ژئوسينتيک‌ها
ژئوسينتيک‌ها نام کلی مجموعه مصالحی است كه از مواد مصنوعی نظير پليمرها ساخته شده و برای پايداری و بهسازی رفتار خاک استفاده می‌شوند. اين مصالح عموماً به صورت شبكه يا ورقه‌های نازک توليد می‌شوند كه قابليت زهكشی، مسلح سازی و جداسازی خاک را دارند. امروزه ژئوسينتيک‌ها كاربرد فراوانی در مهندسی ژئوتكنيک پيدا كرده‌اند. تكنولوژی ديوارهای ژئوسينتيک‌ها بر اساس ايده تكنولوژی خاک مسلح پايه گذاری شده است.
انواع اصلی ژئوسينتيک‌ها
ژئوتكستايل
ژئوتكستايل عموماً جزء منسوجات شمرده می‌شوند كه به جای الياف طبيعی از الياف مصنوعی (عموماً پل يپروپيلن يا پلی استر) بافته می‌شوند. اين محصولات پليمری انعطاف پذير و متخلخل هستند. ويژگی اصلی آنها تخلخل‌شان است. امروزه ژئوتكستايل‌ها در زمينه مسلح سازی خاک كاربرد گسترده‌ای پيدا كرده‌اند.
ژئوگريد
ژئوگريد ورقه‌های شبكه مانند پلاستيكی هستند كه برای بهبود خواص فيزيكی شان در زمان توليد در يك جهت يا دو جهت كشيده می‌شوند. كاربرد اصلی آن مسلح سازی خاک است، بر اين اساس مقاومت كششی در آنها از عوامل حاكم در طراحی است.
ژئونت
ژئونت ماده پليمری توری مانندی است كه تا حدی مشابه ژئوگريد است، اما روش توليد آن متفاوت است. بيشترين كاربرد آن در زمينه زهكشی است.
ژئوممبرن
ژئوممبرن صفحات نازک پليمری نفوذناپذيری هستند كه به عنوان آب بند استفاده می‌شوند.
ژئوكامپوزيت
ژئوكامپوزيت محصولات حاصله از مجموعه گروه‌های بالا به صورت لايه‌ای يا تركيبی است كه برای كاربری‌های خاص مواد افزودنی ديگری هم به آن اضافه می‌شود.
برای عمليات خاكی، خواص مكانيكی، فيزيكی و هيدروليكی ژئوسينتتيک مد نظر است اين خواص تابعی از نوع ژئوسينتيک، نوع پليمر، روش توليد و غيره هستند. به علاوه بايد توجه ويژ‌ه‌ای به دوام و پايايی آنها شود، زيرا مشابه ساير مصالح ساختمانی، مشخصات مكانيكی آنها در طول زمان تغيير می‌كند. اين تغيير تابع عوامل چندی از جمله شرايط محيطی، نوع پليمر و وضعيت تنش در مصالح است. يكی از عوامل مخرب برای اين مصالح اشعه ماورای بنفش است. در نتيجه حفاظت در مقابل اين اشعه از اهميت بالايی برخوردار است. ژئوسينتيک‌ها‌ی مصرفی برای كارهای ژتوتكنيكی متناسب با كاربری مورد نظر انتخاب می‌شود.
ديوارهای ژئوسينتيک
تكنولوژی ديوارهای ژئوسينتيک برگرفته شده از ايده خاک مسلح است. اين ديوارها به شكل‌های متفاوت و با استفاده از انواع ژئوسينتيک‌ها طراحی و اجرا می‌شوند. معروفترين نمونه‌های اين ديوارها به شرح زیر است.
ديوارهای ژئوتكستايل
در اين ديوارها خاكريز به صورت لايه لايه اجرا می‌شود و هر لايه بين صفحات ژئوتكستايل قرار گرفته و وجه خارجی ديوار عموماً برای حذف اثر منفی اشعه مافوق بنفش پوشش می‌شود.
ديوارهای ژئوگريد
در اين ديوارها با استفاده از ژئوگريد ديوارهای حايلی مشابه ديوارهای ژئوتكستايل اجرا می‌شود به دليل وجود سورا‌خ‌های ژئوگريد امكان رشد سبزه در فاصله بين اين سورا‌خ‌ها يا پشت آنها وجود دارد. از سويی تأثير اشعه مافوق بنفش هم كمتر است و در نتيجه وجه خارجی اين ديوارها عموماً پوشش نمی‌شود.
ديوارهای مسلح با ژئوگريد
اين ديوارها تلفيقی از ايده خاک مسلح و ديوارهای حايل ژئوسينتيک هستند. برای اجرای اين ديوارها از ژئوگريد برای مسلح سازی خاكريز دانه‌ای استفاده شده است.
خصوصیات ديوارهای ژئوسينتيک
در مجموع مزايا و معايب ديوارهای ژئوسينتيک در مقايسه با ديوارهای خاک مسلح و حايل متعارف را می‌توان به شرح زير خلاصه كرد.
مزایا
- سيستم سازه‌ای ديوارهای ژئوسينتيک انعطاف پذيرتر هستند. در مقابل نشست‌های نامساوی و همچنين نيروهای زلزله مقاومتر هستند.
- حجم عمليات خاكی و حفاری پشت ديوار كمتر است.
- پديده خوردگی بتن و فولاد در ديوارهای ژئوسينتيک مشاهده نمی‌شود.
- خاكريز پشت ديوار می‌تواند شامل ريزدانه هم باشد.
- در ديوارهای ژئوتكستايل عمليات زهكشی به راحتی قابل انجام است.
- احتياج به تجهيزات سنگين برای اجرای ديوار نيست و در اجرای آن می‌توان از نيروی كار كارگر غير ماهر استفاده كرد.
- در مجموع عموماً اقتصادی‌تر است.
معایب
- پديده خزش در ژئوسينتيک‌ها وجود دارد.
- به مسائل دوام و پايايی آنها بايد توجه كافی داشت. به عنوان مثال در مورد ديوارهای ژئوتكستايل بايد وجه خارجی ديوار از آثار اشعه مافوق بنفش حفاظت شود.
اجرای ديوارهای ژئوسينتيک
برای اجرای ديوارهای ژئوسينتيک نيازی به عمليات پی سازی نيست و تنها بايد عمليات بسترسازی انجام شود. آماده سازی بستر شامل برداشتن خاک نامناسب (دكاپاژ) و متراكم سازی بستر يا در موارد خاص تقويت بستر با خاک مناسب است. روش كلی اجرای ديوارهای ژئوسينتيک عموماً مشابه است، به عنوان نمونه مراحل اجرايی ديوار ژئوتكستايل به اختصار بيان می‌شود.
- پس از انجام عمليات بسترسازی، يك قالب چوبی با ارتفاعی اندک بيش از ارتفاع لايه‌های خاكريز بر روی زمين (يا بر شكل فلزی و يک تخته L روی لايه اجرا شده قبلی) قرار می‌گيرد. اين قالب مجموع‌های از يک سری نشيمن‌های سرتاسری به موازات وجه خارجی ديوار است.
- ژئوتكستايل به گونه‌ای گسترده می‌شود كه تقريباً يك متر از روی لبه فوقانی قالب بيرون افتاده و آزاد باشد. معمولاً جهت الياف عمود بر ديوار است و درزهای نوارهای مجاور دوخته شده يا بر روی هم به صورت همپوشانی اجرا می‌شود.
- قالب چوبی از جلوی لايه و نشيمن فلزی از زير آن برداشته می‌شود و اجرای لايه بعدی به همين صورت انجام می‌گيرد. پس از اتمام ديوار، پوسته خارجی برای جلوگيری از تأثيرات سوء اشعه مافوق بنفش بر روی ژئوتكستايل، پوشش می‌شود. محصولات آسفالتی، قير يا بتن پاشی پوشش‌های معمول در اين مورد هستند.
- خاكريز بقيه ارتفاع لايه تا ضخامت طراحی شده لايه اجرا شده و متراكم می‌شود.
وصله ژئوسينتيک‌ها
وصله بين ژئوسينتيک‌ها به دو روش دوختن و پوششی انجام می‌شود.
وصله پوششی
طول پوشش در وصله‌های پوششی تابعی از نوع ژئوسينتيک‌ها، نوع خاكريز و اصطكاک آن با خاكريز است. در اين روش علاوه بر افزايش مصرف ژئوسينتيک‌ها، انجام آزمايش‌های مربوط به اصطكاک بين دو لايه ژئوسينتيک هم الزامی است. مجموعه عوامل فوق باعث برتری روش اول يعنی دوختن می‌شود.
