Những Vấn đề Cần Quan Tâm Khi Chọn Giải Pháp Hợp Lý Cho Nền ...

- Móng bè, không sườn: chỉ là bản đặc, chiều dày có khi lên đến 3m đổ bêtông khối lớn. Phương án này cần hạn chế sử dụng vì tốn bêtông nhiều; móng sẽ làm tăng tải trọng truyền xuống đất nền không cần thiết và chất liệu bêtông cần phải thêm phụ gia để chống co ngót, chống nứt bề mặt như đã gặp ở hẩm Thủ Thiêm - đập thuỷ điện Sơn La. Tuy nhiên đối với công trình rất cao, nền đất rất tốt thậm chí là đá, phương án này thường được sử dụng để tăng độ cứng của móng so với chiều cao công trình.

Khi nền đá, trong một số trường hợp, tư vấn thiết kế đã sử dụng thêm cọc neo, khoan vào đá để tăng ổn định nhất là khi tính toán có nhiều khả năng xuất hiện trượt.

- Móng bè có sườn: có 2 loại là sườn bên dưới và bên trên (theo cả 2 phương).

Khi thiết kế sườn bên dưới, khối lượng đào đất sẽ giảm nhiều, hệ kết cấu móng có khả năng chống trượt cao. Tuy nhiên, việc xử lý đất nền dưới đáy móng phải kỹ vì có khi thoát rãnh 2 phưong để tạo sườn, đất xung quanh có bị sạt 1 phần thiết kế điển hình mặt cắt ngang của sườn móng bè.

Loại móng bè có sườn, sườn bên trên sẽ có khó khăn cho việc đào đất hố móng - khối lượng đất đào sẽ nhiều hơn, vì phải đào đất đến tận đáy của bản móng. Côngtrình sẽ phải tốn một lớp bêtông để làm nền sàn tầng hầm. Chọn phương án này do sườn lật ngược lên cả 2 phương sẽ có rất nhiều ô không gian trống trên bản đáy hầm được tận dụng làm hồ nước, hầm phân - rất thuận lợi không tốn kém và khả năng chống thấm cao, do bản thân của sườn và đáy móng đều đã rất dày. Những ô còn lại nếu không sử dụng sẽ phải lấp đất, cát, xà bần sẽ gây thêm một tải trọng xuống cho đáy móng.

Đối với móng bè quan trọng là phải xác định module biến dạng E0 của đất nền dưới đáy móng, bằng tn bản nén ở hiện trường (bắt buộc) để khẳng định dộ lún được khống chế trong giới hạn cho phép và lún đều. Giá tri E0 cho từ tất cả những báo cáo khảo sát địa chất công trình hiện nay đều không chính xác, quá thấp, quá an toàn, cần lưu ý.

Đối với công trình còn đất xung quanh, diện tích đáy móng bè còn có thể trải rộng ra các phía (các sườn cũng vươn rộng theo), và do vậy áp lực đáy móng giảm đáng kể; công trình đạt độ an toàn tuyệt đối.

2. Cọc ép

Tiết diện thường là vuông 20x20 (dần ít gặp do mảnh); 25x25; 30x30; 35x35; 40x40 (tiết diện to hơn sẽ khó chọn thiết bị) với số mối nối được khuyến cáo là không nên nhiều hơn 2. Điều này trong thơìư gian gần đây đã dẫn đến sự du nhập - theo công nghệ mới trong chế tạo - là cọc bê tông dự ứng lực, tròn hay vuông, rỗng bên trong, chiều dài có thể lên đến (25-30m/đoạn). Giải pháp cọc dự ứng lực rất khả thi, đặc biệt khi chiều dài cọc theo thiết kế là trên 40m.

Vấn đề tồn tại ở cọc ép cũng như cọc đóng là chưa có những kết quả nghiện cứu về chi tiết mối nối dẫn đến việc thiết kế còn tuỳ tiện và theo thói quen là chủ yếu. Một số mối nối lại quá dư thép hình, ngược lại có những mối nối khi chịu chuyển vị ngang (đang ép gặp vật chướng ngại cứng), dễ xảy ra hiện tượng gãy, nứt. Cần nắm chắc sự tồn tại này để phương án thiết kế mối nối đề xuất được khoa học hơn, vẫn đảm bảo khả năng chịu lực nhưng tiét kiệm vật liệu thép.

Về chất lượng cọc đúc, qui trình thi công hiện đã khá chặt chẽ nên chỉ cần giám sát thật cẩn trọng thể hiện hết trách nhiệm được giao là chắc chắn sẽ có được những sản phẩm cọc tốt. Khác với cọc đóng, cọc ép “tĩnh hơn” có giá treo nên khó bị oằn, gãy khi thi công. Đương nhiên việc khuyến khích sử dụng cọc đúc sẵn tại các nhà máy chuyên dùng là điều cần thiết. Vấn đè là nhà máy có hượp lý hoá dây chuyền, tìm được nguồn vật liệu ổn định, giá hợp lý để giảm giá thành hay không. Ngoại trừ cọc dự ứng lực hiện cần vẫn phải mua, các loại cọc ép khác đề có thể đúc tại chỗ được. Sự cạnh tranh trên thị trường bắt đầu từ đây.

Một nội dung cần lưu tâm khi thiết kế cọc ép là khoảng cách tim - tim theo mỗi phương, vì thực tế cho thấy khi lực ép lớn, cọc dài, rất thường gặp là cọc bị lệch tim 3-10 cm khi xuống đến độ sâu thiết kế. Hồ sơ thiết kế cọc cần dự trù vấn đề này để tránh xảy ra hiện tượng “hiệu ứng nhóm” và gây lúng túng cho việc nghiệm thu của các ben liên quan.

Giá trị lực ép cọc Pmax, Pmin cũng có điều cần bàn thêm. Thực tế tuỳ theo khả năng hồi phục của một số loại cọc trong đất, nếu không phải hoàn toàn là bùn sét, thường là cao nên giá trị Pmin = 1,2P (Plà sức chịu tải tính toán của cọc) vẫn xem như đạt yêu cầu. Đối với giá trị Pmax lưu ý là có thể lớn hơn Pvl (sức chịu tải tính theo vâtk liệu làm cọc), thậm chí Pmax=1,2Pvl cọc vẫn chưa bị vỡ đầu gẫy thân (nếu chất lượng tốt thật sự), do còn một lượng thừa an toàn, giữa giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán của vật liệu và một phần sức chịu đã được ma sát hông gánh giúp. Tuy nhiên, không nên sự dung phổ biến Pmax > Pvl. Theo kinh nghiệm épa đại trà hiện nay giá trị Pmax ≈ 2 ữ 2,2P là chấp nhận được.

Trên địa bàn TP. Hồ Chí Minh đã nhập thiết bị tự hành của Trung Quốc để ép cọc lớn năng suất cao, chính xác, an toàn có thể cẩu, định vị, ép, di chuyển... rất đáng để chúng ta học hỏi. Thiết nghĩ thiết bị này cần nhân rộng cho những dự án khi diện tích mặt bằng xây dựng lớn và trống, số lượng cọc thiết kế nhiều ở vùng đồng bằng sông Cửu Long.

Đối với cọc ép và cả cọc đóng cũng cần lưu ý là nếu có thể “ép sâu thêm” 1 - 3m nữa được, khi mũi đã tựa lên đất tốt, khả năng chịu tải của cọc sẽ tăng rất nhanh thay vì phải ép ngắn một chút nhưng lại thêm tim. Điều này đặc biệt “lợi hại” khi mũi cọc không đụng phải là sét cứng, không ngập quá sâu vào cát chặt trước đó, nghĩa là khả năng “xuyên thêm” của mũi cọc là khả thi. Ở đây một lần nữa nói lên kinh nghiệm xử lý của chủ trì kết cấu thông qua báo cáo khảo sát địa chất công trình được cung cấp.

Về khoan mồi, thực tế không nên và nếu có phải xác địng rõ đường kính, chiều sâu. Nhất thiết không được khoan trên toàn chiều dài cọc. Lực ma sát thân cọc đã hạ bằng khoan mồi thực tế chưa có tư liệu chuẩn xác nên hạn chế sử dụng.

Một vấn đề cần quan tâm khác đối với nền cọc ép (và đóng) là số lượng tim cọc thiết kế đôi khi quá nhiều, quá gần trên mặt bằng (đặc biệt khi dùng móng bè trên nền cọc); đất nền bị lèn chặt do cọc thay chỗ, dẫn đến “bị cố kết hoá” làm xô lệch những cọc đã ép (đóng) trước đó; Thậm chí gãy những cọc này. Đã có những trường hợp thiết kế chiều dài cọc quá dư gây lãng phí. Đây là vấn đề cần đặc biệt quan tâm.

Ép hay đóng để đạt đến giá trị lực ép yêu cầu, dễ xảy ra trường hợp độ sâu định cọc thường không đều nhau; chênh lệch có khi đến cả mét. Xử lý chênh lệch này trong thực tế thực hiện bằng cách đúc nối thêm hay đưa đáy đài cọc xuống sâu hơn để đảm bảo vẫn neo được thép cọc vào đài. Nếu chênh lệch không lớn có thể hàn nối thép cọc cho đủ đoạn neo vào đài.

3. Cọc đóng

Tất cả những ưu điểm của cọc ép và yêu cầu khuyến cáo đã nêu vẫn còn giá trị cho cọc đóng. Đặc biệt trên những địa bàn mà mật độ xây dựng còn thưa thớt ở các địa phương, một số công trình vẫn còn sử dụng cọc đóng bằng búa. Vì đây là phương án rẻ, nhanh nhất.

Đối với cọc đóng, đa số thiết bị hiện nay đều đã cũ, thậm chí đã “tân trang” nhiều lần nên rất khó xác định những chỉ tiêu cơ học của búa đóng. Do vậy kiến nghị hạn chế tối đa viẹc sử dụng năng lượng rơi của búa đẻ kiểm tra sức chịu tải của cọc tại hiện trường. Hơn nữa, phương pháp này không có độ tin cậy cao từ bản chất rơi của nó. Phải chuyển sang thử tải tĩnh cho cọc (chất tải).

Sử dụng cọc đóng cần lưu ý tổ chức quay phim, chụp ảnh hiện trạng và hảo sát chất lượng các công trình lân cận trước khi khởi công đóng, đối với tất cả những công trình (mọi cấp) hiện hữu quanh công trường, trong phạm vi tối thiểu 50m để tránh những hệ luỵ, sự cố dễ làm ảnh hưởng lớn đến tiến độ công trình do phải ngưng thi công, kiểm định, bồi thường... cọc đóng tưởng là giải pháp kinh tế nhưng lại quá đắt do phải đình trệ thi công và đền bù thiệt hại.

4. Cọc nhồi và BARRETTE

Thường sử dụng khi công trình cao chịu tải trọng rất lớn, phương án cọc ép có số tim quá nhiều. Barrette về bản chất làm việc thì cũng là cọc nhồi chỉ khác là thi công bằng cầu đào chữ nhật và tiết diện trên mặt bằng đa dạng hơn ,khối tích lớn hơn. Đặc biệt, Barrette là giải pháp tối ưu nhất đối với công trình có nhiều tầng hầm, lại nằm trên đất yếu dầy. Barrette, khi đúc xen kẽ trở thành liên tục như vách tầng hầm, còn được gọi là tường trong đất. Trong trường hợp này, lưu ý hệ Barrette vách hầm phải có mũi cắm xuống tầng đất sét để đảm bảo nước ngầm khu vực bên ngoài công trình không thâm nhập, gây khó khăn thêm cho công tác đào móng. do khối lượng bê tông lớn, chất lượng Barrette dễ kiểm tra và thiết kế thường dễ đạt độ an toàn hơn.

Đối với cọc nhồi, xin được nhắc lại là tiêu chuản qui định đường kính ≥ 60 cm. Đường kính nhỏ hơn rất bất lợi vì khó xử lý khi vavhs đất bị sụt và khó (thạm chí không thể) kiểm tra được chất lượng cọc. Cần khẳng định điều này để những công trình nhiều tàng có điều kiện đảm bảo chất lượng cọc ngay từ đầu. Việc sử dụng cọc nhồi đường kính nhỏ 250 - 400 mm, chỉ nên dùng cho các nhà phố liền kề, thấp tầng hay để làm cọc vây chống giữ vách đất khi đào hầm.

Khoảng cách giữa các tim cọc nhồi, Barrette đều khuyến cáo tương tự cọc ép. Các tài liệu không chỉ ra những giới hạn nhỏ hơn, để đảm bảo hiệu ứng nhóm cọc không đáng kể và để việc thi công tiếp sau sẽ không làm sạt đất xung quanh cọc đã có, mất sức chịu ma sát. Do vậy cần đặc biệt lưu ý đến quy trình, thứ tự thi công từng cọc.

Khi thiết kế, không nên chỉ định ngay từ đầu vị trí cọc sẽ được kiểm tra chất lượng bằng siêu âm, vì dễ dẫn đến những chủ quan khi thi công, do biết chắc cọc đó sẽ không được kiểm tra. Đặc biệt bắt buộc phải kiểm tra siêu âm đối với những cọc mà thể tích bê tông đổ khác biệt nhiều so với thể tích cọc thiết kế.

Việc đặt cốt thép theo chiều dài cọc có thể bớt dần về phía mũi, nếu cọc không chịu uốn, chịu nhổ đáng kể (hơn khả năng chịu kéo của bê tông), vì một phần sức chịu tải sẽ cân bằng với lực ma sát thân. Thường thép dọc được giảm dần từ 1/2 chiều daì cọc trở xuống.

Chất lượng cọc nhồi, Barrette xin nhắc lại tuỳ thuộc khá lớn vào việc có vét sạch bùn đất ở mũi cọc hay không. Quy trình thực hiện kiểm tra công đoạn này đều đã có, cần được các bên liên quan, phù hợp để đảm bảo tuân thủ. Đặc biệt, đối với nhiều đơn vị thi công có thiết bị nhưng chưa đủ kinh nghiệm, chưa được chuyển giao công nghệ, lại đi nhận thầu trực tiếp thì chất lượng cả công trình cao tầng chắc chắn dễ có vấn đề về sau. Nền móng nhà lag bộ phận nhạy cảm nhất đối với khả năng nghiêng, lún của công trình, nên cần đặc biệt lưu ý ngay từ đầu. Do vậy, nếu quyết định sử dụng phương án cọc nhồi ,Barrette, cần chọn những đơn vị thi công đủ tin cậy, có kinh nghiệm hẳn hoi.

Riêng đối với việc thiết kế Barrette, tường trong đất, rất nhiều đơn vị tư vấn chưa có kinh nghiệm thực tiễn, cảm tính; giải pháp thiết kế do đó sẽ không khả thi và thường nhà thầu thi công lại phải thiết kế lại. Công nghệ này thường xuyên cũng có những thay đổi nhỏ trong cấu tạo, đặc biệt đối với những công trình mà mặt bằng tầng hầm không còn ở dạng vuông, chữ nhật mà là đa giác, có chỗ lồi lõm lại cần đặc biệt quan tâm. Những trường hợp này, các đơn vị thi công kinh nghiệm sẽ thiết kế lại để sao cho khả thi.

Xin được lưu ý là cũng như cọc ép, cọc nhồi thì Barrette cũng cần có đài cọc, ngay khi số lượng dưới chân cột chỉ là 1.

Đối với cọc nhồi và Barrette, khi thiết kế cần chủ động chọn trước giải pháp thi công, trình tự thi công để chắc chắn những cọc thi công ngay tiếp sau sẽ không ảnh hưởng đến sự đông cứng của các cọc đã thi công trước đó. Điều này các hồ sơ thiết kế thường không quan tâm.

Giải pháp cọc nhồi hay Barrette chắc chắn có giá thành cao hơn cọc đóng (ép). Tư vấn thiết kế cần tính toán để phân tích rõ cho chủ đầu tư và kiến nghị phương án sau cùng. Rất tiếc nhiều chủ đầu tư không chuyên nghiệp, không yêu cầu, không bắt buộc, và nhiều tư vấn- để đỡ công sức, đã bỏ qua tác nghiệp cần thiết.

Vấn đề càng trở nên “tránh né” thực hiện, khi thiết kế phí được tính theo % vốn xây lắp: phương án móng càng khả thi, kinh tế, giá thành càng rẻ, vốn xây lắp càng thấp và thiết kế phí thấp. Nghị định 99/2007/NĐ-CP ngày 13/06/2007 đã cho phép thiết kế phí tính theo chấm công. Tư vấn thiết kế cần tham khảo nội dung này để bảo đảm quyền lợi xhất xám của mình.

5. Thiết kế sàn tầng hầm

Nhà nhiều tầng có trọng bản thân lớn ,cần khẳng định phải khống chế độ lún, đặc biệt là lún lệch và muốn vậy bản thân tầng hầm với đài cần trở thành một khối cứng cùng làm việc với nhau. Do vậy cần lưu ý:

- Khi đài không phải là đài bè cần thiết kế thêm hệ giằng cứng, liên kết giữa theo các phương (tương tự đà kiềng của nhà ít tầng). Kinh tế nhất là hệ giằng đài cứng này đóng vai trò của dầm đỡ sàn tầng hầm luôn.

- Cả 2 hệ giằng sàn tầng hầm nên thiết kế sao cho đáy sàn nằm đúng mặt đài. Lúc này hệ giằng sẽ “cắm” thẳng vào đài, khắc phục hiệu quả lún lệch các đài và bản thân diện tích các giằng sẽ làm tăng độ cứng cho sàn tầng hầm, giảm khả năng chịu uốn, chống lún lệch tốt, chống đẩy nổi tốt.

Sự phân tích phương án móng thường dựa vào những chỉ tiêu chủ yếu sau:

- Tính khả thi (mặt bằng, thiết bị thi công, số tầng hầm...).

- Tiến độ thi công.

- Yêu cầu chất lượng.

- Giá thành.

Nếu nhiều hầm muốn thi công bằng giải pháp TOP - DOWN, phương án Barrette (có thể kết hợp cốt cứng) là tối ưu nhất. Trình tự tổng quát của giải pháp này như sau:

- Nếu không có yêu cầu đặc biệt không nên thiết kế thang máy xuống đến sàn tàng hầm dưới cùng. Như vậy thi công sàn hầm sẽ phẳng, không bị vướng PIT thang máy sẽ dễ thi công.

- Việc thiết kế hệ thống thoát nước cho sàn tầng hầm hiện không còn quan trọng vì đã có thiết bị lau, rửa gọn nhẹ đẩy tay.

6. Vấn đề lún nền đắp chưa cố kết xong khi công trình không hầm

Hàng loạt công trình tại TP. Hồ Chí Minh (quận 2, 7, 8, Nhà Bè, Bình Chánh) và tại nhiều địa phương khác (Vĩnh Long, Cần Thơ, Long An, Điện Biên) trong thời gian gần đây bị lún nền trệt (sau khi đã lót gạch hay sau khi vừa khánh thành). Lý do là đã hoàn thiện trên nền cát đắp chưa cố kết đủ thời gian. Điều này cần được rút kinh nghiệm nghiêm túc trong hoạt động nghề nghiệp. Lý do:

- Dẫu có đầm kỹ từng lớp cát đắp, nền hạ vẫn tiếp tục cố kết, sẽ lún tiếp và vật liệu hoàn thiện bề mặt bị “hổng chân”, nhanh chóng bong tróc, gạch lót dợn sóng. Lúc đó công trình không sử dụng tiếp tục được - sự cố đã xảy ra và nếu thế hàng loạt những biện pháp phức tạp, tốn kếm sẽ phải đổ ra để xử lý sự cố.

- Muốn tránh, bắt buộc phải thiết kế hệ sàn tầng trệt (tiếp xúc với đất đắp chưa cố kết đủ) như hệ sàn tầng, nghĩa là vẫn phải có hệ gối đỡ dầm, sàn bê tông cốt thép (chấp nhận nền hạ sẽ có lún, bị tách khỏi đáy hệ sàn này nhưng công trình vẫn sử dụng bình thường). Trường hợp nhà có khẩu độ lớn (xưởng, kho...), hệ gối đỡ phải làm móng phụ hay cọc bê tông cốt thép. Khi đó công trình sẽ vĩnh cửu và chấp nhận suất đầu tư có tăng đôi chút. Thiết kế cần xac lập phương án này ngay từ đầu.

Trong thời gian dài, tâm lý của tư vấn hoặc do chưa hiểu rõ nên ngay khi làm dự án vẫn theo “vết xe cũ”, phần nền này xem là “chi tiết cấu tạo kiến trúc”, thiết kế điển hình dẫn đến những bất cập, tốn kém khi xử lý về sau và trách nhiệm được quy kết rõ ràng: thuộc về thiết kế.

Nguồn: Sài Gòn ĐT&XD số 32/2009