خاک مسلح یا ژئوسنتتیک

مهم ترین کاربردهای ژئوسنتتیک ها جداسازی، فیلتریزاسیون ، زه کشی، تسلیح ، جلوگیری از نشت سیالات یا حفاظت در مقابل فرسایش است. در بعضی از موارد یک محصول دو کاربرد را به صورت هم زمان برآورده می کند.

خاک مسلح یا ژئوسنتتیک

مهم ترین کاربردهای ژئوسنتتیک ها جداسازی، فیلتریزاسیون ، زه کشی، تسلیح ، جلوگیری از نشت سیالات یا حفاظت در مقابل فرسایش است. در بعضی از موارد یک محصول دو کاربرد را به صورت هم زمان برآورده می کند.

انواع ژئوسنتتیک ها:
ژئوسنتتیک ها به شش گروه اصلی ژئوتکستایل ها، ژئوممبرین ها، ژئوگریدها، ژئوفوم ها، ژئونت ها، ژئوکامپوزیت ها و ژئوسنتتیک با پوشش رسی تقسیم  می شوند. هرکدام از این گروه ها دارای خصوصیات مخصوص به خود هستند و با توجه به همین خصوصیات در کارهای مختلفی از آن ها استفاده می شود. البته علاوه بر دسته های اصلی اشاره شده، دسته های دیگری از قبیل ژئوپایپ ها و ژئوسل ها وجود دارند، ولی به علت کاربرد کم تر در این نوشته بررسی نمی شوند.

۱-  ژئوتکستایل ها:
ژئوتکستایل ها بزرگ ترین گروه ژئوسنتتیک ها را تشکیل می دهند. این محصولات، منسوجات متخلخل و نفوذپذیری هستند که از الیاف پلیمری ساخته می شوند. خاصیت اصلی آن ها فسادناپذیری در مقابل عوامل مخرب درون خاک است.

در عملکرد فیلتریزاسیون، ژئوتکستایل در عین نگهداری ذرات ریز خاک، اجازه عبور آب از میان لایه ذرات ریز به لایه ذرات درشت تر را می دهد. به همین دلیل، ژئوتکستایل باید ثبات دائمی مکانیکی و نیز ثبات فیلتر هیدرولیکی را برا ادامه کارآیی سازه، داشته باشد، برای این که این کاربرد مؤثر واقع شود، ژئوتکستایل باید از شسته شدن و از میان رفتن ذرات ریز ممانعت کند. بدین منظور هنگام انتخاب و طراحی، مطابقت آن با معیارهای فیلتری، نفوذپذیری، تأمین و حفظ جریان مداوم آب با حداقل میزان فشار بررسی  می شود.

یکی دیگر از موارد استفاده از ژئوتکستایل ها، مسلح کردن خاک ریزهاست. با به کار بردن لایه های ژئوتکستایل در خاک ریز می توان حجم مصرفی مصالح خاکی را کاهش داد و خاک ریز را در مقابل تمامی بارهای اعمالی مسلح کرد.

هم چنین می توان با استفاده از ژئوتکستایل، دیواری با شیب دلخواه تا ۹۰ درجه ایجاد کرد. این مصالح قابلیت ساخت دیوار تا ارتفاع حدود ۱۰ متر را دارد. این دیوارها انعطاف پذیر هستند و در مقابل لغزش دورانی ضریب اطمینان بالایی دارند. از خاک ریزهای مسلح در جلوگیری از رانش زمین، دیوارهای حایل وزنی که به نحوی محدودیت ابعاد دارند، در ریزش گیرها، در بستر جاده و… استفاده می شود.

از ژئوتکستایل ها برای ممانعت از نفوذ مصالح اساس راه به لایه مصالح نرم تر خاک زیربستر ۱۵ و در نتیجه تثبیت ضخامت لایه های مختلف طراحی شده نیز استفاده می شود (خاصیت جداکنندگی).

۲-  ژئوممبرین ها:
ژئوممبرین ها ورق های لاستیکی یا پلاستیکی با نفوذپذیری بسیار پایین هستند که به عنوان حفاظ رطوبتی به کار برده می شوند. ژئوممبرین ها بعد از ژئوتکستایل ها دومین گروه بزرگ ژئوسنتتیک ها را تشکیل می دهند. برای ساخت ژئوممبرین ها، مخلوط مناسبی از مواد پلیمری ذوب و به صورت ورق های نازکی از قالب خارج می شود. سپس ورق ها از داخل غلتک هایی که در خلاف جهت هم حرکت می کنند عبور داده می شوند. این کار ضخامت ورق ها را در تمام قسمت ها یکسان می کند و خواص مکانیکی آن ها را نیز بهبود می بخشد. به علاوه، با این روش می توان ژئوممبرین های چند لایه ساخت. ضخامت پوشش ها (لایه ها) بین ۰/۷۵ تا ۳ میلی متر و پهنای آن ها بین ۱/۸ تا حداکثر ۹/۵ متر است.
سرعت اجرای ژئوممبرین فوق العاده بیش تر از مصالح بنایی است.
ژئوممبرین ها به عنوان یک عایق بسیار مقاوم کم هزینه با طول عمر بالا در بسیاری از پروژه ها کاربرد دارد.

۳-  ژئوگریدها:
ژئوگریدها گروهی دیگر از خانواده ژئوسنتتیک ها از جنس پلی استر و پلی اتیلن یا ترکیبی از این مواد و سایر مواد مشابه هستند. این محصولات در ضخامت، اندازه و ابعاد مختلف  به صورت شبکه های سه بعدی تولید می شوند. ژئوگریدها به عنوان تقویت کننده های مناسب مورد استفاده قرار می گیرند، زیرا دارای مقاومت کششی بالا و قابلیت قفل شدگی قابل توجهی با محیط اطراف هستند. این دسته از ژئوسنتتیک ها معمولاً در مناطقی که خاک اشباع یا نم دار است، در بالا و پایین لایه ژئوتکستایل قرار می گیرند. ضخامت الیاف ژئوگرید ۰/۵ تا ۱/۵ میلی متر و ضخامت در محل گره ۲/۵ تا ۵ میلی متر است. ژئوگریدهایی که از آن ها برای مسلح کردن خاک استفاده می شود، دارای چشمه های مستطیلی یا بیضی با ابعاد تقریبی ۲۵ تا ۱۵۰ میلی متر هستند.

مهم ترین کاربردهای ژئوگریدها ایجاد سیستم خاک مسلح، احداث دیوارهای حایل، اصلاح لایه اساس و تقویت بستر در راه سازی و موارد مشابه است. شابان ذکر است که دیوارهای ساخته شده با ژئوگرید، مشکل تغییر شکل های زیاد دیوارهای ساخته شده با ژئوتکستایل ها را ندارد.

۴-  ژئوفوم ها:
ژئوفوم ها جدیدترین گروه ژئوسنتتیک هستند. ژئوفوم ها در قطعه های بزرگ و سبک ساخته می شوند و در سازه های خاکی یا سنگفرش ها به عنوان عایقی در برابر گرما و حرارت عمل می کنند. فوم ها اصولاً به عنوان پرکننده فضاهای خالی و درزه ها به کار می روند. با توجه به قابلیت هایی که تولیدکنندگان به فوم ها داده اند، این فوم ها افزایش حجمی تا ۶۰ برابر در فضای آزاد را دارند و   می توانند به-عنوان عایق آب و گاز نیز عمل کنند، هم چنین دارای خواص بارپذیری بالا نیز هستند. کاربرد ژئوفوم ها اغلب در زیر سنگ چین های بنا شده برروی خاک های نرم و سست، سطوح زیرین جاده، سنگ فرش باند فرودگاه، سیستم های راه آهن که دائماً در معرض انبساط و انقباض قرار می گیرند و هم چنین در زیر تانک های ذخیره مایعات نوشیدنی خنک و سطوح شیب دار استفاده می شوند.

۵-  ژئونت ها:
ژئونت ها گروه دیگری از محصولات ژئوسنتتیک هستند. این محصول در کارهای عمرانی برای تثبیت خاک های سست، تقویت و مقاوم سازی دیواره های خاکی، زیرسازی مخازن، محافظت از دیواره شیب ها و محافظت پوشش لوله های زیرزمینی (جلوگیری از خراش توسط سنگ ها) به کار می رود.

این محصولات به صورت دو مجموعه موازی از تیرک های پلیمری هستند که به صورت زاویه دار نسبت به هم قرار می گیرند. بین این تیرک ها سوراخ های نسبتاً بزرگی وجود دارد که در نتیجه محصول شکلی توری مانند خواهد داشت. عملکرد ژئونت ها به طور کامل در محدوده زه کشی قرار دارد. تقریباً تمام ژئونت ها از پلی اتیلن ساخته می شوند.

۶-  ژئوکامپوزیت ها:
ژئوکامپوزیت ها ترکیب دو یا چندتایی از ژئوتکستایل ها، ژئوگریدها، ژئونت ها یا ژئوممبرین ها هستند. در ساخت ژئوکامپوزیت ها ممکن است محصولات غیرپلیمری نظیر پشم شیشه ۱۶ و رشته های فولادی برای افزایش مقاومت کششی، ماسه جهت ایجاد مقاومت فشاری و به عنوان پرکننده رس برای منبسط شدن در مواقعی که از ژئوکامپوزیت به عنوان پوشش استفاده می شود و قیر به عنوان ماده ضدآب استفاده شود. هدف از ساختن ژئوکامپوزیت ها ایجاد محصولاتی است که در عملکردهایی نظیر مسلح کنندگی، زه کشی، فیلتریزاسیون و غیره برتری قابل ملاحظه ای نسبت به انواع دیگر ژئوسنتتیک ها داشته باشند و نیز چند وظیفه را بتوانند به طور هم زمان انجام دهند.

از انواع متداول ترکیب ژئوسنتتیک ها برای ساخت ژئوکامپوزیت ها می توان به ترکیب ژئوتکستایل- ژئوگرید، ژئوتکستایل- ژئوممبرین و ژئوممبرین- ژئوگرید اشاره کرد.

۷-  ژئوسنتتیک با پوشش رسی:
این نوع ژئوسنتتیک، از مشتقات ژئوکامپوزیت ها است که به دلیل کاربرد فراوان به صورت جداگانه بررسی می شود. این محصول متشکل از ورقه های ژئوسنتتیک با میان لایه های رسی (بنتونیتی) است و برای جلوگیری از نشت آب و آب بندی مورد استفاده قرار می-گیرد. نوع متداول آن متشکل از یک لایه بنتونیت در میان دو ورقه ژئوتکستایل یا یک لایه ژئوتکستایل و ژئوممبرین است. این نوع ژئوسنتتیک جایگزین پوشش رسی متراکم شده می شود. در این حالت بنتونیت در لایه وسطی متورم شده و به نفوذپذیری بسیار ناچیزی در حدود ۹-۱۰× ۵ سانتی متر برثانیه می رسد، در نتیجه ژئوتکستایل با لایه رسی، حفاظت هیدرولیکی معادل با یک متر هسته رسی متراکم شده را تأمین می کند. این در حالی است که ضخامت کل لایه در حدود هفت میلی متر است.

منبع: فصلنامه علمی نظری کیسون دوره جدید شماره ۴۶ پاییز ۱۳۸۹

آموزش هاپایگاه دانش

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *