خلاصه اختراع

يكي از مشكلات اجرائي ديوارهاي خاك مسلح ژئوسينتتيكي كيفيت اتصال المانها به پوسته مي باشد كه در ديوار GCB اين مشكل منتفي مي باشد. مشكل ديگر پوششهاي گياهي بر روي پوسته است كه در روشهاي جاري به علت محدوديت فضا روي پوسته نوع گونه هاي گياهي محدود مي باشند و عمليات نگهداري هم مشكل مي باشد. در روش GCB ، اين مشكل از هر دو جنبه منتفي است و مي توان هر نوع گونه مناسب گياهي و درختي را كاشت و عمليات دسترسي و نگهداري هم به آساني صورت ميگيرد. يك واحد بلوكي-سلولي ژئوسينتتيكي (GCB) سازه اي است متشكل از قاب مكعبي يا مكعب مستطيلي و پوشش ژئوسينتتيكي كه محيط قاب را به استثناء وجوه بالا و پائين آن پوشش مي دهد. مزيت تكنيك GCB نسبت به ديگر روشها اين است كه ميتوان طول المان تسليح يعني طول بلوكها را متناسب با ارتفاع ديوار كاهش داد. در هر رديف خاكريزي، واحدهاي GCB كنار هم قرار گرفته تا طول ديوار را پوشش دهند. سپس خاكريزي انجام و عمليات تراكم صورت مي گيرد. اجراي لايه ها به همين صورت تكرار شده تا كل ديوار حائل شكل گيرد. دو مزيت مهم ديگر GCB كاهش هزينه پروژه تا حدود 50-30 درصد و سرعت بالاي اجرا مي باشد.

حوزه کاربرد (زمینه فنی)

این اختراع در زمینه مهندسی ژئوتکنیک و ژئوتکنیک زیست محیطی مورد استفاده قرار می گیرد.

مشکل فنی موجود و هدف از این اختراع:

از مسائل اجرائی مهم در دیوارهای خاک مسلح ژئوسینتتیکی کیفیت اتصال المانها به پوسته می باشد که در صورت اجرای غیر اصولی می تواند منجر به ناپایدارهای موضعی در پوسته دیوار و نهایتا خرابی تدریجی دیوارگردد. در دیوار GCB ، این اتصالات اولا در محل کارگاه (نه محل پروژه) و با نظارت و اجرای دقیقتری صورت می گیرد و ثانیا قسمت اتصال دو انتهای المان ژئوسینتتیکی در محل پوسته قرار ندارد بلکه در داخل توده خاک مسلح در ناحیه مقاوم (پاسیو) قرارمیگیرد. به عبارتی پوسته و المان تسلیح یک پارچه بوده و لذا نگرانی از بابت اتصالات و ناپایدارهای موضعی منتفی می باشد. ضمن اینکه عمل پیش بارگذاری ژئوسینتتیکها می تواند در این روش انجام گردد در حالیکه در هیچ نوع از روشهای رایج دیوار خاک مسلح این کار امکان پذیر نمی باشد. عمل پیش بارگذاری باعث کاهش تغییر شکلهای قائم و جانبی در خاک و المان و نتیجتا کاهش نشست خاک پشت دیوار می گردد. مشکل دیگر در ارتباط با پوششهای گیاهی بر روی پوسته است که در روشهای جاری به علت محدودیت فضا روی پوسته های گلدانی، انتخاب گونه های گیاهی محدود می باشد ضمن اینکه عملیات نگهداری و رسیدگی به گیاهان هم با دشواری صورت میگیرد و امکان تردد کارگران بر روی پوسته مشکل بوده و معمولا خطر ساز می باشد. در روش GCB ، این مشکل از هر دو جنبه منتفی است و می توان با توجه به فضای کافی خاکی بر روی تراسهای پوسته، هر نوع گونه گیاهی و درخت را کاشت و عملیات دسترسی و نگهداری گیاهان هم با تردد بر روی تراسهای عریض به آسانی صورت میگیرد. لازم است دو مزیت مهم دیگر را نیز اشاره کرد و آن کاهش هزینه مصالح مصرفی از 30 تا 50 درصد، کاهش حجم عملیات خاکی و ترانشه زنی و همچنین سرعت بالای اجرا به علت پیش ساخته بودن واحد های GCB می باشد.

ارایه راه حل برای مشکل فنی موجود همراه با شرح دقیق و کافی و یکپارچه اختراع

یک واحد بلوکی-سلولی ژئوسینتتیکی (GCB) سازه ای است مرکب، متشکل از قابی مکعبی یا مکعب مستطیلی و پوشش ژئوسینتتیکی مانند ژئوتکستایل یا ژئوگرید که در محیط قاب قرار میگیرد. قاب از مصالح فلزی مثل میل گرد، پروفیلهای ساختمانی و یا مصالح پلی مری و پلاستیکی مانند لوله های PVC ساخته می شود و چون در داخل خاک نقش سازه ای برای پایداری دیوار خاک مسلح ندارد لزومی ندارد از مقاومت و سختی بالائی برخوردار باشد، فقط در حدی که قاب همراه با پوسته ژئوسینتتیکی متصل به آن قابل بلند شدن و حمل به محل پروژه باشد و دچار ناپایداری نگردد. پوسته ژئوسینتتیکی بر روی قاب قرار گرفته و محیط قاب را به استثناء وجوه بالا و پائین آن پوشش می دهد. اتصال دو لبه پوسته می تواند بصورت دوختنی برای ژئوتکستایل یا میله ای (Bodkin Connection) برای ژئوگرید باشد. اگر نیاز به پیش تنیدگی پوسته باشد، پوسته دو سر متصل شده توسط دستگاه کشیده میشود و قاب درون آن قرار گرفته و پوسته آزاد می گردد. واحد های GCB را می توان مشابه گابیون ها تصور نمود با این فرق های مهم که 1- پوسته فلزی نیست بلکه ژئوسینتتیکی است، 2-کف بلوک باز است و پوشش ندارد و 3-طول بلوک بسیار بلندتر است چون به عنوان یک المان تسلیح بکار رفته است و این کاربری کاملا متفاوت با عملکرد شبکه فلزی در گابیون ها است که به عنوان دیوار حائل وزنی استفاده میشوند. مزیت دیگر GCB نسبت به دیگر روشها این است که چون مقاومت لغزشی المانهای ژئوسینتتیکی به لحاظ محصور بودن خاک، امتداد قائم المانها و بسیج مقاومت پاسیو بالا می باشد میتوان طول بلوکها را متناسب با ارتفاع دیوار کاهش داد، یعنی در ترازهای بالاتر طول بلوکها کوتاه تر میشود. ارتفاع و عرض بهینه بلوکها در محدوده یک متر می باشند ولی طول در تراز کف دیوار می تواند بیش از 10 متر هم باشد و این بستگی به ارتفاع ترانشه دارد و از تحلیل پایداری داخلی و خارجی دیوار مشخص می شود. در زمان اجرا، در هر ردیف خاکریزی، واحدهای GCB کنار هم قرار گرفته تا طول دیوار را پوشش دهند. سپس خاکریزی انجام می شود تا تمام بلوکها کاملا از خاک پر و مقداری هم خاک اضافی قرار گیرد و فضاهای خالی بین بلوکها و دیواره ترانشه هم پر شوند. عمل تراکم بر روی خاک با استفاده از غلطک (ترجیحا غلطک ارتعاشی) انجام تا تراکم لازم حاصل گردد. لایه بعدی با قرار دادن بلوکها که طول کمتری دارند اجرا میشود به نحوی که یک مقدار عقب نشینی از لبه لایه زیرین انجام تا تراسهایی با عرض نیم تا 1 متر ایجاد گردد. اجرای لایه ها به همین صورت تکرار شده تا کل دیوار حائل شکل گرفته و ساخته شود. عملیات کاشت درخت و ایجاد فضای سبز بر روی پوسته می تواند در زمان مناسب بعد از ساخت دیوار در محل تراسها انجام گردد.