ژئوسینتیک‌ها‌

ژئوسینتیک‌ها‌ نام کلی مجموعه مصالحی است که از مواد مصنوعی نظیر پلیمرها ساخته شده و برای پایداری و بهسازی رفتار خاک استفاده می‌شوند. این مصالح عموماً به صورت شبکه یا ورقه‌های نازک تولید می‌شوند که قابلیت زهکشی، مسلح سازی و جداسازی خاک را دارند. امروزه ژئوسینتیک‌ها کاربرد فراوانی در مهندسی ژئوتکنیک پیدا کرده‌اند. تکنولوژی دیوارهای ژئوسینتیک‌ها‌ بر اساس ایده تکنولوژی خاک مسلح پایه گذاری شده است.

انواع اصلی ژئوسینتیک‌ها‌

ژئوتکستایل

ژئوتکستایل عموماً جزء منسوجات شمرده می‌شوند که به جای الیاف طبیعی از الیاف مصنوعی (عموماً پل یپروپیلن یا پلی استر) بافته می‌شوند. این محصولات پلیمری انعطاف پذیر و متخلخل هستند. ویژگی اصلی آنها تخلخل‌شان است. امروزه ژئوتکستایل‌ها در زمینه مسلح سازی خاک کاربرد گسترده‌ای پیدا کرده‌اند.

ژئوگرید

ژئوگرید ورقه‌های شبکه مانند پلاستیکی هستند که برای بهبود خواص فیزیکی شان در زمان تولید در یک جهت یا دو جهت کشیده می‌شوند. کاربرد اصلی آن مسلح سازی خاک است، بر این اساس مقاومت کششی در آنها از عوامل حاکم در طراحی است.

ژئونت

ژئونت ماده پلیمری توری مانندی است که تا حدی مشابه ژئوگرید است، اما روش تولید آن متفاوت است. بیشترین کاربرد آن در زمینه زهکشی است.

ژئوممبرن

ژئوممبرن صفحات نازک پلیمری نفوذناپذیری هستند که به عنوان آب بند استفاده می‌شوند.

ژئوکامپوزیت

ژئوکامپوزیت محصولات حاصله از مجموعه گروه‌های بالا به صورت لایه‌ای یا ترکیبی است که برای کاربری‌های خاص مواد افزودنی دیگری هم به آن اضافه می‌شود.

برای عملیات خاکی، خواص مکانیکی، فیزیکی و هیدرولیکی ژئوسینتتیک مد نظر است این خواص تابعی از نوع ژئوسینتیک، نوع پلیمر، روش تولید و غیره هستند. به علاوه باید توجه ویژ‌ه‌ای به دوام و پایایی آنها شود، زیرا مشابه سایر مصالح ساختمانی، مشخصات مکانیکی آنها در طول زمان تغییر می‌کند. این تغییر تابع عوامل چندی از جمله شرایط محیطی، نوع پلیمر و وضعیت تنش در مصالح است. یکی از عوامل مخرب برای این مصالح اشعه ماورای بنفش است. در نتیجه حفاظت در مقابل این اشعه از اهمیت بالایی برخوردار است. ژئوسینتیک‌ها‌ی مصرفی برای کارهای ژتوتکنیکی متناسب با کاربری مورد نظر انتخاب می‌شود.

دیوارهای ژئوسینتیک‌

تکنولوژی دیوارهای ژئوسینتیک‌ برگرفته شده از ایده خاک مسلح است. این دیوارها به شکل‌های متفاوت و با استفاده از انواع ژئوسینتیک‌ها طراحی و اجرا می‌شوند. معروفترین نمونه‌های این دیوارها به شرح زیر است.

دیوارهای ژئوتکستایل

در این دیوارها خاکریز به صورت لایه لایه اجرا می‌شود و هر لایه بین صفحات ژئوتکستایل قرار گرفته و وجه خارجی دیوار عموماً برای حذف اثر منفی اشعه مافوق بنفش پوشش می‌شود.

دیوارهای ژئوگرید

در این دیوارها با استفاده از ژئوگرید دیوارهای حایلی مشابه دیوارهای ژئوتکستایل اجرا می‌شود به دلیل وجود سورا‌خ‌های ژئوگرید امکان رشد سبزه در فاصله بین این سورا‌خ‌ها‌ یا پشت آنها وجود دارد. از سویی تأثیر اشعه مافوق بنفش هم کمتر است و در نتیجه وجه خارجی این دیوارها عموماً پوشش نمی‌شود.

دیوارهای مسلح با ژئوگرید

این دیوارها تلفیقی از ایده خاک مسلح و دیوارهای حایل ژئوسینتیک هستند. برای اجرای این دیوارها از ژئوگرید برای مسلح سازی خاکریز دانه‌ای استفاده شده است.

خصوصیات دیوارهای ژئوسینتیک

در مجموع مزایا و معایب دیوارهای ژئوسینتیک در مقایسه با دیوارهای خاک مسلح و حایل متعارف را می‌توان به شرح زیر خلاصه کرد.

مزایا

• سیستم سازه‌ای دیوارهای ژئوسینتیک انعطاف پذیرتر هستند. در مقابل نشست‌های نامساوی و همچنین نیروهای زلزله مقاومتر هستند.
• حجم عملیات خاکی و حفاری پشت دیوار کمتر است.
• پدیده خوردگی بتن و فولاد در دیوارهای ژئوسینتیک مشاهده نمی‌شود.
• خاکریز پشت دیوار می‌تواند شامل ریزدانه هم باشد.
• در دیوارهای ژئوتکستایل عملیات زهکشی به راحتی قابل انجام است.
• احتیاج به تجهیزات سنگین برای اجرای دیوار نیست و در اجرای آن می‌توان از نیروی کار کارگر غیر ماهر استفاده کرد.
• در مجموع عموماً اقتصادی‌تر است.

معایب

• پدیده خزش در ژئوسینتیک‌ها وجود دارد.
• به مسائل دوام و پایایی آنها باید توجه کافی داشت. به عنوان مثال در مورد دیوارهای ژئوتکستایل باید وجه خارجی دیوار از آثار اشعه مافوق بنفش حفاظت شود.

اجرای دیوارهای ژئوسینتیک

برای اجرای دیوارهای ژئوسینتیک نیازی به عملیات پی سازی نیست و تنها باید عملیات بسترسازی انجام شود. آماده سازی بستر شامل برداشتن خاک نامناسب (دکاپاژ) و متراکم سازی بستر یا در موارد خاص تقویت بستر با خاک مناسب است. روش کلی اجرای دیوارهای ژئوسینتیک عموماً مشابه است، به عنوان نمونه مراحل اجرایی دیوار ژئوتکستایل به اختصار بیان می‌شود.

• پس از انجام عملیات بسترسازی، یک قالب چوبی با ارتفاعی اندک بیش از ارتفاع لایه‌های خاکریز بر روی زمین (یا بر شکل فلزی و یک تخته L روی لایه اجرا شده قبلی) قرار می‌گیرد. این قالب مجموع‌های از یک سری نشیمن‌های سرتاسری به موازات وجه خارجی دیوار است.
• ژئوتکستایل به گونه‌ای گسترده می‌شود که تقریباً یک متر از روی لبه فوقانی قالب بیرون افتاده و آزاد باشد. معمولاً جهت الیاف عمود بر دیوار است و درزهای نوارهای مجاور دوخته شده یا بر روی هم به صورت همپوشانی اجرا می‌شود.
• قالب چوبی از جلوی لایه و نشیمن فلزی از زیر آن برداشته می‌شود و اجرای لایه بعدی به همین صورت انجام می‌گیرد. پس از اتمام دیوار، پوسته خارجی برای جلوگیری از تأثیرات سوء اشعه مافوق بنفش بر روی ژئوتکستایل، پوشش می‌شود. محصولات آسفالتی، قیر‌ یا بتن پاشی پوشش‌های معمول در این مورد هستند.
• خاکریز بقیه ارتفاع لایه تا ضخامت طراحی شده لایه اجرا شده و متراکم می‌شود.

وصله ژئوسینتیک‌ها‌

وصله بین ژئوسینتیک‌ها‌ به دو روش دوختن و پوششی انجام می‌شود.

وصله پوششی

طول پوشش در وصله‌های پوششی تابعی از نوع ژئوسینتیک‌ها‌، نوع خاکریز و اصطکاک آن با خاکریز است. در این روش علاوه بر افزایش مصرف ژئوسینتیک‌ها‌، انجام آزمایش‌های مربوط به اصطکاک بین دو لایه ژئوسینتیک هم الزامی است. مجموعه عوامل فوق باعث برتری روش اول یعنی دوختن می‌شود.