Nền móng công trình

Tệp này tóm tắt những kiến thức cơ bản về nền móng công trình, bao gồm:

• Các định nghĩa và khái niệm cơ bản: Nền móng là phần công trình làm việc chung với đất bên dưới, chịu tải trọng từ công trình truyền xuống.
• Mục tiêu tính toán nền móng: Đảm bảo an toàn tuyệt đối cho công trình, khả thi và giá thành rẻ nhất.
• Các loại móng:
  • Móng nông: Mở rộng chân cột hoặc đáy công trình, không xét lực ma sát xung quanh. Bao gồm móng đơn, móng phối hợp, móng băng, móng bè.
  • Móng sâu: Độ sâu chôn móng lớn hơn chiều sâu tới hạn, có xét thành phần ma sát giữa đất và thành móng. Bao gồm móng trụ, móng cọc, móng barrette.
  • Móng nửa sâu: Độ sâu chôn móng nhỏ hơn chiều sâu tới hạn nhưng không phải móng nông.
  • Móng đặc biệt: Sửa chữa, gia cường nền móng cho các công trình cũ.
• Các loại nền:
  • Nền tự nhiên: Các lớp đất có kết cấu tự nhiên, chịu tải trực tiếp từ móng.
  • Nền nhân tạo: Các lớp đất được cải tạo để nâng cao khả năng chịu lực bằng các biện pháp như đệm vật liệu rời, gia tải trước, cọc vật liệu rời, cọc đất trộn vôi/xi măng, điện thấm, phụt vữa xi măng, hoặc tăng cường vật liệu chịu kéo (đất có cốt).
• Vấn đề biến dạng của nền và lún của móng:
  • Ảnh hưởng của độ lún: Gây giảm độ cao mặt nền, ảnh hưởng hệ thống thoát nước, gia tăng nội lực trong khung nhà, gây nứt nẻ.
  • Các thành phần tổng độ lún: Lún tức thời (đàn hồi), lún cố kết (phụ thuộc thời gian và thoát nước), lún thứ cấp (từ biến).
  • Các phương pháp tính lún:
    • Phương pháp tổng phân tố với đường quan hệ e-σ’: Chia vùng nén lún thành nhiều lớp nhỏ để tính lún, dựa vào kết quả thí nghiệm nén ép không nở hông.
    • Tính lún theo đường quan hệ e-logσ’: Áp dụng cho đất dính bão hòa nước có hệ số thấm bé, dựa trên lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi và thí nghiệm cố kết. Giới thiệu khái niệm ứng suất tiền cố kết (σp’) và tỷ số tiền cố kết (OCR).
    • Lý thuyết bán không gian đàn hồi: Xem đất nền như vật thể đàn hồi để tính lún, phù hợp cho móng băng kích thước lớn hoặc đất cố kết trước. Cung cấp các công thức và bảng giá trị hệ số α để tính độ lún lớn nhất, trung bình và độ lún ở góc móng. Đưa ra các tương quan thực nghiệm về module biến dạng E và hệ số Poisson μ cho các loại đất khác nhau.
    • Phương pháp lớp đàn hồi (TCXD 45-78 và SNIP): Áp dụng khi có tầng cứng bên dưới hoặc móng có kích thước lớn và module biến dạng của đất nền cao. Cung cấp các công thức, hệ số điều chỉnh (M, kc, km, k) và cách xác định chiều dày tính toán H.
• Độ nghiêng của móng riêng lẻ: Xác định theo phương pháp lớp biến dạng tuyến tính khi móng chịu tải lệch tâm.

Tóm lại, tài liệu cung cấp cái nhìn tổng quan về nền móng, các loại nền, các yếu tố cần xem xét khi thiết kế (an toàn, kinh tế), và đặc biệt là các phương pháp tính toán độ lún của móng chi tiết với các công thức và bảng tra cứu đi kèm.

Trong giai đoạn đẩy nhanh phát triển công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước Việt Nam, chúng ta đã, đang và sẽ xây dựng rất nhiều công trình ngày càng cao hơn, sâu hơn, lớn hơn và nặng hơn. Hàng loạt các phương thức xây dựng nền móng mới được đưa vào Việt Nam từ thập niên 90 vừa qua như: móng barrette, cọc nhồi đường kính lớn, gia tải kết hợp với bấc thấm, vải địa kỹ thuật, gia tải bằng hút chân không, cọc đất trộn vôi – xi măng, cọc cát được tạo trong nền đất bằng đầm rung nén đất và tạo lỗ để nhồi đá hoặc cát,… Đã có không ít tài liệu mới giới thiệu nguyên lý tính toán cũng như các biện pháp thi công cho các kỹ thuật nền móng mới này.

Không ít công trình nền móng hư hỏng trong quá trình thi công hoặc khai thác sử dụng, vấn đề nền móng luôn làm khó kỹ sư công trình đã thúc đẩy chúng tôi viết quyển sách này. Mặt khác, trong giai đoạn hiện nay, các kỹ sư có thể tham khảo các quy phạm xây dựng Việt Nam cùng khá nhiều quy phạm của các nước tiên tiến để tính toán nền móng. Các quy phạm ra đời vào các thời điểm khác nhau, tương ứng với các mức độ phát triển lý thuyết và công nghệ xây dựng khác nhau nên có nhiều điểm không tương đồng đã gây khó khăn không ít cho các kỹ sư công trình làm công tác thiết kế nền móng. Thêm vào đó, Nền móng là môn học bán thực nghiệm nên có rất nhiều bổ sung thực nghiệm từ tổng hợp các kết quả thí nghiệm, từ tổng kết kinh nghiệm của nhiều công ty xây dựng hàng đầu trên thế giới và của nhiều quốc gia, nên mỗi cách tính thường có dấu ấn của từng quốc gia riêng biệt đó lại là đặc điểm phong phú của ngành nền móng công trình.