Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong kỹ thuật xây dựng công trình, thiết kế hệ thống nền móng là giai đoạn then chốt nhằm bảo đảm an toàn chịu lực, hạn chế biến dạng lún không đều và duy trì tuổi thọ cho toàn bộ kết cấu phần thân. Đồ án "Thuyết minh thiết kế móng nông và móng cọc" được tác giả Nguyễn Đại Toàn Thiện thực hiện dưới sự hướng dẫn của Th.S Nguyễn Tổng tại Khoa Xây dựng, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (khóa 2018, hoàn thành tháng 12 năm 2021). Bối cảnh thực tiễn của đề tài xuất phát từ yêu cầu giải quyết bài toán thiết kế kết cấu phần ngầm cho hai công trình xây dựng thực tế với điều kiện địa chất công trình và tải trọng khác biệt: một công trình nhà xưởng kết hợp văn phòng làm việc và một nhà máy sản xuất công nghiệp quy mô lớn.

Nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án được xác định rõ qua 4 nhiệm vụ kỹ thuật cụ thể:

  1. Chỉnh lý và xử lý thống kê số liệu khảo sát địa chất công trình cho hai khu đất xây dựng theo tiêu chuẩn hiện hành, xác định các chỉ tiêu cơ lý tiêu chuẩn và tính toán của từng lớp đất theo hai trạng thái giới hạn (TTGH I và TTGH II).
  2. Thiết kế chi tiết phương án móng đơn bê tông cốt thép chịu tải trọng lệch tâm cho công trình nhà xưởng văn phòng tại Quận 12, Thành phố Hồ Chí Minh.
  3. Thiết kế chi tiết phương án móng băng bê tông cốt thép dưới hàng cột cho công trình nhà xưởng văn phòng tại Quận 12, Thành phố Hồ Chí Minh, thực hiện kiểm tra độ cứng và tính toán nội lực dầm móng.
  4. Thiết kế phương án móng cọc ép bê tông cốt thép cho công trình Nhà máy Giấy Giao Long (Giai đoạn 2) tại Khu công nghiệp Giao Long, Tỉnh Bến Tre – nơi có tầng đất yếu dày, bao gồm tính toán sức chịu tải cọc đơn, kiểm toán đài cọc và kiểm tra cọc trong các giai đoạn thi công cẩu lắp, vận chuyển.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án là quy trình tính toán, kiểm toán khả năng chịu lực của nền đất và kết cấu bê tông cốt thép của móng nông (móng đơn, móng băng) và móng sâu (móng cọc ép). Phạm vi không gian nghiên cứu bao gồm số liệu địa chất tại hai địa điểm: đường Lê Thị Riêng, Phường Thới An, Quận 12, Thành phố Hồ Chí Minh (áp dụng cho móng nông) và Lô AIII, Khu công nghiệp Giao Long, Xã An Phước, Huyện Châu Thành, Tỉnh Bến Tre (áp dụng cho móng cọc). Phạm vi thời gian nghiên cứu gắn liền với mốc thu thập dữ liệu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp kỹ sư vào tháng 12 năm 2021.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án xây dựng trên hệ thống lý thuyết cơ học đất, nền móng và tiêu chuẩn thiết kế xây dựng chuyên ngành của Việt Nam:

  • Tiêu chuẩn thống kê địa chất: TCVN 9153:2012 ("Đất xây dựng - Phương pháp chỉnh lý thống kê các kết quả xác định đặc trưng"). Đây là cơ sở pháp lý và kỹ thuật để phân chia đơn nguyên địa chất, loại bỏ sai số thô, tính toán các giá trị trung bình, độ lệch bình phương trung bình, hệ số biến động và xác định giá trị tính toán theo xác suất tin cậy $\alpha = 0{,}85$ đối với trạng thái giới hạn II (tính lún) và $\alpha = 0{,}95$ đối với trạng thái giới hạn I (tính sức chịu tải).
  • Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép: TCVN 5574:2018 ("Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép"). Tiêu chuẩn này được sử dụng xuyên suốt để tính toán cốt thép chịu uốn tại các tiết diện nguy hiểm ở ngàm cột, dầm móng, cánh móng, đài móng và kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng của bê tông.
  • Lý thuyết tính toán nền móng:
    • Lý thuyết sức chịu tải của đất nền và áp lực tiêu chuẩn dưới đáy móng $R_{II}$ dựa trên công thức giải tích cổ điển có xét đến các hệ số không thứ nguyên $A, B, D$ phụ thuộc góc ma sát trong $\varphi$.
    • Phương pháp cộng lún từng lớp phân tố để xác định độ lún biến dạng của móng nông và móng cọc quy ước.
    • Lý thuyết tính toán sức chịu tải cọc đơn theo vật liệu, theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền, theo chỉ tiêu cường độ chống cắt ($c_u, \varphi, c$) và theo số búa thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT).

Phương pháp nghiên cứu thực tế được triển khai bao gồm:

  • Phương pháp thống kê xác suất: Áp dụng kiểm tra tiêu chuẩn số $v_n$ để loại bỏ sai số thô đối với tập mẫu $n \ge 6$; vẽ biểu đồ điểm phân bố số liệu theo chiều sâu để nhận diện và loại bỏ mẫu dị biệt khi hệ số biến động vượt ngưỡng cho phép ($v > [v]$). Đối với các chỉ tiêu kép (sức chống cắt: góc ma sát trong $\varphi$ và lực dính $c$), tác giả sử dụng phương pháp bình phương cực tiểu và công cụ hàm LINEST để thiết lập quan hệ tuyến tính giữa ứng suất tiếp $\tau$ và ứng suất pháp $\sigma$.
  • Phương pháp phân tích giải tích kết cấu: Tách kết cấu móng thành các sơ đồ tính phẳng; mô hình hóa dầm móng băng dưới dạng dầm đặt trên nền đàn hồi hoặc dầm quy đổi tiết diện chữ T ngược; dời tải trọng chân cột về trọng tâm đáy móng và đáy khối móng quy ước.
  • Nguồn dữ liệu: Số liệu nguyên thủy trích xuất từ báo cáo kết quả khảo sát địa chất công trình gồm các lỗ khoan HK1, HK2, HK3 tại công trình Quận 12 (độ sâu khảo sát từ 21,0 m đến 25,0 m) và các lỗ khoan HK1, HK2 tại công trình KCN Giao Long, Bến Tre (độ sâu khảo sát đến 35,0 m), kèm theo kết quả thí nghiệm cơ lý mẫu đất nguyên dạng trong phòng và thí nghiệm hiện trường SPT.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Thống kê địa chất

Nội dung chương 1 tập trung xử lý toàn diện số liệu địa chất cho hai công trình độc lập:

  1. Địa chất công trình móng nông (Quận 12, TP.HCM): Địa tầng khu vực khảo sát gồm 5 lớp đất chính bên dưới lớp đất san lấp K (dày 1,0–1,2 m). Mực nước ngầm xuất hiện ở cao độ -2,6 m. Tác giả tiến hành tính toán thống kê cho các lớp đất có đủ mẫu thí nghiệm và lấy giá trị trung bình cho các lớp có 2 mẫu:
    • Lớp 1: Sét pha nặng, màu xám trắng – nâu vàng, trạng thái dẻo mềm, bề dày 4,0–4,1 m. Chỉ tiêu thống kê: dung trọng tự nhiên $\gamma = 19{,}73\text{ kN/m}^3$, dung trọng đẩy nổi $\gamma' = 10{,}24\text{ kN/m}^3$, chỉ số dẻo $I_p = 13{,}05%$, độ sệt $I_L = 0{,}64$, hệ số rỗng $e_0 = 0{,}665$, lực dính $c = 17{,}95\text{ kPa}$, góc ma sát $\varphi = 10{,}57^\circ$, chỉ số SPT trung bình $N = 5$.
    • Lớp 2: Sét chứa cát / Sét pha lẫn sạn sỏi laterit, màu nâu hồng – nâu đỏ – xám trắng, trạng thái nửa cứng / dẻo cứng, bề dày 1,9–2,3 m. Chỉ tiêu: $\gamma = 20{,}40\text{ kN/m}^3$, $\gamma' = 10{,}66\text{ kN/m}^3$, $I_p = 24{,}60%$, $I_L = 0{,}04$, $e_0 = 0{,}622$, $c = 33{,}20\text{ kPa}$, $\varphi = 14{,}52^\circ$, $N = 16$.
    • Lớp 3: Cát trung / Sét pha, trạng thái chặt vừa, bề dày 2,1–2,5 m. Chỉ tiêu: $\gamma = 20{,}80\text{ kN/m}^3$, $\gamma' = 11{,}80\text{ kN/m}^3$, $I_p = 15{,}70%$, $I_L = 0{,}16$, $e_0 = 0{,}557$, $c = 24{,}00\text{ kPa}$, $\varphi = 13{,}50^\circ$, $N = 12$.
    • Lớp 4: Cát bụi / Sét pha nhẹ, màu nâu vàng – xám trắng, trạng thái chặt vừa / dẻo cứng, bề dày 1,9–4,5 m. Chỉ tiêu thống kê: $\gamma = 19{,}88\text{ kN/m}^3$, $\gamma' = 10{,}53\text{ kN/m}^3$, $I_p = 9{,}03%$, $I_L = 0{,}35$, $e_0 = 0{,}609$, $c = 15{,}58\text{ kPa}$, $\varphi = 15{,}74^\circ$, $N = 11$.
    • Lớp 5: Cát trung / Cát pha, màu nâu vàng – nâu đỏ, trạng thái chặt, bề dày 6,0–8,5 m. Tại lớp này, độ ẩm tự nhiên ban đầu có hệ số biến động $v > 0{,}15$. Tác giả sử dụng biểu đồ điểm theo chiều sâu để loại 2 mẫu phân tán ($W = 23{,}77%$ và $W = 11{,}48%$), đưa hệ số biến động về mức hợp lệ ($v \le 0{,}15$). Các giá trị đặc trưng thu được gồm $\gamma = 20{,}35\text{ kN/m}^3$, $\gamma' = 10{,}91\text{ kN/m}^3$, $e_0 = 0{,}535$, $c = 7{,}90\text{ kPa}$, $\varphi = 22{,}77^\circ$, $N = 14$.

Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý đất nền phục vụ thiết kế móng nông (trích Bảng 1.40 và 1.41 của đồ án):

Lớp đất Tên đất Trạng thái đất $\gamma\text{ (kN/m}^3\text{)}$ $e_0$ $I_p\text{ (%)}$ $I_L$ $c\text{ (kPa)}$ $\varphi\text{ (độ)}$ $N_{SPT}$
1 Sét pha nặng Dẻo mềm 19,73 0,665 13,05 0,64 17,95 10,57 5
2 Sét chứa cát Nửa cứng 20,40 0,622 24,60 0,04 33,20 14,52 16
3 Cát trung Chặt vừa 20,80 0,557 15,70 0,16 24,00 13,50 12
4 Cát bụi Chặt vừa 19,88 0,609 9,03 0,35 15,58 15,74 11
5 Cát trung Chặt 20,35 0,535 - - 7,90 22,77 14
  1. Địa chất công trình móng cọc (KCN Giao Long, Bến Tre): Khu đất gồm lớp san lấp A phía trên, kế tiếp là 5 lớp trầm tích:
    • Lớp 1: Bùn sét màu xám đen – xám xanh, trạng thái chảy, chiều dày lớn từ 11,8 m đến 11,9 m. Đặc trưng cơ lý rất yếu: độ ẩm tự nhiên cao $W_{tb} = 74{,}5%$, hệ số rỗng tự nhiên lớn $e_0 \approx 2{,}0$, giới hạn chảy $W_L = 58{,}5%$, giới hạn dẻo $W_p = 33{,}2%$, chỉ số dẻo $I_p = 23{,}8%$, lực dính rất bé $c = 8{,}54\text{ kPa}$.
    • Lớp 2: Sét màu xám vàng – xám nâu, trạng thái dẻo cứng, dày 2,2–2,4 m ($e_0 = 0{,}930$, $W = 33{,}06%$, $I_p = 23{,}75%$, $c = 41{,}90\text{ kPa}$).
    • Lớp 3: Sét pha màu xám vàng – xám trắng, trạng thái dẻo cứng, dày 1,8–2,4 m ($e_0 = 0{,}732$, $W = 24{,}40%$, $I_p = 12{,}90%$, $c = 25{,}65\text{ kPa}$).
    • Lớp 4: Sét màu xám vàng – xám nâu, trạng thái dẻo cứng, bề dày 5,6–12,4 m.
    • Lớp 5: Sét màu xám nâu – xám vàng, trạng thái nửa cứng, kéo dài đến hết chiều sâu hố khoan 35,0 m.

Chương 2. Thiết kế móng đơn

Chương 2 trình bày quy trình thiết kế móng đơn bê tông cốt thép cho cột trục 5-E của nhà xưởng văn phòng tại Quận 12. Dữ liệu đầu vào gồm tổ hợp nội lực chân cột ($N, M, H$), số liệu địa chất lớp 1 và lớp 2, vật liệu bê tông cấp độ bền B20 ($R_b$) và cốt thép CB300-V ($R_s$).

Quy trình tính toán thực hiện qua các bước kỹ thuật:

  • Lựa chọn chiều sâu đặt đáy móng $D_f$ dựa trên cấu tạo công trình và bề dày lớp đất đặt móng, xác định kích thước sơ bộ diện tích đáy móng $F = B \times L$.
  • Kiểm tra điều kiện áp lực tiếp xúc dưới đáy móng lệch tâm một phương: $$p_{tb} \le R_{II}$$ $$p_{max} \le 1{,}2 R_{II}$$ $$p_{min} > 0$$ trong đó áp lực tiêu chuẩn của nền đất $R_{II}$ được tính toán dựa trên các chỉ tiêu tính toán của lớp đất dưới đáy móng.
  • Kiểm tra khả năng chịu lực của nền đất và biến dạng lún của móng.
  • Kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng của đài móng dưới tác dụng của tải trọng cột theo TCVN 5574:2018 (xác định tháp đâm thủng góc $45^\circ$ từ mép cột).
  • Xác định mô men uốn tại các mặt cắt nguy hiểm ở mép cột (mặt cắt I-I và II-II), từ đó tính diện tích và bố trí cốt thép chịu lực theo hai phương đáy móng.

Chương 3. Thiết kế móng băng

Chương 3 giải quyết phương án móng băng bê tông cốt thép dưới hàng cột trục công trình tại Quận 12. Nội dung tính toán bao gồm:

  • Xác định tải trọng từ các chân cột truyền xuống dầm móng.
  • Lựa chọn chiều sâu chôn móng $D_f$, xác định chiều rộng cánh móng $B$ và chiều cao tiết diện dầm móng.
  • Kiểm tra áp lực đáy móng so với áp lực tiêu chuẩn của đất nền $R_{II}$.
  • Tính toán độ lún của móng băng bằng phương pháp cộng lún từng lớp phân tố qua các lớp địa chất phía dưới.
  • Đánh giá độ cứng kết cấu để phân định điều kiện làm việc của móng cứng hay móng mềm.
  • Thiết lập sơ đồ tính toán dầm móng trên nền đàn hồi, vẽ biểu đồ nội lực lực cắt $Q$ và mô men uốn $M$ dọc theo chiều dài dầm.
  • Tính toán cốt thép dọc chịu mô men uốn cho dầm móng, cốt thép phân bố cho cánh móng băng chịu lực uốn cục bộ, và cốt đai dầm móng để chống cắt.

Chương 4. Thiết kế móng cọc

Chương 4 thực hiện thiết kế móng cọc đài thấp cho công trình Nhà máy Giấy Giao Long (Bến Tre). Do lớp đất mặt là bùn sét dày gần 12 m không thể đặt móng nông, tác giả lựa chọn giải pháp móng cọc ép bê tông cốt thép hạ sâu vào tầng đất tốt bên dưới:

  • Lựa chọn cọc: Cọc bê tông cốt thép tiết diện vuông ($350 \times 350\text{ mm}$ hoặc $400 \times 400\text{ mm}$), xác định chiều sâu chôn đài $D_f$ và chiều dài cọc xuyên qua lớp bùn sét 1, lớp 2, 3 và ngàm mũi cọc vào lớp sét tốt (lớp 4 hoặc lớp 5).
  • Tính toán sức chịu tải cọc đơn: Xác định sức chịu tải theo vật liệu $R_{vl}$ và sức chịu tải theo đất nền $R_{cu}$ bằng 3 phương pháp độc lập:
    1. Theo chỉ tiêu cơ lý đất nền qua ma sát thành bên $f_i$ và sức kháng mũi $q_p$.
    2. Theo chỉ tiêu cường độ chống cắt không thoát nước ($c_u$).
    3. Theo chỉ số xuyên tiêu chuẩn $N_{SPT}$. Từ đó xác định sức chịu tải thiết kế $R_{cd}$ của cọc đơn.
  • Bố trí và kiểm toán nhóm cọc: Xác định sơ bộ số lượng cọc trong đài móng dựa trên tải trọng công trình; bố trí cọc đảm bảo khoảng cách tim cọc không nhỏ hơn $3D_c$. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên từng đầu cọc: $$P_{tb} \le R_{cd}$$ $$P_{max} \le 1{,}2 R_{cd}$$
  • Kiểm toán móng khối quy ước: Xác định góc mở quy ước $\varphi_{qu}$, thiết lập ranh giới khối móng quy ước ($L_{qu}, B_{qu}$), dời lực xuống đáy khối móng, kiểm tra điều kiện áp lực tiếp xúc đáy móng quy ước và tính lún $S \le [S]$.
  • Kiểm toán kết cấu đài cọc: Kiểm tra khả năng chống xuyên thủng của đài cọc do cột và từng hàng cọc gây ra theo TCVN 5574:2018; kiểm tra khả năng chịu cắt dưới ảnh hưởng uốn; tính toán diện tích cốt thép đài móng theo hai phương $B_d$ và $L_d$.
  • Kiểm tra cọc trong quá trình thi công: Tính toán sơ đồ chịu lực của thân cọc khi vận chuyển (sơ đồ 2 điểm treo) và khi lắp dựng dựng cọc vào giá ép (sơ đồ 1 điểm cẩu), có kể đến hệ số động lực để kiểm tra khả năng chịu uốn và nứt của bê tông cọc.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã đạt được các kết quả kỹ thuật định lượng và đóng góp chuyên môn cụ thể:

  • Chuẩn hóa thông số đầu vào: Hoàn thành chỉnh lý thống kê địa chất cho 5 lớp đất tại Quận 12 và 5 lớp đất tại KCN Giao Long (Bến Tre). Loại bỏ thành công các giá trị sai số thô và dị biệt (như 2 mẫu độ ẩm lớp 5 tại Quận 12), thiết lập bảng chỉ tiêu cơ lý đầy đủ gồm dung trọng tự nhiên, hệ số rỗng, độ ẩm, giới hạn chảy/dẻo, góc ma sát trong và lực dính theo cả hai trạng thái giới hạn TTGH I và TTGH II.
  • Đề xuất giải pháp nền móng phù hợp địa tầng:
    • Đối với công trình tại Quận 12, chứng minh tính khả thi của giải pháp móng nông (móng đơn và móng băng). Nền đất có lớp sét chứa cát và cát trung chặt vừa ở độ sâu hợp lý cho phép tiếp nhận tải trọng móng với áp lực tiêu chuẩn $R_{II}$ đạt yêu cầu, độ lún tính toán nằm trong giới hạn cho phép của quy chuẩn.
    • Đối với công trình tại Bến Tre, việc xuất hiện tầng bùn sét trạng thái chảy dày xấp xỉ 12 m loại trừ hoàn toàn khả năng dùng móng nông. Giải pháp cọc ép ngàm mũi vào tầng sét dẻo cứng/nửa cứng đã giải quyết triệt để bài toán ổn định và lún công trình.
  • Áp dụng tiêu chuẩn TCVN 5574:2018: Cập nhật phương pháp kiểm tra điều kiện xuyên thủng cho bản móng đơn và đài móng cọc theo mô hình ứng suất nén - kéo mới của bê tông, bảo đảm tính phù hợp với hệ thống tiêu chuẩn xây dựng hiện hành thay thế cho tiêu chuẩn cũ 1985/2012.
  • Hoàn thiện bài toán thi công cọc: Bổ sung bước kiểm tra nội lực thân cọc dưới tác động uốn khi vận chuyển và cẩu lắp dựng cọc, xác định chính xác vị trí các điểm móc cẩu tối ưu nhằm giảm thiểu mô men uốn phát sinh trong thân cọc trước khi ép vào nền đất.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Mặc dù giải quyết đầy đủ quy trình tính toán thiết kế theo tiêu chuẩn, đồ án còn tồn tại một số hạn chế gắn liền với phạm vi của một đồ án môn học/tốt nghiệp:

  • Số lượng mẫu thí nghiệm ở một số phân lớp đất mỏng còn hạn chế ($n < 6$), do đó tác giả phải sử dụng giá trị trung bình đại số thay vì áp dụng được trọn vẹn quy trình phân tích thống kê Student như quy định tại TCVN 9153:2012.
  • Phương pháp tính toán nội lực móng băng và đài cọc chủ yếu dựa trên các sơ đồ giải tích phẳng và giả thiết nền biến dạng đàn hồi đơn giản, chưa thực hiện mô phỏng tương tác không gian 3 chiều giữa kết cấu phần trên, móng và nền đất (soil-structure interaction) trên các phần mềm chuyên dụng như PLAXIS 3D hoặc SAP2000.
  • Sức chịu tải của cọc mới dừng lại ở kết quả dự báo lý thuyết qua số liệu khảo sát địa chất và SPT.

Hướng phát triển tiếp theo của đề tài bao gồm:

  • Ứng dụng mô hình phần tử hữu hạn (FEM) để phân tích chi tiết ứng suất tiếp xúc đáy móng và trường chuyển vị lún của móng băng, móng cọc.
  • Thu thập và đối chiếu kết quả tính toán sức chịu tải cọc lý thuyết với số liệu thí nghiệm nén tĩnh cọc thực tế tại hiện trường dự án Nhà máy Giấy Giao Long nhằm chuẩn hóa hệ số an toàn thiết kế.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo thiết thực cho sinh viên các chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng, Kỹ thuật Công trình Xây dựng, Địa kỹ thuật và các kỹ sư thiết kế kết cấu phần ngầm:

  • Tài liệu mẫu về xử lý số liệu địa chất: Cung cấp phương pháp chi tiết, rõ ràng từng bước chỉnh lý thống kê số liệu khảo sát địa chất theo TCVN 9153:2012, phương pháp lập biểu đồ điểm loại trừ sai số thô và cách ứng dụng hàm Excel (LINEST) để xác định chỉ tiêu kép ($c, \varphi$).
  • Quy trình thiết kế kết cấu nền móng đồng bộ: Cung cấp trình tự tính toán hoàn chỉnh từ khâu sơ bộ kích thước, kiểm tra áp lực nền, tính lún, kiểm toán xuyên thủng theo TCVN 5574:2018 cho đến bố trí cốt thép chịu lực cho cả 3 dạng móng điển hình trong xây dựng dân dụng và công nghiệp (móng đơn, móng băng và móng cọc).
  • Quy trình kiểm toán cọc thi công: Phần tính toán cẩu lắp và vận chuyển cọc ở Chương 4 là tài liệu tham khảo bổ ích cho sinh viên làm đồ án tốt nghiệp và kỹ sư thi công hiện trường trong việc định vị điểm cẩu móc cọc an toàn.

Câu hỏi thường gặp

1. Đồ án áp dụng các tiêu chuẩn kỹ thuật cốt lõi nào trong quá trình tính toán địa chất và kết cấu móng?
Đồ án sử dụng hai tiêu chuẩn quốc gia trọng tâm: TCVN 9153:2012 ("Đất xây dựng - Phương pháp chỉnh lý thống kê các kết quả xác định đặc trưng") để phân chia đơn nguyên và xác định chỉ tiêu cơ lý tính toán của đất nền; và TCVN 5574:2018 ("Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép") để tính toán cốt thép chịu lực và kiểm tra khả năng chống xuyên thủng của móng đơn, đài cọc.

2. Điểm khác biệt cơ bản về điều kiện địa chất công trình giữa hai dự án trong đồ án là gì?
Công trình tại Quận 12 (TP.HCM) có địa tầng tương đối thuận lợi với tầng trên là sét pha dẻo mềm dày 4 m, bên dưới là sét chứa cát nửa cứng ($N_{SPT} = 16$), cát trung chặt vừa ($N_{SPT} = 12$) và cát chặt ($N_{SPT} = 14$), phù hợp để đặt móng nông. Ngược lại, công trình tại KCN Giao Long (Bến Tre) có lớp bùn sét yếu ở trạng thái chảy dày gần 12 m ($e_0 \approx 2{,}0; W = 74{,}5%$), bắt buộc phải sử dụng giải pháp móng sâu (móng cọc ép) tựa vào các lớp sét dẻo cứng và nửa cứng ở độ sâu lớn hơn.

3. Tác giả đã xử lý như thế nào khi chỉ tiêu độ ẩm tự nhiên của lớp 5 (công trình Quận 12) có hệ số biến động vượt chuẩn?
Do hệ số biến động độ ẩm tự nhiên của lớp 5 vượt ngưỡng quy định ($v > 0{,}15$), tác giả đã vẽ biểu đồ điểm phân bố độ ẩm theo chiều sâu. Dựa trên đồ thị, tác giả phát hiện và loại bỏ 2 mẫu có độ lệch quá xa ($W = 23{,}77%$ và $W = 11{,}48%$). Sau khi loại bỏ, hệ số biến động giảm về mức $v \le 0{,}15$, bảo đảm độ tin cậy để xác định giá trị tiêu chuẩn và tính toán theo quy chuẩn TCVN 9153:2012.

4. Sức chịu tải của cọc đơn trong Chương 4 được xác định bằng những phương pháp nào?
Tác giả xác định sức chịu tải cọc đơn qua sức chịu tải của vật liệu làm cọc ($R_{vl}$) và sức chịu tải theo đất nền ($R_{cu}$) bằng 3 phương pháp độc lập: phương pháp giải tích dựa trên chỉ tiêu cơ lý đất nền (sức kháng ma sát thành cọc và sức kháng mũi), phương pháp dựa trên chỉ tiêu cường độ chống cắt không thoát nước ($c_u$), và phương pháp thống kê kinh nghiệm dựa trên chỉ số xuyên tiêu chuẩn SPT ($N_{SPT}$).

5. Vì sao đồ án phải kiểm tra khả năng chịu lực của cọc trong giai đoạn cẩu lắp và vận chuyển?
Trong quá trình vận chuyển và cẩu lắp dựng vào giá ép, cọc chịu tác dụng của trọng lượng bản thân với sơ đồ gối tựa khác hoàn toàn so với khi đã ép vào nền đất. Dưới tác dụng của các mô men uốn cục bộ và tải trọng động khi di chuyển, thân cọc có nguy cơ bị nứt gãy nếu không được kiểm tra khả năng chịu mô men uốn và bố trí chính xác vị trí các điểm móc cẩu.

Kết luận

Đồ án "Thuyết minh thiết kế móng nông và móng cọc" của tác giả Nguyễn Đại Toàn Thiện là một công trình học thuật chuyên ngành kỹ thuật xây dựng được thực hiện bài bản và có độ chi tiết cao. Đề tài đã giải quyết thành công các bài toán kỹ thuật từ chỉnh lý thống kê địa chất theo TCVN 9153:2012 đến thiết kế hoàn chỉnh ba loại kết cấu nền móng thông dụng (móng đơn, móng băng và móng cọc ép) theo TCVN 5574:2018. Nội dung thuyết minh bám sát số liệu khảo sát thực tế tại Quận 12 (TP.HCM) và KCN Giao Long (Bến Tre), cung cấp tài liệu tham khảo có giá trị cao cho công tác học tập, nghiên cứu và thiết kế kết cấu nền móng công trình xây dựng.