CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ NỀN MÓNG VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA KHẢO SÁT ĐCCT TRONG LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÓNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ TRƯỜNG HỌC

I. Một số định nghĩa cơ bản

1. Nền công trình

Nền công trình là chiều dày lớp đất, đá nằm duới đáy móng, có tác dụng tiếp thu tải trọng công trình bên trên do móng truyền xuống từ đó phân tán tải trọng dó vào bên trong nền. Một cách đơn giản có thể hiểu nền là nửa không gian phía duới đáy móng, còn một cách cụ thể thì phải hiểu nền là một không gian có giới hạn duới đáy móng. Giới hạn này gần giống với hình bóng đèn hoặc hình trái xoan, nó bắt đầu từ đáy móng và phát triển tới độ sâu Hnc từ đáy móng. Hnc gọi là chiều sâu nén chặt và được xác dịnh từ điều kiện tính lún móng. Tại độ sâu đó, ứng suất gây lún bằng 1/5 lần (bằng 1/10 lầndối với dất yếu) ứng suất do trọng luợng bản thân đất gây ra.

2. Móng công trình

Móng công trình là một bộ phận kết cấu bên duới của công trình, nó liên kết vớikết cấu chịu lực bên trên như cột, tuờng… Móng có nhiệm vụ tiếp thu tải trọng từ công trình và truyền tải trọng đó phân tán xuống nền.Mặt tiếp xúc giữa đáy móng với nền bắt buộc phải phẳng và nằm ngang (không có dộ dốc). Mặt này được gọi là đáy móng. Khoảng cách h từ đáy móng tới mặt đất tự nhiên gọi là chiều sâu chôn móng. Vì nền đất có cuờng độ nhỏ hơn nhiều so với vật liệu bê tông, gạch, đá… nên phần tiếp giáp giữa công trình và nền đất thuờng được mở rộng thêm, phần này được gọi là móng (có thể gọi là bản móng). Ðể tiết kiệm vật liệu, nguời ta thuờng giật cấp hoặc vát góc móng.

a) Phân loại nền:

Có hai loại là nền thiên nhiên và nền nhân tạo.

- Nền thiên nhiên: Là nền đất với kết cấu tự nhiên, nằm ngay sát bên duới móngchịu đựng trực tiếp tải trọng công trình do móng truyền sang và khi xây dựng côngtrình không cần dùng các biện pháp kỹ thuật để cải thiện các tính chất xây dựng củanền.

- Nền nhân tạo: Khi các lớp dất ngay sát bên duới móng không đủ khả năng chịulực với kết cấu tự nhiên, cần phải áp dụng các biện pháp nhằm nâng cao khả năng chịulực của nó như: (Ðệm vật liệu rời; gia tải truớc; gia tải truớc kết hợp với biện pháp tăng tốc độ thoát nuớc;cọc vật liệu nhằm làm giảm hệ số rỗng tăng độ thoát nước giúp tăng cuờng độ của đất  nền; sợi hoặc vải địa kỹ thuật; phụt vữa xi mang hoặc vật liệu liên kết; cột đất trộn xi măng … )

b) Phân loại móng.

Có nhiều cách phân loại móng khác nhau:

-Phân loại theo vật liệu móng: Móng bằng gỗ (cọc gỗ), gạch, đá hộc, bê tông, bê tông cốt thép, thép…

-Phân loại theođộ cứng của móng: Móng cứng, móng mềm.

-Theo phương pháp chế tạo móng: Móng đổ toàn khối, móng lắp ghép, bán lắp ghép.

-Theo đặc tính chịu tải:  Móng chịu tải trọng tĩnh, móng chịu tải trọng động (thuờng gặp là móng máy).

- Phân loại theo dộ sâu chôn móng vào dất: Móng nông, móng sâu.

II. Tầm quan trọng của khảo sát ĐCCT trong lựa chọn phương án thiết kế móng

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. Người khảo sát địa chất công trình 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).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) theo các kiểu móng như (móng băng đơn giản; móng băng được gia cố cọc tre, cừ tràm, đệm cát…; móng cọc đóng; móng cọc ép; móng cọc khoan nhồi)

Phần kết cấu móng chiếm một tỷ trọng đáng kể trong giá thành xây dựng phần thô công trình. Với những công trình xây chen, công trình có tầng hầm, phần móng-cọc có thể chiếm từ 30%-40% giá thành xây dựng phần thô công trình. Ngoài ra phần kết cấu móng có những đặc điểm cần lưu ý:

- Kết cấu móng liên quan trực tiếp đến đất, nước, mặt bằng. Các yếu tố địa chất này thay đổi, và khó nắm bắt. Dù có khảo sát thì cũng chưa để đại diện hoàn toàn cho tính chất của toàn bộ lô đất xây dựng.

- Khi khi thi công xong phần kết cấu, toàn bộ phần móng được lấp lại. Vì vậy nếu có sai sót, rất khó phát hiện, và nếu phát hiện ra cũng rất khó khắc phục.

- Liên quan trực tiếp tới an toàn cho công trình, an toàn cho công trình xung quanh. Với những nhà xây chen thì việc thi công móng phải được lên phương án khi thiết kế.

Như vậy, thiết kế-thi công kết cấu móng là giải quyết một sự mâu thuẫn khá gay gắt: cần sự an toàn cao nhưng có giá thành thấp nhất. Để giải quyết mâu thuẫn trên thì chỉ có cách: thiết kế tiết kiệm, kỹ càng, thi công đảm bảo chất lượng.Theo kinh nghiệm thiết kế, thi công nhiều công trình từ thấp tầng tới cao tầng, từ nhà ở gia đình đến các công trình lớn của các tổ chức, chúng tôi đã giải quyết mâu thuẫn trên như sau:

1. Khảo sát địa chất công trình trước khi thiết kế

Công tác khảo sát địa chất công trình có ý nghĩa rất quan trọng trong việc cung cấp các thông tin thiết yếu nhằm:

- Đánh giá chi tiết mức độ thích hợp của môi trường và địa điểm đối với công trình dự kiến được xây dựng.

- Xác định các biến đổi của môi trường địa chất do hoạt động kinh tế – công trình của con người, và ảnh hưởng của những biến đổi này đối với bản thân công trình cũng như các công trình lân cận.

- Lựa chọn, thiết kế giải pháp móng tối ưu,hợp lý và tiết kiệm cho công trình.

- Đề xuất biện pháp thi công thích hợp và hữu hiệu nhất, đồng thời dự đoán trước được những khó khăn, trở ngại có thể phát sinh trong thời gian thi công.

- Đánh giá chính xác mức độ an toàn của các công trình đang tồn tại, thiết kế cải tạo nâng cấp công trình hiện có đồng thời nghiên cứu các trường hợp đã xảy ra gây hư hỏng công trình.

Tuy nhiên thực tiễn phần lớn Chủ nhà/Chủ đầu tư không chú ý đúng mực đến công tác nàyvà từ đó dẫn đến những thiết kế móng không tối ưu: Thường không khảo sát vì thấy không cần thiết, hoặc khảo sát chỉ mang tính thủ tục. Điều này dẫn đến mất an toàn vì không có thông tin địa chất, hoặc lãng phí (vì có ít thông tin nên phải thiết kế thiên về an toàn), hoặc dẫn đến phương án móng vừa mất an toàn, vừa lãng phí; có những trường hợp lãng phí rất lớn, mà chưa chắc đã an toàn.

Cách làm đúng nhất là Khảo sát địa chất công trình – địa chất thuỷ văn đầy đủ so với yêu cầu kỹ thuật. Không chỉ đơn thuần chỉ khoan khảo sát và lấy mẫu thí nghiệm; cần kết hợp cả địa vật lý và các phương pháp thí nghiệm hiện trường phù hợp để có những kết quả tối ưu nhất; và có giá thành phù hợp. Nhưng cụ thể thì cần có một đơn vị tư vấn khảo sát và thiết kế am hiểu để lập nhiệm vụ khảo sát địa kỹ thuật phù hợp nhất và tư vấn cho Chủ nhà/Chủ đầu tư.

2. Thiết kế tối ưu kết cấu móng

Thiết kế móng tối ưu ở đây là theo nghĩa là đạt được những mong muốn đề ra ngay từ khi bắt đầu thiết kế. Những yêu cầu ở đây là:

- Phù hợp với kiến trúc, cơ điện, kết cấu phần thân

- Phù hợp với điều kiện thi công, và khả thi về biện pháp thi công phần móng/phần ngầm

- An toàn, thông thường được hiểu là:

+ Đơn vị thiết kế khẳng định an toàn, và bảo vệ được (điều này là mặc nhiên);

+ Được thẩm tra bởi một đơn vị khác và đánh giá an toàn.

- Có giá thành phần kết cấu móng nhỏ nhất: đây là một hàm tối ưu quan trọng.

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.

Hiện nay, thiết kế và thi công phần móng có những thói quen rất phổ biến:

- Với nhà dân từ 3-5 tầng: thì dùng móng băng, hoặc chủ nhà lo lắng thì dùng móng cọc tiết diện 20x20cm;

- Với nhà từ 6-11 tầng: thường dùng móng cọc, cọc ép với các tiết diện khác nhau;

- Với nhà cao tầng từ 12 tầng trở lên: dùng cọc khoan nhồi.

Thực tế, có rất nhiều phương án móng để lựa chọn:

- Phương án móng nông:

+ Móng đơn:

+ Móng băng:

+ Móng bè:

+ Móng bè có sườn:

+ Móng hộp: móng bè có sườn cao, và kết hợp với sàn tầng hầm, sàn tầng 1 để thành một hệ móng rất cứng và có thể kết hợp, biến đổi các loại móng trên cho phù hợp với từng công trình.

- Phương án móng sâu:

+ Cọc ép: cọc đặc vuông, cọc rỗng vuông ly tâm, cọc tròn rỗng ly tâm;

+ Cọc nhồi: cọc nhồi tròn, cọc barrette, cọc nhồi tiết diện nhỏ

+ Cọc xi măng-đất

- Kết hợp giữa móng sâu và móng nông: đài lớn và cọc cùng chịu tải đồng thời.

- Ngoài ra có thể kết hợp với rất nhiều các biện pháp gia cường nền đất:

+ Cọc tre, cừ tràm

+ Đệm cát, cọc cát

+ Bấc thấm, vải địa kỹ thuật

+ Cọc xi măng đất

Như đã đề cập ở trên, để chọn đuợc giải pháp nền móng tối ưu của công trình thì phải dựa vào nhiều yếu tố nhưng cơ bản nhất là phải dảm bảo lớp dất nền duới đáymóng phải đủ khả năng chịu tải trọng công trình. Hầu như trong mọi truờng hợp phảilựa chọn lớp dất tốt dể làm nền cho công trình. Nghĩa là giải pháp nền móng phụ thuộcrất lớn vào điều kiện địa chất công trình. Thông thuờng những loại đất nền sau đây không nên dùng làm lớp dất chịu lực: cát bụi bão hoà nuớc (e>0,8), bùn sét, bùn sét hữu cơ. Những loại đất thường được chọn là đất sét nửa cứng đến cứng, cát hạt thô, cát lẫn sỏi sạn, đá… nhưng vẫn do quy mô công trình và yêu cầu thiết kế để quyết định cho phù hợp.

(Tác giả: KS. Nguyễn Việt Phương)

Tin liên quan

PHƯƠNG ÁN DỰ THI NHÀ ĐIỀU HÀNH ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN

Trung Nguyễn - 15/06/2020

  Chủ nhiệm thiết kế : KTS.Hoàng Hải Sơn Tham gia: KTS.Nguyễn Đức Trung, KTS.Nguyễn Văn Tuấn, KTS.Đoàn Thu Hồng, KTS.Nguyễn Minh Đức, KS.Ngô Đức Hùng   Nhiệm vụ thiết kế : - Tên công trình : Nhà điều hành trường ĐH T...

Giới thiệu Phương án Quy hoạch - Kiến trúc trường Chính trị tỉnh Phú Yên

Trung Nguyễn - 11/06/2020

Chủ nhiệm thiết kế : KTS.Nguyễn Đỗ Quyên Tham gia : KTS.Ngô Toàn Thắng, KTS.Hoàng Hải Sơn, KTS.Hà Vũ Hiệp, KTS. Hoàng Mạnh Hà và các công sự khác Giới thiệu về trường Chính trị tỉnh Phú Yên Trường Ch&i...

Trao quyết định bổ nhiệm Phó giám đốc Trung tâm Tư vấn thiết kế 2 – Viện NCTK Trường học

Trung Nguyễn - 04/06/2020

Ngày 1/6, Viện Nghiên cứu Thiết kế Trường học tổ chức buổi công bố quyết định của Viện trưởng Viện Nghiên cứu Thiết kế Trường học về công tác cán bộ.   Sau buổi họp giữa các đơn vị, Viện trưởng Viện nghiên cứu Thiết kế trường học Hoàn...

Viện Nghiên cứu Thiết kế Trường học viếng Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh nhân dịp kỷ niệm 130 năm ngày sinh nhật Người.

Trung Nguyễn - 29/05/2020

         Sáng ngày 28/5, trong chương trình sinh hoạt Chi bộ tháng 5, đoàn đại biểu Viện nghiên cứu Thiết kế Trường học gồm Bí thư, phó viện trưởng Hoàng Lưu Vinh, Viện trưởng Hoàng Hải Sơn, nguyên viện tr...

Chi bộ Viện Nghiên cứu Thiết kế Trường học: Kết nạp Đảng viên mới.

Trung Nguyễn - 25/05/2020

        Ngày 08/05/2020, tại hội trường tầng 5, số 12-14 Lê Thánh Tông, Hoàn Kiếm, Hà Nội, Chi bộ Viện Nghiên cứu Thiết kế trường học tổ chức Lễ kết nạp đảng viên mới cho đồng chí Nguyễn Tiến Thái, cán bộ khối Văn ph&...

Thông báo: Kế hoạch bán đấu giá 01 ô tô diện thanh lý

Trung Nguyễn - 05/11/2019

Thực hiện Quyết định số 3370/QĐ-BGDĐT ngày 02/10/2019 của Bộ Giáo dục Đào tạo về việc thanh lý tài sản; Quyết định số 26/QĐ-NCTK ngày 21/10/2019 của Viện trưởng Viện NCTK Trường học về việc Thành lập Hội đồng thanh lý xe ô tô; Hội đồng tha...

Chủ tịch Công đoàn Viện NCTK Trường học tham dự Hội nghị Công đoàn Giáo dục Việt Nam tổ chức tại Trường Đại học Tây Nguyên, tỉnh Đăk Lăk.

Trung Nguyễn - 16/08/2019

Ngày 01/8/2019 tổ chức Hội nghị trao đổi thảo luận về nội dung và giải pháp hoạt động Công đoàn trong các Trường Đại học, Cao đẳng và Đơn vị trực thuộc thực hiện cơ chế tự chủ. Chủ tịch Công đoàn Vũ Minh Đức phát biểu khai mạc Hội nghị...

Viện NCTKTH tổ chức hội thảo "Đồ chơi Gigo với sự phát triển phẩm chất, năng lực cho trẻ em ở trường mầm non và tiểu học"

Trung Nguyễn - 25/06/2019

Sáng 20/6, tại Viện Nghiên cứu Thiết kế trường học, Viện trưởng Phạm Ngọc Phương đã chủ trì  hội thảo: “Đồ chơi Gigo với sự phát triển phẩm chất, năng lực cho trẻ em ở trường mầm non và tiểu học”.  Ông Tạ Ngọc Đôn – Vụ trưởng Vụ...

TIN VIDEO

PHƯƠNG ÁN DỰ THI NHÀ ĐIỀU HÀNH ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN

Trung Nguyễn - 15/06/2020

  Chủ nhiệm thiết kế : KTS.Hoàng Hải Sơn Tham gia: KTS.Nguyễn Đức Trung, KTS.Nguyễn Văn Tuấn, KTS.Đoàn Thu Hồng, KTS.Nguyễn Minh Đức, KS.Ngô Đức Hùng   Nhiệm vụ thiết kế : - Tên công trình : Nhà điều hành trường ĐH T...

EDU TALK - QUY HOẠCH LẠI MẠNG LƯỢNG TRƯỜNG LỚP

Trung Nguyễn - 14/06/2018

Viện NCTK Trường học xin giới thiệu quý độc giả Video Edu talk : Quy hoạch lại mạng lưới trường lớp do VTV thực hiện. Xem video tại đây. Phó Viện trưởng Viện NCTK Trường học Hoàng Lưu Vinh trong trương trình tọa đàm.