Ống thép đường kính lớn: Loại cọc móng cầu có sức bền cao chống động đất(Thứ ba, 06/10/2009 00:00 GMT+7)
Nhiều công trình giao thông tại Nhật Bản đã được xây dựng trên hệ "Cọc ống thép đường kính lớn" (Steel pipe sheet phe) và kinh nghiệm thực tiễn cho biết đây là loại cọc có nhiều ưu điểm đáng kể, nói riêng đã chịu đựng tốt nhiều trận động đất lớn ở nước này.
Nhiều công trình giao thông tại Nhật Bản đã được xây dựng trên hệ "Cọc ống thép đường kính lớn" (Steel pipe sheet phe) và kinh nghiệm thực tiễn cho biết đây là loại cọc có nhiều ưu điểm đáng kể, nói riêng đã chịu đựng tốt nhiều trận động đất lớn ở nước này.
Về đại thể, nguyên tắc ứng dụng cọc ống thép này cũng có một số nét tương tự như "cọc ván thép" kiểu cổ truyền, nhưng không phải là các "tấm thép" mà là các ống tròn đường kính từ 1m đến 1,5m, hạ xuống đến tầng nền chịu lực sâu chừng 3 lần đường kính. Mỗi cọc có những bộ phận liên kết khoá interlocking joint) để gắn chặt giữa các cọc với nhau, tất cả đều thực hiện tại nhà máy. Các cọc được đóng thành một vòng vây khép kín hình tròn hoặc elip, chữ nhật, chữ nhật vát cạnh. Sau đó tiến hành bịt đáy vòng vây, rồi thi công bệ trụ, thân trụ như các phương thức thông dụng:
Cọc ống rất thích hợp với địa chất sa bồi dày, có thể sử dụng ở trường hợp mức nước sâu tới 40m.
Nói chung, cọc ống cho phép giảm kích thước đáy móng, nhưng cũng đòi hỏi công nghệ thích hợp với độ chuẩn xác rất cao. Các quy định chặt chẽ ấy đã được chính thức hoá trong Tiêu chuẩn JIS A5530 (Japan Industrial Standard A5530).
Rất đáng chú ý là tại một đất nước động đất nhiều và cực kỳ ác liệt như Nhật Bản, một lọai hình kết cấu nào hễ có sức kháng chấn tốt thì mới được đánh giá cao. Cọc ống thuộc loại ấy nhờ chịu được biến dạng đàn hồi - dẻo của nền thiên nhiên rất tốt. Trận động đất Great Hanshin năm 1995 xác minh tính năng ấy, nên đã dùng cọc ống bao quanh móng trụ kiểu cũ để tăng sức kháng chấn.
Sáng kiến dùng cọc ống thép được ứng dụng từ năm 1964 ở móng lò cao, sau đó dùng ở trụ cầu sông Ishikari năm 1968. Thành công liên tiếp cho phép cải tiến công nghệ này ở các trường hợp nước sâu hơn, đất xấu hơn. Lợi ích kinh tế là rất đáng kể, vì ít khi có thể kết hợp được cả vòng vây hút nước khi xây lắp với hạng mục vĩnh cửu nếu không dùng phương thức cọc ống đường kính lớn có hàn liên kết khoá như trên đây.
Một số cầu dùng loại cọc này trong thời gian gần đây (thông xe năm 2002) là cầu dây văng Kiso (dài l.145m), cầu Ibi (dài l.397m). Cầu Kiso ở kề cửa sông, tầu cá ngược xuôi liên tục, tiến độ thi công phải đảm bảo thông thuyền an toàn và mau chóng, nên phương án cọc ống thép được lựa chọn ngay vì thi công nhanh gọn mà chi phí lại rẻ. Nói công bằng, phương án "thùng chìm khí ép" cổ truyền cũng không đắt hơn, nhưng đòi hỏi nhiều thời gian, nên cả móng trụ của hai cầu Kiso và Ibi đều dùng cọc ống thép chỉ một mùa nước cạn là xong.
Cần nhắc đến một lợi thế của loại móng này, là do độ cứng khá cao, nên chỉ cần kích thước nhỏ gọn để có thể thi công rất gần các công trình cũ mà không gây hậu quả bất lợi về nền đất xáo động. Chẳng hạn, cầu đường sắt Arakawa của tuyến Joban đã sử dụng an toàn cọc ống thép chỉ cách cầu cũ 2,2m. Loại móng này cũng đáp ứng được tải trọng cực lớn do xu thế thiết kế khẩu độ ngày thêm dài và nhiều làn xe. Chẳng hạn cầu dây văng Mihara Ohashi dài 972m ở Hokkaido dùng móng 61 x 66 m với cọc đường kính 1.200 mm.
Đương nhiên cọc to và dài phải hạ bằng búa khoẻ, nên phải dùng loại búa động năng tới 20 Tấn, nhưng có thể cần đến cỡ búa khoẻ hơn nữa.
Loại móng tiên tiến này đã được sử dụng tại Campuchia năm 1993 ở cầu Hữu nghị Nhật Bản - Campuchia (thay cho cầu cũ Nihon Bashi bị phá hoại), hệ cọc được chế tạo sẵn tại Nhật Bản, thiết bị thi công từ Singapore, tất cả được chở từ biển qua đường sông Việt Nam (Cửu Long) vào Phong Pênh bằng sà lan.
Theo Steel Construction