Rọ đá neo & Thảm đá trong xây dựng các công trình thủy lợi và đê điều

Rọ đá neo – nệm đá là gì ?

Thảm đá hay còn gọi là Nệm đá ?

Thảm đá là một biến thể thiết kế của rọ đá trong xây dựng hạ tầng cơ bản và xây dựng gia cố nền móng trong công tác thủy lợi, kè đê đập chống xói mòn của dòng nước xiết, hoặc lở đất. Còn có một tên gọi khác của biến thể này là Nệm đá.

Chúng cũng không khác với các biến thể Rọ là bao nhiêu về các đặc tính cơ bản, cũng có các thông số kỹ thuật như độ bền kéo, kích thước mắt lưới xoắn kép, đường kính dây đan, vách ngăn, cũng như cách thi công lắp đặt. Nệm đá hay còn gọi là Thảm đá lại rất khác biệt trong ứng dụng nếu kết hợp giữa các loại với nhau. Kết hợp Rọ đá neo, rọ đá hộc, và thảm rọ.

Nệm đá là một tấm thảm đá  lớn hơn rọ đá, có mặt thiết diện từ 10m dài và 2m rộng, thậm chí có các thiết kế dài tới 10mx3m cho một tấm thảm đá, tùy thuộc vào thiết bị thi công sẳn có hoặc các yêu cầu thiết kế từ công trình, nhà thầu hoặc chủ đầu tư có thể yêu cầu sản xuất những tấm thảm lớn, hoặc có những quy cách đặc biệt như một ngoại lệ.

Các yêu cầu của nhà thầu hoặc chủ đầu tư thường kết hợp sản xuất tấm Nệm đá phải đạt các tiêu chuẩn theo ASTM hoặc chuẩn thí nghiệm Quốc gia của các Bộ nghành có thẩm quyền, các tấm thảm này đạt độ uyển chuyển trong thi công và trong lắp đặt. Một nệm đá có chiều dày thông thường từ 0,23m đến 0,5m.

Thảm đá ứng dụng đầu tiên từ khi nào ?

Một nệm đá được ghi nhận sử dụng vào năm 1918 chống xói mòn cho một con sông ở bang New Mexico của Mỹ. Nệm đá này không sử dụng lưới thép mắt cáo xoắn kép, mà là sử dụng lưới thép hàn để lấp đầy đá trong hình vẽ minh họa sau.

Một ghi nhận mang tính tương đối về thời gian, vì không thấy tài liệu đáng tin cậy nào trong các trường Đại học hoặc các thư viện lưu trữ, chỉ căn cứ vào các biến thể của thiết kế Rọ đá, Rọ đá giật cấp hay còn gọi là rọ đá bẩy được cấp bằng sáng chế ở Mỹ mà Hưng Phú đã đề cập trong bài viết trước.

Thảm đá và những ứng dụng cùng Rọ đá neo

Trở lại với một vài dòng giới thiệu từ khởi nguyên sơ khai của Rọ đá, từ Gabion được người Pháp công nhận có nghĩa là một vị trí kiên cố. Vậy Gabion basket gọi chung là Rọ đá (một cái giỏ) mà từ đó có biến thể thiết kế với tên gọi là Mattresses từ này được gọi một cách chính xác là Nệm đá.

Vào thế kỷ 20, rọ được thiết kế đơn giản để gia cố và giữ đất trong các công trình sông suối chống xói mòn sụt lở và chúng phát huy hiệu quả, do đó được sử dụng rất phổ biến khắp nơi trên thế giới.

Trong nửa cuối thế kỷ 20, một giải pháp tinh vi hơn, thông minh hơn trong việc sản xuất các sản phẩm Rọ đá hiện đại là bọc nhựa dây đan hoặc nhúng nóng mạ kẽm dây đan bằng thép, bởi những đặc tính được cải tiến này mà cấu trúc của nó bền bỉ hơn với thời gian.

Các kỹ sư tự tin đưa vào những thiết kế của mình để xây dựng các dự án bảo vệ đê điều, chống xói lở trong các công trình hạ tầng và dân dụng.  Nệm đá ngày càng tin cậy hơn với độ bền bỉ cùng với các công trình đã được sử dụng khắp nơi trên thế giới.

Rọ đá neo có hình thái như thế nào ?

Nó là một cái giỏ đựng đầy đá và có khối lập phương hoặc hình thang, hoặc các hình dạng khác nhau thùy theo thiết kế, nhưng một đặc điểm chung nhất dễ nhận thấy ở Rọ Neo là một tấm lưới thép được định hình cố định vào chiếc rọ.

Định hình trong thực tế, một tấm lưới xoắn kép có mắt lưới theo thiết kế 6cmx8cm hoặc 8cmx10cm, 10cmx12cm. Nắp của rọ và tấm lưới neo là một thể liền nhau khi sản xuất, chỉ có vách ngăn ở giữa và hai bên được cắt rời và lắp gép. Sức mạnh của Rọ neo này nằm ở tấm lưới thép neo, độ dài tấm lưới neo càng lớn thì dung tích của rọ càng lớn và ngược lại.

Thảm đá có cấu tạo ra sao ?

Thảm đá được đề cập từ đầu bài viết này từ sơ khai là thảm đá dùng dây thép hàn, các thảm có mặt phẳng rộng và dẹp được lèn đầy đá để chống xói mòn của dòng chảy, trong công tác kè biển, thảm đá triệt tiêu năng lượng sóng hoặc thủy triều dâng để bảo vệ các chân đập, chân kè không bị sụp đổ.

Cấu tạo của một thảm đá bao gồm các hộp đựng đá được ngăn cách với nhau bằng các tấm lưới có kích thước phù hợp, gọi là vách ngăn, thông thường các thảm đá được tính đến là có độ rộng từ 2m và dài từ 3m, vi dụ như một thảm đá thì có quy cách là Dài 3m rộng 2m và cao 0,5m.

Thảm đá có độ cao dày nhất là 0,5m, nếu cao hơn thì gọi là Thảm Rọ đá. Một nệm đá như thế có các thiết bị thi công hạng nặng mới lắp đặt được, thường dùng xà lan chuyên dụng hoặc máy xúc chuyên dụng mới thi công được dạng thảm này.

Hưng Phú thường sản xuất các quy cách rọ đá có dài 10m rộng 3m cao 0,3 m dây đan 2,2mm đến 2,7mm bọc nhựa PVC, các thảm đá thông thường dễ vận chuyển và lắp đặt nhất là 6mx2mx0,3m hoặc các thảm rọ đá có chiều dài 6mx1mx1m, những dạng thảm rọ này dùng trong các công trình chắn đê biển hoặc chắn sạt lở trên các triền núi, hoặc bảo vệ đường cao tốc.

Hình ảnh của một thảm đá ngoài thực tế ra sao.

Các đặc tính của Rọ đá neo – Thảm đá – Nệm đá

Độ bền

Độ bền của dây đan là đặc tính hàng đầu trong yêu cầu thiết kế của dự án, bất kỳ một sự nứt vỡ nào, kết cấu của toàn khối đòi hỏi được ổn vững hoặc phải được khắc phục chúng dễ dàng. Tại sao lại mắt lưới xoắn kép, hai vòng xoắn của mắt lưới được máy đan chuyên dụng định hình xoắn kép theo tiêu chuẩn của ASTM Quốc tế A975-97, đây là tiêu chuẩn về mắt lưới theo chiều ngang.

Mắt lưới theo chiều ngang ví dụ như 8cmx10cm là mắt lưới thường được sử dụng cho các loại đá to 8cm x10cm hoặc các dạng đá mềm (Soft Stone) định hình chiều mắt lưới ngang thích hợp với từng loại đá.

Ở trường hợp này, nếu một mắt lưới bị lực tác động làm đứt gãy thì mắt lưới ở hai đầu nhờ xoắn kép mà chúng giữ được khố đá bên trong, không cho đá “Chảy” rơi ra ngoài, và có thể khắc phục được bằng cách nối lại mắt lưới.

Độ bền của dây đan còn phụ thuộc vào đường kính của lỏi thép bên trong và lớp bọc nhựa ở bên ngoài. Hiện nay các máy đan chuyên dụng, máy đan xoắn kép có thể đan được dây nhỏ nhất đường kính từ 1.00mm đến dây đan lớn nhất 3.00mm không bọc nhựa PVC.

Dây đan bọc nhựa PVC chỉ có lỏi thép 2.7mm bọc nhựa PVC 3.7mm dung sai cho phép +-3-5%.

Khi một Rọ đá được định hình với dây đan có bọc nhựa PVC thì có tên gọi là Rọ đá bọc nhựa PVC. Các chỉ tiêu thí nghiệm cường độ chịu kéo đều theo bộ tiêu chuẩn ASTM A975-97.

Bộ tiêu chuẩn này áp dụng cho các chỉ tiêu khối lượng mạ kẽm dây đan, độ cứng của nhựa bọc PVC, và các chỉ tiêu chịu kéo khác được tính kN/m.

Độ bền của dây đan tốt nhất hiện nay được ghi nhận là lên đến 120 năm, điều này có vẻ hơn phi lý vì chưa có một dữ kiện nào được ghi nhận cụ thể, chỉ là những tính toán từ phòng thí nghiệm, và chúng ở trong một môi trường lý tưởng.

Tính linh hoạt

Tính linh hoạt là một chỉ tiêu trong công tác vận chuyển và đóng gói đến công trình thi công lắp đặt. Tính linh hoạt cũng còn tính đến trong công tác lắp đặt ở những địa hình khó. Địa hình khó là những nơi mà cơ giới khó vươn tới, đo đó dùng các biện pháp treo, biện pháp lắp bằng tay nhờ vào sự uyển chuyển của con người.

Tính linh hoạt của của Rọ đá neo kết hợp với thảm đá là sự toàn vẹn cấu trúc của mắt lưới khi một dây riêng lẻ bị đứt gãy như trong tính chất của độ bền đã nêu trên.

Tính linh hoạt của thảm đá có mặt rộng được lên kết với nhau, kết hợp cùng với rọ đá neo ở những nơi có sự chuyển dịch của địa tầng lớn, do đó độ biến dạng của những tấm Nệm đá này uyển chuyển hơn và độ biến dạng lớn hơn ở kết cấu của vật liệu cứng như bê tông. Nó thích hợp cho xây dựng bờ kè, tường chắn sóng vùng duyên hải.

Tính linh hoạt của thảm đá hoặc thảm rọ đá, rọ đá neo được tính toán khi chân của một khối kết cấu bị xói mòn cục bộ.

Toàn khối vẫn giữ được cấu trúc của nó, ở những điều kiện thi công khó, những dòng xoáy của kênh mương hoặc đê biển là rất dữ dội, cấu trúc của Thảm rọ đá lúc thi công có thể sẽ bị xói mòn hoặc điều kiện thời tiết tồi tệ. Kết cấu của khối được minh họa theo một điều kiện lý tưởng như sau:

Dễ định hình

Như đã đề cập về đường kính dây đan, tối đa đường kính dây mạ kẽm là 3.00mm, nếu dây to hơn thì chỉ có sử dụng lưới thép hàn.

Máy đan xoắn kép không thể đan được dây đường kính lớn hơn 3.00mm. Nhưng với dây đan có đường kính lớn thì việc định hình Rọ đá neo hoặc Thảm đá tại nhà máy sản xuất vẫn rất linh hoạt, trong việc định hình khối lập phương, định hình khối neo, định hình lớp thảm đá bao gồm tấm đáy, các vách ngăn bên trong, và nắp bên trên.

Ở các tấm lưới vách ngăn, hoặc các tấm lưới được cắt, để định hình chúng bằng dây Boder (dây bìa) thường lớn hơn dây đan tùy vào dự án yêu cầu.

Tính chất dễ định hình của rọ đá thường thấy trong các công trình trang trí cảnh quan làm đẹp, những bài viết sau nếu các bạn đón đọc, sẽ bắt gặp những khối định hình trang trí cảnh quan trước nhà máy sản xuất của chúng tôi.

Định hình lưới thép theo các hình thái hoàn toàn tự do, độ cong, độ xếp gãy, định hình tròn, định hình lục giác, định hình theo mọi hướng của lưới thép bọc nhựa PVC tạo nên những cảnh quan với những nét đẹp rất riêng.

Rọ đá neo và thảm đá thường được sử dụng với vải địa kỹ thuật không dệt

Hầu hết mọi tình huống ở các công trình chắn sóng, hoặc các công trình chống sụt lở đất ở các triền núi, các con đê đập, các kênh mương. Rọ đá neo cùng Thảm chịu các tác động của nước ngầm, tác động của dòng chảy, tác động của thủy triều.

Việc sử dụng vải địa kỹ thuật không dệt là một vấn đề bắt buộc trong thiết kế, còn nếu không tất cả chỉ là vô dụng. Vải địa kỹ thuật có tính năng phân tách và lọc, thoát nước ở bề mặt và dưới địa tầng mõng, các triền đê, con suối đều đòi hỏi phải giữ được đất, hoặc móng cầu phải được gia cố. Địa kỹ thuật là một phần không thể thiếu trong trường hợp sử dụng vật liệu này.

Những cấu trúc của địa tầng ở mổi trường hợp là rất khác nhau, tùy vào khảo sát địa chất từng vùng mà có bản thiết kế thi công cũng như biện pháp thi công khác nhau, trường hợp minh họa trên là những cách lắp đặt được khuyến nghị cho những vùng đất có sức nén lớn, ở đây không những có sử dụng vải địa kỹ thuật, mà còn có cả lưới địa kỹ thuật Tensar.

Các thiết kế đó ở thực tế hiện trường như thế nào, hãy xem hình sau đây.

Một bức tường thảm đá, rọ đá, và các rọ đá neo cùng với các vật liệu địa kỹ thuật bên trong nó.

KẾT LUẬN

Hưng Phú là một nhà sản xuất Rọ đá và Thảm đá trong Top 10 nhà sản xuất hàng đầu tại Việt Nam tính đến thời điểm hiện nay. Chúng tôi luôn tham gia các hội thảo Địa kỹ thuật môi trường ở Việt Nam tại Hà Nội, cùng với kinh nghiệm thương mại 15 năm trước đó đã cung cấp cho các công trình trọng điểm Quốc gia.

Luôn cập nhật các công nghệ mới và xu hướng của Địa kỹ thuật môi trường thế giới.

Ví dụ: Dự án luồng cho tàu biển có trọng tải lớn vào Sông hậu cung cấp Thảm đá  quy cách 6m x 2m x 0.23m với số lượng 7.000 cái, hoặc Gói thầu xây dựng kè tại các đoạn sạt lở 1C trên bờ phải rạch Thi Hòa – An Giang quy cách 2m x 1m x 0,3m số lượng 550 cái – Quy cách 5m x 2m x 0,3m Số lượng 900 cái.

 Nhà máy sản xuất của chúng tôi đạt 100 Tấn/Tháng công suất đủ cung cấp cho một thời điểm lên đến vài dự án cùng thi công.

Nếu bạn quan tâm hoặc tìm kiếm giải pháp, hãy đăng ký một email theo dõi chúng tôi qua trang website này, hoặc nếu bạn là một chuyên viên, Hưng Phú mong muốn được hợp tác cùng bạn để xuất bản các nghiên cứu hoặc các kinh nghiệm tích lũy từ bạn, các ấn bản hoặc bài viết của bạn chúng tôi luôn đánh giá cao và luôn đền đáp xứng đáng với công sức mà bạn bỏ ra.

Nếu là khách hàng của Hưng Phú chúng tôi xin tri ân và hãy đăng ký một email bạn nhé.

Trân trọng cám ơn đã theo dõi, chúc bạn sức khỏe an vui và hẹn gặp lại trong loạt bài tới.