Cọc ván vinyl (PVC và vinyl gia cố) là giải pháp thay thế ngày càng phổ biến cho thép và bê tông truyền thống để làm tường chắn bờ sông, vách ngăn, đê vây, chống lũ lụt và kết cấu chắn trọng lượng nhẹ. Khả năng chống ăn mòn, ít phải bảo trì và dễ vận chuyển khiến chúng trở nên hấp dẫn — nhưng việc lựa chọn hệ thống cọc tấm vinyl phù hợp đòi hỏi phải hết sức chú ý đến các yếu tố địa kỹ thuật, kết cấu, môi trường và khả năng thi công. Bài viết này cung cấp danh sách kiểm tra thực tế và hướng dẫn kỹ thuật dành cho các chuyên gia và chủ sở hữu đánh giá cọc tấm vinyl cho một dự án.

Tải trọng dự án và yêu cầu về kết cấu

Bắt đầu bằng cách định lượng tải trọng mà tường phải chịu: áp lực ngang của đất (phụ phí từ đường hoặc tòa nhà), áp suất thủy tĩnh, lực sóng và dòng chảy đối với các khu vực biển và tải trọng trực tiếp từ cần cẩu hoặc phương tiện giao thông. Chỉ định xem bức tường sẽ đứng tự do, được buộc lại bằng neo, được hỗ trợ bởi waler hay được tích hợp vào cấu trúc hỗn hợp. Cấu hình vinyl có độ cứng uốn thấp hơn thép, vì vậy hình học của tường, độ sâu chôn và neo (deadman hoặc tieback) là rất quan trọng để hạn chế độ võng và lật nhào.

Khả năng phục vụ thiết kế so với sức mạnh

Vì nhựa vinyl linh hoạt hơn nên các tiêu chí về khả năng sử dụng như độ lệch ngang tối đa (mm hoặc phần trăm chiều cao tiếp xúc) thường kiểm soát thiết kế nhiều hơn độ bền cuối cùng. Thiết lập các giới hạn độ võng cho phép ở phía trước và chọn cường độ biên dạng (mômen quán tính) và khoảng cách phù hợp với các giới hạn đó dưới tải trọng dự kiến.

Điều kiện đất và khả năng tương thích địa kỹ thuật

Loại đất, điều kiện nước ngầm và sự hiện diện của lớp nền thô hoặc đá cuội ảnh hưởng trực tiếp đến việc lựa chọn và phương pháp lắp đặt cọc. Đất sét dính có đặc tính bám dính và ma sát bề mặt khác với cát dạng hạt. Đối với đất dẻo có áp lực ngang cao, hãy chọn hệ thống chôn sâu hơn hoặc hệ thống giằng. Nếu có sỏi hoặc mảnh vụn, hãy lập kế hoạch khoan trước, hạn chế độ rung hoặc nền móng thay thế vì nhựa vinyl có thể bị hỏng do va đập trong quá trình vận hành.

Khả năng chịu lực và độ lún

Xem xét độ lún của các kết cấu được hỗ trợ và khả năng cố kết có thể xảy ra dưới tải trọng bổ sung. Tường vinyl thường chuyển tải trọng sang lực cản thụ động trong đất và tới các neo; đánh giá khả năng cố kết lâu dài và tiêu tán áp lực lỗ rỗng để tránh dịch chuyển muộn.

Tiếp xúc với môi trường và kháng hóa chất

Một trong những điểm mạnh của vinyl là khả năng chống ăn mòn trong môi trường biển hiếu khí và kỵ khí, nơi thép cần có lớp phủ và bảo dưỡng hy sinh. Tuy nhiên, khả năng tương thích hóa học của vinyl phải được kiểm tra khi tường tiếp xúc với môi trường khắc nghiệt—hydrocacbon dầu mỏ, dung môi, axit đậm đặc hoặc kiềm hoặc nồng độ clorua cao có thể ảnh hưởng đến một số công thức polymer. Chọn các cấp đã được kiểm tra về mức độ phơi nhiễm hóa chất cụ thể dự kiến ​​tại chỗ và yêu cầu dữ liệu về khả năng tương thích của nhà sản xuất.

Tia cực tím, nhiệt độ và độ bền lâu dài

Tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, nhiệt độ cao và chu kỳ đóng băng-tan băng ảnh hưởng đến hiệu suất lâu dài. Đảm bảo hợp chất vinyl bao gồm chất ổn định tia cực tím và được thiết kế phù hợp với khí hậu địa phương. Một số vật liệu tổng hợp vinyl được gia cố bao gồm các chất phụ gia và chất độn để cải thiện khả năng chống rão và ổn định kích thước ở nhiệt độ cao. Yêu cầu kết quả thử nghiệm lão hóa nhanh để chứng minh khả năng duy trì các đặc tính kéo và uốn trong suốt tuổi thọ thiết kế (thường là 25–50 năm).

Hình học hồ sơ và thiết kế khóa liên động

Cọc tấm vinyl có nhiều hình dạng (U, Z, rãnh và lưỡi và khóa liên động độc quyền). Loại khóa liên động ảnh hưởng đến khả năng vận hành dễ dàng, độ kín nước và độ cứng khi quay. Khóa liên động cơ học chắc chắn giúp giảm thiểu rò rỉ và phân bổ độ uốn trên các phần, trong khi hình dạng khóa tác động đến khả năng điều chỉnh chuyển động nhiệt. Chọn các cấu hình có độ bền khóa liên động đã được chứng minh và chỉ định dung sai kết nối nếu cần hàn hoặc gắn chặt cơ học vào các bộ phận bằng thép.

Phương pháp cài đặt và các ràng buộc về trang web

Các lựa chọn lắp đặt bao gồm búa rung, búa tác động có dây dẫn đệm, ép thủy lực và neo được khoan và phun vữa để gia cố. Vinyl dễ bị hư hỏng do va đập; do đó, hãy chọn các phương pháp lắp đặt phù hợp với điều kiện bề mặt và giảm thiểu rủi ro (ví dụ: truyền động rung đối với đất dạng hạt, ép đối với các vị trí nhạy cảm). Xem xét khả năng tiếp cận tại chỗ cho cần cẩu hoặc người lắp đặt, giới hạn tiếng ồn và độ rung, cửa sổ thủy triều cho công việc hàng hải và các sàn làm việc có sẵn.

Tránh hư hỏng khi lái xe

Sử dụng các đầu dẫn động thay thế, đệm mềm hoặc lỗ khoan trước trong khối đệm đã được nén chặt để tránh nứt. Xác minh năng lượng và trình tự đóng cọc theo hướng dẫn của nhà cung cấp và thực hiện lái thử để xác nhận tỷ lệ xuyên thấu dự kiến ​​và độ thẳng hàng của cọc.

Độ kín nước và hàn kín mối nối

Nếu ứng dụng yêu cầu vách ngăn kín nước, hãy đánh giá độ kín của khóa liên động và nhu cầu về các vòng đệm bổ sung như gioăng cao su hoặc chất bịt kín áp dụng tại hiện trường. Để chống lũ lụt, việc sử dụng kết hợp các vòng đệm khóa liên động và nén lấp lấp có thể làm giảm rò rỉ. Để giữ lại chất mịn hoặc chất lỏng, hãy chỉ định khóa liên động được định mức cho đầu thủy lực và cung cấp dữ liệu hiệu suất dưới áp suất.

Neo, Tieback và tích hợp cấu trúc

Cọc tấm vinyl thường được sử dụng với các neo (neo cố định, neo đất hoặc thanh giằng) khi chiều cao hoặc tải trọng ngang vượt quá mức mà một bức tường đứng tự do có thể chịu được một cách an toàn. Xác định khả năng neo, chống ăn mòn cho vật liệu cáp và góc lắp đặt neo. Thiết kế phối hợp các đầu neo, ván và dầm nắp để phân phối tải trọng và cho phép điều chỉnh trong quá trình lắp đặt.

Khả năng xây dựng, xử lý và hậu cần

Cọc vinyl nhẹ hơn thép giúp đơn giản hóa việc xử lý và giảm công suất cần cẩu cũng như chi phí vận chuyển, nhưng chúng cần được bảo quản cẩn thận để ngăn chặn sự biến dạng hoặc biến dạng của tia cực tím. Kiểm tra khi giao hàng về độ thẳng, hư hỏng khóa liên động và xác minh dung sai chiều dài. Lập kế hoạch dàn dựng vật liệu để duy trì thủy triều và cửa sổ tiếp cận các dự án biển.

Chi phí vòng đời, bảo trì và tính bền vững

Thực hiện phân tích chi phí vòng đời so sánh chi phí vật liệu và lắp đặt ban đầu với chi phí bảo trì dài hạn: cấu hình bảo trì thấp của vinyl (không có lớp phủ thông thường hoặc bảo vệ ca-tốt) thường mang lại tổng chi phí sở hữu thấp hơn trong môi trường ăn mòn. Đồng thời xem xét khả năng thải bỏ hoặc tái chế khi hết vòng đời và liệu sản phẩm có chứa nội dung tái chế hay đáp ứng các mục tiêu bền vững của địa phương hay không.

Tiêu chuẩn, kiểm tra và năng lực của nhà cung cấp

Yêu cầu bảng dữ liệu vật liệu, chứng chỉ kiểm tra (độ bền kéo, độ uốn, độ rão, va đập, lão hóa tia cực tím và khả năng kháng hóa chất) và tài liệu tham khảo cho các dự án lắp đặt tương tự. Kiểm tra việc tuân thủ các quy định xây dựng địa phương và tiêu chuẩn hàng hải. Đánh giá hỗ trợ kỹ thuật của nhà cung cấp, tính sẵn có của hồ sơ tùy chỉnh, điều khoản bảo hành và khả năng cung cấp hướng dẫn cài đặt tại chỗ hoặc trình cài đặt được đào tạo.

Kết luận

Cọc tấm vinyl mang lại những lợi thế rõ ràng trong các dự án dễ bị ăn mòn và ít bảo trì, nhưng thành công của chúng phụ thuộc vào việc làm phù hợp các đặc tính sản phẩm và phương pháp lắp đặt với các yêu cầu về địa kỹ thuật, kết cấu và môi trường cụ thể tại địa điểm. Sự phối hợp sớm giữa các kỹ sư địa kỹ thuật, nhà thiết kế kết cấu và nhà cung cấp nhựa vinyl có kinh nghiệm—kết hợp với việc lái thử, chứng nhận vật liệu và chiến lược neo và kín nước được xác định rõ ràng—sẽ giảm thiểu rủi ro và mang lại các giải pháp giữ lại lâu bền, tiết kiệm chi phí.