CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT VÀ GIẢI PHÁP MÓNG 1. Đánh giá về địa chất công trình trên địa bàn thành phố Sóc Trăng Đất yếu thuộc đối tượng nghiên cứu chủ yếu là bùn sét và bùn sét pha với bề dày xấp xỉ khoảng 10m, một số nơi có thể đạt đến 20m, nằm gần mặt đất, hầu như chưa được nén chặt, mới ở giai đoạn đầu của quá trình hình thành đá trầm tích.Vì vậy, rất khó khăn cho công tác xây dựng đường. Đất có thành phần hạt rất mịn, hàm lượng các nhóm hạt bụi và sét khá cao đồng thời cũng có mặt các khoáng vật có tính phân tán cao như montmorillonit và illit, không thuận lợi cho các giải pháp sử dụng xử lý nền đất yếu bằng các chất kết dính. Các kết quả nghiên cứu về độ pH, khả năng trao đổi cho thấy, độ pH của đất thấp, nhỏ hơn 7, dao động từ 3 đến xấp xỉ 6.
Khả năng trao đổi hấp thụ không cao, dung lượng hấp thụ chỉ dao động từ 19,6÷27,25 me/100g đất khô nên thuận lợi cho việc cải tạo đất bằng các biện pháp thông thường nên dùng các biện pháp bằng các chất kết dính và cả các giải pháp làm chặt đất. Tại các địa điểm nghiên cứu ta thấy trong đất có chứa muối dễ hòa tan. Đất được xếp vào loại nhiễm muối ít thường từ 1÷2%, đất thuộc loại nhiễm muối ít. Loại muối trong đất là chlorua natri.
Như vậy, sự có mặt của muối dễ hòa tan sẽ gây ảnh hưởng xấu đến việc cải tạo đất bằng các chất kết dính vô cơ. Tuy nhiên, với mức nhiễm muối này, vẫn có thể cải tạo được bằng các chất kết dính vô cơ. Hầu hết các mẫu nghiên cứu cho thấy, đất đều chứa chất hữu cơ, hàm lượng hữu cơ trong đất không cao, đại đa số các mẫu nghiên cứu cho hàm lượng hữu cơ dao động trung bình từ 3÷4%. Hàm lượng hữu cơ đã gây ảnh hưởng tới các đặc trưng cơ lý, cũng như chất lượng cải tạo đất bằng xi măng.
Đất nghiên cứu là loại đất yếu, chưa được nén chặt, có chứa muối và chất hữu cơ. Mức độ nén lún mạnh, hệ số nén lún và chỉ số lún ở tất cả các mẫu đều lớn hơn 0,1; áp lực tiền cố kết nhỏ, dao động trung bình từ xấp xỉ 0,3÷0,5 kg/cm2. Sức kháng cắt không thoát nước từ thí nghiệm cắt cánh hiện trường và thí nghiệm 3 trục trong phòng cho 3 thấy đất nghiên cứu không thuận lợi cho việc xây dựng đường, các thông số nghiên cứu có thể phục vụ kiểm toán ổn định. Các giải pháp móng công trình phổ biến hiện đang áp dụng Do đặc điểm về địa chất công trình nên hiện nay trên địa bàn thành phố Sóc Trăng hiện nay sử dụng một số loại nền móng như sau: 1.
Phương án móng nông Móng nông là giải pháp móng cực kỳ phổ biến tại Việt Nam hiện nay với chi phí thi công rất hợp lý, thường được áp dụng đối với các công trình có quy mô vừa và nhỏ (dưới 5 tầng). Móng nông có thể tận dụng tối đa khả năng làm việc của các lớp đất phía trên cùng, thích hợp với những địa điểm thi công với điều kiện địa chất công trình có các lớp đất sét hoặc sét pha ở trạng thái từ dẻo cứng cho đến cứng, đáp ứng bề dày đủ lớn từ 5m – 7m. Chiều sâu chôn móng nông phổ biến từ 0.5m – 3m, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như bề dày lớp đất lấp, sự phân bố của đất yếu, hay chiều sâu mực nước dưới đất, Thành phố Sóc Trăng khi xây dựng sử dụng móng nông trong trường hợp sau: Móng đơn: Sử dụng cho nhà ở riêng lẻ diện tích nhỏ, chủ yếu là nhà trệt. Móng băng: Sử dụng cho nhà trên một tầng và dưới 4 tầng có tải trong tương đối nhỏ.
Phương án móng cọc ép, cọc đóng Khi phương án móng nông không thể đáp ứng được yêu cầu về mặt kỹ thuật (biến dạng nhiều, không ổn định) công trình tải trọng lớn hay trong trường hợp chi phi phí xử lý đất nền khi thi công móng nông quá tốn kém, thì phương án móng cọc ép, cọc đóng là một giải pháp thay thế hữu hiệu. Đây là loại móng gồm có các cọc và đài cọc, được sử dụng để truyền tải trọng của cả công trình xuống lớp đất tốt đến tận sỏi đá nằm ở phía dưới sâu công trình. Trên thực tế thi công, người ta có thể đóng, hạ những cây cọc rất lớn xuống các tầng đất rất sâu, qua đó làm tăng đáng kể khả năng chịu tải trọng lớn cho móng. 4 Đối với công trình có tầng cao từ 2 tầng trở xuống và quy mô diện tích tương đối nhỏ có thể sử dụng móng cọc cừ tràm.
Đối với nhà có tầng cao trên 4 tầng, diện tích và tải trọng lớn chủ yếu sử dụng móng cọc bê tông cốt thép. Do đặc điểm địa chất nên trên địa bàn thành phố Sóc Trăng sử dụng móng cọc bê tông cốt thép được dùng phổ biến nhất trong trường hợp tải trọng công trình khá lớn hay trong điều kiện địa chất yếu, giải pháp móng cọc luôn được xem là giải pháp thuận lợi nhất do đặc tính phong phú về cấu tạo vật liệu học của cọc, được chia làm các loại như sau: Móng cọc đài cao và Móng cọc đài thấp. Phương án móng cọc khoan nhồi Giải pháp móng cọc khoan nhồi hiện nay được áp dụng chủ yếu đối với các công trình nhà cao tầng (thường cao trên 10 tầng). Tuy nhiên, phương pháp cọc khoan nhồi lại có chi phí thi công khá tốn kém (cao hơn nhiều so với phương án cọc ép) nên chủ đầu tư, kỹ sư thiết kế kết cấu cũng như các bên liên quan thường cân nhắc hết sức kỹ lưỡng khi quyết định áp dụng giải pháp móng này.
Trên thực tế, móng cọc khoan nhồi sẽ là giải pháp không thể thay thế đối với trường hợp phương án cọc ép hoặc cọc ép không thể đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật. Đối với các công trình nhà cao tầng, tải trọng truyền xuống một cột thường rất lớn, và nếu áp dụng móng cọc ép thì số lượng cọc cần sử dụng sẽ là rất nhiều và kích thước đài cọc cũng rất lớn. Nếu mặt bằng móng đủ rộng để có thể bố trí đài cọc và không ảnh hưởng đến các hạng mục hạ tầng, phương án móng cọc ép là hoàn toàn hợp lý. Tuy nhiên, các công trình nhà cao tầng hiện đại hiện nay với tầng hầm, bể nước ngầm, hệ thống cấp thoát nước, bể phốt, cùng hạ tầng kỹ thuật khác chiếm khoảng không gian khá đáng kể nên việc áp dụng móng cọc ép là gần như không thể.
Vì lẽ đó, phương án móng cọc khoan nhồi là giải pháp duy nhất với sức chịu tải cao hơn và diện tích móng cũng nhỏ hơn nhiều. Tùy thuộc từng điều kiện địa chất, điều kiện kỹ thuật và thi công cụ thể mà người kỹ sư thiết kế kết cấu dựa trên những thông số kỹ thuật cụ thể và các tính toán chính xác sẽ đưa ra một giải pháp móng và hệ chịu lực chính tối ưu cho từng công trình. Tuy nhiên, để có thể làm được điều này, ngoài việc tính toán chính xác, nghiên cứu hồ sơ 5 địa chất kỹ lưỡng, người kỹ sư cũng cần có rất nhiều kinh nghiệm thực tế cũng như chuyên môn vững vàng mới có thể tìm ra được một phương án tối ưu, an toàn và tiết kiệm. Phân tích các giải pháp xử lý nền móng áp dụng địa bàn thành phố Sóc Trăng Nếu tải trọng dưới chân cột không lớn ta có thể dùng móng đơn dưới cột.
Nếu tải trọng lớn thì móng đơn không đảm bảo điều kiện chịu lực hay biến dạng quá mức thì ta có thể dung móng băng một phương, hai phương hoặc móng bè dưới khung nhà.1 Móng băng hai phương 1. Móng bè Móng bè là loại móng mềm, chiếm toàn bộ diện tích nền nhà. Khi nhà tải trọng lớn (nhà ≥ 3 tầng), nền xấu thì thường phải dùng móng băng đặt sâu và diện tích móng chiếm đến 75% diện tích nền, khi đó nên dùng móng bè. Móng bè còn dùng thích hợp khi cần hạn chế chấn động, lún lệch nhiều, cần tăng cường độ và độ cứng của móng.2 Công tác bố trí thép trong móng bè Nếu nền có lớp trên là đất tốt, lớp dưới là đất yếu.
Khi lớp đất tốt trên mỏng (≤ 1,5m): coi như toàn bộ là nền yếu. Với trường hợp này cần phải có những biện pháp gia cố nền phù hợp với quy mô công trình: 1. Gia cố nền bằng cừ tràm: Chỉ dùng với các công trình có quy mô nhỏ nhưng sức chịu tải của nền vẫn là rất yếu, cơ sở tính toán chỉ là giả định, ngôi nhà bị treo trên tầng đất yếu. Nên hạn chế sử dụng.
Ưu điểm : Đối với nhà thấp tầng, tải trọng nhỏ có thể dùng cọc tre ( miền Bắc ), cọc tràm ( miền Nam ) và cọc gỗ sẽ tiết kiệm được 1 phần chi phí nền móng. Với nhu cầu xây nhà giá rẻ hoặc giá tầm trung có tải trọng công trình không lớn có thể chọn giải pháp móng đơn hay móng băng. Cừ tràm phải đóng xuống dưới mực nước ngầm, cừ ngâm trong nước mới vững bền. Cừ tràm 8 - 10 cm là loại cừ thông dụng nhất, được sử dụng trong xây dựng làm móng nhà ở nhiều vì đất chụi tải tốt và giá cả hợp lý, phù hợp với nhiều loại công trình khác nhau.
Mật độ đóng 25 cọc/m2 7 Hình 1.3 Cừ tràm dùng xử lý nền Nhược điểm : Khi dùng cừ tràm thì phải đào sâu 1,8 - 2,2m nên dễ ảnh hưởng đến các công trình lân cận, chỉ sử dụng cho công trình thấp tầng, cần tải trọng không cao. Về độ sâu của móng cừ tràm, nhiều người có thói quen đặt đầu cừ tràm là phải đặt nằm dưới mực nước ngầm thấp nhất. Ðiều này dẫn đến việc phải đặt đáy móng quá sâu, gây bất lợi cho thi công, nhất là vào mùa mưa. Các tài liệu địa chất cho thấy: ở vị trí cao hơn mạch nước ngầm, đất khi đó vẫn ẩm ướt, độ bão hòa cao, do đó đủ độ ẩm để đầu cừ tràm không bị khô và sẽ không bị mục.
Vì vậy, tùy theo chất lượng đất bên trên mực nước ngầm, có thể chọn đầu cừ tràm cao hơn mực nước ngầm, miễn sao là đầu cừ luôn ẩm ướt. Ở đất sét, nước mao dẫn có thể lên đến 5 - 6m.4 Sử dụng cừ tram gia cố nền 1.