Hư hỏng, sửa chữa, gia cường nền móng

MỤC LỤCThu thập và nghiên cứu tài liệu 16Quan sát, kiểm tra phần công trình trên móng 16 Lún do đất đáy hô" móng phồng nở không đều 29Lún do đất trượt trồi ra ngoài đế móng 29Lún do cấu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP H ồ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Lê Văn Kiểm

HỬ HỎNG, SỬA CH0A, GIA CƯỜNG NÊN MÓNG

(Tái bản lần thứ ba)

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC Quốc GIA

TP HỒ CHÍ MINH - 2009

V ) 211-2009/CXB/74-12 ĐHQG.HCM-09

MỤC LỤC

Thu thập và nghiên cứu tài liệu 16Quan sát, kiểm tra phần công trình trên móng 16

Lún do đất đáy hô" móng phồng nở không đều 29Lún do đất trượt trồi ra ngoài đế móng 29Lún do cấu trúc đất nền bị phá hoại 29Lún trong quá trình sử dụng công trình 30Lún do xây dựng trên nền đất đắp 31

Lún do xây dựng nhà mới tiếp giáp nhà cũ 34Phòng ngừa lún khi xây nhà mới kế cận nhà cũ 35Phòng ngừa lún bằng hạ móng cũ xuống sâu 37Phòng ngừa lún khi xây tầng hầm 38

Lắp tường chắn trong rãnh đào 46Đúc tường chắn trong rãnh chu vi 46

Dờ tải tường bằng dầm giằng thép hình 50

Dỡ tải tường bằng dầm giằng bê tông cốt thép 52

Dờ tải cột bằng hệ chông xiên, bằng hệ dây căng 52

Gia cường móng băng bằng cọc ép mêga 68Gia cường móng cột bằng cọc ép mêga 70

Gia cường móng bằng cọc nhỏ mini 75Gia cường móng báng bàng cọc nhồi và dảin gánh 80Gia cường móng băns* bằng cọc, dầm gánh và dầm giăng 81Gia cường móng bằng hàng tường cừ 81Gia cường móng cột bằng giếng chìm 83

Gia cường móng bằng tường đúc trong đất 84Gia cường nền bằng phụt ximăng 85Gia cường nền bằng các trụ ximăng - đất 86

Thăm dò địa chất không đủ sâu 105Loại cọc không phù hợp với đất nền 106

Sửa thẳng bằng hạ thấp bên cao 122Sửa thẳng bằng nâng cao bên thấp 9 123Chỉnh thẳng một ngôi tháp chuông có thay móng mới 123

Sửa chữa một xi lô bị lún nghiêng 128

Sai sót trong bố trí cọc bê tông 143

Kênh đập.trên nện họặng thổ 157

C hương 11 CẢI T H IỆ N Đ Ấ T N E N b a n g r u n g xối v à th á m k h ô 159

Ồn định đất sa bồi bằng trụ cát thấm 162Cải thiện nền đất bùn bằng các lỗ cát thấm 163

Lớp đệm dưới móng bằng đất đá nện 188Dụng cụ kiểm tra chất lượng đầm lèn đát 191Dụng cụ phóng xạ kiểm tra đất nền, đất lấp 192

Hiện tượng điện thấm trong đất thịt 195

Điện thấm làm khô đất thịt ướt 197Điện thâm làm khô đất sét sa bồi 198Điện thâm làm ổn định đất mặt 199Điện thâm gia tăng sức chịu tải của cọc 200

Điện hóa gia cô mái đất rãnh đào 204Gia C<D đất sét bằng khí nóng 205Điện nhiệt gia C() đất hoàng thồ 207Điện nhiệt gia cô" đất cát 208

Các ứng dụng điện silicat hóa 215Điện silicat hóa chông cát chảy 216Cải thiện đất nền bằng vôi-ximăng 218

7

Lời nói dầu

N ền m óng kliông giống các bộ phận khác của công trìn h ở chỗ là nó được d ặ t trực tiếp lèn môi trường địa chất, thường kh ô n g giống nhau ở mọi chỗ, không dồng n hấ t uề tliành p h ầ n và độ chặt, lại khó khảo sát chính xác các số liệu.

Ngoài ra con người củng không dự đoán được các tác dộng của: nước

m ặ t, nước n g ầ m , dòng chảy, sự sói ĩiĩòìiy dịch chuyển, trôi trượt của đất nền, ảnli hưởng của ngập úng do lũ lụ t, và các hiện tượng sin h /lọc, hóa học, cơ học liên quan đến sự Ổn đ ịn h bền vững của nền móng.

Người th iế t k ế k h ô n g th ể xét h ết được các tác d ụ n g qua lạ i giữa

d â t n ền và m óng, độ biến d ạ n g của đ ấ t n ề n , d ẫ n đ ế n n h ữ n g chênh lệch độ lú n lớn, k h ô n g d ự đoán h ết được các lực p h á t s in h , k h ô n g hiểu biết, đ ầ y đ ủ sức ch ịu tả i thực tê của đ ấ t nền Vì klioa học về nền m óng khó có t h ể trở th à n li m ôn khoa liọc ch ín h xác dược, n ên việc m iêu tả lại các sự cố, p h â n tích các nguyên nh â n và h ậ u quả là việc là m có ý

n g h ĩa , là cách g iú p dở bổ ích cho các đồ án th iế t k ế và xây d ự n g các công tr ìn h tương lai.

N ếu trong kh â u khảo sá t và th iết k ế có nhữ ng th iếu sót gây ra hư hỏng nền m óng, th ì khâu th i công củng có th ể mắc n hữ ng sai p h ạ m , ' chẳng hạn n h ư trong việc bơm h ú t nước ngầm làm khô h ố đào, biện p háp

th i công kh ô n g p h ù hợp, th iế t bị lạc hậu yếu kém.

N h ữ n g h ư hỏng về nền m óng chí p h á t hiện sau m ột thời gian sứ dụng công tr ìn h , k h i này công tác sửa chữa gia cố nền m óng thường rất khó khăn và rất tốn kém , cần p h ả i có biện p háp đặc biệt p h ò n g chống công trìn h và các phương tiện chuyên dùng cho sửa chữa, gia cố.

Trước k h i sửa chữa cần xác m in h nguyên nhân đích thực gây hư hỏng; sự cố xẩy ra thường không phải chí có m ột nguyên nhăn d uy n h ấ t,

n hư ng bao giờ củng có m ột nguyên nhân chủ yếu.

Các biện p h á p sửa chữa, phục hồi, gia cường nền m óng d ạ t hiệu quả

là n h ữ n g bài học k in h nghiệm quý giá mà người đi trước d à n h lại cho nliững người đi sau.

C húng tôi SƯ U tầm và hệ thống hóa nhữ ng kiến thức và n hữ ng kinli nghiệm trong tập sách cliuyèn đề này d ể chia sẻ cùng các cán bộ kỹ thuật trẻ, m ong rằng sự hiểu biết của chúng ta trong lãnh vực nền m óng này ngày càng p h o n g plíú.

C ủng cần nói thềm là tiếp sau tập sách này, còn có tập: “H Ư HONG,

S Ử A CH Ữ A, GIA CƯỜNG CÔNG T R ÌN H ” dã được xuất bản năm 2000,

n h à m hoàn tất bộ tài liệu này đ ề phục vụ các bạn đọc xa gần.

P G S L Ê V Ả N K IỂ M

Kết cấu móng lại phụ thuộc vào các tín h c h ất của đ ấ t nền bên dưới; những biến dạng của đ ấ t n ền dưới tải trọ n g có th ể dẫn đến sự phá hoại móng và toàn bộ công

tr ìn h b è n trên ; trong khi những biến dạng của k ế t cấu công trìn h bên trê n có th ể không ả n h hưởng gì đến k ế t cấu móng bên dưới

Trong quá tr ìn h xây dựng công trìn h , trạ n g th ái đ ấ t nền đã b ắ t đầu th ay đổi, đặc biệt lớp đất n ằm ngay bên dưới đ ế móng, tức vùng chịu ứng suất n é n lớn nhất.Trong quá trìn h sử dụng công trìn h , đ ấ t nền vẫn tiếp tục biến dạng trong một thời gian dài nữa rồi mới ngừng hẳn Những biến dạng không đồng đều của đất nền

là nguyên n h â n gây ra hư hỏng công trình

Từ xa xưa đã có nhiều công trìn h lớn bi sư cố do n ền móng hư hỏng, nhưng không có công tác sửa chữa nào được thực hiện; chỉ có mỗi cách là tháo dỡ công

tr ìn h r a đ ể rồi xây dựng lại P h ả i đến đầu thê kỷ thứ 20 kỹ th u ậ t sửa chữa, giacường n ề n móng mới thực sự p h á t triển

• N h ữ n g đ ặ c đ iể m c ủ a d ấ t n ề n k h i c h ịu tải:

- Đ ấ t n ền chỉ chịu được lực nén và lực cắt

- Cường độ của đ ấ t n ền k h á nhỏ và biến dạng thì khá lớn: cường độ đ ất nền kém cường độ gạch, đá, bê tông h àn g tră m lần, độ biến dạng lại lớn hơn h àn g ngàn lần

- Độ biến dạng của đ ấ t n ề n tă n g dần theo thời gian khi tả i trọng tác dụngkhông đổi; đó là do hiện tượng cô k ế t và từ biến của đ ấ t nền

Cô k ế t là trong quá trìn h chịu tải, nước trong đ ấ t th o át dần ra khỏi th à n h phần

lỗ rỗng giữa các h ạ t đất

T ừ biến là sự biến dạng của th à n h p h ầ n h ạ t đất rắn.

H iện tượng cô kết thường xảy ra n h ấ t trong đất cát

Cả h a i hiện tượng tr ê n xảy ra đồng thời trong đ ấ t thịt

Đ ất n ề n còn biến dạng lớn khi chịu tác dụng của các loại tải trọ n g động, đó là

h iện tượng rung chẩy của đất.

12 CHƯƠNG 1

• Quan sá t độ lún của đ ấ t n ền dưới b àn nén cứng, khi tả i trọng tă n g dần, có th ể

p h ân biệt được ba loại biến dạng đ ấ t nền như sau:

B iến dạng đàn hồi: khi tả i trọ n g còn nhỏ, chưa vượt qua độ bền câu trúc của đất.

B iến dạng nén chặt: độ lún tăng, kéo theo sự lèn c h ặt đ ấ t bên dưới b àn nén; ở

mép bàn nén đã b ắ t đầu h ìn h t h à n h vùng biến dạng dẻo

B iến dạng dẻo: vùng biến dạng dẻo lớn d ần theo tải trọ n g , p h át tr iể n xuống sâu,

làm dịch chuyển đ ấ t ra các phía có sức cản nhỏ hơn, làm trồi đất mép biên lên; độ lún tă n g nhanh, và đất n ền bị m ấ t ẩn đ ịnh hoàn toàn ( H l.l)

ĐẤT NỀN SAU THỜI GIAN MANG TẢI

Quá trìn h biến dạng n én c h ặt diễn biển theo th ờ i'g ia n Thời gian đ ấ t được nén

ch ặt dần đến khi ổn định tùy thuộc loại đ ấ t và điều kiện t h o á t nước của đất

Đ ất nền dưới các móng nông, sau m ột thời gian chịu lực (một hai chục năm), được n én chặt; các tín h c h ất cơ lý của đ ấ t đó thay đổi có lợi về phương diện chịu lực;

đ ấ t đó có th ể chịu th êm tải (xây th êm tầ n g nhà) mà không cần gia cường

Vấn đề nầy dã được n g h iên cứu tr ê n 6 công trìn h , và r ú t được ra hai n h ậ n xét

s a u :

N h ậ n xét 1:

- Công trìn h chưa cơi th ê m táng thì:

tải trọng đ ất n ền = (0,5 T- 0,6) tải trọng tín h toán cho phép

- Công trìn h khi xây th êm tầ n g thì:

tải trọng đất n ền = (2,1 4- 2,72) lần tải trọng ban đầu

= (1,23 -í- 1,88) tải trọng tín h toán cho phép

Các công trìn h đó vẫn còn tồn tại tốt

N h ậ n xét 2:

Khi nén thử tải ở m ột số vị trí đ ấ t n ền chưa chịu tải và ỏ một số vị trí đ ấ t nền

dưới đ ế móng công trìn h th ì thu được k ế t quả sau:

H ì n h 1.2 B iến dạng ở công trìn h a) Nền đất ở phần giữa nhà quả yếu; b) Nền đất ở phía đầu hồi nhà quá yếu

c) Dưới nền phần giữa nhà có vật rắn chìm bèn trong; d) Gần đầu hồi nhà có hố đào, ao hồ e) Tầng hầm của nhà sâu hơn phần khác; g) N hà mới xây ở quả gần nhà củ

h) N íã do lún không đều của hai khối nhà cao thấp khác nhau

i) Lún nghiêng do nền m óng, nhưng nhà kliông nứt

N g u y ê n n h â n n ứ t tư ờ n g k h ô n g do n ề n m ó n g

- Các vết nứt ở phần tường phía trên do các giàn vì kèo hư, tạo ra lực đạp tường (H.1.2k)

- Tường nghiêng hoặc phình hông do hư hỏng ở chỗ liên kết dầm, sàn vào tường (H.1.21)

14 CHƯ3NG 1

- Hiện tượng xoắn vỏ đỗ là khi công t r ìn h bị n g h iê n g lệch khác nhau ớ nhiều chỗ (H.1.3c)

- Hiện tượng chuyển dịch ng an g là khi m óng chịu lực đ ạp lớn (H.1.3d)

- Hiện tượng chuyển dịch ngang tại các tường chắn đất chịu lực đạp lớn (H.1.3e)

- Không biết h ế t các lớp đất chịu lực dưới móng

- Không p h á t hiện những chỗ đ ấ t yếu cục bộ v à nguy h iể m như túi bùn, hồ ao, giếng, h an g hốc cũ

Những sai sót tr ê n làm n ền m óng lún k h ô n g đều, ta o tro n g móng những ứng suất kéo, ứng suất cắt vượt quá giới h ạ n tín h toán, p h á hoại móng và các bộ phận công trình

N h ữ n g s a i p h ạ m tr o n g t h iế t k ế

- Giải pháp cấu tạo móng k h ô n g phù hợp với đ ấ t nền

- Giải pháp bố trí các khe lún k h ô n g phù hợp với cấu trúc công tr ìn h bên trên

- Dự tín h độ lún công tr ìn h k h ô n g đúng với thực tế

- Không dự kiến được h ế t ả n h hưởng của các t ả i trọ n g tác dụng lên móng, như:

độ rung động của th iế t bị, lực h ã m của cầu trục, t ả i trọ n g từ lớp đ ấ t tôn n ền, tác dụng của ma sá t âm lên cọc

NHÙNG BIẾN DANG NẺN MÓNG 15

N h ữ n g sa i p h ạ m t r o n g t h i c ô n g

- Đi lại quá nhiều tr ê n m ặ t n ề n làm hư h ỏ n g đâ*t nền

- Không vét t h ậ t sạch bùn nước tro n g hô" móng khi phải thi công trong mùa mưa

- Đào đ â t hô m óng sâu quá cao t r ì n h t h iế t kế, n ên phải lấp bù bằng đ ấ t tơi xốp

- Thi công móng với c h ấ t lượng kém : bê tô n g rỗ xốp, các mạch xây không kín vữa, vữa xây dễ bong

- Lấp đ ấ t khe r ã n h h ố m óng rồi k h ô n g đầm lèn chặt, chung quanh n h à không

lá t vỉa hè, hoặc c h ất lượng l á t k h ô n g tốt, nước mưa dễ th ấm vào móng, vào nền, làm

- Đường ống nước th ả i s in h h o ạ t bị rò rỉ, th ấ m vào nền móng công trình

- Nước tr ê n m ặt t h â m k h ô n g đều xuống n ề n móng do bố trí sân, hè không hợp

lý, hoặc sân hè quanh n h à bị h ư hỏng

- Công r ã n h của các n h à m á y bị sập vỡ, nước th ả i xâm thực th ấ m lan trà n , hủy hoại móng các công t r ìn h lân cận

Đ iề u k iệ n là m v i ệ c c ủ a n ề n m ó n g t h a y đ ổ i

- Trong quá tr ìn h sử dụng, công t r ì n h n h à cửa được cải tạo lại vì mục đích sử dụng thay đổi; chẳng h ạ n : nới rộ n g hoặc xây th ê m tần g , đặt th êm th iế t bị nghĩa là tải trọng tr ê n n ền m óng th a y đổi

- Cường độ chịu lực của đ ấ t n ề n g iảm , k h i mực nước ngầm dâng cao hoặc hạ

th ấ p so với thời gian trước

Mực nước ngầm d â n g cao là do mới đ ắp đ ậ p n g ă n nước sông; hoặc mới đào kênh rạch dẫn nước qua địa phương; hoặc h ệ th ố n g cống tiêu nước địa phương bị lấp

Mực nước ngầm h ạ th ấ p là do mới đ ặ t th ê m nhiều đường công rã n h tiêu nước tro n g đô thị, hoặc tr ả i n h ự a đường sá, l á t vỉa h è làm nưđc mưa không^thấm xuống

đ ấ t được nữa

Nước ngầm dâng cao làm t ă n g độ ẩm , làm giảm cường độ đ ấ t nền Các loại đất

n hư cát m ịn, hoàn g thổ, sa bồi chỉ chịu lực tố t k h i ở trạ n g th á i khô, còn khi ngập nước chúng sẽ m ấ t k h ả n ă n g chịu lực Đ ấ t t h ị t n g ấ m ẩm sẽ m ềm ra, k h ả n ăn g chịu lực giảm sút ngay

Nước n g ầm h ạ th ấ p , t h ấ p dưới đầu cọc gỗ, cọc tre, th ì các đầu cọc này chóng bị

hư mục

D ân số đô th ị tă n g mau, sử dụng n h iề u nước giếng khoan, làm cạn k iệt nước

ngầm , gầy lún sụt nhiều công tr ìn h

KIỂM TRA NỂN MÓNG

Muốn chọn được phương án sửa chữa, gia cường nền móng đúng đán phải tiến

h à n h đợt khảo sát, kiểm t r a cẩn th ậ n công trìn h cũ và giải thích được nguyên n h â n gây ra hư hỏng

Quá trìn h khảo sát, kiểm tr a nền móng gồm các giai đoạn sau:

- Thu th ập và nghiên cứu tài liệu lịch sử công tr ìn h và hồ sơ th iế t k ế kỹ thuật

- Quan sát kiểm tr a p h ầ n công tr ìn h bên tr ê n móng

- Quan sá t kiểm tr a p h ầ n móng công trìn h

- T hăm dò lại p hần nền

- Làm tổng k ế t và đ á n h giá những số liệu thu th ậ p được

THU THẬP VÀ NGHIÊN cứu TÀI LIỆU

Mục đích là để biết:

- Tuổi công trìn h , quá tr ìn h tồn tại

- Hình dạng ban đầu khi mới xây dựng công trình

- Những sửa chữa, cải tạo trong quá tr ìn h sử dụng

- Nguyên n h â n và thời điểm đã xảv ra hư hỏng trước đó

Nếu còn lưu trữ được các tài liệu khảo sát, th ă m dò địa chất, các hồ sơ th iế t kế, các biên bản thi công p h ầ n ngầm, th ì n ên tín h toán lại n ền móng

Ngoài ra cần khảo sá t rộng ra các vùng lân cận những biến dạng, hư hỏng tương tự; nguyên n h â n và biện p h áp xử lý

QUAN SÁT, KIỂM TRA PHẨN CÔNG TRÌNH TRÊN MÓNG

• Mục đích là tìm kiếm các dấu hiệu chứng tỏ nền móng công tr ìn h biến dạng Những dấu hiệu này là:

- Công trìn h bị n g hiêng lệch, bị xê dịch ngang ở từng chỗ

- Nhiều vết nứt xuất h iện tr ê n tường, tr ê n sàn, m à nguyên n h â n là n ề n m óng lún không đồng đều

• Muốn biết công tr ìn h còn tiếp tục lún nữa không, th ì phải theo dõi xem cácvết nứt còn p h á t triể n nữa không b ằ n g cách:

- Quan trắc sự p h á t triể n vết nứt theo chiều dài; đ á n h dấu sơn điểm đẩu m út vết nứt và ghi ngày th á n g quan trắc

K IEM TRA NEN MỎNG 17

- Quan trắc sự p h át triể n vết nứt theo chiều rộng; gắn nhừng con dâu bằng thạch cao đè lên vết nứt và vuông góc cho vết nứt; cứ cách 2-^3m dọc chiều dài vết nứt lại gắn một còn dấu 8x30cm, dầy 3cm; trên m ặt ghi số hiệu và ngày tháng gắn dấu (H.2.1)

- Đo đạc độ lún thực sự thì phải sử dụng máy quan trắc, quy về những mốc cô định

- Sự p h â n bỏ các khe nứt được th ể h iện tr ê n b ản vẽ toàn cảnh k ế t cấu, ghi sô hiệu và sự p h á t triển cua từng khe nứt, dùng làm tài liệu nghiên cứu nguyên nhân nứt

Mặt trước

Vết nứt Mặt bằng

Con dấu

Tường Lớp vữa trát Con dấu

H ì n h 2.1 Vị trí vết nứt và cách gắn các con dấu theo dõi

QUAN SÁT KIỀM TRA PHẨN MÓNG

M ụ c đ íc h :

- P h á t h iệ n những hư hỏng trong khối móng

- Xác m inh cường độ khối móng, chiều sâu đ ặ t móng, h ìn h dạng móng và kích thước đ ế móng

a)

H ìn h 2.2 B ố trí lỗ khoan và h ố thăm

18 CHƯƠNG 2

C á ch th ự c h iệ n :

• K iểm tra h ìn h dạng khối m óng cũ, phải đào h ố th ă m (H.2.2).

Số lượng h ố th ăm và vị trí đào hố tùy thuộc m ặ t bằng công trìn h và mục đích kiểm tra Chỉ cần đào h ố th ăm ở nơi n h à bị hư hỏng, ở nơi nghi v ấn n ền móng bị biến dạng Cũng n ê n đào m ột vài h ố th ăm ở ngoài nhữ ng nơi đó để kiểm chứng hiện tượng và số liệu

- Nếu định xây n h à mới bên cạnh n h à cũ thì cần kiểm tr a nền m óng giữa nơi tiếp giáp giữa n h à mới và n h à cũ

- Nếu định xây th êm tầ n g n h à lên cao th ì cần kiểm tr a móng của t ấ t cả tường

và cột Kiểm tra những nơi mà độ cao nhà thay đổi, hoặc những nơi mà độ sâu đặt móng thay đổi

- Hô" th ăm đào sát chân móng kiểm tra, rộng k h oảng 1,04- l,5m; đào xuống đến đâu thì chống vách đất đến đó, đồng thời có biện pháp chống nước mưa và nước ngầm

- Nếu n h à có tầ n g h ầm thì n ên đào h ố th ă m phía tro n g n h à để giảm bớt độ sâu phải đào đất

- Muốn biết chiều dầy tường móng ở các độ cao khác nhau thì khoan các lỗ xuyên qua móng

- Muốn biết chiều rộng đê móng thì moi m ột khe đáy dưới đ ế móng

- Muốn biết kích thước móng cột cả hai chiều thì đào h ố th ăm ơ góc móng

• K iểm tra chất lượng và cường độ chịu lực của m óng bằng cách:

- Xem móng có những vết nứt dọc ngang không

- Đá xây móng long lở, bóc rời từng viên được không

- Dùng búa gõ để n h ậ n xét cường độ móng: móng chắc thì tiếng kêu ròn vang; móng yếu th ì tiếng kêu dè bục

- Khoan những lỗ xuyên qua móng th ì cũng có th ể b iết được tìn h tr ạ n g v ậ t liệu móng; móng yếu th ì khoan dễ dàng

- Cách kiểm t r a móng đảm bảo n h ấ t là kh o an lấy những mẫu v ậ t liệu móng đem về phòng th í nghiệm để thử cường độ

- Sau khi hoàn th à n h công tác kiểm t r a p h ải lấp kỹ hô' thăm , đầm cẩn th ận , lá t lại hè

KHẢO SÁT KIỂM TRA PHẦN NỀN

M ụ c đ ích :

- Xác định lại t h ế n ằm và chiều dầy các lớp đ ấ t yếu (H.2.3)

- Lấy mẫu đ ấ t dưới đ ế móng để p h á n đoán mức độ n én c h ặt đ ấ t n ề n dưới trọng ìượng công tr ìn h và để đ á n h giá đúng k h ả n ă n g chịu lực gia ta n g của nền

- Xác định lớp đ ấ t chịu lực để đ ặ t mũi cọc (nếu áp dụng phương p h á p sửa chữa

n ề n móng bằng cọc)

K IỂM TRA NỂN MÓNG 19

Lây mẫu đ â t đế xác định một vài chỉ tiêu, như môđun biến dạng E của đất nền

đê tín h toán trước độ lún

H ìn h 2.3 T hăm dò địa chất nền nhà

a) M ặt bằng bố trí các lỗ khoan thăm dò; b) M ặt cắt địa chất lấy từ ba lỗ khoan

LẤY MẪU ĐẤT KIỂU PITTÔNG

T rìn h tự lấy m ẫu đất tr ìn h bày trong h ìn h 2.4 Các mẫu đ ấ t được gắn kín đem

về phòng thí nghiệm để xác định các tính chất cơ lý của đất Đây là phương pháp tôt

n h ấ t giữ được cơ câu đ ấ t khỏi hư hỏng

H ìn h 2.4 Lấy m ẫu đất kiểu p ittô n g

a) Đ óng ống p ittô n g đã cài chốt; b) N gừ ng dóng và tháo chốt pittô n g c) Đ óng đoạn ống lấy m ẫu đ ấ t, g iữ p ittô n g yên vị bàng cáp

d) Cài chốt g iữ p ittô n g khi dã xuống đ ủ và tháo ty p ittô n g e) Kéo ty p ittô n g lên và tháo cáp; g) N â n g ống m ẫu đ ấ t lèn

• T hiết bị gồm những đoạn ty nối dài, tậ n cùng là m ộ t m ũi xuyên, đường kính

3,6-^5cm , được ép xuống đ ấ t với m ột tốc độ chậm và không t h a y đổi, b ằn g kích đặt

tr ê n xe giá khoan (H.2.5a)

fs(kPa)

H ìn h 2 5 Kết quả xuyên tĩnh

• Người t a ghi lại được các số liệu riêng b iệt (H.2.5b):

qc- ứng suất mũi; f s - lực cản m a sát biên; Qi - lực cản xuyên tổng cộng

và tr ìn h bày chúng t h à n h đồ th ị theo chiều sâu được xuyên

• Có mối quan hệ giữa ứng suất mũi qc và mô đun b iến d ạ n g E , n hư sau:

- Đối với đ ấ t cát c h ặt và c h ặt vừa: E = 3qc

- Đôi với đ ấ t sét: E = l q c

E > 50 M Pa : Đ ất không lún

E = 50 -í- 20 MPa : Đ ất lún ít

E = 2 0 -H 10 MPa : Đ ất lún vừa

- Tìm lực cản mũi để ước định kích thước đ ế móng nông trê n nền đất rời Bằng

cách đếm số n h á t đóng cần th iế t để cho mũi xuyên đi qua được lớp đất dầy 10cm ( N lữ), người ta suy ra lực cản m ủ i R m , bằng công thức Hà Lan như sau:

R m = - — -M g H , k N

m e(M + M')

với: M - trọng lượng búa rơi; A f - trọng lượng vật bị đóng (các đoạn ty, đe mũ .)

e - độ ngập sâu trung bình dưới mỗi n h át đóng: lấy 10 cm chia cho số nhát đóng Nio

g - gia tốc trọng trường (9,81 m /s2); H - chiều cao búa rơi.

T rìn h bày t h à n h đồ thị sô" n h á t búa N lồ (hay lực cản mũi R m ) theo chiều sâu

xuyên động như tro n g h ìn h 2.6

Cát pha

Cát trung sỏi sạn

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45

H ìn h 2.6 Kết quả xuyên động

22 CHƯƠNG 2

Biết lực cản mũi Rm, th ì suy ra ứng suất mũi qđ :

R

qá = (A - tiế t diện mũi xuyên)

NÉN THỬ TẢI ở HIỆN TRƯỜNG

• Tải trọng nén thử đất truyền lên trên một tấm nén hình vuông, diện tích

5000 c;n2, tức mỗi cạnh là a = 71 cm Tấm này bằng sắt, gỗ, bê tông hay gạch xây

(H.2.7) đặt dưới đáy hô" thăm

T ăng tải trọng nén lên dần; mỗi lần tăn g 0,25 kg cho 1 cm 2 Độ lún và thời gian

lún ghi lại th à n h biểu đồ Mỗi lần tă n g tải trọng cần xem độ lún đă ổn định chưa hay vẫn còn đang lún Thời gian ổn định là khi:

- Sau 20 giờ độ lún không tă n g quá 1 mm.

- Sau 2 giờ độ lún không tă n g quá 0,l/?ira.

H ìn h 2 7 N én th ử tải nền đ ất dưới líố th ă m

KI EM THA NEN MÓNG 23

Tái trọ n g lớn đến mức độ phá hoại đ ấ t là khi th ây nhừng triệu chứng như sau:

- Có nhừng vết nứt nẻ trong đất gần tấm nén, hoặc có những gò do đất phồng lên

Độ lún tă n g n h a n h khi tải trọng tăn g ít

- Độ lún vần tiếp tục tă n g (không đi đến ổn định) trong 24 giờ liền

Nhừng triệu chứng trê n có thề quan sá t th ấy theo đường cong biểu đồ Ưng suất

cho phép của nền đất lấy theo ứng suất phá hoại với hệ sô' an toàn là: K = 8^10.

• Có th ê kiêm tra các lớp đ ấ t bên dưới bằng cách nén th ử đáy các lỗ khoan thăm dò, theo quá trìn h khoan Đáy lỗ khoan được vét sạch p h ần đ ấ t có cơ cẩu bị phá hoại b ằ n g một mũi dao bằng (H.2.8), sau đó th ả tâm nén xuống và quan sá t độ lún như đă nói ở trên

Đường k ính trong của lỗ khoan phải lớn hơn 325nini, còn diện tích của tâm nén

Mũi dao bằng

H ìn h 2.8 N én th ử tải đáy lỗ klioan H ìn h 2.9 T h iế t bị ghi đất trượt

24 CHƯƠNG 2

THIẾT BỊ GHI ĐẤT TRƯỢT

Muốn xác định độ sâu m ặ t trư ợ t ở tro n g đ ấ t n ề n , người t a làm nhữ ng dụng cụ đo đạc như sau (H.2.9):

Dụng cụ là m ột t h a n h t h ă m dò 1 b ằ n g v ậ t liệu d ẫ n đ iện , gồm nhiều đoạn h, cách nhau bởi các khe 2 Mỗi đoạn h có m ộ t điểm tiế p xúc 3 của dây d ẫ n đ iện 4, dây

này nối với bảng tín hiệu 5

Khoan lỗ th à m dò ở n h ữ n g nơi n g h i v ấ n có đ ấ t trượt Lỗ k h o a n phải sâu hơn nơi

m ặt trượt có th ể xảy ra T h ả t h a n h t h ă m dò 1 xuống lỗ k h o a n và nối các đầu dây điện vào bảng tín hiệu

Nếu th a n h còn nguyên vẹn, n g h ĩa là k h ô n g có h iệ n tượng đất trượt, b ản g tín hiệu cho biết dòng điện k h ô n g bị cắt Nếu t h a n h bị đứt ở m ộ t hoặc ở vài ba đoạn, thì bảng báo cho biết độ sâu của các m ặ t trư ợ t đó

Khi biết độ sâu m ặ t trư ợ t t r ê n to à n bề m ặ t công t r ì n h th ì có biện p h á p bảo vệ nền móng khỏi bị phá hoại

THĂM DÒ Độ SÂU CỦA cọc

H ìn h 2 1 0 T h ă m dò đô sâ u coc

K IÊM THA NẺN MÓNG 25

Tường nhà 1 tỳ lên đài cọc 2 và lên cọc 3 (H.2.10) Chung quanh cọc là vùng đất 4

có dung trọng lớn Cách xa cọc là vùng đ ấ t 5 ở tr ạ n g thái tự nhiên, vì không mang lực.Xuyên cây th ă m dò 6 vào vùng đ ấ t ở t r ạ n g th á i tự n h iên , và xuyên cây thăm dò

7 vào vùng đ ấ t gần cọc Sô" lượng các cây th ă m dò 6 là 2^-3 cây, đề phòng đất quanh

cọc không đồng n h ấ t; ch ú n g ở cách xa cọc n g h iên cứu 3+5/n Sô lượng các cây thãm

dò 7 là l-ỉ-2 cây, và k h ô n g xa cọc quá 3 lần đường k ính cọc

Trong quá t r ìn h n é n xuyên các cây th ă m dò, t a xác định độ chênh lệch lực cản của đất nền ở đầu mũi các cây th ă m tại hai vùng đ ấ t tr ê n , theo chiều sâu Độ chênh lệch này lớn n h ấ t ở p h ầ n t h â n dưới của cọc và ở dưới mùi cọc Độ chênh lệch này giảm đi khi xuyên xuống sâu hơn mũi cọc

Khi độ ch ênh lệch lực cản ở hai vùng b ắ t đầu giảm là đã xuyên tới độ sâu của mũi cọc; và độ c h ín h xác tới 2^-3 lần đường k ín h cọc

Phương pháp t h ă m dò n ày có Ưu điểm là:

- Thi công n h a n h và tô n ít công lao động

- C h ấ t lượng cao vì có th ế t ă n g số lượng cọc được k iểm tra.

- Biết th êm th ô n g tin về đ ấ t nền

XÁC ĐỊNH BIẾN DẠNG CỦA KẾT CẤU

1- Đĩa quay; 2- Ổng thủy tinh di động có

H ìn h 2.11 Các cácli đo độ võng và độ biến d ạ n g kết cấu

a) Dụng cụ đo độ võng sàn; b) D ụng cụ đo độ võng m ang thước ni-vô; c) Mặt bằng nhà

kh i đo độ biến dạng của tường; d.) M ặt tường với các dường biến dạng khỏi mặt phẳng

26 CHƯƠNG 2

• Xác định độ võng của các k ế t cấu chịu uổn như dầm, t r ầ n n h à bằng dụng cụ

đo n hư trong h ình 2.1 la Câu tạo loại dụng cụ này dựa tr ê n là nguyên lý bình thông nhau (H.2.11a)

Trước khi đo đạc, điều chỉnh c h ất lỏng trong ống thủy tin h di động 2, m ang đĩa quay 1, ở mức vạch số 0 của th a n g chia độ, bằng cách chuyển dịch ống thủy tin h lên xuống trong chuôi 3

Đo độ võng k ế t cấu là ghi lại các số đo tr ê n th a n g chia độ của ống di động 2,

mỗi khi đĩa 1 lăn được một vòng; chu vi đía này dài 200m m Đưa đẩy đĩa 1 lăn theo

các đường vạch sẵn trê n k ế t câu

• Một dụng cụ đo độ võng khác lại sử dụng thước ni-vô bọt nước, gắn trên một giá đỡ, là thước đo ngang và thước đo đứng co rú t được (H.2.11b)

• Xác định độ biến dạng (nghiêng, phình) của các bề m ặ t th ẳ n g đứng bằng máy ngắm: từ một vị trí đ ặ t m áy người ta ngắm vào một thước đo nằm ngang, một đầu thước chông tỳ vào các điểm ấn định trước tr ê n bề m ặ t cần đo (H.2.11c)

• Ghi các sô" liệu đo đạc độ biến dạng của các bề m ặ t nằm ngang hay th ẳ n g đứng lên h ìn h vẽ cho dễ n h ậ n định (H.2.11d)

NGUYÊN NHÂN GÂY LÚN KHÔNG ĐỂU

Công tr ìn h nào cũng bị lún, chỉ có lún ít hay lún nhiều; dù có lún nhiều thì công

tr ìn h cùng không hư hỏng nếu như nó lún đồng đều

Ví dụ như Viện Bảo tàn g Nghệ th u ậ t Quốc gia tại th à n h phô" Mêxicô đã lún đều xuông tới - 3,5/??, nhưng không th ấy xuất hiện dấu hiệu gì về biến dạng công trình;

độ lún lớn chỉ làm hư hỏng lốì ra vào nhà và hệ th ô n g đường ống ngầm.

Còn khi công tr ìn h bị lún không đều thì nhiều bộ p h ận k ế t cấu bị hư hỏng nặng, dẫn đến k h ô n g th ể sử dụng công trìn h được nữa

Ba đặc đ iểm của hiện tượng lún không đều là:

- Trị lớn n h ấ t của độ lún

- Mức chênh lệch độ lún giữa các bộ phận cạnh nhau

- Mức chênh lệch độ lún tr ê n toàn bộ công tr ìn h (sàn n g hiêng vênh, khung bị vặn vỏ đỗ .)

Hiện tượng lún không đều do nhiều nguyên n h â n cùng tác động gây ra, và sau đây là những nguyên n h â n đó

LÚN DO ĐẤT NỀN BỊ LÈN ÉP

Dưới trọng lượng công trìn h đ ấ t nền bị lèn ép chặt, độ rỗng của đ ấ t giảm dần:

- Khi móng công tr ìn h m ang tải

- Khi m ặ t nền công trìn h m ang tải

- Khi móng công tr ìn h lân cận m ang tải

Độ lún kh ô n g đồng đều ở m ọi nơi dưới công trìn h vi:

- Đ ất n ề n không đồng n h ấ t ở mọi nơi

- Đất n ề n không chịu tải đồng đều

- Đ ất n ề n không chịu tải đồng thời,

- Các móng gần nhau chịu ả n h hưởng lẫn nhau, các móng ở p h ầ n chính giữa công trìn h chịu ả n h hưởng n ày nhiều hơn các móng biên và các móng góc (H.3.1Ĩ).

c) C ác m ó n g lâ n c ậ n c h ịu tả i k h ô n g đ ồ n g th ờ i m ộ t lú c tro n g thời gian xây

dựng và trong quá tr ìn h sử dụng (H.3.1k) cũng gây ra lún không đều

k)

H ìn h 3.1 Các nguyền nhân lú n khôỉig đều

NGUYÊN NHẢN G Â Y LÚN KHỎNG DẺU 29

LÚN DO ĐẤT ĐÁY Hố MÓNG PHỒNG NỞ KHÔNG ĐỂU

Hiện tượng này xảy ra khi tải trọng n hà hay công tr ìn h ngầm nhỏ thua trọng lượng đ ấ t đào cua hô' móng; nghĩa là khi bốc h ế t đ ấ t ra khỏi h() mong rồi thì m ặt đất nền đáy hô" móng phồng nở lên, do nó đã được dỡ tải bằng chính khôi lượng đ ất đào

Hô móng sâu còn chịu ản h hưởng của biến dạng dẻo do áp lực đ ấ t xung quanh đáy hô móng Còn đ ấ t n ền giữa đáy hõ> móng phồng nờ lại là hậu quả của biến dạng đàn hồi

Như vậy m ặt đáy móng ở chính giữa bị nâng cao n h ấ t so với các mép đáy móng,

và nền đ ấ t ở giừa hô đào tơi xốp hơn ở các mép hô" (H.3.2), tạo n ên độ lún không

đồng đều giữa các cột

Độ lún do đ ấ t nền nở phồng chỉ ảnh hưởng đến n h à khi hô" móng sâu hơn 5m,

và khi tải trọ n g n h à cùng đ ấ t lấp các khe móng nhỏ hơn nhiều so với khôi lượng đất đảo khỏi hô móng

I lìn tí 3.3 Đất nền trượt trồi

làm biến d ạng nhà

LÚN DO ĐẤT TRƯỢT TRỒI RA NGOÀI Đ Ể MÓNG

Hiện tượng đ ấ t trượt trồi này là hậu quả của sự p h á t tr iể n vùng biến dạng dẻo

trong đ ấ t nền dưới đ ế móng Khi tải trọng còn nhỏ th ì ở các cạnh mép móng đã hình

th à n h những vùng biến dạng dẻo, đất ở vùng này hóa mềm Tải trọ n g càng tă n g thì tại các vùng này biến dạng dếo càng lan rộng và gây nguy cơ: đ ấ t n ề n bên dưới đế móng m ấ t k h ả n ă n g chịu lực, trượt trồi ra ngoài đế móng (H.3.3) và (H l.lc)

LÚN DO CẤU TRÚC ĐẤT NỀN BỊ PHÁ HOẠI

Khi mở h ố đào chờ th i công móng, đất nền để ngỏ sẽ có nhiều tác n h â n đến pháhoại cấu trúc tự n h iên của đ ấ t nền, như: đi lại tr ê n nền, thời tiế t mưa nắng, thờigian đế ngỏ đâ’t, biện pháp tiêu th o á t nước giữ khô hô móng

C ác tá c n h â n p h á h o ạ i c ấ u tr ú c n ền :

• Gặp trời mưa, đ ấ t nền hóa mềm và trương nở Độ sét trong đ ấ t càng lớn thì tín h trương nở càng cao; các tín h ch ất cơ lý của đ ấ t xấu đi, dẫn đến h iện tượng lún không đều (H.3.4a)

30 CHƯƠNG 3

• Dưới nắng m ặ t trời, đ ấ t nền khô cứng, th ể tích đ ấ t co tóp và nứt nẻ; khi độ

ẩm đ ấ t phục hồi th ì đ ất lại trương nở, rỗng xôp, n â n g móng công tr ìn h lên không đồng đều (H.3.4Ồ)

• Áp lực thủy tĩn h của lớp đ ấ t chứa nước ngầm có th ể đội lớp đ ấ t n ền lên, nếu chiều dầy lớp đ ấ t không th ấ m còn lại tr ê n m ặt hô" móng quá mỏng (H.3.4c1, 2)

• Ap lực thủy động của dòng nước ngầm trong lớp n ền th ấ m nước lôi cuốn các

Ký h i ệ u í : mực nước ngầm

H ìn h 3.4 Các trường hợp cấu trúc đ ấ t nền bị p h á hoại a) Đ ất nền trương hở, hóa m ềm do ngập nước mưa b) Đất nền khô tóp, nứt nẻ do phơi nắng; c) Đ ất nền bị nước ngầm p h á hoại

- Xói m òn hóa học là quá tr ìn h hòa tan th à n h p h ầ n khoáng của cốt đất, có th ể

làm hư h ại đến các tín h c h ất cơ lý của đ ấ t nền

C ác b iệ n p h á p n g ă n n g ừ a sự p h á h o ạ i c ấ u tr ú c đ ấ t n ền :

- Khi đào h ố móng cần để lại m ột lớp đ ấ t bảo vệ nền

- Bơm tiêu nước m ặ t ngay khi trời mưa, không để h ố móng ngập úng lâu

- Vét sạch lớp bùn, lớp đ ấ t phong hóa tr ê n m ặ t nền

- Áp dụng các phương pháp h ạ mực nước ngầm giữ khô h ố móng

- Đóng h àn g tường cừ sâu quây quanh h ố móng

LÚN TRONG QUÁ TRÌNH sử DỤNG CÔNG TRÌNH

Trong quá tr ìn h sử dụng, ngoài độ lún do cô k ế t và từ biến của đ ấ t n ề n , còn những nguyên n h â n khác làm cóng tr ìn h bị lún không đều, như sau:

- Mực nước ngầm dưới n ề n đã th a y đổi:

Mực nước ngầm h ạ th â p thì tả i trọng lên đ ấ t n ền sẽ tá n g do thiêu sức đầy nổi của nước

NGUYÊN NHÀN G À Y LÚN KHÔNG DẺU 31

Mực nước ngầm dâng cao, làm giám lực dính cua đât, hoặc làm trương nở đất

- Đường ông công ngầm bị bế vờ, gây ẩm ướt cục bộ đ ất nền

- N hữ ng chấn động m ạn h do động đất, nồ mìn, dóng cọc, máy búa, xe tải nặng qua lại gây ra địa chấn ả n h hưởng xâu đến nền móng các công tr ìn h lân cận

- Tải tro n g hữu ích (hoạt tải) của các công tr ìn h kho chứa (hồ chứa nước, kho chứa quặng, xi lô chứa ximăng, thóc .) thường lớn hơn trọng lượng b ản th â n công

tr ìn h (tĩn h tải) khá nhiều Nếu chúng lại xây tr ê n n ền sét m ịn thì trong một vài năm đầu sử dụng chỉ nên cho chúng chịu 50% tải trọng hữu ích mà thôi, n h ằm giảm hớt tốc độ lún, và cần phải ch ất tả i đồng đều để t r á n h gây lún không đều

- Xây dựng các công trìn h mới, các công trìn h ngầm sá t bên các công tr ìn h có sần cũng là nguyên n h â n gây lún cho công tr ìn h có sẵn này Khi này khe lún giữa hai công tr ìn h thường không có tác dụng ngăn chặn sự cô"

LÚN DO XÂY DựNG TRÊN NỀN ĐẤT ĐẮP

Ngày nay người ta thường phải xây dựng công tr ìn h tr ê n những vùng đ ấ t mà trước k ia người ta đã bỏ qua, vì lý do nền yếu không m ang nổi công trìn h Nhiều khu công nghiệp phải xây dựng trê n những bãi đồng lầy, tr ê n vùng đ ấ t bồi đắp ven sông

Đế khu đ ấ t xây dựng không bị ngập úng vào mùa nước dâng và để có m ặt bằngrộng rã i phù hợp với nhu cầu, người ta tiến h à n h đắp tôn n ền với những độ dầy khálớn Nhửng nền đất đắp này được đầm lèn cẩn thận bằng các phương tiện cơ giới khỏe.Nhưng những công trìn h quan trọng xây dựng tr ê n nền đ ấ t đắp n hư trê n vẫn có

th ể hư hỏng, vì nền đất đắp (đất mượn) bao giờ cũng lún dù đã được đầm lèn kỹ.Xét ba trường hợp điển h ìn h sau:

- Xây dựng tr ê n nền đ ấ t mới đắp chưa ổn định

- Xây dựng trê n nền đắp có độ dầy thay đổi

- N ền đắp nằm bên tr ê n m ột tầ n g đ ấ t bùn dễ lún, không ổn định

• X â y d ự n g t r ê n n ề n d ấ t m ớ i đ ắp

N ền đắp chỉ có th ể ổn định sau nhiều năm

Một ngôi n h à xây dựng tr ê n nền đất lấp ao hồ, chiều dầy n ề n đắp th ay đổi, có chỗ sâu tới lOm, đầm lèn chưa tố t lại xây dựng ngay, nên chẳng bao lâu n h à đã có

nhiều v ế t nứt, có vết nứt lớn tới 6cm.

Trường hợp thiếu m ặ t b ằn g nên phải xây dựng công tr ìn h tr ê n vùng đ ất đắp, không đồng n h ấ t và dễ lún, th ì phải th iế t k ế hệ móng khá cứng, cấu trúc thượng

tầ n g phải được giằng vững chãi

Ngôi n h à nói tr ê n chỉ xây tr ê n các móng băng đơn giản bằng bê tông cốt thép,

p h ầ n t r ê n k h ô n g có đai giằng gia cường

Việc sửa chữa gồm gia cường móng và gắn các khe nứt, tốn k h á nhiều tiền, 'so với b an đầu đã có k ế t cấu móng phù hợp với đ ầ t nền

32 CHƯƠNG 3

• X ây d ự n g t r ê n n ề n đ ắ p có đ ộ d ầ y th a y đ ố i

Như đã nói ở trên : nền đ ấ t đắp sẽ lún, lớp đất đắp càng dày th ì càng lún nhiều Xây dựng công tr ìn h trê n n ề n đắp có độ dầy thay đối thì phải nghĩ đến những độ lún chênh lệch khá lớn Khi này không phải chỉ xét độ cứng của công t r ì n h m à phải xét cả sự ổn định tổng thể

Một ngôi n h à 4 tầng, cao 14m xây tr ê n nền đắp bằng đ ấ t sét, k h á dầy và cũng

k h á lâu rồi, đó là đ ấ t lấp m ộ t hào lũy vây quanh th à n h cổ Khi th ă m dò địa chất không p h á t hiện ra là công tr ìn h sẽ đứng tr ê n bờ hào, nghĩa là đứng t r ê n m ộ t vùng

mà chiều dầy lớp đ ấ t đắp th a y đổi n h a n h đột ngột

Biết rằ n g phải xày dựng t r ê n n ề n đắp, người th iế t k ế đã đề ra các giải p h áp cần thiết: tấm móng bè truyền lên đ ấ t một áp suất vừa phải, các tường tầ n g h ầm k h á cứng, các tầ n g lầu đều có giằng dọc

Công trìn h không có h iệ n tượng nứt nẻ, nhưng lún nghiêng k h á n h a n h , độ

nghiêng là 24cm (trên 14m) ngay sau khi xây dựng xong Độ nghiêng ngày m ột p h á t

triể n đến nỗi chính quyền địa phương phải báo động nguy hiểm và người chủ phải

phá dỡ ngôi n h à đó đi, khi độ nghiêng lên tới 79cm Điều đáng chú ý là đến ngày

cuối cùng của đời nó, công t r ìn h v ẫn không bị nứt nẻ, nó chỉ nghiêng lệch to àn nhà.Với độ toàn khối lđn của nó, kỹ th u ậ t ngày nay có th ể dựng th ẳ n g đứng lại công

tr ìn h này (Chương 8)

• N ể n d ắ p n ằ m t r ê n t ầ n g đ ấ t b ù n k h ô n g ổ n đ ịn h

Khi đất địa phương là loại d ấ t dễ lún như: th a n bùn, bùn nhão, sé t n g ậ m nước thì không nên đắp chất lên nó m ột lớp đất nào nữa

C hắng hạn: 2m lớp d ấ t tố t đắp lên một lớp đất bùn yếu sẽ tạo nên m ột áp su ất

320g/cm 2 (hay 0,32bar) tr ê n lớp đ ấ t bùn đó, vậy có n ê n chấp n h ậ n m ột ứng suất

như vậy cho nhừng đ ấ t dễ lún không?, chỉ áp suất đ ấ t này không thôi cũng đủ tạo

nguy cơ làm bùn chẩy rồi.

NGUYÊN NHÂN G Ả Y LÚN KHÔNG DỂU 33

LÚN DO DAT NỂN KHÔNG ÔN ĐỊNH

Trư trường hợp động đất, đ ấ t nền tự th â n nó không ổn định Ta phân biệt hai trường hợp sau:

- Đ ất trượt do m ất ốn định ở các mái dốc (H.3.5a,b,c); hoặc lớp đ ấ t sét nằm trên

vỉa đá gốc có độ dốc (H.3.5d).

- Đất sụt do m ấ t ổn định ở dưới sâu; ví dụ đ ấ t ở tr ê n các h ầm mỏ, địa đạo,

đường cống cũ

• Đ ất trượt: không phải dễ dàng biết trước xu hướng trượt của đất, mà cũng

không phải t ấ t cả các lớp đ ấ t dốc đều có th ể trượt Chỉ có sự nghiên cứu địa chất kỹ

lường mới có th ế b iết được đ ấ t ổn định hay không, đó là công việc cưa chuyên viên

Nhưng cũng có những sự cô do đất trượt b ấ t ngờ mà nguyên n h â n dễ p h á t hiện, chắng hạn do đào một hô" rộng ở phía đ ất th ấ p hơn Chú ý là đ ấ t sét chỉ ngập nước thôi cũng có thế trượt, ngay cả khi độ dôc hầu như bằng không

trôi lớp đ ấ t t r ê n m ặ t và cả những n h à xây dựng tr ê n đ ấ t đó Đã có câu “Nước là kẻ

thù của mọi độ dốc”.

34 CHƯƠNG 3

Xây nhà trê n đường đi của nước m ặ t bao giò' cũng nguy h iểm C h ín h những cây cối giữ ổn định cho đ ấ t dốc; việc p h á bừa bãi rừ ng đầu nguồn là nguyên nhân của

th ảm họa

• Đ ất sụt: báo chí vùng mỏ thường đưa tin về tai n ạ n sậ p h ầ m lò Tai nạn loại

này thường không có dấu hiệu báo trước, n ê n r ấ t nguy h iếm Khi xây dựng công trìn h ở những vùng n à y cần tìm hiểu kỹ lịch sử k in h t ế xã hội địa phương, nhằm

p h á t hiện ra các h ầ m h ào cống n g ầ m dưới đất, m à lâu n a y người t a lãn g quên

- Các đường công th o á t nước cần có các rriổì nôi dẻo

- Nếu công t r ì n h cao n h ư t h á p nước, ống khói, tượng đài n g h ệ t h u ậ t , mà độ lún nghiêng là điều đ á n g ng ại, th ì n ê n tạo trước các ổ đ ặ t kích để sau này dễ điều chỉnh lại độ th ẳ n g đứng m ộ t k h i công t r ìn h đã lún n g h iên g

LÚN DO XÂY DƯNG NHÀ MỚI TIẾP GIÁP NHÀ cũ

Sau khi xây dựng m ộ t công t r ìn h , đâ't n ề n dưới đ ế m ó n g chỉ ổn định sau một thời gian nào đó Độ lún t ắ t m au đối với đ ấ t dễ t h o á t nước, n h ư cát, sỏi Độ lún chỉ ngừng sau nhiều n ă m đôi với đ ấ t khó th o á t nước n h ư đ ấ t s é t béo Vậy khi xây dựng một ngôi nhà mới, tiế p g iáp m ộ t ngôi n h à đã có sẵ n từ trước th ì sự lún của đ ấ t dưới công trìn h mới, do tương tác , sẽ làm cho đ ấ t dưới m óng công t r ì n h cũ cũng lún theo,

gây hư hỏng cho công t r ì n h cũ này.

1- K h e lún; 2- V ùng ảnh hưởng củ a lún không đếu

H ì n h 3 6 a) N lià mới A g ây lú n cho n h à củ B

b) M óng n h à m ới A đ ạ p cong cọc n h à củ B

NGUYÊN NHẢN G Á Y LÚN KHÔNG Đ ẺU 35

Một sai lầm k h á p h ổ b iế n : quan n iệm r ằ n g khi đã có k h e lún giữa hai công trìn h

lân cận là có th ể n g ă n ngừa được sự cô" H ìn h 3.6 cho t h ấ y n h ữ n g tác động xấu của nhà A xây sau lên n h à B xây trước, như: trù n g ứng s u ấ t gây lún k h ô n g đều (H.3.6a), trượt đất ngang (H.3.6b), tạo m a s á t âm cho cọc

Nguyên tắc c h u n g của n h ữ n g g iả i p h á p kỹ th u ậ t n h ằ m khắ c p h ục những tác dộng xấu của m óng m ới lên m ó n g củ là: đảm bảo k h ô n g đế m ộ t áp lực nào từ móng

n h à mới tác dụng lên m ó n g n h à cũ k ế cận

PHÒNG NGỪA LÚN KHI XÂY NHÀ MỚI K Ế CẬN NHÀ cũ

Phân tích hai trư ờ n g hợp:

1- M ón g n h à m ớ i v à m ó n g n h à c ũ ở c ù n g đ ộ s â u

G iải p h á p 1:

Làm móng mới liề n k ế m ó n g cũ dưới d ạ n g c h ân v ịt (H 3.7):'

Móng mới d ạ n g c h â n v ịt k h ô n g xâm p h ạ m s a n g đ ấ t đai b ê n cạnh, nhưng nó lại

làm việc lệch tâm bởi lực n é n N i, do đó cần làm th ê m g iằn g m óng để giữ cân bằng

cho móng cột chân v ịt này

36 CHƯƠNG 3

Tường và móng có trước

Lớp lót

Móng mới ở cùng độ sâu với móng cũ

H ìn h 3.9 K hoảng cách an toàn

Khoảng cách ò này xác đ ịnh b ằn g công thức:

Ah b>

N GUYÊN NHÀN G À Y LÚN KHÔNG DẺU 37

G iả i p h á p 4:

Hạ móng cũ xuông bằng móng mới (H.3.10)

- Hai móng sẽ không dẫm đạp lên nhau

- Chúng sẽ lún riêng rẽ, không lôi kéo nhau

do có tường cừ p h ân cách nền đất

N liận x é t: các công-son của khung nhà mới

sê ngắn hơn

G iả i p h á p 5:

Làm h àn g tường cừ p h ân cách (H.3.11a)

- Tường cừ ngăn cản áp lực đ ấ t truyền sang

PHÒNG NGỪA LÚN BẰNG HẠ MÓNG cũ XUỐNG SÂU

Trường hợp xây dựng n h à mới kê cận n h à cũ có móng nông hơn; giải pháp phòng ngừa lún là h ạ móng nông này xuống tới độ sâu móng n h à sắp xây, bằng cách làm thêm đoạn móng mới đõ' bên dưới móng nông cũ này (H.3.10) và (H.3.13e)

Vùng dầm đạp

cừ

H ìn h 3.10 H ạ sâu m óng củ

dưới tố t hơn thì nó mới không xê

H ìn h 3.12 Hạ đoạn m óng xuống sâu

PHÒNG NGỪA LÚN KHI XÂY TẦNG h ẩ m

Những tầng hầm của các nhà cao tầng thường phải thi công trong các trường hợp sau:1- Ớ nơi xung quanh tầ n g h ầm còn có nhiều đ ấ t trống

2- Tầng h ầm ở sá t r a n h giới lô đâ’t của một chủ khác

3- Tầng hầm ở liền kề m ột công trìn h có sẵn

Các trường hợp tr ê n được m inh họa trong (H.3.13)

Các biện pháp phòng ngừa lún cho một công tr ìn h có sẵn, ở gần kề nơi xây tần g

h ầm mới, có th ể k ể ra như sau:

- Đúc tường chắn đất

- Gia cố đất nền hang loại cọc rễ, cọc mini bằng hằng trụ xim ăng-đất (xem chương 5)

- Hạ móng công tr ìn h có trước xuống sâu tới đáy tầ n g h ầm (H.3.13e)

«* B i ệ n p h á p p h ò n g n g ừ a l ú n hằng đúc tường chắn đ ấ t n h ư sau (H.3.11Ồ):Tường chắn là k ế t cấu bê tông cốt thép chịu được lực đạp từ móng n h à k ế cận,

từ đ ấ t n ền bên dưới móng n h à đó, đảm bảo nhà k ế cận ổn định, đảm bảo d ấ t nền không dịch chuyển khi thi công tầ n g hầm liền kề Có bức tường chắn này rồi mới đào đất tầ n g h ầm n h à mới

N G U Y EN NHAN G A Y LUN KHONG DEU 39

• M ấ y p h ư ơ n g p h á p t h i c ô n g t ư ờ n g c h ắ n đ ấ t như sau:

- Đúc h ay phun bê tông tường chắn

- Đúc tường chắn có trụ và neo

- Lắp các tấm tường chắn đúc sẵn

- Đúc tường ch ắn trong rã n h chu vi

1 - Nhà có sẵ n ; 2- R anh qiới hai lô đất; 3- Mái dốc hố đào

e) Hạ m óng củ xuống sâu.

Đúc TƯỜNG CHẮN TRONG ĐẤT

Các bước thi công như sau:

— Đào r ã n h với vách đất th ẳ n g đứng b ằn g gầu ngoạm trong nước bùn bentônit; nước bùn này giữ vách đ ấ t khỏi sụt lở

— H ạ khung cốt th é p gia công sẵn xuống rã n h đào

— Đúc bê tông tường từng đoạn dài 4-f 5m , lên suốt chiều cao tường, trong nước bùn.

Các bước thi công tường chắn này được m inh họa trong các h ìn h 3.14, 3.15, 3.16, 3.17)

NGUYỄN NHÀN G Ã Y LÚN KHÔNG D ỀU 41