Các loại móng nhà – Cách lựa chọn: móng đơn, móng băng, móng bè, móng cọc – Võ Vinh
Bài viết này sẽ điểm qua các loại kết cấu nền móng phổ biến trong công trình nói chung, cũng như các loại móng nhà trong công trình nhà ở. Phần sau của bài viết là cách lựa chọn loại móng nào phù hợp với công trình của bạn.
Mục lục bài viết
Móng Nông Vs Móng Sâu
Nhìn chung, kết cấu nền móng chia làm hai loại: móng nông và móng sâu. Khái niệm “nông” và “sâu” ở đây xuất phát từ độ sâu của móng trong nền đất. Móng nông có thể đặt ở chiều sâu tầm 1m trở đi trong khi móng sâu lại có thể đạt tới 20-65m. Móng nông dùng cho các công trình có quy mô và tải trọng nhỏ, còn móng sâu thì dùng cho công trình có quy mô và tải trọng lớn.
Móng nông còn được gọi là móng mở rộng hoặc móng đào mở. Khái niệm “mở” liên quan đến công tác thi công móng bắt đầu từ việc đào đất ra rồi thi công đài móng. Trong giai đoạn ban đầu, toàn bộ kết cấu móng có thể quan sát được và vì thế mà gọi là móng “mở”.
Nguyên lý làm việc của móng nông là tải trọng tập trung từ công trình truyền xuống (cột) được phân bố trên diện tích lớn hơn (đài móng), để áp lực lên đất không vượt quá khả năng chịu tải của lớp đất dưới đáy móng.
Móng nông có một số loại như sau: móng đơn, móng băng, móng bè.
Ở các vùng có khí hậu lạnh, kết cấu móng nông cần được bảo bệ khỏi tác động của băng giá. Điều này là do nước trong đất xung quanh đài móng bị đóng băng rồi giãn nở ra, làm phá hủy đài móng. Các loại móng nông như thế cần được thiết kế nằm dưới mực đóng băng, chính là cao độ mà lớp đất phía trên nó sẽ bị đóng băng. Nếu kết cấu móng không thể thực hiện được theo cách này, phương pháp cách nhiệt sẽ được áp dụng: thông thường một lượng nhiệt nhỏ từ công trình sẽ truyền xuống lớp đất bên dưới và ngăn không cho quá trình đóng băng xảy ra.
Móng đơn là gì?
Móng đơn là loại kết cấu móng đơn giản và phổ biến nhất. Loại móng này được sử dụng khi cột được dùng làm hệ kết cấu chịu lực công trình. Thường thì dưới mỗi cột chịu lực sẽ có một móng đơn. Móng đơn có hình vuông hoặc chữ nhật bằng bê tông.
Móng đơn
Tính toán sơ bộ kích thước móng đơn bằng cách dùng tải trọng chân cột chia cho sức chịu tải của đất nền. Ví dụ: lực dọc chân cột là 10T và sức chịu tải của đất là 10T/m2 vậy thì diện tích móng sẽ là 1m2. Trong thực tế, người thiết kế sẽ xem xét nhiều yếu tố khác trước khi tiến hành thiết kế thi công cho kết cấu móng. Phần sau của bài viết sẽ đề cập đến các yếu tố này.
Móng đơn được liên kết với nhau bằng đà kiềng. Đế móng bê tông được đổ trên một lớp bê tông lót nhằm tạo ra bề mặt bằng phẳng, chắc chắn cho đế móng.
Móng đơn và đà kiềng
Móng đơn thường được liên kết bằng đà kiềng, hệ đà kiềng thường đặt ở cao độ nền hoặc dưới cao độ nền.
Móng băng là gì?
Móng băng thường gặp trong các kết cấu tường chịu lực, móng làm việc dạng một dải dài, chịu tải trọng từ tường truyền xuống. Loại móng này thường được dùng khi tải trọng công trình do toàn bộ hệ tường chịu, chẳng hạn như trong các công trình cổ dùng tường chịu lực. Ngoài ra phương án móng băng cũng được lựa chọn khi tải trọng dưới 1 hàng cột tương đối lớn không thể sử dụng phương án móng đơn.
Móng Băng
Móng bè là gì?
Móng bè thường được dùng trong công trình có tầng hầm. Toàn bộ sàn hầm làm việc như móng; tải trọng công trình được phân bố đồng đều trên toàn bộ diện tích đáy móng. Gọi là móng bè vì công trình giống như một chiếc thuyền đang trội trên đại dương nền đất.
Móng bè được dùng khi đất nền yếu, vì vậy mà tải trọng công trình cần phải phân bố trên một diện tích lớn hơn. Hoặc khi bước cột nhỏ, dùng móng đơn trong trường hợp này sẽ khiến chúng chạm vào nhau.
Móng Bè
Móng cọc là gì?
Về cơ bản cọc là một khối hình trụ làm bằng vật liệu cường độ cao như bê tông, ép vào nền đất để kết cấu có thể đứng vững trên đó.
Móng cọc được dùng trong các trường hợp sau:
- Lớp đất bề mặt yếu, không dùng để chịu tải trọng công trình, vì thế tải trọng này cần đi qua lớp đất yếu để truyền vào lớp đất hoặc đá bên dưới có khả năng chịu lực.
- Tải trọng công trình lớn và tập trung cục bộ chẳng hạn như nhà cao tầng.
Móng cọc có khả năng chịu tải cao hơn so với móng nông.
Có hai loại móng cọc, mỗi loại có đặc điểm làm việc riêng.
Cọc Chống
Cọc chống có phần mũi cọc đặt trong lớp đất hoặc đá có khả năng chịu tải cực tốt. Tải trọng công trình truyền qua cọc vào lớp đất này. Tạm hình dung cọc làm việc như cột công trình. Nguyên tắc làm việc chủ yếu là phần mũi cọc đặt vào lớp đất có sức chịu tải lớn và tải trọng sẽ truyền vào lớp đất này, bỏ qua lớp đất yếu phía trên.
Móng cọc
Cọc Ma Sát
Cọc ma sát có nguyên tắc làm việc khác cọc chống. Tải trọng công trình được cọc truyền vào lớp đất xung quanh thân cọc thông qua lực ma sát. Nói cách khác, toàn bộ diện tích mặt bên thân cọc có dạng hình trụ sẽ truyền tải trọng vào các lớp đất.
Để hình dung cách thức làm việc của loại cọc này, giả sử bạn đẩy một thanh kim loại đặc có đường kính 4mm vào một hộp kem đông lạnh. Khi bạn đẩy thanh kim loại vào, lớp kem đó có khả năng chịu được phần nào tải trọng. Thanh kim loại càng cắm sâu vào lớp kem, thì nó càng chịu được nhiều tải trọng hơn. Điều này tương tự với đặc điểm làm việc của cọc ma sát. Một cọc ma sát chịu được tải trọng bao nhiêu là tỷ lệ trực tiếp với chiều dài của nó.
Tuy nhiên, trong thực tế, khả năng chịu lực của mỗi cọc ma sát là bao gồm ma sát hông kết hợp với sức kháng mũi.
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VIỆC LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH
Tải trọng công trình
Yếu tố đầu tiên cần xét đến chính là tải trọng công trình truyền xuống móng. Tải trọng này là tổ hợp của tĩnh tải và hoạt tải tác động lên công trình. Các tải trọng khác chẳng hạn như tải gió, động đất, tuyết, v.v. cũng được xét đến tùy theo vị trí công trình.
Giá trị tải trọng tùy thuộc vào loại kết cấu, số tầng nhà và loại vật liệu sử dụng. Số tầng nhà càng nhiều, tải trọng càng tăng.
Tải trọng công trình
Lựa chọn vật liệu xây dựng công trình chẳng hạn như bê tông cốt thép hoặc kết cấu thép cũng có tác động lên nền móng. Các công trình bê tông cốt thép có tải trọng xuống móng lớn hơn so với kết cấu thép.
Dựa trên sức chịu tải của đất và độ lớn tải trọng mà chúng ta xác định loại kết cấu nền móng cũng như diện tích đáy móng.
Đặc điểm đất nền
Đất là hỗn hợp của các phần tử rắn, nước và khí. Có nhiều loại đất như đất sét hoặc đất có tính trương nở, đất cát hay đất rời v.v. Lớp đất gần cao độ nền gọi là lớp đất mặt và dưới cao độ 300mm gọi là lớp đất sâu. Thường thì lớp đất sâu dùng làm đáy móng cho các công trình nhỏ.
Tuy nhiên, khảo sát địa chất cần được tiến hành để tìm hiểu đặc điểm lớp đất, cao độ mực nước ngầm, loại đất, chiều dày lớp đất và khả năng chịu tải của đất theo độ sâu, nhằm phục vụ cho các công trình lớn.
Tải trong công trình truyền xuống nền đất thông qua kết cấu móng, các lớp đất có khuynh hướng cố kết và móng sẽ bị lún. Quá trình cố kết này có thể xảy ra nhanh trong trường hợp đất rời (cát) và có thể mất thời gian dài đối với loại đất khác cho quá trình cố kết này.
Các loại đất nền
Độ lún dài hạn của móng trong đất cát có thể xảy ra thậm chí trước khi công trình được thi công hoàn thành. Đất có tính sét có thể giữ nước trong thời gian dài và vì vậy mà quá trình lún của nền sẽ diễn ra rất chậm, có khi đến hàng năm, đồng thời do lượng nước khá lớn trong loại đất này mà độ lún nền sẽ lớn.
Lún của nền móng gây ra vết nứt tường, dầm, sàn v.v. và công trình có thể sụp đổ khi độ lún quá lớn.
Khảo sát địa chất là cần thiết khi tải trọng công trình lớn và sức chịu tải của đất nền không thể ước tính được từ đặc điểm loại đất tại địa điểm xây dựng công trình.
Khảo sát địa chất cần được tiến hành để xác định các nội dung sau:
- Đặc điểm và chiều dày các lớp đất mặt
- Đặc điểm, chiều dày và địa tầng các lớp đất sâu
- Đánh giá khả năng chịu tải của đất
- Mực nước ngầm, đặc tính hóa học trong đất v.v.
- Hiện trạng cấu trúc trong đất hoặc điều kiện độc hại.
Đặc điểm kết cấu móng công trình lân cận
Việc lựa chọn phương án nền móng công trình có thể dựa vào các công trình lân cận có đặc điểm tương tự. Dựa vào đặc điểm làm việc của các công trình ấy sẽ có thêm cơ sở cho các giải pháp nền móng của công trình dự kiến.
Kết luận
Phương án nền móng phổ biến hiện nay là móng đơn, móng kết hợp, móng cọc và móng bè v.v. Việc lựa chọn dựa vào đặc điểm địa chất và tải trọng công trình truyền xuống. Các lựa chọn sẽ phụ thuộc vào mức độ phù hợp của các yếu tố kỹ thuật, và quan trọng nữa đó là chi phí.
Nếu bạn đang xây nhà, thì hiểu biết về các loại móng nhà sẽ giúp bạn yên tâm với độ vững chắc và an toàn của ngôi nhà.
Chúc bạn thành công.
