طراحی و اجرای روش های بهسازی خاک

تراکم دینامیکی

اساس این روش برمبنای سقوط یک وزنه سنگین که از ارتفاع مشخص در فواصل معینی رها می شود، می‌باشد. جرم این وزنه بین 8 تا 35 تن متغیر می‌باشد و ارتفاع سقوط آن بین 5/7 تا 5/30 متر می‌باشد. انرژی منتقل شده از سقوط این وزنه به خاک منجر به متراکم شدن آن می‌گردد. تراکم حاصله بستگی دارد به:

تزریق تراکمی

در روش تزریق تراکمی، با تزریق دوغاب با ویسکوزیته بالا و فشار بیشتر و در مراحل متعدد، حباب‌هایی از دوغاب ایجاد می شود که باعث جابه‌جا شدن خاک و درنتیجه متراکم شدن آن می‌گردد. این روش برای محیط‌های کارستی، خاک‌های بسیار سست و فروریزشی ماسه‌ای و ریزدانه کاربرد دارد. این روش ندرتاً منجر به بروز تغییر مکان‌های جزئی در سطح زمین شده و در صورت وجود سازه حساس در این محل، این روش تزریق باید محتاطانه به کار برده شود.

تزریق شکست هیدرولیکی

زمانی که فشار تزریق بزرگ‌تر از مقاومت کششی خاک یا سنگ باشد، باعث شکست هیدرولیکی، گسیختگی و ایجاد ترک شده و دوغاب به‌سرعت به ناحیه ترک‌خورده نفوذ می‌کند. این روش جهت متراکم و سخت کردن زمین و یا دسترسی به حفرات دیگری که در دسترس نیستند، بکار می‌رود. این روش وقتی کاربرد دارد که برهم زدن ساختار خاک و ایجاد جابجایی تحت فشار تزریق در سطح زمین مشکل‌ساز نباشد.

تزریق نفوذی

روش تزریق نفوذی قدیمی‌ترین و پرکاربردترین روش تزریق می‌باشد. در این روش، درزه‌ها، شکاف‌ها و یا شکستگی ها در سنگ و فضاهای خالی در خاک با دوغاب، بدون برهم زدن ساختار سنگ یا خاک با حداقل فشار توسط دوغاب پر می‌گردد. سیال دوغاب با حداقل فشار تزریق در یک بازه زمانی در فضاهای خالی موجود در بین ذرات خاک و یا در شکاف‌های سنگ تزریق می‌شود تا از وقوع شکستگی‌های جدید جلوگیری شود. هدف اصلی از انجام تزریق نفوذی، کاهش نفوذپذیری و کنترل جریان آب زیرزمینی و افزایش مقاومت خاک و ایجاد توده‌ای یکپارچه‌تر و منسجم‌تر می‌باشد. تزریق سیمان و تزریق شیمیایی از این دسته می باشند.

جت گروتینگ (تزریق فواره ای - تزریق پرفشار)

جت گروتینگ یکی از روش های بهسازی خاک می‌باشد که در آن دوغاب سیمان با فشار و سرعت بالا به خاک تزریق می شود. سه روش اصلی برای جت گروتینگ ایجاد شده است: تزریق تک‌مرحله‌ای، دومرحله ای و سه مرحله ای. در هر سه روش از حفاری روتاری جهت رسیدن به عمق مورد نظر استفاده می شود.

تأثیرگذاری این روش وابسته به نوع خاک و میزان فرسایش‌پذیری (تخریب پذیری) آن می‌باشد. به‌صورت کلی، خاک‌های شنی و ماسه‌ای که فرسایش‌پذیری بالایی دارند برای این روش مناسب هستند در حالی که استفاده از این روش برای خاک رس پلاستیک سخت می‌باشد.

در شکل زیر میزان فرسایش‌پذیری خاک‌های مختلف نشان داده شده است.

در ادامه محدوده پارامترها مربوط به سه روش بالا اشاره شده است Welsh and Burke, 1991; Burke, 2004):

انواع روش‌های بهسازی مبتنی بر تزریق عبارتند از:

عمده تفاوت انواع تزریق در مکانیزم بهسازی خاک پذیرنده تزریق است که در ادامه به آن‌ها پرداخته شده است. از جمله پارامترهای مؤثر در تزریق می‌توان به مواردی همچون هدف تزریق، جنس و دانه‌بندی مصالح موجود، فشار تزریق و نوع مصالح تزریق شونده نام برد. به همین سبب در مراجع مختلف، دسته‌بندی‌های متفاوتی برای روش های تزریق در نظر گرفته‌اند اما به‌طورکلی می‌توان انواع روش های تزریق را در چهار دسته: تزریق نفوذی، تزریق تراکمی، تزریق شکست هیدرولیکی و تزریق جت (جت گروتینگ) جای داد. عمده تفاوت انواع تزریق در مکانیزم بهسازی خاک پذیرنده تزریق است که در ادامه به آن‌ها پرداخته می‌شود.

محدوده خاک‌های مناسب برای هر روش در شکل زیر نشان داده شده است.

یکی از روش‌های مورد استفاده برای افزایش ظرفیت باربری پی‌های سطحی واقع بر لایه‌های رس نرم، ستون سنگی می‌باشد. در این روش ابتدا درون خاک رس نرم، با استفاده از فشار آب و ارتعاش، چاهی حفر می‌نمایند، سپس آن را با خاک درشت‌دانه پر می‌کنند. شن داخل گمانه، در زمان بالا کشیدن ویبراتور، بتدریج متراکم می‌شود. ذرات خاک درشت‌دانه مورد استفاده در ستون سنگی، سایزی در حدود 6 تا 40 میلی‌متر دارد. ستون سنگی نیز معمولاً با قطر 5/0 تا 75/0 متر و با فواصل مرکز به مرکز 5/1 تا 3 متر اجرا می‌شود. استفاده از ستون سنگی باعث کاهش نشست پی می‌شود. برای این ستون‌ها، عمق 6 تا 10 متر مؤثرترین عمق است اگرچه تا عمق 30 متر هم اجرا شده‌اند.

روش انجام تزریق حساس‌ترین مرحله اجرای میکروپایل می‌باشد. بر همین اساس بسته به روش اجرا، میکروپایل‌ها به 4 دسته تقسیم می‌شوند که در شکل و جدول زیر نشان داده شده است:

میکروپایل

اولین بار در دهه 1950در اروپا استفاده شد و از آن به بعد تاکنون در سرتاسر جهان مورد استفاده قرار گرفته است. میکروپایل ها در واقع شمع‌هایی با قطر کمتر از 300 میلی‌متر می باشند که در مورد زیر کاربرد دارند و می‌توانند در هرگونه بستري كه نياز به شمع داشته باشد به‌صورت عمودی یا با هر شیبی به كار می‌روند.

تحمل بار سازه‌ای در سایت‌هایی که در دسترسی به آن محدودیت دارد. اين نوع از شمع‌ها در متون علمي تحت عناويني از قبيلneedlepile, root pile, pinpile, mieropile, minipile مطرح شده‌اند.

میکروپایل‌ها به‌طور کلی در سه زمينه مورد استفاده قرار می‌گیرند:

بهسازی زیستی خاک

بیوژئوتکنیک شاخه ای از مهندسی ژئوتکنیک است که به کاربرد روش های زیستی در مهندسی ژئوتکنیک می پردازد. مزیت اصلی روش های بهسازی زیستی، آلودگی زیستی ناچیز است. روش های بهسازی سنتی مثل تزریق سیمان، تراکم و ... عمدتا برای کاربردهای بزرگ مقیاس مناسب نیستند؛ چرا که نیازمند صرف هزینه و انرژی بسیار زیادی می باشند، نرخ بهسازی محدودی دارند و از موادی استفاده می کنند که مضرات قابل توجهی برای محیط زیست دارد. تحقیقات زیادی در سال¬های اخیر برای یافتن راهی جایگزین برای روش های سنتی انجام شده است. در سالهای اخیر تحقیقات زیادی برای یافتن راهی جایگزین برای روش های سنتی انجام شده است.

اگرچه کاربردهای محتمل زیادی برای این روش ها وجود دارد، در حال حاضر تمرکز اصلی این علم بر روش های سیمانتاسیون زیستی ، کلوخه شدن زیستی ، چسباندن زیستی و آب بندی زیستی است. در زیر شرح مختصری از این روش ها ارائه شده است تا دیدی کلی از تفاوت و تعریف هر کدام به دست آید.

کلوخه شدن زیستی :

تولید مواد پرکننده منافذ خاک به وسیله ی فعالیت های میکروبی با هدف کاهش تخلخل و نفوذپذیری هیدرولیکی خاک.

سیمانتاسیون زیستی :

تولید مواد پیوند دهنده ذرات خاک به وسیله فعالیت های میکروبی با هدف افزایش مقاومت خاک، یکی از زیرشاخه های این روش پایدارسازی خاک به وسیله ی رسوب میکروبی کلسیم کربنات است که به تزریق میکروبی مشهور است.

چسباندن زیستی :

تشکیل زنجیره های سلولی پیونددهنده ذرات خاک به وسیله ی فعالیت های میکروبی با هدف افزایش مقاومت خاک.

آب بندی زیستی :

روش بیولوژیکی گرفتن نشتی در سازه های مرتبط با آب.

از میان روش های فوق، بیشتر مطالعات انجام شده در این حوزه پیرامون روش سیمانتاسیون زیستی می باشد.

رسوب میکروبی کربنات برای ترک گیری بتن، تحکیم ماسه، ترمیم مجسمه های آهکی، بهبود مقاومت فشاری بتن، افزایش دوام بتن، افزایش کارایی استخراج نفت، تصفیه فاضلاب و بهسازی خاک کاربرد دارد.

رسوب میکروبی کربنات به وسیله هیدرولیز اوره به علت فراوانی باکتری های ureolytic در طبیعت، امکان بهسازی خاک بدون اضافه کردن میکروارگانیزم های خارجی را دارا می باشد. علاوه بر این استفاده از میکروارگانیزم ها برای افزایش pH، به علت هیدرولیز تدریجی اوره توزیع فضایی بهتری از رسوبات کلسیت نسبت به اضافه کردن باز حاصل می کند و نرخ و کیفیت رسوب کربنات به آسانی قابل کنترل است.

باکتری های ureolytic به خصوص Sporosarcina pasteurii (Bacillus p.) و Bacillus sphaericus به فراوانی مورد مطالعه قرار گرفته اند. این میکروارگانیزم ها در محیط هوازی خارج خاک کشت شده و با محلول اوره و کلسیم کلرید تغذیه می شود. آنزیم اوریاز میکروبی فرایند هیدرولیز اوره به آمونیوم و کربنات را کاتالیز می کند:

ین های کربنات در حضور ین کلسیم به شکل بلورهای کلسیک کربنات رسوب می شوند و باعث ایجاد پیوند سیمانی بین دانه های ماسه می شود:

محلول باقیمانده حاوی آمونیوم کلرید است که به دلیل اثرات منفی زیست محیطی و امکان ایجاد اکسیداسیون آمونیوم و در نتیجه حل شدن رسوب کلسیم کربنات ، باید از بین برود.

سرعت کم فرایندهای میکروبی در بهسازی خاک نسبت به تزریق مواد شیمیایی یکی از معایب این روش ها می باشد. از سوی دیگر طراحی این فرایندها با پیچیدگی های بسیاری همراه است، چرا که فعالیت میکروبی به عوامل محیطی زیادی از جمله دما، pH، تمرکز الکترون دهنده ها و الکترون گیرنده ها و تمرکز و نرخ پخش مواد غذایی و محصولات سوخت و ساز وابسته است. در طراحی کاربردهای میکروبی سیمانتاسیون زیستی نه تنها باید به خصوصیات خاک و محتویات محیط تزریق دقت شود بلکه باید جنبه های میکروبیولوژیکی، بوم شناسی و ژئوتکنیکی مساله نیز در نظر گرفته شود. طراحی فرایندهای سیمانتاسیون زیستی نیازمند اطلاع از فرایندهای زیستی (رشد، بیوسنتز، تجزیه ی زیستی، اکسیداسیون زیستی و فعالیت هاب به خصوص آنزیم ها)؛ معادلات شیمیایی همراه با تشکیل مواد غیرمحلول؛ و فرایندهای فیزیکوشیمیایی از قبیل رسوب، کریستالیزه شدن و چسبندگی (کشش سطحی) می باشد.

اولین کاربرد تزریق میکروبی در هلند: سیمانتاسیون شن برای پایدارسازی گمانه. در تصویر 6 چاه تزریق و 14 چاه استخراج در اطراف آن در محدوده ای 24 در 4 متری نصب شده است

مقایسه مقاومت ژئوالکتریکی قبل (شکل بالا) و در حین عملیات (شکل پایین) محدوده تقریبی متاثر از تزریق میکروبی. تزریق محلول فرعی با غلظت نمک بالا باعث کاهش مشهود مقاومت الکتریکی از 120 اهم (آبی تیره) به 2 اهم (بنفش) شده است.

ژئوتکستایل (Geotextile)

مطابق استاندارد 4439ASTM-D ، ژئوتکستایل یک ژئوسنتتیک نفوذپذیر است که پارچه گونه های منحصر به فردی را شامل می شود. به طور کلی ژئوتکستایل ها صفحات نفوذپذیری هستند که از الیاف پلی پروپیلن و یا پلی استر و به دو صورت کلی بافته شده (تک رشته ای و چند رشته ای) و بافته نشده ساخته می شوند. در ژئوتکستایل های بافته شده رشته های الیاف با فنّاوری بافت منسوجات به شکل های مختلف بافته می شوند، درحالی که در نوع بافته نشده، توده هایی از الیاف با استفاده از حرارت، چسب های شیمیایی یا فشار مکانیکی به هم اتصال یافته و بدین ترتیب انواع مختلف ژئوتکستایل ها تولید می گردد. این مواد به علت نفوذپذیری مناسب و بافت ریز قابل کنترل، عموماً به عنوان فیلتر مورد استفاده قرار می گیرند.

از جمله کاربردهای ژئوتکستایل ها می توان به ایجاد لایه محافظ، جداسازی، ساخت پی و سیستم های مدفون، زهکشی و فیلتر کردن، سازه های هیدرولیکی، محل های دفن زباله و تقویت یا مسلح سازی خاک اشاره کرد. این مصالح به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از پروژه های عمرانی و مجموعه های ساخت بشر محسوب می شوند.

ژئوسل (Geocell)

ژئوسل ساختاری سه بعدی، پلیمری و لانه زنبوری از سلول های به هم پیوسته است و برای تسلیح بستر شیب های تند و سایر مواردی که خاک متحمل تنش های کششی بالا می شود، مفید ارزیابی شده است. خاک درون ژئوسل مثل یک دال نیمه صلب عمل می کند و فشار پی را در مساحت بیشتری به خاک زیرین توزیع کرده و نشست و تنش را کاهش می دهد.

ژئوسل عموما به شکل تا شده فروخته می شود و در محل به شکل ساختاری سه بعدی پهن شده و با خاک پر می شود. ژئوسل در اشکال و اندازه های گوناگونی وجود دارد و از مواد گوناگونی ساخته می شود. ژئوسل های معمول که به تولید انبوه می رسند، عموما دارای ارتفاعی بین 75 تا 200 میلی متر، و قطر 17 تا 35 سانتی متر هستند. ژئوسل ها عموما از پلی اتیلن چگال (HDPE) ساخته می شوند، اما مواد دیگری از قبیل آلیاژ نوین پلیمری (NPA) نیز در ساخت آن استفاده می گردد. در حقیقت، ژئوسل اصلی و اولیه از جنس آلومینیوم بوده است. به طور معمول در دیواره ژئوسل سوراخ شدگی وجود دارد، تا زهکشی جانبی از بین مواد داخل آن به خصوص در مواردی که آب می تواند باعث شروع گسیختگی در خاک شود- سریع تر اتفاق بیافتد. علاوه بر این، سوراخ شدگی دیواره ژئوسل موجب قفل شدگی بهتر با مصالح دانه ای می گردد؛ اگرچه با کاهش ضخامت نسبی دیواره ژئوسل، مقاومت کششی آن کاهش می یابد. گستردگی مشخصات ساخت، باعث تطبیق پذیری بالای این محصول در کاربرهای تسلیح خاک گشته است.

ژئوسنتتیک با آستر رسی (Geosynthetic clay liner)

طبق تعریف استاندارد 4439ASTM-D ، ژئوسنتتیک با آستر رسی، یک حامل هیدرولیکی است که شامل رس در اتصال با لایه یا لایه هایی از مواد ژئوسنتتیکی است. در این ژئوسنتتیک، لایه های نازک رس بنتونیتی از طریق سوزن کاری، کوک زنی یا مواد چسباننده (صمغی) در میان دو لایه ژئوتکستایل یا ژئوممبرین قرار داده شده اند. ژئوسنتتیک های با پوشش رسی می توانند جایگزین ژئوممبرین گردند یا به همراه آن استفاده شوند. این ژئوسنتتیک کاربردهای فراوانی دارد که از جمله آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد: استفاده در زیر لایه ژئوممبرین به عنوان لایه اولیه یا ثانویه در لندفیل ها، استفاده در زیر لایه ژئوممبرین و بالای پوشش رسی در لندفیل ها، استفاده در بالای لایه ژئوممبرین برای محافظت ژئوممبرین در برابر لایه شن درشت و ...

ژئوفوم (Geofoam)

طبق تعریف استاندارد 4439ASTM-D ، ژئوفوم، ماده فومی پلیمری به شکل سلول های صلب بلوکی یا صفحه ای است که در کاربردهای مهندسی ژئوتکنیک استفاده می شود. اولین کاربرد ژئوفوم، پرکردن قسمت های خالی با مصالح سبک وزن است. همچنین این ماده علاوه بر پرکننده سبک، به عنوان پرکننده تراکم پذیر، عایق حرارتی، ایجاد پوشش گیاهی بر بام و زهکش (در صورت شکل دادن مناسب) استفاده می شود.

ژئوکامپوزیت (Geocomposite)

طبق تعریف استاندارد 4439ASTM-D ، ژئوکامپوزیت یک نوع ژئوسنتتیک است که از ترکیب دو یا چند ژئوتکستایل، ژئوگرید، ژئونت و ژئوممبرین ساخته شده و دارای کارکردهای مختلف است. این محصول می تواند عملکردهای چندگانه ای از جمله جدا سازی، تسلیح، زهکشی، فیلتراسیون و عایق بندی رطوبتی (آب بندی) داشته باشد که در این صورت، به طور هم زمان مزایای چندین نوع ژئوسنتتیک را خواهد داشت.

ژئوکامپوزیت در حقیقت، ترکیب دو یا چند ژئوسنتتیک با یکدیگر و یا با دیگر مصالح نظیر یونولیت، ورق های پلاستیکی شکل داده شده، کابل های فولادی و غیره می باشد.

هدف از ساخت ژئوکامپوزیت ادغام بهترین خصوصیات هر یک از مصالح مصرفی است تا بتواند عملکرد و رفتار بهتری را از خود نشان دهد. ژئوکامپوزیت معمولاً از ترکیب مصالح مصنوعی به وجود می آید، ولی لزوماً این گونه نیست. ممکن است در بعضی مواقع ترکیب یک ماده غیر مصنوعی با یک ماده مصنوعی عملکرد بهینه و هزینه کمتری در برداشته باشد. برای مثال می توان از فایبرگلاس و رشته های فولادی برای افزایش مقاومت کششی، از ماسه جهت ایجاد مقاومت فشاری و قابلیت پرکنندگی، از رس به منظور پوشش دهی و هم چنین از قیر برای آب بندی استفاده کرد.

ژئوگرید (Geogrid)

ژئوگرید یکی از زیرمجموعه های خانواده ژئوسنتتیک ها است از جنس پلی استر و پلی اتیلن و یا ترکیبی از این مواد و یا سایر مواد مشابه بوده و در ضخامت، سایز و ابعاد مختلف به صورت ورق های مشبک تولید می شوند. مطابق تعریف استاندارد 4439ASTM-D ، ژئوگرید ژئوسنتتیکی است که از روی هم قرار گرفتن دو مجموعه نوار موازی با زوایای مختلف، تشکیل شده و دارای چشمه هایی با اندازه های مناسب است که این چشمه ها امکان قفل شدگی ژئوگرید را با خاک، سنگ، یا دیگر مواد ژئوتکنیکی فراهم می کنند. شایان ذکر است که نوار های ژئوگرید دارای مقاومت کششی هستند و در نقاط گرهی به طور کامل به یکدیگر متصل می شوند. اندازه چشمه ها که فاصله بین نوارهای ژئوگرید محسوب می شوند، معمولاً بین 10 تا 100 میلی متر می باشد. کاربرد اصلی ژئوگرید، تسلیح خاک است و در برخی موارد برای جداسازی مصالح نیز به کار می رود. ژئوگریدها به عنوان تقویت کننده های مناسب مورد استفاده قرار می گیرند زیرا آنها دارای مقاومت کششی بالا و قفل شدگی قابل توجهی با خاک ها هستند. ژئوگریدها معمولاً در مناطقی که خاک ها اشباع و یا نم دار هستند در بالا و پایین لایه ژئوتکستایل قرار می گیرند.

مزایای بکارگیری ژئوگریدها در پروژه های عمرانی تقریبا مشابه با مزایای بکارگیری ژئوتکستایل ها ولی با مقاومت های بسیار بالاتر می باشند. نمونه ای از کاربری های آن ساخت دیوارهای حائل با ارتفاع بالا، تحکیم لایه های آسفالتی، اجرای دیوارهای فضای سبز قائم و تحکیم بسترهای راه و راه آهن و ... می باشد. کاربرد ژئوگرید:

ژئوممبرین (Geomembrane)

طبق تعریف استاندارد 4439ASTM-D ، ژئوممبرین یک عایق و یا آستر غشایی مصنوعی است که نفوذپذیری بسیار پایینی داشته و با دیگر مصالح مرتبط با مهندسی ژئوتکنیک به کار می رود که در نتیجه، حرکت مایعات را کنترل می¬کند. ژئوممبرین بعد از ژئوتکستایل دومین گروه بزرگ ژئوسنتتیک است. مهم ترین کاربرد ژئوممبرین در فعالیت های عمرانی مقابله با پدیده تراوش و یا نفوذ آب و سایر مایعات و گازهای سمی و خطرناک در محل های نگهداری آن ها است.

ازکاربردهای عمده ژئوممبران می توان عایق کردن مخازن خاکی و بتنی آب کشاورزی و پرورش آبزیان، پوشش کانال های انتقال آب، عایق فونداسیون مخازن صنعت نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی، مخازن صنعت آب و فاضلاب آب بندی سدها، لاگون های صنایع شیمیایی، حوضچه های تبخیر و مخازن ثانویه صنعت نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی، لندفیل ها ( مخازن دفن زباله )، حوضچه های گل و آب و دکل های حفاری صنعت نفت و گاز، لندفیل ها و ... اشاره نمود .

ژئوممبرین معمولاً از پلیمر پلی وینیل کلراید (PVC) ساخته می شود. تولید این پلیمرها از سال 1939 شروع شد و کاربردهای گسترده ای پیدا کرد. از دیگر مواد پلاستیکی عمده ای که در ساخت ژئوممبرین استفاده می شود، پلی اتیلن (PE) است که تولید انبوه آن از سال 1943 آغاز شده و کاربرد اولیه آن در صنایع بسته بندی و قالب زنی بوده است. مواد دیگری که در ساخت ژئوممبرین با پلاستیک ها رقابت می کنند، لاستیک ها هستند. اولین ژئوممبرین لاستیکی که برای پوشش حوضچه به کار رفت، از جنس لاستیک باتیل بود که نفوذناپذیری خوبی دارد و از آن در تولید تیوپ لاستیک ماشین ها نیز استفاده می¬شود.

ژئونت (Geonet)

ژئونت محصولی پلیمری و مسطح است که از یک شبکه متراکم و منظم تشکیل شده و در آن، مجموعه ای از نوارهای موازی روی مجموعه دیگری از نوارهای موازی با امتدادهای (زوایای) مختلف قرار می گیرند. در نگاه اول، ژئونت مشابه ژئوگرید است؛ در صورتی که این گونه نیست و ژئونت با ژئوگرید متفاوت است. هرچند، در مصالح یا پیکربندی آنها تفاوتی وجود ندارد، اما در کارکرد اختلاف اساسی دارند.

مجموعه نوارهای پلیمری ژئونت به صورت موازی ساخته می شوند، اما امتداد دو مجموعه نوار نسبت به هم زاویه دار است. بین این نوارها سوراخ های نسبتاً بزرگی وجود دارد که محصول را به شکل یک توری نشان می دهد.کاربرد این ژئوسنتتیک به طور کامل در محدودۀ زهکشی قرار دارد. تقریباً تمام انواع ژئونت ها از رزین های پلی اتیلنی ساخته می شوند و چگالی آن ها بین 94/0 تا 69/0 کیلوگرم بر لیتر است؛ که هرچه این مقدار بیشتر باشد، محصول صلب تر خواهد بود.

سایر ژئوسیستم ها (Other Geosystems)

ژئوسيستم ها با در کنار هم قرار گرفتن المان ها يا اجزاي سه بعدي، از جنس الياف ژئوتکستايل به صورت بافته شده يا نشده ساخته مي شوند. اين المان هاي ژئوتکستايل، به صورت متداول از ماسه پر مي شوند و به لحاظ ابتکار عمل، سازگاري با محيط زيست و از جهت اقتصادي به ويژه براي سازه هيدروليکي ساحلي و آبي، قابل توجه و موثر به شمار مي روند. چهار نوع مجزا از اين ژئوسيستم ها عبارتند از: ژئوسيستم هاي کيسه اي، ژئوتيوب ها، ژئوسيستم هاي تشکي و ژئوکانتينرها که در شکل زیر نشان داده شده اند.

معرفی ژئوسنتتیک ها (Geosynthetics)

در چهار دهه گذشته تسلیح با استفاده از مسلح کننده های پلیمری و ژئوسنتتیک ها، به گستردگی در سراسر جهان در پروژه های صنعتی، سد سازی، راه سازی، سازه های از قبیل دیوار حائل، بهسازی خاک متداول شده است. به طور کلی ژئوسنتتیک عنوانی فراگیر برای توصیف صفحات نازک و انعطاف پذیری است که در داخل توده خاک یا در ارتباط با مصالح خاکی با اهداف مختلفی مانند مسلح سازی، جداسازی، عایق بندی رطوبتی، مهار فرسایش، ایفای نقش صافی (فیلتر)، زهکشی و ... مورد استفاده قرار می گیرند. بر طبق استاندارد 4439ASTM-D ، ژئوسنتتیک محصول مسطحی است که از مواد پلیمری ساخته شده و به عنوان یک بخش جدایی ناپذیر در پروژه های مهندسی عمران به همراه خاک، سنگ، زمین و یا سایر مصالح مرتبط با مهندسی ژئوتکنیک به کار گرفته می شود. ژئوسنتتیک ها کاربردهای فراوانی از قبیل تسلیح خاک، جداسازی، فیلتر کردن، زهکشی صفحه ای و ایجاد لایه محافظ دارند که برخی از این کاربردها در شکل زیر نشان داده شده است.

این مصالح به صورت مصنوعی از مواد لاستیکی و پلاستیکی ساخته می شود و بسته به نوع کاربرد و عملکرد مورد انتظار با اشکال و خواص مختلف تولید می شوند. به علت کاربرد وسیع، سرعت اجرا و قیمت مناسب، تولید و مصرف این مصالح به شدت در حال رشد است. ژئوسنتتیک ها در که با خاک مرتبط هستند کاربرد گسترده ای دارند.

مهم ترین مزایای ژئوسنتتیک ها:

به طور کلی ژئوسنتتیک ها را می توان به دو گروه عمده نفوذپذیر و نفوذناپذیر تقسیم نمود که در مجموع در چند زیرگروه شامل ژئوتکستایل‌ها ، ژئوگرید‌ها ، ژئوممبرین‌ها ، ژئونت‌ها ، ژئوفوم‌ها ، ژئوکامپوزیت‌ها ، ژئوسنتتیک‌های با پوشش رسی ، ژئوپایپ‌ها و ژئوسل‌ها قابل تقسیم هستند. شکل زیر این 9 دسته را به ترتیب نشان می دهد. هرچند با گسترش کاربردهای ژئوسنتتیک ها، گروه های جدیدی نیز به این خانواده اضافه شده است.