Móng là công đoạn quan trọng bậc nhất trong việc xây dựng, móng không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến công trình mà còn ảnh hưởng đến các công trình lân cận. Nếu xử lý quy trình thiết kế móng cọc không tốt thì sẽ gây ra rất nhiều hậu quả khó lường cho chủ nhà cũng như thực trạng các khu vực xung quanh như nhà hàng xóm,... Không giống như thi công móng các mẫu biệt thự đẹp, khi thi công xây dựng nhà 1 tầng đơn giản phải tuân theo quy trình thiết kế móng cọc nhà ở nhất là tại các khu đô thị thì cần khảo sát kĩ tình trạng của các công trình hiện hữu liền kề với khu vực thi công, bao gồm cả phần nổi cũng như các kết cấu chìm. Từ những dữ liệu thu thập được, tiến hành đánh giá và đưa ra những giải pháp phù hợp nhất để việc thi công xây dựng móng nhà phố không gây mất an toàn cũng như ảnh hưởng đến các công trình liền kề khác.
Tiêu chuẩn quy trình thiết kế móng cọc được áp dụng cho các công trình thuộc lĩnh vực xây dựng dân dụng và công nghiệp, giao thông, thủy lợi và các nghành liên quan khác. Những công trình có yêu cầu đặc biệt mà chưa đề cập đến trong tiêu chuẩn này sẽ được thiết kế theo tiêu chuẩn riêng hoặc do kỹ sư tư vấn đề nghị với sự chấp thuận của chủ công trình.
Cọc và quy trình thiết kế móng cọc được thiết kế theo các trạng thái giới hạn. Trạng thái giới hạn của móng cọc biệt thự mini 1 tầng được phân làm hai nhóm sau:
1. Nhóm thứ nhất gồm các tính toán - quy trình thiết kế móng cọc
- Sức chịu tải giới hạn của cọc theo điều kiện đất nền;
- Độ bền của vật liệu làm cọc và đài cọc;
- Độ ổn định của cọc và móng.
2. Nhóm thứ 2 gồm các tính toán - quy trình thiết kế móng cọc
- Độ lún của nền cọc và móng;
- Chuyển vị trí ngang của cọc và móng;
- Hình thành và mở rộng vết nứt tròn cọc và đài cọc bằng bê tông cốt thép.
TCVN 10304:2014 có nhiều điểm cho thấy sự chặt chẽ và thống nhất trong nguyên lý tính toán, rõ ràng trong các quy định, và có nhiều thay đổi phù hợp với các biểu hiện thực tế của quy trình thiết kế móng cọc, nâng cao sức chịu tải của móng cọc so với các tính toán trước đây. Tuy nhiên, vẫn còn một số sai sót đáng tiếc, ví dụ không quy định rõ đơn vị trong một số công thức tính toán.
| TCVN 10304:2014 | Nhận xét |
|
Mục 7.1.1 - Nền và móng cọc phải được tính toán theo các trạng thái giới hạn. a) Nhóm trạng thái giới hạn thứ nhất bao gồm: Theo cường độ vật liệu cọc và đài cọc; Theo sức kháng của đất đối với cọc. b) Nhóm trạng thái giới hạn thứ hau bao gồm: Theo độ lún nền tựa cọc và móng cọc chịu tải trọng thẳng đứng |
Tái khẳng định việc sử dụng tải trọng tính toán khi tính toán kiểm tra sức chịu tải của cọc, cho cả vật liệu và nền đất. |
|
Mục 7.1.7 Tính toán cọc và đài cọc theo cường độ vật liệu cần tuân theo các yêu cầu của các tiêu chuẩn hiện hành về kết cấu bê tông, bê tông cốt thép, và thép |
Một điểm mới rất rõ ràng và thống nhất. Cọc đài thấp sẽ được tính toán như với cột chịu tải trọng đúng tâm, có chiều cao làm việc được quy định trong mục 7.1.8, một số hệ số điều kiện làm việc được quy định trong mục 7.1.9. |
|
Mục 7.1.9 (sơ lược) Khi tính toán cọc đóng hoặc ép nhồi, cọc khoan nhồi và barrette theo cường độ vật liệu, cường độ tính toán của bê tông phải nhân với hệ số điều kiện làm việc γcb=0.85 để kể đến việc đổ trong khoảng không gian chật hẹp của hố và ống vách; và nhân với γ'cb=0.7 để kể đến điều kiện thi công đổ bê tông trong dung dịch khoan. |
Như vậy, cường độ bê tông có bị giảm đi khi sử dụng hệ số điều kiện làm việc, nhưng không bị hạn chế ở một giá trị cố định giống như TCXD 195:1997. Quy định này giúp nâng cao được giá trị sức chịu tải tính toán theo vật liệu so với các quy định trước đây. |
|
Mục 7.1.11 (sơ lược) Cọc nằm trong móng hoặc cọc đơn chịu tải trọng dọc trục đều phải tính theo sức chịu tải của đất nền với điều kiện: Đối với cọc chịu nén: Nc,d ≤ Rc,d*γ0/γn với Rc,d = Rc,k/γk Trong đó: γ0, γn, γklần lượt là hệ số điều kiện làm việc, hệ số tầm quan trọng của công trình, và hệ số độ tin cậy theo đất. Rc,k là trị tiêu chuẩn sức chịu tải của cọc, xác định theo mục 7.1.12. |
γk chính là hệ số an toàn đã được sử dụng trong các tiêu chuẩn trước đây. Như vậy, thay vì sử dụng các hệ số an toàn riêng cho các công thức tính toán sức chịu tải theo đất nền với một giá trị lớn và khoảng rộng (2 đến 3) thì tiêu chuẩn đã đưa ra một quy định chung thống nhất. Các công thức tính toán sức chiu tải theo đất nền không có hệ số an toàn riêng, hoặc có nhưng đã được kể đến ngay trong công thức tính toán tùy thuộc phương pháp. |
|
Mục 7.1.11 - Chú thích (1) Khi tính toán các loại cọc, lực dọc phát sinh trong cọc do tải trọng tính toán N phải tính cả trọng lượng riêng của cọc có kể đến hệ số tin cậy để làm tăng nội lực tính toán. Tuy nhiên, trong các phép tính sơ bộ, trọng lượng riêng của cọc có thể bỏ qua. |
Quy định này có vẻ không phù hợp, vì sức chịu tải của cọc được quyết định bằng thí nghiệm nén tĩnh, tức là đã kể đến trọng lượng cọc. Hay nói cách khác, sức chịu tải của cọc có thể gọi là sức chịu tải ở mức đầu trên của cọc. Như vậy, nếu tính toán tải trọng có kể đến cả trọng lượng cọc, thì đã tính dư đi một lần trọng lượng của cọc. |
|
Mục 7.1.11 - Chú thích (2) Nếu tính toán móng cọc cho tổ hợp tải trọng có kể đến tải trọng gió hoặc cầu trục, cho phép tăng 20% tải trọng tính toán lên cọc (trừ móng trụ đường dây tải điện). |
TCXD 205:1998 chỉ cho phép điều này khi tính toán sức chịu tải bằng phụ lục A (SNIP 2.02.03.85) và đối với các cọc biên. Bằng việc quy định một các rõ ràng trong một điều khoản chính thức, việc áp dụng tăng sức chịu tải lên 20% đối với trường hợp có tải trọng gió đã trở nên có tính pháp lý hơn. |
|
Mục 7.1.12 (sơ lược) Trị tiêu chuẩn sức chịu tải của cọc Rc,k được lấy bằng giá trị bé nhất trong các sức chịu tải cực hạn nếu số trị riêng bé hơn 6, hoặc bằng giá trị trung bình sức chịu tải cực hạn nếu số trị riêng lớn hơn hoặc bằng 6 |
Có thể được hiểu rằng, khi số hố khoan bé hơn 6, thì sức chịu tải tiêu chuẩn được lấy theo giá trị bé nhất trong các giá trị sức chịu tải cực hạn tính toán được từ các hố khoan. Khi số hố khoan lớn hơn hoặc bằng 6, thì sức chịu tải tiêu chuẩn được lấy bằng giá trị trung bình của các giá trị sức chịu tải cực hạn tính toán được từ các hố khoan. |
Nền và móng cọc phải được tính toán theo các trạng thái giới hạn:
Nhóm trạng thái giới hạn thứ nhất gồm - quy trình thiết kế móng cọc
- Theo cường độ vật liệu cọc và đài cọc;
- Theo sức kháng của đất đối với cọc (sức chịu tải của cọc theo đất);
- Theo sức chịu tải của đất nền tựa cọc;
- Theo trạng thái mất ổn định của nền chứa cọc, nếu lực ngang truyền vào nó đủ lớn (tường chắn, móng của các kết cấu có lực đẩy ngang ...), trong đó có tải động đất, nếu công trình nằm trên sườn dốc hay gần đó, hoặc nếu các lớp đất của nền ở thế dốc đứng. Việc tính toán cần kể đến các biện pháp kết cấu để có thể lường trước và ngăn ngừa chuyển dịch của móng nhà cấp 4 mái ngói.
Nhóm trạng thái giới hạn thứ hai gồm - quy trình thiết kế móng cọc
- Theo độ lún nền tựa cọc và móng cọc chịu tải trọng thẳng đứng (xem 7.4);
- Theo chuyển vị đồng thời của cọc với đất nền chịu tác dụng của tải trọng ngang và momen (xem Phụ lục A);
- Theo sự hình thành hoặc mở rộng các vết nứt cho các cấu kiện bê tông cốt thép móng cọc.
Trong các phép tính nền móng cọc cần kể đến tác dụng đồng thời của các thành phần lực và các ảnh hưởng bất lợi của môi trường bên ngoài (thí dụ, ảnh hưởng của nước dưới đất và tình trạng của nó đến các chỉ tiêu cơ - lý đất ...).
Công trình và nền cần được xem xét đồng thời, nghĩa là phải tính tác dụng tương hỗ giữa công trình và nền bị nén trong quy trình thiết kế móng cọc.
Sơ đồ tính toán hệ “công trình – nền” hoặc “móng – nền” cần được chọn lựa có kể đến những yếu tố cơ bản nhất xác định trạng thái ứng suất và biến dạng của nền và kết cấu công trình (các sơ đồ tĩnh định của công trình, đặc tính xây dựng, đặc điểm thế nằm của các lớp đất, các tính chất đất nền và khả năng thay đổi chúng trong quá trình xây dựng và sử dụng công trình ...). Nên kể đến sự làm việc không gian của kết cấu công trình nhà cấp 4 mái thái, tính phi tuyến về hình học và vật lý, tính dị hướng, các tính dẻo, từ biến của vật liệu xây dựng và đất, sự phát triển của các vùng biến dạng dẻo dưới móng. Việc tính toán móng cọc cần được tiến hành với việc xây dựng các mô hình toán mô tả ứng xử cơ học của móng cọc ở trạng thái giới hạn thứ nhất hoặc trạng thái giới hạn thứ hai. Mô hình tính toán có thể thể hiện dưới dạng giải tích hay phương pháp số. Việc tính toán quy trình thiết kế móng cọc kích thước lớn hoặc tính móng cọc và bè cùng làm việc nên thực hiện bằng phương pháp số.
Khi tính toán móng cọc cần kể đến độ cứng của kết cấu nối các đầu cọc, phải đưa nó vào mô hình tính
toán. Cần đưa vào sơ đồ tính toán cả những yếu tố sau:
- Các điều kiện đất nền khu vực xây dựng;
- Chế độ địa chất thủy văn;
- Đặc điểm thi công cọc;
- Sự có mặt của cặn lắng dưới mũi cọc (đối với cọc khoan nhồi và barrette).
Khi thực hiện tính toán bằng phương pháp số, sơ đồ tính toán hệ “đài – cọc - đất nền” cần được chọn, kể được các thành phần cơ bản nhất quyết định sức kháng của hệ này. Cần kể đến yếu tố thời gian và sự thay đổi tải trọng lên cọc và quy trình thiết kế móng cọc theo thời gian.
Sơ đồ tính toán của quy trình thiết kế móng cọc phải được xây dựng theo cách, sao cho sai số sẽ nghiêng về phía dự trữ an toàn cho kết cấu công trình biệt thự mái bằng 1 tầng bên trên. nếu sai số này không thể xác định trước thì cần xây dựng các phương án tính toán và xác định những tác động bất lợi nhất cho kết cấu công trình bên trên.
Khi sử dụng máy tính để tính quy trình thiết kế móng cọc cần lường đến khả năng không xác định, liên quan tới chức năng của mô hình tính toán và việc chọn các thông số biến dạng và cường độ của đất nền. Để làm điều này, khi thực hiện các phép tính số để xác định sức kháng có thể của cọc đơn, của nhóm cọc và móng cọc - bè nên so sánh kết quả tính toán của từng phần tử của sơ đồ tính với kết quả theo phương pháp giải tích, cũng như so sánh các kết quả tính toán theo những chương trình địa kỹ thuật khác nhau.
Ngoài những hông tin về quy trình thiết kế móng cọc nhà dân thì bạn có thể tham khảo thêm bài viết về thiết kế móng cọc đài thấp của chúng tôi tại đây
Liên hệ để biết thêm chi tiết Hotline: 0988 030 680
