Trong những năm gần đây, nhiều công nghệ mới được ứng dụng vào lĩnh vực công trình nói chung và ngành thủy lợi nói riêng và đem lại hiệu quả cao về kinh tế, xã hội, kỹ thuật. Bài viết phân tích đánh giá việc ứng dụng cọc ván thép trong thi công các công trình thủy lợi, qua đó cho thấy tiềm năng to lớn của công nghệ này

Trước đây, các công trình ngăn sông được thi công theo công nghệ truyền thống. Dạng thi công này bao gồm các hình thức sau:

1. Thi công công trình trên bãi sông.
2. Xây dựng công trình ngay trên lòng sông dẫn qua kênh dẫn dòng được đào vòng qua khu vực thi công
3. Xây dựng từng phần ngay trên lòng sông, dẫn dòng qua phân sông còn lại.
Đối với các công trình xây dựng trên lòng sông, giữ khô hố móng là đê quay sang bằng đất đắp vây xung quanh hạng mục cần thi công. Công nghệ này thích hợp đối với các công trình xây dựng trên sông vừa và nhỏ, những nơi thuận tiện cho việc lấy đất và đắp đê quay sanh. Trong điều kiện sông rộng và sâu, những nơi dân cư đông đúc, điều kiện thi công chật hẹp thi công thép công nghệ truyền thống rất phức tạp và tốn kém, do vậy sử dụng cọc ván thép làm đê quay sanh là một giải pháp tối ưu.

Cọc ván thép được sử dụng làm khung vây để thi công các hạng mục công trình đã khẳng định được tính ưu việt, giải quyết được các vấn đề về kỹ thuật mà phương pháp thi công truyền thống không khắc phục được. Tuy nhiên, điều kiện ứng dụng và việc lựa chọn kết cấu khung vây là một vấn đề rất quan trọng quyết định đến an toàn thi công công trình và hiệu quả kinh tế của dự án. Mục tiêu của bài viết này là đưa ra một số đề xuất trong sử dụng cọc ván thép để thi công các công trình ngăn sông đồng bằng và ven biển.

Sử dụng cọc ván thép trong thi công công trình ngăn sông

Cọc ván thép được sử dụng khá phổ biến trong lĩnh vực giao thông để thi công các hạng mục hạ bộ công trình như bệ trụ cầu. Cọc ván được đóng liền nhau tạo thành vách đứng ngăn nước, giữ cho hố móng công trình được khô ráo trong suốt quá trình thi công. Trong lĩnh vực xây dựng công trình ngăn sông, cọc ván thép cũng được sử dụng với vai trò như đê quay trong công nghệ truyền thống. Khung vây cọc ván thép giữ cho hố móng luôn khô ráo, tạo điều kiện cho việc thi công các hạng mục công trình dưới lòng sông. Khung vây cọc ván thép phù hợp cho thi công các công trình trên lòng sông sâu mực nước thường lớn hơn 3m, nền công trình có hệ số thấm cao hoặc nơi có hiện tượng cát chảy. Kết cấu khung vây cọc ván thép trong xcây dựng công trình ngăn sông có 2 dạng chính. Khung vây một hàng cọc ván thép và khung vây hai hàng cọc ván thép.


Khung vây một hàng cọc ván thép

Kết cấu khung vây một hàng cọc ván thép được sử dụng khi móng hạng mục công trình hẹp. Kết cấu khung vây gồm các cọc ván thép đóng xỏ me kín khít với nhau đóng sâu vào đất nền. Chiều sâu cắm vào nền khoảng ½ chiều sâu cột nước. Các cọc ván thép được giữ ổn định bằng các tầng khung chống trong. Đối với khung vây dạng này thường phải đổ bê tông vữa dâng phản áp trong nước. Lớp bê tông này có tác dụng chống chân khung vây và chống đẩy trồi đất vào trong hố móng. Áp lực nước tác dụng lên cọc ván thép thông qua hệ khung chống trong này sẽ triệt tiêu nhau. Số lượng và khoảng cách giữa các tầng khung chống phụ thuộc vào độ cứng của loại cọc ván thép và kết cấu dầm chống trong. Thông thường từ 3 đến 4m, càng xuống sâu, khoảng cách giữa các tầng khung chống càng nhỏ.

Khung vây một hàng cọc ván thép chỉ nên sử dụng khi kích thước một trong hai chiều dài hoặc rộng của hạng mục thi công không quá 25m. Với kích thước lớn hơn thì kết cấu của khung chống trong thường mất ổn định, không đảm bảo an toàn cho thi công công trình. Lúc này nên sử dụng khung vây hai hàng cọc ván thép.


Khung vây hai hàng cọc ván thép

Khung vây hai hàng cọc ván thép được sử dụng khi thi công các hạng mục dưới lòng sông có diện tích rộng, kích thước hai chiều đều lớn. Kết cấu khung vây hai hàng cọc ván thép gồm hai vòng vây cọc ván thép xỏ me với nhau và đóng sâu vào đất nền, chiều sâu ngập trong đất khoảng ½ chiều sâu cột nước. Giữa hai hàng cọc ván thép là đất hoặc cát. Khoảng cách giữa hai hàng cọc ván thép phụ thuộc vào chiều sâu cột nước, thường chọn khoảng cách giữa hai hàng cọc ván thép là 0.8 lần chiều sâu cột nước.

Khung vây dạng này ổn định nhờ vào các thanh giằng néo và khối đất đắp giữa hai hàng cọc ván thép. Do các cọc ván thép được xảm và tự kín nước với nhau nên khối đất đắp trong khung vây nên chọn loại có góc ma sát lớn như cát hoặc đất pha cát để tăng ổn định và dễ dàng thi công bằng tàu hút.

Một số ứng dụng cọc ván thép trong thi công công trình ngăn sông:

Trong những năm gần đây, Viện Khoa học Thủy lợi đã ứng dụng cọc ván thép trong thi công cho một số công trình ngăn sông như đập Sông Cui - Long An, đập Thảo Long - Thừa Thiên Huế, cống Đò Điểm - Hà Tĩnh.

Đập Sông Cui gồm 2 khoang x 8m, cột nước sâu 6m, kết cấu dạng đập trụ đỡ, được thi công bằng khung vây một hàng cọc ván thép, đây là công trình thử nghiệm về kết cấu và biện pháp thi công. Giá thành xây dựng được đánh giá là ngang bằng với thi công theo công nghệ truyền thống nhưng thời gian lâu hơn.

Đập Thảo Long trên sông Hương gồm 15 khoang x 31.5m + 8m âu thuyền được thiết kế theo công nghệ đập trụ đỡ và thi công trong khung vây của một hàng cọc ván thép, công trình đã hoàn thành và đưa vào sử dụng. Việc sử dụng cọc ván thép để thi công đã giảm đáng kể chi phí xây dựng và quan trọng hơn là không phải đắp đê quay đất với khối lượng rất lớn ảnh hưởng tới tiêu thoát lũ trong thời gian thi công.

Cống Đò Điểm trên sông Nghèn gồm 12 khoang cửa tự động 8m, 4 khoang cửa ván cung 16m và 8m âu thuyền. Công trình được chia làm 5 phân đoạn, mỗi phân đoạn có kích thước 38.5m x 40m được thi công trong khung vây hai hàng cọc ván thép. Hiện nay đã thi công được 4 phân đoạn. Nếu thi công theo công nghệ truyền thống thì rất phức tạp và tốn kém vì sông sâu, dẫn dòng khó khăn và gây ngập lụt trong mùa mưa lũ.

Kết luận

Cùng với ứng dụng công nghệ mới trong kết cấu công trình thì thay đổi công nghệ thi công là cần thiết và phù hợp với khoa học tiến bộ hiện tại. Khung vây cọc ván thép là một trong những tiến bộ khoa học cần nghiên cứu ứng dụng rộng rãi trong xây dựng công trình thủy lợi bởi tính ưu việt của nó. Tuy nhiên không phải ở tất cả mọi điều kiện cọc ván thép đều phát huy hiệu quả cao hơn so với công nghệ truyền thống. Khung vây cọc ván thép sẽ có ưu thế hơn với những công trình xây dựng trên sông rộng và sâu, những nơi mặt bằng thi công chật hẹp, khó khăn về công tác giải phóng mặt bằng và những khu vực nền có hệ số thấm lớn, có hiện tượng cát chảy.

Tài liệu tham khảo
1. Execution of special geotechnical work. Sheet pile walls - European standard, June 1997.
2. http://www. Orientalsheetpiling.com/profile.asp.
3. Lê Văn Thông, Hotoshi Tanaka, Đăng Hải, Yoshihiko Taira - Cầu Kiền – Công trình cầu dây văng bê tông dự ứng lực ứng dụng công nghệ lắp hẫng các khối dầm hộp. Prestressed concrete Vol.46-No1, 2004 Japan.
Tác giả: TS. Nguyễn Văn Bản
Viện Khoa học Thủy lợi
Nguồn: Đặc san KHCN Thủy lợi

Sales of construction long products in Vietnam during September reached 382,000 tonnes, a fall of 21% from the previous month but an increase of 34.5% year-on-year, according to Vietnam Steel Association(VSA) data. Production of longs in September at 417,000t was lower by 4.9% m-o-m but higher by 2.5% y-o-y.

Consequently, cumulative sales of longs during this year’s .rst nine months reached 3.65m t, up 5.2%from corresponding period of 2010. Production rose to 3.74m t, an increase of 5.1% over January-September last year.

“Sales for September fell because of the rainy season and because of flooding in the Mekong Delta region,” VSA vice-chairman and general secretary Dinh Huy Tam tells SBB.September sales could also have been dragged down because sales during the previous month (August)were strong at 483,000t, he notes.
Macroeconomic policies implemented to rein in inflation – particularly those keeping bank lending interest rates high and restricting credit financing – have dampened steel demand.

“Apparent steel consumption could fall by 8-10% this year,” Tam says. Steel imports into Vietnam,particularly of .at steel products, have fallen sharply this year because of the slowdown in the electrical appliance, white goods and shipbuilding/ship repair sectors among others, he adds.
The VSA tracks data from its member steel mills that together contribute around 85% of Vietnam's long steel production.
Source: SBB Daily

Cọc ván thép được sử dụng đầu tiên từ những năm đầu của thế kỷ XX, các tấm Cọc ván thép đã phát triển thành một trong những vật liệu linh hoạt nhất trong kho vật liệu kỹ thuật xây dựng dân dụng. Với kỹ thuật sản xuất thép hiện đại và cải tiến của công nghệ hiện đại, Cọc ván thép được chế tạo với nhiều tính năng mạnh mẽ vượt trội, nhẹ hơn và linh hoạt hơn trong thi công.

Sản xuất cán nóng cọc ván thép
Các cải thiện đã diễn ra không chỉ trong quá trình sản xuất cọc ván thép mà còn trong các kỹ thuật lắp đặt - thi công. Trong bài này chúng tôi sẽ giới thiệu đến các chủng loại khác nhau của cọc ván thép tấm hay là các tiết diện của cọc như thường được gọi. Chúng tôi sẽ đề cập chi tiết về thi công trong một bài đăng sớm nhất.

Ngày nay cọc ván thép phát triển thành các tiết diện hình học khác nhau. Bắt đầu từ tiết diện cọc tấm chữ U là loại cừ ván thép phổ biến nhất, hiện nay còn có tiết diện hình chữ Z, cọc tiết diện phẳng hoặc kiểu Omega. Cọc phẳng hay straight web được sử dụng để hình thành các giếng kín (cofferdams)cỡ lớn.Linh động được sử dụng trong nhiều dự án quy mô lớn trong các công trình kỹ thuật dân dụng.

Bất kể các loại cọc ván thép nào, vẫn chủ yếu là được sản xuất với công nghệ cán nóng và có một số chủng loại được cán nguội. Sự khác biệt là quá trình sản xuất cán nguôi diễn ra ở nhiệt độ phòng, với vật liệu thép chạy qua hệ thống các trục với con lăn định hình, trong khi thép hình cán nóng được hình thành ở nhiệt độ cao. Từ công nghệ tạo hình nguội thép tạo ra các chủng loại cừ thép mỏng hơn rất nhiều so với thép cán nóng.

Cán nguội (cold rolling) cọc ván thép
Như có thể thấy trong bản vẽ kèm theo, kích thước của cọc ván thép được định dạng theo các thông số b, h, e. Trừ những cọc ván dạng tấm phẳng. Các thông số này đại diện cho bản rộng của tiết diện, Chiều cao của tiết diện, và độ dày mỏng bản bụng và bản cánh. Với cọc dạng tấm phẳng, chiều rộng được ký hiệu là L và W. chiều cao hay độ dày được ký hiệu là e. Các loại kích thước rộng bản, dày mỏng khác nhau tạo nên các loại cọc ván thép có khả năng chịu áp lực, tải trọng khác nhau.

Nếu bạn chú ý vào chiều dày tiết diện, ví dụ cọc van tiết diện chữ U, bạn sẽ thấy rằng độ dày bản bụng là dày hơn so với chiều dầy bản cánh. Bản cánh được thiết kế mỏng hơn do sự làm việc của bản cánh là thứ yếu trong kết cấu cọc và giúp cọ nhẹ hơn cũng như dễ dàng trong thi công. Thiết kế đã tính toán trước độ dày tối ưu của bản cánh và bản bụng trước khi các cọc ván được sản xuất theo một quy cách nhất định. Cả hai độ dày ảnh hưởng đến khả năng chịu lực - kháng uốn của các tấm cọc. Một lần nữa, nếu bạn nghiên cứu các loại tiết diện cọc ván thép, khả năng chịu lực được kỹ thuật hóa bằng các con số đại diện cho "Mô men Quán tính - Moment of Inertia " và "Mô đun tiết diện - Section Modulus".

Cọc ván thép tiết diện chữ U

Cọc ván thép tiết diện chữ U, với độ sâu và chiều rộng cũng như độ dày tiết diện. Chiều sâu tiết diện (hay chiều cao của cả tường cừ) sẽ gấp hai lần một cọc đơn khi được cài đặt vào nhau.

Cọc ván thép tiết diện chữ Z
Cọc ván thép tiết diện chữ Z, với độ sâu và chiều rộng cũng như độ dày tiết diện có thể giống hoặc khác nhau. Chiều sâu tiết diện (hay chiều cao của cả tường cừ) không thay đổi so với một cọc đơn khi được cài đặt vào nhau. Sau khi cài đặt hai cây cọc đơn, ta có một cọc tiết diện tổng thể như cọc chữ U.

Cọc ván thép tiết diện phẳng - Straight web
Cọc dạng tấm phẳng có chiều sâu nông, chủ yếu là khả năng kết hợp và chịu lực kéo cao giữa các tiết diện dơn. Về cơ bản một tấm cọc dạng phẳng bằng thép với các tính năng lồng vào nhau ở cả hai bên, tạo nên các tổ hợp chịu lực lớn là tường chắn không trọng lực cho các khu nước sâu hay địa chất rất yếu.

Cọc ván thép tiết diện Ω (Omega)

Với cọc tiết diện Ω, chúng có khả năng kết hợp và khả nặng hạ cọc sát vào tường của các địa hình thi công hiện hữu bị hạn chế. Các cọc Omega có lợi thế trong lượng nhẹ cho các kết cấu vĩnh cữu với chi phí hợp lý.

Chúng tôi là chuyên gia hàng đầu trong việc thiết kế và xây dựng tầng hầm sâu với giải pháp tường vây cừ ván thép. Giải pháp sáng tạo tạo này liên quan đặc biệt đến việc sử dụng các cọc bản hợp thành tường chắn vĩnh cửu để xây dựng tường tầng hầm hoàn thiện dưới lòng đất được sử dụng cho các bãi đỗ xe ngầm, trạm bơm, tầng hầm, bể chứa và các ứng dụng khác, nơi các cấu trúc dưới lòng đất của các công trình lân cận được giữ lại toàn vẹn theo yêu cầu.

Với khả năng kết hợp chặt chẽ với kinh nghiệm sản xuất hàng đầu, đội ngũ các kỹ sư tư vấn và các nhà thầu chuyên nghiệp từ giai đoạn tiền khả thi, chúng tôi có thể cung cấp các giải pháp tối ưu để tạo ra các ứng dụng kỹ thuật có giá trị cho bất kỳ công trình xây dựng tầng hầm vĩnh cửu bằng tường vây cừ thép. Thường ứng dụng của cừ thép trong tường vây và tường hoàn thiện tầng hầm vĩnh viễn thay thế cho tường bê tông truyền thống mang lại một khoản tiết kiệm đáng kể trong chi phí xây dựng và mang lại lợi ích chung cho cộng đồng.

Công ty cũng cung cấp các kỹ thuật thi công xây dựng tầng hầm ngay cả tại những địa điểm bị hạn chế và khó khăn trong thi công với các thiết bị chuyên dụng, tối tân nhất mà chúng tôi trang bị.

Thông qua kinh nghiệm thiết kế, chúng tôi có đội ngũ chuyên gia tính toán lựa chọn các loại vật liệu cọc ván thép phù hợp nhất. Ngoài ra, tùy theo từng dự án, chúng tôi cũng tính đến việc tính toán để hỗ trợ thiết kế hệ giằng chống giảm tải trọng đất hoặc các biện pháp thi công chống đỡ, neo giằng phù hợp.

Hiện tại công ty cũng đã phát triển một loạt các loại vật liệu chống thấm để đảm bảo tường được kín nước 100% trong xây dựng tầng hầm và dễ dàng thực hiện, trong đó bao gồm cả các quy trình hàn kín chỗ các bản nối làm cho tường cừ được kín nước hoàn toàn. Tất cả những chi tiết xây dựng đảm bảo kín nước đáp ứng các yêu cầu chống thấm của tiêu chuẩn BS8102: 1990 "Quy tắc thực hành cho các cấu trúc bảo vệ chống thấm nước từ mặt đất.

Là một nhà cung cấp & thi công tiên phong trên thị trường, chúng tôi đã có một danh sách các dự án rộng khắp về quy mô và đa dạng về các ứng dụng, sau đây là một vài dự án mà chúng tôi đã thi công:

Rochester Riverside - Kent (UK - Đông Nam Nước Anh)
Đây là một dự án trọng điểm trong chương trình tái sinh vùng Medway do Hội đồng Medway chủ trì. Nó bao gồm 32 ha trong khu vực Brownfield với một bờ kè dài hơn 2,5 km dọc theo sông Medway. Dự án được lưa chọn để phát triển một khu phức hợp dân cư bao gồm 2,000 căn hộ, cửa hàng, khách sạn, quán cà phê, văn phòng, các cơ sở giáo dục, y tế và cộng đồng cùng các cơ sở và các khu vực giải trí.

Tập đoàn ArcelorMittal đã cung cấp các sản phẩm cừ ván thép cho quy mô dự án trên. Các bạn có thể tải về file PDF thông tin chi tiết bằng tiếng Anh cho dự án trên link tại: http://www.arcelormittal.com/sheetpiling/uploads/files/AMCRPS_Rochester_Riverside_GB_E.pdf

Cảng hậu cần APENAL - Porto Amboim - Angola
Việc xây dựng bãi cảng mới sẽ cung cấp cho tổ hợp một khu vực làm việc cần thiết để xây dựng kết cấu cho ngành dầu khí và sẽ cho phép cho việc chuyển đổi công năng sử dụng trước đây của Phương Tiện Vận Chuyển Dầu Thô Siêu Kích Cỡ (Very Large Crude Carriers - VLCC) để biến thành Tàu Nổi Lưu Trữ (Floating Production Storage Offloading vessels - FPSOs), và hỗ trợ yêu cầu phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp dầu khí ngoài khơi của Angola.

Tập đoàn ArcelorMittal đã cung cấp các sản phẩm cừ ván thép cho dự án trên. Các bạn có thể tải về file PDF thông tin chi tiết bằng tiếng Anh cho dự án trên link tại đây:http://www.arcelormittal.com/sheetpiling/uploads/files/AMCRPS_Paenal_Angola_HQ_EN.pdf
Cầu Tàu Spool Base, Dande - Angola
Tổ hợp đa công năng 'Angoflex' được khánh thành tháng 3 năm 2006 và được nằm trong khu phức hợp hàng hải đa năng Dande, Angola.
Một công ty xây dựng Bồ Đào Nha được chọn là nhà thầu chính xây dựng cầu cảng này nằm ở phía bắc Luanda, gần cửa sông Dande, cho các dịch vụ của xà lan và tàu kéo rải đường ống. Nó được thiết kế độc đáo với một cầu tàu dài 600 m, và độ sâu đến 11 m khu vực mạn cập tàu.


Chúng tôi đã cung cấp các sản phẩm cừ ván thép cho dự án cầu cảng này. Các bạn có thể tải về file PDF thông tin chi tiết ứng dụng và các thông tin bổ ích khác về dự án bằng tiếng Anh với link tại đây: http://www.arcelormittal.com/sheetpiling/uploads/files/AMCRPS_Angola_%20Dande_Jetty.pdf

Đê chắn sóng cho "Marina Pez Vela"
Trong năm 2007 một nhóm các nhà đầu tư địa phương Costa Rica quyết định bắt đầu đàu tư dự án "Marina Pez Vela". Bến du thuyền với 308 chỗ đỗ cùng hệ thống đê chắn sóng là một trong những đê chắn sóng phức tạp và tinh tế nhất từng được thiết kế và thi công cho một bến du thuyền giải trí, cung cấp một bến cảng an toàn cho du thuyền và bảo vệ an toàn khu vực khỏi gió bão.


Để tham khảo các ứng dụng của cừ ván thép cho dự án cầu cảng du lịch này. Các bạn có thể tải về file PDF (0.42MB)thông tin chi tiết bằng tiếng Anh tại đây: http://www.arcelormittal.com/sheetpiling/uploads/files/AMCRPS_%20Costa_Rica_EN.pdf

Thành Phố Cảng Dubai

Các dự án hải cảng thành phố Dubai nằm gần cảng Rashid ở Dubai nó bao gồm một bán đảo nhân tạo 2km2 cung cấp cho khu vực các công năng sử dụng khác nhau như nhà ở, khu kinh doanh, bến du thuyền cũng như cảng sửa chữa tàu được trang bị hệ thống máy nâng hạ tàu cho khu cảng bảo trì sữa chữa.


Chúng tôi đã cung cấp các sản phẩm cừ ván thép cho dự án này, để biết thêm thong tin các ứng dụng các bạn có thể tải về file PDF (1.48MB)thông tin chi tiết bằng tiếng Anh: http://www.arcelormittal.com/sheetpiling/uploads/files/64d76a78f41249d4df6b457509e2e562.pdf

HSL (High Speed Line - Tàu Cao Tốc) Nam Hà Lan

Để hòa váo mạng lưới đường sắt quy mô xuyên suốt châu Âu trong năm 2007, Hà Lan đã hoàn tất các hạng mục quan trọng của hệ thống giao thông tương lai cho cộng đồng, các đường tàu tốc độ cao trên lảnh thổ Đất nức hoa Tulip.


Chúng tôi đã tham gia các công việc sau
-Cung cấp các giải pháp sắt thép để xây dựng & đường sắt
-Tư vấn vật liệu cho công việc xây dựng
-Tư vấn thi công / giám sát thực nghiệm thi công tại công trường.
Đính kèm là thông tin dự án: http://www.arcelormittal.com/sheetpiling/uploads/files/3c9b7051d2263fb3475699c4470ca02d.pdf

Lê Văn Sĩ Giám đốc kinh doanh dự án – các giải pháp nền móng, Arcelor Mittal Oriental Sheet Piling, nói về một sự bùng nổ gần đây về thị trường thép trong xây dựng nền móng tại Việt Nam.

Các giải pháp kết cấu nền móng bằng thép có phải đang trở nên phổ biến ở Việt Nam?

Các giải pháp nền móng kết cấu thép đang ngày càng được sử dụng ở Việt Nam. Sự hiện diện của công ty chúng tôi trong khu vực đang phát triển như bây giờ và có một đội ngũ chin chuyên gia về thiết kế và thi công phục vụ lĩnh vực này đã nói lên đều đó. Các giải pháp nền móng kết cấu thép đã mang lại doanh số bán hàng khoảng 30.000 tấn / năm cho đến thời điểm này và doanh số hàng năm tăng từ 30 đến 40%.

Hiện nay có nhiều dự án lớn sử dụng giải pháp kết cấu thép như cầu Nhật Tân, các cảng nước sâu khu Cái Mép, Thị Vải, Cảng Sơn Dương trong tổ hợp nhà máy thép Formosa Hà Tĩnh…

Ngoài ra chúng tôi còn có một đội ngũ các nhóm nghiên cứu và phát triển giải pháp nền móng đang làm việc tại trụ sở Luxemburg. Tập đoàn Arcerlor Mittal hiện nay là nhà sản xuất thép và cọc ván thép lớn nhất trên thế giới.


Giải pháp kết cấu nền móng bằng thép có gì khác so với kết cấu bê tông?

Trong lịch sử, kết cấu bê tông đã trở thành một phần quan trọng của các giải pháp nền móng ở Việt Nam. Hiện nay thị trường đang có chiều hướng phát triển đối với cọc ống thép, cọc ván thép và dầm thép.

Tiêu chuẩn bê tông đang dần được thay thế bằng các giải pháp thép, như cọc ván thép là một sản phẩm đặc biệt được sử dụng cho tường chắn đất. Cọc ống thép của chúng tôi được sử dụng rất nhiều để làm kết cấu cọc nền cho cầu cảng. Cọc thép hình H là một trong những sản phẩm của chúng tôi có thể được sử dụng làm cọc chịu lực, neo giằng hoặc trong những kết cấu tường chắn đất.

Ưu điểm của thép so với bê tông nằm ở chỗ tốc độ thi công. Nếu chúng tôi nhận được đơn đặt hàng hôm nay, chúng tôi có thể giao hàng đến công trường vào ngày hôm sau khi chúng tôi có hàng sẵn. Một kết cấu bằng thép có thể được xây dựng nhanh hơn nhiều so với bê tông, do đó, nó giúp cho nhà thầu hoàn thành và hoàn vốn đầu tư nhanh.

Thép là một vật liệu dễ uốn và có tính đàn hồi cao ngay cả khi nó bị quá tải, nó sẽ không bị nứt hoặc sụp đổ. Bê tông có xu hướng dễ vỡ, có thể bị nứt và bị phá hủy nếu quá tải. Thép được sử dụng ở khắp mọi nơi từ thiết bị nhà bếp, đến các sản phẩm đóng gói và vật tư cho ngành công nghiệp ô tô cũng như xây dựng.

Một điều cần quan tâm đối với các kết cấu thép là tính kinh tế của giải pháp với khả năng làm việc cao và hiệu quả chi phí mang lại.


Những lợi thế khác của kết cấu thép là gì?

Kết cấu thép có khả năng kháng động đất cao, hiện nay là một phần bắt buộc trong các quy định về xây dựng trên thế giới. Thiết kế chống động đất phải được tính đến khi tính toán. Mặc dù các quy định này không quan trọng lắm tại Việt Nam so với các nước như Nhật Bản và Hoa Kỳ, các nước này quy định rất nghiêm ngặt.

Ở nhiều nước, tải trọng động đất phải được tính đến khi thiết kế các công trình xây dựng. Tính linh hoạt của thép có thể chịu thêm các tải trọng phụ khi có sự cố, trong khi bê tông dễ bị phá hủy khi có động đất.

Trong trường hợp của một bức tường cảng, ví dụ chiều cao tường chắn cảng là 4 mét, đáy biển ở cao độ là -10 mét, cọc ván thép sẽ được đóng sâu ngầm vào đáy ngàm và chịu lực và một phần nổi trên đất và nước, điều này sẽ chứng minh được sự mạnh mẽ chịu lực khi có động đất.

Trong trường hợp các khối bê tông, thường là được xếp chồng lên nhau gối trên đáy, thế nên khả năng bị sụp đổ trong các trận động đất cao hơn nhiều.

Các kết cấu thép thường có độ bền và ổn định tổng thể cao, độ đàn hồi tốt và mô men kháng uốn cao, được chứng minh là có khả năng chống động đất cao hơn so với các loại vật liệu xây dựng khác.


Có thể cho chúng tôi biết một số dự án gần đây bạn đang làm?

Chúng tôi vừa làm việc và hỗ trợ các nhà thầu và chủ đầu tư về dự án cảng xuất xe hơn của Trường Hải Auto cho tàu 10,000DWT cảng Tam Hiệp, Bến số 1, chúng tôi cung cấp các giải pháp tổ hợp kết cấu thép cọc hình H và cọc ván thép.

Chúng tôi đang cung cấp cọc ván thép cho một dự án Cảng Sơn Dượng Tổ hợp Formosa Hà Tĩnh, một số các nhà máy lọc dầu và kho chứa sản phầm dầu khí. Vật liệu của chúng tôi sẽ ứng dụng cho các kết cấu cảng bến cho các dự án này. Sản phẩm của chúng tôi giảm nhẹ khối lượng yêu cầu về thép từ 30 đến 40%. Và vì thế giảm đi chi phí đầu tư.

Đối với những dự án trên, chúng tôi cung cấp một loại thép đặc biệt có mác thép cao để chống lại sự ăn mòn.


Tiềm năng của thị trường kết cấu nền móng thép trong khu vực là gì và xu hướng trong năm năm tiếp theo?

Chúng tôi nhìn thấy tiềm năng tăng trưởng lớn về nền móng kết cấu thép và các giải pháp thép trong những năm tới, điều này thể hiện rõ trong tăng trưởng chúng tôi đã đạt được trong những năm qua.

Hiện nay, nhiều công ty lớn đang đầu tư nhà máy sản xuất kết cấu thép cho nền móng tại Việt Nam như Nippon Steel, JFE Steel, và một vài nhà đầu tư Hàn Quốc cũng như Trung Quốc đã nói lên tiềm năng lớn cho các ứng dụng kết cấu thép cho nền móng.



Liệu việc tăng giá thép có ảnh hưởng đến các giải pháp kết cầu thép nền móng? Và giá thép dự kiến sẽ còn tăng cao hơn nữa?

Chúng tôi thấy rằng các giải pháp kết cấu thép nền móng của chúng tôi ngày càng được ưa chuộng hơn và cạnh tranh hơn so với các loại kết cấu vật liệu xây dựng khác.

Số lượng các dự án chúng tôi đang làm và đã ký kết đã tăng lên rất nhiều. Câu hỏi này bạn nên hỏi khách hàng của chúng tôi tại sao họ lựa chọn giải pháp kết cấu thép của chúng tôi.


Thế sự phổ biến của các giải pháp nền móng thép trên toàn thế giới là như thế nào?

Việc tiêu thụ thép trên toàn thế giới ngày càng tăng. Phần lớn các nước phương Tây sử dụng cọc ván thép rộng rãi như ở Hà Lan, Nhật Bản và Hoa Kỳ, cọc ván thép được sử dụng rất đa dạng.

Cọc Ván Thép là một cấu kiện được sản xuất với me khóa (interlocks) ở cả hai biên cánh cọc, được liên kết chặt chẽ để tạo thành một tường cừ vây liên tục. Cọc ván thép được thiết kế đặc trưng để tạo ra một tường chắn đất và nước vững chắc, đồng thời chống chịu các áp lực ngang bằng khả năng chịu uốn và chịu cắt lớn. Khả năng làm việc của cọc ván thép được chọn khi thiết kế phụ thuộc vào cấu tạo của các lớp địa chất mà cừ sẽ được đóng vào.

Cọc ván thép thường được sử dụng trong hai ứng dụng: các kết cấu vĩnh viễn và các công trình tạm thời. Cọc ván thép trong ứng dụng vĩnh cửu là một tường chắn làm việc sau khi đóng vào và lưu lại trong đất. Trong các ứng dụng tạm thời, vòng vây cọc ván thép sẽ cung cấp môi trường thi công an toàn trong các khu vực bị giới hạn hoạc bị hạn chế bởi nước hay sạt lở đất. Các cọc Cọc ván thép sẽ được rút lên sau khi công việc thi công được hoàn tất.

Có thể liệt kê một số lợi ích của Cọc ván thép như sau:

* Dễ dàng trong vận chuyển và lắp đặt.
* Trọng lượng nhẹ.
* Tường chắn hiệu quả với mô đun kháng uốn tối đa.
* Là một giải pháp linh hoạt trong mọi địa thế.
* Có thể tái chế và tái sử dụng.
* Thích hợp cho các công việc, các hố đào sâu trong thi công công trình, trong các cấu trúc bờ kè, xây dựng tầng hầm các cao ốc & xây dựng các bãi xe ngầm, xây dựng các kênh thu thoát cho nhà máy điện, cầu kè, nạo vét các dòng sông, trạm xử lý nước thải nhà máy, cầu đường sắt, tường chắn công trình đường hầm, xây dựng đường cao tốc, và các ứng dụng chung cho các công trình hố đào và nền móng.


Ứng dụng

Chúng tôi xin tạm chia ra các ứng dụng sau theo địa hạt ứng dụng của cừ ván thép

1. Các kết cấu cầu cảng.
Cừ ván thép phù hợp cho xây dựng các kết cấu bến kè vì nó được thiết kế chuyên dụng chịu các tải trọng theo phương dọc, khả năng chịu lực phương ngang và mô men kháng uốn lớn cùng với khả năng thi công nhanh chóng. Một vài ứng dụng trong các cấu trúc bên bờ sông như bến tàu, bến cảng, đê chắn sóng và bờ chắn các đường trượt để hạ thủy tàu.

2. Đê kè
Cừ ván thép được sử dụng để bảo vệ, chắn đất và làm đẹp bờ kè sông. Nó cũng có chức năng kết hợp làm tường ngăn lũ lụt trong mùa mưa hoặc lúc triều cường.


3. Tầng hầm
Cừ ván thép có thể được sử dụng trong biện pháp xây dựng từ trên xuống dưới topdown (tường cừ vĩnh cửu) hoặc xây dựng từ dưới lên bottom - up (tường vây tạm thời); cả hai phương pháp đòi hỏi chiều rộng tối thiểu và tiết kiệm thời gian cung cấp cùng chi phí đáng kể. Cừ ván thép cũng có thể hỗ trợ tải trọng theo phương thẳng đứng từ các cấu trúc ở bên trên.

4. Đường sắt và đường hầm
Trong quá trình xây dựng đường sắt và xây dựng các đường hầm, Cừ ván thép giúp giảm thiểu công việc đào đất và xử lý các các hố đào, do đó tăng tốc độ xây dựng.

5. Các công trình đào hố, hầm
Các công trình đào đất tạm thời liên quan đến việc khai quật, hay xây dựng nền móng và bảo vệ các cấu trúc dưới lòng đất, cừ ván thép giúp giảm thiểu khối lượng đào và duy trì an toàn cho các công trình trong khu vực xung quanh.

6. Xây dựng đường cao tốc
Trong hầu hết các ứng dụng, cọc ván thép đóng vai trò như một tường vây cho hạng mục đào xới. Chúng có thể được thi công dễ dàng và rút lên bất cứ lúc nào khi các công trình xây dựng được hoàn tất. Các tấm cọc ván thép có thể được tái sử dụng và được luân chuyển cho các công tác xây dựng sau này.

7. Mố trụ cầu
Cọc ván thép có thể ứng dụng bảo vệ các mố cầu và kè các đường dẫn chân cầu, với khả năng thi công nhanh chóng với không gian tối thiểu cũng như tốn rất ít thời gian xây dựng, sau khi hoàn thành thi công từng cừ đã làm việc ngay.

SAU ĐÂY LÀ BÀI GIẢNG SỐ 25 CỦA GIÁO SƯ L. Prieto-Portar năm 2008
Bài giảng dành cho các sinh viên kết cấu bao gồm bốn phần:
- Tường cừ đơn dạng conson (không neo, không giằng chống)
- Tường cừ có hệ neo
- Tường cừ trọng lực (cellular cofferdam)
- Các tổ hợp trong cầu cảng.

Cọc ván thép thép ban đầu được sử dụng cho giếng kín thi công các công trình tạm. Kể từ năm 1930 nó được sử dụng cho các công trình hàng hải thường xuyên, ví dụ như các kết cấu tường cầu cảng, cầu tàu, đê điều, ụ khô, âu tàu, bến cảng và tường ngăn lũ. Tuy nhiên các ứng dụng của cừ ván thép bị hạn chế do thiếu hiểu biết về kết cấu và các đ85c tính kỹ thuật. Giáo sư Gregory Tchebotarioff tại Trường Princeton đã có những đóng góp lớn về phân tích và thiết kế của cừ ván thép trong năm 1950.

Cọc ván thép cũng được sử dụng cho trụ cầu chịu lực đứng, tường chắn đất bảo vệ chống sạt lở trong các hố đào, cho các đường hầm, hầm chui đường sắt và đường cao tốc, và ứng dụng vĩnh cữu làm tường hoàn thiện trong các bãi đậu xe ngầm.

Cọc ván thép có khả năng chịu lực nén,lực kéo, chịu lực ngang với cường độ tải trọng lớn và linh hoạt.


Các loại cọc bản.

1) Cọc gỗ thường có kích cở nhỏ và liên kết âm dương (đực - cái)và chỉ hữu ích cho những các hố đào cạn với độ cao tự do H = 3 m. Hiện nay cọc bản gỗ chỉ được sử dụng
để ổn định các bức tường của hầm tạm thời trong khi lắp đặt các hệ thống cống rãnh và tiện ích khác. Nó có khả năng làm việc chịu lực từ ƒw 0,65-0,95fy

2) Cọc ván bê tông dự ứng lực.

3)Cọc ván thép được sử dụng thông dụng nhất bởi vì nó là loại duy nhất có sức kháng mũi cao xuyên qua các loại đá mềm hoặc đất sỏi. Nó được đóng hoặc rung vào các loại đá mềm hoặc đất sỏi và khả năng chịu lực cao từ ƒw = 0,60 -0,90 Fy.
Những lợi thế của việc sử dụng cọc ván thép làm tường chắn, (1)khả năng kháng mũi cao và chịu lực lớn khi thi công, (2) có trọng lượng tương đối nhẹ, (3) chiều dài cọc có thể được hàn nối gia tăng, và (4) chúng sẽ được rút lên sau khi thi công xong, và có thể sử dụng lại.

4) cọc ván nhôm.

5) Cọc ván nhựa (PVC).








Cừ ván thép.

Chi phí thấp
Độ đàn hồi, chịu lực cao
Thường được sử dụng
Có thể tái sử dụng
Chiều dài cọc được tăng lên bằng cách hàn hoặc nối bản mã bu lông
Bị ăn mòn
Có thể bảo dưỡng (sơn phủ, mạ kẽm chống ăm mòn điện hóa)

Cọc ván nhôm.

Không ăn mòn
Trọng lượng nhẹ (so với thép 490PCF)
Đắt
Giòn
Ít được sử dụng
Thép không gỉ là một giải pháp tốt hơn để thay thế cho nhôm

Các tiết diện thông thường của cọc ván thép như chữ U, chữ Z, dạng tấm phẳng.