ژئوتکستایل یک ماده نساجی نفوذپذیر مصنوعی است که برای بهبود خصوصیات خاک استفاده می شود. در صورت استفاده همراه با خاک قابلیت جداسازی، فیلتر کردن، تقویت، حفاظت و زهکشی خاک را دارد.
ژئو تکستایل ها مواد ایده عالی برای بسیاری از کارهای زیربنایی مانند جاده ها، دفن زباله ها، سازه های زهکشی و سایر پروژه های عمرانی هستند.
تابع ژئوتکستایل
- جدایی
- فیلتراسیون
- تقویت
- آب بندی
کاربردهای ژئوتکستایل در ساخت و ساز
- کار های راه و شهرسازی
- کارهای راه آهن
- کشاورزی
- زهکشی
- رودخانه، کانال ها و آثار ساحلی
انواع ژئوتکستایل
ژئوتکستایل ها از پلیمرهایی مانند پلی استر یا پلی پروپیلن ساخته شده اند.
آنها بر اساس نحوه تهیه به 3 دسته تقسیم می شوند:
1) ژئوتکستایل های پارچه ای بافته شده
2) ژئوتکستایل های غیر بافته
3) ژئوتکستایل های بافتنی.
- ژئوتکستایل پارچه بافته شده
ژئوتکستایل‌های معمولی از نوع بافته شده‌اند و با استفاده از تکنیک‌هایی مشابه بافت پارچه‌های لباس معمولی تولید می‌شوند.
این نوع مشخصه ,از دو مجموعه نخ یا نخ موازی تشکیل شده است. نخی که در امتداد طول قرار می گیرد، تار و نخ عمود بر آن را پود می گویند.
- ژئوتکستایل غیر بافته شده
ژئوتکستایل های غیر بافته که از نخ رشته ای پیوسته یا منگنه کوچک تولید می شوند. پیوند الیاف با استفاده از تکنیک های حرارتی، شیمیایی یا مکانیکی یا ترکیبی از این تکنیک ها انجام می شود.
ژئوالیاف به دست آمده از اتصال مکانیکی یا پیوند شیمیایی یا حرارتی ضخامتی بین 0.5-1 میلی متر دارند در حالی که الیاف غیر بافته شیمیایی نسبتاً ضخیم معمولاً در حدود 3 میلی متر هستند.
- ژئوتکستایل بافتنی
ژئوتکستایل های بافتنی با فرآیند به هم پیوستن یک سری از حلقه های نخ به یکدیگر تولید می شوند. تمام ژئوسنتتیک های بافتنی با استفاده از تکنیک بافندگی در ارتباط با برخی روش های دیگر ساخت ژئوسنتتیک مانند بافندگی شکل می گیرند.
به غیر از این سه ژئوتکستایل، سایر ژئوسنتتیک‌های مورد استفاده عبارتند از ژئونت، ژئوگرید، ژئوسل، ژئوممبران، ژئوکامپوزیت و غیره که هر کدام ویژگی‌های متمایز خود را دارند و برای کاربردهای خاص کاربرد دارند.
توابع ژئوتکستایل ها
نحوه عملکرد یک ژئوتکستایل در هر کاربرد با شش تابع مجزا تعریف می شود:
- جداسازی
عملکرد جداسازی ژئوتکستایل عمدتاً در ساخت جاده ها استفاده می شود. ژئوتکستایل از مخلرط دو خاک مجاور جلوگیری می کند. به عنوان مثال، با جداسازی خاک زیربنایی ریز از سنگدانه های مسیر پایه، ژئوتکستایل زهکشی و ویژگی های مقاومتی مصالح سنگدانه را حفظ می کند.
برخی از حوزه های قابل اجرا عبارتند از:
بین بستر و پایه سنگی در جاده ها و فرودگاه های آسفالت نشده و سنگفرش شده.
بین زیرسازی در راه آهن.
بین محل دفن زباله و دوره های پایه سنگی.
بین ژئوممبران و لایه های زهکشی شن و ماسه.
2.فیلتراسیون
ژئوتکستایل ها یک رابط ایده آل برای فیلتراسیون معکوس در خاک مجاور ژئوتکستایل هستند. در تمام خاک ها آب اجازه می دهد تا ذرات ریز جابجا شوند. بخشی از این ذرات در برخورد با فیلتر متوقف خواهند شد. برخی از آنها در داخل خود فیلتر متوقف می شوند و بقیه به داخل فیلتر می روند. ساختار پیچیده سوزنی ژئوتکستایل حفظ ذرات ریز را بدون کاهش نفوذپذیری زهکشی امکان پذیر می سازد.
3.تقویت
ژئوتکستایل های سنگین را می توان برای تقویت سازه های خاکی با استفاده از مواد پرکننده استفاده کرد. به لطف ضریب اصطکاک پارچه خاک و استحکام کششی بالا، آنها یک راه حل ایده آل برای تقویت هستند.
4.حفاظت
ژئوتکستایل ها یک محافظت ایده آل در برابر فرسایش خاکریزهای زمین توسط امواج، جریان ها یا کاهش مکرر هستند. لایه ای از ژئوتکستایل ها را می توان طوری قرار داد که از شسته شدن مواد ریز جلوگیری شود. آنها را می توان برای ساحل سنگی یا به عنوان سازه های تشک استفاده کرد. حتی می توان آنها را به راحتی زیر آب قرار داد.
کاربردهای ژئوتکستایل آرین خاک در ساخت و ساز
دامنه ژئوتکستایل در زمینه مهندسی بسیار گسترده است. کاربرد ژئوتکستایل تحت عنوان ماهیت کار آورده شده است.
- کار برد آن در راه وجاده ها
ژئوتکستایل ها به طور گسترده ای در ساخت و ساز جاده ها استفاده می شود. با افزودن مقاومت کششی به خاک، خاک را تقویت می کند. این به عنوان یک لایه آبگیری در بستر جاده استفاده می شود، ژئوتکستایل باید نفوذپذیری خود را بدون از دست دادن عملکرد جداسازی خود حفظ کند.
- در کارهای راه آهن
پارچه های بافته شده یا منسوجات برای جدا کردن خاک از زیر خاک بدون ایجاد مانع در گردش آب زیرزمینی در جایی که زمین ناپایدار است استفاده می شود. پوشاندن لایه‌های منفرد با پارچه , مانع از سرگردانی مواد به طرفین به دلیل ضربه‌ها و ارتعاشات قطارهای در حال حرکت می‌شود.
- کشاورزی
برای کنترل گل و لای استفاده می شود. برای بهبود مسیرها و مسیرهای گل آلود که توسط گاوها یا ترافیک سبک استفاده می شود، از پارچه های نبافته استفاده می شود و با همپوشانی تا می شوند تا لوله یا توده ای از سنگ ریزه را در بر گیرند.
- زهکشی
استفاده از ژئوتکستایل برای فیلتر کردن خاک و مواد دانه ای کم و بیش تک اندازه برای انتقال آب به طور فزاینده ای به عنوان یک جایگزین مناسب فنی و تجاری برای سیستم های معمولی دیده می شود. ژئوتکستایل ها مکانیسم فیلتر را برای زهکشی ها در سدهای خاکی، در جاده ها و بزرگراه ها، در مخازن، پشت دیوارهای حائل، ترانشه های زهکشی عمیق و کشاورزی انجام می دهند.
- رودخانه، کانال ها و حفاظت از ساحل
ژئوتکستایل ها از سواحل رودخانه ها در برابر فرسایش ناشی از جریان ها و یا در هم زدن محافظت می کنند. هنگامی که همراه با سنگ های طبیعی یا مصنوعی استفاده می شوند، به عنوان یک فیلتر عمل می کنند.
وظایف ژئوتکستایل آرین خاک
از عمده وظایف مهم ژئوتکستایل در صنعت ساختمان و مهندسی عمران می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
زهکشی (Drainage) محافظت (Protection) کنترل فرسایش (Erosion control) جداسازی (separation) فیلتراسیون (Filtration) و مقاوم‌سازی (Reinforcement)
ژئوتکستایل به خاطر ایفای نقش‌هایی متنوع دارای زمینه‌های کاربردی فراوانی می‌باشد:
نقش جداسازی در جاده
روکش جاده
زیر سازی جاده
زیر سازی خط آهن
سد سازی
کنترل فرسایش
دیواره‌های محافظ
زهکشی زیر زمینی، پشت دیوار حائل، ستون‌ها و سطوح عمودی
کنترل و نگهداری ضایعات
سیستم جمع‌آوری مایعات و گازها
حفاظت ژئوممبران
ثبات و تحکیم خطوط آهن
سیستم‌های محافظت و زهکشی زیر چمن مصنوعی
لاینینگ و ایزولاسیون تونلها
استحصال زمین‌های باتلاقی
مقاوم‌سازی زمین در برابر زلزله
فیلتر در کانال‌های آبیاری
فیلتر در سدهای خاکی
مقاوم‌سازی
حفاظت سواحل رودخانه و دریاها
مخازن فاضلاب و لند فیل‌ها در ایزولاسیون تونلها
مخازن ذخیره آب و مواد شیمیائی
تحکیم بستر خاکریزها و شیبهای مصنوعی
احداث باند فرودگاه
عامل عمده شکست جاده تزریق مواد لایه‌های مجاور به درون پی سنگ ریزه‌ای و پیامد آن نزول استحکام در لایه سنگ ریزه‌ای می‌باشد وقتی لایه سنگ ریزه‌ای روی لایه ساب گرید قرار گیرد، لایه زیرین آلوده به خاک گشته و زیر بار ترافیکی و ارتعاش، لایه سنگ ریزه‌ای پی (Aggregate)را به درون خاک تزریق می‌کند و موجب حرکت لایه به طرف بالا می‌گردد، در محل‌های مرطوب ترافیک موجب پمپ خاک‌های ساب گرید ضعیف به درون سنگ ریزه‌ها گردیده و تمامی این شرایط باعث کاهش کلفتی مؤثر لایه سنگ ریزه‌ای گشته و در نتیجه لایه حمایتی جاده تخریب می‌شود و عمر مفید جاده کاهش می‌یابد.
استفاده از ژئوتکستایل برای بهبود عملکرد بزرگراه‌ها، جاده‌های غیر فرشی، محل‌های پارکینگ، فرودگاه‌ها و باراندازها به عنوان عنصر جداکننده پیشنهاد می‌شود.
زیر سازی جاده
ژئوتکستایل دراین کاربرد با توجه به شرایط محل در یک یا چند نقش اصلی به کار می‌رود در جداسازی بین ساب گرید و مواد سنگی و دانه‌ای واقع می‌گردد در فیلتراسیون ژئوتکستایل آب را چه تحت فشار و چه در حالت جریان ثابت با فیلتر از خود عبور خواهد داد و از عبور خاک نرم به لایه سنگی پی و لایه‌های زهکش جلوگیری می‌کند. در نقش مستحکم سازی موجب استحکام مواد نرم ساب گرید می‌شود؛ و میزان CBR را تا حد مطلوبی افزایش می‌دهد و با توزیع فشار منطقه‌ای و موضعی از فرورفتن مواد سنگی و دانه‌ای به درون ساب گرید نرم و مرطوب جلوگیری می‌کند و نیز نقش زهکشی در جاده را بهبود می‌بخشد.
روکش جاده
منبع اصلی تخریب در فرش (روسازی) جاده تزریق آب ناخواسته به درون ساختار از طریق ترک موجود در سطوح فرش است هنگام ساخت یا تمدید فرش جاده‌ها الحاق ژئوتکستایل بین اندود اتصال (Tack coat) و لایه جدید آسفالت یک سد رطوبتی مؤثری را ایجاد می‌کند و زیر پی را در مقابل نفوذ آب سطحی حمایت می‌کند.
سد سازی
کاربرد ژئوتکستایل در زمینه سد سازی برای ضدآب سازی و جلوگیری از نشست آب از بدنه سد شده و از تخریب تدریجی آن جلوگیری می‌نماید. در این کاربرد از ژئوتکستایل سنگین به عنوان لایه محافظ غشاء ژئوممبرین استفاده می‌شود. همچنین به عنوان زهکشی سطحی دیواره سد و انتقال رطوبت به زهکش‌های پائین سد عمل می‌کند.
زیر سازی خط آهن
ژئوتکستایل در این کاربرد موجب تثبیت خط آهن می‌گردد. حفظ هندسی بستر خط آهن و در نقش جداسازی، بین مواد پی Ballast و زیر پی Sub ballast و نیز مهار سازی مواد پی و زیر پی در مقابل حرکات جانبی کمک می‌کند. ژئوتکستایل همچنین مکانیزمی را برای زهکشی جانبی (حاشیه‌ها) ایجاد می‌کند و عملکرد زهکشی را بهبود می‌بخشد.
کنترل فرسایش
ژئوتکستایل در مواردی از جمله زهکشی، سواحل، سیستم‌های حفاظتی و اسکله به کار می‌رود و نیز برای کنترل دائمی فرسایش شبیه زهکشی زیر زمینی می‌باشد. بدون حضور ژئوتکستایل فیلتری، ضربات موج آب، مواد subgrade را زیر پوشش سنگی Rip rap یا بتن آرمه فرسایش می‌دهد.
دیواره‌های محافظ
ژئوتکستایل به‌طور وسیع جهت استحکام بخشیدن به خاکریزه‌ها روی خاک‌های نرم، سیل‌بند و دیواره‌های نگهدارنده به کار میروند. حقیقتاً یک ژئوتکستایل به کار رفته جهت دیوار نگهدارنده می‌تواند تقریباً با کمتر از نیمی از هزینه یک دیوار نگهدارنده سنتی ساخته شود.
کنترل نگهداری ضایعاتویرایش
زهکشی زیر زمینی
ژئوتکستایل جایگزین فیلترهای خاکی متداول برای زهکشی تقریباً تمام ساختارها از سیستم‌های کنترل آب زیرزمینی فرش جاده‌ها، زیر ساخت‌های ساختمان سدها و دیوارها می‌باشند. ژئوتکستایل‌های نبافته سبک‌وزن تا وزن متوسط مناسب کاربرد فیلتر زهکش بوده و اجازه می‌دهند که آب زیر زمینی از هسته‌های زهکشی بگذرند و در عین حال از بسته شدن و گیر کردن سیستم زهکشی با خاک مجاور جلوگیری می‌کند.
سیستم جمع‌آوری مایعات و گاز
ژئوتکستایل‌های نبافته و بافته شده برای مایعات محلول و سیستم‌های جمع‌آوری گاز استفاده می‌شوند درصورت استفاده از سیستم یکپارچه خاک و ژئوتکستایل می‌توان وزن کل خاک اطراف و روی لوله و دیواره‌های کانال را بر سطح مقطع لوله اعمال نمود و به این ترتیب به وزن کافی جهت مقابله با نیروی شناوری دست یافت.
حفاظت ژئوممبرین
ژئوتکستایل‌ها به‌طور مؤثر به عنوان بالشتک محافظتی از لایه‌های کنترل ضایعات در مقابل سوراخ شدگی و صدمات دیگر حفاظت می‌کنند. بدون لایه‌های محافظ، لبه‌های تیز مواد زیرین و مواد زائد موجب آسیب دیدگی ممبرین شده و نهایتاً از کیفیت و کارایی لایه‌ها می‌کاهد. لایه‌های نبافته سنگین‌وزن با وزن حدود ۲۰۰تا ۵۰۰ گرمی ژئوممبرین‌ها را محافظت می‌کند.
مزایای ترکیب ژئوتکستایل و ژئوممبرین‌ها ی آرین خاک
از الیاف ژئوتکستایل بافته نشده می‌توان جهت تقویت بعضی از ژئوممبرین‌های لایه‌ای مسطح استفاده نمود که به آن لایه آستری scrm گفته می‌شود.
از سوراخ شدن ژئوممبرین در هنگام قرار گرفتن بر روی خاکریز جلوگیری می‌شود.
از آنجا که ژئوتکستایل مانند یک لایه زهکشی، عمل کرده از افزایش فشار آب حفره‌ای در زیر
امکان پخش تنش در قسمت تحتانی ژئوممبرین فراهم می‌شود.
سیستم‌های محافظ و زهکشی زیر چمن
از آنجا که چمن مصنوعی معمولاً بر روی آسفالت نصب می‌گردد چمن به مرور نازک و باعث پارگی بکینگ شده و نخ‌های تافت چمن از آن جدا می‌گردد که با برقراری ژئوتکستایل بین بیکینگ و آسفالت از این امکان جلوگیری می‌گردد.
لاینینگ و ایزولاسیون تونلها
در سیستم‌های ایزولاسیون و زهکشی تونلها از لایه ژئوتکستایل به عنوان محافظ و زهکشی ورق ژئوممبران استفاده می‌شود. عموماً باید از ژئوتکستایلی استفاده نمود که در مقابل مواد شیمیایی مقاوم بوده و به خوبی سیال را زه کند و از صدمات احتمالی به لایه پلیمری آب‌بندکننده محافظت بعمل آورد یعنی از مقاومت خوبی در برابر فشارهای متمرکز پانچ‌کننده بر خوردار باشد.
استحصال زمین‌های باتلاقی
استحصال زمین‌های باتلاقی، سست و آبگیر جهت بهره‌برداری و ساخت سازه‌های مختلف نیاز به تحکیم دارد که ژئوتکستایل بخاطر مقاومت کششی عالی و توزیع بار در سطح وسیع جایگزین مناسبی برای رو ش‌های سنتی زمان بر و پرخرج می‌باشد.
مقاوم‌سازی زمین در برابر زلزله
زهکشی‌های قائم، ستون یا ترانشه‌ای از مصالح نفوذپذیر است که برای تخلیه اضافه فشار آب منفذی خاک‌های ماسه‌ای و رسی سست اشباع احداث می‌گردد تا احتمال روانگرایی و خسارت وارده در اثر زلزله کاهش یابد. مدل پیشنهادی زهکش‌های نیمه پیش ساخته ژئوتکستایلی می‌باشد که پس از حفاری خاک توسط ماشین‌های حفاری لایه‌های ژئوتکستایل درون برش قرار گرفته و به وسیله خا ک‌های دانه‌ای پر می‌گردد. ا ز مزیت این روش می‌توان به هزینه پائین، نصب سریع، بهبود خواص مکانیکی خاک در کوبش و کاهش روانگرایی، پیوستگی مطمئن زهکش، نفوذپذیری زیاد، دست خوردگی ناچیز خاک و زهکشی مناسب اشاره نمود.
فیلتر در کانال‌های آبی
این کاربرد شناخته‌ترین و پر مصرف‌ترین کاربرد ژئوتکستایل می‌باشد. در این عمل ژئوتکستایل در تماس با خاکی که قرار است زهکشی شود قرار می‌گیرد. ژئوتکستایل‌ها در واقع جانشین مصالح ماسه‌ای می‌شوند و باید بتوانند همان عملکرد و کارایی فیلترهای ماسه‌ای را داشته باشند. هم فیلترهای ژئوتکستایلی و هم فیلترهای ماسه‌ای باید بتوانند بدون ایجاد هر گونه فشار هیدرواستاتیک اضافی، آب یا گاز را از خود عبور دهند.
فیلتر در سدهای خاکی
فیلتر یکی از اجزاء مهم سازه‌های خاکی است که در ارتباط با جریان آب می‌باشند هنگامی که جریان نشت از یک خاک با دانه‌های نسبتاً ریز به مصالح درشت تر به زهکش وارد می‌شود، ممکن است مصالح ریزدانه از جای خود حرکت کرده، اولاً باعث بروز ناپایداری در کل سازه گردیده و خطر آفرین باشند و ثانیاً فضاهای خالی سیستم زهکش را پر کرده و در برابر حرکت آب ایجاد موانع کنند و در نتیجه باعث افزایش فشار هیدرواستاتیکی در سازه ش بشود
مزایا ژئوتکستایل آرین حاک
از جمله مزایای استفاده از ژئوتکستایل می‌توان به ساخت و نصب سریع، صرفه اقتصادی، مقاومت شیمیایی، دوام زیاد، عدم وجود جدایش بین دانه‌ها که در فیلترهای دانه‌ای در حین ساخت به وجود می‌آید و کاهش میزان حفاری اشاره کرد. ضخامت لایه ژئوتکستایل نسبت به لایه مصالح دانه‌ای خیلی کوچکتر است و این امر از نظر اقتصادی و اجرائی حائز اهمیت می‌باشد. قیمت و هزینه ژئوتکستایل عموماً در مقایسه با سایر مواد سیستم‌های زهکشی کمتر می‌باشد.
شرکت آرین خاک با سال ها تجربه در زمینه ی ژئوتکستایل آماده ی همکاری با شما عزیزان می باشد جهت مشاوره رایگان با مشاورین ما تماس بگیرید.
