نسيج الجيوتكسيل للجدار الاحتياطي
1. استبدال المواد التقليدية:يمكن أن يحل محل طبقات ترشيح الرمل والحصى التقليدية، وقنوات الصرف، وما إلى ذلك، مما يوفر المواد، وتكاليف النقل، وإشغال أراضي المشروع.
2. تحسين جودة الهندسة:بفضل وظائفها المنهجية، يمكنها إطالة عمر خدمة الهياكل الهندسية بشكل فعال وتحسين الاستقرار.
3. تقصير فترة البناء:يعتبر البناء بسيطًا وسريعًا، مما قد يؤدي إلى تقصير فترة بناء المشروع بشكل كبير.
4. خفض تكاليف الهندسة:بشكل عام، يعد استخدام الجيوتكستايل أكثر اقتصادا من استخدام المواد والطرق التقليدية.
5. حماية البيئة والمحافظة عليها:وفي التطبيقات مثل حماية المنحدرات وزراعة العشب، يمكن أن يعمل بشكل تآزري مع النباتات، مما يكون مفيدًا لاستعادة وحماية البيئة الإيكولوجية.
مقدمة المنتج:
نسيج الجيوتكستايل للجدران الاحتجازية هو مادة جيوسينثتيكية نفاذة، مصنوعة من ألياف صناعية (مثل البولي بروبيلين والبوليستر والبولي إيثيلين، إلخ) أو ألياف طبيعية، من خلال عمليات مثل الثقب بالإبرة والنسيج والترابط الحراري والكيميائي. يُستخدم على نطاق واسع في الهندسة المدنية، وهندسة الحفاظ على المياه، وهندسة النقل، وغيرها من المجالات. وظيفته الأساسية هي حل مشاكل مثل التسرب والصرف والترشيح والتدعيم وعزل هياكل التربة. وهو من المواد الأساسية التي لا غنى عنها في الهندسة الجيوتقنية الحديثة.
التعريف الأساسي للجيوتكستايل
من منظور جوهر المادة ووظيفة الهندسة، يمكن فهم تعريف الجيوتكستايل من بعدين:
البعد المادي: مواد صفائح مرنة مصنوعة من بوليمرات ذات وزن جزيئي عالي (بشكل أساسي مادة البولي بروبيلين PP والبوليستر PET) من خلال عمليات غير منسوجة (مثقوبة بالإبرة، ومثقوبة بالماء) أو عمليات النسيج (المنسوجة آليًا، والمنسوجة)، مع قوة شد معينة، وقوة تمزق، ونفاذية الماء، تختلف عن أقمشة القطن والكتان التقليدية (الألياف الطبيعية عرضة للتآكل) والأغشية البلاستيكية (غير منفذة).
البعد الوظيفي: باعتباره مادة وسيطة بين التربة والهياكل الهندسية، فإنه يحسن الخصائص الميكانيكية والهيدرولوجية للتربة من خلال خصائصه الفيزيائية الخاصة (مثل النفاذية، والترشيح، وقوة الشد)، ويقلل من الأمراض الهندسية (مثل الأنابيب، والتسوية، والتآكل)، ويخفض تكاليف الهندسة، ويطيل عمر الخدمة.
الخصائص الرئيسية للجيوتكستايل
يتم تحديد خصائص الجيوتكستايل من خلال المواد الخام والعمليات، ويمكن تلخيص جوهرها في "أربع خصائص ومرونة واحدة"، على النحو التالي:
١. نفاذية قابلة للتحكم: تحقق الجيوتكستايل غير المنسوجة (مثل الأقمشة المثقوبة بالإبر) نفاذية عبر المسام بين الألياف، بمسامية تتراوح عادةً بين ٧٠٪ و٩٠٪. يتدفق الماء بسلاسة، ولكنه قد يحجب جزيئات التربة (وظيفة الترشيح)؛ يمكن لبعض الجيوتكستايل المنسوجة تحقيق متطلبات "نفاذية عالية" أو "نفاذية منخفضة" مخصصة من خلال ضبط كثافة النسيج.
2. الخصائص الميكانيكية المستقرة:
قوة الشد: يمكن أن تصل قوة الشد للجيوتكستايل البولي بروبيلين السائد إلى 10-50 كيلو نيوتن / متر، مما يمكنه مقاومة قوة الشد الناتجة عن تشوه التربة وتجنب الكسر الذاتي؛
مقاومة التمزق/مقاومة الثقب: تعمل عملية ثقب الإبرة على نسج الألياف بشكل محكم، مما يجعلها قادرة على تحمل الضغط الميكانيكي وثقوب الحجر أثناء البناء، مما يقلل من خطر التلف؛
مقاومة الزحف: تحت الأحمال طويلة المدى مثل وزن التربة الذاتي وأحمال المركبات، يكون التشوه صغيرًا ومستقرًا، ولن يفقد وظيفته بسبب "التمدد البطيء".
3. استقرار كيميائي قوي: الألياف الاصطناعية (وخاصة البولي بروبيلين والبوليستر) مقاومة للأحماض والقلويات (مستقرة ضمن نطاق الرقم الهيدروجيني 3-11)، والتآكل الملحي (مناسب للهندسة القلوية البحرية والمالحة)، والتآكل الميكروبي (لا تتحلل بواسطة البكتيريا أو الفطريات)، ويمكن استخدامها لفترة طويلة تحت الأرض أو في الماء (مع عمر افتراضي يصل إلى 20-50 عامًا)، مع تدهور بطيء في الأداء.
4. مقاومة الشيخوخة البيئية:
مقاومة للأشعة فوق البنفسجية: تُضاف إلى بعض المنسوجات الأرضية عوامل مقاومة للأشعة فوق البنفسجية، مما يُقلل بشكل كبير من التأثير الضار للأشعة فوق البنفسجية على الألياف عند تعرضها لأشعة الشمس. وهي مناسبة للمشاريع الخارجية، مثل فرش الطرق والمنحدرات.
مقاومة درجات الحرارة العالية والمنخفضة: يمكنها الحفاظ على أداء مستقر في نطاق -40 درجة مئوية (في المناطق الباردة) إلى 80 درجة مئوية (في البيئات ذات درجات الحرارة العالية)، دون تشقق أو تليين هش.
٥. مرونة وسهولة في التركيب: تتميز الجيوتكستايل بخفة وزنها (بسمكها التقليدي ٨٠-٥٠٠ جم/م²، ووزنها الذي يتراوح بين ٠.٠٨ و٠.٥ كجم فقط للمتر المربع)، كما تتميز بمرونة عالية، وسهولة قصها وطيّها، وتناسب أسطح التربة غير المنتظمة (مثل المنحدرات المنحنية والأساسات غير المنتظمة). كما تتميز بكفاءة تركيب عالية، ولا تتطلب معدات معقدة.
معلمات المنتج:
مشروع |
متري |
||||||||||
القوة الاسمية/(كيلو نيوتن/متر) |
|||||||||||
6 |
9 |
12 |
18 |
24 |
30 |
36 |
48 |
54 |
|||
1 |
قوة الشد الطولية والعرضية / (كيلو نيوتن/متر) ≥ |
6 |
9 |
12 |
18 |
24 |
30 |
36 |
48 |
54 |
|
2 |
أقصى استطالة عند الحمل الأقصى في الاتجاهين الطولي والعرضي/% |
30~80 |
|||||||||
3 |
قوة اختراق الجزء العلوي من CBR / كيلو نيوتن ≥ |
0.9 |
1.6 |
1.9 |
2.9 |
3.9 |
5.3 |
6.4 |
7.9 |
8.5 |
|
4 |
قوة التمزق الطولي والعرضي/كيلو نيوتن |
0.15 |
0.22 |
0.29 |
0.43 |
0.57 |
0.71 |
0.83 |
1.1 |
1.25 |
|
5 |
فتحة مكافئة 0.90(O95)/مم |
0.05~0.30 |
|||||||||
6 |
معامل النفاذية الرأسية/(سم/ثانية) |
K× (10-¹~10-)، حيث K=1.0~9.9 |
|||||||||
7 |
معدل انحراف العرض /٪ ≥ |
-0.5 |
|||||||||
8 |
معدل انحراف كتلة مساحة الوحدة /% ≥ |
-5 |
|||||||||
9 |
معدل انحراف السُمك /% ≥ |
-10 |
|||||||||
10 |
معامل التباين في السُمك (CV)/% ≤ |
10 |
|||||||||
11 |
ثقب ديناميكي |
قطر ثقب الثقب/مم ≥ |
37 |
33 |
27 |
20 |
17 |
14 |
11 |
9 |
7 |
12 |
قوة الكسر الطولي والعرضي (طريقة الإمساك)/كيلو نيوتن ≥ |
0.3 |
0.5 |
0.7 |
1.1 |
1.4 |
1.9 |
2.4 |
3 |
3.5 |
|
13 |
مقاومة الأشعة فوق البنفسجية (طريقة مصباح قوس الزينون) |
معدل الاحتفاظ بالقوة الطولية والعرضية% ≥ |
70 |
||||||||
14 |
مقاومة الأشعة فوق البنفسجية (طريقة مصباح الأشعة فوق البنفسجية الفلوري) |
معدل الاحتفاظ بالقوة الطولية والعرضية% ≥ |
80 |
||||||||
تطبيقات المنتج:
1. تطبيق وظيفة الترشيح: حجب جزيئات التربة والسماح بتدفق المياه من خلالها
هندسة الحفاظ على المياه: طبقة الترشيح في السدود والسدود الاحتياطية. عند حدوث تسرب في الجانب العلوي من السد، يمكن للجيوتكستايل منع جسيمات التربة من الانجراف بفعل تدفق المياه (مما يجنّب حدوث فيضانات مفاجئة في الأنابيب)، مع السماح بتصريف التسرب بسلاسة، مما يحمي استقرار هيكل السد.
الصرف البلدي: شبكة أنابيب مياه الأمطار، وطبقة ترشيح لمرشح التسرب. رُصِّبَت مادة الجيوتكستايل حول شبكة الأنابيب لمنع دخول جزيئات التربة والتسبب في انسدادها، مع السماح لمياه الأمطار بالتسرب إلى باطن الأرض وتجديد المياه الجوفية.
مكب النفايات: طبقة ترشيح لنظام جمع الرشح. يمنع دخول الشوائب الموجودة في المكب إلى خط أنابيب الرشح، ويتجنب انسداده، ويضمن جمع ومعالجة الرشح بشكل طبيعي.
2. تطبيق وظيفة الصرف: تسريع تصريف المياه وتقليل نسبة رطوبة التربة
هندسة النقل: تصريف مياه قاع الطريق والأرصفة. فرش طبقة من الجيوتكستايل أعلى قاع الطريق (أسفل سطحه)، مع إنشاء قنوات تصريف مخفية، لتصريف مياه الأمطار بسرعة من قاع الطريق إلى قناة الصرف على جانب الطريق، مما يمنع تليين قاع الطريق (مما يقلل من تشققه وهبوطه).
مشروع إنشاء: مرآب تحت الأرض، ونظام تصريف المياه في الطابق السفلي. رُصِفَت مادة جيوتكستايل أسفل الطبقة العازلة للماء في الصفيحة السفلية لتوجيه تسربات التربة إلى بئر التجميع، مما يمنع تلف الطبقة العازلة للماء بفعل ضغط الماء.
الهندسة الزراعية: الدفيئات الزراعية، تصريف مياه الأمطار في الأراضي الزراعية. رُصِّب الجيوتكستايل أسفل طبقة الزراعة لتسريع تصريف مياه الأمطار الزائدة ومنع تعفن جذور المحاصيل. لتحسين الأراضي المالحة القلوية، يمكن استخدام الجيوتكستايل لإزالة الملح من التربة.
3. تطبيق وظيفة العزل: فصل المواد المختلفة لتجنب التلوث المختلط
هندسة النقل: عزل بين طبقة الأساس والطبقة الخشنة. يُوضع نسيج جيوتكستايل بين طبقة الأساس (التربة العادية) وطبقة الأساس من الحجر المكسر المتدرج لمنع تسرب جزيئات التربة العادية إلى طبقة الأساس (لمنع فقدان قدرة تحملها)، ومنع انغراس الحجر المكسر في التربة العادية (لضمان سمك طبقة الأساس).
هندسة الحفاظ على المياه: عزل سدود التربة والأغشية غير المنفذة للخزانات والبحيرات الاصطناعية. رُصِّب نسيج جيوتكستايل بين السد الترابي وغشاء البولي إيثيلين عالي الكثافة المانع للتسرب لمنع الجزيئات الحادة في التربة من ثقب الغشاء، وتقليل أضرار الاحتكاك بين الغشاء والتربة.
موقع مكب النفايات: عزل منطقة المكب عن الأساس. يُوضع نسيج جيوتكسيل بين النفايات وتربة الأساس لمنع تلوث التربة الجوفية برشح النفايات، مع تجنب اختلاط تربة الأساس بالقمامة.
4. تطبيق وظيفة التعزيز: تعزيز قوة الشد للتربة وتقليل التشوه
هندسة المرور: تعزيز طبقة الأساسات ذات التربة الرخوة. وضع الجيوتكستايل على أساسات تربة رخوة (مثل تربة الطمي والجفت)، ثم ملء قاع الطريق بمادة ردم. يُمكّن الجيوتكستايل من نقل حمولة قاع الطريق بالتساوي إلى الأساس، وتقليل هبوطه، ومقاومة النزوح الجانبي لمادة الردم (لتجنب انهيارات قاع الطريق).
هندسة المنحدرات: طبقة تقوية لشبكة حماية المنحدرات. وضع الجيوتكستيل على سطح المنحدرات الصخرية أو التربة ومن ثم تثبيت شبكات الحماية. يمكن للنسيج الأرضي أن يشتت توتر شبكة الحماية، ويتجنب الإجهاد المحلي الذي يتسبب في كسر الشبكة، ويمنع فقدان التربة السطحية للمنحدر؛
مشروع بناء: طبقة تسليح في دعامة حفرة الأساس. رُصِفَت مادة الجيوتكستايل أسفل الخرسانة المرشوشة على منحدر حفرة الأساس لتحسين أداء طبقة الخرسانة في مقاومة الشد، وتقليل تكوّن الشقوق، وتحسين استقرار هيكل الدعم.
5. تطبيق الوظيفة الوقائية: حماية الهياكل الهندسية من الأضرار الخارجية
هندسة الحفاظ على المياه: منع التعرية وحماية الأنهار والقنوات. فرش الجيوتكستايل (غالبًا مع غشاء أرضي) على منحدر ضفة النهر وقاع القناة لمقاومة التعرية المائية (خاصةً خلال موسم الفيضانات)، ومنع انهيار منحدر الضفة وتشوه القناة.
هندسة النقل: حماية دعائم الجسور ومداخل ومخارج قنوات المياه. فرش الجيوتكستايل عند نقطة الوصل بين تربة الردم على الدعامة وأساس الجسر لتقليل تأثير أحمال المركبات على تربة الدعامة ومنع هبوط الدعامة (مما يقلل من مشكلة "قفز رأس الجسر").
ترميم ما بعد الكوارث: حماية التربة بعد الزلازل والفيضانات. فرش الجيوتكساس على المنحدرات المنهارة وأسطح الطرق المتآكلة لمنع المزيد من فقدان التربة مؤقتًا وتوفير الوقت للإصلاحات اللاحقة.
