CHƯƠNG 1 tài LIỆU PHỤC vụ TÍNH TOÁN nền MÓNG

Ch¬ng i
Tµi liÖu phôc vô tÝnh to¸n nÒn mãng
1.1. Tài liệu về địa điểm xây dựng.
Hiểu biết về địa điểm xây dựng là cần thiết khi tính toán nền móng, trong đó
cần đặc biệt lưu ý 3 vấn đề chính:
- Vị trí xây dựng công trình:
+ Nghiên cứu tài liệu lưu trữ: Tài liệu về động đất; bản đồ phân vùng địa
chất; tình hình xây dựng tại khu vực (tài liệu khảo sát địa chất, phương án xử lý
nền móng các công trình lân cận, các sự cố công trình tại khu vực).
+ Nghiên cứu hiện trường: Đặc điểm địa hình khu vực; các hố đào sâu hiện
có; các luồng lạch dẫn nước; nguồn nước ngầm có áp; khả năng vận chuyển đất đá,
khả năng đi lại và thao tác của máy móc thi công nền móng.
+ Đánh giá mức độ phức tạp của địa hình (mức độ uốn nếp, khả năng và
hướng trượt lở của các lớp đất đá): các vết lộ ven núi hoặc trên sườn dốc để có các
giải pháp chống trượt hữu hiệu.
- Các công trình lân cận:
Khoảng cách các công trình lân cận, các công trình ngầm hiện có trong khu vực
xây dựng (khả năng dỡ bỏ, giữ lại); tìm hiểu tài liệu, phương án xử lý nền móng và
trạng thái của các công trình lân cận (khả năng ảnh hưởng của công tác thi công
nền móng tới các công trình lân cận và công trình ngầm hiện có, cũng như tải trọng
phụ thêm từ các công trình lân cận đang khai thác; rút kinh nghiệm xử lý nền
móng).
- Cao độ tự nhiên và cao độ công trình thiết kế:
Cần phải xác định cao độ đào, đắp tôn nền liên quan đến tải trọng được dỡ bớt
hoặc bổ sung lên nền đất tại vị trí xây dựng. Xác định vị trí và cao độ các mốc xây
dựng.
1.2. Tài liệu về công trình và tải trọng.
Trước khi thiết kế nền móng cần nghiên cứu kỹ:
- Hồ sơ thiết kế kiến trúc, kết cấu phần thân:
+ Mặt bằng công trình (các trục định vị cột, tường, các khung chịu lực, tường
chịu lực, tường ngăn, vị trí cầu thang, lõi cứng, độ sâu thang máy, thang cuốn, các

tầng hầm, tầng trệt)
+ Hệ kết cấu khung dầm, vật liệu sử dụng;
+ Cốt cao độ nền nhà, cốt san nền, cốt tự nhiên;
+ Các khe biến dạng, mức độ chênh lệch các tầng của khối nhà;
+ Độ lún tuyệt đối và độ lún lệch cho phép của công trình.
- Tải trọng công trình chuyền xuống móng:


+ Gồm các tải trọng đã xét và chưa xét đến trong quá trình giải khung kết cấu
bên trên, mức độ chênh lệch tải trọng giữa các khối nhà, phương án bố trí khe lún
cho công trình.
+ Cần nghiên cứu các tổ hợp tải trọng, hướng tác dụng của tải trọng để lựa
chọn tổ hợp nguy hiểm nhất phục vụ tính toán móng.
+ Cần tính đến các tải trọng từ công trình lân cận hiện có có ảnh hưởng tương
hỗ tới công trình, cũng như các tải trọng động từ các công trình giao thông lân cận.
- Tài liệu tiêu chuẩn, quy chuẩn:
Trong tính toán thiết kế cần sử dụng các tài liệu tiêu chuẩn hiện hành về kết
cấu thép, bê tông cốt thép, tiêu chuẩn tải trọng và tác động và các tài liệu liên quan
khác
1.3. Tài liệu địa kỹ thuật.
Tài liệu địa kỹ thuật là cơ sở để thiết kế nền móng công trình. Tài liệu địa kỹ
thuật có được trên cơ sở khảo sát địa chất công trình, địa chất thuỷ văn và nghiên
cứu bản đồ phân vùng địa chất công trình, các tài liệu lưu trữ khác. Nhiệm vụ khảo
sát địa chất công trình, địa chất thuỷ văn cần được tư vấn địa kỹ thuật soạn thảo
sau khi nghiên cứu kỹ tài liệu về công trình và tải trọng, tình hình khu vực xây
dựng. Nhiệm vụ khảo sát địa chất công trình cần được sự thoả thuận thống nhất
của chủ đầu tư và nên có ý kiến góp ý của cán bộ khảo sát địa chất.
Để có tài liệu địa kỹ thuật phục vụ thiết kế nền móng công trình cần sử dụng
một số phương pháp chính sau: phương pháp khoan thăm dò, phương pháp xuyên
và thí nghiệm trong phòng xác định chỉ tiêu cơ lý của đất.

1.3.1. Phương pháp khoan thăm dò:
Để lấy mẫu nguyên dạng sử dụng các phương pháp hạ ống mẫu như sau:
đóng, ép, khoan, chấn động và xoay. Đường kính lỗ khoan ít nhất là 108mm trong sét - cát và 89mm - trong đá.
Khoảng cách lấy mẫu khi khoan thông thường là 2-3m/mẫu, nhưng mỗi lớp
đất phải lấy ít nhất 6 mẫu.
Ngoài khoan cần kết hợp thí nghiệm SPT, xuyên tĩnh và các thí nghiệm hiện
trường khác.
Vị trí và khoảng cách giữa các lố khoan: xác định tuỳ thuộc vào khuôn khổ
công trình, kết cấu công trình, mức độ nghiên cứu của chúng, phương pháp thi
công, tính phức tạp của điều kiện địa chất.


Vị trí lỗ khoan nên bố trí trong vùng có đặt các tải trọng tập trung lớn, bố trí
theo chu vi tường công trình, những chỗ giao nhau của các trục nơi tập trung các
tải trọng từ cột, thiết bị lớn, những vị trí gần với ao hồ, sông ngòi, thung lũng. Mặt
bằng vị trí bố trí lỗ khoan thể hiện trên hình.1.1.
Khoảng cách giữa các hố khoan đối với các công trình dân dụng công nghiệp
thông thường bố trí từ 10 đến 30m. Tại những vị trí phức tạp, thung lũng, lạch
nước, khu vực trượt lở nên bố trí hố khoan dày hơn, đối với các công trình độc lập
có diện tích mặt bằng nhỏ nên bố trí tối thiểu 03 hố khoan.
Đối với các công trình ngầm kéo dài (các đường hầm giao thông và bộ hành,
các gara dạng tuyến), các hố khoan được bố trí dọc trục và theo phương vuông góc
với trục của chúng, cách nhau 150 ÷ 200m (cho giai đoạn thiết kế kỹ thuật) khi thế
nằm của các lớp đất đều đặn. Khoảng cách các hố khoan là 100-150m cho khu vực
có các lớp đất uốn nếp, địa tầng khá phức tạp, nước ngầm nằm cao hơn cao trình
chôn móng và 60-100m cho khu vực địa tầng uốn nếp phức tạp, có các hiện tượng
địa vật lý phức tạp, mức nước ngầm nằm cao hơn cao trình dự kiến chôn móng.


Hình 1.1 Sơ đồ vị trí lỗ khoan

Chiều sâu lỗ khoan: phụ thuộc vào chiều sâu vùng chịu nén. Để tiết kiệm
kinh phí tốt nhất tiến hành khoan một số lỗ khoan sâu. Các lỗ khoan còn lại chỉ cần
khoan tới đáy vùng chịu nén dưới móng công trình.
Chiều sâu vùng chịu nén phụ thuộc vào quy mô công trình, tải trọng, kích
thước mặt bằng.
Đối với công trình ngầm khi đặt sâu, lực ma sát giữa mặt bên công trình và
khối địa tầng tăng, mực nước ngầm cao khả năng đẩy nổi lớn, trong trường hợp


này, vùng chủ động tạo ra không phải do tải trọng phụ mà do dỡ tải khối địa tầng.
Trong tài liệu tiêu chuẩn không có những chỉ dẫn rõ ràng về vùng chủ động này.
Quy ước lấy bằng 1/2 chiều rộng công trình khi chiều sâu công trình đến 50m,
bằng 1/4 chiều rộng, khi chiều sâu móng công trình từ 50-100m.
Chiều sâu lỗ khoan thường sâu hơn đáy công trình ngầm 6÷10m hoặc khoan
sâu vào lớp bền nước 2÷ 3m.
Đối với kết cấu “tường trong đất” chiều sâu hỗ khoan các hỗ khoan trong thực
tế thường được kiến nghị lấy bằng (1,5-2,0)H +5m (H- chiều sâu móng tầng hầm).
Khi xác định chiều sâu lỗ khoan, cần yêu cầu đơn vị khảo sát cung cấp cốt cao
độ lỗ khoan, thời gian khảo sát. Trong thực tế, sau khi khoan khảo sát cốt cao độ
khu vực xây dựng công trình đã bị thay đổi gây rất nhiều khó khăn trong việc xác
định tải trọng tác dụng lên móng công trình nếu không có số liệu này.
1.3.2. Phương pháp xuyên:
Để xác định chỉ tiêu độ bền và sức chống cắt của đất tại hiện trường thường sử
dụng phương pháp xuyên. Các phương pháp xuyên hiện dùng chủ yếu là phương
pháp xuyên tiêu chuẩn (SPT) và xuyên tĩnh (CPT).
- Phương pháp SPT: Thí nghiệm SPT được thực hiện bằng cách đóng đầu xuyên
ngập vào đất từ đáy lỗ khoan sau khi được làm sạch. Số lần đóng búa đóng đầu
xuyên ngập vào đất 30cm gọi là chỉ tiêu xuyên tiêu chuẩn ký hiệu là N 30. Các thiết
bị sử dụng trong phương pháp SPT như sau:
Thiết bị khoan tạo lỗ: thông thường hỗ khoan được kết hợp với lỗ khoan lấy

mẫu thí nghiệm trong phòng, lỗ khoan có đường kính trong khoảng 55-163mm;
cần khoan thích hợp nhất cho thí nghiệm SPT là cần khoan có đường kính ngoài
42mm, trọng lượng 5,7kg;
Đầu xuyên: là một ống thép có tổng chiều dài 810mm, gồm 3 phần: mũi,
thân đầu nối ren (hình.1.2). Trong đất cát hạt thô lẫn sỏi sạn hoặc đất cuội sỏi, để
tránh hỏng mũi xuyên nên dùng mũi xuyên đặc hình nón với góc đỉnh mũi xuyên là
600.


Hình 1.2 Cấu tạo đầu xuyên SPT
Bộ búa đóng bao gồm: quả tạ, bộ gắp búa và cần dẫn hướng, trọng lượng bủa
63,5kg, độ cao rơi của búa 76± 2,5cm (hình.1.3).

Hình 1.3 Cấu tạo đầu búa đóng trong thí nghiệm SPT
Ví dụ kết quả thí nghiệm xuyên SPT thể hiện trên hình.1.4.


- Phương pháp CPT: thực hiện bằng cách ép cần xuyên và mũi xuyên có góc
nhọn 600 vào nền đất bằng lực tĩnh. Kết quả xuyên tĩnh nhận được giá trị sức
kháng mũi xuyên, ký hiệu là qc và sức kháng ma sát xung quanh fc.
Các số liệu nhận được từ kết quả xuyên sử dụng để xác định sức chịu tải của
cọc cho kết quả khá phù hợp với thực tế, do đó chúng được áp dụng phổ biến trong
thời gian gần đây, đặc biệt trong công tác thiết kế móng cọc.
Ví dụ kết quả thí nghiệm CPT thể hiện trên hình.1.5.
Ngoài các chỉ tiêu trên, sử dụng phương pháp này cũng có thể xác định chỉ
tiêu biến dạng ở độ sâu đến 20m. Trong đó, tính chất biến dạng của đất được xác
định trực tiếp trong lỗ khoan bằng cách hạ vào đó thiết bị chuyên dụng – thiết bị đo
áp lực và đo chuyển vị.
1.3.3. Thí nghiệm trong phòng xác định chỉ tiêu cơ lý của đất
Tính chất của đất quyết định công nghệ thi công móng, phương pháp đào và

đắp đất, loại gia cố tạm thời. Đặc điểm tính chất của đất cần thiết để xác định giá
trị tải trọng lên kết cấu móng, lựa chọn sơ đồ tính toán nền móng, xác định các
thông số gia cố tạm thời...
Phương pháp thí nghiệm trong phòng là phương pháp chính để xác định độ
bền của đất cho từng dạng xây dựng. Cần dùng phương pháp này để xác định ma
sát trong và ma sát ngoài của đất, các chỉ tiêu vật lý và cơ học của đất, phương
pháp này cũng có thể xác định chỉ tiêu biến dạng khi nén cố kết.
Các chỉ tiêu vật lý: dung trọng của đất, độ ẩm (W, W L, WP). Các chỉ tiêu cần
được xác định là độ rỗng, hệ số rỗng, mức độ ẩm, chỉ số dẻo, độ sệt, giới hạn nhão.
Các chỉ tiêu cơ học: gồm chỉ tiêu biến dạng (mô đun biến dạng, hệ số biến
dạng ngang – hệ số poisson, hệ số áp lực bên…) và chỉ tiêu độ bền (góc nội ma sát,
lực dính, giới hạn bền nén 1 trục…).


Hình 1.4. Hình trụ lỗ khoan và chỉ số SPT


Hình 1.5. Biểu đồ sức kháng xuyên trong trí nghiệm CPT


Ví dụ thể hiện các đặc trưng cơ lý của đất được phản ánh trong bảng tổng hợp
chỉ tiêu cơ lý của đất (xem bảng.1.1).
1.4. Số liệu khảo sát địa chất thuỷ văn.
- Có ý nghĩa quan trọng trong thiết kế, thi công và khai thác công trình;
- Cần khảo sát trên diện rộng;
- Xác định trong hố khoan (có thể dùng hố khoan khảo sát địa chất).
Kết quả khảo sát địa chất thuỷ văn cần nhận được những số liệu sau đây:
- Nguồn nước ngầm: Từ những hang nước tự nhiên, các tầng đất chứa nước, sông
ngòi, ao hồ, nước mặt, đặc biệt là các nguồn nước có áp chảy vào phần ngầm công
trình nhờ tính thẩm thấu và các vết nứt của đất đá. Cần nhận được chi tiết tất cả các

tầng chứa nước, loại nước, thành phần của địa tầng, các điều kiện thế nằm của mặt
bão hoà, mật độ bão hoà, thành phần hoá học, các điều kiện tiếp nhận, chuyển
động, giảm tải của nước, các số liệu dự báo sự thay đổi của chúng.
- Mực nước ngầm có thể được xác định qua giếng có sẵn hoặc đào mới, thông qua
các giếng này còn có thể xác định nhiệt độ, hướng và tốc độ dòng chảy.
- Các thông số địa chất thuỷ văn: bao gồm hệ số thấm, hệ số hút nước, thoát nước,
hệ số thoát nước đàn hồi, độ rỗng thoát nước, hệ số mao dẫn, hệ số chảy rối, độ
ngậm nước đơn vị, độ bão hoà không khí đơn vị. Xác định hệ số thấm (để tính toán
hạ mực nước ngầm) có thể theo bảng, theo công thức và thực nghiệm trong phòng
thí nghiệm và hiện trường, theo kết quả quan trắc lâu dài (mốc quan trắc được bố
trí trên mặt bằng từ đỉnh phân thuỷ đến các điểm dỡ tải – vị trí thoát nước) theo tất
cả các phân tố địa chất.
- Mẫu nước cần lấy trong từng lớp nước, trong mỗi vùng khảo sát lấy ít nhất 3 mẫu
(phía trên, phía giữa và phía đáy lớp nước).
- Thành phần hoá học có hại nhiều đến vỏ công trình ngầm là H2SO4, HCL,
Na2SO4, MgSO4, FeSO4, muối amôniác NH4K, H2S…
Mực nước ngầm trong đất nâng cao do nước mặt hoặc áp lực nước ngầm,
nước thoát từ các nguồn và nước trong đất, nước chảy dò từ các tuyến ống dẫn


nước v.v. có thể gây nên sự đẩy nổi, làm ngập công trình ngầm, thay đổi độ sâu
đông kết, làm trương nở đất v.v.
Hoạt động của con người cũng làm ảnh hưởng xấu đến môi trường địa chất.
Có 4 dạng nhiễm bẩn nước ngầm: hoá học, sinh học, nhiệt và phóng xạ. Cần dự
báo tính nhiễm bẩn và tính xâm thực đối với kết cấu.
Mực nước ngầm có thể bị giảm do khai thác các nguồn nước mặt, xây dựng
các hệ thống giếng nước, hạ mực nước ngầm... làm cho khối đất bị ép lún, nền biến
dạng do thoát nước.
1.5. Một số lưu ý khi thu thập tài liệu địa kỹ thuật.
Đối với tầng hầm nhà cao tầng hoặc công trình ngầm, do độ sâu hố móng lớn

có thể gặp hơi độc, khí độc ( mê tan CH 4, khí các bô ních CO2, sun phua hyđrô
H2S).
Cần xác định loại khí ngầm, vị trí thoát ra và khối lượng khả dĩ để ngăn ngừa
khả năng cháy, nổ và tác động có hại lên con người và vật liệu.


Bảng 1.1 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của đất nền công trình


Khi thiết kế tầng hầm nhà cao tầng và công trình ngầm, cần hiểu biết cả điều
kiện khí hậu của vùng đô thị đó. Nó có thể ảnh hưởng trực tiếp đến việc lựa chọn
hệ thống và các chỉ số thông gió nhân tạo của công trình ngầm, sự chiếu sáng lối ra
vào của xe và người đi bộ, hệ thống thoát nước, các phương pháp cấp nhiệt cho
từng khu vực ngầm.
Trong trường hợp cần thiết, để dự đoán sự tác động tương hỗ của kết cấu
ngầm với đất, có thể nghiên cứu thực nghiệm ở giai đoạn khảo sát địa chất công
trình.
Các lỗ khoan trong quá trình khảo sát bắt buộc phải loại trừ bằng cách chèn vữa
dọc lỗ khoan. Biên bản chèn vữa lỗ khoan, có chỉ dẫn phương pháp, được đưa vào
số liệu khảo sát.
Khi lỗ khoan nằm trong tiết diện hố đào sâu của công trình thiết kế hoặc lỗ khoan
nằm cách chu tuyến công trình một khoảng nhỏ hơn 10m, biên bản chèn vữa và toạ
độ lỗ khoan chuyển cho đơn vị thi công để thành lập đồ án thi công trong vùng có
lỗ khoan.
Ngoài những chỉ tiêu tính chất cơ lý của đất nêu trên, khi cần thiết xác định
tốc độ sóng dọc và ngang, các hệ số dẫn nhiệt, nhiệt dung và nhiệt riêng, giới hạn
độ bền chịu kéo, trương nở và áp lực trương nở tương đối của đất sét, các tính chất
từ biến, hệ số lực kháng đàn hồi, tính mài mòn và tính nhớt của đất.
1.6. Nghiên cứu tài liệu báo cáo khảo sát và đánh giá các điều kiện địa chất
công trình.

Trước khi thiết kế hoặc thi công công trình cần nghiên cứu kỹ tài liệu khảo sát
địa chất công trình và địa chất thuỷ văn. Trong đó cần lưu ý các vấn đề sau:
- Các điều kiện địa vật lý tự nhiên: điều kiện khí hậu, đặc điểm vùng lãnh thổ chưa
khai phá, các vùng giếng nước có ảnh hưởng đến thiết kế và thi công.
- Sự thay đổi các điều kiện tự nhiên: những thăm dò nghiên cứu trước đây, công
trình tồn tại, trạng thái biến dạng.


- Cấu trúc địa chất: Thứ tự phân lớp, cơ sở phân chia các yếu tố địa chất, đặc tính
của chúng; giới hạn thế nằm; mức độ nứt nẻ của đá; cao độ nước ngầm, vị trí các
lớp trong không gian, phễu castơ, đường trượt; cần đối chiếu kết quả thí nghiệm
trong phòng với hiện trường (vì việc phân chia theo độ chặt độ sệt chỉ là quy ước
không sát thực tế, các mặt cắt địa chất không phân chia thành các phần tử địa chất,
các vị trí phức tạp chưa được chú ý); cần phân tích điều kiện thế nằm, góc phương
vị và góc dốc của các lớp địa chất. Ví dụ:
+ Khi có nhiều lớp đá nghiêng: áp lực địa tầng khác nhau, không đối xứng,
cần xác định mặt phân lớp, độ nghiêng, nước ngầm chảy vào hố đào, nên mở rộng
diện tích thăm dò tạo điều kiện thiết kế tránh những vị trí này, khả năng trượt lớp
nọ lên lớp kia khi xây dựng kết cấu công trình.
+ Khu vực có những lớp đá thẳng đứng: nguy cơ sụt các lớp khi mở hầm là rất
lớn vì lực dính giữa các lớp yếu.
- Các điều kiện địa chất thuỷ văn: Cần liệt kê tỷ mỉ đặc tính của các mặt bão hoà
nước, dự báo lượng nước ngầm vào hố móng từ các khu vực xung quanh; cơ sở
thoát và hạ nước ngầm, các hiện tượng trương nở; đề xuất các biện pháp chống
thấm, thoát nước ngầm, tính xâm thực của nước ngầm và đất.
Khi nước ngầm có cần nghiên cứu khả năng xảy ra các hiện tượng xói ngầm,
cát chảy và chảy dẻo. Ví dụ:
+ Hiện tượng xói ngầm xảy ra trong các vùng đất rời rạc, cát các loại đặc biệt
là cát hạt nhỏ, mịn có dòng thấm. Xói ngầm làm đất xung quanh bị rỗng mất khả
năng chịu tải và dẫn đến sụt lở. Đối với sỏi, nếu hàm lượng hạt nhỏ dưới 20% dễ

xảy ra xói ngầm
+ Hiện tượng cát chảy thường xảy ra trong cát đều hạt chịu áp lực thấm. Đối
với cát, hệ số không đồng nhất D60/D10 <1 có độ dốc thuỷ lực lớn hơn độ dốc giới
hạn, khả năng xảy ra hiện tượng cát chảy là rất lớn. Đối với đất hạt nhỏ bão hoà
nước, trong đó có hàm lượng sét và hữu cơ làm cho đất có dung dịch nhờn khi
không có áp lực thuỷ động cũng có thể có hiện tượng cát chảy.


+ Hiện tượng chảy dẻo: Đối với đất sét có độ chênh lệch về ứng suất chính
thường phát sinh hiện tượng chảy dẻo, bung nền. Hệ số ổn định sau đây nhỏ hơn 1
có thể mất ổn định:
K= 2c/(σ1-σ3)
- Các tính chất cơ lý của đất: Nghiên cứu trong phòng và hiện trường, nghiên cứu
chỉ tiêu để giải bài toán cụ thể, ví dụ: thành phần hạt dùng để xác định hệ số thấm,
suy luận về góc dốc tự nhiên, tính nén, chiều cao mao dẫn; các chỉ tiêu, tính chất
có thể thay đổi trong không gian và khả năng thay đổi khi xây dựng và khai thác.
- Đánh giá tính chất xây dựng của đất theo từng lớp: Trên cơ sở thành phần và tính
chất cơ lý của đất cần phân tích, đánh giá tính chất xây dựng, khả năng chịu lực
cũng như tính chất nén lún của từng lớp đất, đồng thời tiến hành xem xét vị trí các
lớp đất đó trong địa tầng nền đất và chiều dày từng lớp phục vụ việc lựa chọn giải
pháp nền móng và độ sâu chôn móng.
Đánh giá trạng thái của đất.
- đối với đất dính, đánh giá trang thái theo độ sệt il (xem bảng 1.4)
Bảng 1.4. Xác định trạng thái đất dính
đất sét, á sét (sét pha):
trạng thái cứng khi
Il < 0
trạng thái nửa cứng khi
0 ≤ Il ≤ 0,25
trạng thái dẻo cứng khi

0,25 trạng thái dẻo mềm khi
0,50 trạng thái dẻo nhão khi
0,75 < Il ≤ 1,0
trạng thái chảy khi
Il >1,0
đất á cát (cát pha):
trạng thái cứng khi
Il < 0
trạng thái dẻo khi
0 ≤ Il ≤ 1,0
trạng thái chảy khi
Il >1,0
- đối với cát, đánh giá theo độ chặt, dựa vào hệ số rỗng e (bảng 1.5).
Bảng 1.5. Xác định trạng thái đất cát theo hệ số rỗng
loại đất cát
độ chặt của đất cát
chặt
chặt vừa
xốp
sỏi, cát to và cát vừa
e<0,55
e >0,70
0,55 ≤ e ≤ 0,70
cát hạt nhỏ
e<0,60
e > 0,75

e >0,80
0,60 ≤ e ≤ 0,75
0,60 ≤ e ≤ 0,80
đánh giá độ chặt của cát theo hệ số rỗng e đôi khi gặp khó khăn do khó lấy mẫu
nguyên dạng đề thí nghiệm trong phòng. do đó có thể sử dụng hệ số độ chặt tương
đối d để đánh giá:
trạng thái của cát đánh giá theo hệ số độ chặt tương đối như sau:
d < 0,33 - cát xốp;
0,66 ≥ d ≥ 0,33 - cát chặt vừa;
d>0,66 - cát chặt
độ chặt tương đối d của cát ở thế nằm tự nhiên có thể xác định bằng xuyên động
(bảng 1.6 hoặc xuyên tĩnh bảng 1.7).
Bảng 1.6. Xác định trạng thái đất cát theo độ chặt tương đối
số lần nện n để ấn dụng cụ
độ chặt tương đối d của trạng thái của cát
lấy mẫu xuống chiều sâu
cát
30cm
1-4
0,2
rất xốp
5-9
0,2< d < 0,33
xốp
10-29
0,33 ≤ d ≤ 0,66
chặt vừa
30-50
0,66 < d < 1,0
chặt

>50
d=1,0
rất chặt
cát bụi

e<0,60

Bảng 1.7. Xác định trạng thái đất cát theo sức kháng xuyên
cát
trị số của sức kháng đơn vị
trạng thái của cát
2
(kg/cm ) ứng với chiều sâu xuyên
(m)
5
10
cát hạt to
>150
>220
chặt
150-100
220-150
chặt vừa
cát hạt vừa
>100
>150
chặt
100-60
150-90
chặt vừa

cát hạt nhỏ
>60
>90
chặt
60-30
90-40
chặt vừa
Bảng 1.8. Xác định trạng thái đất cát theo số SPT
Đối với đất sét
Đối với đất cát
Giá trị “n30” Trạng thái đất Giá trị “n30” Độ chặt tương Trạng thái đất
đối


<2
2-4
4-8
8-15
15-30
> 30

Rất mềm
Mềm
Dẻo mềm
Dẻo
Dẻo cứng
Cứng

<4
4-10

10-30
30-50
> 50

<0,15
0,15-0,35
0,35-0,65
0,65-0,85
>0,85

Rất rời rạc
Rời rạc
Chặt vừa
Chặt
Rất chặt

Đất thuộc loại yếu khi hệ số rỗng lớn (đối với đất sét khi e>1,1, á sét khi e>1,0 và
á cát khi e>0,70), có hệ số nén lớn khi mô đun biến dạng e 0<5000kpa và có trạng
thái dẻo chảy khi Il>0,75; chảy khi Il>1,0.
Cần đặc biệt lưu ý thành phần, trạng thái và tính chất đặc biệt của các lớp đất
trong phạm vi vùng tác động tương hỗ, ví dụ như hang động, castơ, trương nở, lún
sập trong quá trình thi công cũng như khai thác.
Cần nêu được các điểm đặc biệt của điều kiện địa chất: Các biên của khu vực,
vùng phát triển mạnh các hiện tượng địa vật lý, khả năng thay đổi chế độ nước
ngầm, tình hình nhiệt độ, hơi và khí độc, các quy luật phát triển và cách mô tả
chúng.
Một loại đất cùng tính chất như nhau có thể có thế nằm khác nhau trên tuyến
công trình kéo dài. Theo đặc điểm thành tạo có thể là đồng nhất nhưng các tính
chất của tầng đất yếu vẫn thay đổi theo chiều rộng (mặt bằng) và chiều sâu (khi
trọng lượng công trình có thể nhỏ hơn trọng lượng lớp đất, độ lún dưới công trình

có thể không có nhưng chính những lớp đất này xung quanh công trình với áp lực
tự nhiên đủ lớn có thể vẫn lún, nền đất vẫn võng xuống).
Quá trình thi công cần theo dõi sự phù hợp điều kiện địa chất thực tế (nhất là
mẫu đất và thành phần hạt) với điều kiện áp dụng trong thiết kế, khi cần thiết có
thể phải tiến hành khảo sát bổ sung.
Khi thiết kế và xây dựng các công trình quan trọng cũng như công trình
ngầm cần tính đến trạng thái động học của khu vực đô thị có ảnh hưởng nhiều đến
điều kiện địa chất công trình xây dựng.


Trạng thái động học được biểu thị bằng khả năng xuất hiện và tăng cường độ
các hiện tượng và quá trình địa vật lý không thuận lợi: trượt lở, các dòng chảy, sự
xói lở cũ và mới, sự phá hoại kiến tạo, động đất, các dòng thấm... ngoài những
hiện tượng địa vật lý, cần lưu ý đến các quá trình và các hiện tượng địa chất công
trình gắn với xây dựng công trình nổi và công trình ngầm lân cận.
- Các kết luận: Tóm tắt những điều kiện đất có ảnh hưởng đến việc lựa chọn các
giải pháp thiết kế, thi công, những kiến nghị cần thiết.
1.7. Lựa chọn giải pháp nền móng và độ sâu chôn móng.
1.7.1. Lựa chọn giải pháp nền móng:
Cơ sở chính để lựa chọn giải pháp nền móng là:
- Đặc điểm công trình và tải trọng tác động lên móng công trình.
- Tình hình phân lớp, chiều dày các lớp đất và tính chất từng lớp đất.
Trong thực tế xây dựng hiện nay móng công trình được chia làm 2 loại chính:
Móng nông và móng sâu.
Móng nông: Móng nông (trên nền thiên nhiên hoặc nhân tạo) thường được sử
dụng cho các công trình có tải trọng lên móng không lớn (ví dụ: nhà thấp hơn 7-8
tầng) xây dựng trên các nền đất có các lớp đất tốt đủ dày nằm phía trên.
Móng nông có những loại cơ bản sau đây:
1. Móng đơn dưới cột hoặc tường kết hợp với hệ giằng móng;
2. Móng băng (thường bố trí giao nhau) dưới cột hoặc dưới tường;

3. Móng bản (có sườn hoặc không có sườn).
Lựa chọn móng nông trên nền đất yếu thường phải kết hợp với việc xử lý nền.
Móng sâu: Thường được sử dụng cho các công trình có tải trọng lên móng lớn
(thông thường nhà cao hơn 8 tầng) hoặc công trình chịu tải trọng ngang lớn và lớp
đất tốt nằm dưới sâu. Móng sâu sử dụng chủ yếu là móng cọc. Phụ thuộc vào vật
liệu, cọc có thể có các loại:
- Cọc gỗ.
- Cọc thép, cọc bê tông cốt thép (BTCT)


Phụ thuộc vào công nghệ thi công, cọc BTCT có thể được chia ra loại cọc đúc
sẵn (đóng, ép) và cọc đổ tại chỗ (cọc nhồi).
Trước khi lựa chọn giải pháp nền móng cần phải nghiên cứu toàn diện địa
điềm khu vực xây dựng, vị trí các hố khoan tương ứng với vị trí móng công trình.
Giải pháp nền móng được lựa chọn trên cơ sở cân nhắc từng vị trí hố khoan, xác
định chiều dày và hướng dốc của các lớp đất theo từng mặt cắt địa chất.
Cần nhớ rằng mặt cắt địa chất trong tài liệu báo cáo khảo sát địa chất thường
được thể hiện bằng phương pháp nội suy. Do khoảng cách hố khoan khảo sát
thường cách nhau khá xa, tình hình phân lớp của nền đất nhiều khi khá phức tạp
nên việc xác định lớp đất và chiều dày của chúng tại vị trí đặt móng đòi hỏi người
thiết kế phải có kinh nghiệm và cân nhắc kỹ khi lựa chọn phương án nền móng cho
toàn bộ công trình.
Phương án nền móng lựa chọn phải đảm bảo tính kinh tế- kỹ thuật trên cơ sở
tình hình địa chất khu vực xây dựng công trình và an toàn cho công trình (cho từng
móng cũng như tính tương ứng giữa các móng của công trình).
Khi phân tích ưu nhược điểm của các giải pháp nền móng cần tính toán so
sánh các khía cạnh chính sau đây:
+ Tính hợp lý về mặt kỹ thuật của phương án chọn.
+ Khả năng và điều kiện thi công tương ứng với khu vực địa điểm xây dựng.
+ Tiến độ thi công yêu cầu.

+ Mức độ kiên cố của công trình.
+ Tính kinh tế của phương án chọn.
Lưu ý rằng, việc lựa chọn hố khoan xấu nhất để quyết định giải pháp nền
móng và tính toán chung cho các móng chưa hẳn đã thiên về an toàn. Độ lún lệch
quá giới hạn giữa các móng có thể gây nên sự cố công trình, do đó từng móng cần
được tính toán theo từng vị trí cấu tạo địa chất và cân đối khả năng chịu lực và biến
dạng giữa các móng.
1.7.2. Lựa chọn độ sâu chôn móng:


Độ sâu chôn móng có ảnh hưởng rất lớn đến khả năng chịu lực của móng, ổn định
công trình và chi phí đầu tư.
Khi quyết định độ sâu chôn móng cần xét đến:
1. Điều kiện địa chất công trình và điều kiện địa chất thuỷ văn vùng xây dựng;
2. Trị số và đặc trưng tải trọng tác dụng lên nền;
3. Đặc điểm nhà hoặc công trình;
4. Chiều sâu chôn móng của nhà hoặc công trình lân cận;
5. Các kết cấu móng đã sử dụng và các phương án thi công móng.
Độ sâu chôn móng các công trình nói chung không nên lấy nhỏ hơn 0,5m so với
cốt đất quy hoạch lân cận.
Đế móng công trình nói chung nên đặt sâu vào lớp đất chịu lực 10-50cm.
Độ sâu chôn móng trong mọi trường hợp không nên nhỏ hơn 1/15 chiều cao công
trình.
Khi xây dựng móng lân cận móng công trình hiện có không được đặt sâu hơn
và ngay sát móng hiện có trừ khi có biện pháp đảm bảo nền đất dưới móng công
trình hiện có ổn định.
Ví dụ: 1.1. Lựa chọn giải pháp nền móng và độ sâu chôn móng
Hình.1.1:
Lớp 1: đất yếu;
Lớp 2: đất tốt .

* Đất yếu, đất tốt trong các ví dụ chỉ
là tương đối, có tính chất định tính.

Giải pháp nền móng, ví dụ 1.1 (Hình 1.1)
- Đối với công trình có tải trọng vừa và nhỏ có thể sử dụng móng nông, độ sâu
chôn móng có thể hạ vào lớp đất số 2 hoặc tại vị trí LK1 có thể bổ sung lớp đệm.
Lớp đệm nên hạ sâu tới lớp số 2. Trong trường hợp tải trọng từ công trình lớn tuỳ


thuộc vào khả năng chịu lực của lớp đất số 2 có thể sử dụng làm lớp đất chịu lực
hoặc sử dụng móng cọc hạ vào lớp tốt hơn phía dưới.
Ví dụ: 1.2. Lựa chọn giải pháp nền móng và độ sâu chôn móng

Hình.1.2:
Lớp 1: đất tốt;
Lớp 2: đất yếu.
* Đất yếu, đất tốt trong các ví dụ chỉ là
tương đối, có tính chất định tính.

Giải pháp nền móng, ví dụ 1.2 (Hình 1.2)
- Đối với công trình có tải trọng nhỏ (ví dụ nhà 3 tầng trở xuống) đặt móng tại
vị trí hố khoan LK1 có thể sử dụng móng nông với độ sâu chôn móng tối thiểu kết
hợp lớp đệm thay lớp đất thực vật phía trên, đồng thời kiểm tra khả năng chịu lực
lớp đất yếu số 2. Nếu đặt móng tại vị trí LK3, do lớp đất tốt quá mỏng nên cần phải
đào sâu hơn để thay bằng lớp đệm cho đủ độ sâu chịu lực, độ sâu chôn móng nên
lấy tối thiểu.
Ví dụ: 1.3. Lựa chọn giải pháp nền móng và độ sâu chôn móng

Đất yếu

Đất yếu

Giải pháp nền móng, ví dụ 1.3 (Hình 1.3)

Hình.1.3:
Lớp 1: đất yếu;
Lớp 2: đất yếu.
* Đất yếu, đất tốt trong các ví dụ chỉ là
tương đối, có tính chất định tính.


- Đối với công trình có tải trọng nhỏ có thể sử dụng móng nông kết hợp lớp
đệm. Có thể sử dụng cọc tre hoặc cừ tràm đóng xuống lớp đất nằm dưới lớp
đệm. Trường hợp công trình có tải trọng vừa (ví dụ nhà 4-7 tầng) có thể sử
dụng móng giằng kết hợp gia cố nền bằng cọc cát, cọc xi măng cát...Trường
hợp công trình có tải trọng lớn nên dùng cọc BTCT hạ vào lớp tốt phía dưới.
Ví dụ: 1.4. Lựa chọn giải pháp nền móng và độ sâu chôn móng

Hình 1.4:
Lớp 1, 3 : đất yếu ;
Lớp 2 : đất tốt.

Giải pháp nền móng, ví dụ 1.4 (Hình 1.4):
- Đối với công trình có tải trọng vừa và nhỏ có thể sử dụng móng nông kết hợp với
lớp đệm tới độ sâu lớp đất số 2. Móng nên đặt ở độ sâu tối thiểu để tận dụng chiều
dày lớp đất chịu lực. Trong trường hợp nhà nhiều tầng có tải trọng lớn cần khoan
sâu hơn để xác định lớp đất tốt chịu lực nằm ở phía dưới.
phía dưới.
Ví dụ: 1.5. Lựa chọn giải pháp nền móng và độ sâu chôn móng

Hình 1.5:
Lớp 1, 3 : đất tốt ;
Lớp 2 : đất yếu.

Giải pháp nền móng, ví dụ 1.5 (Hình 1.5):


- Đối với công trình có tải trọng vừa và nhỏ có thể sử dụng móng chôn sâu, cọc
BTCT tiết diện nhỏ, mũi cọc hạ vào lớp số 3. Đối với công trình có tải trọng lên
móng lớn, có thể sử dụng cọc BTCT có tiết diện lớn hạ vào lớp đất số 3 (tuỳ thuộc
vào tính chất của lớp đất số 3) hoặc lớp đất tốt hơn ở phía dưới.
phía dưới.
Ví dụ: 1.6. Lựa chọn giải pháp nền móng và độ sâu chôn móng

Hình 1.6:
Lớp 1, 2 : đất tốt ;
Lớp 3 : đất yếu.

Giải pháp nền móng, ví dụ 1.6 (Hình 1.6):
- Đối với công trình có tải trọng vừa và nhỏ có thể sử dụng móng nông với độ sâu
hạ móng tối thiểu. Trong trường hợp này cần kiểm tra khả năng chịu lực của lớp
đất đất số 3 và độ lún của toán bộ công trình. Đối với công trình có tải trọng lớn
lên móng, tốt nhất lựa phương án móng cọc, chọn lớp đất tốt phía dưới để hạ mũi
cọc.
Ví dụ: 1.7. Lựa chọn giải pháp nền móng và độ sâu chôn móng

Hình 1.7:
Lớp 1, 2 : đất yếu;
Lớp 3 : đất tốt.

Giải pháp nền móng, ví dụ 1.7 (Hình 1.7):


- Đối với công trình có tải trọng vừa và nhỏ có thể sử dụng cọc đất xi măng hoặc
cọc vật liệu rời (cát đá, sỏi) hạ ngập vào lớp đất số 3. Đối với công trình có tải
trọng lớn, tốt nhất sử dụng cọc BTCT hạ vào lớp đất số 3 hoặc lớp đất tốt hơn phía
dưới.
Ví dụ: 1.8. Lựa chọn giải pháp nền móng và độ sâu chôn móng (mặt cắt địa chất
xem hình 1.8).
Giải pháp nền móng, Vi dụ 1.8
Đối với công trình có tải trọng nhỏ lên móng cần xem xét kỹ tính chất của lớp
đất số 1, nghiên cứu khả năng thay lớp đất phía trên bằng lớp đệm có chỉ tiêu cơ lý
tốt hơn hoặc sử dụng cọc tre/tràm kết hợp lớp đệm cát phía trên đầu cọc.
Đối với công trình có tải trọng vừa lên móng có thể nghiên cứu khả năng áp
dụng cọc đất xi măng, cọc vật liệu rời hoặc cọc BTCT tiết diện 25x25cm hạ vào
lớp đất số 3.
Đối với công trình có tải trọng lớn cần sử dụng móng cọc. Dùng cọc BTCT hạ
vào lớp đất số 3. Do cao độ lớp đất số 3 tại vị trí LK8 và vị trí LK 10 chênh nhau
khá lớn nên trong trường hợp sử dụng cọc BTCT đúc sẵn, cần lưu ý vị trí móng và
vị trí từng hố khoan để lựa chọn độ sâu hạ mũi cọc cho thích hợp, tránh hiện tượng
chênh lệch sức chịu tải quá mức giữa các cọc cũng như khó khăn trong quá trình hạ
cọc.

Hình. 1.8 Nền đất cho ví dụ 1.8:


Lớp 1: Bùn sét : Xám nâu, xám đen, trạng thái chảy
Lớp 2: Bùn sét pha : Xám đen kẹp cát nhỏ, trạng thái chảy
Lớp 3: Sét pha : Tàn tích, (phong hóa, đá gốc sa diệp thạch, nằm tại chỗ), màu
nâu gan gà kết vón ôxít sắt, sạn nhỏ, trạng thái cứng.

Những ví dụ trên chỉ có tính chất định hướng chung. Trong thực tế cấu tạo địa
tầng rất đa dạng, cần dựa vào giá trị tải trọng cụ thể và nghiên cứu kỹ tính chất của
từng lớp đất, chiều dày, loại đất, khả năng chịu lực và chống biến dạng của chúng
để lựa chọn giải pháp và chiều sâu chôn móng hợp lý nhằm tận dụng tối đa khả
năng chịu lực của từng lớp đất cũng như khả năng chống biến dạng của chúng.