THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT BẰNG CỌC VÁN VÀ NEO ĐẤT: PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH
Trong các công trình xây dựng hạ tầng như hố đào sâu, kè bờ sông, bến cảng, việc sử dụng tường chắn đất là giải pháp phổ biến để ngăn chặn sự xâm nhập của đất vào khu vực thi công. Một trong những phương pháp hiệu quả là sử dụng cọc ván kết hợp với hệ thống neo đất. Phương pháp này không chỉ giảm thiểu sự xâm nhập của đất mà còn đảm bảo ổn định lâu dài cho công trình.
1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Tường chắn đất bằng cọc ván và neo đất là hệ thống chịu lực tổ hợp, trong đó cọc ván đóng vai trò chắn giữ đất và truyền lực, còn neo đất có nhiệm vụ tăng cường ổn định và giới hạn chuyển vị ngang. Dưới đây là phân tích từng thành phần:
1.1. Cọc ván (Sheet Piles)
-
Loại vật liệu phổ biến:
-
Cọc ván thép: Bền, chịu lực tốt, dễ thi công lại.
-
Cọc bê tông đúc sẵn: Dùng trong công trình lâu dài, tải trọng lớn.
-
Cọc gỗ: Dùng trong công trình tạm hoặc tải trọng nhẹ.
-
-
Hình dạng và liên kết:
-
Cọc có tiết diện chữ U, Z, hoặc Omega.
-
Các cọc liên kết bằng khóa móc (interlocks) để tạo thành bức tường kín.
-
-
Chức năng chính:
-
Chịu uốn dưới tác động của áp lực đất và nước ngầm.
-
Truyền lực về các điểm neo và móng.
-
Tạo hàng rào chắn bùn, nước trong hố đào.
-
1.2. Neo đất (Ground Anchors)
-
Cấu tạo gồm 3 phần chính:
-
Phần chịu lực (free length): Phần không có ma sát với đất, có thể co giãn, thường nằm trong ống PE.
-
Phần neo cố định (bond length): Được bơm vữa, tạo liên kết chặt với nền đất.
-
Đầu neo: Nơi truyền lực kéo từ thanh neo về tường chắn.
-
-
Vật liệu:
-
Thép cường độ cao (PC bar hoặc cáp thép).
-
Vữa xi măng để bám dính neo với đất.
-
-
Nguyên lý hoạt động:
-
Sau khi khoan lỗ và đặt thanh neo, vữa được bơm vào lỗ khoan.
-
Sau khi vữa đạt cường độ, thanh neo được kéo căng bằng kích thủy lực.
-
Lực căng này giữ cho tường chắn không bị dịch chuyển dưới áp lực đất.
-
2. Phân tích ổn định
Đây là phần quan trọng nhằm đảm bảo an toàn kết cấu và giảm thiểu rủi ro trượt, lật, hoặc sụp đổ trong quá trình thi công và vận hành.
2.1. Áp lực đất tác dụng lên tường
-
Áp lực chủ động (Pa): Do đất phía sau tường gây ra, tính bằng lý thuyết Rankine hoặc Coulomb.
-
Áp lực bị động (Pp): Từ đất phía trước cọc, giúp chống lại chuyển vị.
-
Ảnh hưởng của mực nước ngầm:
-
Nước làm tăng áp lực thủy tĩnh.
-
Giảm hiệu quả của áp lực bị động (do giảm ma sát).
-
Công thức tính Pa theo Rankine (với tường thẳng đứng):
Pa = 0.5 × γ × H² × Ka
(γ: khối lượng thể tích đất, H: chiều cao hố đào, Ka: hệ số áp lực chủ động)
2.2. Tính toán nội lực trong cọc
-
Xác định mômen uốn lớn nhất, lực cắt, và phản lực tại các điểm neo.
-
Phân tích sơ bộ có thể dùng phương pháp dầm liên tục trên nền đàn hồi (Winkler).
-
Phân tích nâng cao sử dụng phần mềm PLAXIS, GEO5, SAP2000, hoặc MIDAS GTS NX.
2.3. Thiết kế neo đất
-
Chiều dài neo:
-
Tổng chiều dài = chiều dài tự do + chiều dài neo cố định.
-
Vùng neo cố định phải nằm ngoài mặt trượt tiềm năng.
-
-
Lực kéo thiết kế:
-
Tính từ cân bằng lực tại mặt cắt có mômen cực đại.
-
Hệ số an toàn đối với neo: 1.5–2.0 tùy mức độ quan trọng.
-
-
Kiểm tra ổn định cục bộ:
-
Kiểm tra cường độ kéo đứt thanh neo.
-
Kiểm tra ma sát đất – vữa, đảm bảo không bị trượt neo.
-
2.4. Phân tích ổn định tổng thể
-
Dùng các phần mềm như GEO-SLOPE hoặc Slide để phân tích mặt trượt tròn, mặt trượt phức tạp.
-
Hệ số an toàn cần đạt ≥ 1.3 cho mặt trượt tạm thời, ≥ 1.5 cho công trình vĩnh cửu.
3. Ứng dụng thực tế và kinh nghiệm thi công
3.1. Các công trình áp dụng
-
Hố đào sâu trong đô thị:
-
Đảm bảo ổn định cho các công trình sát nhà dân.
-
Kiểm soát dịch chuyển để bảo vệ kết cấu xung quanh.
-
-
Bờ kè và tường chắn mái dốc:
-
Sử dụng tại các sông, suối hoặc mái dốc đường cao tốc.
-
Hạn chế xói mòn và trượt mái.
-
-
Hệ tường chắn trong cảng biển, bến tàu:
-
Tường chắn giữ đất, đồng thời chịu tải trọng phương ngang do tàu cập bến.
-
3.2. Quy trình thi công điển hình
-
Khảo sát địa chất:
-
Lấy mẫu SPT, CPT, đo mực nước ngầm, xác định lớp đất yếu.
-
-
Đóng cọc ván:
-
Sử dụng búa rung hoặc búa thủy lực.
-
Kiểm tra độ sâu và thẳng đứng của cọc.
-
-
Khoan và lắp đặt neo:
-
Khoan đến chiều sâu thiết kế.
-
Làm sạch lỗ khoan, lắp neo và bơm vữa xi măng.
-
-
Kéo căng neo (prestress):
-
Sau khi vữa đạt cường độ (thường sau 7 ngày).
-
Dùng kích thủy lực để tạo lực căng thiết kế.
-
Kiểm tra độ võng và lực neo bằng đồng hồ đo.
-
-
Quan trắc và kiểm tra sau thi công:
-
Đặt thiết bị đo chuyển vị, áp lực đất, ứng suất neo.
-
Ghi nhận dữ liệu và điều chỉnh thiết kế nếu cần.
-
Tường chắn bằng cọc ván và neo đất là một giải pháp hiệu quả, linh hoạt trong điều kiện nền đất phức tạp và khu vực đô thị có không gian thi công hạn chế. Tuy nhiên, tính ổn định công trình phụ thuộc rất lớn vào khâu phân tích, thiết kế và thi công chuẩn xác.
Một số lưu ý kỹ thuật quan trọng:
-
Luôn xác định chính xác vị trí mặt trượt tiềm năng để bố trí neo hiệu quả.
-
Chỉ sử dụng neo trong đất ổn định – tránh neo vào lớp đất yếu, đất có nguy cơ sụt lún.
-
Quan trắc biến dạng và áp lực trong thực tế rất quan trọng để hiệu chỉnh mô hình thiết kế.
-
Nên áp dụng mô phỏng số (FEM) cho các công trình có chiều sâu lớn hoặc rủi ro cao.
GIỚI THIỆU NHÀ CUNG CẤP DỊCH VỤ TƯ VẤN THIẾT KẾ & XÂY DỰNG UY TÍN
Tầm quan trọng của các đơn vị thi công là không thể phủ nhận, uy tín của họ sẽ đảm bảo chất lượng và tính thẩm mỹ cho công trình của bạn. Hiện nay, có rất nhiều đơn vị cung cấp dịch vụ thiết kế và thi công để đáp ứng nhu cầu xây dựng ngày càng tăng cao tại nước ta. Do đó, việc tìm kiếm một đơn vị uy tín không phải là điều dễ dàng và đòi hỏi bạn phải dành thời gian tìm hiểu. Trong quá trình lựa chọn, bạn cần tìm hiểu thật kỹ và đảm bảo rằng đơn vị đi cùng phải có chuyên môn cao, nhiều năm kinh nghiệm, có hợp đồng ký kết rõ ràng, chi phí minh bạch,... Để giúp khách hàng tiết kiệm thời gian tìm kiếm, Công ty TNHH Đầu tư Xây dựng Hưng Nghiệp Phú tự tin rằng sẽ là sự lựa chọn tốt nhất dành cho bạn.
Công ty TNHH Đầu tư Xây dựng Hưng Nghiệp Phú với sứ mệnh cung cấp các giải pháp và dịch vụ tốt nhất, xây dựng cộng đồng thịnh vượng cùng khách hàng, Hưng Nghiệp Phú đang từng bước khẳng định thương hiệu của mình thông qua sự hợp tác chân thành, với đội ngũ lãnh đạo có năng lực đạo đức, sáng tạo, chuyên môn cao và tầm nhìn chiến lược. Hưng Nghiệp Phú sở hữu đội ngũ nhân viên lành nghề, trình độ cao sẽ mang đến cho khách hàng những công nghệ chất lượng tốt nhất.
Công ty TNHH Đầu tư Xây dựng Hưng Nghiệp Phú - chuyên thi công các công trình dân dụng và công nghiệp. Chúng tôi mong muốn đồng hành cùng khách hàng trong các dự án xây dựng cũng như các thủ tục liên tục như sơ đồ quy hoạch, xin giấy phép xây dựng, hoàn thiện thủ tục, xin cấp chứng chỉ phòng cháy chữa cháy,... Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc nào hoặc đang có nhu cầu thiết kế, hoàn thiện thủ tục, hãy liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn miễn phí!
>>> Xem thêm:
_____________________
THÔNG TIN LIÊN HỆ HỢP TÁC:
Facebook: Công ty TNHH Đầu tư Xây dựng Hưng Nghiệp Phú (興業富)
Đường dây nóng: 1800.3368 (miễn phí)
Trang web: xaydunghungnghiepphu.com
Gmail: kinhdoanh01@xaydunghungnghiepphu.com
Địa chỉ: Số 2034D, tổ 22, Ấp Phước Thái, P. Thái Hòa, TP.Tân Uyên, Tỉnh Bình Dương
------
Nguồn: Tổng hợp từ Internet
