ژئوسل

ژئوسل ها از محصولات ژئوسنتتیک می باشند که دارای ساختاری شبکه ای شکل هستند و در صنعت ساختمان سازی و عمرانی کاربرد وسیع و گسترده ای دارند. ساختار شبکه ای ژئوسل نیرویی که به صورت عمود به سطح خاک وارد می گردد را به صورت جانبی در سطح خاک توزیع کرده و بنابراین مانع نشست خاک و یا فرسایش خاک می شود.ژئوسل از جنس اتیلین سنگین می باشد و دارای ساختاری مانند لانه زنبور می باشد.

تاریخچه ژئوسل

تاریخچه ژئوسل به تحقیق و توسعه مهندسین ارتش ایالات متحده آمریکا و در سال ۱۹۷۵ میلادی بر می گردد که از آنها جهت ساخت جاده های تاکتیکی در خاک های نرم و زمین های سست استفاده می شد.

طی تحقیقات، مهندسین به این نتیجه رسیدند که استفاده از سامانه نگهداری از ماسه های درشت دانه و شنی می تواند عملکرد و نتیجه مناسب تری نسبت به سنگ های خرد شده در ساخت و ساز جاده ای دارای خاک نرم داشته باشد. ضمنا خاصیت جلوگیری از تخریب سریع توسط رطوبت را نیز داراست که در مدت زمان طولانی تر عملکرد مناسب تر و با دوام تری خواهد داشت.

در سال ۱۹۸۱ مهندسین با بهبود طرح قبلی و استفاده از مواد اولیه جدید مانند ورقه های آلومینیومی شکاف دار و دیگر مصالح مانند لوله های پلاستیکی آزمایش کردند و امروزه از ژئوسل ها نوارهای ۵۰ تا ۲۰۰ میلی متری ساخته می شود که از جنس پلیمر بوده و دوام و طول عمر بالایی داشته و علاوه بر سبکی در برابر فشار نیز مقاومت قابل توجهی دارند.

اولین کارخانه تولید کننده این محصول در سیستم غیر نظامی، کمپانی presto  بود که به وسیله مواد پلی اتیلنی با چگالی بالا (نوع HDPE که سبک وزن، نسبتا قوی و با هزینه مناسب است) برای کاربرد هایی همچون نگهداری و کنترل شیب ها و پشتیبانی از بار در ایالات متحده آمریکا و کانادا در اوایل دهه 80 میلادی استفاده می شد.

جنس ژئوسل ها

جنس شبکه ژئوسل ها معمولا از پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) و یا از آلیاژ پلیمری جدید به نام (NPA) است. قابلیت انتقال آب در ژئوسل های پلی استری دیده می شود در حالی که ژئوسل های HDPE در مقابل سیالات از نفوذ ناپذیری بالایی برخوردارند.

کاربرد های ژئوسل

از شبکه ژئوسل ها برای رسیدن به اهدافی به شرح زیر استفاده می کنند:

۱. تثبیت و تحکیم خاک بستر در کانال ها و مسیل ها.

۲. کنترل فرسایش.

۳. تقویت زیرساخت ها در جاده و راه آهن.

۴. محافظت از کانال ها.

۵. دیوارهای نگهدارنده.

حال در صورتی که شبکه ها با خاک مناسب پر شوند امکان رشد گیاه وجود دارد. به طور خلاصه می توان کاربرد های ژئوسل را چنین عنوان نمود:

۱. جایگزین برخی پروژه های ژئوگریدی.

۲. تثبیت شیروانی ها در معادن ، مخازن و … .

۳. محوطه سازی (روف گاردن).

۴. راه آهن.

۵. تحکیم بستر بزرگراه ها، فرودگاه ها، بندرگاه ها، نیروگاه های برق و …

۶. کنترل خط ساحلی.

۷. کاربرد های نظامی ژئوسل (جهت ایجاد خاکریز و دیواره های عایق صوتی).

۸. سیل بندها.

۹. محل های دفن زباله.

۱۰. کانال ها و مسیل ها.

۱۱. مسیرهای پیاده در جنگل ها.

از مزایای ژئوسل ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

۱. سهولت در نصب و اجرا.

۲. مقرون به صرفه (کاهش هزینه های عملیات خاکی).

۳. قابل استفاده در شیب های تند.

۴. قابلیت شکل پذیری با توجه به بستر.

۵. اشغال حداقل فضا در حمل و نقل و نگهداری.

۶. کاهش مدت زمان ساخت و نیروی انسانی.

از ویژگی های ژئوسل ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

۱. سبک با طول عمر بالا.

۲. مقاوم در برابر میکرو ارگانیزم ها.

۳. دوست دار محیط زیست.

۴. مقاوم در برابر واکنش های شیمیایی.

۵. مقاومت کششی بالا با قابلیت زهکشی.

از ویژگی های ژئوسل ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:۱. سبک با طول عمر بالا.۲. مقاوم در برابر میکرو ارگانیزم ها.

۳. دوست دار محیط زیست.

۴. مقاوم در برابر واکنش های شیمیایی.

۵. مقاومت کششی بالا با قابلیت زهکشی.

در صورت استفاده از ژئوسل ها در دیوارها و بام های سبز، رشد ریشه های گیاه باعث استحکام بیشتر شده و عمر سازه را افزایش می دهند. همچنین ژئوسل ها در سازه هایی که وزن کمی را تحمل می کنند، در محافظت از کانال ها و بستر جاده های کم تردد عملکرد خوبی را از خود نشان می دهند. اما استفاده از این مواد تحت بار های سنگین، مانند زیر ساخت جاده های پر تردد باعث کاهش عمر سازه و تغییرشکل سلول ها می شود.

نصب ژئوسل

ژئوسل ها نسبت به سایر مواد دیگر، نصب سریع تری دارند و این کار با هزینه کم و بدون پیچیدگی و مشکلات فنی می باشد و به طور کلی می توان نکات مربوط به نصب ژئوسل ها را به شرح زیر بیان کرد.

تجهیزات مورد نیاز جهت اجرای ژئوسل ها

۱. پرچ ها.

2. پین های J شکل.

۳. ژئوکامپوزیت زهکشی.

۴. ژئوتکستایل (در صورت نیاز).

۵. طناب و ابزار حفاری.

۶. غلتک.

۷. ابزارآلاتی نظیر چکش، متر، بیل و … .

روش های اجرایی ژئوسل ها در سطوح مسطح

۱. پاکسازی بستر.

۲. رفع پستی و بلندی های زمین به منظور یکپارچه سازی نسبی بستر اجرای ژئوسل ها.

۳. پهن کردن ژئوتکستایل و پس از آن شبکه ژئوسل.

۴. نصب پین های موقت به لبه ی هر سلول.

۵. ثابت کردن لبه های پین شده در حالت حداکثر کشش.

۶. ریختن مواد پرکننده داخل سلول ها و ثابت کردن مواد با ابزاری نظیر بیل، لودر و … .

اجرای ژئوسل در دیوار حائل

۱. نصب ژئوتکستایل پشت دیوار حائل (ژئوتکستایل به عنوان فیلتراسیون از سیستم زهکشی محافظت می نماید)

۲. قرار دادن لوله زهکش روی ژئوتکستایل پهن شده بر سطح (ماسه ای، سنگی، سنگریزه ای و…).

۳. پهن کردن شبکه ژئوسل روی موقعیت تعیین شده خود.

۴. پرکردن و متراکم کردن مواد پرکننده شبکه با تجهیزات و روش های مطابق با مشخصات پروژه.

دستورالعمل استفاده از ژئوسل در کنترل فرسایش شیب های ناپایدار

جهت پایدارسازی شیب های تند (تا ۶۰ درجه نسبت به افق) که قابلیت رویش گیاه در آنها وجود ندارد از مصالحی که دارای طول عمر بالا است به نام ژئوسل استفاده می شود، ژئوسل ها یکی دیگر از مصالح ژئوسنتتیکی است که با ساختار پلیمری خاص و منحصر به فرد خود موجب می گردد تا از کنترل فرسایش و ریزش شیب های ناپایدار جلوگیری شود و در پایان علاوه برجلوگیری از فرسایش به سطحی سبز و زیبا دست یافت.

برای رسیدن به این هدف مراحل زیر ضروریست که به اختصار به هر یک می پردازیم:

۱. تراز نمودن سطح:

آماده سازی سطح بستر در نصب ژئوسل ها اولین گامی است که باید انجام گیرد. در این قسمت با به کارگیری بلدوزر در زمین های سخت و بیل مکانیکی یا باب کت سعی در ایجاد سطحی نسبتاً هموار داریم که بتوان با تسطیح سطوح به راحتی لایه های ژئوسل را در بستر ایجاد نمود.

۲. نصب:

قرار دادن یک لایه ژئوگرید در روی سطح بستر قبل از ژئوسل، در افزایش مقاومت کششی ژئوسل به خصوص در شیب های تند موثر است. سپس ژئوسل ها را از بالا به پایین توسط نیروی انسانی مطابق با دستورالعمل های موجود پهن می کنند. ضمناً مقدار بازشدگی سلول ها بسیار مهم می باشد که باید به این نکته توجه نمود.

۳. مهار و تثبیت:

جهت کنترل لایه های پهن شده توسط میخ های با خمیدگی مناسب آنها را به خاک زیرین دوخته و با قرار دادن میخ های مناسب در فواصل مشخص عمل تثبیت انجام می گردد.

۴. بستن مقاطع به یکدیگر:

باید توجه گردد که لایه های مجاور یکدیگر توسط پیچ و مهره و یا سیم به یکدیگر بسته شوند تا سطحی یک دست ایجاد شود.

۵. پر کردن:

سلول های موجود توسط خاک مناسب پر می شود تا بستری مناسب برای پاشیدن بذر آماده گردد.

۶. سبز کردن سلول ها:

پس از پاشیدن بذر و با کمی رسیدگی و ضمن استفاده از گیاهان مناسب مطابق با اقلیم منطقه، رویش گیاهان موجب ایجاد سطحی مسلح توسط ریشه های آنها می شود و وجود ژئوسل با ساختاری از پلی اتیلن در بقای این سطح تا ۱۰۰ سال کمک می کند.