Có rất nhiều công trình được thi công trên nền đất yếu như ao, hồ, sông,… được san lấp. Đây được đánh giá là nền đất yếu dẫn đến nhiều hệ quả nghiêm trọng trong thiết kế và xây dựng công trình. Vì thế việc thiết kế và làm móng trên nền đất yếu sao cho chất lượng là vấn đề mà nhiều người cần phải quan tâm. Người ta để ra những tiêu chuẩn làm móng riêng cho những công trình điển hình này. Giúp giữ cho móng nhà luôn chắc khỏe, không bị sập đổ hay nứt mẻ.
Tầm quan trọng của móng nhà đến kết cấu công trình?
Móng là tổ hợp cấu trúc giữa sắt làm móng nhà, bê tông và là phần quan trọng nhất của một công trình. Tác dụng của chúng là truyền tải trọng của toàn bộ ngôi nhà xuống nền đất. Một ngôi nhà vững chãi là một ngôi nhà có nền móng thật tốt, chắc chắn. Thế nên, trong quá trình thiết kế và xây dựng công trình, cần phải xử lý móng nhà trên nền đất yếu cẩn thận, kỹ lưỡng
Tiêu chuẩn nhận biết nền đất yếu
Cách xác định nền đất yếu
Để có thể xây dựng được nền đất yếu và hoàn thành móng đạt tiêu chuẩn. Chúng ta phải nhận biết được thế nào là đất nền yếu. Từ đó mới có thể đề ra những biện pháp để thiết kế móng nhà sao cho phù hợp. Để nhận biết nền đất yếu, người ta dựa trên 2 quan điểm: Quan điểm định tính và quan điểm định lượng.
- Quan điểm định tính
Theo đó, quan điểm định tính cho rằng nền đất yếu là loại đất mà bản thân nó không thể chịu được những tải trọng mà công trình truyền xuống. Tuy nhiên, nói như vậy rất khó để nói rằng nền đất này có phải là yếu hay không. Vì không có số liệu chứng thực và không có cơ sở khoa học
- Quan điểm định lượng
Đây là quan điểm sử dụng các công thức chứng minh được một nền đất có chịu được tải trọng của công trình hay không. Quan điểm này cũng được thế giới chấp nhận và có cơ sở khoa học. Trong quan điểm này, người ta đã xây dựng các công thức dựa trên 2 chỉ tiêu vật lý và cơ học.
Theo chỉ tiêu vật lý, họ đã chỉ ra rằng nền đất yếu khi thỏa mãn điều kiện:
- Dung trọng : gW<= 1,7 T/m3.
- Hệ số rỗng : e >=1.
- Độ ẩm : W >=40%.
- Độ bão hòa : G >=0,8.
- Còn đối với chỉ tiêu cơ học, nền đất yếu là:
- Sức chịu tải bé là: R = (0,5 – 1)kG/ cm2
- Modun biến dạng là: E0<= 50 kG/cm2.
- Hệ số nén là: a >= 0,01 cm2/kG
- Góc ma sát trong là: fi <= 100
- Lực dính (đối với đất dính) là: c <= 0,1 kG/cm2.
Các loại đất nền yếu thường gặp
Trên thực tế, khi thi công đào hố móng, các kỹ sư và công nhân có thể dễ dàng nhận biết tổng quan được thế nào là một nền đất yếu. Thông qua loại đất tại vị trí thi công, mà đánh giá nền đất qua quan sát.
- Đất sét yếu: Là các loại đất sét hay á sét tương đối chặt ở trạng thái bão hòa nước và cường độ của chúng thấp.
- Đất cát yếu: Đất cát thì lại có đặc trưng là kết cấu không bền chặt, bao gồm các loại cát mịn. Chúng có thế bị pha loãng và ép chặt vì thế nếu chịu tải trọng thì sẽ gặp hiện tượng cát chảy.
- Bùn: Bùn có độ ẩm quá giới hạn chảy và có hệ số rỗng lớn (e>1). Ngoài ra thì độ bền của bùn rất bé, vì thế mà để thực hiện thi công trên đất bùn thì buộc phải xử lý nền đất.
- Than bùn và đất than bùn: Loại đất này có nguồn gốc từ hữu cơ, tạo thành do kết quả phân hủy của các loại động thực vật (chủ yếu là thực vật). Ví thành phần chứa nhiều hỗn hợp cát và sét, thế nên chúng cũng có những tính chất tương tự.
- Đất bazan: Đặc tính của loại đất này là có độ rỗng lớn, dung trọng khô be và khả năng thấm nước cao. Vậy nên chúng rất dễ bị lún sập.
- Đất đắp: Loại đất này tạo nên do tác động của con người. Những đặc điểm của đất đắp đó chính là phân bố đứt đoạn và có thành phần không thuần nhất.
Tiêu chuẩn làm móng nhà trên nền đất yếu
Để xử lý nền đất yếu, người ta có nhiều phương pháp để làm tăng sự chắc chắn của móng. Dưới đây là 5 biện pháp thường xuyên được áp dụng nhất.
Tiêu chuẩn của việc thay đổi độ sâu chôn móng
Biện pháp này được chứng minh làm tăng độ bền của móng như sau: Cắm sâu móng hơn dẫn đến trị số sức chịu tải của nền tăng, ứng suất gây lún cho móng giảm. Hơn nữa tăng độ sâu cho móng giúp đặt móng xuống các tầng đất phía dưới, làm tăng sự ổn định của móng.
Thế nhưng hạn chế của biện pháp này lại chính là chỉ số kinh tế và chỉ số chiều sâu của móng lại tỷ lệ nghịch. Muốn cắm móng càng sâu thì chi phí lại càng cao.
Tiêu chuẩn trong việc thay đổi hình dáng và kích thước móng
Phương pháp thay đổi hình dáng và kích thước móng có tác dụng hạn chế áp lực trực tiếp lên móng nền nhà liền kề. Vì thế mà thay đổi được mức chịu tải trọng, giảm khả năng biến dạng của nền.
Tùy vào địa chất của từng vị trí thi công mà có thể lựa chọn loại cọc cho phù hợp (móng cọc, móng băng, móng đơn,…). Bởi diện tích đáy móng tăng thì áp lực lên mặt nền và độ lún công trình giảm. Lưu ý không áp dụng cho địa chất có đất nền lún tăng dần theo chiều sâu.
Tiêu chuẩn khi thay đổi loại móng và độ cứng móng
Như đã đề cập trong phương pháp trên, loại móng và độ cứng móng sẽ không giống nhau trong các điều kiện địa chất khác nhau.
Lấy ví dụ về loại móng băng áp dụng trong trường hợp đất nền yếu. Nếu độ biến dạng vẫn lớn thì có thể tăng độ cứng của móng giúp tăng thêm khả năng chịu lực cho móng.
Có thể thấy móng được phân chia thành nhiều chủng loại. Thế nên cần phải khảo sát điều kiện địa chất trước khi thi công để chọn ra loại móng phù hợp với nền đất. Trong các công trình xây dựng thì các loại móng được sử dụng thường xuyên nhất là móng đơn, móng băng và móng bè trên nền đất yếu.
Ngoài độ cứng, chúng ta còn được phép tăng độ dày của móng, tăng cốt thép dọc chịu lực, tăng độ kết cấu, bố trí thêm các sườn tăng cường,… để gia cố móng nhà khi thi công trên nền đất yếu.
Tuy nhiên việc thay đổi này cần phải được thông qua ý kiến kỹ sư để đảm bảo không ảnh hưởng đến kết cấu tổng quát của công trình.
Tiêu chuẩn của cọc tre cọc tràm khi làm móng trên nền đất yếu
Đây là phương pháp truyền thống. Thông thường cách này chỉ được áp dụng cho những công trình có tải trọng nhỏ. Nhất là phù hợp với việc làm móng nhà cấp 4 trên nền đất yếu.
Qua quá trình xây dựng thực tiễn, thì để làm móng cho 1m2 diện tích nhà thì cần tới 25 cọc tre hoặc cọc tràm có chiều dài 3m – 6m. Chúng được bố trí sâu trong mực nước ngầm thì sẽ tăng tính hiệu quả của móng. Khi điều kiện nền đất yếu thì tiết diện của móng được được làm từ cọc tre, cọc tràm phải nhỏ.
Móng tre, móng cọc đòi hỏi phải đảm bảo những tiêu chuẩn bao gồm:
- Tre làm cọc phải là tre già trên 2 năm tuổi, thẳng, tươi, đường kính tối thiểu 6cm. Không được quá cong vệnh đảm bảo ở hạn mức nhất định
- Đầu trên của cọc phải cách mắt thứ nhất của tre 50mm, vuông góc với trục của cọc. Đầu dưới thì được vát nhọn, và cách mắt 200mm để làm mũi cọc.
- Chiều dài tre là 2 – 3m
Ngoài tiêu chuẩn về chất liệu thì trong quá trình đóng cọc, người thực hiện cũng nên lưu ý:
- Trong cả quá trình thực hiện đóng cọc cần giữ cho cọc thẳng, không được nghiêng
- Lót đầu cọc bằng 1 tấm nệm để tránh cho đầu cọc bị vỡ
- Chỉ đóng 1 cọc 1 lần, không đóng cùng lúc nhiều cọc để cọc không bị nghiêng
- Nếu đầu cọc bị vỡ thì cần cắt bỏ phần đầu cọc này để hạn chế mối mọt trong quá trình sử dụng.
- Các cọc được cắm đều trên diện tích thi công móng.
- Tuân thủ các thông số trên bảng thiết kế để đảm bảo sức chịu tải của móng
- Đóng cọc theo hình xoắn ốc từ ngoài vào trong.
Tiêu chuẩn của móng cọc trên nền đất yếu
Đây là biện pháp được ưu tiên nhất do tính an toàn của nó. Dưới đây là các bước để thực hiện phương án móng cọc. Đối với mỗi bước lại có những yêu cầu thực hiện riêng.
Bước 1: Chuẩn bị mặt bằng thi công
- Quãng đường thì nơi xếp cọc đến nơi ép cọc phải bằng phẳng
- Khu vực xếp cọc phải nằm ngoài khu vực ép cọc bê tông
- Cần vạch sẵn đường tâm trước khi cân chỉnh, thi công cọc
- Chuẩn bị đầy đủ các báo cáo kỹ thuật của công tác khảo sát địa chất
- Định vị và giác móng công trình
Bước 2: Trình tự thi công ép cọc bê tông cốt thép
- Ép đoạn cọc trước, đảm bảo độ thẳng đứng. Cần dừng lại để điều chỉnh ngay nếu phát hiện cong nghiêng.
- Ép cọc đến độ sâu thiết kế. Trục của đoạn cọc được nối phải trùng với phương nén, bề mặt tiếp nối phải trùng khít. Kích thước đường hàn cũng phải được đảm bảo tiêu chuẩn.
- Ép âm cọc
- Chiều dài cọc phải được ép sâu trong lòng đất, nhỏ hơn chiều dài ngắn nhất được quy định trong bàn thiết kế.
- Nếu gặp dị vật khi đóng cọc thì phải nhổ cọc lê ép lại hoặc ép lại cọc mới theo thiết kế.
Bước 3: Gia công cốt thép
- Cốt thép phải được sửa thẳng và đánh gỉ
- Cắt và uốn thép theo thiết kế
- Thực hiện nối cốt thép nếu chiều dài không đủ và phải đảm bảo thép nối thẳng
Bước 4: Lắp dựng cốp pha
- Phần móng cọc phải đạt độ dày cần thiết, đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng
- Quá trình đổ và đầm lên bê tông không được để bị chảy nước. Vậy nên ván luôn phải được đóng kín.
- Khuôn ván phải có kích thước và hình dạng theo yêu cầu
- Mật độ cây chống phải được tính toán cẩn thận, đảm bảo vả về chất lượng và quy cách. Cây chống phải được đặt cố định không được xê dịch
- Gỗ ván và đà giáo khi thi công phải chắc chắn có khả năng chịu lực tốt
- Độ cao phải được xác định chuẩn ở tim móng và cổ cột
Bước 5: Đổ bê tông móng
- Đổ bê tông phần lót móng có nhiệm vụ làm sạch đáy bê tông móng, phần bê tông lót móng này phải đặc và chắc, chịu được tác động từ môi trường xung quanh. Độ dày của phần lót thông thường là 10cm
- Đổ bê tông phần móng yêu cầu đổ từ xa về gần. Trước khi đổ cần kiểm tra ván khuôn, cốt thép, hệ thống sàn tránh việc phải sửa chữa các khuyết điểm do gặp dị vật. Nên tưới nước vào ván, khuôn và sàn để tránh tình trạng bê tông bị hút nước.
Kết luận
Trên đây là những lưu ý dành cho bận khi thực hiện thi công móng trên nền đất yếu và các biện pháp xử lý. Đây là kiến thức cơ bản cho những chủ đầu tư nào đang có ý định thi công công trình trên nền đất yếu. Giúp bạn giám sát công trình tốt hơn trong quá trình thi công. Mang lại một công trình vững chắc và bền đẹp đúng nghĩa.
