Giới thiệu chung:

Neo trong đất là hệ thống ổn định, chống lại sự chuyển vị quá mức của các kết cấu xây dựng bằng việc ứng dụng lực ứng suất trước của cáp dự ứng lực (PC.Strand) được cố định một phần lòng đất nền và được căng kéo để tạo ra tải trọng của neo. Neo trong đất đã được sử dụng phổ biến tạm thời trong các công trình có hố đào sâu, và ổn định vĩnh cửu các taluy mái dốc. Hệ thống neo trong đất đã được sử dụng cách đây hơn 50 năm và chứng minh được chất lượng và tính ưu việt của nó so với các biện pháp khác trong xây dựng các công trình trong và ngoài nước.

Ứng dụng của Neo trong đất

• Neo tường chắn đất khi thi công các hố đào ở các công trường.
• Tăng độ ổn định của các taluy mái dốc công trình giao thông.
• Ổn định mái dốc, công trình thủy điện thủy lợi.
• Chống lại áp lực đẩy nổi của nước ngầm lên kết cấu.
• Ổn định và tăng khả năng làm việc của hầm.
• Ổn định kết cấu chống lại động đất.
• Ổn định kết cấu dạng tháp như tháp thuyền điện bằng kết cấu thép.
• Ổn định móng trụ cầu, cầu dây văng.

Phân loại Neo trong đất
Neo trong đất có thể phân loại dựa theo cách thức liên kết của bầu neo với đất nền, cách lắp đặt, phương pháp bơm vữa, công dụng, phương pháp căng kéo. Cơ bản chúng ta có thể phân chia như dưới đây:

1. Theo mục đích sử dụng:

– Neo tạm thời: Là loại neo có ứng dụng trong thời gian dưới 24 tháng, mục đích sử dụng chủ yếu để ổn định tường vây, tường cừ của hố móng công trình đào sâu và có thể tháo rút cáp neo ra sau khi kết cấu hầm có khả năng tự cân bằng lực.

– Neo cố định (vĩnh cửu) được sử dụng lâu hơn tùy thuộc vào thời gian tồn tại của công trình, nó sẽ tham giao vào quá trình chịu lực chung của công trình.

2. Phân loại theo cách thức bầu neo tạo lực ma sát giữa lớp đất nền:

– Neo tạo lực ma sát kéo

– Neo tạo lực ma sát nén

– Neo hỗn hợp (tạo lực ma sát kéo + nén)

* Neo ma sát nén còn được phân biệt theo tải trọng tải tập trung và tải trọng phân bố.

So sánh theo đặc điểm của từng dạng neo

■ Neo tạo lực kéo

Khi căng kéo neo, tải trọng neo sẽ được truyền vào bầu neo thông qua phần cáp liên kết với vữa bầu neo. Do sự tập trung lực kéo tại điểm tiếp giáp giữa bầu neo và phần tự do sẽ gây ra hiện tượng nứt vữa bầu neo và gây ra sự giảm tải trọng neo. Ngoài ra quá trình từ biến và quá trình tách dính giữa cáp dự ứng lực với vữa bầu neo cũng gây ra hiện tượng giảm tải trọng neo.

Mô hình truyền tải trọng từ đất cáp neo, vữa bầu neo và đất nền được thể hiện trong hình 1 và Quá trình phân bố lực ma sát bầu neo với đất nền xung quanh được biểu thị trên hình A.

■ Neo tạo lực nén tập trung.

Neo tạo lực nén tập trung sử dụng cáp dự ứng lực được bọc bởi ống nhựa P.E và một kết cấu được bố trí ở cuối bầu neo để truyền lực từ cáp neo qua vữa bầu neo và đất nền xung quanh. Tải trọng neo được truyền vào bầu neo và đất nền dưới dạng lực nén nên sẽ hạn chế được hiện tượng nứt vữa bầu neo và giảm tải trọng neo do vữa bầu neo bị nứt, tuy nhiên vữa bầu neo sẽ đòi hỏi có cường độ cao đáp ứng được lực nén. Và cũng do tải trọng tập trung tại một vị trí nên neo tạo lực nén tập trung khó đảm bảo được tải trọng khi bầu neo đặt vào đất nền không tốt. Mặt khác tải trọng neo tạo lực ma sát nén tập trung cũng chịu tác động quả quá trình từ biến và hiện tượng tách dính giữa kết cấu truyền tải với vữa bầu neo.

Mô hình truyền tải trọng giữa cáp neo, kết cấu truyền tải, vữa bầu neo, đất nền được thể hiện trong hình 2. Quá trình phân bố lực ma sát giữa bầu neo với đất nền xung quanh được thể hiện trên hình B.

■ Neo tạo lực nén phân bố

Neo tạo lực nén phân bố khắc phục được những hạn chế của neo tạo lực kéo và neo tạo lực nén tập trung. Khi sử dụng neo tạo lực nén phân bố sẽ hạn chế hiện tượng nứt vữa bầu neo, không đòi hỏi cường độ vữa bầu neo lớn, tải trọng neo có thể đạt giá trị lớn khi bầu neo đặt trong nền đất thông thường.

Những năm gần đây, Samwoo đã đạt được bước tiến rất lớn trong việc phát triển công nghệ neo tạo lực nén phân bố cho phép neo có thể đạt tải trọng yêu cầu ngay cả khi bầu neo được đặt trong đất nền yếu.

Mô hình truyền tải trọng bầu neo và đất nền được thể hiện trong hình 3. Quá trình phân bố tải trọng của đất nền xung quanh bầu neo được mô tả trong hình C.