Xây dựng các công trình để khắc phục những hậu quả do mái dốc gây ra như trượt đất, sạt lở đất đá đang được nghiên cứu và thi công tại nhiều quốc gia. Phương pháp sử dụng công nghệ “soil nailing” hay còn gọi là “đinh đất” thường được áp dụng để khắc phục hậu quả và ổn định độ dốc mái đất, thực hiện trên bề mặt mái của công trình giao thông như mái taluy đường, mái mố trụ cầu; công trình thủy lợi như mái đê, mái đập. Biện pháp đào mở sườn tầng thi công theo phương pháp “top down” đã rút ngắn được thời gian thi công và giảm khối lượng đất đào. “Đinh đất” được thi công đúng thiết kế và kỹ thuật là một biện pháp ổn định mái dốc hay còn gọi là gia cố mái dốc rất hiệu quả, tiết kiệm chi phí.

PHƯƠNG PHÁP GIA CỐ MÁI DỐC "SOIL NAILING"

Ngày nay, cùng với sự tiến bộ của khoa học- kỹ thuật, nhiều công nghệ mới dùng để gia cố mái dốc và ổn định mái dốc các công trình đã được nghiên cứu và áp dụng, mang lại hiệu quả cao trong thực tế. Một trong các giải pháp công nghệ gia cố mái dốc được sử dụng thường xuyên nhất là công nghệ “soil nailing”. Đây là một công nghệ mới, được nghiên cứu từ đầu thập niên 60 của thế kỷ 20 ở châu Âu. Sau 50 năm kể từ khi công nghệ này ra đời, nó đã được sử dụng rộng rãi ở các nước Pháp, Đức, Mỹ, Anh và nhiều nước châu Á như Nhật Bản, Hồng Kong, Trung Quốc, Malaysia, …trong các hạng mục công trình như gia cố mái ta-luy, mái đê, mái đập, mố trụ cầu, tường vây, đất đá bị phong hóa, mái hố móng công trình. Hiện nay tại Việt Nam, các công nghệ sử dụng gia cố mái đất là công nghệ chống đỡ vách đất (tường chắn bê tông cốt thép, tường cọc ván cừ các loại đặc biệt và tường ván thép, cọc xi măng đất), công nghệ neo trong đất, neo ứng suất trước (còn được gọi là groud anchor). Khác với công nghệ neo đất vẫn quen dùng là việc sử dụng các neo đơn lẻ thi công neo vào đất hoặc neo kết hợp với tường vây để ổn định mái dốc, ổn định mái đất, công nghệ “soil nailing” là việc sử dụng các cọc vữa xi măng có cốt được đóng theo phương xiên vào trong các tầng đất và hệ cọc này được lên kết với nhau bằng hai lớp bê tông bề mặt tạo thành một bàn chông vững chắc giúp gia cố sự ổn định mái đất.

Xem thêm về Gia cố mái dốc

GIA CỐ MÁI DỐC: VẬT LIỆU VÀ THIẾT BỊ

Vật liệu sử dụng trong thi công “đinh đất” là các vật liệu chưa qua sử dụng, không có khuyết tật và đạt các yêu cầu tiêu chuẩn về chất lượng theo quy chuẩn và tiêu chuẩn quốc gia. “Đinh đất” ở đây có cấu tạo gồm ống tạo liên kết định tâm, lõi cốt thép và vữa.

Các thiết bị chủ yếu được sử dụng trong thi công gia cố mái dốc gồm có máy khoan tạo lỗ, máy trộn bê tông, máy nén khí, bơm bê tông, bơm vữa. Ngoài ra còn cần chuẩn bị ống dẫn bằng cao su chịu áp lực, ống dẫn khí, ống dẫn nước, thùng chứa nước, lưới, giàn giáo và các dụng cụ hoàn thiện bề mặt công trình.

GIA CỐ MÁI DỐC: QUY TRÌNH THI CÔNG

Công tác chuẩn bị 

Trước khi thi công gia cố mái dốc, có một công tác rất quan trọng cần phải tiền hành đó là khảo sát. Sau khi khảo sát, nhà thầu thi công đưa ra biện pháp phần chân, bệ đi theo máy sẽ áp trực tiếp lên mặt mái taluy, nhà thầu gia công thêm phần ray khoan và thang đứng cho công nhân thao tác bằng thép V, dùng hệ thống tời điện (hoặc pa lăng xích loại 2-5 tấn) để di chuyển cũng như giữ máy khoan đứng trên mặt mái.

• Trên đỉnh mái cơ, nhà thầu thi công dùng máy khoan để khoan vào mặt cơ sâu từ 2m -3m hoặc có thể sâu hơn tùy vào nền địa chất đỉnh cơ, sau đó dùng thép làm chân cố định máy tời (hoặc pa lăng xích 2-5 tấn).
• Tiến hành thi công lắp dựng máy kéo tời điện loại ba pha có công suất tời được vật nặng có trọng lượng ≥ 2 tấn, hoặc lắp đặt hệ thống ba lăng xích trên ≥2 tấn đỉnh của mái taluy phục vụ cho công tác di chuyển giá máy khoan và giá đứng cho công nhân tới các lỗ khoan trên mái taluy.

Công tác khoan tạo lỗ mặt mái phục vụ gia cố mái dốc

       Định vị lỗ khoan

• Lỗ khoan đinh đất trên mặt mái được xác định vị trí bằng máy toàn đạc điện tử và thước thép. Các hố khoan được định vị với sai số ±75mm, đối với một tuyến đã quy định tại điểm vào, lỗ khoan với sai số về góc ± 2.5o.
• Tất cả các hố khoan được đánh dấu có hệ thống để xác định vị trí của từng hố trên khu vực thi công, dùng sơn đỏ đánh dấu tại hiện trường.
• Sau khi hoàn thành công tác xác định vị trí các lỗ khoan và đánh dấu bằng sơn đỏ thì nhà thầu thi công sẽ tiến hành mời đơn vị Tư vấn giám sát (TVGS) và giám sát đơn vị Chủ Đầu Tư (CĐT) hoặc đơn vị Tổng thầu ra nghiệm thu vị trí lỗ khoan đinh đất.
• Sau khi định vị vị trí lỗ khoan đinh đất xong, nhà thầu thi công tiến hành công tác thi công khoan tạo lỗ.  

  Thi công khoan tạo lỗ đinh đất

  -   Hoàn thành công tác nghiệm thu, nhà thầu thi công di chuyển máy khoan vào vị trí lỗ khoan đinh đất đã được đánh dấu trước đó, cố định neo giữ máy khoan lại.

  -   Nhà thầu thi công kiểm tra lại toàn bộ hệ thống máy khoan: Độ chắc chắn của tời (pa lăng xích), cáp lụa, máy khoan, giá đứng công nhân. Khi đã chắc chắn, đơn vị thi công mời CĐT/TVGS ra kiểm tra lại một lần nữa toàn bộ hệ thống máy khoan đã được lắp đặt.

  -   Sau khi CĐT/TVGS hoàn thành công tác kiểm tra hệ thống máy khoan và đánh giá đạt yêu cầu thì bắt đầu tiến hành khoan tạo lỗ.

  -   Lỗ khoan đinh đất có đường kính lỗ khoan là Ø110 và được khoan theo trình tự từ lỗ khoan đầu tiên của khu vực tới lỗ khoan cuối cùng của khu vực và tiến hành theo chiều dọc mái.

  -   Trong suốt quá trình khoan luôn có kỹ thuật của nhà thầu giám sát trên công trường đảm bảo chất lượng công việc và công tác an toàn lao động trên công trường. Ngoài ra kỹ thuật nhà thầu luôn chú ý tới áp lực khí của máy khoan. Nếu đang trong quá trình khoan xảy ra hiện tượng mất khí (nguyên nhân do gặp phải khu vực đá nứt nẻ mạnh) hoặc vừa mất khí và sập thành vách hố khoan thì dừng khoan và sử dụng phương pháp phụt vữa xi măng cụ thể như sau: Đầu tiên tiến hành lắp tăng bôn dùng áp lực phụt vữa xi măng (theoTCVN 8645-2019) để nước xi măng có thể chui vào các khe bị nứt nẻ và gia cố thành hố khoan.

  -   Trong quá trình khoan gặp sự cố bó cần hay tắc lỗ khoan Nhà thầu tiến hành bơm nước vào lỗ khoan để thổi rửa.

Bảo vệ lỗ khoan đinh đất và lỗ khoan thoát nước

• Nếu trong quá trình khoan phần địa chất bên ngoài mặt mái yếu nhà thầu thi công lắp đặt ống chống tránh tình trạng sập thành hố khoan.
• Sau khi lỗ khoan được hoàn thành nhà thầu thi công tiến hành bịt kín lỗ khoan lại ngăn chặn các mảnh vỡ rơi vào trong và giữ nguyên ống chống cho tới khi công tác đưa đinh đất vào hố khoan được tiến hành.

Nghiệm thu lỗ khoan

• Công tác thi công khoan tạo lỗ đinh đất và lỗ thoát nước được hoàn thành nhà thầu thi công tiến hành nghiệm thu nội bộ, toàn bộ đường kính lỗ khoan sẽ được kiểm tra, nghiệm thu bằng thước mét và chiều dài lỗ khoan được kiểm tra, nghiệm thu bằng ống HDPE được đánh dấu chiều dài, quá trình nghiệm thu nội bộ đạt yêu cầu. Nhà thầu thi công mời đơn vị CĐT/ TVGS ra nghiệm thu lỗ khoan đinh đất.
• Đơn vị CĐT/TVGS tiến hành kiểm tra hố khoan, sau khi CĐT/TVGS nghiệm thu lỗ khoan đinh đất Nhà thầu thi công tiến hành chuyển giai đoạn đưa đinh đất vào lỗ khoan. 

Công tác lắp đặt đinh đất vào lỗ khoan, bơm vữa lỗ khoan trong gia cố mái dốc

Khoan tạo lỗ

• Khi bắt đầu tiến hành khoan tạo lỗ đinh đất nhà thầu thi công tiến hành trình mẫu đinh đất, cấp phối vữa lên đơn vị CĐT/ TVGS.
• Sau khi có văn bản phê duyệt vật liệu, cấp phối từ đơn vị CĐT/ TVGS nhà thầu thi công sẽ tiến hành đưa toàn bộ vật liệu phục vụ thi công lắp đặt đinh đất, bơm vữa về công trường trước khi công tác khoan tạo lỗ được hoàn thành.
• Ngay sau khi vật liệu được đưa về công trường nhà thầu thi công tiến hành trình CĐT/ TVGS chứng chỉ chất lượng của nhà sản suất, tem mác trên từng lô hàng.
• Sau đó Nhà thầu thi công mời đơn vị thí nghiệm tiến hành lấy mẫu thí nghiệm dưới sự giám sát của CĐT/ TVGS đưa đi thí nghiệm với các chỉ tiêu của vật liệu mà CĐT/ TVGS đã có văn bản yêu cầu từ trước.
• Ngay sau khi có kết quả thí nghiệm và văn bản chấp thuận phê duyệt từ CĐT/ TVGS vật liệu (đính kèm biên bản nghiệm thu vật liệu đầu vào chế tạo sẵn trước khi đưa vào sử dụng được ký bởi CĐT/ TVGS) Nhà thầu thi công tiến hành chuyển giai đoạn đưa đinh đất vào lỗ khoan.

 Vật liệu

• Vật liệu đinh đất Nhà thầu thi công sẽ tiến hành trình chủ đầu tư thiết kế chi tiết về đinh đất. Ngay sau khi có văn bản phê duyệt thiết kế vật liệu nhà thầu thi công tiến hành đặt và gia công đinh đất.
• Đinh đất được gia công từ thép, thép sử dụng làm đinh đất có dạng xoắn, thẳng, không có các mối hàn nối.
• Đinh đất được nhà thầu thi công theo thiết kế được phê duyệt.
• Đinh đất sau khi vận chuyển tới công trường nhà thầu thi công tiến hành gia công và định tâm cho đinh đất.

Lắp đặt đinh đất gia cố mái dốc

• Toàn bộ đinh đất khi được chuyển tới công trường sẽ được kiểm tra cẩn thận và gia công định tâm đầy đủ trước khi tiến hành đưa đinh đất vào lỗ khoan.
• Ngay sau khi công tác nghiệm thu hố khoan và nghiệm thu đinh đất được hoàn tất (đính kèm biên bản nghiệm thu hố khoan và nghiệm thu vật liệu đinh đất) nhà thầu thi công tiến hành đưa đinh đất vào lỗ khoan.

Đưa đinh đất vào lỗ khoan:

Trong công tác gia cố mái dốc, quy trình được triển khai theo những phương án sau:

•   Phương án 1: Trường hợp đường thi công thuận lợi, mặt bằng thi công trên đỉnh cơ rộng máy cẩu có thể làm việc được (hoặc tại công trường có sẵn cẩu) nhà thầu thi công gia cố mái dốc tiến hành đưa đinh đất vào lỗ khoan. Trước khi thực hiện cần phải có kỹ sư an toàn lao động kiểm tra lại toàn bộ thiết bị, vật tư phục vụ cho công tác cẩu như cáp, móc cẩu, phải đảm bảo toàn bộ còn hoạt động tốt, đối với công nhân tham gia thi công thì phải có đầu đủ trang bị bảo hộ lao động, trong quá trình thi công phải tuyệt đối nghe theo hiệu lệch của kỹ sư an toàn lao động và kỹ sư xây dựng.

•   Phương án 2: Trong trường hợp mặt bằng thi công không thể đáp ứng được cho máy thi công vận hành thì nhà thầu gia cố mái dốc dùng toàn bộ công nhân thi công. Biện pháp thi công dùng tời kết hợp với công nhân đưa thép neo vào lỗ neo, dùng tời tời thép lên mặt mái sau đó dùng nhân công dẫn hướng cho thép vào lỗ khoan rồi dần dần thả tời từ từ cho thép vào lỗ khoan. Toàn bộ công tác đưa thép neo vào lỗ phải có an toàn lao động của nhà thầu, CĐT/ TVGS giám sát, tời trước khi thi công được kiểm tra lại thật kỹ, công nhân khi tham gia thi công được trang bị đầy đủ trang thiết bị bảo hộ lao động, trong quá trình thi công phải đảm bảo tuyệt đối tuân thủ theo hiệu lệnh của cán bộ an toàn lao động.

• Ngay sau khi công tác thi công đưa đinh đất vào lỗ khoan Zone đầu tiên được hoàn tất Nhà thầu thi công gia cố mái dốc tiến hành mời CĐT/ TVGS tiến hành kiểm tra và nghiệm thu công tác.
• Đơn vị CĐT/ TVGS đồng ý nghiệm thu công tác đưa thép neo vào lỗ khoan (đính kèm biên bản nghiệm thu công việc được ký bởi đại diện CĐT/ TVGS) nhà thầu tiến hành chuyển giai đoạn bơm vữa lỗ khoan đinh đất.

Bơm vữa lỗ khoan đinh đất gia cố mái dốc

• Toàn bộ vật liệu phục vụ cho công tác bơm vữa lỗ khoan đinh đất được Nhà thầu thi công đưa về công trường trước khi thi công.
• Sau khi có văn bản chấp thuận vật liệu và cấp phối vữa từ CĐT/ TVGS nhà thầu thi công mời CĐT/ TVGS ra giám sát quá trình trộn và bơm vữa lỗ khoan đinh đất.
• Vữa đinh đất được Nhà thầu thi công trộn theo cấp phối đã trình và được chấp thuận bằng văn bản của CĐT/ TVGS trước đó, vữa bơm sẽ được tiến hành trộn theo từng mẻ và được lấy mẫu theo quy cách của CĐT/ TVGS đã quy định.
• Sau khi hoàn thành công tác phun vữa tiến hành vệ sinh toàn bộ máy móc phun vữa bằng dung môi chánh bị vữa xi măng bám dính làm nhanh hỏng thiết bị.
• Công tác bơm vữa lỗ khoan được hoàn thành Nhà thầu thi công gia cố mái dốc tiến hành mời đơn vị CĐT/ TVGS nghiệm thu công tác bơm vữa lỗ khoan.
• Sau khi công tác bơm vữa được nghiệm thu (đính kèm biên bản nghiệm thu công việc xây dựng được CĐT/ TVGS ký) nhà thầu thi công tiến hành chuyển giai đoạn tiếp theo.

Lắp dựng bản đệm gia cố mái dốc

• Sau khi hoàn thiên công tác bơm vữa, nhà thầu tiến hành lắp thép đệm vào đầu đinh bằng mối hàn quang học.
• Quá trình lắp đặt tiến hành liên tục từ đầu Zone tới cuối Zone, sau khi công tác lắp đặt thép đệm hoàn thành nhà thầu tiến hành công tác nghiệm thu nội bộ, nghiệm thu nội bộ đạt yêu cầu, nhà thầu tiến hành mời đơn vị CĐT/ TVGS nghiệm thu công tác lắp đặt tấm thép đệm.

KẾT LUẬN VỀ PHƯƠNG PHÁP GIA CỐ MÁI DỐC "SOIL NEILING"

Công nghệ “đinh đất” dùng để gia cố mái dốc công trình đã được nghiên cứu và ứng dụng thành công tại rất nhiều quốc gia trên thế giới, song với Việt Nam đây vẫn là một công nghệ mới cần nghiên cứu chuyên sâu hơn để được áp dụng vào thực tiễn. Việc mở các sườn tầng phục vụ thi công tạo “đinh đất” là công nghệ “top down” trong thi công gia cố mái dốc nên có nhiều ưu việt so với biện pháp thi công đào cắt toàn bộ mái dốc theo thiết kế. Do không cần đào tới móng công trình nên giảm được phần lớn khối lượng đào đắp, chiều dày lớp bê tông phun phủ mặt tường chỉ cần tối đa 200mm là đã có thể đảm bảo khả năng chịu lực cho hệ thống tường “đinh đất”.

Bài viết đã khái quát các bước thi công tường từ khoan lỗ, tạo đinh, thi công tầng đinh tiếp theo, thi công bề mặt tường. Do các lỗ khoan tạo “đinh đất” thường có đường kính nhỏ hơn các lỗ khoan thi công ổn định mái dốc bằng phương pháp khác nên cần khoan của máy khoan phải chắc chắn, đủ khỏe và chuyên dụng để tránh trường hợp lỗ khoan bị sai lệch so với thiết kế. Trong quá trình thi công phải hết sức lưu ý đến vấn đề thoát nước của khối tường đinh do sự ổn định của mái dốc phụ thuộc nhiều vào độ ẩm của đất. Giải pháp công nghệ “soil nailing” thi công dùng “đinh đất” ổn định mái dốc công trình, đặc biệt trong xây dựng các công trình giao thông, thủy lợi có nhiều tính ưu việt, kinh tế, nhưng nó chỉ phát huy hiệu quả cao nhất đối với các loại đất yếu như đất bùn sét, bùn cát, đá phong hóa và mực nước ngầm thấp. Vì vậy khi chọn giải pháp gia cố cho mái dốc công trình thì cần so sánh các điều kiện kinh tế, kỹ thuật để có phương án thiết kế thi công tốt nhất cho công trình.

Xem thêm về các giải pháp gia cố mái dốc của Công ty Cổ phần Thi công kết cấu dây Việt Nam- một thành viên tập đoàn xây dựng Minh Đức TẠI ĐÂY.