Các sự cố và biện pháp khắc phục khi thi công neo đất

NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG 80 HỌC VIỆN CÁN BỘ QUẢN LÝ XÂY DỰNG VÀ ĐÔ THỊ TỔNG QUAN CHUNG VỀ NEO ĐẤT Khái niệm Neo đất là loại neo có kết cấu đơn giản có khả năng truyền tải trọng kéo được đặt vào lớp đất chịu tải. Kết cấu này về cơ bản gồm một đầu neo, chiều dài neo tự do (lõi neo) và bầu neo. Neo đất có thể được phân loại theo thời gian sử dụng, theo biện pháp thi công, theo góc khoan hoặc theo vật liệu sử dụng. Tùy thuộc vào thời gian sử dụng mà neo được chia thành hai loại neo vĩnh cửu và neo tạm. Neo vĩnh cửu thường được sử dụng để neo các kết cấu công trình sử dụng lâu dài như tường chắn, neo mái taluy, neo nền móng công trình Neo tạm được sử dụng làm biện pháp để thi công công trình và được tháo dỡ khi hoàn thành công trình như neo hang cọc cừ, neo tường vây cọc khoan nhồi, tường vây barret Công nghệ này thường được áp dụng nhằm gia cố và giữ ổn định cho tường chắn đất của các công trình nhà có nhiều tầng hầm. Cũng là công nghệ đơn giản, dễ thi công, đối với nhiều loại công trình từ giao thông đến dân dụng. Các công trình có mặt bằng thi công tốt và xung quanh không có những công trình tránh việc neo làm ảnh hưởng đến nền móng của các công trình bên cạnh. Điều kiện nền móng tốt, ở các vùng không bị động đất và không bị nước xói mòn để đảm bảo cho quá trình thi công. Phạm vi ứng dụng chính trong việc gia cố chống chuyển vị các loại tường cừ ván thép hoặc tường vây của các công trình xây dựng có hố đào sâu. Dựa trên đặc tính cấu tạo và ứng dụng của loại neo này để xem xét lựa chọn phương pháp chế tạo thi công tối ưu nhất nhằm đảm bảo về tính kinh tế, chức năng chịu tải và độ an toàn cao. Vấn đề then chốt khi thi công neo đất đó là phải đảm bảo tính ổn định và làm việc liên tục của hệ thống neo đất. Cấu tạo và các bộ phận chi tiết của neo đất Cấu tạo Cấu tạo neo đất gồm 3 bộ phận chính: Đầu neo, lõi neo và bầu neo (Hình 1) Hình 1. Cấu tạo chi tiết neo Hình 2. Đầu neo Các bộ phận chi tiết a. Đầu neo. Đầu neo bao gồm côn neo, bát neo và giá neo liên kết thành một khối tác dụng để cố định các sợi cáp và truyền lực kéo lên cấu kiện Côn neo là một phần quan trọng để cố định tao cáp vào đầu neo tạo ra tải trọng của neo sau khi căng kéo. Hình 3. Cồn neo CÁC SỰ CỐ VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC KHI THI CÔNG NEO ĐẤT Lê Mạnh Hùng* TS. Tạ Văn Phấn** * Phòng QL đô thị Ba Vì, Hà Nội - ** ĐH Thủy lợi NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG 81Số 64.2019 XÂY DỰNG & ĐÔ THỊ Giá neo (bản đệm Bracket chịu lực) Bát neo là bộ phận giữ côn neo, khi cáp dịch chuyển vào trong làm cho côn neo dịch chuyển theo và bị giữ lại ở bát neo, đến một mức độ nào đó thì bát neo sẽ giữ chặt làm cho côn neo và cáp neo không dịch chuyển được nữa. c. Bầu neo Là bộ phận được cấu thành bởi vữa xi măng cường độ cao giúp bám dính cáp neo tạo thành bầu có tác dụng như một đầu ngầm cố định giữ ổn định khi cáp chịu căng kéo Bầu neo được chế tạo tại chỗ. Các thông số kỹ thuật của bản đệm neo phải tuân theo các yêu cầu của thiết kế về tải trọng neo. Bản đệm chịu lực phải được thiết kế tương ứng với góc độ của lỗ khoan. Bản đệm và mặt tường vây phải cùng nằm trên một mặt phẳng và áp sát vào nhau. b. Lõi neo Lõi neo gồm các sợi cáp đàn hồi liên kết giữa phần đầu neo và bầu neo thành một thể thống nhất. Lõi neo được gia công sẵn trước khi đưa vào hố neo. Hình 4. Bát neo Hình 5. Giá neo Hình 6. Lõi neo Hình 7. Bầu neo 15,9 kg < 2,5% 2 Bảng 1. Các chỉ số kỹ thuật của lõi neo. NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG 82 HỌC VIỆN CÁN BỘ QUẢN LÝ XÂY DỰNG VÀ ĐÔ THỊ Sự cố trong quá trình thi công neo đất là rất khó tránh khỏi vì quá trình thi công neo đất tuy đơn giản nhưng đòi hỏi kỹ thuật cao, độ an toàn lớn. Khi sự cố xảy ra có thể chưa biểu hiện rõ hậu quả nhưng sau một thời gian công trình được đưa vào sử dụng sẽ rất nguy hiểm. Vì vậy, để tránh xảy ra sự cố đáng tiếc, yêu cầu cán bộ thi công và công nhân phải cùng phối hợp ngay trong quá trình thi công để tránh các thiệt hại, sau đây là một số sự cố hay gặp phải trong quá trình thi công. Sự cố trong quá trình khoan Trong quá trình khoan có thể gặp hiện tượng cát chảy làm sụt thành hố khoan. Biện pháp khắc phục: Đơn vị thi công bắt buộc phải dùng hệ khoan hai cần, ống casing ngoài giữ thành hố và cần khoan bên trong để khoan cho nước và đất cát đi trong ống casing đi ra, tránh đi ra ngoài ống casing làm sụt thành hố. Sự cố trong quá trình bơm vữa Khi bơm vữa có thể xảy ra hiện tượng vỡ ống bơm do áp lực bơm cao. Biện pháp khắc phục: Có thể bổ sung ống bơm phụ bằng cách cắm thêm ống bơm vữa luồn vào bên trong ống casing để bơm từ bên ngoài chiều dài ống vữa phụ không nhỏ hơn chiều dài khoan 1,5m. Khi bơm vữa những gặp hang castơ, hang chuột, mạch nước ngầm không thể bơm đầy vữa lên đầy thành hố hoặc bơm đầy nhưng vữa bị hao hụt ngay sau khi ngừng bơm. Biện pháp khắc phục: Trộn vữa với tỷ lệ trộn đặc hơn, bơm vữa làm nhiều lần và có thể bơm bù lại sau 1-2 giờ bằng cách bơm trên miệng hố khoan. Nếu bơm vẫn không đầy thì có thể ghi chú và theo dõi kỹ hố khoan trong quá trình căng kéo. Sự cố trong quá trình căng kéo Khi căng kéo tại một số vị trí neo có thể không đạt được lực kéo như thiết kế tính toán do quá trình thi công, do địa chất cục bộ tại vị trí khoan (đất yếu, gặp nước ngầm). Đứt cáp hoặc tuột cáp khi lực kéo quá lớn. Biện pháp khắc phục: Kiểm tra lại tính toán xem lực đó có đảm bảo an toàn hay không, nếu an toàn thì cho phép triển khai công việc đào đất (quá trình đào đất phải kết hợp với kiểm tra chuyển vị thường xuyên và nếu có bất thường phải báo ngay cho các bên liên quan). Kéo các neo Hình 8. Các bước thi công neo đất CÁC SỰ CỐ XẢY RA TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG NEO ĐẤT VÀ GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC... NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG 83Số 64.2019 XÂY DỰNG & ĐÔ THỊ kế bên đảm bảo. Khoan bù thêm lỗ khoan vào cạnh để có biên pháp xử lý. Có thể kéo bù lại lực ở các vị trí bên cạnh nếu lực vị trí lỗ bị hỏng. Sử dụng bơm vữa với cường độ cao tăng diện tích bám dính. Sự cố trong quá trình đào đất Trong quá trình đào mà chuyển vị tường vây quá lớn có thể gây nguy hiểm. Biện pháp khắc phục: Hạ bớt tải trọng động và tĩnh bên ngoài thành hố đào bằng cách hạn chế xe, máy móc đi lại bên trên. Có thể hạ bớt cốt đất ở bên ngoài thành để giảm áp lực tĩnh lên thành tường vây. Tụt neo Trong quá trình căng kéo cáp có thể xảy ra hiện tượng tụt neo, đây là trường hợp nguy hiểm vì nó sẽ làm giảm sức chịu tải của neo, thấp hơn so với yêu cầu thiết kế. Biện pháp khắc phục: Trong quá trình căng kéo cáp cần phải thật chú ý giữa hai bộ phận là gia tải và bộ phận quan sát sự chuyển vị của neo sau mỗi lần gia tải. Cần phải đánh dấu vị trí của neo trước và sau mỗi lần căng cáp. Chia thành nhiều đợt gia tải và thời gian nghỉ để gia tải tiếp theo là vừa đủ. Sau mỗi lần gia tải thì phải lấy thước đo thử xem có thấy neo chuyển vị lên hay không, nếu mà có hiện tượng chuyển vị thì phải gia tải lại từ đầu trường hợp bất đắc dĩ cần phải thay côn neo mới. Sập thành vách Trong quá trình thi công nếu xảy ra trường hợp sập thành vách do vách đó mỏng, hoặc các neo thi công trước đó chưa hoàn thiện để làm việc, sẽ rất tốn kém khi phải thi công lại vách vì vách liền khối nên khi sập sẽ ảnh hưởng đến diện rộng. Biện pháp khắc phục: Cần phải xác định được khả năng chịu tải của vách trước khi thi công liệu có đủ để chống lại áp lực đất không. Thi công neo song cần gia tải hoàn thiện neo để đưa neo vào làm việc luôn để hạn chế áp lực đất mà thành vách phải chịu. Tường chắn đất sụp đổ hoàn toàn Đây là trường hợp cực kỳ nguy hiểm vì neo đã làm việc và đang thi công phần móng. Trường hợp này xảy ra có thể do có thêm nhiều tải trọng phân bố và di động trên phần trên của tường chắn, có thể do gần đường quốc lộ làm áp lực nên thành vượt quá khả năng chịu tải của neo, hay thi công neo không đúng kỹ thuật làm tường sụp đổ hoàn toàn. Biện pháp khắc phục: Trong quá trình thiết kế tính toán cần phải kể đến nhiều trường hợp làm tăng áp lực lên thành tường. Trong quá trình thi công cán bộ thi công cần phải giám sát sự chuyển vị của neo xem có tụt hay không. Thi công luôn phần móng và hệ kết cấu tầng hầm để tăng khả năng chống lại áp lực đất bên tường nhờ vào hệ dầm, sàn tầng hầm. Chiều dài khoan lớn hơn chiều dài cáp Khi thi công khoan rút lõi rất hay xảy ra trường hợp khoan chiều sâu của hố khoan dài hơn so với thiết kế dẫn đến chiều dài của cáp nhỏ hơn, hậu quả khiến cho trong quá trình căng kéo cáp rất dễ tụt cáp. Biện pháp khắc phục: Cần phải kiểm tra chiều dài của hố khoan trước khi nhét cáp và đổ bê tông. Trong trường hợp đã đổ bê tông mà xảy ra tụt neo thì phải khoan một neo khác ở bên cạnh cái neo bị hỏng. Bài báo đã trình bày khái niệm, phạm vi áp dụng, cấu tạo và các bộ phận chi tiết, các bước thi công của neo đất. Các sự cố, giải pháp khắc phục tốt nhất khi sự cố xảy ra trong quá trình thi công neo đất. Neo trong đất được sử dụng để giữ ổn định tường chắn đất, tường tầng hầm là một giải pháp công nghệ xây dựng mới đã được ứng dụng trong thiết kế và thi công ở các nước trên thế giới. Để neo trong đất được ứng dụng rộng rãi ở Việt Nam, góp phần làm đa dạng các giải pháp thiết kế, thi công công trình xây dựng trong nước phải có lực lượng chuyên môn hoá sâu hiểu rõ về thi công neo đất, phải có một qui trình thi công hợp lý đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và có sự phối hợp giữa chủ đầu tư, tư vấn thiết kế, tư vấn giám sát, nhà thầu để đảm bảo chất lượng neo đất, máy móc, thiết bị phải vận hành tốt, đầy đủ và phù hợp với điều kiện địa chất công trình. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 8870:2011- Thi công và nghiệm thu neo trong đất dùng trong công trình giao thông vận tải. [2] Nguyễn Hữu Đầu (dịch) (2008), Neo trong đất – BS 8081:1989, Nhà Xuất bản Xây dựng, Hà Nội. [3] Đặng Văn Biển (2011), Nghiên cứu ứng dụng tường trong đất có neo trong thi công xây dựng tầng hầm nhà cao tầng với điều kiện địa chất Thành phố Nam Định, Luận văn Thạc sĩ, Đại học Kiến Trúc Hà Nội, Hà Nội.