Báo cáo nghiên cứu khoa học: KINH NGHIỆM ÁP DỤNG GIẢI PHÁP MÓNG NỔI CHO CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG TRÊN NỀN ĐẤT YẾU TẠI DỰ ÁN KHU NHÀ Ở BẮC HÀ, HÀ NỘI

Móng nổi là giải pháp đã được áp dụng trong xây dựng nhiều công trình trên thế giới. Nguyên lý của giải pháp này là thay thế tải trọng của khối đất được đào đi trong hố móng bằng tải trọng của công trình, do đó ít làm thay đổi trạng thái ứng suất trong đất nên độ lún của công trình không lớn mặc dù không tiến hành xử lý nền. So với giải pháp thông thường, hiệu quả của giải pháp càng cao khi bề dày đất yếu càng lớn....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: "KINH NGHIỆM ÁP DỤNG GIẢI PHÁP MÓNG NỔI CHO CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG TRÊN NỀN ĐẤT YẾU TẠI DỰ ÁN KHU NHÀ Ở BẮC HÀ, HÀ NỘI" KINH NGHIỆM ÁP DỤNG GIẢI PHÁP MÓNG NỔI CHO CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG TRÊN NỀN ĐẤT YẾU TẠI DỰ ÁN KHU NHÀ Ở BẮC HÀ, HÀ NỘI TS. TRỊNH VIỆT CƯỜNG, KS. NGUYỄN NGỌC THUYẾT Viện KHCN Xây dựng ThS. NGUYỄN VĂN ĐÔNG Công ty cổ phần nền móng và xây d ựng Fodacon Tóm tắt: M óng nổi l à gi ải pháp đ ã đ ược áp dụng trong xây dựng nhiều công trình trên thế giới. N guyên lý c ủa giải pháp n ày là thay thế tải trọng của khối đất đư ợc đào đi trong h ố móng bằng tải tr ọng của công trình, d o đ ó ít làm thay đ ổi trạng thái ứng suất tr ong đất nên đ ộ lún của công trình không lớn mặc dù không tiến h ành x ử lý nền. So với giải pháp thông th ường, hiệu quả của giải pháp càng cao khi bề d ày đất yếu c àng lớn. Kinh nghiệm áp dụng cho các khối nh à liền kề tại khu đô thị mới Bắc Hà cho thấy giải p háp móng nổi cho phép tiết kiệm 40-50% chi phí so v ới phương án móng cọc. 1. Mở đầu Vi ệt Nam nằm trong nhóm quốc gia có mật độ dân số cao nhất thế giới, trong đó những n ơi có m ật độ dân cư đông nhất ở đồng bằng sông Hồng và sông C ửu Long là những khu vực đ ư ợc hình thành từ trầm tích sông biển. Tầng đất yếu tại các khu vực n ày đư ợc phân bố tr ên di ện rộng và ở một s ố n ơi bề dày đất yếu có thể tới 40- 50m. Đất yếu ở các khu vực nêu trên c ũng là một điểm bất lợi đối với sự phát triển của nền kinh tế v ì chi phí đầu tư cho nền móng công tr ình cao h ơn nhiều lần so với khi xây dựng ở những khu vực có điều kiện địa chất thuận lợi h ơn. Đ ộ lún quá mức của công tr ình xây dựng trên nền đất yếu đã dẫn đến sự cố lún nứt ở nhiều công tr ình nh ư trư ờng hợp của một số khu chung cư ở Hà Nội (Ngọc Khánh, Giảng V õ, Thành Công, Qu ỳnh Mai,...), ở TP. Hồ Chí Minh (khu T hanh Đa)... Nguyên tắc chung của các giải pháp để khống chế độ lún của công tr ình nằm trong giới hạn cho phép là ki ểm soát các yếu tố gây biến dạng của các lớp đất nằm trong vùng chịu ảnh hư ởng của tải trọng công tr ình. Vì đ ộ lún của móng phụ thuộc chủ yếu vào hai yếu tố l à m ức độ gia tăng ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng và tính biến dạng của đất nền. Như vậy, để kiểm soát độ lún của công trình xây dựng trên nền đ ất yếu cần can thiệp vào những yếu tố đó, thông qua những giải pháp như: - C ải tạo đất để tăng độ cứng của đất nền, qua đó giảm mức độ biến dạng của đất: Tr ên thực tế các phương pháp như: đệm cát, gia tải tr ư ớc (có thể sử dụng bấc thấm hoặc giếng cát để đẩy nhanh tốc độ cố kết đất), trụ đất-xi măng, c ọc tre hoặc cừ tr àm... Đ ộ sâu gia cố nền bằng các phương pháp này thư ờng hạn chế ở mức v ài mét đ ối với những giải pháp gia cố nông đến 20 - 30 m đối với các phương pháp gia c ố sâu. Đối với trư ờng hợp tầng đất yếu cần gia cố có bề dày l ớn hơn thì việc gia cố nền khó th ực hiện đư ợc do thiếu trang thiết bị thi công hoặc chi phí gia cố nền quá cao; - Hạn chế sự gia tăng ứng suất hữu hiệu trong đất: Giải pháp th ư ờng đư ợc áp dụng là giảm qui mô công trình (ví dụ số tầ ng nhà) hoặc sử dụng kết cấu nhẹ để giảm tải trọng gây lún. Tuy vậy đối với các công trình xây dựng thông thư ờng thì mức độ giảm tải trọng do sử dụng vật liệu nhẹ th ư ờng chỉ ở m ức 15- 25% nên trong phần lớn các tr ư ờng hợp việc áp dụng giải pháp này chỉ có tác dụng giảm nhẹ yêu cầu xử lý nền. Đối với tr ư ờng hợp lớp đất yếu bên dư ới móng có bề dày l ớn trong khi diện chịu tải rộng thì các gi ải pháp xử lý nền nh ư nêu trên có th ể không khả thi hoặc không kinh tế. Trong điều kiện n ày “móng nổi” là gi ải pháp có nhi ều ư u đi ểm, có thể đồng thời đáp ứng các yêu cầu về mặt kỹ thuật v à kinh t ế. 2. Nguyên lý của phương pháp móng nổi T heo tiêu chu ẩn thiết kế công tr ình của Mexico[3], “Móng n ổi là loại móng trong đó ng ười ta tìm cách gi ảm áp lực phụ thêm trong đ ất nền thông q ua việc đ ào đất v à sử dụng móng hộp đặt ở một độ s âu nào đó trong đất. Định nghĩa nêu trên thể hiện những nội dung chính của phương pháp móng nổi, đó là đào đất kết hợp với sử dụng móng hộp. Trong nền đất cố kết bình thư ờng, tùy theo tương quan gi ữa trọng lư ợng của thể tích đất do móng hộp thay thế (c òn gọi là “tải trọng bù”) WĐ , và tải trọng của công tr ình WCT , có thể chia ra các tr ư ờng hợp: a. Tải trọng của công tr ình nhỏ hơn tải trọng bù ( WCT < WĐ ): Đ ất nền đư ợc giảm tải nên độ lún của công trình sau khi xây dựng thư ờng rất nhỏ. Đây là trư ờng hợp của công tr ình t ải trọng nhẹ (ví dụ nhà 1- 2 tầng với 1 tầng ngầm); b. Tải trọng của công tr ình bằng tải trọng bù ( WCT  WĐ ): áp lực gây lún do tải trọng công tr ình không đáng kể nên đ ộ lún của công tr ình sau khi xây dựng thư ờng nhỏ nên không c ần xử lý nền. Trong thực tế, trư ờng hợp này thư ờng gặp khi xây dựng công tr ình có tải trọng trung bình, như nhà 4-6 tầng v ới 1 tầng ngầm; c. Tải trọng của công tr ình l ớn h ơn tải trọng bù ( WCT > WĐ ): Công trình gây ứ ng suất phụ thêm trong đất nền. Độ lún của công tr ình sau khi xây dựng phụ thuộc v ào m ức độ tăng của ứng suất gây lún v à đặc trưng biến dạng của đất nền. Trong tr ư ờng hợp độ lún tính toán cao h ơn độ lún cho phép thì cần áp d ụng biện pháp xử lý nền hoặc sử dụng móng bè trên c ọc ma sát để giảm độ lún của công tr ình. Đ ây là trư ờng hợp của nhà cao tầng có một vài tầng ngầm. Như v ậy th ực chất c ơ ch ế làm vi ệc của đất nền và công trình trong các tr ư ờng hợp (a) và (b) có cùng nguyên lý như giải pháp xử lý nền bằng cách gia tải tr ư ớc đất nền, sau đó dỡ tải để xây dựng công trình. Do áp lực trong đất không vư ợt quá áp lực tiền cố kết của đất nên đ ộ lún của công tr ình ch ủ yếu là do bi ến dạng đàn h ồi của đất. Gi ải pháp móng nổi đã đ ư ợc nghiên cứu và áp dụng từ thế kỷ XVIII ở Anh[5], sau đó đư ợc áp dụng ở M ỹ v à đặc biệt là đã đư ợc áp dụng rất phổ biến cho các công tr ình xây d ựng trên nề n đất rất yếu ở th ủ đô Mexico[6, 7]. Ở Việt Nam, nguy ...