Trong thực tế công trường, ống nhựa gân xoắn HDPE thường được xếp chung nhóm với các loại ống xoắn HDPE khác, vì cùng vật liệu nền là HDPE. Tuy nhiên, nếu nhìn dưới góc độ cơ học đất – ống, sự khác biệt giữa ống gân xoắn và ống xoắn thường không nằm ở tên gọi, mà nằm ở cách chúng tương tác với nền đất trong suốt vòng đời sử dụng.
Ống gân xoắn HDPE không “chịu lực một mình”
Khác với ống chịu áp, ống nhựa gân xoắn HDPE làm việc theo cơ chế ống mềm. Nghĩa là bản thân ống không gánh toàn bộ tải trọng phía trên, mà chia sẻ tải với khối đất bao quanh. Khi đất được đầm chặt đúng kỹ thuật, tải trọng được phân bố đều quanh chu vi ống, giúp hệ thống đạt trạng thái ổn định.
Vấn đề nằm ở chỗ: không phải tuyến nào cũng đạt điều kiện đất lý tưởng. Và tại đây, sự khác biệt giữa gân xoắn và xoắn thường bắt đầu bộc lộ.
Phân bố ứng suất – điểm mạnh của gân xoắn
Cấu trúc gân xoắn giúp ống tăng độ cứng vòng, nhưng quan trọng hơn là khả năng phân bố ứng suất theo chu vi khi nền chịu tải không đồng đều. Khi xảy ra lún lệch cục bộ, gân xoắn giúp hạn chế hiện tượng tập trung ứng suất tại một điểm, giảm nguy cơ biến dạng dẹt kéo dài.
Ngược lại, ống xoắn thường có xu hướng truyền ứng suất theo đường xoắn liên tục. Trong điều kiện nền yếu hoặc đầm không đều, ứng suất này dễ tập trung tại các đoạn cong hoặc mối nối, khiến ống biến dạng theo trục dài, dẫn đến sai cao độ thoát nước.
Biến dạng dài hạn – yếu tố quyết định tuổi thọ tuyến
Với HDPE, biến dạng ban đầu thường là đàn hồi. Tuy nhiên, dưới tải trọng duy trì lâu dài, vật liệu bước vào vùng creep – biến dạng chậm theo thời gian. Khi nền đất không ổn định, ống không hồi phục hoàn toàn sau mỗi chu kỳ tải, và hình dạng tiết diện thay đổi vĩnh viễn.
Ống nhựa gân xoắn HDPE có lợi thế ở giai đoạn này nhờ gân giúp kiểm soát tốc độ creep, nhưng chỉ khi đất bao quanh làm việc đúng vai trò. Nếu lớp đệm đáy kém, đất lấp hai bên không đủ chặt, gân xoắn cũng không thể cứu được tuyến ống.
Vì sao cùng HDPE nhưng tuyến dùng 10 năm, tuyến 3 năm đã xử lý?
Câu trả lời không nằm ở vật liệu, mà ở tổ hợp điều kiện làm việc:
-
Độ chặt và đồng đều của đất nền
-
Chiều sâu chôn ống và tải trọng phía trên
-
Kiểm soát cao độ và độ dốc khi lắp đặt
Ống gân xoắn HDPE chỉ phát huy hết ưu điểm khi được đặt trong hệ đất – ống đúng thiết kế. Khi một trong các yếu tố này bị bỏ qua, tuổi thọ tuyến giảm nhanh, dù ống chưa hề “sập”.
Góc nhìn cho người duyệt bản vẽ và hiện trường
Việc chọn ống nhựa gân xoắn HDPE không nên dựa vào vật liệu HDPE đơn thuần, mà phải dựa trên khả năng kiểm soát điều kiện nền thi công. Trên công trường thực tế, loại ống “chịu được sai số thi công” tốt hơn mới là loại mang lại tuổi thọ tuyến dài hạn.
Hiểu đúng cơ học đất – ống giúp kỹ sư không chỉ chọn đúng ống, mà còn biết chỗ nào không được phép cắt bước, tránh những vấn đề xuất hiện muộn nhưng xử lý rất tốn kém.