Giáo trình cơ học kết cấu công trình ngầm 10 docx

NQP-CHCTN
54
hiệu quả, bền vững.
+ Hệ thống gia cố
bằng neo dính kết có
khả năng mang tải cao
trong điều kiện đá
cứng.
ngày.
+ Chất lợng của vữa phụt vào cũng nh của công
tác phụt vữa khó có thể kiểm tra và duy trì ổn
định.
+ Không thể sử dụng trong vùng có dòng nớc
ngầm chảy trong lỗ khoan.
+ Chỉ có thể gây ứng suất trớc trong neo khi sử
dụng quy trình lắp đặt neo đặc biệt.













S thi cụng neo bờ tụng ct thộp

Neo chất dẻo cốt thép.
Vật liệu thông thờng sử dụng làm chất dính kết là chất dẻo. Chúng có thể
sử dụng để làm kết cấu chống tạm cũng nh kết cấu chống cố định trong
nhiều điều kiện khối đá khác nhau. Một số năm gần đây có ý cho rằng chất
dẻo có thể thay vị trí của xi măng, nhng do hàng loạt nguyên nhân khác
nhau, chủ yếu là giá, nên việc sử dụng vẫn còn bị hạn chế. Đặc tính của neo
chất dẻo cốt thép đợc thể hiện trong bảng 2.4 dới đây:

Bảng 2.4. Ví dụ về đặc tính kỹ thuật của neo chất dẻo cốt thép
Đặc tính kỹ thuật điển hình Đơn vị
Chất lợng thép 570N/mm
2
Đờng kính thanh thép 20mm
Sức chịu tải cuối cùng 180kN
Biến dạng đơn trục cuối cùng 15%
Trong lợng neo không kể tấm
đệm và bulông
2.6 kg/m
Đờng kính lỗ khoan tối đa 30mm
Chiều dài neo Chiều dài bất kỳ theo yêu cầu
u nhợc điểm của neo chất dẻo cốt thép.
Ưu điểm:

NQP-CHCTN
55
+ Lắp đặt dễ dàng và là kết cấu chống có hiệu quả cao tơng ứng với tuổi thọ
lâu bền.
+ Neo chất dẻo có khả năng mang tải cao trong điều kiện đá cứng và có khả

năng mang tải ngay sau khi lắp đặt (thời gian đông kết của chất dẻo rất ngắn).
+ Nếu sử dụng chất dẻo đông kết nhanh tại đáy lỗ khoan, có thể áp dụng
biện pháp ứng suất trớc đối với loại neo dính kết trên toàn bộ chiều dài thân
neo.
Nhợc điểm:

+ Khó có thể lựa chọn đờng kính lỗ khoan phù hợp cho quá trình nhào trộn
và đông cứng của hỗn hợp chất dẻo cũng nh rất khó để lấp đầy hoàn toàn
khoảng trống hình vành khuyên giữa thanh thép với thành lỗ khoan.
+ Mức độ đáng tin cậy khi sử dụng các túi chất dẻo trong điều kiện dới
ngầm không cao.
+ Sử dụng chất dẻo có thể gây nguy hiểm khi thi công cũng nh có thể gây
lãng phí. Tuổi thọ bền vững của chất dẻo không lớn
















Neo dớnh kt cng cú th c s dng dng neo cú d ng lc, bng cỏch

ch dớnh kt vi thanh neo v khi ỏ mt on ngn phn u neo. Thõn
neo vỡ vy cng bin dng t do. Khi cht dớnh kt ó
ụng cng hon ton,
vn m c, s gõy lc nộn lờn tm m, cng nh ming l khoan, gõy ra lc
kộo trong thah neo, nh vy gõy lc nộn ộp khúi ỏ gia phn u v uụi
neo (tng t nh cỏc loi neo u n).

/>s4AAAAEBAJ&oi=fnd&dq=adhesive+bonded+anchors&printsec=abstract#
v=onepage&q&f=false



NQP-CHCTN
56

2.3.2.3Neo hỗn hợp.
Neo hỗn hợp là neo hỗn hợp của hai loại trên để khắc phục những u
nhợc điểm của mỗi loại. Có hai loại neo chính là:

Hỗn hợp neo đầu nở và neo dính kết.

Hỗn hợp neo ma sát và neo dính kết.
Neo BTCT đầu nở là một ví dụ rất điển hình cho loại neo này, trong đó một
đầu thanh neo đợc chẻ tách ra để tạo lực chốt giữ ban đầu với đá, tăng ma
sát với vữa bê tông. Neo BTCT đầu nở hình nêm đợc sử dụng với đá có bền
cao và trung bình với mục đích gia tăng sức chịu tải của thanh neo để giảm
bớt chiều sâu khoan lỗ và chiều dài thanh neo. Tuy vậy, nhợc điểm là nó
yêu cầu chất lợng lỗ khoan cao hơn (thẳng và nhẵn), trong khi quy định
đờng kính lỗ khoan chỉ rộng hơn đờng kính đầu thanh neo không quá
8mm.
Neo ct-bolt là một ví dụ điển hình của sự kết hợp neo đầu nở với neo dính kết
đang đợc sử dụng rộng rài tại các nớc Tây-Bắc Âu

NQP-CHCTN
57



2.3.2.4 Các cấu kiện phụ trợ của kêt cấu neo
Các kết cấu chống giữ bề mặt có thể là: tấm đệm neo, lới thép, hoặc các
thanh giằng thép.

Tấm đệm.
- Tấm đệm đợc dùng để nhằm mục đích phân bố đều tải trọng tác dụng tại
đuôi neo lên bề mặt khối đá. Đối với mục đích duy trì trạng thái đàn hồi và
khả năng mang tải của neo, việc lựa chọn loại tấm đệm hợp lý đóng vai trò
rất quan trọng.
+ Các tấm đệm phẳng có thể sử dụng khi bề mặt khối đá nhẵn và các thanh
neo đợc lắp đặt vuông góc với bề mặt của khối đá. Tuy nhiên trong thực tế,
bề mặt đá nói chung thờng lồi lõm và các thanh neo cắm xiên so với bề mặt
đá dẫn tới gây tải trọng tác dụng không có lợi lên đầu neo.

+ Nếu sử dụng tấm đệm dạng nửa hình cầu kết hợp với bu lông thì các thanh
neo có thể lắp đặt nghiêng một góc nào đó so với bề mặt của khối đá mà
không gây ứng suất kéo bất lợi tác dụng lên đầu neo. Một u điểm khác nữa
của tấm đệm nửa hình cầu là các bu lông neo luôn nằm áp sát với tấm đệm,
điều này giúp truyền ứng suất kéo có lợi hơn lên thanh neo.
+ Loại tấm đệm hình vòm có khả năng biến dạng, đợc thiết kế nhằm tạo
điều kiện thuận lợi để lắp đặt neo đối với các bề mặt đá có hình dạng lồi lõm
khác nhau cũng nh khi neo các các góc cắm khác nhau. Khi sử dụng các
tấm đệm phẳng, chúng chỉ có tác dụng gia cố tại một số ít những điểm chịu
ứng suất lớn trên bề mặt khối đá. Khi chịu trạng thái ứng suất đủ lớn, đá có
thể bị phá huỷ dẫn tới làm giảm lực kéo tác dụng trong thân neo. Hay nói
cách khác, hiệu quả gia cố khối đá của neo cũng giảm. Nếu chiều sâu phá
huỷ bề mặt khối đá bằng 1-2mm thì có thể giảm lực kéo trong neo từ 20-70%
Các cấu kiện phụ trợ của
kết cấu neo
Không điều chỉnh góc cắm
Có thể điều chỉnh góc cắm
sờn
sờn nóc
NQP-CHCTN
58
do đó phải tiến hành kéo lại neo. Sự biến dạng của tấm đệm sẽ giảm đáng kể
khi sử dụng tấm đệm hình vòm hoặc tấm đệm lồi hình tam giác do các loại
này có diện tích chống giữ (diện tích truyền lực) lớn hơn. Các loại tấm đệm
này cũng giúp cho kết cấu chống neo có tính linh hoạt cao.

Lới thép:
- Có hai loại lới thép thông thờng đợc sử dụng kết hợp với neo đó là
lới thép đan mắt xích và lới thép hàn
+ Lới đan mắt xích có đặc tính rất linh hoạt và bền chắc, thờng đợc lắp
đặt ngay sát gơng đào để ngăn hiện tợng đá rơi hoặc tách vỡ các phiến đá
tránh nguy hiểm cho ngời và thiết bị. Lới thép đợc liên kết với bề mặt đá
nhờ các chốt hoặc neo đặt cách nhau 1-1,5m. Các thanh chốt hay neo này có
thể đợc bố trí tại khoảng giữa các kết cấu chống (khung thép v v ) hoặc
giữa các neo gia cố đá. Tuỳ thuộc vào khoảng cách giữa các điểm chốt giữ
lới, khả năng mang tải của lớp lới thép kiểu mắt xích có thể thay đổi. Các
thí nghiệm đã chỉ ra rằng với khoảng cách giữa các điểm chốt giữ 1,5 - 2,0m,
khả năng mang tải của lới thép vào khoảng xấp xỉ 2,5 T/m
2
. Mặc dù vậy,
lới thép kiểu mắt xích không phù hợp để sử dụng kết hợp với bê tông phun
do chúng làm tăng lợng rơi khi phun bê tông và ngoài ra còn giảm tác dụng
gia cố của lớp bê tông phun.
+ Lới thép hàn thờng là những mảng lới thép hình vuông hoặc hình chữ
nhật và đợc hàn tại mỗi vị trí các dây thép giao nhau. Chúng đợc sử dụng
để gia cố bề mặt khối đá nằm giữa các neo và gia cố cho lớp bê tông phun.
Lới thép hàn có độ cứng lớn hơn so với lới thép kiểu mắt xích và vì vậy
chúng tỏ ra phù hợp hơn khi bảo vệ khối đá nằm giữa các neo. Độ cứng chính
là u điểm của lới thép hàn so với lới thép kiểu mắt xích và trong thực tế
nó có thể tháo ra để tiến hành phun một lớp bê tông phun (nếu cần thiết) tại
giai đoạn sau. Mặc dù vậy, chính độ cứng của lới thép hàn cũng là một
nhợc điểm ở chỗ nó khó có thể tiếp xúc tốt với một bề mặt lồi lõm của khối
đá. Việc liên kết lới thép hàn hay lới thép kiểu mắt xích với bề mặt khối đá
đợc thực hiện nhờ các tấm đệm phẳng của neo hoặc một tấm đệm thứ hai
lắp vào một thanh neo đang tồn tại. Điển hình, một lớp lới thép đờng kính
4,2 mm, kích thớc mắt lới 100 mm có thể sử dụng để gia cố trong lớp bê

tông phun. Các hình thức áp dụng kết hợp giữa bê tông phun và lới thép.
Ngày nay nhiều nớc trên thế giới cũng đã sử dụng lới sợi chất dẻo.

Bê tông phun.
Trong hầu hết các điều kiện đất đá, bê tông phun đợc sử dụng kết hợp với
neo, đặc biệt là trong xây dựng dân dụng. Cũng nh vậy, trong xây dựng các
công trình ngầm trong mỏ, bê tông phun có tác dụng gia cố bề mặt khối đá
nằm giữa các neo.
Chất lợng của lớp bê tông phun phụ thuộc vào loại vật liệu sử dụng trong
hỗn hợp và thiết kế thành phần hỗn hợp trộn. Ngoài ra nó còn phụ thuộc vào
NQP-CHCTN
59
trình độ và kỹ năng của ngời thực hiện phun bê tông. ở đây giới thiệu một
thiết kế thành phần hỗn hợp điển hình tính theo phần trăm trọng lợng khô:
Xi măng 15 - 20%
Cốt liệu thô 30 - 40%
Cốt liệu mịn, cát 40 - 50%
Phụ gia 2 - 5%
Tỷ lệ nớc ximăng (theo trọng lợng) đối với hỗn hợp bê tông phun trộn
khô nằm trong giới hạn 0.3 - 0.5 và sẽ đợc điều chỉnh bởi ngời vận hành
cho phù hợp với điều kiện thực tế. Để làm tăng khả năng liên kết, độ bền chịu
uốn, chịu cắt, giảm sự hình thành các khe nứt co ngót trong bê tông có thể sử
dụng biện pháp bổ xung vào trong lớp bê tông phun các sợi thép dài 50 mm
đờng kính 0,4-0,8 mm. Chúng sẽ đợc thêm vào trong hỗn hợp bê tông
phun theo các chỉ dẫn của nhà sản xuất. Khi phun bê tông, đầu vòi phun nên
giữ vuông góc với bề mặt phun và cách đó một khoảng 1.0 m. Trong trờng
hợp dùng làm vỏ chống cố định, bê tông phun thờng có chiều dày từ 100
mm - 500 mm. Nếu bê tông phun có chiều dày lớn, chúng sẽ đợc phun
thành nhiều lớp.

Giằng thép.
Giằng thép thông thờng làm từ thép dày 6 mm, rộng 100 mm và có chiều
dài thay đổi. Chúng đợc sử dụng khi các điều kiện đá yếu và có sự phá huỷ
xảy ra trên bề mặt xung quanh lỗ khoan cắm neo.

Ví dụ kết hợp neo với bê tông phun
Dch chuyn kh d ca cỏc khi nờm, khi nt









1. Khi nờm A trúc l
2. Khi B quay ngc chi
u kim ng h v trúc l
3. Khi C quay ngc chiu kim ng h v trúc l
4. Khi D ri v k tip l E
5. Khi E ri v kộo theo F
6. Khi F quay theo chiu kim ng h v trúc l