CHƯƠNG III : ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TOP-BASE CHO CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG TẠI VĨNH LONG
3.2. THIẾT KẾ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG
Trước hết, từ kết quả khảo sát đất, qua các thông số xác định được khả năng chịu lực của nền ban đầu. Tính tốn thiết kế lựa chọn phương án móng sau cho phù hợp với điều kiện địa chất và đặt biệt mang lại hiệu quả kinh tế, đảm bảo cơng trình chất lượng và bền vững theo thời gian.
Cơng trình ký túc xá 5 tầng lựa chọn phương án như sau:
3.2.1. Phương án móng cọc ép:
Hiện nay, trong xây dựng dân dụng và cơng nghiệp, móng cọc ngày càng được sử dụng nhiều, do có các ưu điểm như: giảm khối lượng cơng tác đất, có thể giảm hoặc tránh được ảnh hưởng của nước ngầm đối với công tác thi công, cơ giới hóa và thường lún ít.
Móng cọc là loại móng sâu thường dùng khi tải trọng cơng trình lớn, hoặc lớp đất nằm dưới sâu dưới lòng đất.
M-4a M-4a G M-2 M-5 M-1 M-1 M-1 M -1 M-1 M-1 M-1 M-1 M-1 M-1 M-1 M-1 M-1 M-1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 38800 3200 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3200 A D 3900 9600 1800 3900 C GM-3 M-4a M-4 M-4 M-4 M-2 M-3 M-3 M-2 M-1 M-5 G M-2 M-1a GM-2 M-2 M-3 M-2 M-1 GM-1 M-4a M-4 M-4 M-4 M-4 M-4 GM-1 GM-3 GM-3 GM-3 GM-3 GM-3 M-1a M-2 GM-2 M-3 M-2 GM-1 MẶT BẰNG MĨNG - GIẰNG B GM-2
+ Ưu điểm:
Cọc vng bằng bê tơng cốt thép đúc sẵn nên có thể kiểm tra được chất lượng cọc.
+ Nhược điểm:
Không thi cơng được ở những nơi đường chật hẹp, có đường dây điện chằng chịt và qua khu vực có cống. Thi cơng cọc ép cần phải có tài liệu địa chất tại nơi xây dựng để xác định chiều sâu chôn cọc. Nhà dân dụng trong các khu vực xây chen thì độ lệch tâm giữa cọc và khuôn viên đất thường phải lớn hơn hay bằng 0,7m; nên phải làm đà giằng lớn và chi phí sẽ cao hơn.
3.2.2. Phương án móng băng cừ tràm:
Cừ tràm là biện pháp dân gian, đặc thù của các tỉnh miền Nam, nhất là đồng bằng sông Cửu Long, để gia cố đất nền tăng sức chịu nén, giảm độ lún của đất, móng khi đặt tải trọng cơng trình lên trên vùng đất đó. Tùy theo chiều dày của đất yếu mà phương án cừ tràm phát huy được hiệu quả tác dụng chịu lực và tính kinh tế nhiều hay ít. Tốt nhất là đóng (hay ép hàng loạt) để mũi cừ tràm chống được vào tầng đất chịu lực tốt. Tuy nhiên do cừ tràm thường bán hàng loạt dài không quá 5 m, độ sâu đặt móng nhà thường khơng quá 2m nên chỉ khi đất yếu dày không quá 6 m, phương án gia cố cừ tràm mới đạt hiệu quả cao, phương án thường sử dụng là móng băng (hay
móng bè) trên nền cừ tràm, thì cừ vẫn khơng chống được trên nền đất tốt; tồn bộ cơng trình, kể cả móng và cừ, như một vật thể cứng vẫn đặt lên trên một phần còn lại của nền đất yếu. Trong trường hợp này, số tầng khơng nên q 5 tầng. Ðể có thể sử dụng cừ tràm gia cố nền, cần lưu ý những điều kiện sau:
Mực nước ngầm phải đảm bảo cao hơn đầu cừ tràm sau khi đóng hay ép, để đảm bảo cừ tràm sẽ ngập nước suốt thời gian sử dụng cơng trình về lâu dài.
Mực nước ngầm tuy có dao động theo mùa, nhưng khơng được có dịng chảy kéo đi , để đảm bảo đất nền dọc thân cừ, lớp cát đệm đầu cừ tồn tại vĩnh viễn.
Khi thi cơng khơng cần bóc vỏ cừ. Cừ tràm được cấu tạo từ nhiều lớp vỏ phía ngồi, sẽ bảo vệ tốt lõi cây bên trong, về lâu dài, tăng độ ma sát cho cừ khi chịu tải.
Không được sử dụng những cây cừ quá cong, nhiều mắc chính những chỗ cong mắc, khi bị đóng cong hay ép xuống, sẽ làm phá hoại đất nền dọc chiều dài cừ, thậm chí phá cả lực dính kết đang có đối với những cây cừ lân cận khi chúng chói vào mà hệ quả là làm giảm sức chịu tải tồn cọc.
Rất nhiều cơng trình tồn tại 50 năm, khi phá đi để xây dựng lại thì cừ tràm dưới đáy móng vẫn cịn rất tốt; khơng bị mục, do đã đóng đúng quy trình và mực nước ngầm (khơng xâm thực) cao đã bảo vệ cừ tràm theo thời gian.
Tùy theo tính chất đất nền và quy mơ cơng trình, mật độ đóng cừ thay đổi, nhưng thường gặp nhất là 25cây/m2, 30cây/m2. Trong q trình đóng phải đảm bảo tát nước, để lọc mực nước ngầm, cho cừ ngập sâu khỏi mực nước; phải vét hết bùn trên các đầu cừ, lấy hết vỏ cừ rơi vãi..., phải lấp cát
phủ đầu cừ (thường dày 10 cm), sau đó mới tiến hành đổ bê tơng lót móng và làm những phần việc khác tiếp theo.
Ðối với nhà 2- 3 tầng trở lên, nên hạn chế tối đa việc sử dụng phương án móng đơn, nhất là móng chân vịt (mở về 1 phía vì những cơng trình lân cận đã có, trên nền gia cố cừ tràm. Nhất thiết nên sử dụng phương án móng băng (1 phương) hay móng băng 2 phương, móng bè trên cừ tràm, khi số tầng nhiều hơn...
Việc xác định sức chịu tải của nền đã được gia cố cừ tràm, hiện nay hầu hết đều là cảm tính và do đó nhiều sự cố về móng cơng trình đã xảy ra hàng loạt trong thành phố, nhất là khu Văn Thánh- TP. Hồ Chí Minh . Ðể xác định chính xác sức chịu tải nêu trên nhất thiết phải thí nghiệm bằng bàn nén (và chất tải) ở ngay hiện trường trên nhóm cọc đã đóng.
Phải tổ chức theo dõi q trình đào móng, đóng cừ để đảm bảo cừ được đóng (ép) đủ, đúng độ sâu, đúng chỗ , khơng bị chặt bớt hay đóng thiếu.
* Ưu điểm cừ tràm:
- Cừ tràm được sử dụng đúng qui cách, thi cơng đúng qui trình sẽ cho những cơng trình có chất lượng cao và bền vững lâu dài. Hơn 60% cơng trình cơng cộng và nhà ở Vĩnh Long đã và đang sử dụng cây tràm làm vật liệu chủ lực để gia cố móng cơng trình trên nền đất yếu.
- Các cơng trình nhà ở riêng lẽ đang phát triển vùng ven và biệt thự vườn vẫn đang thiết kế móng cừ tràm. Chứng tỏ ưu thế của nó là rẻ và dễ làm hơn các phương án móng khác.
* Khuyết điểm cừ tràm:
- Do loại vật liệu này khơng kiểm sốt được chất lượng và chưa có tiêu chuẩn ràng buộc, từ đó làm theo kiểu tự suy đốn, làm theo kinh nghiệm nên chất lượng suy giảm chất lượng cơng trình.
- Khi thi cơng khơng có sự chọn lọc và nghiệm thu chất lượng cây cừ tràm, do khơng có tiêu chuẩn pháp lý căn cứ nghiệm thu.
Một số loại cừ tràm thông dụng nhất:
STT Tên vật tư Quy cách
Gốc (cm) Dài (m) 1 Cừ Tràm 5→ 7 2.5→ 3 4 4.5 2 Cừ Tràm 6→ 8 2.5→ 3 4 4.5 3 Cừ Tràm 7→ 9 2.5→ 3 4 4.5 4 Cừ Tràm 8→ 10 2.5→ 3 4 4.5 5 Cừ Tràm 8→ 10 2.5→ 3 4 4.5 6 Cừ Tràm 10→ 15 2.5→ 3 4 4.5
Phương án móng cừ tràm có nhiều thuận lợi là tận dụng được vật liệu địa phương, giá thành rẻ. Tuy nhiên việc kiểm soát chất lượng cây cừ tràm vẫn chưa được quan tâm. Vẫn còn rất nhiều tranh cãi xung quanh việc xác định khả năng chịu tải của cừ tràm, khi dùng cọc cũng phải chú ý đến biến dạng nền dưới cọc tràm do độ lún tổng thể của đất nền lớn, khó kiểm sốt độ lún cơng trình sau khi đã thi cơng do lún lệch gây ra nứt tường . Cây cừ tràm dùng làm móng hiện nay chưa xác định được tuổi thọ về sau chất lượng cơng trình khó kiểm sốt chất lượng. Chưa có tiêu chuẩn quy định rõ ràng pháp lý cho người thiết kế, thi cơng và nghiệm thu cơng trình đối với cơng trình nhà nước.
3.2.3. Phương án móng băng trên nền Top - Base:
Từ mối quan hệ giữa khả năng chịu lực này và tải thiết kế kết cấu yêu cầu, phương pháp gia cố nền được xem xét và Top-base được lựa chọn và tiến hành thiết kế một cách cụ thể.
Hiện tại, việc thiết kế Top-base đang được thực hiện bằng cách sử dụng “Bảng móng áp dụng phổ biến”. Đây là phương pháp ước lượng giá trị
N hoặc lực cố kết Cu của nền ban đầu và của nền Topbase từ mối quan hệ với tải kết cấu. Phụ thuộc vào nội dung thiết kế, ln cần tính tốn khả năng chịu lực của nền Top-base. Trong trường hợp này, cơng thức tính tốn khả năng chịu lực của nền Top-base bao gồm những ký hiệu được phép hoặc cơng thức tính tốn khả năng chịu lực đảm bảo thiết kế tương đối an toàn được sử dụng
Khi tải thiết kế yêu cầu lớn hơn khả năng chịu lực cho phép của nền ban đầu như đã được giải thích trong phần (2), Top-base đã được xem xét lựa chọn. Trong thiết kế nền Top-base, phương pháp thiết kế dựa theo tra bảng “Bảng tiêu chuẩn áp dụng Top-base” được chấp nhận phổ biến nhưng phương pháp đánh giá cùng với tính tốn sẽ được yêu cầu khi cần thiết.