ژئوسنتتیک

[Astraea 25,351]

ژئوسنتتيك ها یا پارچه هاي مركب مصنوعي موادي از مشتقات نفت می باشند كه در سالهای اخیر به رفع مشکلات پروژه های عمرانی شتافته اند. کاربرد فراوان این محصولات در شاخه های مختلف علوم مهندسی منجر به رشد روز افزون آنها در سراسر دنیا و به تبع آن در ایران گردیده است.

 

علت تولید و استفاده از ژئوسنتتيك ها

 

• صرفه اقتصادي
  
• سرعت وسهولت اجرا
  
• انعطاف پذيري درطراحي و اجرا
  
• طول عمر بيشتر و نگهداري كمتر
  
• جلوگيري از تنزل كيفيت حين اجرا
  
• همگوني با محيط هاي طبيعي
  
• كاربرد فراوان در سازه هاي مختلف
  

طبقه بندی ژئوسنتتیک ها:

ژئوسنتتیک ها در چهار گروه کلی ذیل طبقه بندی میشوند:

1. ژئوگریدها
   
2. ژئوتکستایل ها
   
3. ژئوممبران ها
   
4. ژئوکامپوزیت ها
   

انواع ژئوسنتتیک ها و علائم اختصاصی ارائه شده توسط IGS:

• ژئوگرید ( GG )
  
• ژئوتکستایل ( GT )
  
• ژئوممبران ( GM )
  
• ژئونت ( GN )
  
• ژئوسل ( GL )
  
• ژئومات ( GA )
  
• بیوتکستایل و بیومت ( BT )
  
• ژئوسنتتیک زهکشی ( GCD )
  
• آستر رسی ژئوسنتتیک ( GCL )
  
• ژئوممبران مرکب مصنوعی ( GMS )
  
• ژئوممبران قیری ( GMB )
  
• 
  

[Astraea 25,351]

ژئوگرید ها از الیاف پلی استر با مقاومت کششی بالا ، پوشیده شده با روکش پی وی سی و با ساختارتوری مانند تولید می شوند ، این مواد به دو صورت ذیل تولید میشوند:

1- یک جهتی (uniaxial geogrid)

2- دو جهتی (biaxial geogrid)

و با مقاومت های متفاوت ساخته شده که کاربرد عمده آنها در مسلح سازی می باشد.

 

 

از انواع محصولات ژئوگریدها، نوع مشبک است که به‌صورت تار و پود، یا فواصل معین، در دو جهت و با مقاومت بالا تولید می‌‌شود.

 

از این شبکه‌ها به اشکال تک لایه و چند لایه، می‌‌توان، برای مسلح و مقاوم نمودن سطوح خاکریزی، با مساحت کم استفاده نمود. ژئوگریدها ضمن بالا بردن پایداری خاک از تغییر مکان‌های افقی آن جلوگیری می‌‌کند.

[Astraea 25,351]

اين محصولات از مواد پلي اتيلن تشكيل شده اند و دارای انواع فراوانی به لحاظ مقاومت در برابر مواد شیمیایی و مخرب هستند. ژئوممبرانها به عنوان یک عایق بسیار مقاوم با کرنش بالا و کم هزینه و دارای طول عمر زیاد در بسیاری از صنایع کاربرد دارد.

 

ژئوممبران‌ها به‌عنوان یک عایق بسیار مقاوم و کم هزینه و دارای طول عمر زیاد، در بسیاری از صنایع کاربرد دارد که از آن جمله می‌‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

• آب و فاضلاب: از ژئوممبران‌ها جهت ساخت لاگون‌ها، کانال‌های آبرسانی، حوضچه‌ها و استخرها و دریاچه‌های مصنوعی استفاده می‌‌شود. با توجه به اینکه ژئوممبران در تماس با خاک هستند، برحسب لزوم امکان ترکیب آنها با ژئوتکستایل و یا ژئوگریدها میسر است.
  
• ایزولاسیون سازه‌های زیرزمینی در برابر نفوذ آبهای سطحی و زیرزمینی: در این خصوص می‌‌توان به ایزوله دیوارهای متروهای شهری و سازه‌های هیدرولیکی و غیره اشاره نمود.
  
• سایت دفن زباله شهری و صنعتی و خطرناک: با استفاده از ژئوممبران می‌‌توان مخازن کاملاً ایزوله از محیط اطراف، جهت دفن زباله‌های شهری و صنعتی ایجاد نمود. ژئوممبران‌ها دارای انواع فراوانی، به لحاظ مقاومت در برابر مواد شیمیایی و مخرب هستند.
  
• ایجاد و توسعه زمین‌های کشاورزی در محیط‌های نامساعد.
  

[Astraea 25,351]

ژئوكامپوزيتها تركيبي از ژئوتكستايل و ژئوگريد يا ژئوگريد و ژئوممبران يا ژئوتكستايل،ژئوگريد وژئوممبراين يا هر يك از اين سه ماده با هر ماده ديگر ساخته مي شوند كه با توجه به نوع آن كاربردهای متفاوتي دارند .

ژئوگریدها با توجه به ساختار و خواص پلیمرها دارای مقاومت نهایی محدود شده‌ای هستند. در یک سیستم مرکب، یک ژئوگرید به همراه ژئوتکستایل برای سهولت، در توسعه سطح خاکریز می‌‌تواند بکار گرفته شود و سپس خاکریز برروی آن اجرا گردد.

 

ژئوکامپوزیت‌ها همچون کولباندرین (زهکشی عمیق) و یا انکادرین (زهکشی افقی و قائم) در تحکیم اراضی سست، از طریق تسهیل در خروج آب موجود در خاک و جمع‌آوری و هدایت آبهای نشتی و در تماس با سازه‌ها با استفاده از زهکشی‌های قائم و افقی، مورد استفاده قرار گیرد.

[Astraea 25,351]

ژئونت ( geonet )

ژئونت ها توری هایی هستند که از دوسری نخ که لبه های یکدیگر را می پوشانند ، ساخته شده اند و در زاویه ای پیوسته از یکدیگر عبور می کنند تا منافذی متوالی و منظم ایجاد کنند. و با قالب بندی پلیمر های انعطاف پذیر در برابر حرارت تولید می شوند و جوش دادن این دوسری نخ با نفوذ جزئی در محل های تماس در هنگامی که پلیمر هنوز در حالت نیمه مایع است، صورت می پذیرد. ژئونت ها در ترکیب با ژئوتکستایل ها به عنوان ***** و یا ترکیب با ژئوممبرانها به عنوان حصار قرار گیرند که ممکن است عملکرد زهکشی داشته باشند. یعنی سیالات را به واسطه ضخامتشان انتقال دهند. ژئونت ها جهت جلوگیری از فرسایش شیب ها و زهکشی مناسب هستند.

 

ژئومت ( geomat )

ژئومات ها از الیاف مرکب مصنوعی ساخته شده اند که در هم تابیده شده اند تا لایه ای بسیار کجو معوج با منفذ های بسیار زیاد را شکل دهد که در سراشیبی ها برای بهبود مقاومت در برابر فرسایش ایجاد شده توسط باران و بکار میروند و به عنوان عامل مقاوم سازی سطحی در هنگام انتظار برای رشد گیاهان عمل کنند.

 

 

بیو تکستایل ( biotextile ) و بیومت ( biomat )

این محصولات از فیبرهای طبیعی ( کنف، الیاف نارگیل و ...) ساخته می شوند که بیشتر برای راه حل های موقتی بکار می روند.

[Astraea 25,351]

ژئوسلها از سلول های مجاور هم قرار گرفته ای تشکیل می شوند که با سر م بندی یا تولید نوارهایی از جنس مواد مرکب مصنوعی به صورت قالبی درست می شوندو عملکرد اصلی ژئوسلها، حفظ خاک یا دیگر مواد شل در جای خود می باشد.شبکه لانه زنبوری ژئوسل ها با پر شدن از خاک، شن، بتن یا مصالح دیگر استحکام و صلبیت کافی جهت شیب ها، ترانشه ها و دیوارها در برابر فرسایش و ریزش ایجاد می کند.

یک شبکه لانه زنبوری از نوارهای پلی استر نبافته، متصل به یکدیگر، ساخته شده که با دوخته شدن این شبکه‌ها به یکدیگر، فضاهایی مانند لانه زنبور (6 ضلعی) ایجاد شده که با پر شدن از خاک، شن، بتن یا مصالح دیگر، استحکام و صلبیت کافی جهت شیب‌ها، ترانشه‌ها، دیوارها در برابر فرسایش و ریزش ایجاد می‌‌کند.

 

امروزه پیشرفت صنعت استفاده از ژئوسنتتیک‌ها آنچنان وسیع و گسترده شده است که تقریباً غیرممکن را امکان‌پذیر نموده است، (حتی اسکی نمودن در فضاهای سربسته برروی یخ با استفاده از لایه‌های صفحه‌ای انکادرین).

 

امروزه نه تنها از مواد ژئوکامپوزیتی جهت سالن‌های اسکیت یخ و برف و استادیوم‌های ورزشی و زمین‌های چمن مصنوعی و درخت‌کاری و فضای سبز بام‌ها استفاده‌های فراوان می‌‌شود، بلکه حتی می‌‌توان با استفاده از تکنولوژی از صنعت ژئوسنتتیک و تلفیق با تکنولوژی‌های دیگر در کشاورزی، همچون آبیاری قطره‌ای، کویرها را نیز آباد نموده مورد بهره‌برداری قرار داد و در نتیجه کمک شایانی به اقتصاد و آبادانی کشورها نمود.

[Astraea 25,351]

یک نوع از ژئوکامپوزیت‌ها به نام آنکادرین به سه لایه کامپوزیتی عایق رطوبتی، زهکشی و جمع‌کنندگی و هدایت و انتقال آب‌گذری، با کاربری بسیار بالایی عمل زهکشی و عایق رطوبتی را در دیواره‌های در ارتباط با خاک انجام می‌‌دهد.

 

همچنین از نوع دیگری از کامپوزیت‌های آنکادرین با خاصیت زهکشی افقی، جهت ایجاد فضاهای سبز روی پشت بام‌ها و باغ‌های پشت بامی استفاده می‌‌شود. این محصولات با توجه به سبکی وزن، انعطاف‌پذیری، سرعت عمل در نصب و راحتی حمل و نقل، استفاده وسیعی در صنعت ساختمان، در کشورهای اروپایی و آمریکایی، پیدا کرده است. به علاوه نوع دیگری از این محصولات جهت زهکشی و در قالب‌بندی (کفراژ) فونداسیون‌ها و در دیوارهای حائل و یا در زهکشی و تحکیم پارکینگ‌ها و ... مورد استفاده قرار می‌‌گیرد.

 

کارکرد عمومی محصولات انکادرین به‌طور عمده به‌عنوان زهکش در پشت دیوارهای قائم و حائل لبه جاده، خاکریزها و تونل‌ها و به‌طور افقی به‌عنوان زهکش در زیر محوطه‌های پارکینگ زیر فضای سبز (اماکن ورزشی و استادیوم‌ها) و بام‌ها، سیستم‌های فاضلاب و Landfill است

[Astraea 25,351]

1- دیوارهای حائل :

دیوارهای حائل و ضامن جهت تثبیت خاکریزها و ترانشه ها، به عنوان جایگزین مناسب دیوارهای سنگی و بتنی احداث می شوند. این سازه ها با استفاده از ژئوگرید و در برخی موارد ژئوتکستایل به روش خاکریزی و کوبیدن لایه به لایه و نصب پوشش نما ، طراحی وساخته می شوند.که دارای عملکرد های ذیل می باشند:

 

1-1 در ساخت شيب هاي تند

1-2 افزايش مقاومت خاك جهت جلوگيري از رانش و لغزش در شيب ها

1-3 پايدارسازي ديواره ترانشه ها

1-4 به عنوان ديوارهاي حائل

1-5 به عنوان ديوارهاي ضامن

1-6 اصلاح نقص فني سطوح شيب دار و خاك كوه كنار جاده

1-7 به عنوان صفحات مهار كننده در پانل هاي نما در ديوار هاي حائل

1-8 بين پي و ديوارهاي حائل صلب

1-9 پايدار سازي بوم ها

1-10 مهار كردن پانلهاي نما در ديوارهاي خاكي مسلح

1-11 جلوگيري از خزش در شيب هاي خاكي

1-12 به عنوان گابیون در ساخت دیوارهای حائل و ضامن

 

2- افزایش توان باربری :

با استفاده از انواع مختلف ژئوتکستایل ها و ژئوگرید ها می توان قدرت باربری پی ها، بستر های اساس و زیر اساس، بستر فرودگاه ها، زیر ریل های راه آهن ، زمینهای ورزشی و ... را افزایش داد ، همچنین میتوان از ژئوتکستایلها به عنوان جداکننده مصالح ناهمگون استفاده کرد. که دارای عملکرد های ذیل می باشند:

 

2-1 مسلح سازي خاك سست جاده ها

2-2 مسلح سازی خاك سست فرودگاه ها

2-3 افزايش توان باربري زمينهايي كه قبلا محل دفن زباله بوده اند

2-4 افزايش توان باربري زمينهاي آهكي

2-5 افزايش توان باربري در زمينهاي ورزشي

2-6 در زير سنگ فرشهاي پياده رو ها براي جلوگيري از نشست ناهمگون

2-7 بين زير اساس و خرده سنگ ها در راه آهن

2-8 در ساخت باند فرودگاه ها هم در زير سازي و هم در روسازي راه

2-9 بهسازي خاك در زير جاده ها ، راه آهن و فرود گاه

2-10 استفاده بين پي و خاك قرضه در خاكريز جاده ها

2-11 زير تراكم جاده هاي آسفالت نشده

2-12 زير سنگريزه هاي ريل قطار

2-13 در لايه هاي اساس و زير اساس جاده ها

2-14 در زير پي هاي ساختمان ها جهت كاهش نشست

2-15 افزايش توان باربري در زمين هاي باتلاقي

2-16 جايگزين زهكشي هاي ماسه اي يا شني

2-17 راهكاري جهت جلوگيري از روانگرايي لايه هاي خاك

2-18 براي تقويت قطعات متصل نشده سنگي

2-19 براي استفاده در تراكم دريا و تحكيم خاكهاي حاشيه اي

2-20 تقویت خاک زیر دیوارهای بتنی

 

3- جلوگیری از فرسایش :

پایدارسازی شیب ها و جلوگیری از فرسایش لایه های هوازده به روش پهن نمودن انواع مواد ژئوسنتتیک انجام میگیرد. که دارای عملکرد های ذیل می باشند:

 

3-1 افزايش مقاومت خاك ها و جلوگيري از فرسايش بيشتر آنها

3-2 جلوگيري از حركت و افتادن تخته سنگهاي هوازده و يا خرد شده

3-3 جلوگيري از رانش زمين در محلهاي با خاك فرسايش يافته

3-4 جلوگيري از زمين لغزه ها با افزايش مقاومت خاك يا به عنوان نگهدارنده خاك

3-5 به صورت انعطاف پذير همراه با ماسه ، گروت، و يا بتن در سيستمهاي كنترل فرسايش

3-6 در بازسازي شمع هاي فرسايش يافته

3-7 پایدارسازی موقت شیب ها

 

4- لایه های آسفالت :

ترمیم و افزایش عمر لایه های آسفالتی و جلوگیری از ایجاد یا گسترش ترک های انعکاسی از کاربردهای ویژه ژئوتکستایل ها و ژئوگرید ها ، خصوصا" بین لایه های قدیم و جدید روکش آسفالت می باشد.که دارای عملکرد های ذیل می باشند:

 

4-1 در روكش آسفالتي جاده ها

4-2 مسلح سازي آسفالت در كف خيابان

4-3 بين لايه هاي قديم و جديد آسفالت

4-4 جلوگيري از ترك خوردگي سطح آسفالت

 

5- سازه های آبی :

در سالهای اخیر ژئوسنتتیک ها کاربردهای بسیار متنوعی در سازه های دریایی و آبی به خود اختصاص داده اند. از آن جمله استفاده از ژئوتیوب ها در استحصال زمین ، استفاده از انواع مختلف ژئوتکستایل جهت حفاظت از حریم و بستر رودخانه ها و سواحل و جداسازی می باشد.که دارای عملکردهای ذیل می باشند.

 

5-1 حفاظت از حريم و بستر رود خانه و سواحل

5-2 حفظ مسيل رودخانه (به خصوص در محل هاي چرخش رودخانه )

5-3 به عنوان ***** جهت ريختن سنگهاي بزرگ

5-4 محافظ از ديوارهاي دريايي

5-5 ايجاد سواحل و جزاير دريايي

5-6 محافظت از كناره هاي رودخانه

5-7 ايجاد موج شكن

5-8 پايه هاي پل (حفاظت از پايه هاي پل و جلوگيري از آبشكستگي )

 

6- عایق بندی :

عایق بندی منابع آب زیرزمینی ، استخرهای پرورش آبزیان و لاگونهای فاضلاب از کاربرد ویژه ژئوممبران ها میباشد. از جمله كاربرد آنها شامل :

 

6-1 عايق بندي منابع آب زميني

6-2 عايق بندي لاگونها فاضلاب

6-3 آب بندي سدها

6-4 سایت دفن زباله شهری و صنعتی

6-5 ایزولاسیون سازه های زیرزمینی

6-7 کانال های آبرسانی

 

7- استفاده در سد سازی:

از جمله کاربرد ژئوسنتتیک ها در سدسازی:

 

7-1 جهت افزايش مقاومت خاك در برابر نيرو هاي ناشي از آب

7-2 به عنوان لايه ***** در بين مصالح با دانه بندي مختلف

7-3 براي زهكشي آبهاي سطحي جهت جلوگيري از ورود آب به داخل لايه هاي خاك

7-4 استفاده به عنوان پرده آب بند در زير سد هاي خاكي

7-5 افزايش شيب سدهاي خاكي جهت صرفه جويي در استفاده از منابع قرضه و خاكريزي

7-6 به عنوان زهكش دودكشي (‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌chimney) در سد خاكي

7-7 به عنوان دالان زهكشي در سدهاي خاكي

7-8 پوشش سدهاي خاكي و سنگي

7-9 كنترل نشست در بدنه سدهاي خاكي

7-10 به عنوان ابزاري در ساخت سدهاي موقتي

7-11 به عنوان محو كننده فشار آب منفذي در سدهاي خاكي

7-12 براي نگهداشتن خاك نرم در ساخت سد خاكي

 

8- سیستم های زهکشی :

8-1 راه آبهاي زير سطح زمين

8-2 زهكشي سطح (براي مثال در زمينهاي ورزشي )

8-3 زهكشي شيب ها

8-4 زهكشي سطحي شيرواني ها (بخصوص در مناطق داراي فضاي سبز جهت جلوگيري از نفوذ آب به لايه هاي زيرين )

8-5 زهكشي بام ها (در صورتي كه در بالاي ساختمانها فضاي سبز ايجاد گردد )

8-6 زهكشي كنار ديوارهاي مدفون ساختمان بخصوص در طبقات زيرزمين براي جلوگيري از نفوذ آب به داخل ديوار

8-8 زهكشي سازه هاي زمين مسلح

8-9 زهكشي اطراف گابيون ها

8-10 برای هدایت آب جهت جلوگیری از آبشستگی و لغزش شیب ها

 

9- سایر کاربردها :

9-1 استفاده از ژئوتکستایل ها برای غلبه بر نیروی شناوری درلوله های انتقال گاز

9-2 عایق بندی و زهکشی لوله های مدفون

9-3 حفاظ در برابر برف

9-4 جلوگيري از بوي بد مكانهاي دفن زباله

9-5 كنترل نشست در برابر آب در كاربرد هاي مختلف

9-6 به عنوان حائل لجن

9-7 بازسازي معدن زيرزميني

9-8 در ساخت تونلها و ديگر سازه هاي زيرزميني

9-9 ***** در كاربرد هاي مختلف

9-10 حفاظ در برابر گل و لاي