THI CÔNG NEO DỰ ỨNG LỰC

1. Giới thiệu dự án và thách thức cho đơn vị thi công neo dự ứng lực

a. Thông tin dự án:

• Nhà thầu thi công được lựa chọn: Tập đoàn xây dựng Minh Đức được lựa chọn thực hiện thi công gia cố kè biển sử dụng neo đất dự ứng lực chiều dài ~48m
• Địa điểm: Quảng Ninh
• Năm thi công: 2021

b. Đặc điểm dự án:

• Kè biển hiện trạng có bề rộng mặt kè 7.5m, chiều dài tuyến trên 400m để chắn giữ bảo vệ cơ sở hạ tầng bên trong bờ.
• Kè hiện trạng gồm các hàng cọc thẳng đứng và cọc xiên đã bị chuyển vị ngang lớn, kết cấu dầm mũ và đầu cọc có hiện tượng nứt.
• Địa chất phức tạp, lớp đất yếu rất dày, và có hang karst.
• Tải trọng đất đắp lớn, tạo ra lực xô ngang, có thể làm gây mất ổn định kè.

c. Thách thức cho nhà thầu thi công:

Các nguyên nhân gây chuyển vị kè được phân tích và đánh giá để lựa chọn phương án dùng neo đất dự ứng lực gia cố kè. Tuy nhiên có nhiều thách thức khi thi công neo như:

• Chiều dài neo đất khoảng 48m – thuộc loại neo có chiều dài lớn nhất được sử dụng trong các dự án từ trước tới nay;
• Neo đất làm việc trong môi trường nước biển ăn mòn;
• Địa chất phức tạp, lớp đất yếu rất dày, và có hang karst;
• Bệ neo cáp cần chế tạo mới và cần đảm bảo để chịu được lực căng lớn.

Do đó, đơn vị thi công cần có năng lực và kinh nghiệm để đảm đương công việc có tính khó khăn và phức tạp cao như vậy. Thực tế, Chủ đầu tư đã lựa chọn một số công ty thi công neo. Tuy nhiên, với chiều dài đặc biệt lớn của neo và điều kiện địa chất phức tạp, các đơn vị thi công đều không đáp ứng được yêu cầu. Từ đó, Chủ đầu tư tìm đến Tập đoàn xây dựng Minh Đức.

2. Đặc điểm hiện trạng, địa chất và phương án gia cố

a. Hiện trạng kè:

Kè đã bị dịch chuyển ngang lớn, nhiều vị trí chuyển vị hơn 50cm.

Hình 1. Ảnh chuyển vị lớn đo tại đỉnh kè

b. Điều kiện địa chất thủy văn:

Khu vực thi công nằm trên biển, mực nước biển thay đổi theo thủy triều. Lớp đất yếu rất dày và có nhiều hang Karst. Tạo ra thách thức rất lớn cho nhà thầu thi công. Sau đây là một mô tả đặc điểm chính điều kiện địa chất tại khu vực xây dựng.

• Các lớp phía trên là lớp đất san lấp, đất bùn chảy, và một số lớp sét bão hòa yếu.
• Lớp 6: Sét pha màu nâu đỏ, xám vàng, trạng thái dẻo mềm, lẫn sạn. Lớp 6 chỉ bắt gặp trong các hố khoan HK-8, HK-12, HK-16, LK5. Cao độ mặt lớp thay đổi từ -11.47m(HK-16) đến -23.1m(HK-12), cao độ đáy lớp thay đổi từ -21.3m(HK-8) đến -26.5m(HK-12) và bề dày thay đổi từ 3.4m (HK-12) đến 12.4m(HK-16). Nspt = 5-8.
• Hang Karst H1: Sét pha màu nâu đỏ, xám vàng, trạng thái dẻo mềm, lẫn nhiều sạn sỏi. Hang karst H1 bắt gặp trong 3 hố khoan HK-3, HK-1, LK3. Cao độ mặt lớp thay đổi từ -19.5m(LK3) đến -23.2m(HK-3), cao độ đáy lớp thay đổi từ -23.1m(HK-3) đến -33.1m (HK-3) và bề dày thay đổi từ 0.2m (HK-1) đến 9.9m(HK-3).
• Hang Karst H2: Bùn sét pha màu nâu đỏ lẫn nhiều sạn. Hang karst H2 bắt gặp trong 5 hố khoan HK-1BS, HK-8, HK-16, LK1 và LK3. Cao độ mặt lớp thay đổi từ -21.0m(HK-1BS) đến -25.0m(LK3), cao độ đáy lớp thay đổi từ -23.4m(HK-1BS) đến -29.47m (HK-16) và bề dày thay đổi từ 2.4m (HK-1BS) đến 6.2m(HK-8).
• Hang Karst H3: Cát pha màu xám vàng, lẫn nhiều sạn. Hang karst H3 bắt gặp hố khoan LK3. Cao độ mặt lớp -29.8m, cao độ đáy lớp -34.5m. Bề dày lớp 4.7m.
• Lớp 7: Đá vôi màu xám xanh, xám trắng, dập vỡ nứt nẻ phong hóa mạnh đến yếu. Lớp 7 bắt gặp trong tất cả các hố khoan. Cao độ mặt lớp thay đổi từ -19.7m(HK-1) đến -34.5m(LK3), cao độ đáy lớp thay đổi từ -21.0m(HK-1BS) đến -39.5m (LK3) và bề dày thay đổi từ 2.1m (HK-1BS) đến 8.0m(LK3). Nspt = 50

c. Phương án gia cố:

Phương án kè được thể hiện như hình 2 với chiều dài kè khoảng 48m xuyên qua các lớp đất yếu rất dày, các hang Karst và neo vào lớp đá nằm sâu bên dưới. Với đặc điểm thực tế của dự án, việc thi công neo gia cố kè hiện trạng được thi công trước khi thi công gia cố nền đất sau kè.

Hình 2. Mặt cắt điển hình gia cố kè biển bằng neo dài 48m

Chi tiết liên kết đầu neo vào kè hiện trạng được thể hiện ở hình 3.

Hình 3. Chi tiết bệ neo liên kết vào dầm mũ BTCT của kè hiện trạng

Ngoài ra, do địa chất phức tạp có hang Karst và đá nứt nẻ, nên có sự hao hụt về lượng vữa bơm neo để bù vào các hang nứt nẻ. Điều này được thể hiện thoonng qua lượng vữa bơm vào lỗ khoan neo. Hình 4 thể hiện lượng vữa thực tế cần thiết, hầu hết các neo đều cần gấp đôi lượng vữa theo thiết kế, có neo cần tới hơn 3 lần lượng vữa theo tính toán thiết kế.

Hình 4. Lượng vữa bơm bù thêm so với thiết kế ở từng neo

3. Kết quả gia cố kè bằng neo dự ứng lực

• Sau khi gia cố xử lý kè kết thúc, việc quan trắc được tiến hành để đánh giá sự làm việc của neo và kè. Việc quan trắc được thực hiện kéo dài trong nhiều chu kỳ. Kết quả cho thấy chuyển vị của kè rất nhỏ, làm việc ổn định và đảm bảo an toàn.
• Với việc kè đã được gia cố đảm bảo, năng lực của Tập đoàn xây dựng Minh Đức được Chủ đầu tư đánh giá cao cho dự án có nhiều khó khăn và bất lợi cho thi công.

4. Một số hình ảnh thi công xây dựng