Chiều sâu chôn móng là bước đầu tiên cần tính toán trong quá trình thi công móng cho công trình dựa vào việc chọn lựa phương án móng phù hợp nhất. Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến việc chọn phương án móng. Vậy tính chiều sâu chôn móng dựa trên cơ sở nào và móng nhà nên đào sâu bao nhiêu ? Đó là vấn đề tương đối khó khăn với những người không có kinh nghiệm và xây dựng, thi công.
1. Chiều sâu chôn móng là gì? Phân loại móng nhà cơ bản
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 tử công trình và truyền tải trong đó phân tán xuống nền.
Chiều sâu chôn móng là khoảng cách h từ đáy móng tới mặt đất tự nhiên gọi là chiều sâu chôn móng. Mặt tiếp xúc giữa đáy móng với nền bắt buộc phải phẳng và nằm ngang (không có độ dốc), mặt náy được gọi là đáy móng. Vậy tính chiều sâu chôn móng dựa trên cơ sở nào ?
Có 2 loại móng nhà chủ yếu thường được sử dụng trong các công trình nhà dân dụng được phân loại theo chiều sâu chôn móng đó là móng nông và móng sâu.
Móng nông là gì ? Là các loại móng được thi công trên hố đào trần, sau đó lấp đất lại, độ sâu chôn móng không quá lớn thường từ 1.5 ÷ 3m, nhiều trường hợp đặc biệt chiều sâu chôn móng có thể chọn 5 ÷ 6m.
Trong thực tế, ta có thể phân biệt móng nông dựa vào tỷ lệ giữa độ sâu chôn móng và bề rộng móng (h/b). Tuy nhiên,tỷ lệ định lượng là bao nhiêu cũng chưa thật rõ ràng. Tính chiều sâu chôn móng dựa trên cơ sở nào ? Chính xác nhất là dựa vào phương diện làm việc của đất nền , khi chịu tải trọng nếu không tính đến ma sát hông của đất ở xung quanh với móng thì đó là móng nông, ngược lại là móng sâu.
Một số loại móng nông thường gặp: Móng đơn (móng đơn đúng tâm, móng đơn lệch tâm, móng chân vịt), móng băng (móng băng dưới tường, móng băng dưới cột – móng băng một phương hay móng băng giao thoa), móng bè.
Móng sâu: Là các loại móng mà khi thi công không cần đào hố móng hoặc chỉ đào một phần rồi dùng thiết bị thi công để hạ móng đến độ sâu thiết kế. Nó thường dùng cho các công trình có tải trọng lớn. Đối với móng sâu thì tính chiều sâu chôn móng dựa trên cơ sở nào ?
Các loại móng sâu thường gặp: móng cọc (đóng, ép), cọc khoan nhồi, móng giếng chìm, giếng chìm hơi ép….
Móng sâu thường sử dụng cho các công trình có tải trọng lên móng lớn (thông thường nhà cao hơn 8 tầng ) hoặc công trình chịu tải trọng ngang lớn và lớp đất tốt nằm dưới sâu. Móng sâu thường sử dụng móng cọc. Phụ thuộc vào vật liệu, có thể chia thàn các loại:
- Cọc gỗ
- Cọc thép, cọc bê tông cốt thép
Dựa vào công nghệ thi công, cọc bê tông cốt thép có thể chia ra loại cọc đúc sẵn (đóng, ép) và cọc đổ tại chỗ (cọc khoan nhồi).
2. Tính chiều sâu chôn móng nhà dựa trên cơ sở nào ?
Thứ nhất, tính chiều sâu chông móng dựa trên tính chất, đặc điểm, cấu tạo của công trình
Dựa vào tính chất của công trình ta mới tính toán được tải trọng của công trình tác dụng lên nền móng. Tính chiều sâu móng dựa trên cơ sở nào ? Đối với những công trình nhà dân dụng diện tích nhỏ dưới 5 – 6 tầng thì chúng ta chỉ cần sử dụng móng đơn hoặc móng băng để tiết kiệm chi phí thi công móng. Đối với công trình nhà 1, 2 tầng diện tích nhỏ nên sử dụng móng đơn còn từ 3 đến 5 tầng nên sử dụng móng bằng. Những công trình diện tích rộng trên 300m2 thì nên sử dụng móng băng để đảm bảo được nền móng an toàn. Diện tích móng phụ thuộc vào diện tích công trình.
Ngược lại, nếu công trình có diện tích lớn với quy mô từ 7 tầng trở lên thì phải sử dụng móng sâu (ép cọc) hay cọc khoan nhồi để đảm bảo chịu được tải trọng của công trình. Đối công trình lớn, tính chiều sâu móng dựa trên cơ sở nào ? Đối với việc xác định chiều sâu chôn móng dựa vào tính chất công trình thì chúng ta cần nắm chắc được công trình mình định xây dựng có quy mô như thế nào.
Đối với một số công trình như nhà sàn hay nhà rông thì sẽ được xử lý móng theo các chân cột đóng sâu xuống nền đất chứ không sử dụng các loại móng thông thường. Đối với các công trình đặt xuống nền đất xây dựng bằng bê tông cốt thép đều cần phải sử dụng các phương án móng đã giới thiệu ở trên.
Cần phải chú ý như là công trình có tầng hầm hay không, có hệ thống giao thông liên lạc ngầm, có hầm rượu hay không….
Thứ hai, tính chiều sâu chôn móng dựa trên điều kiện địa chất của công trình:
Điều kiện địa hình và địa chất của công trình được là yếu tố quan trọng nhất để quyết định sử dụng loại móng gì và chiều sâu chôn móng là bao nhiêu.
- Điều kiện địa hình là vùng đồi núi cao hay địa hình bằng phẳng, hoặc địa hình vùng ven biển. Tính chiều sâu chôn móng dựa trên cơ sở nào của tự nhiên? Với những công trình ở vùng đồi núi trên nền đất dốc dễ bị sạt lở thì chọn loại móng sâu để đảm bảo an toàn, tuy nhiên nếu công trình nằm trên mặt phẳng ở vùng đồi núi thì vẫn có thể dùng móng nông. Còn loại địa hình bằng phẳng bình thường thì chọn móng nông. Địa hình ven biển nên chọn móng sâu.
Giả sử công trình được xây ở sườn dốc thì phải đảm bảo nguyên tắc đáy móng nằm ngang.
- Đối với điều kiện địa chất; đây là yếu tố quyết định cơ bản để chọn loại móng phù hợp cho công trình của mình. Đối với những công trình nhỏ chỉ cần biết được đó là đất vườn bình thường, đất liền thổ hay đất feralit thì có thể sử dụng móng nông vì móng nông ứng dụng cho loại đất là các lớp đất sét (sét pha) ở trạng thái dỏ cứng đến cứng có bè dày đủ lớn (thường từ 5 – 7m) phân bố phía trên. Tính chiều sâu móng dựa trên cơ sở nào? Có nhiều loại móng nông được sử dụng với nền đất khác nhau, thường thì móng bè được sử dụng cho các loại đất yếu hơn.
Còn với các loại đất bùn áo, đất cát, đất ruộng thì chắc chắn phải sử dụng các loại móng sâu. Có điều lưu ý là kể cả công trình nhỏ 1 tầng mà xây dựng trên những nền đất yếu như trên cũng phải sử dụng móng sâu để tránh gây ra các hiện tượng lún nghiêng sau quá trình sử dụng lâu dài. Thường thì với những công trình biệt thự sân vườn quy mô lớn chúng ta nên thuê đội thợ để khảo sát địa chất để có thể biết được tính chất và đặc điểm của các lớp đất, chỗ nào đất yếu chỗ nào đất cứng vì công trình lớn thường có diện tích móng lớn, từ đó mới có phương án móng phù hợp.
Các loại đất yếu có đặc điểm nhận biết và tính chất như sau:
Thuộc loại nền đất yếu thường là đất sét lại có lẫn nhiều hữu cơ, sức chịu tải nhỏ (0.5 – 1kg/cm2). Đất có tính nén lún lớn (a > 0.1 cm2/kg). Hệ số rỗng e lớn (e > 10). Độ sệt lớn (B > 1). Modun biến dạng bé (E < 50kg/cm2). Khả năng chống cắt bé và khả năng thấm nước bé. Hàm lượng nước trong đất cao, độ bão hòa nước G > 0.8, dung trọng bé.
Các loại đất yếu chủ yếu và thường gặp:
- Đất sét mềm: Gồm các loại đất sét hoặc á sét tương đối chặt, ở trạng thái bão hòa nước, có cường độ thấp. Với công trình nhỏ 1 tầng cũng có thể sử dụng móng bản trong trường hợp đất sét nhưng với điều kiện đất không chứa nhiều hữu cơ.
- Đất bùn: Các loại đất tạo thành trong môi trường nước; thành phần hạt rất mịn, ở trạng thái luôn no nướ’, hệ số rỗng rất lớn, rất yếu về mặt chịu lực;
- Đất than bùn: Là loại đất yếu có nguồn gốc hữu cơ; được hình thành do kết quả phân hủy các chất hữu cơ có ở các đầm lầy; (hàm lượng hữu cơ từ 20 -80%);
- Cát chảy: Gồm các loại cát mịn; kết cấu hạt rời rạc, có thể bị nén chặt hoặc pha loãng đáng kể. Loại đất này khi chịu tải trọng động thì chuyển sang trạng thái chảy gọi là cát chảy;
- Đất bazan: là loại đất yếu có độ rỗng lớn; dung trọng khô bé, khả năng thấm nước cao, dễ bị lún sụt.
Thứ ba, tính chiều sâu chôn móng dựa trên điều kiện thủy văn trong khu vực
Tính chiều sâu chôn móng nhà dựa trên cơ sở nào? Điều kiện thủy văn là các mạch nước ngầm ;hoặc ao hồ trong khu vực xây dựng hoặc dưới nền đất thuộc diện tích móng. Ví dụ độ sâu của mạch nước; vị trí mạch nước ngầm hoặc xây nhà quá gần ao hồ đều liên quá đến việc; lựa chọn phương án móng và độ sâu chôn móng. Nên đặt móng cao hơn mực nước ngầm; để giữ nguyên kết cấu của đất và không phải tháo nước khi thi công.
Thứ tư, chiều sâu chôn móng của nhà hoặc công trình lân cận
Nên đặt chiều sâu chôn móng ngang với đáy móng công trình liền kề; bên cạnh trong trường hợp là đất liền thổ và các công trình nhà phố, nhà ống. Chỉ được phép đặt sâu hơn; khi đảm bảo giữ được kết cấu của đất dưới chiều sâu chôn móng của nhà lân cận. Nếu như chôn móng sâu hơn thì nhà liền kề dễ bị nghiêng và lún 1 bên. Trong công trình nhà vườn không cần thiết quan tâm đến yếu tố này.
Thứ năm, ảnh hưởng của trị số và đặc tính của trọng tải
Tính chiều sâu chôn móng dựa trên cơ sở nào? Khi trọng tải lớn nên tăng chiều sâu chôn móng; kho móng chịu tải trọng lệch tâm lớn phải chôn móng ở độ sâu thích hợp; để đảm bảo tính ổn định cho móng.
Thứ sáu, tình hình khí hậu của khu vực
Nếu khu vực đặt công trình dễ bị ngập lụt ;hoặc có mùa mưa kéo dài thì nên chọn chiều sâu móng ở mức an toàn; cũng như tăng chất lượng của móng, đầm nén chặt.
3. Móng nhà nên đào sâu bao nhiêu là hợp lý ?
- Đối với móng nông: 0.5 đến 3m, không nên nhỏ hơn 0.5m
- Đối với móng sâu: tùy thuộc vào đặc điểm địa hình và địa chất
- Độ sâu chôn móng trong mọi trường hợp không nên nhỏ hơn 1/5 chiều cao của công trình.
- Chiều sâu chôn móng phải được đặt vào lớp đất tốt có khả năng chịu lực tối thiểu đạt 0.3m.
- Đối với công trình có tải trọng vừa và nhỏ có thể sử dụng móng nông; độ sâu chôn móng có thể hạ ở lớp đất số 2 hoặc đặt tại vị trí số 1; có bổ sung lớp đệm, lớp đệm đặt ở lớp đất số 2. Tính chiều sâu chôn móng dựa trên cơ sở nào? Với công trình trọng tải nhỏ này; (ví dụ xây mẫu biệt thự 3 tầng trở xuống); đặt móng tại vị trí hố khoan lớp đất số 1 tối thiểu; kết hợp lớp đệm nhưng đồng thời phải kiêm tra khả năng chịu lực lớp đất số 2. Nếu đặt móng tại vị trí lớp đất 3; do lớp đất tốt quá mỏng nên cần phải đào sâu; hơn để thay bằng lớp đệm cho đủ độ sâu chịu lực; độ sâu chôn móng nên lấy tối thiểu.
- Đối với các công trình lớn; chiều sâu chôn móng có thể đặt tại lớp đất số 2; nếu lớp đất 2 có khả năng chịu lực tốt; hoặc dùng móng cọc hạ vào lớp bên dưới tốt hơn.
