THI CÔNG NEO THÍ NGHIỆM - XÁC ĐỊNH MA SÁT BÊN GIỮA BẦU NEO VÀ NỀN ĐẤT ĐÁ Ở QUẢNG NINH

1. Giới thiệu

Dự án: Cung cấp và thi công neo thí nghiệm

Địa điểm: Quảng Ninh

Năm thực hiện: 2022

Trong mảng Địa kỹ thuật, việc thí nghiệm là rất cần thiết để đánh giá các tính toán thiết kế và kiểm tra sự làm việc thực tế của các kết cấu. Từ đó kiểm soát được hệ số an toàn, độ tin cậy và chất lượng của công trình. Kết cấu neo đất vĩnh cửu được sử dụng rất phổ biển như gia cố mái dốc, gia cố móng công trình. Hiện nay, các kỹ sư thiết kế xác định sức chịu tải tính toán của neo cần xác định ma sát bên giữa bầu neo và đất nền xung quanh. Như đã biết, công thức tính sức chịu tải của neo theo đất nền:

trong đó:

• D: đường kính bầu neo;
• L_b: chiều dài bầu neo;
• t_ult: ma sát bên cực hạn của bầu neo với môi trường xung quanh.

Thông thường giá trị ma sát bên được thực hiện bằng cách tra bảng có sẵn. Tuy nhiên, giá trị thường dao động trong phạm vi lớn, dẫn tới gây khó khăn cho kỹ sư hoặc thường chọn thiên về an toàn. Do đó, sức chịu tải dự báo của neo có thể không sát so với thực tế.

Riêng đối với dự án Marina Hạ Long, điểm đặc trưng của dự án là có nhiều hang Karst khó lường dưới móng. Tại dự án có cả neo đất vĩnh cửu lẫn móng cọc khoan nhồi nhà cao tầng. Do có lo ngại về hang Karst sâu dưới cọc nên Tư vấn thiết kế giảm sức kháng mũi cọc và sử dụng sức kháng thành nhiều hơn. Thông số ma sát thành do đó rất quan trọng đối với công trình.

Để xác định giá trị ma sát bên giữa neo và đất nền xung quanh làm cho dự án tin cậy và an toàn, Tập đoàn xây dựng Minh Đức được Chủ đầu tư đã tiến hành thi công neo thí nghiệm nhằm xác định sức kháng ma sát giữa bầu neo và đất nền cho dự án ở Quảng Ninh.

2. Công tác chế tạo, thi công neo thí nghiệm

Thí nghiệm được tiến hành trên 06 neo ở các vị trí khác nhau trong dự án.

Đặc điểm và thông số neo:

• Chiều dài neo: từ 40 tới 45m  
• Số tao cáp: 12
• Đường kính bầu neo: 150mm
• Chiều dài bầu neo: thay đổi theo từng neo với chiều dài 4m và 6m  

Điều đặc biệt của neo là có bộ kiểm soát chiều dài bơm vữa nhằm đảm bảo bầu neo như thiết kế. Bộ chặn vữa bơm đã được chế tạo cùng với để đảm bảo chặn vữa kiểm soát được chính xác chiều dài bầu neo.

Các neo được chế tạo trong Xưởng chuyên dụng của tập đoàn Minh Đức. Việc thí nghiệm có sự giám sát kiểm tra của Chủ đầu tư. Các tao cáp được luồn vào bộ chặn vữa sao cho bộ chặn vữa nằm ở giữa tao. Bộ chặn vữa được liên kết với các tao cáp bằng cách đổ epoxy vào bên trong bộ chặn vữa theo đúng thiết kế. Túi chặn vữa được liên kết với bộ chặn bằng đai thép theo thiết kế được duyệt. Nối các ống bơm vữa cho bộ chặn vữa, ống bơm vữa bầu neo và ống thoát khí với bộ chặn vữa theo đúng thiết kế được duyệt.

Hình ảnh chế tạo neo thí nghiệm có bộ chặn vữa bơm bầu neo như sau.

Hình 1. Cấu tạo neo thí nghiệm

Hình 2. Neo được chế tạo trong xưởng của Tập đoàn Minh Đức

Hình 3. Chủ đầu tư kiểm tra neo chế tạo tại xưởng của Minh Đức

Hình 4. Bộ chặn vữa được bơm thử nghiệm tại hiện trường.

Thông tin địa chất:Địa chất khu vực gồm nhiều lớp bùn sét yếu dày bên trên. Bên dưới là lớp đá vôi. Bầu neo được đặt vào lớp đá vôi.

Hình 5. Trụ địa chất tại dự án

Hình 6. Thi công neo thí nghiệm tại hiện trường

Bơm vữa là công tác quan trọng của dự án. Kết quả ma sát thành chỉ đáng tin cậy khi vữa lấp đầy đúng chiều dài bám dính dự kiến, không được dâng tiếp lên trên làm tăng chiều dài bám dính và không kiểm soát được kết quả tính.

Trong quá trình bơm vữa, nhà thầu đã kiểm soát, đo đạc lượng vữa bơm chặt chẽ để tính toán được lượng vữa bơm thực tế vào bầu neo. Lượng vữa bơm thực tế sẽ được so sánh với lượng vữa thiết kế và báo cáo lại Ban QLDA và đơn vị tư vấn. Trên thực tế, bộ chặn vữa đã làm việc hiệu quả thể hiện bằng lượng vữa bơm phù hợp với dự kiến thể tích vữa trong chiều dài định trước. Và sau đó lượng vữa bơm thêm sau đó và lượng vữa tràn ra qua ống dẫn dưới bầu chặn vữa là bằng nhau, không xảy ra mất vữa do dâng lên trên bầu.

Sơ đồ thí nghiệm và hình ảnh căng kéo neo thí nghiệm như sau:

Hình 7. Căng kéo neo thí nghiệm

3. Kết quả thí nghiệm

Đơn vị giám sát thí nghiệm độc lập và chủ đầu tư cũng theo dõi suốt quá trình thi công và thực hiện thí nghiệm căng kéo neo để các kết quả thí nghiệm đảm bảo phản ảnh đúng thực tế làm việc của neo.

Neo thí nghiệm được căng kéo ở cấp lực lớn nhất là khoảng 240T, xấp xỉ giá trị tới hạn của vật liệu cáp. Kết quả thu được là giá trị ma sát bên giữa neo và đất nền. Giá trị ma sát sẽ được đánh giá và so sánh với các giá trị trong tiêu chuẩn hiện hành. Giá trị rất có ích cho việc thiết kế và đánh giá sự tin cậy, chất lượng công trình. Ngoài ra, kết quả thu được là có thể dùng tham khảo cho tính toán thiết kế các dự án tương tự.

Chất lượng thi công cáp dự ứng lực được đảm bảo chất lượng. Ngoài ra, kết quả cũng phản ánh chất lượng thi công khoan neo có chiều dài lớn vào địa tầng đất đá yếu và phức tạp, từ đó thể hiện năng lực của nhà thầu Minh Đức.