Phương pháp gia cố nền móng

Không thể phủ nhận tầm quan trọng của nền móng của bất kỳ một công trình xây dựng nào. Nó được coi là yếu tố tối quan trọng trong việc thiết kế và thi công nhà ở. Một ngôi nhà muốn đẹp, muốn vững chắc thì móng phải chắc, phải an toàn. Yếu tố an toàn là yếu tố đầu tiên và là yếu tố tiên quyết quan trọng nhất khi xây dựng bất kỳ công trình nào. Dù là nhà ở dân sinh hay các công trình công cộng, các công trình mang tính thương mại.

Gia cố nền móng là biện pháp sửa chữa, khắc phục và cải thiện tình trạng của nền móng công trình. Việc gia cố nền móng thật sự cần thiết nhằm tăng cường kết cấu nền móng của một công trình hiện hữu. Biện pháp này bao gồm việc lắp đặt các gối đỡ tạm thời hoặc vĩnh viễn vào kết cấu móng hiện có. Để đạt được khả năng chịu lực mong muốn.

Khi nào cần gia cố nền móng?

Móng là bộ phận nằm dưới cùng của công trình, có chức năng chính là chịu sức ép của toàn bộ công trình, giúp ngôi nhà luôn chắc chắn, kiên cố. Sau một thời gian sử dụng, móng nhà xuất hiện tình trạng bị xuống cấp như lún, lõm, nứt móng,…

Nguyên nhân khiến móng nhà bị xuống cấp có thể là do độ sâu móng không phù hợp, không đạt tiêu chuẩn kỹ thuật khi xây móng, kết cấu nhà không phù hợp,…

Gia cố móng

Yếu tố để lựa chọn phương pháp gia cố

Biện pháp gia cố nền móng được lựa chọn tùy thuộc vào 3 yếu tố chính:

• Tuổi thọ
• Các thay đổi trong quá trình sử dụng
• Hiện trạng kết cấu

Tuổi thọ công trình

Các công trình được phân loại theo tuổi thọ để làm cơ sở lựa chọn biện pháp gia cố nền móng.

• Kết cấu cổ xưa: lớn hơn 150 năm
• Kết cấu hiện thời: từ 50 đến 150 năm
• Kết cấu hiện đại: ít hơn 50 năm

Đặc điểm thay đổi tác động lên công trình

Có 3 loại thay đổi công trình để làm cơ sở chọn lựa biện pháp gia cố nền móng.

Chuyển đổi công năng

Công năng công trình thay đổi, kết cấu nền móng cần có khả năng chịu lực tốt hơn. Trường hợp này xẩy ra nhiều nhất khi gia chủ muốn nâng tầng, mở rộng nhà.

Công tác bảo đảm an toàn

Các vấn đề sau đây khiến công trình phải thực hiện các biện pháp bảo đảm an toàn:

• Kết cấu nền móng hiện tại không đủ khả năng chịu lực hay không ổn định.
• Thi công hố đào sâu lân cận làm ảnh hưởng đến địa tầng dưới móng công trình.
• Cần gia cố nền móng công trình trước những thiên tai.
• Yêu cầu phát sinh kết cấu tầng hầm bên dưới công trình hiện có.

Công tác khắc phục

• Sai sót trong thiết kế nền móng ban đầu làm công trình bị lún

• Cải tạo sử dụng công trình thay vì xây mới

Hiện trạng kết cấu cần thiết phải tiến hành gia cố nền móng

Có nhiều lý do cho việc kỹ sư thiết kế đề xuất tiến hành gia cố nền móng nhằm duy trì sự ổn định của kết cấu phần than, chẳng hạn như:

• Cọc gỗ dùng cho công trình mất dần khả năng chịu lực, gây ra độ lún cho công trình. Tình trạng này sinh ra là do biến động độ sâu mực nước ngầm.
• Mực nước ngầm biến động cũng có thể làm giảm khả năng chịu lực của lớp đất dưới móng, làm kết cấu bị lún.
• Công trình được xây trên lớp đất có khả năng chịu tải kém, không đảm bảo được tải trọng công trình truyền xuống và gây ra lún…

Các biện pháp gia cố nền móng

Có 3 biện pháp chính để gia cố nền móng

• Biện pháp cơ học
• Biện pháp vật lý
• Biện pháp hóa học

Biện pháp cơ học

Bao gồm nhiều phương pháp đầm chặt, các loại cọc, phương pháp thay đất, phương pháp nén trước, vải địa kĩ thuật...

Biện pháp vật lý

Bao gồm các phương pháp hạ mực nước ngầm, giếng cát, bấc thấm...( Biện pháp này mục đích giảm thiểu lượng nước ảnh hưởng tới móng)

Biện pháp hóa học

Bao gồm các phương pháp keo kết đất bằng xi măng, vữa xi măng, silicat hóa, điện hóa....

Các phương pháp gia cố nền móng

Dưới đây là các phương pháp khác nhau cho công tác gia cố nền móng:

• Phương pháp gia cố bằng cách đổ bê tông khối dưới móng (phương pháp đào hố)
• Phương pháp gia cố bằng cọc kích thước nhỏ
• Phương pháp gia cố bằng cọc
• Phương pháp gia cố bằng dầm gánh
• Phương pháp gia cố bằng dầm và móng trụ
• Phương pháp gia tải trước

Cho dù phương pháp nào được chọn để gia cố nền móng công trình, tất cả đều tuân theo một nguyên tắc chung. Đó là mở rộng kết cấu móng hiện hữu theo chiều dài hoặc chiều rộng. Và đặt kết cấu móng này lên lớp địa tầng tốt hơn. Điều này giúp phân bố tải trọng lên một diện tích lớn hơn.

Lựa chọn phương pháp gia cố là tùy thuộc vào điều kiện địa chất và chiều sâu chôn móng cần thiết.

Phương pháp gia cố móng bằng cách đổ bê tông khối dưới móng (Phương pháp đào hố)

Phương pháp gia cố bằng cách đổ bê tông khối dưới móng là phương pháp truyền thống.  Nó được áp dụng qua nhiều thế kỷ khi gia cường kết cấu nền móng. Phương pháp này sẽ mở rộng kết cấu móng cũ bằng cách đào tới lớp địa tầng ổn định.

Lớp đất dưới đáy móng hiện hữu được đào bỏ theo trình tự có kiểm soát theo từng giai đoạn hoặc chống giữ. Khi đào tới lớp đất phù hợp, hố đào được đổ đầy bê tông và được giữ cho đông kết trước khi tiến hành đào hố tiếp theo.

Gia cố bằng cách đổ bê tông khối dưới móng

Đối với các vấn đề nền móng phức tạp hơn, các phương pháp ưu việt hơn được lựa chọn.

Phương pháp gia cố bằng cọc kích thước nhỏ

Phương pháp này có thể được thực hiện khi tải trọng từ móng cần phải truyền xuống lớp đất nằm ở độ sâu lớn hơn 5m. Phương pháp này có thể áp dụng cho đất có tính chất phức tạp, không gian tiếp cận bị hạn chế và phát sinh các vấn đề ô nhiễm môi trường.

Đường kính cọc từ 150 đến 300mm được ép vào đất. Cọc có thể bằng bê tông hoặc thép.

Phương pháp gia cố bằng cọc

Phương pháp này sẽ thêm các cọc trên các cạnh kề nhau của tường đang đặt trên móng yếu. Một khối bê tông liên kết xuyên qua tường, liên kết với các cọc như trên dưới.

Phương pháp gia cố móng bằng cọc

Khối bê tông này làm việc như đài cọc. Móng bị lún trên đất ngập nước hay đất có tính sét có thể được xử lý bằng phương pháp này.

Phương pháp gia cố bằng dầm gánh

Hình bên dưới minh họa cấu tạo của phương pháp gia cố bằng dầm gánh. Nó là phương pháp nâng cao từ phương pháp đào hố. Phương pháp này có thể được áp dụng trong trường hợp nào? Nếu kết cấu móng chỉ có thể mở rộng theo một chiều và trên mặt bằng có các cột bên trong vững chắc.

Ưu điểm của phương pháp dầm gánh:

• Thi công nhanh hơn phương pháp truyền thống
• Chỉ tiếp cận kết cấu từ một phía
• Khả năng chịu tải trọng cao

Nhược điểm:

• Nếu móng hiện hữu nằm sâu, việc đào đất là không kinh tế
• Hướng tiếp cận bị giới hạn, công năng sử dụng của dầm gánh cũng bị hạn chế.

Biện pháp gia cố nền móng bằng dầm gánh

Phương pháp gia cường bằng dầm và móng trụ

Phương pháp này còn được triển khai áp dụng sau Thế Chiến 2. Phương pháp này ra đời vì phương pháp dùng bê tông khối không thể làm việc hiệu quả cho móng có chiều sâu lớn.

Phương pháp này khả thi cho hầu hết các điều kiện địa chất. Ở đây dầm bê tông cốt thép được đổ tại chỗ để truyền tải trọng vào móng trụ bê tông bên dưới như minh họa ở hình dưới.

Phương pháp gia cố móng bằng dầm và móng trụ

Kích thước và chiều cao dầm tùy theo điều kiện đất nền và tải trọng truyền xuống. Phương pháp này khá kinh tế cho móng có chiều sâu ít hơn 6m.

Phương pháp gia tải trước

Phương pháp này áp dụng cho móng băng hoặc móng đơn. Phù hợp với công trình có từ 5 đến 10 tầng.

Trong phương pháp này, đất được đầm nén cho đến khi ở cao độ đào đất, đất nền chịu được một tải trọng đã định trước. Công tác đầm nén được thực hiện trước khi tiến hành gia cố nền.

Yêu cầu đặt ra là cần giảm thiểu tiếng ồn và tác động ảnh hưởng do hoạt động đầm nén. Phương pháp này không thể áp dụng cho móng bè.

Kết Luận

Quyết định biện pháp gia cố nền móng dựa vào quan sát thực tế. Khi kết cấu bắt đầu cho thấy những thay đổi nhất định. Chẳng hạn như độ lún công trình hoặc nứt tường, nứt dầm, nứt sàn hay bất kỳ tình trạng bất thường nào khác. Lúc đó nhất thiết phải tiến hành kiểm tra độ thẳng đứng và cao độ công trình theo định kỳ. Tần suất kiểm tra tùy thuộc vào mức độ nghiêm trọng của độ lún đang hiện hữu.

Trước khi tiến hành thi công kết cấu ngầm công trình, các chuyên gia phải khảo sát địa chất. Mục đích là xác định khả năng chịu lực của đất nền. Dựa trên báo cáo khảo sát địa chất, các chuyên gia quyết định biện pháp gia cố nền móng.

Trong các công trình được đầu tư thiết kế bài bản, thì thí nghiệm khảo sát địa chất được thực hiện ngay từ đầu. Lúc đó các kỹ sư kết cấu sẽ tính được sức chịu tải của đất nền, và lựa chon giải pháp nền móng phù hợp.

Nếu bạn đầu tư thiết kế kết cấu bài bản trước khi toàn bộ công trình đã được xây lên, thì sẽ giúp tránh được việc phải gia cố nền móng sau này.