معرفی ژئوتکستایل
چنانچه مشهود است پیشوند ژئو تکستایل، (Geo) یعنی با خاک پوشاندن و Textileیعنی پارچه به این ترتیب آنرا منسوج با قابلیت پوشاندن خاک ترجمه میکنند.

به این ترتیب ژئوتکستایل ها محصولاتی هستند که در فونداسیون ها ، زیر خاک روی صخره ها، هر سطحی که با خاک پوشانده شود و یا هر منظور مشابه دیگری که در علم مهندسی زمین و یا مواد وابسته به آن و در پروژه های ساختمان سازی ، راه سازی و تثبیت خاکها و یا صخره های ناپایدار بکار رود.عامل عمده شکست جاده تزریق مواد لایههای مجاور به درون پی سنگریزهای و پیامد نزول استحکام در لایه سنگریزهای میباشد وقتی لایه سنگریزهای روی لایه Subgrade قرار می گیرد.

ژئوتکستایل


این محصولات منوسجات غیرقابل نفوذی هستند که از الیاف پلیمری، پلی پروپیلن و پلی استرو در بعضی موارد پلی اتیلن و پلی آمید تولید میشود. در صورتیکه الیاف ساخته شده از این پلیمرها توسط ماشین های بافندگی و به صورت دو مجموعه نخ عمود بر هم بافته شده باشد ژئوتکستایل بافته شده (Woven ) واگر الیاف تصادفی و نامنظم کنار هم قرار گرفته شده باشند بافته نشده (Non Woven ) میباشند.

ژئوتکستایل


ژئوتکستایل‌ها جایگزین فیلترهای دانه‌ای و تفکیک شده سنگریزه‌ای در زیر سنگ چینی‌ها (Rip Rap) یا بلوک‌های بتن آرمه می‌گردند و در مواردی از جمله کانال‌های زهکشی، سواحل، سیستم‌های حفاظتی و اسکله و سدهای خاکی به کار می‌روند. بدون یک فیلتر ژئوتکستایل، عمل موج و حرکات آب، خاک‌های Subgrade را در زیر مجموعه سنگریزه‌ای یا لایه آرمه فرسایش می‌دهد تحلیل لایه Subgrade مزیت آرمه یا مجموعه قلوه سنگ‌ها (Rip Rap) را تنزل می‌بخشد و موجب لزوم تعمیرات اساسی می‌گردد. انتخاب ژئوتکستایل برای کنترل دائمی فرسایش شبیه زهکشی زیرزمینی می‌باشد. با این همه کاربردهای کنترل فرسایش معمولاً نیاز به ژئوتکستایل‌هائی با خواص استحکامی بالا هست. کانال‌های زهکش، سواحل، پل و سیستم‌های حفاظت از خوردگی سازه‌ها در اثر آب (آب‌ خوردگی) از مواد کاربردی این نقش از ژئوتکستایل می‌باشد.

تاريخچه ژئوتکستايل

سابقه ساخت و ساز و کاربرد مواد ژئوسنتتيک به سالهاي 1950 بر مي گردد که در آن زمان از ورقه هاي تک رشته اي ژئوتکستايل بافته شده به عنوان فيلتر در کنترل فرسايش در ايالت فلوريداي آمريکا استفاده شد." باب بارت" اولين کسي بود که اولويت طرح هاي کاربرد مواد ژئوسنتتيک در پروژه هاي آب و خاک را مطرح ساخت و بدين دليل به نام "پدر ژئوتکستايل" مشهور گرديده است. در اواسط دهه 1960، هيات مهندسين ارتش امريکا (COE) امکان استفاده از ژئوتکستايل هاي بافته شده را به عنوان جايگزيني براي فيلتر هاي دانه اي در سيستم هاي کنترل فرسايش و حفاظت شيب ها مورد بررسي قرار داد. اين سازمان اولين معيارهاي بررسي ژئوتکستايل ها به عنوان فيلتر را مطرح و در سال 1975 مجموعه اي از استانداردهاي فني در اين زمينه را ارائه نمود.
در همين زمان استفاده از ژئوتکستايل ها براي حفاظت از سواحل يک رودخانه در هلند مطرح گشت به گونه اي که با اصلاح روش تا سال 1977 تنها براي حفاظت سواحل يک رودخانه در هلند حدود دو ميليون متر مربع ژئوتکستايل مصرف گرديد و در حال حاضر نيز اين تکنيک به عنوان روشي استاندارد و پذيرفته شده در آن کشور مطرح است. در آمريکا نيز از اواخردهه 1970 کاربرد ژئوتکستايل هاي رشته اي بافته شده رو به افزايش گذاشت و هيات مهندسين ارتش امريکا استفاده از اين مواد را براي فيلتر کنترل فرسايش به صورت استاندارد رواج داد. به دنبال فعاليت هاي هيات مهندسين ارتش امريکا و تبادل اطلاعات با محققين و مهندسين اروپايي، اولين کنفرانس ژئوتکستايل ها در سال 1977 برگزار گرديد و استفاده از ژئوتکستايل ها به عنوان فيلتر و زهکش مورد پذيرش بسياري از کارشناسان و مهندسين فعال در زمينه هاي مختلف قرار گرفت.

ژئوتکستایل


کاربرد عمده ژئوتکستایل ها

1. فیلتراسیون
2. زیرسازی جاده
3. روکش جاده
4. کنترل فرسایش
5. دیوار های محافظ
6. کنترل فرسایش
7. کنترل نگهداری ضایعات
8. سیستم جمع آوری مایعات و گاز
9. حفاظت ژئوممبرین
10. ثبات و تحکیم خط های آهن
11. احداث مخازن ذخیره آب و مواد شیمیایی
12. مخازن فاضلاب و لندفیل ها در ایزولاسیون تونل ها
13. کانال های آب رسانی
14. در احداث و فونداسیون سازی ساختمان
15. جلوگیری از فرسایش سواحل
16. در اجرای انواع خطوط آهن
17. در زیر سازی و روکش اسفالت
18. تحکیم بستر خاکریزه ها
19. استفاده در خطوط انتقال اب
20. زیر سازی چمن مصنوعی
21. احداث باند فرودگاه
22. انواع زهکشی ها از جمله سطحی و زیر زمینی
23. محل های دفن زباله
24. سیستم جمع آوری مایعات و گاز ها و غیره
25. تقویت (استحکام) و تثبیت سازی

کاربرد ژئوتکستایل در مهندسی

1. زهکشی: آب زیرزمینی در روی ژئوتکستایل به خوبی جریان پیدا کرده و می تواند به سمت نقاط خروجی هدایت شود.
2. فیلتریزاسیون: در صورتی که لایه ژئوتکستایل نفوذ پذیر بین دو لایه خاک دانه ای درشت و ریز قرار گیرد، زهکشی به راحتی از لایه ریز به لایه درشت انجام شده و از نفوذ دانه های ریز به لایه درشت جلوگیری می شود.
3. جداسازی: با استفاده از ژئوتکستایل می توان لایه های مختلف خاک را از هم جدا کرد. به عنوان مثال در احداث شاه راه ها، بستر رسی را می توان به کمک ژئوتکستایل از زیر اساس شنی جدا نمود.
4. تسلیح: مقاومت کششی زیاد ژئوتکستایل باعث افزایش ظرفیت باروری زمین می شود.

کاربرد ژئوتکستایل در پروژه های عمرانی

1. کاهش هزینه های مصالح مصرفی در زمان ساخت
2. تقویت بستر
3. کاهش ضخامت لایه های گوناگون خاک
4. جلوگیری از ایجاد ترک در روکش های آسفالت
5. جداکننده بین لایه های گوناگون خاک جهت جلوگیری از تداخل دانه بندی ها به یکدیگر
6. فیلتراسیون
7. سیستم های زهکشی
8. عمر فراوان آن در خاک
9. افزایش عمر سیستم های طراحی شده

ژئوتکستایل

اهمیت ژئوتکستایل ها

بار ها، موج ها و گاهی یخ ها عمده منابع بارگذاری بر سازه های آبی و دریایی است. از بین عوامل فوق امواج ضمن اعمال فرسایش در بستر رودخانه یا کف دریا می تواند نیروهای ضربه ای به سازه وارد نماید. اغلب تجارت های جهانی بوسیله کشتی ها و از طریق ورود وخروج به بنادر صورت می گیرد، این امر نیازمند تثبیت و نگهداری راه های آبی است، ضمن آنکه مسایل توریستی در کنار سواحل نیز یکی از عوامل درآمد زا برای کشورهاست و این امر بحث پایداری و تثبیت سواحل را مهمتر می سازد. مهندسی سواحل شروع نقطه ای برای استفاده از الیاف مصنوعی در دهه 1950 میلادی بوده است و در ابتدا الیاف مصنوعی برای ساختن کیسه های بزرگ شنی و ماسه ای به منظور استفاده درموج شکن ها بوده است، ازاین مواد به دلیل داشتن خصوصیاتی مانند وزن کم، مقاومت بالا و طولانی مدت استفاده بیشتری گردید طوری که امروزه دو نوع الیاف مصنوعی بافته شده و بافته نشده برای پروژه های سد سازی، جاده سازی، ساخت راه آهن و تونل و دیگر کار های مهندسی ژئو تکنیک استفاده می شود.

geotextile

همچنین این مصنوعات جهت حفاظت سواحل دریا و رود ها کاربری ایده آلی دارد. گونه های مختلف بافته نشده ژئو تکستایل می توانند جانشین برتری برای ریزدانه های زیرین (RIP RAP) و به طورکلی نقاطی که درمعرض فرسایش وجذر و مدر قراردارد باشد. به طورکلی اجرای بسیارسریع و راحت، مقاومت بالا، هزینه کم، پایداری ده ها ساله، تخریب کمتر طبیعت، یکنواختی در اجرا وسایر ویژگی های آن باعث شده که در اکثر کشور ها مورد استفاده قرارگیرد.

نقش تقویت کنندگی ژئوتکستایل ها

ژئو تکستایل ها به طور کلی در توده خاک می توانند بوسیله توسعه نیروهای کششی نقش تقویت کنندگی داشته باشند. در واقع یک ژئوتکستایل استحکامی باعث تغییر واکنش آسفالت جاده نسبت به نیرو های وارده می شود. در این مکانیزم، کرنش های موجود در توده خاک منجر به کرنش هایی در ژئو تکستایل کردیده که موجب بسیج نمودن نیرو های کششی در استحکامات می شود. و این نیرو ها در جهت محدود سازی حرکات خاک عمل کرده و موجب توزیع استخکام برشی اضافی می گردند. این فرایند موجب می شود تا سیستم خاک ژئوتکستایل، استحکام برشی بزرگتری در توده خاک ایجاد کند. به بیان ساده تر منسوج با استحکام بالا کمبود استحکام توده خاک ضعیف را نموده و در کل مجموع آن دو در مقابل تنش های برشی کقاومت می کنند. پس این منسوج باید دارای مدول تنش - کرنشی اولیه بالایی باشد تا تنش ها را تحمل نموده و آنها را در محدوده بزرگتری پخش نماید. این کاهش فشار ها می تواند موجب کاهش قابل توجهی در ضخامت مورد نیاز لایه پی سنگی می شود.

geotextile

ساخت شیب های با دوام و دیواره های حائل و سایر سازه های خاکی با ساختار های نگه دارنده همگی از موارد استفاده از این مصنوعات می باشد. از طرفی مقرون به صرفه بودن استفاده از این مصنوعات نسبت به روش های سنتی (برای مثال دیوار های عمودی خاک تقویت شده نسبت به دیوار های بتونی سنتی هزینه احداث کمتری دارد) موجب شده که استفاده از این مصنوعات امروزه در پروژه های ژئوتکنیکی دارای اهمیت خاصی باشند.

نتیجه گیری کلی و نگاهی به آینده

بیش از 30 سال از مصرف ژئوتکستایل ها در سازه ها و ساختمان می گذرد. با توجه به قدمت استفاده از ژئوتکستایل ها در صنعت راه و ساختمان تجارب ارزنده‏ای در کشور های مختلف در این زمینه کسب شده و علاوه بر این در هزینه‏ های ساختمان و بهینه سازی انرژی صرفه‏جویی‏ هایی صورت گرفته ‏است.
امروزه علی ‏رغم رکود در فعالیت های ساختمانی کشور شاهد افزایش مصرف ژئوتکستایل در این صنعت می‏ باشیم. علت امر را می‏توان به موارد زیر نسبت داد:
1. آمادگی صنعت ساختمان برای استفاده از فناوری ‏های نو در این زمینه.
2. افزایش آگاهی و اطلاعات علمی و فنی در زمینه تولید ژئوتکستایل ‏ها.
3. نتایج مثبت و تجربیات ارزنده از مصرف ژئوتکستایل ها در مدت سه دهه گذشته در کشور های مختلف.
4. وجود دستور‏العمل‏ ها و استاندارد های موجود و در حال تهیه و تدوین.
5. تنوع کاربرد های جدید این محصولات.