Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành Quản lý xây dựng: Nghiên cứu giải pháp nâng cao năng lực quản lý trật tự xây dựng đô thị trên bán đảo Thanh Đa - Thành phố Hồ Chí Minh

42 Xác định các thông số thế Ê khi ứng dung neo xoắn gia cường cầu kiện bảovệ mai kênh và phân ich các bài toán ứng đụng li 422 Phin tch cc bi ton ig dụng 102 4.3 Để xuất mảng gia cổ bảo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRUONG ĐẠI HỌC THUY LỢI

NGUYEN MAI CHI

NGHIEN CUU GIAI PHAP NEO XOAN DE GIA CUONG

ON DINH CHO CAU KIEN BAO VE MAI KENH

CONG TRÌNH THỦY LỢI

LUẬN ÁN TIỀN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2022

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

'RƯỜNG ĐẠI HỌC THUY LỢI

NGUYEN MAI CHI

NGHIEN CUU GIAI PHAP NEO XOAN DE GIA CUONG

ON ĐỊNH CHO CAU KIỆN BAO VE MAI KENH

CONG TRINH THUY LOI

Địa kỹ thuật 9580211

CAN BỘ HƯỚNG DAN KHOA HQC: GS/TS Trịnh Minh Thy

NGND/G 'guyễn Chiến.

HÀ NỘI, NĂM 2022

LỜI CAM ĐOAN

“Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học do cl tác giả thực hiện Các kết quả, số iệu trong luận án là trung thực và chưa được ai công bổ trong bắt

kỷ công trinh nào khác, các tài liệu tham khảo được trích din theo đúng quy định

“Tác giả luận án

cia

“Nguyễn Mai Chi

LỜI CÁM ƠN

“Tác giả luận án xin bay tô lòng biết ơn sâu sắc nhất đến GS.TS Trịnh Minh Thụ và

NGND.G TS Nguyễn Chiến là hai Thầy hướng dẫn trự tiếp tác giả thực hiện luận

ấn, Xin cảm ơn bai Thầy đã dành nhiều công sức, trí tug đồng góp xây dựng luận án và

"hỗ trợ động viên để tác giả hoàn thành luận án,

“Tác giá xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Thủy lợi, Khoa Công trình, Phòng Bio tạo, Bộ môn Địa kỹ thuật, Bộ môn Thủy công, Phòng thi nghiệm Địa

kỹ thuật, Ban Quản lý dự án huyện Thuận Thành tỉnh Bắc Ninh, các nhà khoa học từ các đơn vị đã có những đóng góp, giúp đỡ quý báu cho tác giả trong quá trình thực hiện nghiên cứu của mình.

“Cuối cùng, tác gid xin chân thảnh cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã động viên, khuyến khích để tác giả hoàn thành luận án nghiên cứu.

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH viDANH MỤC BANG BIEU ixDANH MỤC CÁC TỪ VIET TAT, CÁC KÝ HIEU xi

MỞ BAU 1

HUONG | TONG QUAN VỀ GIẢI PHAP BẢO VE MAI KENH CÔNG

‘TRINH THUY LOI VA UNG DUNG NEO XOAN DE GIA CƯỜNG ON ĐỊNHCHO CẤU KIÊN BẢO VỆ MAI 51.1 Cáchình thức bảo vệ mái kênh mương ở Việt Nam, trên th giới và các tổn ti

kỹ thuật 5

1.1.1 Các hình thức bảo vệ mái kênh mương ở Việt Nam $

1.1.2 M@tsé giải pháp bảo vệ mái kênh mương trên

1.13 Tổng hợp một số dạng hư hỏng lớp bảo vệ mái kênh công tình thủy lợi 16 1.14 Nhận xét đánh giá về kết edu bảo vệ mái kênh mương hiện tại 20

122 Tổng quan về nghiên cứu ứng dụng neo xoắn trong kỹ thuật xây dựng 1

1.2.1 Giới thiệu neo xoắn và các ứng dụng trong kỹ thuật xây dựng 2112.2 Cácnghiên cứu vềneo xoắn trên thé giới ”1.23 Cácnghiên cứu v8 neo xoắnở Việt Nam 311.24 Nhận xét chung vé ứng dung vi nghiền ci neo xoắn 2

1.3 Vẫn dé ky thuật dgtra và hướng nghiên cứu 33

1⁄4 Kết luận chương 1 34CHUONG2 CO so KHOA HOC VA PHUONG PHAP NGHIEN CỬU NEO,

XOAN GIA CƯỜNG ON BINH CAU KIỆN BAO VE MAI KENH 36

2.1 Giới thiệu chung 36

22 Dae điểm của neo thanh khoan trong đất và nguyên tie tinh toán 1%

22.1 Nguyên lý chống nhé của thanh neo, 36

22.2 Các nhân tổ ảnh hưởng dén Iye chống nhỗ eta than neo, bã

23 Đặc điểm của neo xoắn và nguyên tắc tính toán ái

2A1 Hinh dang va kch thước 41

2.32 Độ sâu dat neo tim xoắn hoặc độsẫu hạ cọc neo xoắn 4123:3 Cơchếphá hoại Khdi dé khi kéo nhỗ neo xoắn rong đất nên 22.3.4 Các phương pháp tinh toán khả năng chịu tai kéo nhỏ của neo xoắn “4

iii

2⁄4 Kế luận chuong 2 33CHƯƠNG3 NGHIÊN cou THUC NGHIEM VE KHA NANG CHIU TAL KEO

NHỎ CUA NEO XOAN TREN MAI NGHIENG 55

3.1 Giớithiệu chung 5s 3.11 Dat van đề $5

3.1.2 Nội dung nghiên cứu thực nghiệm 5

3.13 Xác đình thông sốneo xoắn dùng rong thi nghiệm 56

3.14 Độ su dit neo trong chuỗi thi nghiệm 38 3.2 ‘Thi nghigm mô hình trong phòng thi nghiệm 38

321 Mue dich 38

3.2.2 Thiết bj chính dùng trong chuỗi thí nghiệm mô hình 8

323 Cácbước thing 9

324 Chiêu coi của đắtxây dựng mô hình trong phòng 59

325 Xây dug m6 hinh vt a

326 Céc tring hop thi nghiệm o

327 Kếtquả \ghiệm 64

328 Dinh pi két qu tí nghiệm trong phng `

33 Thínghiệm kếo nhỗ neo xoắn tại hiện trường 82 33.1 Mucdich 2

332 _ Giớithiệu cing tinh 2

3.3.3 Đặc điểm địa chất công trình 8

3.34 Quy trình thí nghiệm 84

335 Kétquithinghigm a7

336 Dinh gi két qua thínghiệm hign tường 94

34 Thiếtlập biểu thức xác định sức chống nhỗ của neo xoắn trên mái nghiéng 94 3⁄41 Nguyễn tắc chúng “

3.4.2 _- Thiết lập biểu thức sức chịu tải kéo nhỏ của neo xoắn trên mái nghiêng 95

3⁄5 Xác định hệ số hiệu chỉnh & 9

36 Kếtluận chương 3 100

HUONG 4 UNG DUNG KẾT QUA NGHIÊN CUU, DUNG NEO XOAN DE

GIA CƯỜNG ON ĐỊNH CAU KIỆN BẢO VE MAI KENH 101

4.1 Mue dich tol

iv

42 Xác định các thông số thế Ê khi ứng dung neo xoắn gia cường cầu kiện bảo

vệ mai kênh và phân ich các bài toán ứng đụng li

422 Phin tch cc bi ton ig dụng 102

4.3 Để xuất mảng gia cổ bảo vệ mái kênh định hình bing polyme hoặc compozit

xơ sợi 103

43.1 điểm cấu tạo của hệ bảo vệ mãi kênh bằng tim comporitxơ sợi có neo

xoắn gia cường l0

432 Phin ch img dung giả pháp bảo vệ mi kênh Đông Côi bằng tắm compocit

Xơ sợi có sử dụng neo xoắn 107

44 Yêu cầu chung về kỹ thuật lắp đặt cầu kiện polyme hoặc compozit xơ sợi bảo.

kênh 109 44.1 Quy dinh chung 109 44.2 Yêu clu kỹ thuật về công tác chuẳnbị lip đặt Ho

443 Yêu cầu về kỹ thuậLlấp dat 10

444 Yeu cầu kỹ thugt thi công kênh có sử dụng mang gia cổ polyme-compozit

xơ sợi 112 445° Bảo dưỡng và sửa chữa us 4.5 Đánh gid uu điểm, thé mạnh của giải pháp neo xoẫn để gia cường cầu kiện bảo vệ mái kênh so với các phương pháp khác us

46 Kétluin churong 4 "6KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ 118

1 Các kết qua dat được của luận án 118

2 Những đồng gp mới của luận án 119

3 Tôn tại và hướng phát triển 119

4 Kign nghị co —

DANH MỤC CONG TRÌNH DA CONG BO lạiTAI LIEU THAM KHẢO 12

DANH MỤC CÁC HÌNH ANHHình 1.1: Hệ thống kênh thủy lợi chưa kiên cổ hóa

1.2: Nao vet kênh để đảm bảo đồng chay tỉnh Bắc Ninh

Hình 13: Ti công đá xây bảo vệ mái kênh ở Nam Định

Hình 1.4: Thi công bảo vệ mái kênh bằng tắm lát bê tông đúc s

Hình 1,5; Bảo vệ mái kênh bằng bê tông đổ tại chỗ không ván khuôn

Hình 1.6: Đỗ bê ông mai kênh Ngân Trươi bằng win khuôn trượt

Hình 1.7: Thiếtbịtựchế kiểu dần trồng lăn ri bê tông thi công mái kênh Phước Hòa 10

Hình 1.8: Hoàn thành thi công bê tông mái kênh Phước Hồn 10 Hình 1.9: Mặt cắt ngang kênh ứng dung công nghệ Neoweb bảo vệ mai l6] "

1.10: Thi công neoweb tại dự án kênh chính Bắc [6], 12 1.11: Bảo vệ mái kênh tiêu trong các đồ thị tại Hà Lan 2

Hình 1.12: Một đoạn kênh bảo vệ bằng tum b tng cốt thếp ở các đồng hoa Hà Lan 13,

Hình 1.13: Mái kênh bê tông tại An độ 13 Hình 1.1%: Thi cong bé tong bảo vệ mái kênh bằng thtbị chuyên dụng Gomaco-MB 14

Hình 1.15: Bảo vệ mái kênh bằng thảm địa kỹ thuật [7] 15

finh 1.16: Một đoạn kênh được bảo vệ mái bằng bê t6ng-vai địa kỹ thuật 15 Hình 1.17: Mái kênh bị su rage 16 1.18: Cấu kiện gia cổ mái kênh bị phân tách tạo ke ha lớn "7 1.19: Kênh mương nội đồng ở huyện Châu Thành A-Hậu Giang 18

1.20: Cô mọc dày trên mái kênh gia cổ bằng tắm bê ông đúc sẵn 9

1.21: Sự không đồng bộ trong quản lý kênh mương nội đồng 19 1.22: Một đoạn kề bở bị sụt lờ do xây dựng bổ sung 20

1.23: Câu tạo neo tắm xoắn 21

1.24: Coe Ống có gắn nhiều ting cánh xoắn dùng trong móng cọc 2 1.25: Một dang cọc vit dng trong xây dựng 2 Hình 1.26: Các sin phẩm cọc neo ví của WBQ 2 Hình 127: Lip đặt mồng cọc vit cho din năng lượng điện mặt trời 24 Hình 1.28: Bổ điển hinh neo xoắn tại công tình cột tháp 24 Hình 1.29: Neo xoắn dùng trong thí nghiệm ban nén phẳng hiện trường 25

Hình 1.30: Ứng dụng neo xodn rong bảo vệ mái đốc đứng 25Hình 1.31: Cau tạo neo ấn - công ty Patipus Anchors Ine 26

1.32: Quá trình lắp đặt ban dau 26Hình 1.33: Neo đã được đặt đến độ siu yêu cầu 2

Hình 1.34: Căng neo để ạo lực giữ xn

Hình 1.35: Quá trình lắp đặt neo ấn Platipus cho công trình bảo vệ mái dốc 28Hình 1.36: Thực nghiện lắp dit két cu neo xoẩn bảo vệ mái đề biển Nam Dinh - 2012.29

Hình 2.1:Nguyên lý chịu lực của thanh neo 37

Các hình thúc mũi neo giữ 38

Hình 2.3: Neo đắt có dang mở rộng diy hình tr tròn và nhiều hình nón cụt 38

Hình 2.5: Khối đắt phá hoại khi ko xiên so với phương ngang (H/D<6)

Hình 26: Hình dạng khối đt bị phí hoại khi kéo neo

Hình 2.10:

Hình 2.11

2.7:Khối đất phá hoại khi

2.8: Giá thiết khối trụ phá hoại ở phương pháp cắt hình trụ

Hình 29: Các thành phần lực được giá thiết trong phương php

im neo đặt siu (H/D>8)

“Cấu tạo mũi cọc xoắn.

Gia thiết mặt nón phá hoại của mũi neo xoắn.

Hình 3.1: Neo xoắn NĐ10 với bước xoắn Lx=0,8D.

3.7; Quá tình xây dựng mô hình

chỉ tiêu tính chất vật lý của đất thí nghiệm

Hình 38: Hoàn thiện mô hình

Hình 39: Kiểm ta cá liên kết rước khi tng ti

Hiệu chính lực kế dé gia tải kéo nhỏ neo xoắn

Biểu đỗ khả năng chịu tải kéo nhỗ neo xoắn thí nạ

Biểu đồ khả năng chịu tải kéo nhỗ neo xoản thí nghiệm cho TH2, TH5

cho TH3, TH6 cho TH?, THIO

Biểu dd khả năng chị ti kéo nhỗ neo xoắn thi nghiệm cho TH8,THII

Biểu đồ khả năng chị ải kéo nhỗ neo xoắn thí nghiệm cho TH9, THỊ2 Biểu đồ quan hệ giữa tải rộng kéo nhỏ và chuyển vj-THI và TH; H/D=8

đỗ quan hệ iữa tải trong kéo nhỗ và chuyên vị:TH2 và THS: HID=8

đỗ quan hệ iữa tả trong kéo nhỗ và chuyển vị:TH3 và TH6: HID=8

Biểu đồ quan hệ giữa tai trọng kéo nh v

"Biểu đồ quan hệ giữa tải wong kéo nhỗ và chuyển vị:TH9 và THỊ2.

Biểu đỏ quan hệ giữa tải trọng kéo nhồ neo xoắn và độ chặt của

Khôi nón lệch điển hình

Biểu đồ tổng hợp khả năng chịu tải kéo nhỗ neo xoắn

"Độ siu đặt neo giới hạn, Das (2013).

Độ sâu đặt neo H/D và sức chịu tải kéo nhồ neo x‹

‘Tyo mái đốc thí nghiệm.

Lắp đặt neo xoắn NMKI4

Neo xoắn được xoáy đến độ sâu tht kể, kết thúc hành tinh lắp đặt

“Thiết bị đo lực của neo NMK 14.

+rô-đốp (1968)

42 43 43 45

60

70

3.32: Căn chỉnh lực kế trước khi gia tải kéo neo NMK§.

3431: Tiến hành kéo nhỗ neo NMKS.

3.34: Hình dang phá hoại sau khí nh neo NMKB,

335: Biểu đồ quan i ita ti rong kéo nh và chuyển v:lớp 2Aam

3.36: Biểu đỗ quan hệ giữa tai trọng kéo nh và chuyên vị-lớp 2A;m=

3.37; Biểu đỗ quan hệ giữa tải trong kéo nh và chuyển vị ớp 2B:

3.38: Biểu đỗ quan hệ giữa ải ong kéo nhỗ và chuyển vị ép 2B:

39: Biểu đồ quan hệgiữa tả trong kéo nh và huy vi lớp 351

340: Biểu đồ quan hệ giữa ái rong kéo nh và chuyển vip 3 m5 HƯD=8

3.41: Mô tả độ sâu đặt neo xoắn và hình dang khối đất phá hoại

3.42: Các đại lượng trong công thức 3.1

44.1: Mặt bằng mang gia cổ mã kênh bằng comporit xơ si

Hình 4.3; Cắt ngang mang gia cổ bảo vệ mái kênh và liên ké thanh ren, ốc với mang.

Hình 4.4: Chỉ tiết thanh ren, ốc liên kết vớ é

cd bảo vệ mái kênh bằng tim compozit xơ si

Hình 4.6: Neo xoắn NMKI4 ứng dung tại hiện trường

neo gia cố

vil

86 87 87 88 89 90 9Ị 92

93

96

97 10

4.2: Mô ta lắp ghép cả hệ gồm mảng gia cổ bảo vệ mái kênh có bổ trí liên kết

105 106 106 109 Hà

DANH MỤC BANG BIEU Bảng 2.1: Cường độ chống cit của đắt Viện Đường sit TQ 40

Bảng 22: Cường độ chống cất của đắt Viện luyện kim TQ 40 Bảng 2.3: Hệ số điều kiện làm việc m 47

Bang 24: Các hệ số A, B tính sức chị tải kéo của cọc neo xoắn 48

Bing 25 Cá gi cua M,N ông với ao và a=4 +0

Bảng 3.1: Kích thước hai neo xoắn diễn hình dùng trong thí nghiệm 37

Bảng 32: Tổng hợp các trường hợp thí nghiệm cho độ sau dat neo xoắn 38

Bảng 33: Tổng hợp các chỉ iêu cơ ý của đắt cho TN trong phòng 61

Bảng 3.4: Các trường hợp thi nghiệm kéo nhỗ của neo xoắn 64

Bang 3 5: Khả ning chịu tai kéo nhỗ của neo xodn th nghigm cho THỊ, THH 65

Bảng 36: Khả năng chịu tai kéo nhỗ của neo xoắn thí nghiệm cho TH2 THổ 66

Bảng 37: Khả năng chịu tải kéo nhé của neo xoắn thí nghiệm cho THẢ, TH6 7

Bảng 3.8: Khả năng chịu tải kéo nhé của neo xoắn thí nghiệm cho THT, TH0 68

Bảng 3.9: Khả năng chịu tải kéo nhỗ neo xoắn thí nghiệm cho TH8,THỊ I 69 Bảng 3.10: Khả năng chịu tii kéo nhé của neo xoắn thí nghiệm cho TH9, THI? 70 Bang 3.11: Quan hệ giữa tải trọng theo thời gian duy tì kéo nhé của neo xoắn-THỊ

và TH4: H/D-8 72 Bảng 3.12: Quan hệ giữa ti trọng theo thời gian duy tì kếo nhé của neo xoắn - TH2

và THS; HD 7 Bảng 3 15: Quan hệ giữa ti trong theo thời gian duy i kếo nhỗ của neo xoắn - THẢ

và TH; H/D-8 1 Bảng 314: Quan hệ giữa tải trong theo thời gian duy t kếo nhé của neo xoắn - THT

và THỊ0; H/D=8 15 Bảng 3.15: Quan hệ giữa tải trọng theo thời gian duy trì kéo nhỗ của neo xoắn - TH8.

và THỊI:H/D=§ 76 Bang 3.16: Quan hệ giữa ti trong theo hôi gian duy tri kéo nhd của neo xoắn - TH9

và THỊ3; H/D=8 T Bảng 3.17: Tổng hợp kết quả Pj cho 12 trường hợp thí nghiệm với độ sâu đặt neo

tương đối H/D=8 1 Bảng 3.18: Chỉ tiêu cơ ý cúc lớp đất khu vite nghiên cửu 3

Bảng 3.19: Quan hệ giữa ti trong theo thời gian kếo nhd của neo xoắn lớp 2A m=1.0; H/D=8 88 Bảng 3.20: Quan hệ giữa ti trong theo thời gian kéo nhỏ của neo xoắn = lớp 2A; 5:1UDSE 89

Bảng 321: Quan hệ giữa ti trong theo thời gian kếo nhỏ của neo xoắn lớp 2B;

m=1,0; HID=8, 90 Bang 3.22: Quan hệ giữa ti trong theo hôi gian kéo nhỏ của neo xoắn lớp 2B; EL.5:H/D=š 91

ix

Bảng 3.23: Quan hg giữa tải rong theo hôi gian kéo nhỗ của neo xoắn — lớp 3;

Bảng 327: Tông hợp kết qua đánh gia lại theo tí s ý 180

Bảng 4.1 Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất khu vực nghiên cứu.

Bảng 4.2: Các kích thước thực tế của neo xoắn

Neo xoắn dùng gia cỗ mái kênh với đường kính 14 em

“Tỷ số giữa độ sâu đặt neo và đường kinh neo xoắn

Ge ma si rong của đấtỨng suit i phía, tương đương tính liên kết giảỨng suất chính lớn nhất

Ứng suất chính nhỏ nhGóc lệch lớn nhất của tông tai trọng ngoài với pháp tuyển mặt trượt

Lực chống kéo nhỗ giới han của neo xoắn

Sức chống cắt không thoát nước

(Góc mở của hình nón phá hoại giá thiết khi kéo neo tắm xoắn

Vécta tốc độ chuyển vị của hình nón phá hoại giả thiết

Diện tich xung quanh inh nón phá hoại giả thiết

Độ sâu từ mặt đắt đồn cảnh xoắn trên cũng

Chiều dài neo x

Độ ẩm tôi ưu

xi

1 Tính cấp thiết cin đề

Việt Nam là nước nông nghiệp với 254.815 km kênh mương các loại, đã kiên cổ được

51.856km [1], chính phú đã có chương trình quốc gia về xây dựng nông thôn mới,

trong đồ ưu tiên cho chương trình kiên cỗ hỏa kênh mương nhằm nàng cao hiệu quả của hệ thông công trình thủy lợi.

“Theo đánh giá sau khi thực hiện kiên cổ hóa kênh mương cho thấy, các hệ thống công

trình thủy lợi đã nâng cao hiệu quả rõ rệt Trước hết là đảm bảo tính đồng bộ của hệ

thống thủy lợi, đã giảm 20%-25% lượng nước thất thoát, đủ độ cao mực nước trên các

cấp kênh, chỉ phí sửa chữa, duy tu thường xuyên giảm trên 60% so với kênh chưa kiên

6 trước đây Cũng nhờ kiên cổ hoá, nguồn nước trong kênh sạch sẽ lớn, góp phần đảm bảo vệ sinh môi trường nông thôn, giúp nhân din chủ động được nguồn nước

tưới, tiêu trong sản xuất, nâng cao hiệu quả tuới, tiêu, từ đó nâng cao năng suất mùa,

vụ điện ích canh tác do kênh mương chiếm chỗ được tả lại đáng kể sau khí kiên cổ

hóa kênh mương [1]

Việc kiên cổ hóa kênh mương trong đó có hạng mục bảo vệ

dù

nay thường

bê tổng đổ tại chỗ, ấm bê tông lắp ghép, hoặc đ lá Các cấu kiện này có trong

lượng lớn, khi xây dựng kip ghép qua khu ve đất mềm yếu thì sau một thổi gian, mikênh thường bị lồn su, nứt nẻ bề mặt, nứt vỡ cầu kiện, bong tre bê tông hoặc các cấukiện lắp ghép tách nhau tạo khe hở lớn mat mỹ quan, có cây thường mọc ở những khe

kẽ nứt din đến không dm bảo điều kiện kỹ thuật bảo về mái kênh cũng như điều kiện

in nước của bệ thống kênh, Đồng thời, việc thi công bảo vệ mái kênh bằng bê tông

đổ ti chỗ, tim bê tông lắp ghép hoặc đã át thưởng tốn nhiều thời gian, đổ b tông ti

chỗ đôi khi phải sử dụng thiết bị thi công chuyên dung, phức tạp, hoặc thi công bảo vệ

mái kênh bằng tim bê tông lắp ghép trong điều kiện vẫn phải đảm bảo tưới thì việc

đảm bảo chất lượng của kết cấu bảo vệ mái kênh rất khó khăn Đề “Nghiên cứu

giải pháp neo xoắn để gia cường ôn định cho cấu kiện bảo vệ mai kênh công trình thủy.lợi", nghiên cửu giải pháp mới để bảo về mái kênh nhằm khắc phục một phần tồn ti

kỹ thuật của các giải pháp đã nêu ở trên, đảm báo yêu cdu kỹ thuật, mỹ thuật, thi công nhanh và tiện lợi, mang lại hiệu qua lâu dài là có ý nghĩa khoa học và thực tiễn

2 Mục đích nghiên cứu.

Mye dich nghiên cứu của luận án là tìm ra giải pháp khoa học, kinh ế, hiện đại và phù

hợp với điều kiện Việt Nam để ting cường én định cấu kiện bảo vệ mái kênh công

trình thủy lợi Các mục tiêu cụ thể là

~ Nghiên cứu cơ sở khoa học cho giải pháp neo xoắn ứng dụng trong gia cường cấu

kiện bảo vệ mái kênh công trình thủy lợi;

~ Đề xuất các công nghệ bảo vệ mái kênh kết hợp sử dụng neo xoắn theo xu hướng tiếp

i hiện đại, có độ cận vật li ‘cao và thuận tiện trong thi công;

và một hệ kết cấu bảo vệ mái

~ Nghiên cứu đề xuất giải pháp khoa học công nghệ m

hoàn chỉnh, thay thé kết cấu bảo vệ mái kênh truy thống trong

việc ou thể của công trinh:

~ Kết quả nghiên cửu được phân tích ứng dụng cho công trình thực tế đẻ thấy được.

tinh mới, tính khả thi của giải pháp, khả năng ché tạo hàng loạt cho cấu kiện và khả

năng thì công co giới trong thực tế

3,.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

it là neo xoắn dùng để gia cường ôn định cho cầu kiện bảo vệ máiĐổi tượng nghiề

kênh công trình thủy lợi

3.3 Phạm vi nghiên cứu

- Đề tai tập trung nghiền cứu giải pháp neo xoắn ứng dụng cho cấu kiện bảo vệ mai kênh công trình thủy lợi, vi vậy các điều kiện biên được tuân thủ chặt chế theo TCVN

41182012 Công tình thủy lợi-H

.5, theo chỉ dn thiết kế tai phụ lục H [2]:

tưới

hệ số mái m 0.m=

~ Bit thí nghiệm hiện trường lựa chọn nhóm II theo TCVN 4253-2012 Tiêu chuiin Nền

công trình thủy công [3] (dat dinh trang thải déo, déo cũng hoặc đễo mém)

~ Không nghiên cứu chế tạo vat liệu polyme hoặc compozit xơ sợi mà chỉ đề xuất ứng

dụng

4, Nội dung nghiên cứu

~ Nghiên cứu tổng quan các giải pháp gia cường bảo vệ mái kênh công trình thủy lợi ở'

Việt Nam và trên th giới Đánh giá tồn tạ về kỹ thuật và chỉ ra ví

trung giải quyết;

- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của neo trong đất, cơ sở thiết lập biểu thức xác định hả

năng chịu tải kéo nhỗ dang neo xoắn ma tác giả đề xuất

= Nghiên cứu thực nghiềm v sức chịu tải kéo nhỗ của neo xoắn trong phòng thí nghiệm và hiện trường, thiết lập biểu thức giải ích về khả năng chịu tải kéo nhỗ của

neo xoắn và điều kiện ứng dụng;

- Nghiên cứu đề xuất kết ấu bảo vệ mái kênh có sử dụng neo xoắn kết hop với vật

liệu mới dé thay thé vật liệu gia cố mái kênh truyền thong;

- Nghiên cứu ứng dung cho công trnh thực tế

Š Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu.

-Tiếp cận hệ thống: giải quyết bài toán gia cổ mái kênh công trình thủy lợi một cách

toàn diện, chỉnh thể tir cơ sở lý thuyết, tính toán thiết ké, thi công và vận hành;

-Tiếp cận kế thừa: kể thừa các kết quả nghiên cứu đã công bổ v8 neo xoắn, mỡ rộngứng dụng của các nghiên cứu trước đó, luận giải vio ứng dụng thực tẾ của neo xoắn.được đề xuất rong luận ấn để hoàn chính cư sở khoa họ cho vẫn để nghiền cấu;

Tiếp cân mang tinh hiện đại: đề xuất giải pháp mới để gia cổ mái kênh theo hướng

tiếp cận vật liệu mới, giải pháp kỹ thuật mới.

5.2 Phương pháp nghiên cứu

~ Phương pháp lý thuyết: phân tích lý thuyết neo trong dat và nguyên tắc thiết kế, xây

amg cơ sở lý thuyết cho giải pháp neo xoắn dùng gia cường cấu kiện bảo về mái kênh công trình thủy lạ:

~ Phương pháp thực nghiệm: thí nghiệm xác định chi tiêu cơ ly vật liệu trong phòng thí nghiệm, thí nghiệm mô hình vật lý trong phỏng, thí nghiệm hiện trường Kiểm chứng.

cơ sở khoa học vig ứng dụng công ng

- Phương pháp chuyên gia: tổ chúc hội thảo, lấy ý kiến đông góp của các nhà khoa học

có chuyên môn sâu về lĩnh vực nghiên cứu để hoàn thiện nội dung nghiên cứu luận án.đền

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

6.1 Ý nghĩa khoa học

~ Xây đụng cơ sở khoa học ứng dụng neo xoắn gia cổ cầu kiện bảo vệ mái kênh, đánh

giá khả năng chịu tải kéo nhỏ của neo, xây dựng biểu thức tính toán Sử dụng neo xoắn

để neo giữ cầu kiện bảo vệ mái kênh theo hướng gia cường thêm ôn định hoặc thay thể

bằng vật liệu mới, có độ bền cao, khối lượng nhẹ;

~ Các thí nghiệm trong phòng giúp làm rõ các yếu tổ ảnh hưởng đến khả năng chịu tải kéo nbd của neo xoắn trên mái nghiêng, qua đó xác định các yếu tổ chính ảnh hưởng

đến khả năng chịu tải kéo nhé của neo cho thí nghiệm hiện trường và xác định được độ

su đặt neo xoắn hợp lý, kết quả thi nghiệm hiện trường cho thấy hiệu quả no giữ củaneo xoắn, lựa chọn được hệ số hiệu chỉnh dùng trong công thức thực nghiệm va thay

18 được tính khả thi của giả pháp

62 Ý nghĩa thực

“ii phip neo xoắn gia cường én định cho cấu kié ‘bio vệ mái kênh công trình thay lợi áp dụng thích hợp khi kênh xây đựng ở vùng đắt nén là đt dinh yếu bão hoa nước,

loại đắt phổ biến ở cả 3 vùng đồng bằng lớn ở nước ta Việc bổ tri thêm neo xoắn gia

“cường nhằm giảm trọng lượng cấu kiện bảo vệ mái kênh hoặc thay thé vật liệu bảo vệ

mái kênh bằng những loại vật liệu mới, hiện đại, có độ bền cao, trọng lượng nhẹ, thi công nhanh như HDPE Geomemberane, compozit

'Như vậy việc ứng dung giải pháp neo xoắn 48 neo giữ cấu kiện bảo vệ mái kênh theohướng giảm nhẹ khối lượng cấu kiện, tiếp cận vật liệu hiện đại là giái pháp khoa học

vả thự tiễn, đưa mái kênh gia cổ bảo vệ về gần với mai kênh tự nhiên nhưng vẫn dim

bảo yêu cầu kỹ thuật và mỹ quan

1 Bồ cục của luận án

Ngoài phần mở đầu và kết luận, kiến nghị, luận án gồm 4 chương nội dung:

“Chương 1: Tổng quan về giải phip bảo vé mái kênh công trình thủy lợi và ứng dụngneo xoắn dé gia cường ổn định cho cấu kiện bảo vé mái

“Chương 2: Cơ sở khoa học và phương pháp nghiên cứu ding neo xoắn gia cường dn

định cầu kiện bảo vệ mãi kênh.

“Chương 3: Nghiên cứu thực nghiệm về khả năng chịu tải kéo nhỗ của neo xoắn trên mái nghiêng

“Chương 4: Ung dụng kết quả nghiên cúu, ding neo xoắn để gia cường én định edu kiện bảo vệ mái kênh.

'CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE GIẢI PHÁP BẢO VỆ MAI KÊNHCONG TRÌNH THỦY LỢI VÀ UNG DỤNG NEO XOÁN DE GIA

'CƯỜNG ON ĐỊNH CHO CẤU KIEN BẢO VỆ MAL

LL Các hình thức bảo vệ mái kênh mương ở Việt Nam, trên thé giới và các tồn

tại kỹ th

1.1.1 Các hình thức bảo vệ mái kênh mưương ở Việt Nam

1.1.1.1 Mái kênh đất có wring có hoặc goi tắt là kênh đắt

Kênh đất được xây dựng bing đất với mới tring cô, cô kết cầu đơn giản, thi côngnhanh, dip ứng tốt nhu cầu tưới tiêu trong khu vực nội đồng nên thường được ứngdụng cho các kênh cấp ba, kênh nội đồng Tuy nhiên loại kênh nảy thưởng chịu ảnh

"hưởng lớn bởi tác động tử thiên nhiên cũng như động vật gây hư hỏng, xuống cấp, ảnh

"hưởng đến việc din nước phục vụ nông nghiệp Sau một thời gian hoạt động thi lớp cỏtrên mái kênh phát trién lâm cản trở đồng chảy Chính vi vậy cin định kỹ có nhữngbiện pháp nạo vet, don đẹp để đảm bảo nhiệm vụ dẫn nước của kênh

Hình 1.2, kênh đất, bảo vệ mái bằng biện pháp tring cỏ, sau một thời gian sử dung cổ

‘moe cao gây cân trở dòng chảy, sat 16 mái kênh do hang bốc, bùn đất lắng đọng làmgiảm hiệu quả dẫn nước và mắt mỹ quan.

Hình L2: Nao vết kênh

Do kênh bằng đắt mái

ứng được nhu cầu dẫn nước Ngoài ra, tại các vị tri quan trọng như sau công trình đầu.

mỗi hay những nơi có dòng chảy xiét, loại kênh này không đáp ứng được yêu cầu ổnđịnh Từ đó, đã có nhiều dạng kết cấu kênh mương được đưa ra để kiên cổ hỏa tại

những vị tri nảy.

1.1.2 Bảo vệ mãi kênh bằng đủ xây hoặc đủ lất chí mach

Kênh đã lát chit mạch hoặc kênh đá xây vữa cũng là một trong những kết cấu bảo vé

mái kênh phổ biến ở nước ta, Tuy nhiên, hình thức này có yêu cầu dia chất nén caohơn, thường chỉ áp dụng khi kênh di qua lớp đắt nỄn tốt Ở những vũng có nguồn vậtliệu đá lát nhiều, giải pháp kênh đá xây bảo vệ mai là phổ biển Hình 1.3 là một đoạn

kênh đá xây trong chiến địch làm thủy lợi nội đồng ở Nam Định.

1.1.1.3 Báo vệ mái kênh bằng bê tông tắm lắp ghép

‘Cac tim bê tông đúc sẵn có kích thước thông thường là 600 x 600 x 80mm mác M150

đến M250 được ghép với nhau trên mái kênh Các tắm này được chế tạo ở một nơi vàchở đến nơi khác để gia cố, thuận tiện cho thi công Hình 1.4 là hình ảnh thi công bảo

_vệ mái kênh bằng bê tông tắm lắp ghép trên tuyến kênh tưới có hệ số mái kênh m=1,0 tại xã Cát Trinh, huyện Phủ Cát, tinh Bình Định

Hình 1.4: Thi công bảo vệ mái kênh bằng tắm lút bê tông đúc sẵn

(Nguén: hip:/Auuar baobinhilnh-com vn)

Hình thức bảo vệ nảy có kết cấu đơn giản, thi công nhanh, đảm bảo được khả năng dẫn.

nước nhưng yêu cầu kỹ thuật khó được như tính toán, một số nguyên nhân được kể

én như sau:

~ Tam lát mỏng nên không đảm bao chat lượng, thép trong tam lát nhanh chóng bị rỉ vàtrong quá trình vận chuyển các tắm lit từ cơ sở đúc đến công tình, dễ xảy ra sit mèhay vỡ tắm lát gây tốn kém

- Thi công trong điều kiện phải đảm bảo tưới nên nhiều khi chi lất đáy và một số hàngagin đây kênh, chưa kịp tit kin các góc vit tắm lit đã phải dẫn nước nên bùn đất lắpđầy, sau này trất vữa nhanh bị long óc

= Do bề mặt mái kênh được ghép bởi các tắm lát nên kế hở giữa các tắm lát không

được trát kín, sau một thời gian dẫn nước bị bùn lắp, tạo điều kiện cho cỏ mọc day máikênh, việc vệ sinh cắt cỏ khó thực hiện ti đồ độ nhám mãi kênh tăng, ảnh hưởng đến

việc dẫn nước

- Khả năng liên kết giữa các tắm lát với nhau và với mái kênh kẽm nên dễ bị bung, bột

các tắm lat

~ Việc ớt vải địa kỹ thuật dưới tắm lát đối với mái kênh đào chỉ sau một vài trận mưa

"mái kênh dễ bị ạt Nguyên nhân chính la vai địa kỹ thuật bị nước ngầm kéo theo bùnđắc bịt kin, không có khả năng thoát nước Kim tăng áp lực nước ngằm gây sụt lở từng

mảng lớn.

~ Công nghệ gia cỗ này chủ yếu thi công bằng biện pháp thủ công nên giá thành xây dung cao,

LILIA Bảo vệ mái kênh bằng bê tông đổ tại chỗ không ván khuôn

Bao vệ mái kênh đỗ bê tông trực tiếp không ván khuôn đơn giản tuy nhiên lại khó đạt được yêu cầu kỹ thuật và có nhiều nhược điểm như:

~ Bê tông khó trải đều trên bể mặt mái nghiêng, thường dồn xuống nền kênh, chấtlượng bê tông mái kênh không đồng đều Các viên đá nặng hơn sẽ dồn xuống phía

dưới

~ Độ liên

~ Chất lượng công trình nhanh chóng bị xuống cấp bởi các yếu tổ từ thiên nhiền và con

mmãi kênh b tông và bờ kênh kém dé xây ra hư hông mái kênh

Hình 1.5: Bảo vệ mái kênh bing bể tông đổ ti chỗ không vấn khuôn

(Nguẫn: hups:/Avww.vietnamplus.vn)

11.1.5 Bảo vệ mái kênh bằng bê lông có vẫn khuôn trượt

Van khuôn được chế tạo đi 5 m, rộng 0.7m, nặng từ 1,0 tấn đến 1.2 tn, Sau khi phần

đất mái kênh, bộ phận lớp lọc, cốt thép (nếu cổ) đã hoàn thành theo yêu cầu thiết kế th

bê lông mái kênh được đỗ từ phia đưới day kênh dẫn lên phía trên định mai kênh, vn

khuôn được kéo trượt theo hai thanh kê có chiều dày bằng độ dày thiết kế của bê tông.bằng pa lãng xích kéo tay

Ưu điểm: bê tông bảo vệ mái kênh được đầm chặt, phẳng, đẹp, quá tinh đổ bê tông

mái kênh được thực hiện liên tục Biện pháp nay thích hợp khi thi công các kết cầu bê

tông bảo vệ mái kênh có chiều day từ 20em ở lên, biện pháp này cũng đã áp dụng để

~ Thiết bị để san dim bê tông mái phức tạp và tổn kém,

1.1.1.6 Bảo vệ mdi kênh bằng bé tông không ván khuôn sử dụng thit bị chuyên dung

(dần tring ln rãi bê tông cải tiến)

Bảo vệ mái kênh bằng bê tông không vin khuôn có sử dụng thiết bị dân trồng lăn rải

Dé tông được dp dụng ở những nước tiên + công nghệ này của công ty Gomaco-M!

thi bị thi công đất, vì vậy công ty xây dựng thủy lợi Lâm Đẳng đã nghiên cửu chế tạo

thế bị trong nước (hình 1.7) có cải tiền thành thi công một bên mái kênh để thi công

kênh Phước Hòa [4] Kết quả thi công cho thấy chất lượng bê tông tương đổi tốt (hình

18)

ngàn,

Hình 1.7: Thiết bị tự chế kiểu đần trồng lăn rt bể tông

thi công mãi kênh Phước Hòa

Hình L8: Hoàn think thí công bé tông mái kênh Phước Hòa

Cải pháp thi công này có những tu điểm và hạn chế như sau

Via điểm: bê tông được dim bằng rồng quay, lu, rung nên khối bê tông đặc chắc, mặt lông phi dep do giản máy luôn di chuyển trên ray với cao trình đã được định chuẩn theo chiều diy thiết kế; út ngắn thời gian xây dựng (nếu ding tắm lát đúc sẵn

10

phải có thời gian đúc, vận chuyỂn, tip kết, công lt thủ công, chit mạch : thiết bị,

công nghệ có tinh tự động hóa cao, cin ít người vận hành.

Nhược điểm: thiết bị phù hợp với thi công khối lượng lớn, thiết bị chưa được chế (ạo

phổ thông để sử dụng với mọi kích thước của kênh Chưa có đơn giá xây dựng cho

thiết bị

1.1.7 Báo vệ mái kênh sử dụng công nghệ vật liệu neoweb

Neoweb là các dai bằng vật liệu nhựa Novel Polymeric Alloy tông hợp được đục lỗ,tạo nhám và liên kết với nhau thành mạng lưới dạng tổ ong Khi được chèn lắp bê tông

tạo ra một kết cầu liên hợp bằn vững để bảo vệ mái kênh Neoweb đã được ứng dụng tại hệ thống kênh công trình Phú Ninh ở Quảng Nam trong dự án cải thiện nông

"nghiệp có tưới do WB tải trợ (dự án WB7) [5]

Gin đây, công nghệ Neoweb được áp dụng tại tuyến kênh chính Bắc-dự án thủy lợiKrông Pach Thượng- Đắc Lak [6] với các thông số kỹ thuật như thể hiện ở hình 1.9.Neoweb 445-75, chiều cao ô ngăn 7.5m, kích thước ô 29cm x 34cm, khoảng cách moi

"hàn 44,Sem, chèn bê tông M200 day 10cm Coe neo thép DIO,

bình Ieoeim2 Ong ha áp được bố trí tai vị trí hai bên mái, và đầy kênh (với mặt cắt

10cm, mật độ trung

ngang đảo),

in

Hình 1.10: Thi công neoweb ti dự ăn kênh chính Bắc [6]

Uiu điểm: đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật của công trình, độ bằn vật liệu neoweb cao.

Kỹ thuật thi công khong quả phức tạp, không đôi hỏi nhiều thiết bị may móc phức tạp

Bề mặt bé tông phẳng đẹp.

Nhược điểm: thi công gặp khó khăn trong việc neo định vi ôn định 6 lưới neoweb,

công tie bảo dưỡng bê tông đặc biệt vào mùa nắng nóng Vì liên kết mang lớn nên chỉphủ hợp với mén đắt tương đối tốt chưa có định mức xây dựng, một số tư vẫn tính giá

thành còn cao so với đồ bê tông tại chỗ.

1.12 Mật sổ giải pháp bảo vệ mái kênh mương trên thé gi

Trên thé giới có hai quốc gia điển hình trong thiết kế hệ thống kênh mương tưới tiêu là

Hà Lan và An độ 6 các quốc gia này, mái kênh mương thường được bê tông hóa dướicác hình thức rất kiên cổ,

1.1.2.1 Bảo vệ mái kênh bằng cử bê tông edt thép,

Hình 1.11: Bảo vệ mái kênh tiêu trong các đô thị tai Hà Lan.

(htips:/www.alamy.coml

12

Giai pháp này được sử dụng bảo vệ mái kênh tiêu ở các đô thị, khu din cư tập trung.

iu điểm của giải pháp này là ôn định, bên vững, tid kiệm đắt Nhưng nhược điểm của

gii pháp này là đắt, đầu tư ban đầu khá cao, ỹ thuật phức top

11.2.2 Báo vệ mái kênh bằng tường chấn be tông cắt thép

Hình 1.12: Một đoạn kênh bảo vệ bằng tường bê tông cốt thép,

ở các đồng hoa Hà Lan (hmps/ánen:123r[com/)

Giải pháp bảo vệ mái kênh bằng tường chin bê tông cốt thép thường được sử dụng khi

yêu cầu cao vỀ ôn định bờ kênh, bên cạnh kênh có đường giao thông với tải trọng xe thường xuyên, yêu cầu tiết kiệm đất Giải pháp này có ưu điểm là độ bền cao, móng

tường thường đặt ésin tốt hoặc hệ cọc bê tông cốt thép, cọc mhdi, Nhược điểm của

giải pháp này là đất, thời gian thi công kéo dài.

1.1.2.3 Bảo vệ mái kênh bằng bê tông dé tại chỗ

——

B

Kênh mặt cắt hình thang được bảo về mái bing bê tông đỗ ti chỗ, giải pháp niy được.

dùng rất phổ biển khi kênh không qua các khu đông dân cư, mái kênh có hệ số mái dắc

5 có hệ số chiếm đắt vừa phải Tuy nhiên vẫn đề quản lý chất lượng

„0 hoặc me

thi công bê tông bảo vé mái kênh luôn phải được kiém soát, đánh giá, khó quản lý chất

lượng bê tông khi thi công lớp mỏng với bé day bê tông 10 em đến 15 em

1.1.24 Bảo vệ mái kênh bằng bê tng được thi công bằng thi bị chuyên dung

Bảo vệ mái kênh bằng bê tông thi công bằng thiết bị chuyên dụng của công ty Gomaco-Mỹ T

bảo và phẳng nhẫn.

ất bị dân rồng lan ri bê tông cho chất lượng bê tông mãi kênh đảm,

"mặt cất kênh cổ định, đồi hỏi phải thi công khối lượng lớn và đồng dang mặt

mới áp dụng được Thiết bị thi công đắt

1.1.2.5 Bảo vệ mái kênh bằng thảm địa kỹ thuật

Mai kênh được bảo vệ bởi thảm dia kỹ thuật, đặc biệt ở những vị tí nguy cơ xổi lỡ

mạnh, Đặc thù kỹ thuật của thảm địa ky thuật là khả năng liên kết mảng rất tốt, thisông đồng bộ, chịu được dòng chảy xiết 7l

4

Hình 1.15: Bảo vệ mãi kênh bằng thảm địa kỳ thuật [7]

1.1.2.6 Bảo vệ mái kênh bằng công nghệ bê tông-vải địa kỹ thuật

‘Cong nghệ gia cổ bờ ké bằng phương pháp bê ing vải địa kỹ thuật được phát triển đầu.

tiên ở Mỹ, bắt đầu từ những năm 1980 và nhanh chóng được ứng dụng rộng ri trêntoàn thé giới, tại Mỹ đã có hàng triệu mét vuông bờ kè được ứng dụng phương pháp bê

tông vải địa kỹ thuật và đã đạt được những think tựu to lớn Hiện nay trên th giới có rất nhiễu nước ứng dụng phương pháp này, trong đó có Hà Lan [7|, Hàn Quốc, Australia

a

Hình 1.16: Một đoạn kênh được bảo vệ mái bằng bê tông vải địa kỹ thuật

Hiện nay ở nước ta đang xây dựng dự thảo tiêu chuẩn cho bê tông-vải địa kỹ thuật có tên tạm gọi là ti

Vấn

chuẩn thảm vữa xi măng túi khuôn trong xây dựng kè mái nghiêng.

do vệ mái kênh bằng giải pháp này chưa thấy ứng dụng rộng rãi mà đang ởgiai đoạn thir nghiệm một vai dự án

Is

11-3 Tổng hẹp một số dạng luc hỏng lớp bảo vệ mái kênh công trình thủy lợi

Hiện nay có nhiễu giải pháp bảo vệ mái kênh công trình thủy lợi Tuy nhiên sau thời

gian chịu tác động bởi nhiều yéu tổ bất lợi từ thiên nhiên cũng như con người, hệthông bảo vệ mái kênh thường bị hư hỏng, một số dang hư hỏng cơ bản như sa

1.1.3.1 Mái kênh bị sụt lún, sat trượt.

Mai kênh bị sụt lún, ạt trượt là hiện tượng mắt Ôn định lâm thay đổi mặt cắt kênh dẫntới giản hiệu st làm vg, Ken bị lim sự tat 0 những hồ lim chận

dong chảy, thu hẹp diện tích mặt cất làm cho ding nước chảy xiết va phá hoại hoàn

toàn kênh nếu không được xử lý

Hình 1.17: Mái kênh bị su rage

(Nguễn: ups /tedeb vn/kicntintuc/Pagev)

Hiện tượng sụt lún, sạt trượt bờ kênh thường do các yếu tổ sau:

~ Địa chit bờ kênh yêu, có nhiễu mạch, lỗ ring trong kênh, khi mưa xuống gây sụt lún,

sat trượt.

- Tác động của các yu tổ thủy lực đồng chảy lên bờ kênh tại những vịt huyền kênh

cong hay đổi hướng gây sat trượt

= Do nắng hạn, dt bị khô nứt, giảm lực dinh kết của đất, tạo lỗ rng trong bờ kênh khỉgặp mưa dễ gây sat trượt,

~ Do chấ lượng thi công Không đảm bảo yêu cầu.

- Phương án thiết kế còn chưa phủ hợp với điều kiện thực tế của công trình, kết cầu hộ

chân bảo vệ mái kênh chưa đạt yêu edu kỹ thuật

16

Kênh bị hư hỏng do sụt lún, sat trượt kim giảm năng lục dẫn nước của kênh gây hư bại lúa, hoa mau và gây mắt an toàn cho cuộc sống của người dân sống gin bờ kênh, công, trình trên kênh,

1.1.32 Câu kign bảo vệ mai kênh bị x6 lệch, phân tách hình thành khe hở lớn

Hình 1.18: Cấu kiện gia cố mái kênh bị phân tách, ạo kế hở lớn

(Nguồn: hpi/dantr com vn/Bam-doc/)

Do nỀn yếu, theo thời gian các ấu kiện lát mái kênh bị hin, x6 ch, phân tich tạo kế

hở lớn, dẫn đến có thé bị mắt đắt gây lún sụt Cây cổi mọc nhiều ở những kẽ hở giữa.sắc cấu kiện gia cổ lim giảm lưu lượng đồng chảy, về âu dài sẽ dẫn đến sụt lở mãikênh do rỄ cây ăn sâu vào mái hoặc mục nát lâm xô lệch các cấu kiện bảo vệ mãi

1.1.3.3 Bê tông bảo vệ mái kênh bị hư hồng

BBê tong bảo vệ mái kênh bị hư hỏng như mái kênh bị nứt vỡ, cấu kiện bê tông mái bị

bung bật gây thất thoát nước.

a9) Vi kênh được lát các tẫn bê tông

Kênh được lát các tắm bê tông sau thời gian khai thác, các tắm lát thường bị bung, bậtgây ra các khuyết tật trên bờ kênh, theo thời gian đưới tác động của đồng chiy trong

kênh gây x6i cục bộ và dẫn đến hư hỏng mái kênh,

"Những nguyên nhân gây hư hại chính là

Do quá trình thi công chủ yếu là thủ công nên cắp phối vt iệu không đảm bảo, lượng

đất trước khỉ rải vải địa kỹ thuật tỉ công chưa dat độ chặt nên khi vận hành gây sụt

lún toàn bộ mái kênh.

Dit nén mái kênh yếu không được xử lý đồng đều, sau thời gian tác động của đồng

“chảy gây sụt các tim lit, Các tim lát quá mỏng, ghép với nhau quá chat, sau thời gian

chịu áp lực dẫn đến vỡ hay bung bật ra ngoài Hình 1.19 là kênh đào trong lớp đắt nền

yu là dit din ở trạng thải đèo mềm, đèo chảy rt phd biển ở đồng bằng Nam Bộ,

Hình 1.19: Kênh mương nội đồng ở huyện Châu Thành A-Hậu Giang.

(Người dantocmiennui.yn/ca-hoi/)

8) Vii méi lệnh bê tông được đổ ti chỗ

“Tương tự như bảo vệ mái kênh kiểu lát mái, mái kênh bê tông đỗ tại chỗ cũng thườngthi công chưa đạt độ chặt yêu cầu, hơn nữa thi công bê tông ở mái nghiêng trên nền đất

mềm không đủ độ đặc chắc dẫn đến nhiều chỗ bị rồng, hoặc đầm chưa đảm bảo nên sau một thời gian bê tông tại vị tri đó bị man rời, xói mòn làm mỏng lớp bê tông bảo.

vệ mái Ngoài ra kênh thường thi công trong điều kiện đảm bảo tưới, tiêu nên Khó đạt

được tuôi bê tông như trong thiết kế, dẫn đến sau một thời gian kênh bị hư hỏng

Dit nền mái kênh yêu không được xử lý đồng nhất, ây nứt vỡ lớp bê tông bảo vệ mmái kênh.

“Các dang hư hông trên lâm cho kênh mương không dim bảo nhiệm vụ thiết kể, vi vậy

chúng ta edn tim ra những giải pháp xử lý và hình thức gia cổ phù hợp.

1.1.3.4 Méi kênh đã gia cổ nung có mọc trở lại, gây cân trở dòng chảy

18

Hình 120: Cỏ mọc day trên mái kênh gia cố bằng tắm bê tông đúc sẵn

(Nguồn: lup:/©ongdoanharinh-orgwm/)

Co thường mọc ti khe hở giữa các cấu kẽ bê tông hay đá lát, làm tăng độ nhim,

giảm khả năng chuyển nước của kênh Việc xử lý cổ mọc ử các v í này rt khó Kha,

có thé làm hư hỏng kết cấu lát mái và sa một thời gian xử lý, có vẫn tiếp tục mọc và pháttiển,

11.35 Sự không đồng bộ trong gia cổ bảo vé ih mương dẫn đến cản trở đồng chảy

“Các công trình trên kênh được xây dựng không đồng bộ, nhiễu công trình phát sinh,

Không có quản lý của cơ quan chuyên môn dẫn đến cân trở đồng chiy, giảm hiệu quả

cấp nước, tiêu nước và gây hư hỏng cục bộ, Trong hi 1.21 là một trạm bơm dân sinh.

xây dựng sau khi có hệ thống kẻ bé kênh, đã bổ trí bể lọc rác giữa kênh làm ảnh hướng,

đến dòng chảy cả hệ thống kênh

Hình 1.21: Sự không đồng bộ tong quản lý kênh mương nội đồng

(Ảnh: Báo Bio vệ mỗi trường)

19

có sẵn bên dưới,

Hình 1.22 là đoạn kề xây bỗ sung bên trên đoạn kể bé tông đúc Hi

sự gia tai thêm lên phin bảo vệ mái đã có, không đảm bảo về hộ chân dẫn đến làm lún

sẽ hệ thống bảo vệ mắt, tách rồi các kết cầu Sự cổ kỹ thuật này đã mở ra hướng đểaất kỹ thuật giảm tải rong cải tền công nghệ bảo vệ mái kênh

Hình 1.22: Một doan ke bờ bị sụt lở do xây dựng bd sung

(hp./Aietbao.vuA/he-gioi-giai-r)

1-1-4 Nhận xét, đánh giá về kắt

6 Việt Nam, từ trước đến nay, vi

du bảo vệ mái kênh mương hiện tỉ

bảo vệ mãi kênh mương công trnh thủy lợi chủ

xu bằng thm bê tong hoặc đã lá Các edu kiện này có trong lượng lớn, khi xây dụng,lắp ghép qua những ving dit yêu thì thường bi lún sụt, nứt nẻ bé mặt hoc tích nhau

tao khe hở lớn giữa các edu kiện làm cho mái kênh mương mắt mỹ quan và không đảm

bảo kỹ thuật, Ding thi, vige thi công bảo vé mái kênh mong bằng bé tông hoặc délát tốn nhiề thời gian, kiểm định chất lượng thi công khó khăn

Đặc biệt là thi công bảo vệ mái kênh trong điều kiện dim bảo tưới nên thường vội,thời gian ngắn, không đảm bảo chất lượng công trình

Hiện nay cũng đã có một số công nghệ bảo vệ mái kênh mới được áp dụng tại Việt [Nam như công nghệ vật liêu Neoweb, công nghệ thi công bé tông mái kênh bing dần trổng lin rải bê ông, công nghệ vật liệu bê tông tái khuôn Tuy nhiên các công nghệ

này có giá hành đắt so với diễu kiện Việt Nam và cũng có phạm vỉ ép dụng nhất định

Vi vậy cần phải tiếp tục đổi mới công nghệ bảo vệ mái kênh để ứng dụng hiệu quánhất vào điều kiện thực tế kênh mương thủy lợi ở Việt nam

20

"Để khác phục các tổn tại kỹ thuật đã nêu ở rên, trong nghiên cứu này tiếp cận hướng

công nghệ giảm trọng lượng của cấu kiện bảo vệ mái kênh, thay đổi vật liệu bảo vệ

"mãi kênh sang vật liêu nhẹ nhằm đưa mái kênh có gia cổ bảo về gin về trang thái máiđất tự nhiên Khi giảm trọng lượng cấu kiện bảo về mái thì cần công nghệ neo giữ đểđảm bảo én định cho hệ mảng cấu kiện Neo xoắn là để xuất của tác giả luận án choứng dung neo giữ cấu kiện bảo vệ mái kênh với tu điểm neo giữ tốt v lấp đặt đơn

giản

1.2 Tổng quan vé nghiên cứu ứng dụng neo xoắn trong kỹ thuật xây dựng,1.2.1 Giới thiện neo xoắn và các ứng dung trong kỹ thuật xây dung

12.11 Giới hiệu chưng

Neo xoắn là loại neo có mũi cảnh xoắn ding để xoáy vào trong đất, tạo lực neo giữ

“Cấu tạo neo xoắn có thé có một tắm xoắn hoặc nhiều tim xoắn han trên trục thép cáchnhau một khoảng cách thích hợp tạo thành chuỗi xoắn Đường kinh tim xoắn phổ biếntrong khoảng từ 0,15m đến 036m, Những trường hợp đặc biệt, có thể ché tạo những

lên 1,2m [8].

“Các loại neo xoắn có đặc điểm chung là lắp đặt bằng cách xoấy vio trong đất cho đến

khi

biệt là khả năng chịu kéo nh,

tắm xoắn có kích thước trực neo lên đến 0.30m và đường kính tắm x

ic cánh xoắn đạt độ sâu nào đó, Khả năng chịu ti của neo xoắn là rit lớn, đặc

4) Noo một tim xoắn (single helix) Neo hai tim xoắn (mult-helix)

Hình 1.23: Cấu tạo neo tắm xoắn

Tay theo cách bổ tri cánh xoắn trên thân cọc mà hình thành nhiều loại kết cfu cọc neoxoắn khác nhau, cọc được gắn một tằng cánh xoắn ở mũi cọc được gọi là cọc cánh

2

xoắn đơn Coe được gắn nhiễu ting cảnh xoắn, mỗi ting cách nhau từ 3D đến SD được

si là cọc nhiều ting cánh xoắn (hình 1.24) 9]

Hình 1.24: Coc ống có gắn nhiễu ting cánh xoắn dùng trong móng cọc

Một dạng neo xoắn ph biển nữa là cọc được gin cánh xoẫn liên tục trên một độ dãi

thân cọc với bước xoắn khoảng ID được gọi la cọc vit (hình 1.25).

ϩ

Hình 1.25; Một dạng cọc vít dùng trong xây dựng Hình 125 là một trong các sản phẩm cọc ít của hãng WBO [9], cọc có đường kính 76

mm đến 100 mm, chiều dài từ 1000 mm-2000 mm được sản xuất bằng thép không gi

“ủy theo điều kiện đất nên, yêu cầu chị login ứng đụng và thiết bị th công mãhình thành nên các kiểu kết cầu neo xoắn khác nhau

1.2.1.2 Một số ứng dung chính

Coe neo xoắn được dùng phổ

trọng kéo lớn như: móng oft có chiễu cao lớn, tháp truyền hình, cột đường liên lạc võ

tử những năm 1950 trong những công trình chịu tải

tuyển, cũng như trụ móng đường diy cao thé, làm biện pháp chẳng diy nỗi của tiatrong ngành giao thông, gần đây chúng được mở rộng ứng dụng cho nhiều kết cầu

công trình xây dựng [8], [9], [10] [11], [12] [I3]:

Công ty Qingdao Wangbaogiang Industry Co Ltd (WBQ) [9] giới thiệu khá nhiều sản.phim cọc vít bằng thép được dùng làm kết ống dàn năng lượng mặttrời, kết cấu móng cọc vít cho tường rio, trụ đỡ, cho máy ép cọc loại nhỏ Coe vit

ấu móng cho hệ

<uge làm bằng thếp không gỉ cổ đường kinh ông thép 76mm-120mm, chiễu di coe từ

1 0m đến 2.0m được lắp dt thích hợp cho tắt củ ác loại đắt thời gian lắp đặt một coe

vít trong khoảng 5 đến 10 phút, không phải đào móng, không phải trộn bê tông, không

gây dn, chịu tai kéo nhé trong khoảng từ 2 tin-3 tắn ty thuộc đt nền Giá thành xâycdựng bing 1/3 giá thành xây dựng của cọc bê tông có chịu tải trọng kéo nhỗ tương tự

Hình 1.27: Lắp dit móng cọc vit cho dn năng lượng điện mặt trời

'Hình 1.27 là bố trí điễn hình cọc neo xoắn cho công trình cột tháp truyền hình [14] với

độ cao 67,5m, Móng cọc xoắn với nhóm cọc đứng và xiên, vi tháp cao nên bổ trí thêm

2 ting day neo, ting tên dây cấp neo thép đường kính 46,5mm và ting dưới dây cấpneo thép có đường kính 31,5mm, Neo xoắn giữ cáp cô đường kính cánh xoắn Im, thâncọc d0,22m bổ trí xiên góc 45° Độ sâu đặt cánh xoắn tính được là 8m, tải trọng kéo

‘ho cực hạn tính được là 111,4 Tan,

Hình 1.28: Bồ trí điễn hình neo xoắn tại công trình cột tháp

Vi dụ ở hình 1.29 [15] là một mũi xoắn thường ding trong thí nghiệm bản nén, vớiđường kính cánh xoắn 38em, bước xoắn Lx=0.4D Trong điều kiện đắt nén là đất dính

tải kếo của neo xoắn dạng hình

trạng thái déo cứng hoặc cát chặt vừa, khả năng el

1.29 đạt tới 300kN-4001N,

”

Hình 1.29: Neo xoắn ding trong

Đồng thời với khả năng chịu tải kéo nhỗ lớn à sự linh hoạt trong lắp đặt hoặc tháo đỡ

tghiệm ban nén phẳng hiện trường.

van chuyển và độ sâu lắp đặt không lớa, khiến cho neo xoắn trở thành trọng tâm chú ý

để gia cường những kết cấu định hình sẵn và mở rộng ứng dung của nỗ (11), [12] 13}, (4), (15), U6), 7

Một ứng dung khác cũng khá phổ biến là sử dung công nghệ neo xoắn để giữ ổn địnhkết cấu hỗ đào Ưu điểm của loại neo xoắn nay là phù hợp với nhiều loại đất khác

nhau, có khả năng tiếp nhận tải trọng ngay sau lắp đặt và có khả năng thu hồi neo sau khi sử dụng.

): Ứng dụng neo xoắn trong bảo vệ mái dốc đứng

Hình 1.30 [16] là hình ảnh thi công bảo vệ mái đốc đứng bằng thanh neo xoắn nhiều

tang Cảnh xoắn được gắn vào thanh cọc cứng và được xody vio trong đất bằng thí

bị co giới Với khả năng neo giữ lớn, các liên kết bề mặt gidp tăng ổn định tổng thểmái đốc đứng và ổn định cả cấu kiện bảo vệ bé mặt mái dốc đứng Kết cấu thanh cọc

25

cứng có gắn cánh xoắn phù hợp bảo vệ thành vách hỗ đảo, mái dốc đứng Với mái dốc

kênh mương, cin ải tiến kết cầu này để các ứng dụng hiệu quả hơn

“Việc iên kết neo-dây mém để bảo vệ mới dốc đã có sản phẩm của công ty Pltipus

‘Anchors Inc [18] nhưng sản phẩm này không dùng neo xoắn dé neo giữ mà dủng neo

ấn, loại neo này là một miếng thép đúc có hai đầu mũi vát góc, mũi ấn vat hai chiều,mũi gai vit một chiều Cơ chế làm việc của loi neo này theo cúc bước gồm: bước |đồng neo vào độ sâu cần thiết trên mái đốc bằng thanh dẫn, bước 2 rút thanh dẫn rà

khỏi mái c và ding lực thanh din để kéo ngược neo trở lại để tạo lực gai, bước 3 khineo nằm ngang thì coi là ổn định và quá trình lắp đặt coi như hoàn thành Hình 1.31L8] thể hiện edu tạo loại neo ấn của công ty Platpus Anchors Inc thiết ki

vệ mái đốc,

S2GEO

Hình 1.31: Cấu tạo neo an - công ty Platipus Anchors Inc

Mô phỏng quá trình lắp đặt và cơ chế neo giữ của loại neo ấn này được minh họa từhình 1.32 đến hình 1.35 Loại neo này được làm hoàn toàn bằng thép, liên kết dâymềm bằng dây thép và cũng có dạng liên kết ren ốc tại bề mặt mái dốc

Hình 1.32: Quá trình lấp đặt ban đầu

6