Bài viết do Kỹ sư Taka biên soạn về chủ đề các loại nền móng công trình nhà ở dân dụng. Trước tiên để đi sâu vào chuyên đề này, ta phải phân biệt được như thế nào là nền, như thế nào là móng công trình.
Đây là bài viết thứ 3 trong chuối bài viết kỹ thuật thi công, bạn có thể xem lại 2 phần trước:
- [P2] Qui trình thi công ép cọc nhà phố biệt thự
- [P1] Công tác chuẩn bị ép cọc công trình nhà ở gia đình Tp.HCM
1. Khái niệm cơ bản nền, móng
a. Nền công trình
+ Nền công trình là chiều dày lớp đất, đá nằm dưới đáy móng, có tác dụng tiếp thu tải trọng của toàn bộ công trình bên trên nó do móng truyền xuống từ đó phân tán tải trọng đó vào bên trong nền.
+ Có thể hiểu đơn giản hơn nền là nửa không gian phía dưới đáy móng, còn một cách cụ thể thì phải hiểu nền là không gian có giới hạn dưới đáy móng. Giới hạn này chúng ta hình dung nó như 1 bóng đèn tròn, 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 định từ điều kiện tính lún móng.
b. Móng công trình
+ Móng công trình là một bộ phận kết cấu bên dưới của công trình, nó liên kết với kết cấu chịu lực bên trên như cột, tường… 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 độ 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.
2. Phân loại móng
Dựa vào khái niệm “ nông” và “sâu” xuất phát từ độ sâu của móng trong nền đất mà chia móng làm 2 loại cơ bản: móng nông và móng sâu.
Móng nông được đặt ở chiều sâu so với mặt đất tự nhiên khoảng 1,5 m- 3m, có những trường hợp đặc biệt chiều sâu chon móng có thể đạt đến 5-6m còn móng sâu có thể đạt tới 20-65m.
Móng nông có một số loại như sau: móng đơn, móng băng, móng bè.
Móng sâu có đại diện nhận dạng móng cọc ép, cọc khoan nhồi, cọc baret, hoặc cũng có thể là nền móng bè trên cọc ở độ sâu khoảng vài tầng hầm trong lòng đất.
a. Móng đơn
+ Móng đơn là loại kết cấu móng đơn giản và thông dụng nhất. Loại móng này thường áp dụng cho những nhà có tải trọng chân cột nhỏ, khoảng 30 tấn trở lại nhà cấp 4 hoặc 2 tầng được đặt trên nền đất tự nhiên tương đối tốt mới có thể áp dụng được cho loại móng này.
+ Móng đơn có hình dạng là hình vuông hoặc hình chữ nhật . Vì nên đất có cường độ nhỏ hơn nhiều so với vật iệu bê tông, gạch đá,… nên phần tiếp giáp giữa công trình và nền đất thường được mở rộng thêm, phần này được gọi là bản móng. Để tiết kiệm vật liệu, người ta thường xây gạch giật cấp hoặc đổ bê tông vát móng, phần bị vát có độ dốc vừa phải và được tính toán để có kích thước hợp lý.
+ Móng đơn còn được chia là những loại sau: móng đơn đúng tâm, lệch tâm, móng chân vịt
+TaKa chia sẻ 1 chút kinh nghiệm nhỏ sẽ giúp mọi người có được kích thước móng sơ bộ 1 cách tương đối chính xác như sau:
Để chọn được kích thước đáy móng đơn được xác định theo công thức:
S = P/s
trong đó:
S là diện tích đáy móng (m2)
P là tải trọng chân cột truyền lên đáy móng (T) nếu tính theo kinh nghiệm mọi người tính như sau:
P = 1,2 x Str x n
Với Str : diện tích truyền tải của sàn lên cột (m2)
n: là số tầng công trình
s là sức chịu tải của đất nền để thiên về an toàn nên lấy 10 (T/m2)
Þ Qua đó, ta sơ bộ chọn được kích thước đáy móng một cách tương đối
+ Móng đơn thường được liên kết bằng đà kiềng, hệ đà kiềng thường đặt ở cao trình nền phòng khách cách lớp hoàn thiện thường là 100mm.
b. Móng băng
Móng băng nguyên lý làm việc cũng tương đương với móng đơn, khi móng đơn không đáp ứng được khả năng chịu lực tại chân cột thì lúc này phương án thay thế mà người ta nghĩ đến là móng băng.
Móng băng thường được áp dụng cho những nhà 3-5 tầng có tải trọng truyền vào chân cột tương đối lớn, được đặt trên nền địa chất tương đối tốt mới có thể áp dụng được cho móng băng.
Móng băng cũng chia làm 2 loại cơ bản: móng băng 1 phương và móng băng 2 phương
Nguyên tắc tính toán chọn sơ bộ kích thước móng băng 1 phương, hay 2 phương cũng giống như chọn kích thước móng đơn.
c. Móng bè
Móng bè thường được dùng trong công trình có tầng hầm đặt trên nền đất yếu hoặc tải trọng công trình lớn mà móng đơn hay móng băng 2 phương cũng không thể đáp ứng được việc truyền tải trọng xuống nền đất. Sở dĩ gọi là móng bè vì móng này phủ toàn bộ phần ngầm của công trình như 1 chiếc thuyền đang trôi trên 1 đại dương nền đất.
Ưu điểm móng bè phân bố tải trọng xuống nền đều dẫn đến độ lún tại chân cột được hạn chế rất nhiều. Có thể kết hợp móng bè làm đáy các bể nước ngầm.
d. Móng cọc
Móng cọc được áp dụng rộng rãi trong những vùng đất yếu như bùn lầy, vũng sình, hay đất nông nghiệp mới được san lấp làm dự án xây dựng.
Móng cọc gồm 3 bộ phận cấu thành cơ bản: cọc, đài cọc, và dầm giằng giữa các đài.
Nguyên lý làm việc của móng cọc có khác hơn so với 3 loại móng trên (móng nông). Móng nông thì truyền tải trực tiếp lên nền đất tiếp xúc dưới bản móng, còn đối với móng cọc thì làm việc chặt chẽ giữa các bộ phận cấu thành nêu trên như sau:
+ Đài cọc tiếp nhận trực tiếp tải trọng từ chân cột phân tán đến các cọc trong đài.
+ Cọc có nhiệm vụ truyền các lực tác dụng lên đầu cọc mà đài phân tán xuống mũi cọc và thành cọc.
+ Dầm giằng kết nối các đài cọc với nhau làm việc tạo nên 1 khối thống nhất chặt chẽ hơn, chịu tải trọng momen lệch tâm đối với các nhà phố thì dầm giằng này chịu tải trong momen rất lớn dẫn đến thép trong dầm này chiếm 1 khối lượng lớn trong phần móng.
3. Tóm tắt, rút ra kết luận
Như vậy qua những khái niệm về nền và móng ở những mục đã nêu trên giúp ta có cái nhìn khái quát hơn trong nền móng công trình. Chọn loại móng nào thì phụ thuộc vào 2 yếu tố chính: nền đất dưới công trình và qui mô công trình.
Không những thế ta còn phân biệt được thế nào là móng nông, móng sâu. Trong từng loại có những loại móng cụ thể hơn. Xây dựng Taka cũng đã chia sẻ phương pháp chọn sơ bộ kích thước đáy móng 1 cách tương đối nhất giúp chúng ta có thể tự kiểm tra lấy phần móng mà công trình chúng ta thi công.
Ks. Hữu Trường