Thiết kế nền móng là việc tạo ra một kế hoạch xây dựng cho nền móng công trình. Đây là một chức năng chuyên môn hóa cao và thường được thực hiện bởi một kỹ sư kết cấu. Nền móng là cơ sở kết cấu đứng trên mặt đất và hỗ trợ các phần còn lại của tòa nhà. Do đó, thiết kế móng phải liên quan đến nghiên cứu sâu rộng về mặt đất bên dưới móng cũng như thiết kế và vật liệu được sử dụng trên chính móng.
Độ sâu nền móng
Có nhiều loại móng xây dựng. Ngoại trừ các nền móng dạng tấm, được đặt trên mặt đất, hầu hết các nền móng có thể được lắp đặt ở nhiều độ sâu khác nhau. Độ sâu cần thiết của bất kỳ nền móng nào có thể phụ thuộc vào một số yếu tố:
- Khả năng chịu lực của đất. Điều này xác định mức độ tải trọng (trọng lượng hoặc lực) mà đất hiện có có thể chịu được.
- Loại đất. Các loại đất khác nhau có các đặc tính khác nhau có thể ảnh hưởng đến sự phù hợp của chúng để hỗ trợ nền móng.
- Độ sâu sương giá. Độ sâu mà đất đóng băng trong thời gian lạnh nhất trong năm, được gọi là độ sâu băng giá hoặc đường băng giá, thường được sử dụng để xác định độ sâu tối thiểu cho nhiều loại móng.
- Mực nước ngầm. Mực nước ngầm cao có thể giới hạn độ sâu của móng cũng như loại móng có thể sử dụng. Chiều cao mực nước ngầm thường được bao gồm trong nghiên cứu về đất.
- Độ sâu tối thiểu. Không tính đến các yếu tố khác, độ sâu tối thiểu của móng thường không nhỏ hơn 18 inch để cho phép loại bỏ lớp đất mặt và sự thay đổi của mặt đất.
Vật liệu nền móng
Nền móng thường được xây bằng gạch xây, chẳng hạn như khối bê tông hoặc gạch , hoặc bằng bê tông đổ. Vật liệu xây có độ bền nén cao và có khả năng chống hư hại do độ ẩm và đất cao hơn nhiều so với vật liệu gỗ và kim loại. Nền xây thường kéo dài trên mặt đất để bảo vệ các vật liệu xây dựng khác khỏi độ ẩm và các tác hại khác khi tiếp xúc với mặt đất. Móng xây thường được gia cố bên trong bằng thép cây kim loại hoặc các vật liệu khác. Các nhà thầu thường sẽ sử dụng xi măng thủy lực để bịt kín xung quanh các đường ống hoặc mương xuyên qua khối xây hoặc nền bê tông.
Một số nền móng của tòa nhà được xây dựng bằng các trụ hoặc cầu tàu bằng gỗ đã qua xử lý. Trong trường hợp này, các giá đỡ móng được đẩy sâu vào lòng đất và / hoặc dựa vào đá hoặc các tấm đệm bê tông. Trụ và cầu tàu thường được sử dụng khi xây dựng trên hoặc gần nước hoặc nơi đất dễ bị ngập lụt.
Một trong những vật liệu nền quan trọng nhất là nền, hay nền phụ, bằng vật liệu vô cơ được đặt trực tiếp dưới nền. Nhìn chung, đất và đất sét ngập nước có khả năng chịu lực hạn chế và không thể chịu được tải trọng của một công trình. Do đó, đất được đào đi và được thay thế bằng vật liệu khô và đồng nhất, chẳng hạn như sỏi hoặc đá dăm để có khả năng chịu cắt và chịu lực tối đa. Vật liệu nền cũng thúc đẩy thoát nước dưới bề mặt và không nở ra khi có độ ẩm cao như đất.
Tải trọng truyền xuống nền móng
Nền móng phải được thiết kế sao cho các tải trọng do công trình tác động lên bề mặt tiếp xúc để truyền tổng của tải trọng chết, tải trọng sống và tải trọng gió xuống đất. Sức chịu tải ròng của đất không được vượt quá sức chịu tải của đất. Thiết kế nền móng cũng phải tính đến khả năng ổn định dự kiến từ tòa nhà để đảm bảo rằng tất cả các chuyển động được kiểm soát và đồng nhất để tránh hư hại cho kết cấu. Ngoài ra, thiết kế tổng thể của nền móng, cấu trúc thượng tầng và các đặc điểm của nền đất cần được nghiên cứu để xác định các chiến lược xây dựng có thể có lợi.
