معرفی و کاربرد ژئوسل

از اتصال نوارهای ژئوممبران یا ژئوتکستایل ساختاری لانه زنبوری بوجود می‌آید. بسته به ضخامت نوارهای تشکیل دهنده می تواند ضخامت مشخصی از خاک، شن، ماسه و حتی بتن را از طریق محدود کردن حرکت جانبی در خانه‌های خود نگه دارد.

این ساختار که در مقایسه با غشاء نازک ژئوممبران یا شبکه نازک ژئوگرید، سه بعدی محسوب می شود ژئوسل نام گرفته است.

انواع ژئوسل:

ژئوسل‌های مختلف را می‌توان بر اساس جنس نوارهای تشکیل دهنده خانه‌ها (Cells) و یا ساختار نوارها (یکپارچه یا سوراخ‌دار) و نیز نحوه اتصال نوارها و ساختار نقاط اتصال، دسته بندی کرد. ژئوسل‌های پارچه ای، از نوارهای ژئوتکستایل که معمولا از جنس پلی استر هستند ساخته می‌شوند. خصوصیت انتقال آب (گذردهی) ژئوتکستایل در حالی که مانع از عبور ذرات خاک می‌شود ، از مشخصات ممتاز این نوع ژئوسل است؛ و عدم مقاومت در مقابل UV خورشید و گران بودن نسبی را می‌توان از نقاط ضعف این محصول دانست.

ژئوسل‌های پلاستیکی از نوارهای ژئوممبران که معمولا از جنس “HDPE”هستند ساخته می‌شوند. از آنجا که ژئوممبران درمقابل سیالات نفوذ ناپذیر است، در صورتی که نیاز به زهکشی و عبور سیالات وجود داشته باشد، لازم است نوارهای ژئوممبران را قبل از اتصال به یک‌دیگر (تولید ژئوسل) سوراخ‌دار کرد.

چگونگی اتصال نوارها نیز دارای اهمیت فوق العاده‌ای است. تکنولوژی پیشرفته‌ای برای تولید ژئوسل از HDPE نیز وجود دارد که سوراخ‌های مورد نیاز برای زهکشی را در نقطه اتصال تعبیه می‌کند. بدین ترتیب ایجاد سوراخ‌های مورد نیاز برای زهکشی موجب کاهش مقاومت کششی نوارهای ژئوممبران نخواهد شد.

کاربرد ژئوسل:

در پروژه‌های پایه‌نگاری و ترازبندی برای ساخت سازه‌های عمرانی مانند جاده‌ها، میدان‌ها، فرودگاه‌ها و سازه‌های آبی مهم می‌توان از ژئوسل استفاده کرد. با استفاده از لایه‌های ژئوسنتتیک و تکنیک‌های ژئوتکنیکی، خاک‌های ضعیف قابلیت حمایت و تقویت شده و برای بارهای زنده و مستحکم‌سازی سازه مورد استفاده قرار می‌گیرند.

کاربرد ژئوسل به مجموعه‌ای از تکنیک‌ها و روش‌هایی اطلاق می‌شود که برای تقویت و بهبود خاصیت‌های خاک و سنگ‌های طبیعی در سازه‌های عمرانی استفاده می‌شود. ژئوسل یک روش مهندسی است که با استفاده از مصالح ژئوسنتتیک (ژئوتکستایل، ژئوممبران و…) و تکنیک‌های ژئوتکنیکی (مانند ترکیبات خاکی، میخ‌های زمینی، تراشه‌های سیمانی و …) بهبود پایداری و عملکرد سازه‌ها را ممکن می‌سازد.

در پروژه‌های سدها و بنادر نیز از کاربرد ژئوسل بهره‌برداری می‌شود. مصالح ژئوسنتتیک مانند ژئوتکستایل‌ها برای کنترل جریان آب و پایداری زمین‌های شیب‌دار مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین، تکنیک‌های ژئوتکنیکی مانند میخ‌گذاری زمینی و تراشه‌های سیمانی برای بهبود استحکام خاک‌های نرم و کاهش حملات آب ورودی به سد و بنادر استفاده می‌شوند. این تکنیک‌ها به عنوان تقویت‌کننده‌های مکانیکی عمل می‌کنند و با افزایش اصطکاک داخلی و مقاومت برشی خاک، استحکام و پایداری سازه‌ها را افزایش می‌دهند.

علاوه بر آن، در پروژه‌های مهندسی عمران مانند تونل‌ها و پل‌ها نیز از کاربرد ژئوسل استفاده می‌شود. با استفاده از تکنیک‌های ژئوسل، خاک‌های اطراف تونل‌ها و پل‌ها تقویت و استحکام بیشتری می‌یابند و عمر مفید و عملکرد این سازه‌ها را بهبود می‌بخشند. همچنین، ژئوسل به عنوان روشی مؤثر در کاهش راندمان تغییر شکل سازه‌ها در نتیجه حرکات لرزه‌ای نیز به کار گرفته می‌شود.

در کل، کاربرد ژئوسل در مهندسی عمران امکان بهبود پایداری، استحکام و عملکرد سازه‌ها را فراهم می‌کند. این تکنیک‌ها با استفاده از مصالح و تکنیک‌های ژئوسنتتیک و ژئوتکنیکی، خواص خاک و سنگ‌ها را تغییر داده و سازه‌ها را بهبود می‌بخشند، از پایداری سازه در برابر بارها و نیروهای خارجی محافظت می‌کنند و عمر مفید سازه‌ها را افزایش می‌دهند.

همانطور که ذکر شد، مکانیزم عمل ژئوسل از طریق محدود کردن حرکت جانبی در لایه ای ازخاک، شن و حتی بتن (قبل از گیرش) اتفاق می‌افتد. محدود کردن حرکت جانبی در صورتی که در سطوح افقی اتفاق بیفتد منجر به افزایش ظرفیت باربری قشر خاکی محدوده شده می‌شود. در این حالت ژئوسل را ژئووب می‌نامیم.

ژئووب را علاوه بر آن‌که می‌توان در روسازی‌ها (پیاده رو و سواره رو) و برای رسیدن به روسازی خاکی یا شنی دارای دوام مناسب استفاده نمود، جهت ساختن رویه‌های کنترل فرسایش در سطح شیب‌های  تندخاکی (تندتر از 45 درجه) نیز کاربرد فنی و به صرفه‌ای دارد.

دراین کاربرد پانل‌های ژئووب که در سطح افق باز شده در کنار یکدیگر قرار گرفته و بهم متصل می‌شوند، نقش دیواره‌ای متشکل از گلدان‌های قابل کاشت (Flower Box) را بازی می‌کنند.

كنترل فرسايش شيب‌ها با استفاده از ژئوسل

كنترل فرسايش خاک به ويژه در شیب‌ها و ترانشه‌ها يكی از مسائلی است كه همواره مورد توجه مهندسان وطراحان رشته عمران بوده است. امروزه با پيشرفت تكنولوژی وعلم مهندسي توسعه و تنوع توليد محصولات ژئوسنتتيک به دليل مقاومت در برابر اشعه نور آفتاب و عوامل جوي و شيميايي و همين طور مقاومت كششي بالا تحول شگرفي در اين زمينه ايجاد شده است.

با محصور كردن خاك داخل سلو‌ل‌ها و كنترل روان آب‌هاي سطحي از فرسايش خاك جلوگيری می‌كند .

مشخصات فنی ژئوسل:

مشخصات فنی ژئوسل‌ها

TENAX TENWEB ژئوسل‌های ساختارهايی با ساختار لانه زنبوري هستند كه ضخامت آن‌ها از 75 تا 150 ميليمتر و قطر داخلي سلول‌ها از 100 تا  300ميليمتر تغيير می‌كند.

اين محصول از تزريق پلی اتيلن بدون هيچ‌گونه جوشكاری ساخته مي‌شود و به دليل شكل اين محصول كه مانند آكاردئون است به سادگي قابل حمل و نصب است.

داخل سلول‌ها از مصالح دانه‌اي، خاک گياهي و يا بتن پر می‌شود و به دليل محصور شدن پر كننده مانع حركت و خروج آن از داخل سلول حتي در شيب‌های تند و يا جريان آب سطحي مي‌گردد .

ژئو‌سل‌ها با محصور كردن خاك در داخل سلول‌هاي خود باعث افزايش مقاومت خاک در برابر فرسايش، كاهش مشكل آب شستگي وتسليح آن مي‌گردند.

وجود ارتباط هيدروليكي بين سلول‌ها باعث كاهش خطر آب شستگي، كاهش جريان‌هاي سطحی و كم شدن خطر پديده ايجاد حفره در خاک مي‌گردند ساختار سلول‌ها بر روي خاك‌هاي فرسايش يافته، دانه‌اي و يا نفوذ ناپذير كارآیی دارد و براي كاشت گياه در روی اين خاک‌ها كاملا مناسب است. اتصال بين سلول‌ها به شكلي است كه امكان عبور جريان آب را در حد فاصل سلول‌ها مي‌دهد وتركيب خاک با ژئوسل كاملا نفوذپذير می‌باشد و جريان آب سطحی را تا حدودی مهار می‌كند و به اين شكل مانع فرسايش سطحی خاک می‌گردد.

روش اجرای ژئوسل‌ها

• آماده‌سازی سطح

طراح باید سطح را به مقدار تعیین شده پاکسازی کند.

• قراردادن ژئوسل

باز كردن ژئوسل‌ها تا حد ممكن به موازات مسير جريان آب نصب پانل‌ها در ترنچ بالا دست ابعاد ترنچ به وسيله طراح تعيين مي‌گردد) در صورت نياز به كاهش ابعاد ترنچ بالا دست مي‌توان آن را با بتن پر كرد).

ژئوسل‌ها در طول شيب با پين مهار مي‌شوند . ابعاد و فاصله پين‌ها از طراحي به دست مي‌آيد . ابعاد و شكل پين‌ها بستگي كامل به مشخصات خاك بستر دارد. ضخامت پين‌هاي فلزي حدود 8 ميليمتر است و در محل اتصال در ژئوسل نصب مي‌گردد.

• اتصال بين پانل‌ها

پانل‌های مجاور با پين‌هايی به فاصله 2 تا 4 سلول به يكديگر متصل می‌شوند.

• پر كردن

نحوه پر كردن خاک متاثر از شرايط هيدروليكی، خاک منطقه و چشم انداز كار دارد. مصالح خاک ريز حداقل به ارتفاع 2 سانتيمتر بالاتر از سطح سلول‌ها انجام و تا تراكم لازم كوبيده می‌شود.

• تكميل كار

بذر پاشي به كمک نگهدارنده‌هایی كه مانع حركت بذر روی سطح خاک می‌شوند انجام می‌گيرد.