So sánh thiết kế neo thông thường và neo Hotdog cho hố đào sâu

Abstract: Ground anchor is an effective measure to stabilize D-wall of a

deep excavation. Recently, a new anchor method (hot dog anchor) is

presented in Vietnam. This papers compare the calculation results (Plaxis

program) of hotdog anchor and normal anchor. The results showed that

hotdog anchor can be effectively used for deep excavation when contructing

in soft soil layer.

pdf 7 trang yennguyen 4780
Bạn đang xem tài liệu "So sánh thiết kế neo thông thường và neo Hotdog cho hố đào sâu", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: So sánh thiết kế neo thông thường và neo Hotdog cho hố đào sâu

So sánh thiết kế neo thông thường và neo Hotdog cho hố đào sâu
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2019 44 
SO SÁNH THIẾT KẾ NEO THÔNG THƯỜNG 
VÀ NEO HOTDOG CHO HỐ ĐÀO SÂU 
NGUYỄN CHÂU LÂN* 
Design for hotdog and normal anchors 
Abstract: Ground anchor is an effective measure to stabilize D-wall of a 
deep excavation. Recently, a new anchor method (hot dog anchor) is 
presented in Vietnam. This papers compare the calculation results (Plaxis 
program) of hotdog anchor and normal anchor. The results showed that 
hotdog anchor can be effectively used for deep excavation when contructing 
in soft soil layer. 
Keywords: Hot dog anchor, Plaxis, soft soil, D-wall 
1. GIỚI THIỆU CHUNG 
Ở Việt Nam, các hố đào sâu hiện nay cũng đã 
áp dụng neo trong đất để giữ ổn định cho tường 
vây. Biện pháp neo trong đất có nhiều ứu điểm 
[1], [2]. Vì vậy, tòa tháp Keangnam Landmark 
Tower tại Hà nội, đã sử dụng hai tầng neo trong 
đất có sức chịu tải từ 35 - 40 tấn để thi công 2 
tầng hầm của tòa tháp này. Hiện nay khi thi 
công hố đào sâu, trong nhiều trường hợp thường 
dùng kết cấu khung chống để ổn định thành hố 
đào. Tuy nhiên khi hố đào có kích thước mặt 
bằng lớn, việc sử dụng khung chống sẽ khó 
khăn, thời gian thi công kéo dài. Khi đó có thể 
áp dụng biện pháp thi công neo trong đất nhằm 
giữ ổn định cho tường vây [3]. Việc thi công 
neo giúp cho chuyển vị của tường vây giảm, hố 
móng có thể tiến hành đào hở, tạo điều kiện đẩy 
nhanh tốc độ thi công. Các hố đào sâu áp dụng 
neo trong đất đã được áp dụng hiệu quả nhiều 
nơi trên thế giới [3]–[9]. 
a) Neo hot dog b) Neo thường 
Hình 1. So sánh bầu neo của neo hot dog và neo thường 
Năm* 2018, công ty Krvina và Dean (Hàn 
quốc) đã giới thiệu một loại neo mới tại Việt 
* Khoa Công trình - Đại học Giao thông Vận tải 
 03 Cầu Giấy-Láng Thượng-Đống Đa-Hà Nội 
 Email: nguyenchaulan@utc.edu.vn 
nam. Đây là neo được mở rộng phần bầu neo, 
gọi là neo hotdog. Các công trình hố đào sâu tại 
Hàn quốc đã áp dụng khá hiệu quả loại neo mới 
này. Tại Việt Nam, loại neo mới này được giới 
thiệu và thi công thử nghiệm tại dự án thuộc 
quận 2, thành phố Hồ Chí Minh. Đặc điểm của 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2019 45 
neo hotdog bao gồm kích thước bầu neo 
(D500mm) được tăng lên gấp 2,5 - 3 lần so với 
neo thông thường (Hình 1); mở rộng bầu neo 
bằng công nghệ khoan, phun trộn vữa áp lực cao 
với đất xung quanh khiến cho neo Hotdog có 
thể áp dụng đặc biệt thích hợp với loại đất yếu 
mà neo thường không áp dụng được; khả năng 
chịu lực tăng lên làm cho số lượng neo và chiều 
dài neo cũng được giảm đi làm cho chi phí thi 
công giảm, tăng hiệu quả kinh tế của dự án. Như 
vậy khi áp dụng neo hot dog thì chiều dài neo 
đi, sức chịu tải của neo sẽ tăng lên dẫn đến 
khoảng cách các neo cũng giảm đi. Bảng 1 tổng 
hợp so sánh giữa neo hotdog và neo thường. 
Bảng 1. So sánh neo hot dog và neo thường 
TT Tiêu chí so sánh Neo hotdog Neo thường 
1 Bầu neo Diện tích bầu neo tăng lên 
2,5-3 lần 
Bầu neo dễ bị phá hoại 
2 Số lượng neo Giảm số lượng neo Khi khoan đất xung quanh dễ bị 
xáo động 
3 Thi công Dễ dàng thi công, Giảm độ 
lún bề mặt 
Bầu neo cần khống chế tốc độ 
và áp lực 
Do vậy bài báo này trình bày phương pháp 
tính toán sức chịu tải, kết quả thí nghiệm hiện 
trường cho 2 loại neo là neo hot dog và neo 
thông thường. Từ kết quả tính toán sẽ đánh giá 
được yếu tố kỹ thuật của hai loại neo, khả năng 
áp dụng của chúng. 
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
2.1. Điều kiện địa chất 
Hình 2. Vị trí lỗ khoan 
Đánh giá chung điều kiện địa chất của khu 
vực như sau: Lớp địa chất số 2 - Bùn sét lẫn 
nhiều hữu cơ, là lớp đất sét yếu và khá dày với 
chiều dày trung bình là 11m xuất hiện tại tất cả 
các vị trí hố khoan, đồng thời nằm toàn bộ trong 
phạm vi đào của hố đào. Chiều dày lớp địa chất 
này không thay đổi nhiều trong phạm vi các hố 
khoan HK2, HK3, HK4 theo báo cáo địa chất từ 
chủ đầu tư (hình 3, 4). 
2.2. Giới thiệu về công trình 
Một số chỉ tiêu kỹ thuật của công trình: 
Mặt bằng dự kiến xây dựng có kích thước 
193,1 x 82,32m; Quy mô 3 tầng hầm và 1 hầm 
lửng; Chiều sâu hố đào sâu nhất của công trình 
so với mặt đất tự nhiên là 15m. 
Công trình sử dụng phương pháp đào mở với 
hố đào được giữ an toàn bằng tường vây 
Barrette dài 22,7m. 
Tường vây barrette được chống đỡ bằng 3 hệ 
shoring và hệ neo đất tùy vị trí thi công. Phương 
án móng dự kiến là móng cọc nhồi đường kính 
1,2m. Sức chịu tải của cọc dự kiến là 600T. 
2.3. Mặt cắt tính toán 
Bài báo sẽ phân tích tính toán cho 2 trường 
hợp neo thường và neo hot dog. Chiều dài neo 
hot dog là 32m cho tầng đầu tiên; đường kính 
neo hotdog là 400mm, bầu neo dài 12m. Neo 
thường có chiều dài là 34m, vị trí có chiều dài 
neo lớn nhất là 38m, đường kính 150mm, bầu 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2019 46 
neo có chiều dài là 16m. Mặt cắt phân tích 1-1 
được tính toán theo địa chất hố khoan gần nhất 
nhằm đảm bảo mô phỏng chính xác ứng xử của 
phạm vi đất ngay sau tường (Hình 3, 4). Sự thay 
đổi của địa tầng trong phạm vi hố đào, nằm xa 
vị trí hố khoan và vị trí mặt cắt tính toán tương 
ứng có thể được bỏ qua do ảnh hưởng lên 
chuyển vị tường là không lớn. 
3
5
°
3
5
°
3
5
°
HOTDOG ANCH OR(C.T.C 2,000)
PC STRAND D15 .2x4EA
3
5
°
H K04
G.L .(-)4.300
G.L .(-)7.400
G.L .(-)10.400
G.L .(-)14.700
G.L. (-)1.800
1
4
,3
0
0
1
,5
0
0
3
,0
0
0
3
,3
0
0
3
,4
0
0
9
,0
0
0
G .L .(-)16.100
20,000
12,000
14,000
12, 000
8,000
12,000
6,000
12,000
D -W ALL
D 800
1.50
1
14.50
21.00
23.50
2
3A
4
5
3
,1
0
0
H OTDOG ANCH OR(C.T.C 2,500)
PC STRA ND D15 .2x4EA
Hình 3. Mặt cắt tính toán vị trí mặt cắt 1-1 
 neo hot dog 
Hình 4. Mặt cắt tính toán vị trí mặt cắt 1-1 
neo thường 
2.4. Phân tích, tính toán hố đào dùng neo 
hot theo phần mềm Plaxis 
Phần mềm Plaxis là phần mềm thương mại, 
được ứng dụng phổ biến để tính toán hố đào 
sâu. Đây là phần mềm tính toán theo phương 
pháp phần tử hữu hạn, có nhiều ứng dụng trong 
tính toán nền móng, hố đào. Các thông số nhập 
vào phần mềm Plaxis bao gồm, phần phần bầu 
neo, cáp neo và thông số của nền đất như chỉ ra 
ở Bảng 2, 3 và Bảng 4. Mô hình bài toán được 
chỉ ra ở hình 6 và hình 7. Hố đào có 4 tầng neo, 
chiều sâu đào lớn nhất 15m. Các mô hình đất 
theo mô hình Morh-Coulomb theo Bảng 4. 
Bảng 2. Bảng thông số khai báo bầu neo hotdog 
TT Loại 
Thông 
số 
EA 
 [kN/m] 
1 Neo 
hot dog 
4,08E+6 
2 Neo thường 
Bầu 
neo 3,38E+6 
Bảng 3. Bảng thông số khai báo cáp neo đất 
TT Loại EA 
Khoảng 
cách 
 Thông 
số 
[kN] [m] 
1 Neo hot 
dog 
1,12E+5 2 
2 Neo 
thường 
Cáp 
neo 9,87E+4 1,7 
Bảng 4. Thông số khai báo đầu vào của đất nền vị trí BH05 
Tên lớp 1 2 3a 4 5 
Loại đất Cát san lấp Bùn sét Sét pha nặng Sét pha Sét 
Tính chất 
của đất 
Rời Chảy Nửa cứng Dẻo nhão Dẻo mềm 
MC MC MC MC MC 
Mô hình 
Drained Un-drained B Un-drained B Un-drained A Un-drained A 
gunsat (kN/m³) 18,5 15,0 19,3 18,8 17 
gsat (kN/m³) 19 15,21 20,32 19,29 17,42 
Eref (kN/m² ) 24000 21800 84350 30000 18000 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2019 47 
Tên lớp 1 2 3a 4 5 
cref (kN/m² ) 1 - - 14,3 30,2 
j (độ) 25 - - 21 11,35 
cu (kN/m² ) - 43,6 168,7 - - 
ju (độ) - 0 0 - - 
y (độ) 0 0 0 0 0 
n 0,31 0,35 0,31 0,33 0,34 
kx (m/day) 8 0,0002 0,002 0,002 0,0002 
kx (m/day) 4 0,0001 0,001 0,001 0,0001 
Rinter. 0,67 0,67 0,5 0,67 0,67 
SPT - 2 13 11 12 
 Version 2010.1.0.6019
Project des cripti on
Project f ilename
Date
User name
AnPhu 4/12/2019
AnPhu - MC1sua lai 11 ... National Taiwan Univ of Science and Tech
x
y
A A
A A
0 1
2 3
4 5
6
7
8
9
10 11
12 13
14 156 17
18 19
20 21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34 35 36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
-40.00 -30.00 -20.00 -10.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00
0.00
-10.00
-20.00
-30.00
-40.00
-50.00
Hình 5. Mô hình tính toán neo Hot dog 
trong phần mềm Plaxis 
 Versio n 2010.1.0.6019
C :\Users \Admin\De skto p\Tham tra An Phu
Pro ject d esc ript ion
Pro ject f il ename
Dat e
User name
AnPhu 5/11/2019
AnPhu - MC1.P2D National Taiwan Univ of Science and Tech
x
y
A A
A A-55.00 -50.00 -45. 00 -40.00 -35.00 -30.00 - 25.00 -20.00 - 15. 00 - 10. 00 -5.00 0.00 5.00 10. 00 15.00 20.00 25. 00 30.00 35.00 40. 00 45.00 50.00 55.00
0.00
-5.00
-10.00
-15.00
-20.00
-25.00
-30.00
-35.00
-40.00
-45.00
Hình 6. Mô hình tính toán neo thường 
 trong phần mềm Plaxis 
Bảng 5. Khả năng chịu tải của neo theo địa chất 
Lực tối đa 
Lực làm 
việc Ds Ls tu 
Tu=πDsLstu 0,5Tu 
(m) 
Tên lớp đất 
(m) 
NSPT 
(kPa) (kN) (kN) 
0,4 (Neo hot dog) 12 13 100 1507,2 753,6 
0,15 (neo thường) 
Sét pha 
18 13 100 847,80 423,90 
Khả năng chịu tải của neo theo lý thuyết 
được tính toán theo tiêu chuẩn hiện hành, từ 
bảng 5 nhận thấy sức chịu tải theo đất nền khi 
tính toán lý thuyết của neo hot dog lớn hơn so 
với neo thường khoảng 1,8 lần. 
3. KẾT QUẢ 
3.1. Sức chịu tải của neo theo thí nghiệm 
thử tải cho hai loại neo hotdog và neo thường 
Nhằm đánh giá khả năng chịu lực của neo 
hot dog và neo thường. Tiến hành thí 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2019 48 
nghiệm thử tải cho hai loại neo theo như 
bảng 6 bên dưới. Tiêu chuẩn thí nghiệm thử 
tải theo tiêu chuẩn FHWA và tiêu chuẩn 
Việt Nam [10], [11]. 
Kết quả cho thấy neo hot dog có khả năng 
chịu tải trọng lớn hơn. Lực kéo thí nghiệm lớn 
nhất cho neo thường là 53 tấn và neo hot dog 
là 65 tấn. Như vậy sức chịu tải của neo có thể 
lấy 42 tấn cho neo thường và 50 tấn cho neo 
hot dog cho cùng địa chất (bằng lực kéo lớn 
nhất/1.25), như vậy sức chịu tải khi thi công 
neo thử của neo hotdog so với neo thường là 
1,2 lần. 
Bảng 6. Thông số neo thử tải 
Loại 
neo 
Chiều 
dài 
tổng 
cộng 
(m) 
Đường 
kính 
bầu neo 
(mm) 
Chiều 
dài 
bầu 
neo 
(m) 
Lực 
kéo 
lớn 
nhất 
(tấn) 
Neo 
hot dog 
32 400 16 65 
Neo 
thường 
38 150 12 53 
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
80
70
60
50
40
30
20
10
0
 Neo thuong
 Neo hot dog
T
a
i 
tr
o
n
g
 (
ta
n
)
Chuyen vi (mm)
Hình 7. Kết quả thí nghiệm neo thử 
(đường cong tải trọng-chuyển vị) cho neo 
hotdog và neo thường 
3.2. Kết quả tính toán bằng phần mềm Plaxis 
Hình 8. Chuyển vị tổng trong giai đoạn đào 
cuối cùng neo hot dog 
Hình 9. Chuyển vị tổng trong giai đoạn đào 
cuối cùng neo thường 
Hình 10. Mô men của tường trong giai đoạn 
đào cuối cùng đối với neo Hotdog 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2019 49 
Hình 11. Mô men của tường trong giai đoạn 
đào cuối cùng đối với neo thường 
3.3. Tổng hợp kết quả 
Từ bảng 6 có thể rút ra một số kết luận 
như sau: 
• Đối với neo hotdog (chiều dài lớn nhất 
32m) thì chiều dài neo giảm so với neo thường 
(chiều dài 36-38m). 
• Khả năng chịu tải của neo hotdog cũng 
lớn hơn so với neo thường khoảng 20%, nhưng 
chiều dài bầu neo của neo hotdog là 12m, trong 
khi chiều dài bầu neo của neo thường là 16m. 
• Về chuyển vị của neo thường vào neo 
hotdog thì kết quả ra khá giống nhau, tuy nhiên 
mô men tác dụng vào tường vây của neo thường 
lớn hơn so với neo hotdog (Hình 10 và 11). 
• Chiều dài của neo thường khá lớn, có 
những vị trí nguy hiểm là 38m, dẫn đến khó 
kiểm soát độ giãn dài, có thể dẫn tới rủi ro cho 
công trình. 
Bảng 6. Kết quả tính toán tường vây 
Chuyển vị ngang của 
tường W800 (cm) 
Loại neo 
Tại đỉnh tường 
Tại đáy 
hố đào 
Giới hạn chuyển 
vị ngang 
dht/He (%) 
(<0,5%) 
M max 
(kN.m/m) 
 (Neo hot dog) 1,365 6,5 0,42 603,9 
Neo thường, 
khoảng cách các 
neo 1,7m 
1,458 6,8 0,45 
645,60 
4. KẾT LUẬN 
Dựa vào kết quả tính toán, phân tích lý 
thuyết, tính toán bằng phần mềm Plaxis và kết 
quả thử tải neo tại hiện trường cho phép rút ra 
được một số kết luận ban đầu như sau: 
- Neo hotdog có thể rút ngắn được chiều 
dài neo, tăng khoảng cách giữa các neo so với 
neo thường. 
- Khả năng chịu tải của neo hotdog cũng lớn 
hơn so với neo thường khoảng 20%. 
- Chiều dài của neo thường khá lớn, có thể 
dẫn đến độ giãn dài lớn. Mô men của tường vây 
cũng lớn hơn so với neo hotdog 
- Cần nghiên cứu thêm kết quả quan trắc 
thực tế inclinometer của tường vây và hiệu 
chỉnh thiết kế cho phù hợp với địa chất khu 
vực đất yếu 
LỜI CẢM ƠN 
Tác giả xin chân thành cảm ơn công ty 
Krvina và các công ty, đơn vị đã cung cấp số 
liệu cho bài báo, đặc biệt số liệu thử tải neo 
Hotdog. 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2019 50 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Nguyễn Hoàng Sơn, và Vũ Quang 
Trung, “Bố trí hợp lý neo cho tường chắn có 
neo,” pp. 2–5. 
[2] Dương Hồng Thẩm, “Đề nghị một 
phương thức dự báo chuyển vị ngang lớn nhất 
của tường vây dựa vào các thông số độ cứng 
không thứ nguyên của hệ chống vách,” Tạp Chí 
Khoa Học Trường Đại Học Mở Tp.Hcm, vol. 5, 
no. 44, pp. 74–81, 2015. 
[3] J. Josifovski, S. Gjorgjevski, and M. 
Jovanovski, “Numerical analysis of 20.5 m deep 
excavation with anchored diaphragm wall,” 
Geotech. Asp. Undergr. Constr. Soft Gr., pp. 
835–841, 2012. 
[4] H. Khabbaz, E. X. Lin, and B. Fatahi, 
“A Parametric Study on Shoring Structures with 
Multi-Row Anchors in Layered Soil,” no. June, 
pp. 81–88, 2014. 
[5] S. Low and Y. Hup, “Design Challenges 
and Performance Evaluation of Temporary 
Removable Ground Anchor in Old Alluvium – 
A Singapore Case History,” pp. 1–20, 2012. 
[6] A. M. Dam, “Design of Retaining Walls 
at Metro Nordhavnen – a Case Story,” pp. 
1013–1018, 2016. 
[7] P. Ali, L. Siavash, and A. Bahram, “A 
Case Study on Excavation Stabilization Using 
Ground Anchors and High Pressure Injection,” 
Grouting and Deep Mixing 2012. pp. 1115–
1123, 10-May-2019. 
[8] N. C. Lan and T. Q. Manh, “Comparison 
of Analytical and Numerical Analysis Results of 
Deep Excavation for Nhon -- Hanoi Urban 
Railway Project in Hanoi, Vietnam,” in 
Proceedings of the 2nd International 
Symposium on Asia Urban GeoEngineering, 
2018, pp. 164-173. 
[9] Châu Trường Linh và Phạm Phú Hải, 
“Tính Toán Gia Cường Mái Dốc Nền Đào Bằng 
Hệ Neo Mềm Ứng Suất Trước Chống Sụt Trượt 
- Đá Rơi Cho Tuyến Đường Hoàng Văn Thái 
Nối Dài Đi Bà Nà Thành Phố Đà Nẵng ,” vol. 
11, no. 96, pp. 103–109, 2015. 
[10] FHWA, “GEOTECHNICAL 
ENGINEERING CIRCULAR NO. 4. Ground 
Anchors and Anchored Systems,” 1999. 
[11] Bộ khoa học công Nghệ, “TCVN-8870-
2011/: ‘Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu neo 
đất’.,” 2011. 
Người phản biện: TS. NGUYỄN ANH DŨNG 

File đính kèm:

  • pdfso_sanh_thiet_ke_neo_thong_thuong_va_neo_hotdog_cho_ho_dao_s.pdf