بلاگ

یکی از عمده‌ترین کاربردهای ژئوتکستایل به‌عنوان فیلتر در انجام زهکشی دیوارهای حائل پتوهای زهکش کناره‌های راه سازه و زیر بستر نفوذ پذیر راه است.

نقش فیلتر در جلوگیری از ذرات خاک هنگام جریان آب به سمت محل جمع آوری آب می‌باشد. ژئوتکستایل ها همچنین به عنوان فیلتر در زیر سیستم مسلح کنترل فرسایش استفاده می‌شوند. مزیت‌های کاربرد ژئوتکستایل در کاربردهای زهکشی نسبت به فیلترهای دانه‌ای‌:

1. کارآیی بیشتر
2. امکان کم کردن ضخامت لایه زهکش
3. امکان حذف لوله‌های جمع آوری آب زهکشی
4. عملیات خاکی کمتر
5. هزینه کمتر
6. نصب و اجرای سریع و آسان

نقش فیلترهای دانه‌ای و لایه زهکش ژئوتکستایل‌:

• اجازه عبور آب از فیلتر به مخزن آب در تمام طول عمر آن
• جلوگیری از حرکت ذرات خاک همراه با جریان آب

ژئوتکستایل‌ها نیز مانند فیلترهای دانه‌ای نیازمند طراحی دقیق مهندسی می‌باشند و در غیر اینصورت عملکرد خوبی نخواهند داشت. برای طراحی دقیق فیلترهای ژئوتکستایل پارامترهایی مانند مشخصات جریان آب مقاومت جوشش، مقاومت مسدود شدگی و شرایط ساخت لازم می‌باشد که در ادامه به معرفی آن‌ها می‌پردازیم.

برخی از کاربردهای ژئوتکستایل‌ها در انجام زهکشی:

1. به‌عنوان فیلتر دور گودال‌های زهکشی برای جلوگیری از حرکت ذرات خاک به داخل سیستم زهکشی دانه‌ای همراه با جریان آب (شکل ۴-۱- الف).

2. به‌عنوان فیلتر در زیر سطح راه در زمین‌های با نفوذ پذیری زیاد (شکل ۴-۱- ب)

3. به‌عنوان زهکشی سازه‌هایی مانند دیوارهای حائل، پایه‌های پل در جداسازی زهکش دانه‌ای و یا کل سیستم از خاک پشت آن (4-۱- ج)

4. به‌عنوان پوشش برای لوله‌های جمع آوری آب زهکشی در سیستم‌های زهکشی جهت جلوگیری از ورود دانه‌های فیلتر به داخل لوله هنگام زهکشی شکل ( 4-1- د)

5. به‌عنوان جداساز زهکش پاشنه‌ای و سطحی در پایدار سازی شیروانی‌ها با زایل کردن فشار آب حفره ای و کنترل شکل فرسایش سطحی (شکل ۴-۱-۰)

6. به‌عنوان زهکش پاشنه‌ای در سدهای خاکی و خاکریزها برای کنترل تراوش (شکل ۴-۱- و).

 در تمام کاربردهای فوق جریان آب در ژئوتکستایل عمود بر صفحه آن می‌باشد. در سایر کاربردها مانند زهکشی عمودی در فونداسیون‌ روی خاک‌های سست زهکشی جانبی در پشت دیوارهای حائل و لوله‌های انتقال گاز، جریان آب ممکن است هم به‌صورت عمود و هم در جهت صفحه آن اتفاق بیفتد.

تمام طراحی‌های مربوط به ژنوسینتیک‌ها در کاربردهای مختلف باید با تشخیص نقاط بحرانی و حساس شرایط پروژه شروع شود (جدول ۴-۱)

جدول 4-1 راهنمایی برای تعیین درجه بحران و شدت پروژه‌های زهکشی و کنترل فرسایش

در شکل ۴-۲ مفهوم خاک بد دانه بندی شده خوب دانه بندی شده و با دانه بندی یکنواخت نشان داده شده است.

خاک‌های با دانه بندی منفک (بد دانه بندی شده) و یا با دانه بندی گسترده (خوب دانه بندی شده) هر دو ممکن است از نظر ساختمان داخلی ناپایدار باشند و پدیده جوشش و یا فرسایش داخلی را تجربه کرده باشند. از طرف دیگر خاک زمانی از نظر ساختمان داخلی پایدار است که خود فیلتر باشد یعنی ذرات ریز آن از داخل حفرات بین ذرات بزرگتر عبور نکنند.

معیارهای بررسی وضعیت پایداری داخلی خاک در ادامه معرفی می‌شود خاک‌های جداشدنی خاک‌هایی با دانه بندی ریز طبیعی هستند که در حضور آب ذرات آن‌ها از هم جدا می‌شوند و مستعد برای ایجاد جوشش و یا فرسایش داخلی می‌باشند.

طراحی فیلتر ژئوتکستایل

طراحی فیلتر ژئو تکستایل در واقع مانند طراحی فیلترهای دانه‌ای می‌باشد.

شباهت ژئوتکستایل و خاک در داشتن حفرات و ذرات می‌باشد هرچند که به لحاظ ظاهر و ترتیب قرارگیری رشته‌ها و قابلیت تراکم پذیری ساختمان ژئوتکستایل رابطه پیچیده‌تری بین رشته‌ها و حفرات حاکم می باشد.

در ژئوتکستایل می‌توان اندازه حفرات را مستقیما اندازه گرفت در حالی که در خاک این کار به صورت غیر مستقیم و از طریق اندازه‌گیری ذرات تخمین زده می‌شود. بنابراین می‌توان با در دست داشتن اندازه حفرات موجود در ژئوتکستایل می‌توان روابط ساده‌ای را بین اندازه حفرات موجود در ان و اندازه ذرات خاکی که باید زهکشی شود برقرار کرد. در طراحی ژئوتکستایل برای مقاصد زهکشی و فیلتر کردن خاک از سه مفهوم عمده استفاده می‌شود.

• اگر اندازه بزرگ‌‌ترین حفره در ژئوتکستایل از اندازه بزرگترین ذره خاک کوچک‌تر باشد در آن صورت خاک توسط فیلتر نگهداری می‌شود. در فیلترهای دانه‌ای ذرات بزرگتر خاک بر روی حفرات خاک تشکیل فیلتر می‌دهند که از حرکت ذرات کوچکتر خاک و ایجاد پدیده جوشش جلوگیری به عمل می‌آورد.

• اگر اندازه کوچکترین حفره در ژئوتکستایل به اندازه کافی بزرگ باشد که به ذرات کوچک‌تر خاک اجازه عبور از فیلتر را بدهد در آن صورت ژئوتکستایل هیچگاه کور و یا گرفته نمی‌شود.

• 

  درزهای زیادی در ژئوتکستایل باید وجود داشته باشد تا علیرغم بسته شدن تعدادی از آن‌ها در آینده، جریان کامل آب برقرار شود.

  بنابراین برای طراحی به عنوان فیلتر ژئوتکستایل بایستی سه معیار زیر را برطرف کند:

  1. نگهداری ذرات خاک
  2. اجازه عبور آب
  3. طول عمر زیاد دربرابر گرفتگی و کورشدگی

  کریستوفر و هلتز پس از تحقیقات بسیار در آمریکای شمالی و اروپا بر روی فیلترهای معمولی و فیلترهای ژئوتکستایل، مراحل طراحی ارائه شده را برای طراحی فیلترهای ژئوتکستایل و کنترل دائمی فرسایش ارائه کردند.

  مراحل طراحی به درجه بحران پروژه و شدت شرایط خاک و اب بستگی دارد. (جدول 4-1) به خصوص در پروژه‌های با درجه بحران زیاد، در نظر گرفتن ریسک و پیامدهای احتمالی خراب شدن فیلتر ژئوتکستایل نیاز به دقت بسیار بالایی دارد. در این پروژه و پروژه‌های با شرایط شدید هیدرولیکی، طرح محافظه کارانه پیشنهاد می‌شود.

  انتخاب ژئوتکستایل نباید فقط بر اساس هزینه اقتصادی باشد.

  هزینه اقتصادی ژئوتکستایل معمولا نسبت به هزینه سایر مصالح و ساخت سیستم زهکشی با آن‌هاا کمتر می‌باشد . با وجود این در هنگام طراحی نباید سعی در کاهش هزینه‌ها با حذف آزمایش های لازم بررسی عملکرد و کارایی ژئوتکستایل-خاک نمود.

  تحقیقات ملی بزرگراه‌ها در مطالعه کارایی سیستم‌های زهکشی با ژئوتکستایل نشان داد که معیارهای طراحی کریستوفر و هلتز، تخمین بسیار عالی از کارایی فیلتر به خصوص برای خاک‌های دانه‌ای ارائه می‌دهند.

راه‌های ارتباطی آرین خاک:

تلفن:

88009861- 021

021-88009862

09120204952

فکس: 89770827-021

info@geokhanjani.com