Các giải pháp móng trong xây dựng dân dụng và công nghiệp ppt

Các giải pháp móng
trong xây dựng dân
dụng và công nghiệp


Mở đầu
Việc luận chứng giải pháp móng có ý nghĩa rất quan trọng, từ đó mới có thể
đề xuất dạng công tác, khối lượng khảo sát hợp lý, đầy đủ. Việc luận chứng
được tiến hành trên cơ sở đã có tài liệu khảo sát địa chất công trình ở giai
đoạn trước và quy mô công trình dự kiến. Việc chúng ta là luận chứng giải
pháp móng cho phù hợp. Tất nhiên, người khảo sát địa chất công trình
không phải là người thiết kế móng, nhưng phải có kiến thức nhất định về
nền móng để có thể tư vấn cho bên thiết kế giải pháp móng phù hợp (nếu
công trình đó không có gì đặc biệt).

Nhưng không phải ai cũng nhận ra ý nghĩa quan trọng của việc luận chứng
này, đặc biệt là sinh viên và kỹ sư địa chất công trình ít kinh nghiệm. Đầu
tiên chúng ta phải hiểu công tác khảo sát địa chất công trình giúp cho nhà
thiết kế lựa chọn giải pháp móng kinh tế nhất, nhưng phải đảm kỹ thuật, an
toàn. Tức là bao giờ cũng chọn giải pháp móng chi phí thấp nhất, thi công
đơn giản nhất. Sau khi tính toán về ổn định (theo sức chịu và biến dạng),
phương án móng đó đảm bảo thì được chọn. Nếu không đảm bảo ổn định,
phương án móng khác sẽ được lựa chọn nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật,
đương nhiên chi phí sẽ tốn kém hơn. Mức độ chi phí tăng dần (so sánh một
cách tương đối thôi) theo các kiểu móng như sau:
Móng băng đơn giản.
Móng băng đã được gia cố bằng cọc tre, cừ tràm, đệm cát,…
Móng cọc đóng.

Móng cọc ép.
Móng cọc khoan nhồi.
Việc luận chứng giải pháp móng đòi hỏi sinh viên địa chất công trình phải
có kiến thức nhất định về nền móng, kinh nghiệm thực tế (cái này thì gần
như không có gì) và có tư duy logic. Trong đồ án môn học, có sinh viên thiết
kế chiều rộng móng nông lên đến 4 → 5m trong với nhà thấp tầng mà chẳng
suy nghĩ, thắc mắc gì cả?!. Nguyên nhân do tính toán sai mà không hiểu
được móng thực tế như thế nào??? Hoặc hiểu rất mơ hồ về đất tốt, đất yếu
nên việc chọn lớp đất đá để đặt móng không hợp lý. Ví dụ với nhà 3 tầng, đó
là lớp đất tốt để đặt móng nông, nhưng với nhà 7 → 8 tầng thì không thể đặt
móng vào lớp này được. Khái niệm đất tốt, đất yếu chỉ mang tính tương đối,
phụ thuộc vào quy mô công trình cụ thể và tải trọng truyền xuống móng.
Ngoài ra, bao kiến thức học về nền móng (thầy Phương, thầy Thịnh, thầy
Hồng, thầy Phóng dạy,…) được học không giúp ích gì đối với rất nhiều SV
khi vẽ cái móng. Hiểu một cách đơn giản là không ra một hình thù gì cả,
nhìn rất nực cười (người không học họ cũng không vẽ cái móng tệ như vậy
).
Đầu tiên phải nói đến tải trọng công trình truyền xuống móng, có 2 kiểu là
truyền xuống cột (tải trọng tập trung, tính trên 1 cột, thường tính cho đài
cọc) và tải trọng rải đều, tính theo chiều dài móng (móng băng). Tải trọng
truyền xuống có liên quan đến phương án móng.
Tư duy lối mòn cứ nhà thấp tầng là móng nông, trung tầng là móng cọc ép
hoặc cọc đóng, cao tầng phải là cọc khoan nhồi là không đúng. Việc đào tạo
thiếu cơ sở thực tiễn, nạn sao chép đồ án, ý thức học tập của sinh viên làm
ảnh hướng đáng kể chất lượng bản đồ án.
1. Phương án móng nông:
Móng nông được sử dụng đối với công trình quy mô vừa và nhỏ (thường ≤ 5
tầng). Đây là loại móng rất phổ biến ở Việt Nam và là loại móng “rẻ” nhất.
Loại móng này tận dụng khả năng làm việc của các lớp đất phía trên cùng.
Chính vì vậy khả năng ổn định về sức chịu tải (đại diện là chỉ tiêu sức chịu

tải quy ước R0) và biến dạng (mô đun tổng biến dạng E0) của các lớp đất
này quyết định tới sự ổn định của công trình.
Điều kiện địa chất công trình như thế nào thì sử dụng phương án móng
nông? Nhìn chung, các lớp đất sét (sét pha) ở trạng thái dẻo cứng đến cứng
có bề dày đủ lớn (thường 5 → 7 m) phân bố phía trên cùng đều có thể đặt
móng nông. Chiều sâu chôn móng phổ biến từ 0.5m đến 3m, phụ thuộc vào
nhiều yếu tố như bề dày lớp đất lấp, chiều sâu mực nước dưới đất, sự phân
bố của đất yếu. Chiều sâu chôn móng càng lớn, khả năng chịu tải của đất nền
càng cao, nhưng cần chú ý đến các lớp đất yếu (bùn hoặc đất loại sét có
trạng thái dẻo chảy, chảy) phân bố dưới nó. Nếu có đất yếu nằm ngay dưới
lớp đất tốt (khá phổ biến) và nằm trong phạm vi ảnh hưởng của ứng suất gây
lún (thường 5 → 10 m dưới đáy móng), hạn chế chiều sâu chôn móng để tận
dụng bề dày của lớp tốt bên trên. Nếu chiều sâu chôn móng quá lớn (chi phí
đào đắp cao, ảnh hưởng đến các công trình lân cận khi thi công) thì cần xem
xét đến giải pháp khác như cọc tre, cừ tràm (nếu có nước dưới đất) hoặc giải
pháp ép cọc.
Trong tính toán thiết kế móng nông, kích thước móng phải có kích thước
phù hợp thường 0.8m đến 1.4m. Kích thước móng lớn hơn thường phi thực
tế, tính toán góc mở sẽ phức tạp và cos nền nhà (mà hầu như không ai quan
tâm). Khi bài toán sức chịu tải đã ổn (tức tải trọng công trình truyền xuống
nhỏ hơn khả năng chịu tải của đất nền), cần phải kiểm tra độ lún của móng
có đảm bảo không (tức là bài toán biến dạng)? Nhà thông thường nhà có độ
lún giới hạn Sgh ≤ 8 cm.
Chỉ một trong hai bài toán sức chịu tải hoặc biến dạng không thoả mãn thì
phải chuyển phương án móng khác, đó chính móng cọc.
Nhưng phần lớn Đồ án hiện nay bỏ qua phần kiểm tra, tính toán này và tuỳ
tiện chọn ngay móng cọc. Như vậy là thiếu sót! Chỉ những ai đã đi làm và đã
va chạm với việc thiết kế móng mới có khả năng tư duy chọn phương án
móng phù hợp mà không cần tính toán.
2. Phương án móng cọc ép, cọc đóng (cọc ma sát)

Được sử dụng khi phương án móng nông không đáp ứng được về mặt kỹ
thuật (không ổn định, biến dạng nhiều) hoặc chi phí xử lý nền trong móng
nông quá tốn kém. Có thể do địa tầng chủ yếu gồm các lớp đất yếu phân bố
ở phía trên, đất tốt lại nằm sâu phía dưới, hoặc bề dày lớp đất tốt phía trên
không đủ lớn, bề dày không ổn định, đất yếu lại phân bố ngay phía dưới với
bề dày lớn. Việc chọn giải pháp móng cọc phải có cơ sở, khi tính toán móng
nông không đảm bảo kỹ thuật. ( Trường hợp này tôi không đề cập đến các
loại máy ép cọc tải trọng lớn hiện nay).
Khi thiết kế móng cọc cần lưu ý các vấn đề sau:
Chọn cọc có kích thước, thép chủ, thép đai phù hợp với thực tế như
200×200, 250×250, 300×300, 350×350, 400×400,…
Chọn độ sâu cọc phải phù hợp với thực tế, tức là có thể thi công bình thường
được. Thường sức chịu tải của cọc thiết kế (PTK) được chọn là giá trị nhỏ
nhất tính theo vật liệu (PVL), thí nghiệm trong phòng (Pđn) và thí nghiệm
hiện trường (Pht – tính theo xuyên tĩnh CPT, xuyên tiêu chuẩn SPT). Để cọc
đạt được như yêu cầu thiết kế thì phải đảm bảo:
PVL > Pép cọc > (2÷3) x PTK
Trong đó:
PVL : Sức chịu tải của cọc theo vật liệu.
Pép cọc : Lực ép đầu cọc.
PTK : Sức chịu tải của cọc theo thiết kế.
Rất nhiều SV đặt cọc quá sâu so với thực tế, dẫn đến Pđn (hoặc Pht) có giá
trị xấp xỉ thậm chí còn lớn hơn PVL?! Điều đó phi lý vì không thể nào đưa
cọc xuống độ sâu đó với biện pháp ép hay đóng thông thường.
Ví dụ: PVL = 120 T, Pđn = 80 T  PTK= Pđn = 80 T (vì nhỏ hơn).
PVL = 120 T, Pđn = 180 T  PTK= PVL = 120 T (vì nhỏ hơn).
Đáng tiếc là những lỗi này xảy ra rất phổ biến.
Trường hợp đặt cọc nông quá dẫn đến Pđn (hoặc Pht) nhỏ hơn nhiều PVL,
nên không tận dụng khả năng làm việc của cọc, gây lãng phí (phải tăng số
cọc trong đài trong khi đó chỉ tăng mỗi cọc thêm 1 vài mét là sức chịu tải

tăng lên). Chiều của cọc thường được quyết định bởi Pép cọc hoặc theo độ
chối với cọc đóng. Từ đó dẫn đến PTK thường dao động trong một phạm vi
nhất định như sau:
15 Đến 25 T (cọc 200×200)
20 Đến 35 T (cọc 250×250)
35 Đến 55 T (cọc 300×300)
50 Đến 70 T (cọc 350×350)
Như vậy với kích thước cọc xác định, PTK chỉ đạt đến 1 giá trị nào đó, dẫn
đến độ sâu cọc thiết kế phải phù hợp (chứ không phải đặt đâu cũng được).
Còn số lượng cọc trong 1 đài thì sao? Khi tính toán, nhiều SV sử dụng kiểu
làm tròn số học, tức là làm tròn lên nếu số lẻ lớn hơn 0.5 (ví dụ 3.6 được làm
tròn thành 4 cọc) và làm tròn xuống nếu số lẻ nhỏ hơn 0.5 (ví dụ 3.2 được
làm tròn thành 3 cọc). Trường hợp làm tròn xuống rất nguy hiểm vì số cọc
còn lại phải gánh thêm tải trọng dư thừa kia, dễ gây mất ổn định.
Ngoài ra còn chú ý đến điều kiện và phương pháp thi công. Khu vực đô thị
không được dùng phương pháp đóng cọc, khu vực chật hẹp không sử dụng
được phương pháp ép đối tải (phải sử dụng phương pháp neo), nếu là nhà
xây chen thì không thể ép sát vào nhà bên cạnh được, nhiều trường hợp cọc
không đạt độ sâu thiết kế do ma sát của các lớp đất phía trên quá lớn (dẫn
đến trường hợp khoan mồi),…
3. Phương án móng cọc khoan nhồi:
Phương án móng cọc nhồi thường được với nhà cao tầng (thường trên 10
tầng). Rõ ràng cọc khoan nhồi chi phí tốn kém hơn so với cọc ép nên không
ai muốn sử dụng, trừ trường hợp bắt buộc do cọc ép (hoặc cọc đóng) không
đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật. Thật sai lầm khi nghĩ rằng cứ nhà cao tầng
là phải sử dụng cọc khoan nhồi! Tại khu đô thị mới Linh Đàm, Định
Công,…, chung cư quy mô 12 ÷ 14 tầng đều sử dụng cọc đóng (đều không
có hầm ngầm). Cần phải khẳng định rằng chất lượng cọc ép thường ổn định
và dễ kiểm soát hơn nhiều so với cọc khoan nhồi.
Với nhà cao tầng, tải trọng truyền xuống 1 cột thường lớn hoặc rất lớn (còn

tuỳ thuộc vào kết cấu như mạng lưới cột, khẩu độ,…), nếu sử dụng cọc ép
thì số lượng cọc sẽ rất nhiều, cho máy ép cọc có lực ép đầu cọc. Ví dụ tải
trọng truyền xuống 700 T/ đài, mỗi cọc chịu được 50 T thì cần trên 14 cọc
(lưới cọc bố trí 4 x 4). Cứ cho là các cọc thi công bình thường thì kích thước
đài cọc sẽ rất lớn (cả chiều cao và chiều rộng). Nếu mặt bằng móng đủ rộng
để bố trí đài cọc và không ảnh hưởng đến các hạng mục hạ tầng, phương án
móng đó hoàn hợp lý.
Tuy nhiên, nhà cao tầng hiện nay có tầng hầm, bể nước ngầm, bể phốt, hệ
thống cấp thoát nước, hạ tầng kỹ thuật khác,… chiếm khoảng không gian
đáng kể. Với cách bố trí đó có trường hợp mặt bằng công trình không đủ để
bố trí cọc, đặc biệt là nhà có quy mô cao tầng. Như vậy, phương án móng
cọc ép (hoặc đóng) thường không khả thi mà cần giải pháp móng khác
chiếm diện tích nhỏ hơn, sức chịu tải cao hơn. Đó chính là cọc khoan nhồi.
Ví dụ với tải trọng công trình trên, đài cọc sẽ gồm 2 cọc khoan nhồi đường
kính 800 hoặc chỉ cần một cọc đường kính khoảng 1200 ÷ 1500.