Các giải pháp về móng trong thiết kế và thi công công trình

Trong lĩnh vực xây dựng nói chung và thiết kế kết cấu công trình nói chung, một giải pháp hoàn hảo về móng luôn là một trong những mối quan tâm và ưu tiên số một của người kỹ sư kết cấu, bởi lẽ trong toàn bộ kết cấu chung của ngôi nhà thì phần móng chính là bộ phận quan trọng nhất, có ảnh hưởng và quyết định trực tiếp tới sự bền vững, tính ổn định, thời gian sử dụng, công năng sử dụng, chi phi xây dựng, … của toàn bộ công trình.

CÁC GIẢI PHÁP VỀ MÓNG TRONG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CÔNG TRÌNH

Móng hay móng nền chính là kết cấu kỹ thuật xây dựng nằm ở vị trí dưới cùng của công trình xây dựng, có chức năng trực tiếp tải trọng của công trình vào nền đất, đảm bảo cho công trình chịu được sức ép trọng lực của các tầng, lầu cũng như khối lượng của toàn bộ công trình. Dưới đây là một số giải pháp móng phổ biến được sử dụng nhiều nhất hiện nay trong thiết kế kết cấu và thi công công trình:

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, ….

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) 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.

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 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.