Xây móng nhà là công việc quan trọng đầu tiên của quy trình xây dựng nhà ở. Để có một ngôi nhà đẹp mang đến cho gia chủ cảm giác thoải mái khi sinh hoạt thì ngoài ngoại thất, nội thất thì còn có yếu tố phần móng nhà. Móng nhà chính là nền tảng nâng đỡ của một căn nhà và quyết định sự vững chắc của căn nhà đó. Móng đảm nhiệm chức năng trực tiếp tải trọng của công trình vào nền đất, bảo đảm cho công trình chịu được sức ép của trọng lực từng tầng, là mấu chốt đảm bảo sự chắc chắn của công trình. Nếu như có phần móng nhà tốt thì bạn hoàn toàn có thể yên tâm, thoải mái khi sinh sống. Chính vì vậy mà khi thiết kế phần móng luôn được chú ý. Trường hợp thi công móng trên nền đất yếu, kiến trúc sư cần có biện pháp xử lý riêng phù hợp để đảm bảo độ an toàn cho công trình. Trong bài viết dưới đây chúng tôi sẽ cùng các bạn tìm hiểu thế nào là đất yếu và các biện pháp xử lý móng nhà trên nền đất yếu.
Cách nhận biết nền đất yếu
Trong xây dựng nền đất đóng một vai trò rất quan trọng trong tất cả những công trình. Bởi vì nó có thể ảnh hưởng nhiều đến chất lượng và tuổi thọ của công trình. Chính vì vậy mà chúng ta phải nhận biết được thế nào là đất yếu và có những biện pháp xử lý móng nhà trên nền đất yếu. Để có thể nhận biết được về đất yếu thì có hai quan điểm dựa vào định tính và định lượng.
- Thứ nhất là về định tính: Đất yếu là một loại đất mà bản thân nó không có đủ khả năng tiếp thu tải trọng của công trình bên trên như những công trình nhà cửa, đường xá hay đê đập…Khái niệm này nói chung là không chặt chẽ và không có cơ sở khoa học.
- Thứ hai là về định lượng: Đất yếu chính là loại đất có sức chịu tải kém, chúng dễ bị phá hoại và biến dạng dưới tác dụng của tải trọng công trình dựa trên những số liệu và chỉ tiêu cơ lý cụ thể. Và khái niệm này đã được thế giới chấp nhận và có cơ sở khoa học.
Dựa vào những chỉ tiêu vật lý thì đất được gọi là yếu khi mà:
- Dung trọng : gW<= 1,7 T/m3.
- Hệ số rỗng : e >=1.
- Độ ẩm : W >=40%.
- Độ bão hòa : G >=0,8.
Dựa vào những chỉ tiêu cơ học đó 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.
Trên thực tế xây dựng thì chúng ta thường gặp các loại nền đất yếu đó là: đất sét yếu, đất cát yếu (cát chảy), đất bùn hay than bùn và đất than bùn, đất bazan hoặc đất đắp.
+Đất sét yếu: là bao gồm những loại đất sét hay á sét tương đối chặt ở trạng thái bão hòa nước và có cường độ thấp. Trong đất sét có 2 thành phần đó là:
– Phần phân tán thô (hay còn gọi là những hạt sét) có kích thước lớn hơn 0,002mm. Chủ yếu có những khoáng chất nguồn gốc lục địa như là thạch anh hay fenspat,…
– Phần phân tán mịn (hay còn gọi là khoáng chất sét) là bao gồm các hạt có kích thước rất bé (2 – 0,1mm) và keo (0,1 – 0,001mm). Các khoáng chất này sẽ quyết định tính chất cơ lý của đất sét. Những khoáng chất sét thường gặp nhất đó là 3 nhóm điển hình gồm: kaolinit, mônmôrilônit và ilit.
+ Đất cát yếu (cát chảy): bao gồm những loại cát mịn, có kết cấu hạt rời rạc, chúng có thể bị nén chặt hay pha loãng đáng kể. Loại đất này khi mà chịu tải trọng động thì sẽ chuyển sang trạng thái chảy gọi là cát chảy.
Các loại đất bùn
+ Bùn: Bùn chính là trầm tích thuộc giai đoạn đầu của quá trình hình thành đất đá loại sét, chúng được tạo trong nước và có sự tham gia của những vi sinh vật. Bùn luôn có độ ẩm vượt quá giới hạn chảy và có hệ số rỗng e lớn hơn 1 đối với đất cát pha sét và sét pha cát có e lớn hơn 1,5 đối với sét.
Độ bền của bùn là rất bé, chính vì vậy mà việc phân tích sức chống cắt (SCC) thành lực ma sát và lực dính là không hợp lý. SCC của bùn phải phụ thuộc vào tốc độ phát triển biến dạng. Góc ma sát có thể xấp xỉ là bằng không. Chỉ khi bùn mất nước thì mới có thể cho góc ma sát.
Chính vì vậy việc xây dựng những công trình trên bùn chỉ có thể được thực hiện sau khi đã tiến hành những biện pháp xử lý nền.
+ Than bùn và đất than bùn: Than bùn chính là đất có nguồn gốc từ hữu cơ, tạo thành do kết quả phân hủy những di tích hữu cơ, chủ yếu là từ thực vật, tại những bãi lầy và những nơi bị hóa lầy. Loại đất này chứa những hỗn hợp vật liệu sét và cát.
Vì vậy khi xây dựng ở các vùng đất than bùn, bạn cần áp dụng những biện pháp: làm đai cốt thép, khe lún và cắt nhà thành từng đoạn cứng riêng rẽ, làm nền cọc, đào hay thay một phần than bùn.
Các loại đất khác
+ Đất bazan: chính là loại đất yếu với đặc điểm độ rỗng lớn, dung trọng khô be và khả năng thấm nước cao, dễ bị lún sập.
+ Đất đắp: chính là loại đất này được 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.
Dựa vào thành phần ta có thể chia thành 4 loại như sau :
– Đất gồm có các hỗn hợp của những chất thải của sản xuất công nghiệp và xây dựng.
– Đất gồm các hỗn hợp các chất thải của sản xuất và rác thải sinh hoạt.
– Đất của những nền đắp trên cạn và khu đắp dưới nước (để tạo bãi).
– Đất thải bên trong và bên ngoài những mỏ khoáng sản.
Những biện pháp xử lý móng nhà trên nền đất yếu
Để có thể xử lý được móng nhà trên nền đất yếu phụ thuộc vào các yếu tố như: Đặc điểm công trình, đặc điểm của nền đất... Với từng điều kiện cụ thể mà người thiết kế đưa ra các biện pháp xử lý hợp lý. Hiện nay có 3 phương pháp xử lý đơn giản và được áp dụng rộng rãi trong xây dựng.
Biện pháp xử lý về kết cấu công trình
Với biện pháp xử lý về mặt kết cấu bên trong các biệt thự đẹp gia chủ nên lưu ý những điều sau đây. Thứ nhất kết cấu công trình có thể bị phá hỏng cục bộ hoặc hoàn toàn do các điều kiện biến dạng không thỏa mãn: Lún hoặc lún lệch quá lớn do nền đất yếu, sức chịu tải bé. Mà tất các yếu tố đó đều do nền móng yếu nhưng chúng ta chưa quan tâm đến gây nên.
Ngày nay nhiều gia chủ thường dùng các biện pháp sau để giảm áp lực tác dụng lên mặt nền hoặc làm tăng khả năng chịu lực của kết cấu công trình. Đó là những biện pháp về mặt kết cấu công trình.
- Cách thứ nhất là dùng vật liệu nhẹ và kết cấu thanh mảnh, nhưng vẫn phải đảm bảo khả năng chịu lực của công trình nhằm mục đích làm giảm trọng lượng bản thân công trình, tức là giảm được tĩnh tải tác dụng lên móng. Đây cũng chính là cách làm đơn giản và được áp dụng khá nhiều trong các bản thiết kế biệt thự đẹp hiện nay.
- Cách thứ 2 đó là chúng ta sẽ làm tăng sự linh hoạt của kết cấu công trình kể cả móng bằng cách dùng kết cấu tĩnh định hoặc phân cắt các bộ phận của công trình. Dể làm được điều này chúng ta dùng các khe lún để khử được ứng suất phụ phát sinh trong kết cấu khi xảy ra lún lệch hoặc lún không đều. Đây được xem là cách lấy độc trị độc dùng khe lún để hoá giải việc lún không đều
- Cách thứ 3 trong phương pháp này chính là làm tăng khả năng chịu lực cho kết cấu công trình để đủ sức chịu các ứng lực sinh ra do lún lệch và lún không đều. Và cách này được thực hiện thông qua các đai bê tông cốt thép để làm tăng khả năng chịu ứng suất kéo khi chịu uốn, đồng thời có thể gia cố tại các vị trí dự đoán xuất hiện ứng suất cục bộ lớn. Có thể nói với những cách làm trên đây sẽ tạo giúp phần kết cấu công trình trở nên vững chắc, khắc phục được vấn đề nền móng yếu khi xây dựng.
Cách 1: Xử lý móng nhà trên nền đất yếu bằng cách thay đổi chiều sâu chôn móng
Làm móng nhà trên nền đất yếu có nhiều cách giải quyết khác, trong đó thay đổi chiều sâu chôn móng là một trong những cách phổ biến được áp dụng. Chiều sâu chôn móng là độ sâu kể từ mặt đất đến hố móng. Việc thay đổi chiều sâu chôn móng nhằm giải quyết sự lún và khả năng chịu tải của nền. Khi tăng chiều sâu chôn móng sẽ làm tăng trị số sức chịu tải của nền đồng thời làm giảm ứng suất gây lún cho móng nên giảm được độ lún của móng. Đồng thời tăng độ sâu chôn móng, có thể đặt móng xuống các tầng đất phía dưới chặt hơn, ổn định hơn. Tuy nhiên việc tăng chiều sâu chôn móng phải cân nhắc giữa 2 yếu tố kinh tế và kỹ thuật.
Cách 2: Xử lý móng nhà trên nền đất yếu bằng cách thay đổi hình dạng và kích thước móng
Xây nhà trên nền đất yếu, bạn có thể thay đổi kích thước và hình dáng móng sẽ có tác dụng thay đổi trực tiếp áp lực tác dụng lên mặt nền, và do đó cũng cải thiện được điều kiện chịu tải cũng như điều kiện biến dạng của nền. Khi tăng diện tích đáy móng thường làm giảm được áp lực tác dụng lên mặt nền và làm giảm độ lún của công trình. Tuy nhiên đất có tính nén lún tăng dần theo chiều sâu thì biện pháp này không hoàn toàn phù hợp.
Cách 3: Xử lý móng nhà trên nền đất yếu bằng cách thay đổi loại móng và độ cứng của móng
Thay đổi loại móng và độ cứng của móng cho phù hợp với điều kiện địa chất công trình: Có thể thay móng đơn bằng móng băng, móng băng giao thoa, móng bè hoặc móng hộp; trường hợp sử dụng móng băng mà biến dạng vẫn lớn thì cần tăng thêm khả năng chịu lực cho móng. Độ cứng của móng bản, móng băng càng lớn thì biến dạng bé và độ lún sẽ bé. Có thể sử dụng biện pháp tăng chiều dày móng, tăng cốt thép dọc chịu lực, tăng độ cứng kết cấu bên trên, bố trí các sườn tăng cường khi móng bản có kích thước lớn. Đối với các thiết kế nhà trên nền đất yếu, khi thay đổi loại móng và độ cứng của móng, chủ đầu tư cần hỏi ý kiến kỹ sư để đảm bảo việc thay đổi không làm ảnh hưởng đến toàn bộ kết cấu công trình.
Nếu như 2 phương pháp trên được sử dụng khá rộng rãi thì phương pháp xử lý nên lại được dùng khá ít. Phương pháp xử lý nền ở đây chính là việc thay nền tuy nhiên phương pháp này đòi hỏi kinh tế và thời gian thi công lâu dài. Nhưng phương pháp này có thể áp dụng trên tất cả các loại địa chất.
Phương pháp thay nền là phương pháp các nhà thầu thay một phần hoặc toàn bộ nền đất yếu trong phạm vi chịu lực công trình bằng nền đất mới có tính bền cơ học cao, như làm gối cát, đệm cát. Để khắc phục chi phí cũng như thời gian thi công kéo dài thì phương pháp tahy nền này còn được kết hợp với các phương pháp khác như cơ học, nhiệt học, hoá học, thuỷ lực.
- Đối với phương pháp cơ học bạn có thể sử dụng cọc không thấm như cọc tre, cọc cừ tràm, cọc gỗ chắc thường được áp dụng với các công trình dân dụng. Bên cạnh đó còn có thể sử dụng lưới nền cơ học hoặc các loại đầm động để gia cố nền móng.
- Đối với cách dùng nhiệt học thì bạn thực hiện như sau: Sử dụng khí nóng trên 8000 để làm biến đổi đặc tính lí hóa của nền đất yếu. Phương pháp này chủ yếu sử dụng cho điều kiện địa chất chưa nhiều đất sét hoặc đất cát mịn. Phương pháp đòi hỏi một lượng năng lượng không nhỏ, nhưng kết quả nhanh và tương đối khả quan.
- Đối với cách dùng hoá học để cải thiện nền móng thì bạn có thể tham khảo cách sau. Sử dụng hóa chất để tăng cường liên kết trong đất như xi măng, thủy tinh, phương pháp Silicat hóa… hoặc một số hóa chất đặc biệt phục vụ mục đích điện hóa. Phương pháp xi măng hóa và sử dụng cọc xi măng đất tương đối tiện lợi và phổ biến đây cũng là phương pháp mà hiện nay được dùng chủ yếu không phân biệt vùng miền.
- Với phương pháp thuỷ lực đây được coi là phương pháp mà các gia chủ ở những nơi trũng thấp hoặc xây nhà trên nền ao hồ thường xuyên sử dụng. Đây là nhóm phương pháp lớn như là sử dụng cọc thấm, lưới thấm, sử dụng vật liệu composite thấm, bấc thấm, sử dụng bơm chân không, sử dụng điện thẩm. Các phương pháp phân làm hai nhóm chính, nhóm một chủ yếu mang mục đích làm khô đất, nhóm này thường đòi hỏi một lượng tương đối thời gian và còn khiêm tốn về tính kinh tế. Nhóm hai ngoài mục đích trên còn muốn mượn lực nén thủy lực để gia cố đất, nhóm này đòi hỏi cao về công nghệ, thời gian thi công giảm đi và tính kinh tế được cải thiện đáng kể. Tuy nhiên đây là phương pháp khá tốn kém cũng như phải mất 1 thời gian dài để có thể thấy được hiệu quả.
Hy vọng rằng với những chia sẻ của kts Kiến Trúc & Nội Thất Smallhome về vấn đề làm móng nhà trên nền đất yếu và những đại kỵ khi làm móng trong phong thủy như trên gia chủ có thể lựa chọn loại móng phù hợp nền đất của mình và xây lên những công trình nhà ở đẹp nhất.
