Luận án Nghiên cứu giải pháp neo xoắn để gia cường ổn định cho cấu kiện bảo vệ mái kênh công trình thủy lợi

p này khác nhau do hình thức cấu 
tạo neo xoắn và mục đích sử dụng neo xoắn, nhưng nhìn chung được tổng hợp ở trong 
3 nhóm phương pháp chính [8] 
- Phương pháp cắt hình trụ 
- Phương pháp dựa trên khả năng chịu lực kéo của tấm xoắn đơn. 
45 
- Phương pháp dựa trên sự tương quan giữa mô men xoắn trong quá trình lắp đặt. 
2.3.4.1 Phương pháp cắt hình trụ 
Phương pháp này dựa trên nguyên lý giả thiết khối đất phá hoại hình trụ trong phạm vi 
kích thước neo tấm xoắn (hình 2.8) [8]. Lực kéo nhổ neo xoắn giới hạn sẽ bằng sức 
kháng cắt của đất xung quanh khối trụ cộng với trọng lượng khối đất bên trên đè lên 
neo tấm xoắn. 
Hình 2.8: Giả thiết khối trụ phá hoại ở phương pháp cắt hình trụ 
Trên nguyên tắc như đã nêu, sức chịu tải kéo nhổ của neo xoắn trong đất dính được 
tính bằng 
uu Hhc
Hh
Q 
 
4
2
 ( 2.5) 
Trong đó: uc là sức kháng cắt không thoát nước của đất dính. 
Trong trường hợp đất rời, Ireland (1963) [8] đề xuất công thức 

  
tghKH
Hh
Qu 0
2
2
24
 ( 2.6) 
Trong đó: 0K là Hệ số áp lực đất ngang. 
Phương pháp cắt hình trụ được Mitsch và Clemence (1985) [44] phát triển đề xuất tính 
toán cho cọc nhiều tầng cánh xoắn trong đất cát và Mooney và nnk [45] đề xuất tính 
toán cho đất sét, bụi. 
Qu
H
h
46 
Hình 2.9: Các thành phần lực được giả thiết trong phương pháp cắt hình trụ 
Phương pháp này cho phép đánh giá khả năng chịu tải kéo nhổ dọc trục của cọc neo 
xoắn, đề xuất mặt phá hoại khi neo xoắn bị kéo nhổ là dạng hình trụ trong phạm vi 
cánh xoắn bên dưới và bên trên. Các thành phần lực kháng cắt được tổng hợp trên hình 
2.9. Như vậy, khả năng chịu tải kéo nhổ của cọc neo xoắn trong trường hợp này sẽ 
gồm tổng ba thành phần: sức kháng cắt của đất ở mặt bên của hình trụ truQ , sức kháng 
chống nhổ của neo tấm xoắn bên trên cxQ và sức kháng mặt bên của cọc bcQ . 
bccxtruc QQQQ ( 2.7) 
Các hệ số dùng trong công thức trên đều được xác định từ thực nghiệm kéo nhổ neo 
xoắn ở hiện trường. 
2.3.4.2 Phương pháp dựa trên khả năng chịu lực kéo của tấm xoắn đơn 
Phương pháp này lần đầu tiên được đưa ra bởi Trô-phi-men-cốp và nnk (1965) [22], 
tiếp sau đó I-Rô-Đốp và nnk (1968) tiếp tục phát triển phương pháp này. Nguyên tắc 
của phương pháp này là sức chịu tải kéo nhổ cực hạn của cọc neo xoắn được tính bằng 
thành phần sức kháng mặt bên cọc bcP cộng với tổng sức kháng kéo nhổ của các neo 
tấm xoắn đơn  cxP 
bccxgh PPP  ( 2.8) 
Cọc neo xoắn là cọc có thiết kế cánh xoắn gần mũi cọc (hình 2.10), khi thi công cọc 
được xoáy vào trong đất. Cọc neo xoắn thường dùng cho các công trình chịu tải trọng 
kéo nhổ lớn vì cọc neo xoắn có khả năng neo giữ lớn. 
§é s©u ®Æt
c¸nh xo¾n, H
Søc kh¸ng bªn cña cäc
Søc kh¸ng kÐo cña c¸nh xo¾n
Søc kh¸ng c¾t cña trô ®Êt
47 
Hình 2.10: Cấu tạo mũi cọc xoắn 
Sức chịu tải tính toán của cọc neo xoắn chịu kéo [12] xác định theo công thức. 
ghtt kmPP ( 2.9) 
Trong đó: k là hệ số đồng nhất của đất, bằng 0,6 (kết quả thử cọc bằng tải trọng tĩnh 
k=0,7); m là hệ số điều kiện làm việc, lấy theo bảng 2.3; 
Bảng 2.3 là các trị số của hệ số điều kiện làm việc m khi tính toán sức chịu tải của mũi 
cọc xoắn theo công thức 2.9. 
Bảng 2.3: Hệ số điều kiện làm việc m 
Đất Trị số m khi tải trọng 
Loại Trạng thái Nén Kéo Thay đổi chiều 
Sét 
Cứng, nửa cứng và dẻo cứng 0,8 0,7 0,7 
Dẻo mềm 0,8 0,7 0,6 
Dẻo chảy 0,7 0,6 0,4 
Cát 
Ít ẩm 0,8 0,7 0,5 
Ẩm 0,7 0,6 0,4 
Bão hòa nước 0,6 0,5 0,3 
Á cát 
Cứng 0,8 0,7 0,5 
Dẻo 0,7 0,6 0,4 
Chảy 0,6 0,5 0,3 
Chỉ dẫn bảng 2.3: Khi xác định sức chịu nén tính toán của cọc neo xoắn thì các đặc 
trưng của đất ứng với lớp nằm dưới cánh xoắn, còn khi chịu kéo thì ứng với các lớp 
nằm trên cánh xoắn. 
C¸nh xo¾n
Nèi tiÕp th©n cäc
Mòi cäc
48 
ghP - sức chịu tải giới hạn của cọc xoắn, xác định theo công thức 2.10. 
 DLUfFhBAcP tckgh  ( 2.10) 
Trong đó: A và B là các hệ số không thứ nguyên, phụ thuộc vào góc ma sát trong  
của đất trong vùng làm việc, lấy theo bảng 2.4; c là lực dính đơn vị của đất;  là trọng 
lượng thể tích trung bình của các lớp đất kể từ mặt đất tự nhiên đến cánh xoắn; h là độ 
sâu đặt cánh xoắn, kể từ mặt đất tự nhiên; F là diện tích cánh xoắn, khi làm việc chịu 
kéo lấy bằng )(785,0
22 dD , còn khi làm việc chịu nén thì lấy bằng 
2785,0 D , 
trong đó D là đường kính neo xoắn và d là đường kính của thân cọc neo; tcf là lực 
ma sát tiêu chuẩn đơn vị của đất tại mặt bên của thân cọc neo; U là chu vi thân cọc 
neo; L là chiều dài thân cọc neo. 
Khi sử dụng công thức 2.10 cần lưu ý độ sâu đặt neo xoắn không được nhỏ hơn 6D và 
không nên lớn hơn 8D. 
Cấu tạo mũi xoắn [12] phải được tính toán với tải trọng tiêu chuẩn nhân với hệ số vượt 
tải 1,2. Bước xoắn lấy bằng (0,3D-0,4D). 
Bảng 2.4: Các hệ số A, B tính sức chịu tải kéo của cọc neo xoắn 
 (độ) A B 
14 7,1 2,8 
16 7,7 3,3 
18 8,6 3,8 
20 9,6 4,5 
22 11,1 5,5 
24 13,5 7,0 
26 16,8 9,2 
28 21,2 12,3 
30 26,9 16,5 
32 34,4 22,5 
34 44,5 31,0 
36 59,6 44,4 
49 
2.3.4.3 Xác định sức chịu tải kéo nhổ tổng quát của neo xoắn 
Phương trình sức chịu tải kéo nhổ của neo xoắn tương tự như phương trình sức chịu tải 
kéo nhổ của cọc móng sâu [13] có xét ảnh hưởng của đường kính neo xoắn và chiều 
dài neo xoắn. Phương trình khả năng kéo nhổ tổng quát nhất, uF , được thể hiện bằng 
biểu thức: 
L
D
HNcNAF cu 16.084.0
'''
 ( 2.11) 
Trong đó: A là diện tích tiếp xúc của neo với đất; c là Lực dính đơn vị của đất; ' là 
trọng lượng đơn vị thể tích đẩy nổi của đất; H là độ sâu kể từ mặt đất đến vị trí cánh 
xoắn lớn nhất; '' , NN c là hệ số neo giữ tra từ đồ thị [13] phụ thuộc vào các thông số 
chống cắt của đất; D là đường kính lớn nhất của neo xoắn; L là chiều dài neo xoắn. 
2.3.4.4 Xác định sức chống nhổ thẳng đứng giới hạn cọc neo xoắn bằng phương pháp 
phân tích giới hạn 
Tải trọng nhổ giới hạn của cọc neo xoắn hiện nay thườngđược xác định bởi công thức 
bán kinh nghiệm, xây dựng từ các kết quả thí nghiệm hàng loạt cọc xoắn chịu nhổ 
trong các loại đất khác nhau. Trong phần dưới đây trình bày cách xác định tải trọng 
nhổ giới hạn của cọc neo xoắn [29], xây dựng từ phương pháp phân tích giới hạn, trên 
cơ sở giả thiết mặt phá hoại đã được kiểm chứng từ thí nghiệm mô hình đất tương tự 
và kết quả thí nghiệm hàng loạt cọc xoắn chịu nhổ [8], [14], [22], [23]. Biểu thức xác 
định sức chịu nhổ thẳng đứng giới hạn của cọc neo xoắn [29] có dạng: 
NFcMFHPgh .....  ( 2.12) 
Trong đó: 
4
. 2D
F
 - Diện tích neo xoắn; ( 2.13) 
2
3
4
.21 
 tg
D
H
tg
D
H
M ( 2.14) 
 

coscos
cos
4
2
2
 tg
D
H
D
H
N ( 2.15) 
50 
M,N là các hệ số không thứ nguyên; H là độ sâu từ mặt đất đến neo xoắn; D là đường 
kính neo xoắn; là góc hợp bởi phương thẳng đứng với đường sinh nón cụt của khối 
đất phá hoại giả thiết. 
Bảng 2.5 được thiết lập sẵn các giá trị của M, N cho hai trường hợp đặc biệt của góc α. 
Bảng 2.5: Các giá trị của M, N ứng với  và 
2

H 
/ 
D 
 
2

 = 100  = 200  = 300  = 400 = 100  = 200  = 300  = 400 
M N M N M N M N M N M N M N M N 
2 1,78 10,86 3,16 13,85 5,08 17,29 8,12 21,45 1,39 9,30 1,87 10,55 2,45 11,42 3,16 12,00 
3 2,43 18,40 4,77 25,10 8,64 32,80 14,50 40,30 1,62 15,0 2,43 17,80 3,53 20,10 4,77 21,70 
4 3,08 37,00 6,74 39,40 13,75 53,00 22,71 69,80 1,85 21,4 3,08 26,50 4,66 30,80 6,74 34,20 
5 3,81 37,80 9,08 56,60 17,91 78,00 32,79 104,0 2,13 28,5 3,81 36,50 6,05 43,50 9,80 49,00 
6 4,61 49,50 11,75 76,50 23,92 107,5 44,77 145,0 2,42 36,3 4,61 48,00 7,65 58,30 11,77 66,20 
7 5,49 62,80 14,77 100,0 30,77 141,0 58,75 192,5 2,73 44,8 5,49 60,60 9,45 74,80 14,77 86,75 
8 6,49 77,40 18,74 125,0 38,74 180,0 74,42 297,0 3,05 54,0 6,49 74,90 11,40 93,50 18,14 108,5 
* Trường hợp tấm neo hình vuông có thể vẫn dùng công thức 2.12 để tính toán gần 
đúng với giả thiết aD
2
 D =
2
π
 với a là cạnh của tấm neo. 
* Nếu tách phần thể tích thân cọc phía trên tấm neo ra, vẫn dùng công thức 2.12 để xác 
định 
ghP . Trong trường hợp này biểu thức của M có dạng sau: 
2
2
3
4
21 
  tg
D
H
tg
D
H
M ( 2.16) 
Trong đó: 
D
d
  λ =
d
D
 (với d là đường kính thân cọc. N vẫn tính theo công thức 2.15) 
2.3.4.5 Thiết lập biểu thức xác định sức chịu tải kéo nhổ của neo xoắn để sử dụng gia 
cố tấm lát mái đê biển 
Dựa trên đề xuất phương pháp phân tích giới hạn [29], kết hợp hình dạng thiết kế thực 
tế của neo xoắn, Hoàng Việt Hùng (2013) [30] thiết lập biểu thức xác định sức chịu tải 
của neo xoắn sau đó kiểm nghiệm lại theo kết quả thực nghiệm. 
a) Những giả thiết cơ bản 
51 
Giả thiết khối đất phá hoại có dạng hình nón, trong trường hợp làm việc neo xoắn đặt 
nông với 6 
D
H
, với H là độ sâu từ mặt đất tới neo xoắn và D là đường kính lớn 
nhất của neo xoắn. Sơ đồ tính toán nêu trên hình 2.11 tương ứng với tải trọng nhổ giới 
hạn. 
Hình 2.11: Giả thiết mặt nón phá hoại của mũi neo xoắn 
Các ngoại lực tác động lên lăng thể đất trượt do neo xoắn kéo lên (bao gồm lực nhổ 
neo xoắn và trọng lượng bản thân của lăng thể trượt), lực chống lại bởi cường độ 
chống cắt của đất, thỏa mãn định lý về giới hạn trên của phương pháp phân tích giới 
hạn. 
b) Lập biểu thức tính toán sức chịu tải kéo nhổ 
Giả thiết khối đất bị phá hoại có dạng hình nón [30] với các kích thước thể hiện ở hình 
2.11. Trong đó H là độ sâu từ mặt đất đến cánh xoắn trên cùng của neo xoắn, D là 
đường kính trên cùng của neo xoắn. 
Từ hình 2.11 áp dụng định lý giới hạn trên của phép phân tích giới hạn: 
Tốc độ công ngoại lực: 
   coscos1 VPVV gh  ( 2.17) 
Tốc độ tiêu tan nội năng dọc theo mặt nón: 
ScV cos ( 2.18) 
Trong đó: 
1V là thể tích hình nón (hình 2.11); S là diện tích xung quanh hình nón; V là 
véctơ tốc độ chuyển vị của hình nón, dưới tác dụng của lực nhổ giới hạn 
ghP ;  là góc 
ma sát trong của đất; c là Lực dính đơn vị của đất. 

Mòi neo
Nãn ph¸ 
ho¹i
V V
D
H
L
H
L
Pgh Pgh
52 
Điều kiện cân bằng tốc độ công của ngoại lực với tốc độ tiêu tan nội năng theo định lý 
về giới hạn trên: 
 ScVVPVV gh    coscoscos1 ( 2.19) 
Thay 
1V , S, xác định theo công thức hình học vào công thức 2.19, rút ra ghP 
 )
2
(
3
1
cos
cos
))(2(
2
 

Htg
D
cLHHtgDPgh ( 2.20) 
Có thể viết gọn lại 
 )
2
1
(D
3
1
cos
cos
))(21(
2
 

tg
D
H
cLHtg
D
HD
Pgh ( 2.21) 
Đặt )21( tg
D
H
ND ; 

cos
cos
CN ; 
 )
2
1
(  tg
D
H
N 
Vậy ta có công thức cuối cùng: 
 
NcNLHN
D
P CDgh D
3
1
)(
2
 ( 2.22) 
NNN CD ;; là những hệ số không thứ nguyên. 
Công thức 2.22 là công thức xác định sức chịu tải giới hạn của neo xoắn ứng dụng để 
neo tăng cường ổn định cấu kiện gia cố mái đê biển kiểu khối lệch ở đê biển Nam 
Định [30]. 
2.3.4.6 Phương pháp dựa trên sự tương quan giữa mô men xoắn trong quá trình lắp 
đặt. 
Phương pháp này lần đầu tiên được giới thiệu bởi Hoyt và Clemence (1989) [46], bằng 
nghiên cứu thực nghiệm phân tích sức chịu tải kéo nhổ của cọc neo xoắn tương quan 
với mo men xoắn trong quá trình lắp đặt, biểu thị bằng phương trình: 
TKQ Tc ( 2.23) 
trong đó: T là mô men xoắn trong quá trình lắp đặt; TK là hệ số xoắn. 
Khi không có cọc tham gia kháng kéo, chỉ có neo tấm xoắn thì TK được tính bằng 
công thức: 
)tan(
2
rc
T
d
K
 
 ( 2.24) 
53 
Trong đó: cd là đường kính tấm neo xoắn;  là góc vênh của cánh xoắn với phương 
ngang; r là góc ma sát ngoài giữa đất và vật liệu làm cánh xoắn. 
Phương pháp này thường dùng để xác định sức chịu tải kéo nhổ của neo xoắn trong đất 
cát. 
2.4 Kết luận chương 2 
Sức chịu tải kéo nhổ của neo xoắn phụ thuộc vào hình thức neo xoắn và loại đất. Có ba 
hình thức neo xoắn là neo xoắn một tầng, neo xoắn nhiều tầng và neo vít xoắn. Tùy 
theo mục đích sử dụng, yêu cầu tải trọng neo giữ và thiết bị thi công mà người thiết kế 
sẽ lựa chọn hình thức phù hợp. Với mục đích gia cường cho cấu kiện bảo vệ mái kênh, 
qua nghiên cứu, đánh giá lực neo giữ, công tác thi công, khả năng thu hồi neo..., tác 
giả đề xuất lựa chọn hình thức neo xoắn 1 tầng. 
Về tính toán, dự báo sức chịu tải kéo nhổ của neo xoắn, trong ba nhóm phương pháp 
xác định sức chịu tải kéo nhổ của neo xoắn đã nêu. Tác giả luận án lựa chọn tiếp cận 
phương pháp xác định khả năng chịu lực kéo của tấm xoắn đơn để thiết lập biểu thức 
tính toán tải trọng kéo nhổ của neo xoắn ứng dụng neo giữ cấu kiện bảo vệ mái kênh 
công trình thủy lợi. Phương pháp này thường đánh giá độ sâu đặt neo dựa vào tỷ số 
H/D, neo được coi là đặt nông khi (H/D≤6) và neo đặt sâu khi (H/D 8). Nguyên tắc 
chung nhất để có được biểu thức tính toán sức chịu tải kéo nhổ cực hạn của neo xoắn 
là xác định diện tích mặt phá hoại của khối đất nhân với cường độ chống cắt của đất 
[8], các hệ số hiệu chỉnh sẽ được xác định bằng thực nghiệm. 
Các công thức xác định sức chịu tải kéo nhổ của neo xoắn đã nêu trên đều thiết lập cho 
cơ chế phá hoại khối đất với biên mặt đất nằm ngang. Chưa có công thức xác định sức 
chịu tải kéo nhổ của neo xoắn trên mái nghiêng. Vì vậy cần tiến hành nghiên cứu thực 
nghiệm kéo nhổ neo xoắn trên mái nghiêng để xác định sức chịu tải kéo nhổ của neo 
xoắn theo điều kiện thực, ứng dụng trực tiếp để gia cường cấu kiện bảo vệ mái kênh và 
phát huy hết hiệu quả neo giữ của neo xoắn. Nghiên cứu thực nghiệm cũng giúp cải 
tiến hình dạng neo xoắn sao cho dễ lắp đặt, khả năng neo giữ được đảm bảo, định hình 
các bước thi công neo xoắn trên mái nghiêng với các yêu cầu cụ thể. 
Ngoài ra, để kế thừa các kết quả nghiên cứu đã công bố, nghiên cứu thực nghiệm sẽ 
được tiến hành cả trong phòng thí nghiệm và hiện trường. Các thí nghiệm trong phòng 
được tiến hành trên mô hình vật lý chỉ tiêu thực, gọi đơn giản hơn là mẫu đất lớn chỉ 
54 
tiêu thực nhằm so sánh, đối chứng đánh giá quy luật chung về sức chịu tải kéo nhổ của 
neo xoắn với các nghiên cứu đã công bố ở trong nước và trên thế giới, từ đó giảm bớt 
khối lượng nghiên cứu thực nghiệm hiện trường. Kết quả thí nghiệm hiện trường kết 
hợp cơ sở lý thuyết sẽ thiết lập được biểu thức xác định sức chịu tải kéo nhổ của neo 
xoắn trên mái nghiêng và hiện thực hóa các bước thi công, đưa kết quả nghiên cứu của 
luận án vào ứng dụng thực tế một cách hoàn chỉnh. 
55 
CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VỀ KHẢ NĂNG CHỊU 
TẢI KÉO NHỔ CỦA NEO XOẮN TRÊN MÁI NGHIÊNG 
3.1 Giới thiệu chung 
3.1.1 Đặt vấn đề 
Như đã phân tích ở chương 2, các kết quả nghiên cứu khả năng chịu tải kéo nhổ của 
neo xoắn (loại một tầng cánh xoắn), cho tới thời điểm này, đều xét cho biên mặt đất 
nằm ngang [8], [10], [12], [23], [44], [45], [29], [30]. Chưa có nghiên cứu đánh giá 
khả năng chịu tải kéo nhổ của neo xoắn trên mái nghiêng. 
Tran Vo Nhiem (1971) [23] đã công bố nghiên cứu đánh giá sự khác biệt về hình dạng 
khối đất phá hoại khi kéo nhổ neo xoắn xiên góc so với phương ngang, tuy nhiên các 
thí nghiệm này tiến hành trên vật liệu đất tương tự nên cũng chưa chỉ ra sức chịu tải 
kéo nhổ của neo xoắn trên mái nghiêng. 
Trong thực tế, neo xoắn thường được ứng dụng nhiều nhất cho cọc xoắn với yêu cầu 
chịu tải kéo nhổ lớn. Tất cả các nghiên cứu ứng dụng gần đây đều dựa trên cơ sở lý 
thuyết đã có, tiến hành lựa chọn kích thước neo xoắn phù hợp điều kiện ứng dụng, tiến 
hành thực nghiệm hiện trường của điều kiện đất nền công trình để chính xác hóa khả 
năng chịu tải kéo nhổ của neo xoắn trong điều kiện làm việc thực, tăng hiệu quả ứng 
dụng cho công trình cụ thể. 
Như vậy, để ứng dụng neo xoắn trong việc gia cường cấu kiện bảo vệ cho mái kênh 
công trình thủy lợi, cần nghiên cứu thực nghiệm đánh giá sức chịu tải kéo nhổ của neo 
xoắn trên mái nghiêng để phát huy hết hiệu quả làm việc của neo xoắn, là cơ sở để 
đánh giá tính khả thi của giải pháp và thiết lập lại biểu thức xác định sức chịu tải kéo 
nhổ của neo xoắn trên mái nghiêng dùng để gia cường cấu kiện bảo vệ mái kênh. 
3.1.2 Nội dung nghiên cứu thực nghiệm 
Nghiên cứu thực nghiệm được tiến hành trên mô hình vật lý trong phòng thí nghiệm 
với chỉ tiêu thực và thí nghiệm hiện trường. Các thí nghiệm trong phòng tập trung 
đánh giá các yếu tố ảnh hưởng chính, từ đó giúp giảm thiểu khối lượng thí nghiệm 
hiện trường với các nội dung cụ thể: 
- Xác định độ sâu đặt neo hợp lý và hình dạng khối đất bị phá hoại do kéo nhổ neo 
xoắn trên mái nghiêng m=1,0, m=1,5 mô hình chỉ tiêu thực ở trong phòng thí nghiệm. 
56 
- Kiểm nghiệm hiện trường sức chịu tải kéo nhổ của neo xoắn trên mái nghiêng m=1,0, 
m=1,5 với độ sâu đặt neo hợp lý đã xác định từ thí nghiệm mô hình chỉ tiêu thực trong 
phòng. 
- Kết quả thí nghiệm dùng để thiết lập công thức xác định sức chịu tải kéo nhổ của neo 
xoắn trên mái nghiêng. 
3.1.3 Xác định thông số neo xoắn dùng trong thí nghiệm 
Kế thừa kết quả của đề tài: “Nghiên cứu giải pháp để tăng cường ổn định bảo vệ mái 
đê biển tràn nước”, Hoàng Việt Hùng [30] đã thiết lập phương trình chung nhất cho 
các sery thí nghiệm theo phương pháp phân tích thứ nguyên. Sự liên quan giữa các đại 
lượng trong phương trình chung nhất cho thấy, chỉ cần thay đổi một đại lượng sẽ dẫn 
đến các đại lượng khác thay đổi. Mặt khác, dựa trên các kết quả nghiên cứu đã có, cố 
định một số đại lượng để giảm khối lượng thí nghiệm, vẫn đánh giá đúng vấn đề 
nghiên cứu. Để lựa chọn kích thước neo xoắn, Hoàng Việt Hùng [30] đã thiết kế 10 
kích thước neo xoắn trong phạm vi từ D=8cm đến D=28cm và tiến hành kéo nhổ thực 
nghiệm hiện trường. 
Trong nghiên cứu này, tác giả luận án kế thừa kết quả thiết kế neo xoắn từ nghiên cứu 
[30], lựa chọn kích thước neo trong khoảng D=8cm đến D=14cm vì neo xoắn có 
đường kính lớn hơn 14 cm là quá dư sức chịu tải so với yêu cầu ứng dụng neo giữ cấu 
kiện bảo vệ mái kênh và khó thi công thủ công. 
Hình 3.1: Neo xoắn NĐ10 với bước xoắn Lx=0,8D. 
Do đặc thù neo xoắn được lắp đặt trên mái nghiêng, tư thế đứng của người thi công 
không lợi về lực ấn neo vào đất, vì vậy đề xuất cải tiến lại neo xoắn của nghiên cứu 
[30], cụ thể là thiết kế lại bước xoắn để neo bén đất và giảm nhẹ lực xoáy neo. Neo 
xoắn loại một tầng cánh xoắn bước xoắn Lx=0,4D [8], [12], [13], [14], neo xoắn dạng 
57 
thanh vít với bước xoắn Lx=0,8D cánh xoắn gắn suốt chiều dài cọc [9], [27], [30]. Tác 
giả thử nghiệm các dạng neo này trên mái nghiêng đều khó lắp đặt, tốn nhiều thời gian 
để xoáy xuống độ sâu thiết kế. 
Tác giả đã thiết kế neo xoắn với các đường kính D=8cm, D=10cm, D=12cm và 
D=14cm có các bước xoắn tương ứng là Lx=1,2D, Lx=1,6D, Lx=2D, Lx=2,4D. Tổng 
cộng là 16 mẫu neo thực. Tiến hành lắp đặt neo xoắn và thu hồi neo xoắn trên mái 
nghiêng m=1 tại hiện trường. Kết quả lựa chọn được các neo có bước xoắn Lx=1,2D, 
Lx=1,6D, Lx=2D khá bén đất khi lắp đặt, tuy nhiên neo xoắn Lx=2D ổn định hướng 
vuông góc mái kênh. Bước xoắn Lx=2,4D rất khó xoáy neo do lực cản của cánh xoắn 
lớn, đất xung quanh cánh neo bị phá hoại nhiều. 
Vậy chọn neo có bước xoắn Lx=2D để thực hiện thí nghiệm thử tải neo giữ. 
Hình 3.2: Neo xoắn NMK8 
Để sát với ứng dụng thực tế, nghiên cứu tập trung đánh giá thực nghiệm cho neo xoắn 
NMK8 (D=8cm) và NMK14 (D=14cm) trên mái nghiêng m=1,0 và m=1,5. Kết quả 
nghiên cứu thực nghiệm sẽ được phân tích so sánh, đối chứng với các kết quả nghiên 
cứu đã công bố trong và ngoài nước để đánh giá quy luật chung khi tính toán neo 
xoắn. 
Bảng 3.1 là kích thước cơ bản của hai neo xoắn điển hình sau khi thí nghiệm lắp đặt 
thực nghiệm sơ bộ trên mái nghiêng m=1. 
Bảng 3.1: Kích thước hai neo xoắn điển hình dùng trong thí nghiệm 
TT Thông số Ký hiệu Đơn vị Neo NMK8 Neo NMK14 
1 Bán kính neo xoắn (R) cm 4,0 7,0 
2 Chiều dài neo xoắn (L) cm 25,0 35,0 
3 Đường kính neo xoắn (D) cm 8,0 14,0 
4 Chiều dài bước xoắn Lx cm 16 28 
L Lx
D
R
58 
3.1.4 Độ sâu đặt neo trong chuỗi thí nghiệm 
Đối với neo xoắn, các tính toán thiết kế đều rất chú ý độ sâu đặt neo. Neo xoắn cần đặt 
ở một độ sâu hợp lý để thi công nhanh, dễ dàng, tiện dụng mà lực neo giữ vẫn đảm bảo 
yêu cầu thiết kế. Độ sâu đặt neo thường được đánh giá bằng độ sâu tương đối H/D, 
trong đó H là độ sâu đặt neo xoắn được tính từ biên mặt đất