امروزه در دنیا روش‌های متنوعی برای بهسازی و مقاوم‌سازی خاک ارائه شده که هرکدام یک سری مزایا و معایب دارند. ازآنجایی‌که نگهداری از خاک جهت جلوگیری از شسته شدن آن در برابر باران و جریانات آب‌وهوایی و همچنین پایدارسازی آن در نواحی مانند جاده‌ها و راه‌آهن اهمیت زیادی داشته، محصولی به نام ژئوگرید ابداع شد. با ما همراه باشید تا درمورد ژئو گرید بیشتر بدانیم.
ژئوگرید چیست ؟
ژئوگرید محصولی ژئوسنتتیکی می‌باشد که برای مقاوم‌سازی خاک مورد استفاده قرار می‌گیرد. خاک مقاومت کششی پایینی دارد و به همین دلیل ذرات خاک در برابر بارهای وارده، به راحتی از هم جدا می‌شوند. این محصولات دارای مقاومت کششی بالایی هستند. بنابراین وجود این محصولات در بین ذرات خاک باعث می‌شود تا نیروی وارد شده به توده خاک مسلح، به آن ها منتقل شده و حرکات ذرات خاک محدود گردد.
آشنایی با ژئوگرید و علت اهمیت آن
یکی از زیرشاخه‌های علم مکانیک خاک و مهندسی عمران، ژئو سنتتیک بوده که به‌صورت تخصصی روی بهبود رفتار خاک مطالعه می‌کند. ازآنجایی‌که خاک یک منبع بسیار باارزش بوده و برای تولید آن به‌صورت طبیعی باید قرن‌ها منتظر ماند، پس حفاظ از منابع موجود یک وظیفه و مسئولیت بسیار بزرگ به شمار می‌رود. در علم سنتتیک بیان می‌شود که خاک مقاومت فشاری بالایی دارد؛ اما در برابر نیروهای کششی وارده نمی‌تواند رفتار خوبی از خود نشان دهد.
این به معنای آن است که ذره‌های تشکیل‌دهنده خاک در اثر کشش گسسته می‌شوند. اما راه حلی که علم سنتتیک برای چنین ویژگی از خاک ارائه کرده استفاده از ژئوگرید بوده که مقاومت کششی بسیار بالایی داشته و می‌تواند خاک را مصلح کند. در این حالت زمانی که بار یا نیرویی به خاک وارد می‌شود از طریق ذره‌هایی که میل به حرکت دارند، منقل می‌شود و به این محصول خواهد رسید. این وسیله می‌تواند میزان مقاومت کششی موردنیاز خاک را به‌خوبی تأمین کرده و جلوی حرکت ناخواسته را بگیرد.
نحوه ساخت و تولید لایه ژئوگرید
معمولاً ژئوگرید را در دسته عایق‌های پلیمری قرار می‌دهند؛ چون که متریال مصرفی آن الیاف و صفحه‌های پلیمری هستند. در روشی که از پلیمرهای پلی‌اتیلن یا پلی پروپن استفاده می‌شود، آنها را در ابتدا به شکل صفحه‌های عظیم پک دست درآورده و بعد با استفاده از دستگاه‌های فشاری، حفره‌ها و بافت موردنظر را به پلیمر وارد می‌کنند. در مرحله بعد برای ساخت نهایی محصول آن را تحت‌فشار دیگری می‌گذارند تا به‌صورت توری پیش‌تنیده درآمده و توانایی مقاومت در برابر هر نوع کششی را داشته باشد.
در روش دیگری که می‌توانیم برای شما اشاره کنیم، برای ساخت این محصول به‌جای صفحه از رشته‌های بلند پلیمری استفاده می‌شود. الیاف را داخل سیستم‌های مخصوصی قرار می‌دهند تا داخل یکدیگر بافته شوند. در ساخت این نوع از ژئوگریدها معمولاً از پلی‌استر استفاده می‌شود و باید اشاره کنیم که مقاومت آن در برابر کشش به‌مراتب بالاتر و بهتر از نمونه‌های پرس شده است. این محصولات همچنین به دلیل انعطاف خوبی هم که دارند می‌توانند در فرم‌های متنوع نیز به کار برده شوند.
چرا باید از ژئوگرید استفاده کنیم؟
در قسمت‌های قبل به‌صورت کلی بیان کردیم که این محصول می‌تواند خاک را تقویت کرده و مقاومت کششی آن را نیز بهبود ببخشد. در این میان لازم است اشاره کنیم که کاربردهای ژئو گرید بسیار وسیع و مفصل بوده و در این قسمت می‌خواهیم دلایل مختلفی که باعث می‌شود تا به سراغ آن برویم را بیان کنیم. اولین مورد بهره‌گیری از خواص و ویژگی‌های این محصول برای بالابردن مقاومت و کشش خاکریزهای سست است. همچنین همه پایانه‌های ترابری عظیم مثل فرودگاه و راه‌آهن‌ها به چنین وسیله‌ای نیاز دارند.
کاربردهای مختلف لایه ژئوگرید
از دیگر کاربردها و کارایی‌های مهم ژئوگرید باید به تأمین ایمنی و امنیت در دیوارههای کنار جاده‌ها اشاره کنیم که از دل تپه‌ها و کوه‌ها کنده شده‌اند. چنین جاده‌هایی همواره در معرض ریزش سنگ یا رانش خاک هستند و باید با کمک چنین توری‌هایی آنها را مهار کرد. حتی سطح زیرین مسیرهایی که از دامنه و کناره کوه کنده شده‌اند نیز می‌توانند بسیار متزلزل باشند. برای آنکه چنین راه‌هایی دچار فرونشست نشده و حادثه‌ای نیافرینند باید کناره‌ها و دامنه‌های کوه را به‌صورت سراسری با کمک این محصول محفوظ کرد.
موارد کاربرد ژئوگرید
جالب است بدانید از ژئوگرید برای افزایش مقاومت انواع مخزن‌های نفتی زمینی و حتی فرو چاله‌ها هم می‌توان استفاده کرد. در مواردی که آسفالت در معرض بارهای زیاد قرار می‌گیرد، پیش از اجرا از چنین وسیله‌ای در زیرسازی استفاده می‌کنند تا جاده به روش بهینه‌ای ایمن شود. درصورتی‌که برای مقاصد مختلف نیاز باشد که در مسیرهای باتلاقی تردد داشته باشید فراموش نکنید که باید اول همه منطقه با کمک توری ژئوگرید ایمن‌سازی شده و بعد وارد فاز اقدام و حمل‌ونقل شوید.
زهکشی و تثبیت دیوارهای حائل
حتماً برای شما هم پیش‌آمده که از زیرگذر یا کناره یک پل عبور کنید و نظرتان به دیوارهای کناره این سازه‌ها جلب شده باشد. حتی پارک‌های کوهستانی که از دل صخره‌های تراشیده شده و تپه‌های کنده‌کاری‌شده بیرون آمده‌اند نیز صحنه‌های مشابهی دارند. در این وضعیت باید از ژئوگرید استفاده کرد تا دیوارها ثبات پیدا کرده و افراد حاضر در محل در امان باشند. استفاده از این محصول در چنین موقعیتی موجب خواهد شد که مخارج ایمن‌سازی به‌شدت کاهش پیدا کنند؛ چون سایر روش‌ها بسیار گران‌قیمت‌تر هستند.
همچنین باید در نظر داشته باشید که مهارکردن دیواره‌ها با این نوع از صفحات ژئوگریدی بسیار آسان‌تر تندتر از روش‌هایی مانند ساخت دیوار بتنی حائل است. از طرفی چون این توری مقاومت کششی بالایی دارد، در برابر زلزله‌ها رفتار مناسبی از خود نشان می‌دهد. آخرین مورد نیز این بوده که به شما اجازه انجام پروژه‌های زیباسازی دیوار مانند گل‌کاری را می‌دهد.
عریض‌تر کردن مسیرهای کوهستانی
تا مدت‌ها چنین تفکری وجود داشت که برای ایجاد جاده در کوهستان باید بدنه آن را تا عرض مناسبی بتراشند. این کار انرژی، وقت و هزینه بسیار زیادی را طلب می‌کرد تا بتوانند یک جاده امن از جداره کوه تهیه کنند. اما زمانی که ژئوگرید به دنیای مهندسی معرفی شد راه‌حل‌های جدیدی نیز برای ایجاد جاده‌های عریض به ذهن مهندسان رسید.
در چنین موقعیت‌هایی این امکان وجود داشت که با کمک این توری‌ها تمام خاک حاصل از کندن دیواره کوه را در کنار بستر جاده بریزند تا مابقی عرض موردنیاز با کمک همان خاک‌های تراشیده شده تأمین شود. سپس ژئوگرید را به کناره خاکریزهای جدید متصل می‌کردند تا از این طریق ثبات جاده حفظ شده و از رانش آن جلوگیری شود.
نحوه به کارگیری ژئوگرید در پروژه‌های مختلف
پایدارسازی دیوارها
به منظور پایدارسازی دیوارهای حائل و شیروانی‌ها، محصولات تک سویه در تراز‌های مختلف پهن شده و روی آنها مصالح خاکی موجود در محل قرار گرفته و متراکم می‌شوند. بار وارد به سیستم خاک مسلح در هر تراز از ذرات خاک به شبکه ژئوگرید منتقل شده و در سطح مسلح شده توزیع می‌گردد و بدین ترتیب از شدت تمرکز تنش کاسته می‌شود.
بسترسازی راهها
به منظور تقویت بستر راه، راه آهن و باند فرودگاه‌ها انواع دو سویه بین لایه‌های زیرسازی قرار گرفته و ضمن کاهش شدت تمرکز تنش وارده سبب کاهش میزان نشست، افزایش ظرفیت باربری و افزایش میزان عمر مفید و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری این سازه‌های حیاتی می‌شود.
بستر مخازن ذخیره
در تقویت بستر مخازن ذخیره‌سازی، یک یا چند لایه از این محصولات در زیرسازی مخازن قرار گرفته تا با توزیع مناسب تنش ضمن افزایش ظرفیت باربری از نشست این سازه بکاهد.
انواع آسفالتی که از الیاف شیشه ساخته شده و دارای روکش PVC هستند به منظور تقویت روکش آسفالت بین لایه‌های بیندر و توپکا قرار گرفته و با توزیع مناسب تنش، مانع از به وجود آمدن ترک روی سطح آسفالت می‌گردد. قرار گرفتن یک یا چند لایه از انواع دو سویه در بستر خطوط لوله سبب افزایش ظرفیت باربری و کاهش نشست افتراقی در محل لوله می‌گردد.
اغلب معادن و میادین نفتی و گازی در مناطقی دور افتاده واقع شده و دارای خاک‌های سست می‌باشند. ساخت راه‌های ارتباطی ایمن در این مناطق به روش‌های سنتی بسیار زمانبر و پرهزینه خواهد بود. در صورت به کارگیری این محصول در این مناطق می‌توان ضمن کاهش چشمگیر هزینه‌ها، ایمنی این راه‌های ارتباطی را نیز تضمین کرد.
مشخصات فنی ژئوگرید
در برگه مشخصات فنی محصولات این دسته از محصولات اطلاعاتی از قبیل خواص مکانیکی شامل مقاومت کششی در هر دو راستای محصول و میزان کرنش در مقاومت نهایی، خواص فیزیکی از قبیل ابعاد مش‌ها، طول و عرض رول‌ها و ضرایب کاهنده شامل ضریب کاهنده خزش، نصب و شیمیایی، وجود دارد. این برگه که توسط کارخانه تولید‌کننده ارائه می‌شود، برای طراحی سازه‌هایی که در آنها از این مواد و محصولات استفاده می‌شود، بسیار مهم و مورد نیاز است.
نحوه نصب لایه ژئوگرید
احداث دیوارههای ژئوگریدی در مقایسه با دیگر گزینه‌ها دارای مزایای زیادی از جمله سرعت و سهولت در اجرا می‌باشد. این دیوارها این انعطاف را دارند که با انواع نما‌ها از جمله بلوک‌های بتنی مدولار و گلدانی، پوسته‌های بتنی و گابیون‌ها ترکیب شده و همچنین اجرای دیوارهای قوسی و زاویه دار با به کارگیری این محصولات ممکن بوده و دارای روش اجرای ساده‌ای می‌باشند.
نحوه اجرای لایه ژئوگرید
نصب ژئوگریدها به این صورت است که آنها به صورت لایه‌هایی افقی و طوری که جهت باربر ژئوگرید عمود بر نمای دیوار باشد، پهن شده و روی آنها تا ارتفاع ۶۰ سانتیمتر (بسته به الزامات پروژه می‌تواند کم‌تر از ۶۰ سانتیمتر هم باشد) مصالح خاکی (خاک مخلوط) یا مصالح سنگی (راک فیل) قرار می‌گیرد، بعد از کوبیده شدن این مصالح، لایه‌ی ژئوگرید بعدی قرار داده می‌شود و بدین ترتیب دیوار تا ارتفاع مورد نظر با ژئوگرید مسلح می‌گردد. لازم به ذکر است که همزمان با قرار دادن هر لایه و مصالح روی آن، سیستم زهکشی و نمای مورد نظر نیز در همان تراز نصب می‌گردد و به عبارتی دیوار خاک مسلح، سیستم زهکشی و نما در هر تراز با هم اجرا شده و همزمان بالا می‌روند.
