GeoSlope neo trong đất ổn định mái dốc

Khi thiết kế mái đất cho các công trình, mái đất càng dốc thì càng kinh tế nhưng có một vấn đề đặt ra là sự ổn định mái dốc.

Neo trong đất đá là hệ thống làm ổn định kết cấu chống lại sự chuyển vị quá mức của kết cấu xây dựng bằng việc ứng dụng thanh neo hoặc cáp dự ứng lực được cố định… Thảm họa do thiên tai mang lại rất to lớn và khó lường. Hiện nay dưới tác động của biến đổi khí hậu, các tác động của thiên tai ngày càng phức tạp và hậu quả thiệt hại càng lớn. Sụt trượt đất là một hậu quả do thiên tai gây ra, làm tốn nhiều tiền của và nguy hại đến con người hiện đang có xu hướng gia tăng do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu. Để ngăn ngừa việc sụt trượt đất đã có rất nhiều công nghệ được áp dụng.

Công trình nghiên cứu “Neo cố đất ứng dụng trong các công trình xây dựng” của GS.TS. Vũ Đình Phụng – Trường Đại học Xây dựng là một trong những biện pháp nhằm giảm thiểu thiệt hại này. Neo trong đất đá là hệ thống làm ổn định kết cấu chống lại sự chuyển vị quá mức của kết cấu xây dựng bằng việc ứng dụng thanh neo hoặc cáp dự ứng lực được cố định một đầu vào trong lòng đất đá và được căng kéo để tạo ra tải trọng neo. Đây là một công nghệ tiên tiến được sử dụng rộng rãi và có hiệu quả trong nhiều lĩnh vực xây dựng. Nó được áp dụng đối với công trình nhà cao tầng có bố trí các tầng hầm trong đất yếu; trong xây dựng các cảng biển, các kênh đào; trong xây dựng các công trình ngầm ở các đô thị lớn, các hầm xuyên qua núi của công trình đường sắt, đường ô tô cấp cao và đường cao tốc; dùng để chống sụt lở, đảm bảo ổn định mái ta luy nền đào sâu, đất đá bị phong hóa… Công nghệ neo cố đất đã có trên 30 năm áp dụng ở nhiều quốc gia như Pháp, Mỹ, Thụy Sĩ, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, Ấn Độ, Thái Lan… Ở Việt Nam neo cố đất đã được ứng dụng trong việc xây dựng các tầng hầm của nhiều nhà cao tầng tại TP.Hồ Chí Minh và Hà Nội. Một số các công trình giao thông như hầm Thủ Thiêm (Dự án Đại lộ Đông – Tây TP.HCM), sửa chữa hầm Hải Vân đường bộ; Dự án hầm Đèo Ngang trên QL1A và một số đoạn thử nghiệm chống sụt trượt trên đường Hồ Chí Minh như: đoạn đèo Đá Đẽo (Quảng Bình), đoạn ATép – Thạch Mỹ… Theo GS.TS Vũ Đình Phụng: Một số tuyến đường giao thông quan trọng như đường Hồ Chí Minh, các quốc lộ 6, 70, 14, 15, 217… đã và đang được nâng cấp, hàng năm đều bị sạt trượt, lở đất làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến giao thông thông suốt trong mùa mưa lũ. Bên cạnh đó, trong vòng 20-25 năm tới, khoảng 3000 km đường bộ cao tốc, 4000 km tuyến đường sắt cao tốc khổ 1435 mm (tuyến Bắc – Nam và tuyến Đông – Tây) và hệ thống đường tầu điện ngầm tại Hà Nội và TP Hồ Chí Minh cần được xây dựng, chắc chắn phải sử dụng công nghệ neo cố trong đất mới đảm bảo được tính ổn định, bền vững cho các công trình này. Do đó, việc sử dụng neo đất là nhu cầu thực tế và cấp bách. Công nghệ neo đất chủ yếu có 02 loại hình là dùng cốt thép thanh để neo và dùng cáp neo ứng suất trước (ƯST). Dùng cốt thép thanh để neo: Dùng để gia cố taluy nền đường đào. Tùy theo công nghệ thi công thanh neo có 03 loại là: Thanh neo dính kết cả chiều dài không có ƯST được ứng dụng rộng rãi vào khố đất đá nông cần đảm bảo taluy ổn định; Thanh neo dính kết cả chiều dài có ƯST được ứng dụng vào khối đất đá cần ƯST để gia cố taluy; Thanh neo tự khoan dùng ở nơi có đất đá rời rạc khó tạo lỗ, khi rút cần khoan sẽ sạt lở. Dùng cáp treo ƯST: Loại hình này cũng có nhiều phương pháp. Phương pháp dùng cáp treo ƯST cải thiện lực kéo được cải tiến trên cơ sở cáp neo lực kéo truyền thống. Đặc điểm của nó là đoạn neo có cáp neo dùng cáp cường độ cao, mặt nhẵn, còn đoạn tự do thì nối với cáp cường độ cao mặt nhẵn qua xử lý phòng rỉ rồi quét thật đều lớp mỡ, sau cùng luồn đoạn tự do vào ống nhựa để tạo thành cáp neo. Toàn lỗ bơm vữa một lần, thi công đơn giản, kinh tế. Đoạn neo có cáp neo cố kết vào bộ phận ổn định của đá taluy. Khi lực kéo căng tăng thì ở đoạn tự do chịu nén, còn vữa ở đoạn neo cố chịu kéo, làm cho vữa ở đoạn tự do chịu một phần ứng suất cắt, cải thiện trạng thái chịu lực của cáp neo. Thứ hai, cáp neo phân tán lực nén: Cáp treo ứng suất trước phân tán lực nén là dùng cáp không dính kết, căn cứ thực tế của đất đá trong đoạn neo cố, cần phân tán, lắp đặt mấy thanh chịu tải, trên mỗi thanh chịu tải, dùng neo loại P cố định 2-4 sợi cáp không dính kết, bơm vữa một lần vào cả lỗ neo. Khi căng kéo đầu neo ra ngoài, do cáp là loại cáp không dính kết nên khi kéo căng dựa vào thanh chịu tải được phân bố theo cự ly nhất định, khiến cho tổng trị số lực kéo tương đối lớn, thông qua thanh chịu tải chuyển thành ứng suất nén tác dụng lên thanh chịu tải. Do đó tránh được hiện tượng tập trung ứng suất ma sát dính kết, làm cho ứng suất ma sát dính kết thành lỗ neo phân tán được đều, trị số cực trị cũng được giảm. Cáp neo phân tán lực nén điều động triệt để cường độ chịu cắt của đất, đá làm cho lực neo cố được chắc chắn. Ngoài hai phương pháp trên, loại hình dùng cáp neo ƯST còn các phương pháp khác cũng có hiệu quả nhất định như: Cáp treo phân tán kéo nén; Hệ thống neo cố định; Neo tạm thời cho công trình phụ trợ và neo vĩnh cửu.