کاربرد ژئوسل در تسلیح خاک
مقدمه
محافظت از شیب با ژئوسل و یا تسلیح خاک به مجموعه ای از خاکریزها گفته می شود که توسط تسمه و میلگرد مسلح شده اند. این خاک خواص مکانیکی خاک را در قسمتی که بیشتر در معرض نیروها قرار گرفته تقویت می کند. مقاومت خاک مسلح در برابر برش و فشار بسیار بالاست اما قدرت آن در مقابل کشش ضعیف می باشد. همانند بتن مسلح به علت وجود اجزای مسلح کننده به منظور کرنش کششی، رفتار خاک بهبود پیدا می کند. از این رو دیوارهای این نوع خاک جزء دیوارهای انعطاف پذیر محسوب می شوند.
اگر بخواهیم به قسمت های مختلف خاک مسلح اشاره کنیم می توانیم خاکریز (خاک های دانه ای)، عناصر مسلح کننده (تسمه های پهن و باریک) و پوسته را نام ببریم. اجزای پوسته که قسمت خارجی دیوار را تحت پوشش خود قرار می دهند به انتهای عناصر مسلح کننده وصل می شوند. در دیواره های خاک مسلح اصولاً نسبت عرض به ارتفاع بزرگ است از این رو تمرکز تنش برخلاف دیوارهای معمولی در پنجه دیوار اتفاق نمی افتد. این دیوارها برای بسترهایی که ظرفیت باربری آن ها کم است مناسب می باشند.
در سازه های خاک مسلح، خاکریزی به شکل لایه لایه انجام می شود و تراکم سازی آن مانند خاکریزهای معمولی است. در بین این لایه های خاک اجزای مسلح کننده قرار می گیرند و عناصر پوسته نیز به صورت فلزی با مقطع نیم بیضی و بتنی پیش ساخته چلیپایی نصب می شوند. برای ساخت دیوارهای خاک مسلح به وسیله این اجزاء، اول یک ردیف عناصر پوسته قرار می دهند، سپس لایه ای از خاکریز و عناصر مسلح کننده روی آن اجرا می نمایند.
رفتار خاک مسلح در طولانی مدت بر اساس رفتار اجزای مسلح کننده آن شکل می گیرد. از این رو فولاد یکی از بهترین عناصر مسلح کننده به شمار می آید زیرا از استحکام و مقاومت بالایی برخوردار می باشد اما خوردگی این متریال رفتار خاک مسلح را تحت تاثیر قرار خواهد داد. در واقع تنها مشکل خاک مسلح پدیده خوردگی عناصر مسلح کننده است. به همین دلیل در اجرای این خاک توجه ویژه به پایداری این عناصر در خاک معطوف می گردد
از خاک مسلح در موارد زیر استفاده می گردد
- ساخت دیوارهای جاده های شیب دار کوهستانی
- ساخت سازه های خطوط راه آهن
- ساخت دیوارهای نگهدارنده حاشیه بزرگراه ها
- ساخت پایه پل ها
- ساخت دیوارهای ساحلی، سدهای خاکی و …
- ساخت سازه های حفاظتی نظامی
- ساخت دیوارهای شیب دار
اجزای مسلح کننده
این اجزا به منظور انتقال نیرو از طرف محرک به سمت ناحیه مقاوم به کار می روند. از جمله ویژگی هایی که این اجزا حتماً باید برخوردار باشند می توان به دوام و پایداری، شکل پذیری بالا در مواقع گسیختگی و پیوستگی با مصالح خاکریز اشاره نمود. علاوه بر آن این اجزا باید در برابر تنش های کششی، وادادگی کمی از خود نشان دهند. اجزای مسلح کننده اصولاً از متریال هایی مانند فولاد ضد زنگ، آلیاژ آلومینیوم منیزیم، فولاد گالوانیزه و مواد پلیمری مانند ژئوسل ساخته می شوند. اجزای غیر فلزی مانند ژئوسل در مقایسه با اجزای فلزی دچار خوردگی نمی شوند و طول عمر بسیار بالایی دارند.
مزایای اجرای خاک مسلح:
- سرعت اجرای دیوارهای خاک مسلح بسیار بالاست و در کمترین زمان ممکن می توان آن ها را ساخت.
- در اجرای این خاک از مصالح ارزان قیمت و در دسترس مانند خاک استفاده می شود.
- عملیات اجرایی مربوط به خاک مسلح به صورت مکانیکی است.
- در قطعات پوسته می توان کیفیت بتن را تامین نمود.
- اجرای دیوارهای خاک مسلح به پی نیاز ندارد.
- سازه خاک مسلح از زیبایی لازم برخوردار می باشد.
ژئوسل:
ژئوسل یکی از کارآمدترین و پیشرفته ترین گزینه برای حل مسئله تثبیت خاک در ساخت و نگهداری خاکریز مخصوصا در راهسازی و تسلیح خاک است.
از ویژگی های این محصول می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- عامل تحکیم بستر کانال و مسیل ها
- عامل تقویت کننده در زمین های سست و باتلاقی
- عامل کنترل فرسایش خاک در شیب تند
- عامل مسلح کننده در دیوارهای شیب دار و جاده ها با امکان ایجاد فضای سبز
از سایر مزایای ژئوسل در مدیریت مهار :
- فراهم کردن مقاومت بالا در بستر راه به خصوص خاک های سست
- از بین بردن مسئله سست شدن و ریزش دانه های خاک در خاک مورد استفاده در شیب
- تثبیت کانال زهکشی
- ساخت دایک و اسکله و دیوارهای ساحلی
- جلوگیری از آبشستگی راه ها و سازه های ساحلی و کانال ها نام برد.
کف سازی و بتن مسلح شده با استفاده از ژئوسل:
ترکیب این 2 مصالح با یکدیگر، سبب افزایش راندمان بتن مسلح شده با پلیمر جهت ایجاد سطح بادوام و ارتفاع کم می شود.
ایجاد سطح بستر مناسب با استفاده از ژئوسل:
ژئوسل یک سیستم نفوذ پذیر منعطف است که با دارا بودن این خصلت،سطوحی مقاومتر و با سطح مقطعی کمتر از بتن ایجاد می‌گردد که این کار سبب کاهش 50 درصدی زمان ساخت و کم کردن 12تا 15 درصدی هزینه ساخت می شود.
با استفاده از ژئوسل، دیگر نیازی به قالب‌گیری، مسلح کردن و آرماتور بندی نیست و به کنترل و خروج روانآب های سطحی کمک می کند.
پس از گستردن ژئوسل بر روی بستر ، بخش هایی از ژئوسل توسط کانکتورهای مخصوص به کناره های یکدیگر متصل شده و سپس ، مخلوط بتن یا بتن مسلح شده با فیبر بر روی ژئوسل ریخته می شود.
در نهایت، بتن پرکننده به طور مساوی در تمام بخش های ژئوسل پخش می شود.
استفاده از بتن مخصوص و مخلوط شده با پلیمر، برای نهایت مقاومت و کمترین سطح مقطع طراحی می شود.
ژئوسل مقاومت کششی بتن را بالا می برد.
در روش اجرای خاک مسلح ، خاکریزی در سازه های خاک مسلح به صورت لایه لایه اجرا شده و مشابه خاکریزی های معمول متراکم می شود. اعضای مسلح کننده در فاصله بین این لایه ها قرار دارند.
