ژئوتکستایل

ژئوتکستایل ها صفحات نفوذپذیری هستند که از الیاف پلی استر یا پلی پروپیلن به دو صورت بافته شده و بافته نشده ساخته میشوند. این پارچه‌ها در هنگام استفاده همراه با خاک، توانایی جداسازی، فیلتر کردن، تقویت، حفاظت یا تخلیه را دارند. این الیاف با روش هایی از جمله سوزنکاری، حرارتی و یا شیمیایی تولید می گردند و دارای ساختار نمدی یا بی بافت هستند.

ژئوتکستایل‌ها مزایا و خصوصیاتی نظیر اجرای بسیار سریع، وزن کم، مقاومت بالا، هزینه بسیار کم، طول عمر بسیار بالا، تخریب کمتر در محیط زیست را دارا هستند.

سه ویژگی اصلی میزان مقاومت مکانیکی، میزان فیلتراسیون و مقدار مقاومت شیمیایی از مهمترین مشخصات فنی این پارچه‌ها محسوب میشود. به عنوان مثال، پاسخ مکانیکی یک تکه از پارچه ژئوتکستایل بستگی به جهت و منظم بودن الیاف و همچنین نوع پلیمری دارد که از آن ساخته شده است.

همچنین، مقاومت شیمیایی آنها به اندازه الیاف تک تک اجزای موجود در پارچه و همچنین ترکیب شیمیایی آنها بستگی دارد. الیاف ریز با مساحت ویژه زیاد بیشتر از الیاف درشت همان پلیمر مورد حمله سریع شیمیایی قرار می گیرند.

ژئوتکستایل چیست؟

ژئوتکستایل یک پارچه متخلخل است که از پلیمرهای مصنوعی مانند پلی پروپیلن یا پلی استر ساخته می‌شوند و کاربردهای مختلفی در مهندسی ژئوتکنیک دارند. این پارچه‌ها در دو نوع بافته و نبافته موجود بوده و نقش تسطیح و تحکیم زمینهای پروژه‌های عمرانی را بر عهده دارند.

ژئوتکستایل ها با هدف تسطیح و تحکیم زمین‌ها در جهت انجام پروژه‌های عمرانی استفاده میشوند. ساختار متخلخل آنها باعث وجود خواص مطلوبی همچون موئینگی و جذاب آب، تحمل فشار و ضربات، جذب قیر و مهمتر از همه امکان عبور انتخابی یعنی عبور دادن سیالات در حالی که ذرات خاک اجازه عبور ندارند، می شود.

ژئوتکستایل ها در ابتدا در دهه 1950 برای استفاده در کنترل فرسایش خاک توسعه یافتند و در حال حاضر در طیف گسترده ای از کاربردهای مهندسی عمران مانند جاده‌ها، خاکریزها، سازه‌های حائل، فرودگاه‌ها، راه آهن، سدها و مخازن، کانال ها، دفاع ساحلی و غیره استفاده می شوند. علاوه بر این، مواد کامپوزیتی که به عنوان ژئوسنتتیک شناخته می شوند، برای محصولاتی مانند ژئوگریدها، ژئوممبران ها و مش‌ها، برای طیف وسیعی از کاربردهای مهندسی زمین، توسعه یافته اند.

این پارچه‌ها به سه شکل اساسی وجود دارد:

• بافته شده: شبیه به گونی است.
• سوزن زده: شبیه نمد است.
• اتو شده: شبیه نمد اتو شده است.

انواع ژئوتکستایل‌

بر اساس روش تولید به چهار دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

• ژئوتکستایل بافته شده: از بافتن الیاف مصنوعی با هم ساخته می‌شوند، استحکام و پایداری سه بعدی بالایی دارند و برای کاربردهایی مانند جداسازی، تقویت و کنترل فرسایش مناسب هستند.
• غیر بافته شده: از اتصال الیاف مصنوعی با هم ساخته می‌شوند، خواص فیلتراسیون و زهکشی خوبی دارند و برای کاربردهایی مانند فیلتراسیون، زهکشی و حفاظت مناسب هستند.
• حلقه ای: از به هم پیوستن حلقه‌های الیاف مصنوعی ساخته می‌شوند، الاستیسیته و انطباق بالایی دارند و برای کاربردهایی مانند کنترل فرسایش و محافظت مناسب هستند.
• و نهایتا مدل ترکیبی: از ترکیب انواع مختلف ژئوتکستایل ساخته می‌شوند، خواص سفارشی دارند و برای کاربردهایی که نیاز به ترکیبی از خواص مختلف است، مناسب هستند.

همچنین این پارچه‌ها را می‌توان بر اساس نوع پلیمری که از آن ساخته می‌شوند نیز طبقه‌بندی کرد. برخی از انواع رایج ژئوتکستایل‌های پلیمری عبارتند از:

• پلی پروپیلن: ضمن برخورداری از استحکام و دوام بالا، برای کاربردهای مختلفی مناسب هستند.
• پلی استر: از مقاومت شیمیایی بالایی برخوردار هستند.
• و پلی اتیلنی: برای کاربردهایی که نیاز به انعطاف‌پذیری بالا دارند، مناسب هستند.

انتخاب نوع ژئوتکستایل مناسب به عوامل مختلفی مانند نوع خاک و خواص آن، کاربرد، نیازهای عملکردی و بودجه بستگی دارد.

مزایای ژئوتکستایل

از مزایای پارچه‌های ژئوتکستایل میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

• ساخت و نصب سریع
• مقرون به صرفه بودن از نظر اقتصادی
• مقاومت شیمیایی بسیار بالا
• دوام و طول عمر بسیار زیاد
• عدم وجود فاصله بین دانه‌های فیلتراسیون
• کاهش هزینه‌های حفاری
• هزینه بسیار کم در زهکشی
• مقاومت در برابر فرآیند اکسیداسیون
• مقاومت بالای پارچه های ژئوتکستایل در برابر تأثیرات مختلف تهاجمی
• مقاومت در برابر موجودات قارچی
• مانع از رشد علف های هرز می شود
• فرسایش خاک را متوقف می کند
• دارای عملکرد فیلترینگ
• به تسریع تخلیه آب کمک می کند
• دارای خواص تقویت کننده عالی است.
• از تخریب جاده‌ها جلوگیری کرده و هزینه‌های تعمیر و نگهداری را تا 40% کاهش میدهد.

اگر در پروژه جاده‌سازی و راهسازی از ژئوتکستایل استفاده شود، میتوان ضخامت لایه‌هایی که در عملیات راه سازی استفاده میشوند را تا 30% کاهش داد و این خود صرفه جویی بسیار عالی در هزینه می باشد.

وظایف اصلی ژئوتکستایل

• تفکیک کردن: از این پارچه‌ها میتوان برای جلوگیری از اختلاط دو لایه خاک با اندازه ذرات مختلف، مانند مواد دفن زباله و خاک بومی، یا مواد سنگی و خاک زیرزمینی استفاده کرد.

• پایدارسازی: ژئوتکستایل به عنوان جداکننده عمل می کند و اجازه می دهد آب از خاک نرم طبیعی به خاک ساختمانی بدون زهکشی آزاد منتقل شود که این امر باعث می شود خاک طبیعی استحکام یافته و سطح مناسب تری را برای پی پروژه فراهم کند.

• زه کشی: از این الیاف میتوان برای فعال کردن قابلیت انتقال آب استفاده کرد؛ در پروژه‌هایی که جریان آب به موازات سطح ژئوتکستایل انجام می شود، آب اضافی را می توان به طور موثر جمع آوری و تخلیه کرد به ویژه با ژئوتکستایل غیر بافته. ویژگی انتقال پذیری را می توان با استفاده از پارچه‌های با ضخامتهای مختلف بهینه کرد. هنگام زهکشی باید از سنگ دانه‌های ریز و باکیفیت استفاده کرد و این خود نیازمند زمان کافی برای تهیه آن و هزینه بیشتر است. با استفاده از این الیاف می توان از سنگهای دانه درشت تر برای این کار استفاده کرد.

• فیلتراسیون: از این پارچه‌ها که دارای ساختار سوزنی هستند، می توان برای ایجاد واسط برای فیلتراسیون ذرات ریز در خاک استفاده کرد. ساختار ژئوتکستایل باعث می شود که ذرات ریز حفظ شوند در حالی که اجازه عبور آب را می دهند. با عبور آب، خاک فیلتر شده و یک فیلتر طبیعی خاک ایجاد می کند.
• تقویت: با توجه به استحکام کششی بالا و ضریب اصطکاک خاک و این پارچه‌ها، از ژئوتکستایل های سنگین می توان به عنوان محصول تقویت کننده و از مواد پر کننده برای تقویت سازه‌های خاکی استفاده نمود.

• حفاظت: از ژئوتکستایل برای حفاظت خاکریزهای خاک در برابر فرسایش استفاده می شود به این صورت که با قرار دادن آنها بین لایه‌های خاک می‌توان از شستشوی مواد مفید جلوگیری نمود. ساخت اشکال شیب دار و پلکانی نیز در محافظت از خطوط ساحلی در برابر آسیب طوفانها موثر است. این الیاف هنگامی که با امولسیون آسفالتی آغشته می شوند، می توان آنها را نفوذ ناپذیر کرد و برای استفاده به عنوان موانع رطوبت همچون تعمیر روسازی ها مناسب است.

کاربردهای ژئوتکستایل

پارچه ژئوتکستایل بخشی از نساجی صنعتی است که برای مقاصد خاص استفاده می شود. این پارچه‌ها یکی از دو گروه بزرگ مصنوعی Geo را تشکیل می دهند. مواد اولیه آنها از پلی استر، پلی آمید، پلی پروپیلن و پلی اتیلن تهیه می شود. کاربرد آنها در مهندسی عمران، کشاورزی و مهندسی ساحل است و همچنین در کارگاه‌های ساختمانی بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. به طور کلی، ژئوتکستایل ها در منطقه تنش قرار میگیرند تا خاک را قوی تر کنند.

موارد استفاده در ساخت جاده، راه و باند

• یکی از عواملی که باعث شکست جاده میشود وجود لایه سنگ هایی است که معمولا به دلیل ترافیک یا ارتعاش موجب از بین رفتن لایه‌های بالایی می شود. امروزه با استفاده از ژئوتکستایل عملکرد بزرگراه‌ها، جاده‌ها، پارکینگ ها، فرودگاه‌ها و باراندازها بسیار عالی شده است.
• ژئوتکستایل با توجه به شرایط محیطی نقش جداساز بین ساب گرید و مواد سنگی را ایفا می کند. در واقع این پارچه‌ها آب را چه تحت فشار و چه در حالت جریان ثابت با فیلتر از خود عبور داده و از عبور خاک نرم به لایه سنگی و لایه‌های زهکش جلوگیری میکند.
• زمانی که بر روی سطح آسفالت ترک ایجاد می شود، هنگام بارندگی آب به پی جاده نفوذ کرده و به مرور زمان وارد خاک زیرین شده و خاک و پی دچار فرسایش شده و باعث نشست آسفالت می شود. علت اصلی ایجاد چاله و گودال در جاده‌ها همین امر می باشد. استفاده از ژئوتکستایل این مشکل را برطرف می کند و مانند عایق بین خاک و زیرساخت آسفالت قرار می گیرد و از نفوذ آب به زیرساخت جلوگیری می کند.
• از ژئوتکستایل جهت هموارسازی خاک قبل از آسفالت ریزی جاده‌ها و تسطیح خاک باند فرودگاه استفاده می شود. در فرودگاه‌ها هواپیماهای سنگین مسافربری که وزنشان معمولا 100 تن به بالا هستند دائماً فرود آمده و فشار زیادی به باند پرواز وارد می شود. این فشار وارده می تواند باعث آسیب به باند شده و سطح زیر بتن و آسفالت را تخریب کرده و در نهایت خود باند تخریب شود.
• استفاده از این الیاف در ساخت باند فرودگاه، ضمن جلوگیری از ایجاد ترک و آسیب بر سطح باند پرواز و علاوه بر اینکه فشار وارده از طرف هواپیماها به باند را مهار می کند، خود به عنوان عایق و محافظ عمل کرده و از نفوذ آب به لایه زیرین فونداسیون جلوگیری می کند. زیرا اگر آب به خاک زیر بستر و فونداسیون نفوذ کند باعث ایجاد گودال شده و باعث تخریب باند می شود.

نقش ژئوتکستایل در حفاظت از سواحل

ژئوتکستایل در زهکشی های سواحل، سیستم های حفاظتی و اسکله نقش عمده ای ایفا میکند و نیز برای کنترل دائمی فرسایش شبیه زهکشی زیرزمینی است. اگر این منسوجات نباشد ضربات موج آب باعث تخریب بتن آرمه میشود.

برای عبور و مرور کشتی های چند هزارتنی از سواحل و کانال ها باید از راه‌های آبی محافظت شود. جهت تثبیت و نگهداری راه‌های آبی، پایداری سواحل و جلوگیری از فرسایش از الیاف ژئوتکستایل استفاده می شود.

در سواحلی که معمولا برای شنا در نظر گرفته می شود ابتدا آن را با استفاده از روشهای گوناگون (معمولا فونداسیون) زیرسازی می کنند. در زیرسازی سواحل شنا نیز ژئوتکستایل بسیار مفید عمل کرده و از تخریب و فرسایش بستر بدلیل امواج دریا و جز و مد جلوگیری می کند.

از ژئوتکستایل در ساخت موج شکن های کنار سواحل استفاده شده و باعث کاهش هزینه‌های نگهداری و پشتیبانی می شود. همچنین در سواحل دریاها و رودخانه‌ها از کیسه‌های شن و ماسه به عنوان آب شکن استفاده می کنند. امروزه جنس این کیسه‌ها را از الیاف ژئوتکستایل انتخاب می کنند. زیرا هم به عنوان یک لایه محافظ عمل می کند و هم نقش فیلتراسیون دارد.

در زیرسازی اسکله، مخصوصاً در ساخت ستون های اسکله از الیاف ژئوتکستایل استفاده می شود زیرا از نفوذ آب به سازه‌ها جلوگیری کرده و فرسایش را به حداقل می رساند.

ژئوتکستایل در سد سازی

این پارچه‌ها در زیرسازی سد یا راه و… بین دو لایه متفاوت از لحاظ دانه بندی قرار گرفته و به عنوان فیلتر عمل مینماید.

همچنین استفاده از ژئوتکستایل باعث تحکیم بدنه سد می شود و اگر استفاده نشود، می تواند باعث شسته شدن زهکشی و به مرور زمان فرسایش بدنه سازه سد و حتی تخریب آن شود. امروزه از ورق ژئوممبران نیز در ساخت سد به عنوان عایق استفاده میشود.

ژئوتکستایل در زیرسازی خط آهن

ژئوتکستایل در خط آهن وظیفه تثبیت را ایفا میکند. این پارچه‌ها مکانیزمی جهت زهکشی حاشیه‌های خط آهن ایجاد نموده و عملکرد زهکشی را بهبود میبخشد. همچنین از این الیاف در زیرسازی خطوط راه آهن جهت پایدارسازی و مقاوم سازی زمین برای جلوگیری از آسیب رسیدن به خطوط هنگام زلزله استفاده می شود.

زمانی که قطار حرکت می کند در اثر نیروی کوبش مواد subgrade (سنگ ریزه‌هایی که در حاشیه‌های خطوط ریل پاشیده می شود) به مواد پی پاشیده می شود و ممکن است خود یک لایه درست کرده و باعث تخریب خطوط و خارج شدن قطار از مسیر شود.

سایر کاربردهای پارچه‌های ژئوتکستایل عبارتند از:

• ژئوتکستایل بعنوان بالشتک محافظتی از ورق ژئوممبران در برابر سوراخ شدگی و صدمات دیگر نقش عمده ای ایفا میکند. بدون لایه‌های محافظ، مواد زائد باعث آسیب دیدگی ژئوممبران میشود و در نهایت کیفیت و کارایی لایه‌ها را میکاهد.
• این پارچه‌ها بعنوان یک عایق، آب در حال نفوذ به زیر شبکه‌های زهکشی را به مسیرهای از قبل تعیین شده هدایت می کند و از لغزیدن لایه‌های زمین جلوگیری میکند. یکی از مزیتهای بزرگ آن هزینه بسیار کم، نصب سریع، کاهش روانگرایی، پیوستگی مطمئن زهکش، نفوذپذیری بسیار بالا است که از خسارات وارده از زمین لرزه‌ها میکاهد.
• یکی از مشکلاتی که مهندسان عمران در هنگام انجام پروژه‌های عمرانی با آن مواجه میشوند یکنواخت نبودن زمین است. معمولا اگر با یک زمین غیر یکنواخت مواجه شوند باید از ژئوتکستایل به عنوان چمن مصنوعی برای تسطیح زمین استفاده کنند با اینکار در هزینه تسطیح زمین نیز صرفه جویی میشود.
• معمولا در ایزولاسیون و زهکشی تونل ها از این الیاف بعنوان محافظ و زهکشی ورقهای ژئوممبران استفاده میکنند. این لایه در مقابل مواد شیمیایی بسیار مقاوم بوده و صدمات احتمالی را بسیار کاهش میدهد.

نصب و اجرای ژئوتکستایل

قبل از نصب این پارچه‌ها باید مقدمات نصب آنها انجام شود. مثلا در عملیات راهسازی قبل از نصب این پاچه‌ها، زمین باید کاملا صاف و هموار گردد. همچنین باید شرایط جوی را نیز در نظر گرفت و در صورت بارندگی از نصب آنها خودداری نمود.

در صورت استفاده از پارچه‌های ژئوتکستایل نیاز به خاک برداری عمیق جهت آسفالت ریزی نمی باشد. فقط با دستگاه‌هایی طبق نظر مهندسین تا ارتفاع مورد نظر خاکبرداری انجام شده و هموارسازی صورت می گیرد.

قبل از نصب باید مرحله تک کت (tack coat) یا همان اندود سطحی انجام شود. اندود سطحی در واقع آغشته کردن بتن و یا هر سطحی به مواد قیری برای ایجاد چسبندگی با آسفالت اصلی استفاده می باشد. چنانچه بعد از اندود کردن پارچه، مواد قیری سرد شد با سشوارهای صنعتی با استفاده از حرارت آن را به لایه پایینی بچسبانید.

البته زمانی هم وجود دارد که آسفالت قدیمی تخریب شده و مهندسین ترجیح می دهند از ژئوتکستایل در بین دو آسفالت قدیمی و جدید استفاده کنند. در این مورد ابتدا آسفالت قدیمی تمیز و اگر خیس بود باید خشک شود و ترک‌های آسفالت با قیر پر گردند. ناهمواریهای آسفالت قدیمی، هموار و سپس مرحله اندود سطحی جهت ایجاد چسبندگی بین دو آسفالت قدیمی و جدید انجام میشود.

ژئوتکستایل ها در اندازه‌های مختلف تولید می گردند و بهتر است قبل از نصب اندازه عرض مورد نظر را به کارخانه اعلام و سپس اقدام به خرید نمود. در صورتیکه نیاز به در کنار هم نصب کردن انها باشد، باید روی هم رفتگی صفحات بیش از 10 سانتیمتر نباشد و اگر هنگام نصب، ژئوتکستایل چروک شود باید آن را با کارد مخصوص برش داد و دوباره با سشوار صنعتی چسباند.

به دلیل همین حساسیتهای بالا، نصب ژئوتکستایل توسط مهندسین خبره صورت میگیرد. زیرا در صورت هر گونه اشتباه در نصب و خرابی میتواند از کیفیت آن کاسته و باعث تخریب آسفالت شود.

بعد از نصب این منسوجات بر روی لایه زیرین، آسفالت ریزی انجام می شود. فقط باید دقت کرد نصب ژئوتکستایل در هوای خوب انجام شود‌ زیرا اگر سطح آن خیس شود باید منتظر ماند تا خشک شده سپس اقدام به آسفالت ریزی کرد. همچنین قبل از آسفالت ریزی باید از عبور خودرو و سایر وسایل نقلیه خودداری کرد؛ زیرا هر گونه عدم توجه باعث تخریب و عدم کارایی محصول نصب شده می شود.

قیمت ژئوتکستایل

بسته به نوع آن، بافته یا نابافته، وارداتی یا تولید داخل بودن، ابعاد، تعداد رول، وزن و انعطاف پذیری و از همه مهمتر نوع پروژه قیمت ژئوتکستایل متفاوت است. قیمت پارچه‌های ژئوتکستایل از 17000 تومان آغاز و تا 230000 تومان برای مدل بافته شده وارداتی ادامه دارد.

ژئوتکستایل بافته نشده جهت محافظت در مقابل درزها و منافذ در لایه‌های مختلف پروژه‌های تونل سازی، راهسازی و بعنوان فیلتراسیون در لایه‌های زیرسازی و ژئوتکستایل بافته شده بعنوان روشی بسیار بصرفه در جهت تقویت و تفکیک سدها و آب بندها، تحکیم بستر زمین به کار میرود که متاسفانه در ایران تولید نمیشود و قیمت بیشتری نسبت به مدل نبافته دارند.

توصیه میکنیم جهت انجام کار با دقت و تمرکز بالا و رسیدن به نتایج مطلوب ضمن مطالعه صفحه لوله زهکش با کارشناسان ما تماس حاصل نمایید تا راهنمایی های دقیق تری در جهت قیمت و هزینه کلی پروژه را به شما ارائه دهند.