NGHIÊN CỨU KHOẢNG CÁCH BỐTRÍ HỢP LÝ CỦA NEO TRONG ĐẤT CHO HỆ THỐNGTƯỜNG CHẮN

Bao gồm phần giới thiệu, phạm vi nghiêncứu và giớihạncủa đề tài, và tổ chức đề tài nghiêncứu.

-ϥ -

VÕ MINH THẾ

NGHIÊN CỨU KHOẢNG CÁCH BỐ TRÍ HỢP LÝ

CỦA NEO TRONG ĐẤT CHO HỆ THỐNG TƯỜNG CHẮN

CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU HẦM

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2008

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS PHÙNG MẠNH TIẾN

Tp HCM, ngày……… tháng…… năm ……

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên : Võ Minh Thế Giới tính : Nam þ/ Nữ ¨

Ngày, tháng, năm sinh : 24/06/1982 Nơi sinh : Long An

Chuyên ngành : Xây dựng Cầu hầm MSHV : 03806727 Khoá (Năm trúng tuyển) : 2006

1- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU KHOẢNG CÁCH BỐ TRÍ HỢP LÝ CỦA NEO

TRONG ĐẤT CHO HỆ THỐNG TƯỜNG CHẮN

2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:

− Nghiên cứu cấu tạo và các ứng dụng của neo trong đất (Ground anchor)

− Nghiên cứu lý thuyết tính toán neo trong đất và hệ thống tường neo giữ ổn định

hố đào

− Nghiên cứu khoảng cách bố trí hợp lý của neo trong đất cho hệ thống tường neo

3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 15/06/2008

4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 30/11/2008

5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS PHÙNG MẠNH TIẾN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đề tài, tôi gặp nhiều khó khăn trong việc tiếp cận những kiến thức mới và hướng giải quyết cho đề tài Nhờ sự hướng dẫn tận tình của T.S Phùng Mạnh Tiến, tôi nắm bắt được nhiều kiến thức và do đó có thể hoàn thành được đề tài Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy

Xin gửi lời cảm ơn đến Thầy cô của trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh đã chỉ dạy cho tôi những kiến thức bổ ích trong quá trình học tập tại trường Tôi xin chân thành cảm ơn ThS Nguyễn Đức Toản, dự án Metro Hà Nội, đã giúp tôi định hướng đề tài, giới thiệu nhiều tài liệu hữu ích và cho nhiều nhận xét để hoàn thiện đề tài

Xin gửi lời cảm ơn đến Văn phòng Việt Nam của công ty Samwoo Geotech (Hàn Quốc), chuyên về công nghệ neo trong đất, đã cung cấp cho tôi nhiều tài liệu quý giá về neo

Xin cảm ơn gia đình và những người thân đã luôn khuyến khích, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Neo trong đất có nhiều ứng dụng trong xây dựng làm kết cấu tạm phục vụ thi công hoặc tham gia vào kết cấu chịu lực cuối cùng nhằm ổn định hố đào, ổn định mái dốc, ổn định kết cấu chống lật, ổn định kết cấu chống lực đẩy nổi Đề tài giới thiệu tổng quan về neo trong đất và hệ thống tường chắn có sử dụng neo trong đất để giữ

ổn định hố đào và nghiên cứu ảnh hưởng của khoảng cách bố trí neo đến nội lực và chuyển vị trong tường

Hố đào được giữ ổn định bằng tường neo cọc đất-xi măng trộn sâu tại dự án Lake Parkway, Milwaukee, Wi, US được dùng để phân tích tính toán Sau khi nghiên cứu

lý thuyết về neo trong đất và hệ thống tường neo, tường neo của hố đào dự án Lake Parkway được mô hình tính toán, phân tích bằng chương trình phần tử hữu hạn Plaxis 8.2

Kết quả phân tích cho thấy nếu bố trí khoảng cách neo hợp lý sẽ giảm mô men uốn lớn nhất và chuyển vị ngang lớn nhất trong tường dùng để tính toán thiết kế kết cấu

đi rất nhiều Khi khoảng cách hai neo quá xa hoặc quá gần đều làm tăng mô men uốn và chuyển vị ngang của tường Ảnh hưởng của lực neo đến nội lực và chuyển vị của tường cũng xét đến trong đề tài Lực neo lớn sẽ gây mô men uốn lớn trong tường, nhưng chuyển vị ngang sẽ giảm Ngược lại, lực neo nhỏ sẽ gây mô men uốn nhỏ trong tường, nhưng chuyển vị ngang lớn Kết luận rút ra từ nghiên cứu là khi tính toán hệ thống tường neo cần tối ưu hoá khoảng cách bố trí neo và lực neo nhằm giảm giá trị mô men uốn và chuyển vị ngang của tường, làm tiết kiệm vật liệu và hạ giá thành xây dựng

Ground anchor has many applications in construction field It can be used for temporary supports or permanent anchored systems, such as: retaining wall stabilization, slope and landslide stabilization, lift-up resistance for structure under the ground water level This thesis presents the ground anchor, anchored wall systems and studies the effect of ground anchor spacing to wall bending moment and horizontal displacement

The deep excavation supported by anchored deep mixing wall, namely Lake Parkway project, Milwaukee, Wi, US is used to analysis After an extensive literature review on anchors and anchored retaining wall, the excavation of Lake Parkway project is described, modeled and analyzed by finite element method program Plaxis 8.2

The numerical analysis results show that the wall bending moment and horizontal displacement will reduce if the reasonable anchor spacing is selected When the anchor spacing is too large or too small, the wall bending moment and horizontal displacement will be large Anchor force effects to wall bending moment and horizontal displacement was also performed in this thesis The large anchor force will result the large wall bending moment and the small horizontal displacement Otherwise, the small anchor force will result the small wall bending moment and the large horizontal displacement Base on the results of this study, it can be concluded that the designers should optimize the anchor spacing and anchor force to get the minimum wall bending moment and horizontal displacement to save the wall material and to achieve the cost-effective project

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ii

ABSTRACT iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC HÌNH ẢNH vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU xi

MỞ ĐẦU 1

1 Giới thiệu 1

2 Phạm vi nghiên cứu và giới hạn của đề tài 1

3 Tổ chức đề tài nghiên cứu 2

CHƯƠNG 1 3

NEO TRONG ĐẤT VÀ CÁC HỆ THỐNG TƯỜNG NEO 3

1.1 Neo trong đất (Ground Anchor) 3

1.1.1 Lịch sử phát triển của neo trong đất 3

1.1.2 Phân loại neo trong đất 4

1.1.2.1 Tổng quan 4

1.1.2.2 Neo tạo lực kéo 5

1.1.2.3 Neo tạo lực nén tập trung 7

1.1.2.4 Neo tạo lực nén phân bố 8

1.1.3 Cấu tạo của neo trong đất 9

1.1.3.1 Thanh thép và bó cáp 9

1.1.3.2 Cử định vị và miếng định tâm 10

1.1.3.3 Vữa epoxy lấp đầy khoảng trống các tao cáp 11

1.1.3.4 Vữa ximăng 11

1.1.4 Ứng dụng của neo trong đất 12

1.1.4.1 Neo ổn định tường chắn đất khi thi công hố đào 12

1.1.4.2 Ổn định tường chắn khi thi công đường đào 14

1.1.4.3 Ổn định và chống sạt lở mái dốc 15

1.1.4.4 Ổn định kết cấu 15

1.2 Các hệ thống tường neo 17

1.2.1 Tổng quan 17

1.2.2 Tường cọc chống đứng và ván lát ngang 19

1.2.3 Tường neo cọc ván thép 21

1.2.4 Tường cọc bê tông đổ tại chổ 22

1.2.5 Tường cọc đất-xi măng trộn sâu 24

1.2.6 Tường cừ bê tông cốt thép trong đất 25

1.3 Kết luận chương 1 26

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN TƯỜNG NEO 28

2.1 Áp lực đất 28

2.1.1 Tổng quát 28

2.1.2 Áp lực đất chủ động và bị động 28

2.1.2.1 Lý thuyết Rankine 28

2.1.2.2 Lý thuyết Coulomb 33

2.1.3 Áp lực đất ở trạng thái nghỉ 34

2.1.4 Ảnh hưởng chuyển vị của tường đến áp lực đất 34

2.2 Thiết kế tường neo 38

2.2.1 Tính toán áp lực đất 38

2.2.1.1 Tổng quan 38

2.2.1.2 Biểu đồ áp lực đất biểu kiến của Terzaghi và Peck 39

2.2.1.3 Biểu đồ áp lực đất biểu kiến đề xuất cho đất cát 40

2.2.1.4 Biểu đồ áp lực đất biểu kiến cho đất sét trạng thái nửa cứng đến cứng 41

2.2.1.5 Biểu đồ áp lực đất biểu kiến cho đất sét trạng thái mềm đến trung bình 42

2.2.1.6 Áp lực đất do tải trọng chất thêm 43

2.2.2 Thiết kế neo trong đất 43

2.2.2.1 Xác định vị trí mặt trượt giới hạn 43

2.2.2.2 Tính toán tải trọng neo dựa vào biểu đồ áp lực đất biểu kiến 44

2.2.2.3 Thiết kế đoạn chiều dài không liên kết 46

2.2.2.4 Thiết kế đoạn chiều dài liên kết 46

2.2.2.5 Xác định khoảng cách các neo 47

2.2.3 Các phương pháp tính toán tường neo 49

2.2.3.1 Phương pháp RIGID 50

2.2.3.2 Phương pháp WINKLER 50

2.2.3.3 Phương pháp phần tử hữu hạn tuyến tính (LEFEM) và phương pháp phần tử hữu hạn phi tuyến (NLFEM) 51

2.3 Phần mềm phần tử hữu hạn Plaxis 8.2 55

2.3.1 Tổng quát 55

2.3.2 Các mô hình đất trong phần mềm Plaxis 8.2 .56

2.4 Kết luận chương 2 60

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU KHOẢNG CÁCH BỐ TRÍ HỢP LÝ CỦA NEO TRONG ĐẤT 63

TRƯỜNG HỢP NGHIÊN CỨU: DỰA ÁN LAKE PARKWAY 63

3.1 Mô tả dự án Lake Parkway 63

3.2 Mô hình tính toán bằng phần mềm PTHH Plaxis 63

3.2.1 Mô hình bài toán 63

3.2.2 So sánh trường hợp tường không bố trí neo và có bố trí neo 70

3.2.2.1 Mô hình bài toán 70

3.2.2.2 Chuyển vị ngang của tường 71

3.2.2.3 Mô men uốn trong tường 72

3.2.2.4 Mối quan hệ giữa ứng suất và biến dạng 74

3.2.3 Tìm khoảng cách bố trí hợp lý của neo 79

3.2.4 Khoảng cách bố trí hợp lý của neo khi lực neo thay đổi .85

3.3 Kết luận chương 3 91

KẾT LUẬN .92

1 Kết luận .92

2 Kiến nghị 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO 94

PHỤ LỤC .98

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Phân loại neo trong đất 5

Hình 1.2 Phân loại neo theo phương thức liên kết với đất nền 6

Hình 1.3 Cấu tạo, sơ đồ thay đổi tải trọng và biểu đồ phân bố ma sát của neo tạo lực kéo 6

Hình 1.4 Cấu tạo, sơ đồ thay đổi tải trọng và biểu đồ phân bố ma sát của neo tạo lực nén tập trung 7

Hình 1.5 Cấu tạo, sơ đồ thay đổi tải trọng và biểu đồ phân bố ma sát của neo tạo lực nén phân bố 8

Hình 1.6 Mặt cắt ngang điển hình của neo trong đất 9

Hình 1.7 Cáp dự ứng lực sử dụng cho neo trong đất 10

Hình 1.8 Bố trí cử định vị và miếng định tâm 11

Hình 1.9 Neo ổn định tường chắn đất khi thi công hố đào 12

Hình 1.10 Neo ổn định tường chắn khi đào đất thi công nhà ga tuyến Metro Athen-Hy Lạp .13

Hình 1.11 Hệ shoring chống đỡ hố đào thi công tầng hầm toà nhà Bảo Gia 13

Hình 1.12 So sánh tường trọng lực và tường neo ứng dụng khi thi công đường đào .14

Hình 1.13 Ứng dụng neo trong đất ổn định mái dốc và chống sạt lở .15

Hình 1.14 Ứng dụng neo trong đất, khối bê tông chống sạt lở 16

Hình 1.15 Ứng dụng neo trong đất chống tải trọng nâng và ổn định kết cấu .16

Hình 1.16 Neo chống lực đẩy nổi 17

Hình 1.17 Năm loại tường cừ chống giữ hố đào thông dụng .19

Hình 1.18 Tường neo cọc chống và ván lát ngang .20

Hình 1.19 Tiết diện ngang liên hợp và hình ống của cọc chống .20

Hình 1.20 Ván lát ngang bằng gỗ và bê tông phun 21

Hình 1.21 Hệ thống tường neo cọc ván thép 21

Hình 1.22 Tường neo cọc ván thép .22

Hình 1.23 Tường gồm các cọc bê tông cốt thép liền kề 23

Hình 1.24 Tường gồm các cọc bê tông cài vào nhau 23

Hình 1.25 Tường neo cọc đất xi-măng trộn sâu .24

Hình 1.26 Chu kỳ thi công tường cọc đất-xi măng trộn sâu .25

Hình 1.27 Mặt cắt ngang điển hình của tường cọc đất-xi măng trộn sâu .25

Hình 1.28 Tường cừ bê tông cốt thép trong đất 26

Hình 2.1 Áp lực đất chủ động và bị động theo phương ngang của tường nhẵn .29

Hình 2.2 Giới hạn ứng suất chủ động và bị động theo phương ngang .30

Hình 2.3 Hệ số áp lực đất chủ động và bị động cho tường nghiêng 31

Hình 2.4 Hệ số áp lực đất chủ động và bị động cho đất có mái dốc nghiêng .32

Hình 2.5 Mặt cắt của mô hình tường neo 35

Hình 2.6 Chuyển vị ngang và áp lực đất khi đào đến cao độ tầng neo đầu tiên 35

Hình 2.7 Chuyển vị và áp lực đất theo phương ngang khi truyền lực cho neo .36

Hình 2.8 Chuyển vị và áp lực đất theo phương ngang khi đào đất đến tầng neo bên dưới .37

Hình 2.9 Chuyển vị và áp lực đất theo phương ngang khi đào đất đến cao độ thiết kế .38

Hình 2.10 Biểu đồ áp lực đất biểu kiến của Terzaghi và Peck 40

Hình 2.11 Biểu đồ áp lực đất biểu kiến cho đất cát .41

Hình 2.12 Biểu đồ áp lực đất biểu kiến cho đất sét trạng thái nửa cứng đến cứng 42 Hình 2.13 Tính toán lực neo cho tường một tầng neo 44

Hình 2.14 Tính toán lực neo cho tường có nhiều tầng neo 45

Hình 2.15 Khoảng cách yêu cầu của neo theo phương đứng và phương ngang 49

Hình 2.16 Phương pháp dầm tương đương tựa trên gối cứng .50

Hình 2.17 Phương pháp dầm tựa trên nền đàn hồi .52

Hình 2.18 Mối quan hệ tuyến tính ứng suất-biến dạng 53

Hình 2.19 Mối quan hệ phi tuyến ứng suất-biến dạng 54

Hình 2.20 Mặt chảy dẻo Mohr-Coulomb trong không gian ứng suất chính .57

Hình 2.21 Quan hệ ứng suất-biến dạng đàn dẻo lý tưởng .59

Hình 2.22 Quan hệ hyperbol giữa ứng suất và biến dạng trong thí nghiệm 3 trục chuẩn có thoát nước .59

Hình 2.23 Mặt chảy dẻo của mô hình HS trong mặt phẳng p-q 60

Hình 2.24 Các đường đồng mức chảy dẻo của mô hình HS trong không gian ứng suất chính 61

Hình 3.1 Dự án Lake Parkway 63

Hình 3.2 Mặt cắt ngang của dự án Lake Parkway 64

Hình 3.3 Giai đoạn 1 – Đào đất đến tầng neo đầu tiên 67

Hình 3.4 Giai đoạn 2 – Truyền lực cho tầng neo đầu tiên 67

Hình 3.5 Giai đoạn 3 – Đào đất đến tầng neo thứ 2 68

Hình 3.6 Giai đoạn 4 – Truyền lực cho tầng neo thứ 2 68

Hình 3.7 Giai đoạn 5 – Đào đất đến cao độ thiết kế 69

Hình 3.8 Biểu đồ mô men và chuyển vị ngang của tường ở giai đoạn 5 theo mô hình của Cassandra Junel Rutherford .69

Hình 3.9 Mô hình tính toán cho trường hợp tường không có neo và có neo 71

Hình 3.10 Biểu đồ chuyển vị ngang của tường 71

Hình 3.11 So sánh chuyển vị ngang dọc theo chiều sâu tường .72

Hình 3.12 Biểu đồ chuyển vị ngang của tường 72

Hình 3.13 So sánh mô men uốn dọc theo chiều sâu tường .73

Hình 3.14 Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng 74

Hình 3.15 Biểu đồ τ-σ và đường bao phá hoại Mohr-Coulomb khi σ’h tăng 75

Hình 3.16 Điểm chảy dẻo ứng với trường hợp không có neo 75

Hình 3.17 Chọn điểm ứng suất để vẽ quan hệ ứng suất-biến dạng .77

Hình 3.18 Quan hệ ứng suất-biến dạng tại điểm C, trường hợp không có neo 77

Hình 3.19 Quan hệ ứng suất-biến dạng tại điểm A, trường hợp có neo .78

Hình 3.20 Điểm chảy dẻo ứng với trường hợp tường có bố trí neo 78

Hình 3.21 Sơ đồ thay đổi khoảng cách bố trí neo 79

Hình 3.22 Biểu đồ mô men và chuyển vị ngang của tường ở giai đoạn 1 .80

Hình 3.23 Biểu đồ mô men và chuyển vị ngang của tường ở giai đoạn 2 .80

Hình 3.24 Biểu đồ mô men và chuyển vị ngang của tường ở giai đoạn 3 .81

Hình 3.25 Biểu đồ mô men và chuyển vị ngang của tường ở giai đoạn 4 .81

Hình 3.26 Biểu đồ mô men và chuyển vị ngang của tường ở giai đoạn 5 .82

Hình 3.27 Biểu đồ quan hệ Mmax và khoảng cách neo .83

Hình 3.28 Biểu đồ quan hệ σhmax và khoảng cách neo .84

Hình 3.29 Biểu đồ Mmax-h với các giá trị lực neo khác nhau .86

Hình 3.30 Biểu đồ quan hệ σhmax-h với các giá trị lực neo khác nhau .86

Hình 3.31 Biểu đồ mô men ở giai đoạn 5 87

Hình 3.32 Biểu đồ chuyển vị ngang của tường ở giai đoạn 5 .87

Hình 3.33 Biểu đồ mô men trường hợp h=6.6m, F1=200kN/m, F2=500kN/m .88

Hình 3.34 Biểu đồ chuyển vị ngang với h=6.6m, F1=200kN/m, F2=500kN/m .89

Hình 3.35 Biểu đồ áp lực đất tác dụng lên tường .90

Hình 3.36 Biểu đồ chuyển vị ngang của tường 90

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Phân loại tường neo thường được sử dụng bởi US Army Corps of

Engineering .18

Bảng 2.1 Giá trị tải trọng cuối cùng truyền vào đất cho việc thiết kế sơ bộ neo trong đất đường kính nhỏ .48

Bảng 3.1 Các thuộc tính của các lớp đất cho mô hình Plaxis 64

Bảng 3.2 Các đặc trưng của tường neo cọc đất-xi măng trộn sâu 65

Bảng 3.3 Các đặc trưng của đoạn chiều dài không liên kết 66

Bảng 3.4 Các đặc trưng của đoạn chiều dài liên kết 66

Bảng 3.5 Ứng suất và chuyển vị của những điểm chọn trong mô hình 76

Bảng 3.6 Khoảng cách 2 hàng neo 79

Bảng 3.7 Mô men uốn và chuyển vị ngang lớn nhất ứng với các khoảng cách neo .82

Bảng 3.8 Giá trị lực F1, F2 (T) cho mô hình tính toán 85

MỞ ĐẦU

1 Giới thiệu

Để phát triển kinh tế xã hội, Việt Nam đang và sẽ đầu tư nhiều cơ sở hạ tầng mới như: đường giao thông, đường hầm, bãi đổ xe ngầm, các công trình ngầm nhằm tận dụng không gian ngầm Khi đó, các công nghệ xây dựng mới cũng sẽ được ứng dụng nhiều hơn trong thiết kế và thi công

Ứng dụng neo trong đất trong thi công xây dựng có nhiều hiệu quả, bằng chứng là việc nó được sử dụng rộng rãi ở các nước trên thế giới Neo trong đất được sử dụng trong việc ổn định tường chắn đất, ổn định mái dốc và chống sạt lở, ổn định kết cấu chịu lực đẩy nổi, ổn định chống lật cho kết cấu đập, ổn định mố trụ cầu dây văng,

ổn định và tăng khả năng làm việc của hầm

Để neo trong đất nói chung và hệ thống tường neo được ứng dụng rộng rãi ở Việt Nam, góp phần làm đa dạng các phương pháp thi công công trình xây dựng trong nước, cần phải nghiên cứu lý thuyết tính toán, cũng như nghiên cứu các giải pháp sử dụng neo trong đất có hiệu quả trong đó có yếu tố khoảng cách bố trí hợp lý của neo cho hệ thống tường neo giữ ổn định hố đào

Hệ thống tường neo bằng cọc đất-xi măng trộn sâu sử dụng tại dự án Lake Parkway được Cassandra Janel Rutherford mô hình tính toán trong đề tài nghiên cứu của mình bằng phần mềm Plaxis trên cơ sở phần tử hữu hạn để giải nội lực và chuyển vị của tường Đề tài nghiên cứu đã mô hình lại dự án trên dựa vào các nghiên cứu lý thuyết về neo trong đất và hệ thống tường neo, từ đó nghiên cứu về ảnh hưởng của khoảng cách bố trí neo đến nội lực và chuyển vị ngang của tường

2 Phạm vi nghiên cứu và giới hạn của đề tài

Trong thực tế thi công có nhiều loại tường neo như tường cọc ván thép, tường cọc

bê tông cốt thép, tường cọc bản bê tông cốt thép, tường cọc đất trộn xi măng Tường neo được phân loại thành hai loại là tường cứng và tường mềm tuỳ theo cơ chế

tương tác với đất nền Đề tài chỉ nghiên cứu loại tường cọc đất-xi măng trộn sâu là loại tường mềm

Tuỳ theo chiều sâu đào và điều kiện địa chất, tường neo có thể có một hoặc nhiều hàng neo để đảm bảo giữ ổn định cho hố đào Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, chỉ xét tường neo có hai hàng neo

Có nhiều phương pháp tính toán tường neo như phương pháp RIGID, phương pháp WINKLER, phương pháp phần tử hữu hạn Trong đó, phương pháp phần tử hữu hạn là phương pháp có xét đến tương tác giữa tường và đất nền và được dùng để phân tích tường neo bằng công cụ hỗ trợ là phần mềm Plaxis 8.2

Kết quả bài toán chỉ xét đến mô men uốn và chuyển vị ngang trong tường, là hai tiêu chí để nghiên cứu ảnh hưởng của khoảng cách bố trí neo mà chưa xét đến lực cắt trong tường, lực theo phương đứng do neo gây ra, chuyển vị theo phương đứng

do thành phần lực neo theo phương đứng gây ra và các yếu tố khác

3 Tổ chức đề tài nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu được tổ chức thành năm chương

Chương 1 Bao gồm phần giới thiệu, phạm vi nghiên cứu và giới hạn của đề tài, và

tổ chức đề tài nghiên cứu

Chương 2 Tổng quan về neo trong đất và các hệ thống tường neo

Chương 3 Cơ sở lý thuyết và các phương pháp tính toán hệ thống tường neo

Chương 4 Trình bày mô hình phân tích và các kết quả tính toán

Chương 5 Một số kết luận và kiến nghị rút ra được từ đề tài nghiên cứu

CHƯƠNG 1 NEO TRONG ĐẤT VÀ CÁC HỆ THỐNG TƯỜNG NEO

1.1 Neo trong đất (Ground Anchor)

1.1.1 Lịch sử phát triển của neo trong đất

Neo trong đất là hệ thống làm ổn định kết cấu, chống lại dịch chuyển quá mức của kết cấu bằng cách tạo ra ứng suất trước truyền vào trong đất đá Định nghĩa của Littlejohn: “Neo trong đất là thiết bị có khả năng truyền tải trọng kéo vào các lớp địa tầng” [22]

Schnabel dự đoán rằng các tường neo sẽ được ứng dụng rộng rãi nhằm tăng độ ổn định của tường chắn trong xây dựng đường cao tốc so với các tường ổn định bằng

cơ học Dự đoán này được căn cứ vào các công trình đã sử dụng hệ thống tường neo trong đất có giá thành rẻ hơn so với sử dụng kết cấu tường chắn thông thường Cục đường bộ Liên bang Mỹ (FHWA) ước tính hệ thống có sử dụng neo trong đất có giá thành thấp hơn xấp xỉ 1/3 lần so với sử dụng kết cấu tường chắn thông thường [22] Hơn nữa, hệ thống được neo thường có thời gian thi công nhanh hơn và không cần làm đường tạm Neo trong đất thường được sử dụng để thay thế các kết cấu như thép, bê tông, gỗ

Neo trong đất được sử dụng trong xây dựng tường chắn và kết cấu chống lại áp lực đẩy nổi của nước từ thế kỷ thứ 19 Neo trong đất được sử dụng ở đập Cheurfas, Algeria để neo bể chứa nước vào năm 1938 Sau chiến tranh Thế Giới thứ 2, neo trong đất được ứng dụng rộng rãi hơn trong các lĩnh vực: ổn định mái đào, ổn định mái dốc và chống sạt lở, gia cố đập … Châu Âu đi đầu trong các ứng dụng neo trong đất Vào những năm 1950, neo Bauer sử dụng tao cáp cường độ cao trong lỗ khoan có đường kính nhỏ đã được giới thiệu ở Đức Tiếp theo là Úc và Thụy Sĩ đã

sử dụng neo trong đất cho rất nhiều công trình xây dựng

Vào thập niên 1970, neo trong đất đã được ứng dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới Hoa Kỳ sử dụng neo trong đất cho hệ thống chống tạm phục vụ công tác đào đất và dần dần phát triển ứng dụng cho các kết cấu vĩnh cửu

Ở Việt Nam, công trình đầu tiên sử dụng kỹ thuật neo trong đất đã được Bachy Soletanche Vietnam thực hiện thành công ở Toà tháp VietcomBank tại 184 Trần Quang Khải, Hà Nội vào năm 1997 Tường vây sử dụng neo trong đất được sử dụng

để thi công 3 tầng hầm dự án Trung tâm điều hành và Thông tin viễn thông Điện lực Việt Nam có diện tích 14.000 m2 tại số 11 phố Cửa Bắc, TP Hà Nội vào năm 2008 Tòa tháp Keangnam Landmark Tower cao nhất Việt Nam, tại Lô 6 đường Phạm Hùng, Hà Nội, do Samwoo Geotech thi công từ tháng 5/2008, tường bê tông cốt thép liên tục trong đất dày 80cm và hai tầng neo trong đất có sức chịu tải từ 35-40 tấn được sử dụng để thi công 2 tầng hầm của tòa tháp này Cọc đất-xi măng trộn sâu được xem xét thiết kế làm giải pháp ổn định hố đào (kết hợp một phần với neo DƯL trong đất) cho 2 tầng hầm của chung cư cao tầng Thương mại - Dịch vụ LUGIACO

ở số 70 đường Lữ Gia, P.15 quận 11, thành phố Hồ Chí Minh [34]

1.1.2 Phân loại neo trong đất

1.1.2.1 Tổng quan

Neo trong đất có thể phân loại dựa theo cách liên kết với đất nền, cách lắp đặt, phương pháp phun vữa, công dụng, phương pháp căng kéo (hình 1.1) Theo mục đích sử dụng, neo được chia thành neo tạm thời và neo cố định Neo tạm thời là loại neo có thể tháo ra sau khi kết cấu có khả năng chịu lực Neo cố định sử dụng lâu hơn tuỳ vào thời gian tồn tại của công trình, nó tham gia chịu lực chung với kết cấu công trình

Neo cũng được phân chia theo cách thức mà neo được đỡ bởi lực ma sát giữa lớp vữa và đất (hình 1.2)

Hình 1.1 Phân loại neo trong đất 1.1.2.2 Neo tạo lực kéo

Nhược điểm của neo tạo lực kéo là gây nên vết nứt trong lớp vữa bảo vệ và mất tải trọng do từ biến Do đó, trong biểu đồ phân bố ma sát (hình 1.3a), đường phân bố

ma sát ban đầu là đường cong (1) Khi tải trọng tác dụng đường cong (1) sẽ bị thay đổi thành đường cong (3)

Hình 1.2 Phân loại neo theo phương thức liên kết với đất nền

Theo biểu đồ thay đổi tải trọng, đường cong tải trọng mong muốn là đường (1), nhưng thực sự, khi tải trọng tập trung hình quạt vượt quá lực kéo cho phép của đất, đường cong bị mất tải trọng Nguyên nhân là sự giảm ma sát do tải trọng tập trung

Hình 1.3 Cấu tạo, sơ đồ thay đổi tải trọng và biểu đồ phân bố ma sát của neo tạo

lực kéo

1.1.2.3 Neo tạo lực nén tập trung

Neo tạo lực nén tập trung sử dụng các tao cáp dự ứng lực được bọc bằng ống PE, tạo lực nén lên vữa bằng cách gắn chặt cáp vào đối trọng ma sát riêng Tải trọng giảm do từ biến nhỏ hơn so với neo tạo lực kéo, nhưng phải sử dụng vữa có cường

độ lớn hơn Nhược điểm là không tạo được lực neo cần thiết trong đất yếu Khi lực nén tác dụng lên vữa, tải trọng tập trung được tạo ra ở phần cuối của vữa có thể làm

vỡ lớp vữa

Neo tạo lực nén tập trung cũng có sự giảm tải trọng như thể hiện trên biểu đồ thay đổi tải trọng hình 1.4 Nguyên nhân làm giảm tải trọng đột ngột phụ thuộc vào sự phá hoại do tải trọng nén

Hình 1.4 Cấu tạo, sơ đồ thay đổi tải trọng và biểu đồ phân bố ma sát của neo tạo

lực nén tập trung

1.1.2.4 Neo tạo lực nén phân bố

Để khắc phục những nhược điểm của dạng neo tạo lực kéo và neo tạo lực nén tập trung, tải trọng tập trung quá giới hạn không được xuất hiện ở trong đất và khối vữa, sử dụng cáp bọc ống PE mà không tạo ra giới hạn cho chiều dài tự do của neo

và phân bố lực neo vào trong đất dễ dàng Để đạt được điều đó, dạng neo tạo lực nén phân bố được phát triển và sử dụng Trong trường hợp này, tải trọng truyền dọc theo chiều dài neo, ít ảnh hưởng đến cường độ vữa, và đảm bảo lực neo cần thiết trong đất yếu Loại này có thể tạo được tải trọng rất lớn trong các loại đất thông thường và đất cát cũng như trong đá

Sử dụng loại neo này có tỷ lệ mất mát ứng suất nhỏ và giữ được tải trọng theo thời gian

Hình 1.5 Cấu tạo, sơ đồ thay đổi tải trọng và biểu đồ phân bố ma sát của neo tạo

lực nén phân bố

1.1.3 Cấu tạo của neo trong đất

Hình 1.6 thể hiện cấu tạo của neo trong đất Đoạn chiều dài không liên kết (unbonded length) là đoạn chiều dài tự do, không liên kết với vữa Chiều dài này có tác dụng truyền tải trọng từ đầu neo cho đoạn chiều dài liên kết với vữa Đoạn chiều dài không liên kết phải đủ lớn để nằm ngoài phạm vi mặt trượt giới hạn

Đoạn chiều dài kiên kết với vữa (Bonded length) được bao bọc bằng vữa và truyền tải trọng từ neo vào đất đá xung quanh Đoạn chiều dài liên kết có chiều dài trung bình từ 3.0m đến 10.0m [22]

Hình 1.6 Mặt cắt ngang điển hình của neo trong đất

1.1.3.1 Thanh thép và bó cáp

Cả thép thanh và cáp dự ứng lực đều có thể được sử dụng làm neo trong đất Các qui định về thanh thép và cáp dự ứng lực tuân theo tiêu chuẩn ASTM A722 và

ASTM A416 Các thanh thép thường có các đường kính 26mm, 32mm, 36mm, 45mm, 64mm và chiều dài 1 thanh khoảng 18m Tải trọng thiết kế của neo xấp xỉ 2,077 kN ứng với thanh có đường kính 64mm [22] Với các neo có chiều dài lớn hơn 18m, có thể sử dụng hộp nối để nối các thanh thép khi cần để đạt chiều dài yêu cầu So với các tao cáp dự ứng lực, thép thanh dễ tạo ứng suất và có thể điều chỉnh được tải trọng sau khi lắp đặt

Hình 1.7 Cáp dự ứng lực sử dụng cho neo trong đất [6]

Các bó cáp DUL thường bao gồm nhiều tao cáp 7 sợi xoắn Các tao cáp có đường kính 12.7mm hoặc 15.2mm Neo sử dụng các tao cáp dự ứng lực không có giới hạn

về chiều dài và tải trọng Các tao cáp có độ tự chùng thấp được sử dụng để giảm mất mát do cốt thép tự chùng

1.1.3.2 Cử định vị và miếng định tâm (Spacer and Centralizer)

Cử định vị và miếng định tâm thường đặt cách khoảng 3m dọc theo chiều dài đoạn liên kết của neo với vữa Với các bó cáp dự ứng lực, miếng định tâm có tác dụng

giữ cho khoảng cách tối thiểu giữa các tao cáp từ 6mm đến 13mm và chiều dày bao bọc tối thiểu của vữa là 13mm [22] Hình 1.8 thể hiện mặt cắt ngang của neo trong đất bằng cáp dự ứng lực

Hình 1.8 Bố trí cử định vị và miếng định tâm 1.1.3.3 Vữa epoxy lấp đầy khoảng trống các tao cáp

Vữa epoxy lấp đầy khoảng trống giữa các tao cáp tạo ra lớp bảo vệ chống ăn mòn cho đoạn neo Vữa epoxy ngăn không cho nước đi vào khoảng trống giữa các tao

cáp và ăn mòn thép

1.1.3.4 Vữa ximăng

Neo trong đất thường sử dụng vữa nguyên chất (vữa không có cấp phối) tuân theo tiêu chuẩn ASTM C150 Loại vữa xi măng cát cũng có thể sử dụng cho các lỗ khoan có đường kính lớn Máy trộn vữa tốc độ cao thường được sử dụng để đảm bảo sự đồng nhất giữa vữa và nước Tỷ lệ theo khối lượng nước/xi măng (w/c) trong khoảng từ 0.40 đến 0.55 Xi măng loại I thường được sử dụng với cường độ nhỏ nhất vào thời điểm tạo ứng suất là 21MPa Tuỳ vào đặc điểm của công trình, các

phụ gia có thể được sử dụng để tăng độ sụt cho vữa Các chất phụ gia không yêu cầu sử dụng, nhưng hiệu quả hơn nếu sử dụng phụ gia siêu dẻo khi bơm vữa ở nhiệt độ cao và chiều dài bơm lớn

1.1.4 Ứng dụng của neo trong đất

1.1.4.1 Neo ổn định tường chắn đất khi thi công hố đào

Hình 1.9 Neo ổn định tường chắn đất khi thi công hố đào

Neo trong đất kết hợp với tường chắn bằng cọc chống và ván lát ngang hoặc bê tông phun, tường bê tông cốt thép, tường vây cọc ván… tạo thành hệ thống tường chắn

ổn định mái đất phục vụ công tác đào đất thi công các công trình: tầng hầm các toà nhà, bể nước ngầm, nhà ga tàu điện ngầm đặt trong lòng đất, bãi đỗ xe ngầm….Ưu điểm của hệ thống này là không chiếm mặt bằng thi công, thời gian thi công nhanh, giá thành thấp hơn so với chống đỡ bằng hệ thống thanh chống và dầm giằng bằng thép truyền thống

Hình 1.10 Neo ổn định tường chắn khi đào đất thi công nhà ga tuyến Metro

Athen-Hy Lạp (2007) [6]

Hình 1.11 Hệ shoring chống đỡ hố đào thi công tầng hầm toà nhà Bảo Gia

Đường Lê Đại Hành, quận 10, Tp HCM (Hình do tác giả chụp tháng 5 năm 2008)

1.1.4.2 Ổn định tường chắn khi thi công đường đào

Hệ thống tường neo thường được sử dụng để ổn định mái dốc cho thi công đào đường qua vách núi có mái dốc lớn, mở rộng lòng đường…

Hình 1.12 minh hoạ sự so sánh giữa tường trọng lực thông thường và hệ thống tường neo cố định cho việc xây dựng đường đào Tường trọng lực có giá thành cao hơn vì đòi hỏi cần kết cấu chống tạm để đào đất, phải lấp đất lại, và có khi cần sử dụng móng cọc sâu Hệ thống tường neo trong đất còn sử dụng cho việc xây dựng các mố cầu mới, chống sự sạt lở đất đấp cho mố cầu cũ

Hình 1.12 So sánh tường trọng lực và tường neo ứng dụng khi thi công đường đào

1.1.4.3 Ổn định và chống sạt lở mái dốc

Neo trong đất thường được sử dụng kết hợp với tường, dầm ngang, khối bê tông để

ổn định mái dốc và chống sạt lở Neo trong đất cho phép đào sâu để xây dựng các đường cao tốc mới (hình 1.13a) Neo trong đất còn sử dụng để ổn định các khối đất

đá phía trên mái dốc và ổn định mặt trượt (hình 1.13b) Các dầm ngang và khối bê tông được sử dụng để truyền tải trọng từ neo vào đất tại bề mặt mái dốc để giữ ổn định mái dốc ngay vị trí đào Việc lựa chọn sử dụng dầm ngang hay các khối bê tông phụ thuộc các điều kiện kinh tế, mỹ quan, duy tu bảo dưỡng trong quá trình khai thác sử dụng

Hình 1.13 Ứng dụng neo trong đất ổn định mái dốc và chống sạt lở

1.1.4.4 Ổn định kết cấu

Các neo cố định thường được sử dụng để chống lại lực đẩy nổi lên Lực đẩy nổi được tạo ra do áp lực thuỷ tĩnh hay do kết cấu mất ổn định và bị lật đổ Các kết cấu xây dựng thông thường chống lại lực đẩy nổi bằng tải trọng tĩnh của chính bản thân kết cấu Ưu điểm của việc sử dụng neo trong đất chống lại lực đẩy nổi là: (1) khối lượng bê tông sàn ít hơn so với dùng phương pháp tải trọng tĩnh; (2) khối lượng đào đất giảm Tuy nhiên chúng cũng tồn tại một số nhược điểm: (1) sự thay đổi tải trọng

trong neo có thể làm kết cấu bị lún xuống hoặc nâng lên; (2) Khó thi công chống thấm; (3) Ứng suất trong sàn thay đổi nhiều

Hình 1.14 Ứng dụng neo trong đất, khối bê tông chống sạt lở

Hình 1.15 Ứng dụng neo trong đất chống tải trọng nâng và ổn định kết cấu

Các neo có tải trọng kéo xuống có thể ứng dụng để ổn định các đập bê tông Các đập cũ thường được yêu cầu tăng thêm độ ổn định để đáp ứng các qui định an toàn theo các qui trình hiện hành có xét đến dòng chảy, động đất Neo trong đất có khả năng chống lại tải trọng lật, xoay, lực động đất

Hình 1.16 Neo chống lực đẩy nổi [31]

1.2 Các hệ thống tường neo

1.2.1 Tổng quan

Một ứng dụng phổ biến của neo trong đất trong các dự án đường cao tốc là tường neo được sử dụng nhằm ổn định mái đào và ổn định mái dốc [9] Các tường neo này bao gồm tường hẫng không trọng lực và một hoặc nhiều tầng neo trong đất Các loại tường hẫng không trọng lực gồm các bộ phận thẳng đứng có thể liên tục hoặc không liên tục được khoan hoặc đóng xuống dưới đáy cao độ đào Tường hẫng không trọng lực chịu lực bằng sức kháng cắt, độ cứng chống uốn của thành phần theo phương đứng và sức kháng bị động của đất dưới cao độ đào Sức chịu tải của tường

neo dựa vào các thành phần này và sức chịu tải ngang của neo để chống lại áp lực ngang ( đất, nước, động đất….) tác dụng vào tường

Strom and Ebeling (2001) [30] đã phân loại tường neo thường được sử dụng bởi US Army Corps of Engineering như sau:

• Tường cọc ván thép, dầm giằng và neo dự ứng lực;

• Tường cọc chống, ván lát hoặc bê tông cốt thép lát ngang và neo dự ứng lực;

• Hệ thống tường gồm các cọc chèn nhau (Secant cylinder pile system) và neo

dự ứng lực;

• Tường bê tông cốt thép liên tục và neo dự ứng lực;

• Tường bê tông cốt thép không liên tục (cọc chống và bê tông cốt thép lát mặt) và neo dự ứng lực

Chuyển vị và mô men uốn của tường ổn định mái đào là hàm số của cường độ đất

và độ cứng của tường [25], [29] Độ cứng của tường phụ thuộc vào độ cứng kết cấu tường (EI) và khoảng cách theo phương đứng của các hàng neo (L) Tường cọc ván thép và tường gồm hệ thống cọc chống, ván lát ngang được xem là hệ thống tường mềm Tường gồm các cọc chèn nhau, tường cọc bê tông cốt thép liên tục, tường cọc

bê tông cốt thép không liên tục được xem là các hệ thống tường cứng (Bảng 1.1)

Bảng 1.1 Phân loại tường neo thường được sử dụng bởi US Army Corps of

Tường cọc bê tông cốt thép không liên tục √

Hinh 1.17 mô tả 5 loại tường cừ chống giữ hố đào thông dụng, bao gồm: (1) Tường cọc chống đứng và ván lát ngang; (2) Tường cọc ván thép; (3) Tường cọc bê tông cốt thép; (4) Tường đất xi măng trộn sâu; (5) Tường cừ bê tông cốt thép trong đất

Hình 1.17 Năm loại tường cừ chống giữ hố đào thông dụng [34]

1.2.2 Tường cọc chống đứng và ván lát ngang

Tường cọc chống và ván lát ngang được sử dụng đầu tiên ở Đức vào những năm cuối của Thế kỷ thứ 19 và nhanh chóng được sử dụng rộng rãi ở Châu Âu [10] Tường gồm hai bộ phận chính: (1) cọc chống chịu toàn bộ tải trọng do áp lực đất, và (2) ván lát ngang chịu tải trọng do áp lực đất ở giữa hai cọc chống [8]

Hình 1.18 mô tả tường neo cọc chống đứng bằng thép hình và ván lát ngang bằng

gỗ để giữ ổn định hố đào Cọc chống đứng là thép hình có tiết diện ngang hình chữ

I, giằng ngang bằng thép hình có tác dụng phân bố lực neo cho các cọc chống đứng liền kề

Hình 1.18 Tường neo cọc chống và ván lát ngang [16]

Cọc chống có thể là cọc đóng hoặc cọc đổ bê tông tại chổ hoặc kết cấu bê tông ứng

suất trước Tiết diện cọc chống có thể là chữ I, H, hình hộp, hình ống hay tiết diện

chữ nhật…

a Tiết diện ngang liên hợp b Tiết diện ngang hình ống

Hình 1.19 Tiết diện ngang liên hợp và hình ống của cọc chống

Sau khi thi công xong cọc chống, đất phía trước tường được đào đi theo từng bậc và

lắp đặt ván lát ngang Thông thường chiều cao bậc đào từ 1.2 đến 1.5m, tuy nhiên

chiều cao đào có thể ít hơn phụ thuộc vào thời gian ổn định của loại đất đào [22]

Ván lát ngang nên được lắp đặt ngay sau khi đào để chống hiện tượng xói mòn và

chảy đất vào hố đào Ván lát ngang có thể bằng gỗ, thép, bê tông phun hoặc kết cấu

bê tông cốt thép Ván lát bằng bê tông ít được sử dụng vì rất khó thi công lắp đặt theo trình tự từ trên xuống dưới [22]

a Ván lát gỗ b Ván lát bê tông phun

Hình 1.20 Ván lát ngang bằng gỗ và bê tông phun

1.2.3 Tường neo cọc ván thép

Tường cọc ván thép thường được sử dụng trong các loại đất không lắp được ván lát ngang như đất sét yếu, đất bùn bảo hòa nước, đất bùn yếu, cát pha sét yếu… Các loại đất này không ổn định khi đào nếu không được chống giữ [8], [10] Hình 1.21

mô tả tường cọc ván thép với giằng ngang và neo trong đất Cọc ván thép thường được đóng hoặc ép thành hàng chèn nhau Cọc ván thép chịu tác dụng của áp lực đất và tải trọng nước Giằng ngang có độ cứng lớn hơn, nằm bắc ngang giữa 2 neo Mặt cắt ngang của giằng ngang thường có dạng hình chữ C [15]

Hình 1.21 Hệ thống tường neo cọc ván thép [15]

Hình 1.22 Tường neo cọc ván thép (nguồn Murphy International Ltd)

1.2.4 Tường cọc bê tông đổ tại chổ

Tường gồm các cọc bê tông cốt thép liền kề nhau thường được sử dụng trong các điều kiện địa chất không có xảy ra hoặc có thể kiểm soát được hiện tượng mất đất

và thấm nước Tường gồm các cọc liền kề có thể là kết cấu tạm phục vụ thi công hoặc tham gia chịu lực với kết cấu cuối cùng

Tường gồm các cọc bê tông cài vào nhau là tường có hệ thống các cọc bê tông cắt nhau và do đó hình thành nên tường bê tông liên tục Các cọc bê tông có thể liên kết theo nguyên tắc cứng - mềm (thông dụng) hay cứng - cứng Các cọc bê tông mềm được thi công trước, sử dụng hỗn hợp bê tông mềm và không có cốt thép Các cọc cứng được thi công sau và chèn vào các cọc mềm ở cả 2 mặt Các cọc cứng sử dụng

bê tông kết cấu và có cốt thép Các cọc cứng tạo nên cường độ và độ cứng của kết cấu tường Cũng giống như tường gồm các cọc liền kề, tường gồm các cọc chèn vào nhau có thể dùng làm kết cấu tạm phục vụ thi công hoặc tham gia chịu lực với kết cấu cuối cùng

Hình 1.23 Tường gồm các cọc bê tông cốt thép liền kề (PJ Edwards & Co.)

Hình 1.24 Tường gồm các cọc bê tông cài vào nhau (Murphy International Ltd)

1.2.5 Tường cọc đất-xi măng trộn sâu

Trộn sâu là phương pháp cải tạo đất nền nhằm tăng cường độ, khống chế chuyển vị

và giảm tính thấm [4] Mũi khoan nhiều trục và guồng trộn được sử dụng để thi

công các cọc chồng lên nhau và được tăng cường độ bằng việc trộn xi măng với đất

Phương pháp này được sử dụng để chống đỡ hố đào bằng cách tăng cường độ chịu

cắt của đất, ngăn ngừa phá hoại do trượt, giảm tính thấm và chống lại hiện tượng

trồi bề mặt

Hình 1.25 Tường neo cọc đất xi-măng trộn sâu [32]

Hình 1.26 mô hình quá trình thi công tường cọc đất-xi măng trộn sâu Thiết bị thi

công chuyên dụng dùng để thi công cọc đất-xi măng trộn sâu là mũi khoan gồm 3

hoặc 5 trục được sử dụng để thi công nhóm cọc đầu tiên (bước 1), nhóm cọc tiếp

theo được thi công cách các cọc đầu tiên bằng 1 lần đường kính cọc (bước 2), hàng

cọc liên tiếp được tạo thành bằng cách trộn lại cọc đầu tiên và cọc cuối cùng của

mỗi nhóm (bước 3), bỏ qua khoảng cách 1 cọc giữa bước 2 và bước 3 để cọc số 3 và

cọc số 5 được trộn lại nhằm đảm bảo hình thành 1 hệ tường liên tục không thấm

nước Dầm thép được lắp đặt trước khi xi măng bắt đầu đông cứng (bước 4)

Hình 1.26 Chu kỳ thi công tường cọc đất-xi măng trộn sâu [4]

Hình 1.27 Mặt cắt ngang điển hình của tường cọc đất-xi măng trộn sâu [4] 1.2.6 Tường cừ bê tông cốt thép trong đất

Tường cừ bê tông cốt thép trong đất được thi công bằng cách đào rãnh sâu bằng gầu ngoạm hoặc mũi khoan cắt xoay, thành vách được giữ ổn định bằng vữa bentonite,

bê tông được bơm vào rãnh và thay thế vữa

Hình 1.28 Tường cừ bê tông cốt thép trong đất [16]

Tường cừ bê tông cốt thép trong đất có thể dùng làm kết cấu tạm phục vụ thi công hoặc tham gia chịu lực cùng kết cấu cuối cùng Khi tường cừ tham gia chịu lực với kết cấu cuối cùng sẽ kinh tế hơn và việc thi công sẽ nhanh hơn [10] Tường cừ bê tông cốt thép trong đất có độ cứng lớn hơn so với hệ thống tường gồm cọc chống và ván lát ngang, tường cừ ván thép Nó được sử dụng để giảm độ lún, chuyển vị ngang của đất và kết cấu liền kề trong suốt quá trình thi công, đặc biệt là trong các loại đất mềm yếu

1.3 Kết luận chương 1

Neo trong đất được sử dụng rất phổ biến ở các nước trên thế giới Neo có thể được

sử dụng làm kết cấu tạm phục vụ thi công hoặc tham gia vào kết cấu chịu lực cuối cùng Neo trong đất có nhiều ứng dụng trong xây dựng như: ổn định tường chắn đất thi công hố đào, ổn định mái dốc và chống sạt lở, ổn định kết cấu chịu lực đẩy nổi,

ổn định chống lật cho kết cấu đập, ổn định mố trụ cầu dây văng…với ưu điểm là không chiếm mặt bằng thi công, không cần phải làm đường tạm, thời gian thi công nhanh, hạ giá thành công trình…