Tại các khu vực ven biển, đồng bằng, hay đô thị có mực nước ngầm cao, hệ thống ống thoát nước chịu lực phải đối mặt với một thách thức kép: không chỉ chịu tải trọng từ mặt đất mà còn phải chịu lực đẩy nổi (buoyancy) từ nước ngầm và áp lực ngược (hydrostatic pressure). Việc lựa chọn vật liệu và phương pháp kết nối có tính toán đến những yếu tố này là cực kỳ quan trọng đối với tính bền vững của dự án.
1. Vấn Đề Lực Đẩy Nổi và Giải Pháp Chống Nổi
Lực đẩy nổi là một rủi ro lớn đối với các loại ống nhẹ khi lắp đặt trong môi trường đất bão hòa nước. Nếu không được kiểm soát, ống có thể bị dịch chuyển, thậm chí nổi lên khỏi vị trí lắp đặt, gây hỏng hóc toàn bộ tuyến cống:
- Tối Ưu Hóa Trọng Lượng Riêng: Mặc dù Ống thoát nước chịu lực làm từ nhựa (HDPE) có tỷ trọng nhẹ hơn nước, nhưng việc thiết kế ống có độ cứng vòng cao (như SN8) với thành dày hơn một chút giúp tăng trọng lượng đơn vị.
- Chiến Lược Neo Ống (Anchoring Strategy): Giải pháp hiệu quả nhất là kết hợp với các biện pháp neo hoặc tải trọng đối trọng (Ballasting) cụ thể. Các nhà cung cấp chuyên nghiệp sẽ tư vấn về khoảng cách và loại thiết bị neo phù hợp để giữ ống cố định, đảm bảo nó không bị dịch chuyển dưới tác dụng của lực đẩy nổi.
2. Thách Thức Kín Nước Dưới Áp Lực Ngược
Trong môi trường mực nước ngầm cao, áp lực nước bên ngoài cống có xu hướng đẩy nước vào bên trong qua các khe hở. Đây được gọi là hiện tượng nước ngầm xâm nhập (Infiltration), làm tăng đáng kể khối lượng nước cần xử lý và gây xói mòn nền đất:
- Độ Bền Kín Nước Của Mối Nối: Ống thoát nước chịu lực làm từ HDPE giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng các mối nối gioăng cao su EPDM chất lượng cao hoặc hàn nhiệt (Butt Fusion) để tạo ra liên kết kín khít tuyệt đối. Các mối nối này phải được thử nghiệm nghiêm ngặt để đảm bảo chúng chịu được áp suất ngược (hoặc áp suất chân không) mà không bị rò rỉ.
- Ngăn Ngừa Xói Mòn: Khả năng ngăn chặn Infiltration của ống chịu lực bảo vệ nền đất xung quanh ống. Việc nước ngầm xâm nhập vào cống có thể kéo theo các hạt đất mịn, dần dần tạo ra các khoảng trống và gây ra hiện tượng sụt lún nghiêm trọng trên mặt đường hoặc công trình.
3. Lựa Chọn Vật Liệu Trong Điều Kiện Địa Chất Khó
Sự kết hợp giữa tính dẻo dai và độ cứng làm cho vật liệu nhựa trở thành lựa chọn vượt trội trong các khu vực đất mềm hoặc có nguy cơ lún:
- Chịu Lún Lệch Tốt Hơn: Ống chịu lực linh hoạt có khả năng thích ứng với sự lún không đều của nền móng tốt hơn ống cứng, tránh được các điểm ứng suất cục bộ có thể gây nứt vỡ.
- Giảm Chi Phí Xử Lý Nền: Trong một số trường hợp, việc sử dụng ống thoát nước chịu lực có tính linh hoạt cao có thể làm giảm yêu cầu khắt khe về xử lý và gia cố nền đất, giúp tiết kiệm chi phí xây dựng ban đầu.
Việc đầu tư vào giải pháp ống thoát nước chịu lực toàn diện, có tính toán đến các yếu tố thủy lực ngầm, là bước đi then chốt để đảm bảo sự ổn định và hiệu quả kinh tế dài hạn cho hạ tầng đô thị tại các khu vực địa lý phức tạp.
