PP Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM
KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN VÀ ỨNG DỤNG
CỦA NEO TRONG ĐẤT
CHUYÊN NGÀNH: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
MÃ NGÀNH: 60. 58. 60

CBHD: TS. TRẦN XUÂN THỌ
HVTH: TRẦN TẤN HƯNG
LỚP: ĐKTXD 2005
1


CHÖÔNG 1: GIÔÙI THIEÄU
CHUNG

2


• Mục đích chung:
Nghiên cứu sự làm việc, tính toán và
ứng dụng công nghệ neo trong đất
• Nội dung nghiên cứu:
 Tìm hiểu về các dạng neo, cấu tạo và
biện pháp thi công
 Các phương pháp tính sức chòu tải của
neo
 Các yếu tố ảnh hưởng kết cấu neo

 Phân tích ổn đònh tường chắn có neo
với
• Các thông số khác nhau của tường
• Các thông số khác nhau của neo
3


• Đối tượng nghiên cứu
Neo tường tầng hầm nhà cao tầng
công trình “APARTMENT BUILDING” ở
phường Thảo Điền, Quận 2, TP.HCM.
• Ý nghóa khoa học, thực tiễn
 Áp dụng một công nghệ mới trong
việc chống giữ tường trong đất.
 Dùng neo ổn đònh mái đất có thể
tiết kiệm 30 – 60% các khối lượng
phát sinh so với các biện pháp khác.
 Việc phun vữa tạo bầu neo cho phép
thi công vừa nhanh vừa đạt hiệu quả
cao.
4


CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ NEO TRONG ĐẤT
 Ưu, khuyết điểm của neo
 Cấu tạo, phân loại neo
 Khả năng chòu tải của neo trong
đất
 Thi công neo trong đất

• Thiết bò thi công
• Công nghệ thi công
• Bố trí neo cho tường chắn
 Quy trình kiểm tra neo
 Công trình tiêu biểu ứng dụng
neo trong đất
5


• Ưu điểm của neo
 Thay thế cây chống giữ ổn đònh hố
đào, chống trượt mái dốc, giữa ổn
đònh đê đập,..
 Ứng dụng cho công tác tạm thời hay
vónh cửu, thích hợp cho các loại tường
cừ bản
 Có hệ thống bảo vệ nên sử dụng neo
rất kinh tế và đáng tin cậy
• Hạn chế của neo
 Không được neo vào các vùng đất yếu
 Không áp dụng được đối với công trình
xây chen
 Khó khăn cho công tác xử lý khi có
sự cố
6


đất
- Anchor head : Đầu neo
- Bearing plate: Bản đỡ

- Trumpet: Mũ neo
- Sheath: Ống nhựa bảo vệ

thanh neo
- Unbonded tendon (unbonded
length): Đoạn thanh neo (chiều
dài) không dính kết
- Bonded tendon (bond length):
Đoạn thanh neo (chiều dài)
dính kết

• Phần đầu: Liên kết với kết cấu tường chắn
- Anchor grout: Vữa neo
• Phần cố đònh: Cố đònh chắn chắn vào nền
đất, đảm bảo khả năng dính bám với đất.
• Phần thân tự do: Là phần truyền tải giữa
phần đầu và phần cố đònh
7


PHÂN LOẠI
NEO
• Loại A (Straight shalf gravity
– posted ground anchors )
- Hình trụ tròn, bơm vữa
ximăng hoặc vữa ximăng
cát, chòu lực kéo không
lớn.
- Dùng phổ biến trong
đá và đất dính cứng.

- Sức kháng nhổ phụ
thuộc vào ma sát bên
tại giao diện đất và
vữa.

• Loại B (Straight shalf
gravity – posted ground
anchors )
- Hình trụ mở to ở phần
chân (bầu neo) hay một
hình trụ không quy cu.û
- Dùng phổ biến trong
đá yếu nứt nẻ, các
lớp đất hạt thô và trong
đất rời hạt mòn.
- Sức kháng chòu nhổ
phụ thuộc chủ yếu vào
sức kháng cắt bên thực
tế

8


• Loại C (Post – grouted)
- Bơm vữa nhiều lần để
mở rộng bầu neo. Vữa
áp lực cao sẽ làm phá
vỡ phần vữa ban đầu và
đẩy chúng vào bên trong
đất, tạo ra chùm rễ vữa

hoặc hệ thống hang hốc
thay cho đường kính lõi
của lỗ khoan.
- Áp dụng phổ biến trong
đất rời hạt mòn tuy nhiên
cũng có thể sử dụng cho
đất dính cứng.

• Loại D (Underreamed)
- Lỗ khoan được phun vữa
bằng ống tremie, một
loạt chỗ mở rộng theo
hình chuông, nón cụt
hoặc hình bầu.
- Dùng phổ biến nhất
trong đất dính từ chặt
đến cứng.
- Sức chòu nhổ phụ thuộc
vào ma sát bên và sức
chòu ở mũi. Kiểu neo
này có khả năng chòu
được lực nhổ khá lớn.

9


Neo sửỷ duùng
theựp thanh

Neo sửỷ duùng boự

caựp
10


Thiết bò thi công

Máy khoan tạo
lỗ

Máy bơm thủy lực

Kích căng thanh
neo

Kích căng cáp neo
11


THI CÔNG NEO
• Trình tự thi công:

a) Khoan
b) Đặt cốt
lỗđặt đầu neo,
thép
e) Lắp
kéo
dự ứng lực

c) Bơm

vữa

d) Dưỡng
f) Khóahộ
neo

• Công nghệ thi công: Có hai loại dây
chuyền công nghệ thi công neo
Thao tác khô
Thao tác ướt

12


• Thi công neo trong cát dùng biện pháp phun vữa
áp lực thấp (Straight-shafted, low pressure grouted)

a. Khoan tạo lỗ, phụt
không khí làm sạch lỗ
khoan

c. Sử dụng ống tremie để
phun vữa

b. Tháo dỡ thiết bò khoan

d. Chèn bộ phận căng
kéo, sau đó rút ống
trong quá
trình bơm vữa

13


BỐ TRÍ NEO
 Số tầng neo: Trong trường hợp cụ thể thì
số tầng neo càng ít càng tốt.
 Khoảng cách neo: Không nhỏ hơn 4D (D:
đường kính lớn nhất của bầu neo). Thông
thường SH = 1.2 – 2m, SV = 1.5 – 4m.
 Góc nghiêng: Phụ thuộc tính năng máy thi
công và tính chất lớp đất đặt bầu neo.
Thông thường góc nghiêng neo từ 0 – 45 0.

1. Bố trí neo kiểu so le

2. Bố trí neo kiểu
lưới
14
vuông


• Neo trong tường chắn
 Khoảng cách bố trí neo nhỏ nhất là 4.5m tính từ
tâm của bầu neo đến đỉnh tường, chiều dài
không dính bám nhỏ nhất là 3m đối với thanh neo
và 4.5m đối với cáp neo
 Shmin là 1.2m nhằm hạn chế sự ảnh hưởng lẫn nhau
giữa các neo khi lắp đặt

Khoảng cách nhỏ nhất

từ mặt trượt tiềm ẩn
đến đỉnh bầu neo χ =

Sh >
151.2m


Khả năng chòu tải của neo trong đất
Sức chòu tải của neo có liên quan đến tính chất cơ lý
của đất, độ sâu chôn neo, độ xiên, kết cấu của
neo, phương pháp khoan, phun vữa,…

16


Quy trình kiểm tra neo: Có 3 loại thí
nghiệm neo
TN sức chòu tải
của neo

TN tính phù hợp
tại hiện trường

TN từ biến
thanh neo

- Thực hiên đối với
hai hay ba neo đầu
tiên và ít nhất là 2%
số lượng neo còn lại

- Xác đònh khả năng
chòu lực tối đa của
neo

- Sử dụng máy đo áp lực,
tăng tải từng bước và
ghi nhận biến dạng ở
từng cấp tải
- Kiểm tra sức chòu tải
của neo để chòu được lực
kéo sử dụng

- TN cho các neo được
lắp đặt trong đất
dính có giới hạn dẻo
> 20 hay giới hạn
nhão > 50
- Xác đònh biến dạng
do từ biến của neo

Điều chỉnh cấp tải

17 thiết bò
Lắp đặt


MỘT SỐ CÔNG
TRÌNH ỨNG DỤNG
NEO TRONG ĐẤT
• Trạm xử lý nước

thải Garrett Morgan,
Cleveland, Ohio
 Sử dụng 400 đầu neo
 Sức chòu tải của neo
từ 50 -100T
 Bầu neo nằm trong
tầng đất sét, chiều
dài neo từ 18 – 36m
18


• Tường chắn 22/S.R. 7
Steubenville, Ohio, Mỹ
 Sử dụng 4000 đầu neo
dài từ 12 – 36m giữ
ổn đònh 3 tường chắn
 Một trong 3 tường
chắn cao trên 39m là
tường cao nhất ở Bắc
Mỹ

Công trình sau khi hoàn
thành

19


• Nhà hát Opera ở
Copenhagen, Đan Mạch.
 Sử dụng thanh neo D36,

chiều dài neo từ 15 20m
 Neo chống đẩy nổi

• Đường số 36, tỉnh
Gangwon, Hàn Quốc.
 Sử dụng thanh neo dài
từ 10.5 - 15.5m, chiều
dài bầu neo 5m
 Neo chống trượt mái
20
dốc


CHÖÔNG 3: CÔ SÔÛ LYÙ
THUYEÁT
TÍNH TOAÙN NEO TRONG
ÑAÁT

21


PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG
CHỊU TẢI CỦA NEO
1. Neo trong đất rời:
 Đối với neo sử dụng biện pháp phun vữa
áp lực thấp (low-presure tieback) trong đất
cát mòn đến vừa.
P = PiDlatg
(Theo LittleJohn 1973)
Trong đó:

–

P - Khả năng chòu lực giới hạn của
neo
– Pi - Áp lực phun vữa
– D - Đường kính neo
– la - Chiều dài neo
–  - Góc ma sát trong của đất
22


 Đối với neo sử dụng biện pháp phun
vữa áp lực cao (presure injected Tiebacks).

Sức chòu tải của neo trong
đất rời
(phụ thuộc chiều dài neo,
thành phần hạt)

Sức chòu tải của neo trong
đất rời
(phụ thuộc23áp lực bơm
vữa)


Sức chòu tải của neo trong đất rời
(theo Bachy, 1978)
Loại đất

Phương pháp
phun vữa

Cát chặt lẫn sỏi (đường
Phun vữa một lần
kính hạt từ 0.4 – 20mm)

và nhiều lần

Cát chặt lẫn sỏi (đường
Phun vữa một lần
kính hạt từ 0.2 – 5mm)

và nhiều lần

Cát lẫn bùn (20%
bùn, 80% cát đường Phun vữa nhiều
kính hạt từ 0.05 – 2mm) lần

Sức chòu tải
của neo
 1513 kN
801  T  1513
kN
890  T 
1112.5 kN

Cát trạng thái rời
đến mòn (đường kính Phun vữa nhiều
lần

hạt từ 0.02 - 0.5mm)

801kN
24


2. Neo trong đất dính


Sức chòu tải của neo sử dụng phương
pháp phun vữa áp lực thấp (low-presuregrouted) trong đất sét

P = DlaCu
Trong đó: 
P - Khả năng chòu lực của neo
D - Đường kính neo
la - Chiều dài neo
 - Hệ số lực dính
Cu - Sức kháng cắt trung bình không thoát nước của
đất

 Sức chòu tải của neo hình trụ (straightshafted tieback) trong đất sét

P =  Dlafg
Trong đó:
P - Sức chòu tải cực hạn của neo
D - Đường kính neo
la - Chiều dài neo
fg - Ma sát giới hạn giữa đất và vữa

25