc gia cường nền đắp là việc của vải dệt cường độ cao.
Nhiều người xem vải địa như một lớp "lót cho chắc" và chọn theo độ dày hay giá. Thực tế mỗi chức năng đòi hỏi những chỉ tiêu khác nhau, và một tấm vải chọn sai cỡ lỗ có thể làm tắc nước thay vì lọc. Bài này giải thích vì sao lớp vải mỏng lại giữ được cả kết cấu, nên đọc chỉ tiêu nào và trải thế nào cho đúng.
Chức năng phân cách: vì sao một tấm vải giữ được cả lớp móng
Hãy hình dung đổ đá dăm trực tiếp lên nền đất sét ướt. Dưới bánh xe lu và xe tải, từng viên đá bị ấn xuống bùn, bùn trồi lên chen vào kẽ đá. Sau vài tháng, lớp móng dày ba chục phân chỉ còn hai chục phân đá sạch, phần dưới thành hỗn hợp đá lẫn bùn mất khả năng chịu lực. Mặt đường bắt đầu lún vệt bánh xe và nứt, trong khi ai cũng tưởng nhà thầu đã rải đủ đá.
Một lớp vải địa không dệt đặt giữa đất nền và lớp đá ngăn chính quá trình trộn lẫn đó. Đá không chui xuống được, bùn không trồi lên được, nên lớp móng giữ nguyên chiều dày và độ sạch suốt đời công trình. Đây là chức năng đem lại giá trị lớn nhất của vải không dệt trên đường đất yếu, đường công vụ tạm, bãi đỗ xe, đường vào trang trại có nền ruộng cũ.
Phân cách không đòi hỏi vải chịu kéo mạnh, nhưng đòi hỏi vải chịu được thi công: không bị đá sắc chọc thủng khi đổ, không bị bánh xe xé rách. Vì vậy chỉ tiêu quan trọng của chức năng này là sức chống chọc thủng và độ giãn dài, chứ không phải cường độ kéo đứt. Vải không dệt có độ giãn dài lớn, khi bị viên đá ấn xuống thì nó võng ôm lấy viên đá thay vì rách, chính đặc điểm này khiến nó hợp với vai trò phân cách.
Chức năng lọc: cho nước đi, giữ đất lại
Khi nước thấm qua đất, nó kéo theo các hạt mịn. Nếu nước đi từ lớp đất mịn sang lớp đá thô mà không có gì ngăn, hạt đất bị cuốn vào kẽ đá, đất phía sau dần rỗng ra và sụt, còn lớp đá thì tắc. Ở công trình truyền thống, người ta phải làm tầng lọc ngược nhiều lớp cát sỏi với cỡ hạt tăng dần. Vải địa không dệt thay thế được tầng lọc đó trong nhiều trường hợp, với chiều dày chỉ vài milimét.
Vải lọc tốt phải thoả hai yêu cầu ngược nhau. Lỗ đủ nhỏ để giữ lại phần lớn hạt đất, nếu không đất sẽ trôi qua. Nhưng lỗ cũng đủ lớn và đủ nhiều để nước đi qua dễ dàng, nếu không áp lực nước dồn lại phía sau vải. Có thêm yêu cầu thứ ba: vải không bị tắc theo thời gian khi các hạt mịn kẹt dần trong sợi. Người thiết kế chọn kích thước lỗ biểu kiến của vải theo đường cong cấp phối của đất cần lọc, đó là lý do không có một loại vải lọc "dùng cho mọi đất".
Dưới nền đường, chức năng lọc xuất hiện ở rãnh thoát nước ngầm bọc vải, ở lớp vải lót sau tường chắn và mái taluy kè đá, quanh ống thoát nước có đục lỗ, và ở lớp phân cách giữa nền đất với lớp đệm cát thoát nước trên nền bấc thấm. Ở những vị trí này, một tấm vải chọn sai cỡ lỗ có thể làm hỏng cả hệ thống thoát nước mà không ai nhìn thấy, vì nó nằm dưới đất.
Đọc chỉ tiêu vải địa không dệt: chỉ tiêu nào phục vụ chức năng nào
Bảng thông số của vải địa thường có hơn mười dòng. Không phải dòng nào cũng quan trọng như nhau; tuỳ chức năng mà một vài chỉ tiêu quyết định:
| Chỉ tiêu | Đo cái gì | Quan trọng nhất cho |
|---|---|---|
| Cường độ chịu kéo (kN/m) | Lực kéo đứt trên một mét bề rộng | Chống rách khi thi công; không phải để gia cường nền |
| Độ giãn dài khi đứt (%) | Vải giãn được bao nhiêu trước khi đứt | Phân cách: giãn nhiều thì ôm đá thay vì rách |
| Sức chống chọc thủng | Lực cần để một pít-tông xuyên qua vải | Phân cách dưới đá dăm, đá hộc |
| Kích thước lỗ biểu kiến | Cỡ hạt lớn nhất lọt qua vải | Lọc: chọn theo cỡ hạt của đất |
| Hệ số thấm, lưu lượng thấm qua vải | Nước đi xuyên qua vải nhanh hay chậm | Lọc và thoát nước |
| Khối lượng đơn vị (g/m²) | Vải nặng bao nhiêu trên một mét vuông | Tham khảo; không thay được các chỉ tiêu cơ lý |
| Độ bền tia cực tím | Vải giữ cường độ bao lâu dưới nắng | Thời gian được phép để vải phơi trước khi phủ |
Một sai lầm phổ biến là chọn vải theo trọng lượng: vải nặng hơn chưa chắc lọc tốt hơn, và hai sản phẩm cùng trọng lượng có thể có sức chống chọc thủng khác nhau đáng kể. Hồ sơ thiết kế đúng nghĩa sẽ ghi yêu cầu theo chỉ tiêu, và khi nhận hàng nên đòi chứng chỉ chất lượng theo lô cùng kết quả thí nghiệm đối chứng của phòng thí nghiệm độc lập.
Trải vải địa không dệt dưới nền đường: các bước và chỗ hay sai
Trải vải nhìn đơn giản nhưng phần lớn hư hỏng của vải xảy ra trong chính lúc thi công. Trình tự thường gặp:
- Dọn sạch mặt nền: bỏ gốc cây, đá nhọn, rác; san phẳng những chỗ lồi lõm lớn để vải nằm sát mặt đất, không bị treo trên khoảng rỗng.
- Trải theo hướng thi công: cuộn vải trải xuôi theo chiều xe đổ vật liệu tới, để mép chồng của tấm sau nằm dưới tấm trước theo hướng đổ, vật liệu không lật mép vải lên.
- Chồng mép đủ rộng hoặc may nối: nền càng yếu, mép chồng càng phải rộng; trên bùn rất mềm, người ta thường may nối thay vì chỉ chồng mép. Bề rộng chồng mép lấy theo hồ sơ thiết kế.
- Ghim giữ tạm: dùng ghim thép hoặc bao cát giữ mép vải khi có gió, tránh vải bị thổi lật trước khi đổ vật liệu.
- Đổ vật liệu từ mép đã phủ: xe đổ đá đứng trên lớp vật liệu đã rải, đổ đống rồi dùng máy ủi đẩy ra trước. Không cho xe và máy chạy trực tiếp trên vải trần.
- Rải lớp đầu đủ dày trước khi lu: lớp vật liệu đầu tiên phải đủ dày để bảo vệ vải khỏi bánh lu và răng gầu; không lu rung mạnh khi lớp phủ còn mỏng.
- Phủ kín trong thời gian ngắn: vải polypropylen để lâu dưới nắng gắt bị lão hoá, giảm cường độ; nên phủ sớm theo khuyến cáo của nhà sản xuất.
Kiểm tra bằng mắt rất có giá trị: trước khi đổ đá, đi một lượt xem vải có rách, thủng, mép chồng có đủ rộng không. Chỗ rách nhỏ thì vá bằng một miếng vải chồng phủ rộng; chỗ rách dài thì thay tấm.
Khi nào cần vải không dệt, khi nào không
Nên dùng. Nền đất sét, bùn ẩm ướt dưới lớp móng cấp phối; đường công vụ, đường vào trang trại, bãi đỗ xe trên nền ruộng cũ; rãnh thoát nước ngầm; lớp lót sau kè đá và rọ đá; lớp phân cách giữa nền yếu và đệm cát. Ở những chỗ này, vải nhỏ tiền mà giữ được chiều dày lớp móng, thứ đắt hơn nhiều.
Thường không cần. Nền cát sạch, khô, thoát nước tốt dưới lớp móng đá dăm; nền đã được đầm chặt tốt và vật liệu móng có cấp phối phù hợp với đất nền. Rải vải ở đây không gây hại nhưng là chi phí không đem lại nhiều giá trị.
Không thay được. Vải không dệt không thay cho xử lý nền đất yếu khi đất dày và lún lớn; nó cũng không gia cường được nền đắp cao. Đặt vải không dệt dưới nền đắp cao trên bùn với hy vọng "cho chắc" là hiểu sai chức năng; nhiệm vụ gia cường cần vải dệt cường độ cao hoặc lưới địa kỹ thuật, kèm tính toán.
Cẩn thận với môi trường đặc biệt. Nơi có hoá chất, dầu, nước phèn mạnh hoặc nhiệt độ cao, cần hỏi độ bền hoá học của loại sợi. Polyester và polypropylen có điểm mạnh, yếu khác nhau trong môi trường kiềm, axit; người thiết kế sẽ chọn theo điều kiện thực tế.
Mua và nghiệm thu vải địa không dệt: những thứ nên đòi
Vải địa là vật liệu dễ bị đánh tráo vì nhìn bằng mắt khó phân biệt các cấp chất lượng. Khi mua cho một công trình đường, nên làm những việc sau:
- Đối chiếu tên chỉ tiêu và giá trị trong chứng chỉ với yêu cầu ghi trong hồ sơ thiết kế, không chấp nhận câu "tương đương".
- Kiểm tra nhãn cuộn có mã lô, ngày sản xuất, kích thước cuộn; nhãn phải khớp với chứng chỉ lô hàng.
- Lấy mẫu ngẫu nhiên từ cuộn ở công trường gửi phòng thí nghiệm độc lập kiểm tra các chỉ tiêu chính, nhất là cường độ kéo và sức chống chọc thủng.
- Đo thử khối lượng một mẫu cắt vuông để so với khối lượng công bố; chênh lệch lớn là dấu hiệu cần kiểm tra kỹ.
- Bảo quản cuộn vải trên kệ hoặc pallet, có bạt che nắng mưa, tránh xa nguồn lửa và dầu nhớt.
Mua vải ở đâu, nhà cung cấp nào không quan trọng bằng việc có kết quả kiểm tra khớp với yêu cầu. Một cuộn vải rẻ nhưng không đạt sức chống chọc thủng sẽ rách ngay dưới lượt đá đầu tiên, và chỗ rách đó nằm vĩnh viễn dưới mặt đường.
Câu hỏi thường gặp
Vải địa không dệt khác vải địa dệt ở đâu?
Vải không dệt làm từ sợi rối ép xuyên kim, giãn dài nhiều, thấm và lọc tốt, dùng cho phân cách và lọc. Vải dệt làm từ sợi đan có hướng, cường độ cao, giãn ít, dùng để gia cường chịu kéo. Hai loại không thay thế cho nhau, chọn theo chức năng.
Có nên dùng vải dày nhất cho chắc không?
Không nhất thiết. Với chức năng lọc, vải quá dày hoặc lỗ quá nhỏ có thể làm nước thoát chậm và dễ tắc. Với phân cách, sức chống chọc thủng quan trọng hơn độ dày. Chọn theo chỉ tiêu thiết kế yêu cầu mới tiết kiệm và đúng.
Vải địa có bị mục trong đất không?
Polypropylen và polyester rất bền khi nằm trong đất, không bị vi sinh vật phân huỷ như vải tự nhiên. Kẻ thù chính của chúng là tia cực tím khi phơi nắng lâu trước khi phủ, và một số môi trường hoá chất đặc biệt. Được phủ kín, vải làm việc nhiều chục năm.
Chồng mép bao nhiêu là đủ?
Tuỳ độ yếu của nền và yêu cầu thiết kế. Nền cứng tương đối thì mép chồng hẹp hơn; nền bùn mềm cần chồng rộng hơn nhiều hoặc may nối. Không có con số chung cho mọi công trình; lấy theo hồ sơ thiết kế và kiểm tra thực tế khi trải.
Đường bê tông trong xóm có cần lót vải địa không?
Nếu nền là đất ruộng ẩm ướt và lớp móng đá hoặc cát đặt trực tiếp lên đó, một lớp vải không dệt giúp giữ lớp móng sạch và dày, giảm nứt lún tấm bê tông. Nền đã đầm chặt, khô ráo thì không bắt buộc. Nên hỏi đơn vị thiết kế cho từng đoạn.
Vải rách trong lúc thi công thì xử lý sao?
Vết rách nhỏ được vá bằng một miếng vải cùng loại phủ rộng ra xung quanh. Vết rách dài hoặc nhiều chỗ thủng nên thay cả tấm. Quan trọng là phát hiện trước khi đổ vật liệu; vì vậy kiểm tra bằng mắt sau khi trải là bước không nên bỏ qua.