ژئوگرید و کاربرد آن

کاربرد ژئوگرید

تعریف ژئوگرید 

ژئوگرید صفحه ای است دارای ساختار متشکل از رشته‌ها (Ribs) که بصورت عمود بر هم (طولی و عرضی یا MD و CMD) یا غیر عمود در نقاطی به نام نقاط اتصال (Junction) به طرق مختلف بهم متصل شده اند و چشمه‌هائی به شکل شبکه (Geo Grid) و یا چند ضلعی (Geo Net) را بوجود آورده اند.

  

ژئوگریدها بطور عمومی‌از طریق ایجاد ؟ قفل شدگی (Inter locking) با دانه‌های خاک، مقاومت کششی و برشی توده خاکی متراکم شده را تا حد زیادی بالا و این توده را در مقابل انواع بارهای فشاری، برشی و ؟ مقاوم می‌سازند.

ژئوگریدها در ضخامت‌، سایز و ابعاد مختلف به صورت شبکه‌های سه بعدی تولید می‌شوند‌.‌ به عنوان تقویت کننده‌های مناسب مورد استفاده قرار می‌گیرند زیرا آنها دارای مقاوت کششی بالا و قفل شدگی قابل توجهی در ساختار شبکه هستند‌‌. این دسته از ژئوسنتتیک‌ها معمولاً در مناطقی که خاک‌ها اشباع‌ یا نم‌دار هستند، در بالا و پایین لایه ژئوتکستایل قرا‌ر می‌گیرند‌. مزایای بکارگیری ژئوگریدها در پروژه‌های عمرانی تقریباً مشابه با مزایای بکارگیری ژئوتکستایل‌ها است.

کاربرد ژئوگریدها‌

جداسازی مواد مختلف مثل تفکیک ماسه از گراول
جداسازی و فیلتراسیون
ایجاد سطح تفکیکی کننده بین مواد آلوده کننده و مواد غیر آلوده
بالا بردن مقاومت مکانیکی
بالا بردن مقاومت کششی
بالا بردن مقاومت و تقویت بستر جاده‌ها
برای تفکیک لایه‌های قدیمی‌و جدید در جاده‌ها برای ایجاد لایه و روکش جدید در جاده

نکات مهم در استفاده از ژئوگریدها‌

‌دیوارهای بلند؛ ژئوگرید معمولاً حدود ۷۰ درصد ارتفاع دیوار را شامل می‌شود.
‌رمپ‌ها و شیب‌های دو طرفه؛ ژئوگرید معمولاً در تمام عرض خاکریز قرار داده می‌شود.
‌در طراحی‌های مرتبط با بحث زمین لرزه‌ها‌؛ فاصله بین ژئوگرید‌ها در طراحی‌، مد نظر قرار می‌گیرد‌. ولی جایی که از نظر لرزه‌خیری منطقه آرامی‌است فاصله ژئوگرید‌ها به طور مشخصی بیشتر است.
پایدارسازی شیب‌ها بسته به شیب‌های مختلف این فاصله (فاصله بین ژئوگریدها‌) تغییر می‌‌کند، مثلاً در شیب با نسبت ۱:۸ فاصله هر ردیف ژئوگرید ۸ اینچ است و در دیوارها و مناطق با شیب عمودی فاصله ژئوگریدها حتی به ۱ اینچ می‌رسد.
انواع ژئوگریدها بین دماهای ۵۰ – تا ۱۰۰۰۰ درجه سانتیگراد مقاوم بوده و در هر نوع آب و هوایی قابل استفاده است.

فرآیند تولید رشته‌های طولی و عرضی و چگونگی اتصال آنها با همدیگر باعث ایجاد انواع ژئوگرید به شرح زیر می‌شود:

ژئوگریدهای یکپارچه تزریقی:

این نوع ژئوگرید را عمدتا” از پلی اتیلن (PE) و پلی پروپیلن (PP) تولید می‌نمایند. به این ترتیب که ورقه‌هائی (Sheet) که تزریق این مواد تولید شده، سپس سوراخهائی در ورقه ایجاد می‌شود (Punching) و سپس سوراخ شده بسته به نوع ژئوگرید و مقدار مقاومت کششی لازم در یک جهت یا در جهت کشیده می‌شود. (Streching)

بدین ترتیب ساختار یکپارچه ای از رشته‌های طولی و عرضی (MD و CMD) نقاط اتصال (Junction) بوجود می‌آید. این نوع ژئوگرید را ژئوگرید تزریقی یکپارچه (Integrateel) نیز می‌نامند.

از جمله خواص منحصر بفرد این نوع ژئوگرید وجود مقاومت در نقاط اتصال به اندازه دیگر اجزای ژئوگرید (Junction Strength) و همچنین یکپارچگی مواد تشکیل دهنده به ؟ تاثیر پذیری کم در مقابل ضربات ناشی از سنگها و ذرات خاک در حین اجرا (Installation Damage) می‌باشد.

کاربردها:

این نوع ژئوگرید بصورت تک محوری (Uniaxial) در احداث دیوارهای حائل و بصورت دو محوری (Biaxial) در تقویت بسترهای ست، افزایش ظرفیت باربری خاک و تقویت روکش بالاست راه آهن کاربرد دارد.

 
 
 

ژئوگریدهای بافتنی:

این نوع ژئوگرید را از انواع پلیمرهائی که می‌توان از آنها تولید نخهای دارای مدول کششی بالا (High Tenasity) نمود، تولید می‌کنند. به این ترتیب که از درهم تنیدن نخ‌ها تار و پود‌ها را بوجود آورده و سپس تار و پودها را بصورت رشته‌های طول و عرضی درهم می‌بافند تا شبکه‌های ژئوگرید بوجود بیاید.

از آنجا که نخهای پلیمری در مقابل آسیب‌های حین اجرا (Installation Damage) آسیب پذیر هستند، ژئوگرید تولید شده را بسته به نوع کاربرد با مواد پلیمیر یا مواد قیری یا ترکیبی از این دو پوشش (Coating) می‌دهند.

نقاط اتصال (Junction) ژئوگریدهای بافتنی به اندازه انواع یکپارچه مقاومت ندارد لذا ترجیح بر آن است که از این مصالح در شرایطی که مقاومت تک محوری مدنظر است استفاده شود.

کاربردها:

بخاطر امکان استفاده از پلیمرهای خاصی نظیر پلی وینیل الکل (PVA) و آرامید (Aramid) که از آنها نخهائی با مدول بسیار بالا تولید می‌کنند و همچنین امکان افزودن تعداد نخهای تشکیل دهنده رشته‌ها و همینطور تنوع در سیستم درهم تنیدن نخها و تولید رشته، می‌توان ژئوگریدهای بافتنی با مقاومت کششی بسیار زیاد (بیش از ۱۰۰۰ KN/m) تولید نمود که در کاربردهائی خاص نظیر عبور از بسترهای کارستی که امکان بروز پدیده (Sinkhole) در آنها وجود دارد، از این ژئوگریدها استفاده نمود.

همچنین ژئوگریدهای بافتنی که از الیاف شیشه یا پلی وینیل الکل تولید شده و دارای پوشش قیری یا قیر پلیمری باشند، از جمله بهترین مصالح برای مسلح سازی آسفالت به حساب می‌آیند.

ژئوکمپوزیت‌ها:

ترکیبات مختلفی از ژئوگریدهای یکپارچه یا بافتنی با انواع ژئوسنتتیکهای دیگر نظیر ژئوتکستایل و ژئومت، منجر به تولید ژئوکمپوزیت‌هائی می‌شد که در مسلح سازی خاک و آسفالت بکار میروند. هر چند با توجه به لزوم برقراری اندرکنش بین دانه‌های خاک یا آسفالت یا چشمه‌های ژئوگرید، بنظر می‌رسد بهتر است این ترکیب‌ها بصورت یکپارچه سازی ژئوگرید یا مصالح دیگر ضرورت نگیرد و هر یک از آنها بطور جداگانه مورد استفاده قرار گیرد.

ژئوگرید‌های تزریقی – جوشی:

جهت تولید این نوع ژئوگرید نوارهائی (Strips) از طریق تزریق پلیمر ایجاد شده و سپس این نوارها به عنوان تار و پود در نقاط اتصال از طریق گرما بهم متصل می‌شوند.

هر چند این روش تولید نسبت به روشهای دیگر ساده تر است و هزینه زیادی به همراه ندارد اما بخاطر مقاومت بسیار کم در نقاط اتصال (Junction) امکان استفاده مطمئن از این نوع ژئوگرید در کاربردهای مهم بررسی‌های دقیق تری را می‌طلبد.

کاربرد ژئوگرید در پروژه‌های مختلف‌

کاربرد ژئوگرید جهت حفاظت از لوله‌های انتقال نفت، گاز و آب
محافظ لوله (راک شیلد) بهترین محاففظ برای لوله‌های فولادی انتقال نفت، آب و گاز در قسمت‌هایی از لوله که از نقاط صخره‌ای و سنگلاخی عبور می‌نماید‌، است. در این نقاط نوار خارجی لوله باید با یک لایه از محافظ لوله (راکشیلد) پوشش داده شود‌. در بخش‌هائی از مسیر خط لوله که زمین صخره‌ای انفجاری بوده و یا لوله‌ها با لایه بتنی وجود دارد، بایستی از ورق‌های مشبک پلی اتیلنی (‌راک شیلد‌) جهت حفاظت مکانیکی پوشش اصلی لوله استفاده شود‌. راکشیلد ضمن جلوگیری از عبور سنگ‌ها با عبور دادن خاک‌های نرم در اطراف لوله مانع از صدمه دیدن محافظ خارجی لوله شده و بدین ترتیب به حفاظت کاتدیک لوله کمک می‌کند.

مزایای استفاده از راک شیلد (محافظ لوله)

سرعت کار بالا و بتن ریزی یکنواخت
هزینه کمتر‌، در مقایسه با حمل و نقل خاک سرند شده و ماسه
استفاده از خاک‌های محلی در دور لوله
تسهیل در محافظت کاتدیک لوله

کاربرد ژئوگرید در زیر سازی لوله

در مواردی که لوله از مناطق باتلاقی دارای خاک سست و ضعیف با میزان آب‌های زیر زمینی بالا عبور می‌کند، با استفاده از یک لایه از شبکه‌های مهندسی (ژئوگرید) بستری مناسب و مقاوم در لوله ایجاد میشود.

 
 

مزایای استفاده از ژئوگرید برای زیر سازی لوله‌

-ایجاد بستری مقاوم و بدون نشست در زیر لوله
-کنترل و تخلیه آب‌های سطحی
-استفاده از خاک‌های محلی

کاربرد ژئوگرید در جلوگیری از فرسایش شیب‌ها‌

فرسایش شیروانی‌های خاکی توسط باد و باران به عدم پایداری و نهایتاً گسیختگی شیروانی‌های خاکی منتهی میشود و نگهداری از این شیروانی‌ها بدون ا‌ستفاده از ژئوگریدها بسیار پر هزینه خواهد بود‌. با کارگذاری یک لایه شبکه پلیمری که رشد پوشش گیاهی را تسهیل و تسریع می‌نماید از فرسایش خاک با استفاده از شرایط طبیعی موجود جلوگیری می‌شود.

انواع پلیمرهایی که در تولید ژئوگریدها به کار میروند عبارتند از:

پلی پرو پیلن (pp):
ارزانترین نوع پلیمر در ساخت ژئوگرید‌ها میباشد . مقاومت این نوع از ژئوگرید‌ها پس از خزش به کمتر از یک سوم کاهش پیدا میکند.
پلی اتیلن (PE):
این نوع پلیمرها جهت تولید ژئوگرید نسبت به پلیمرهای PPاز محبوبیت بیشتری برخوردارند و مقاومت خزش آنها ۳۶ درصد مقاومت نهایی آن میباشد و ذر انواع محیط‌های شیمیایی قابل استفاده میباشند.
پلی استر (PET):
این نوع پلیمرها کمترین کاهش مقاومت در اثر خزش را دارد و مقاومت آن پس از خزش به ۵/۶۳ درصد مقاومت نهایی میرسد.
استفاده از ژئوگریدهای پلی استری در محیط‌های قلیایی توصیه نمیشود.

کاربرد ژئوگرید در زهکشی و لاینینگ‌

یک نوع خاص از شبکه پلیمری (ژئوگرید) در ز هکشی زون‌های خاکی و سنگی تحت گرادیان‌های مختلف کاربرد داشته و با توجه به هندسه مناسب آن‌، قابل کارکرد در سازه‌های مختلف از جمله تونل‌ها، ترانشه‌ها و کانال‌های زهکش است. از جمله پروژه‌های مهم اجرا شده با استفاده از محصولات این در ایران می‌توان به زهکشی پشت دیوارهای حائل در مصلی بزرگ تهران، زهکشی سطوح سنگر بندی شده در تونل کندوان و چندین پروژه دیگر اشاره کرد. ‌
از کاربردهای دیگر ژئوگرید می‌توان به استفاده از آنها در دیواره‌های نگهد‌ارنده تونل‌ها و معادن اشاره کرد که تحت عنوان لاینینگ قابل شناسایی هستند. در عمل لاینینگ معمولاً از دو روش برای نگهداری و ایمنی در برابر ریزش دیواره‌ها استفاده می‌کنند‌. در یک روش از بتن با یک ضخامت مشخص و معمولاً ضخیم استفاده می‌کنند و در روش دیگر که قابلاطمیان‌تر و با صرفه‌تر است (البته بسته به شرایط پروژه‌) از بتن مسلح با ضخامت کمتر استفاده می‌شود‌. معمولاً سازه مسلح بتن از جنس میلگرد است که ژئوگرید به دلیل برتری‌هایی که نسبت به میلگرد دارد می‌تواند جایگزین خوبی در این زمینه باشد.

کاربرد ژئوگرید در حفاظت عایق سوله‌ها و حریم ایمنی اسکلت فلزی ساختمان‌ها‌

انواع شبکه‌های پلیمری جهت حفاظت از عایق‌های سقف سوله‌ها، انبارها‌، سالن‌های تولید، سالن‌های ورزشی و غیره جایگزین مناسبی برای توری فلزی هستند. شبکه‌های پلیمری بادشکن به خوبی باعث کاهش سرعت باد، بدون ایجاد تلاطم تا حدود ۶۰ % میشود و علاوه بر حصار بادشکن به عنوان حریم ایمنی اسکلت فلزیساختمان‌ها استفاده و کاربرد وسیعی یافته است‌. شبکه‌های فوق، زیبا‌، ضد زنگ، قابل شستشو و در رنگ‌های مختلف تولید شده و در برابر اشعه خورشید و مواد شیمیایی مقاوم هستند.

کاربرد ژئوگرید در بتن‌

در مورد کاربرد ژئوگرید در بتن ریزی می‌توان گفت، امتیازاتی از قبیل مقاومت کششی زیا‌د، مقاومت در برابر خوردگی و جذب و توزیع تنش، استفاده از این شبکه‌ها را در بتن مقرون به صرفه می‌نماید. نفوذ رطوبت به داخل بتن هیچگونه تأثیر منفی بر روی شبکه نداشته و بدین ترتیب می‌توان از ضخامت پوشش بتنی به نحو قابل ملاحظه‌ای کاست.

سیستم ژئوگرید در اتصال با بلوک‌های بتنی

این سیستم در ایجاد دیوار‌ه‌های حائل کاربرد فراوانی دارد و نوع و شکل ساخت‌های مورد استفاده در این روش بسیار متنوع است. در پشت این بلوک‌ها از خاک استفاده می‌شود و هر کدام از این بلوک‌ها توسط راه‌های متنوعی به هم اتصال داده میشوند. این سیستم حتی ممکن است برای پروژه‌های زهکشی نیز مورد استفاده قرار گیرد‌. اتصال پوشش قسمت پشتی این بلوکها توسط فشار هیدرولیکی انجام می‌شود‌.

 

برگرفته از سایت پیمان ساز (peymansaz.org)

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

انسانی؟!؟! * Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.