Nhà ở dân dụng là một trong những loại công trình được xây dựng phổ biến hiện nay. Mặc dù yêu cầu kỹ thuật không cao như nhiều loại công trình khác, nhà được xây ở những vùng đất yếu cần phải được ép móng tương đối phức tạp để giải quyết bài toán cụ thể. Do đó, hiện nay có rất nhiều loại bản vẽ móng cọc ép nhà dân đang được sử dụng trong thi công.
Móng cọc ép nhà dân là bộ phận nào?
Nhìn chung thì chủ đầu tư cũng cần có những hiểu biết về móng cọc để quá trình giám sát thi công diễn ra thuận lợi hơn. Về cơ bản thì móng cọc là bộ phận nằm trên đầu cọc có chức năng liên kết với đài và giằng móng để tạo thành khối móng hoàn chỉnh. Như vậy, móng cọc không phải là một bộ phận có chức năng đơn lẻ mà đóng vai trò quan trọng trong một hệ đài cọc nhằm giữ cho công trình luôn vững chãi.
Đài cọc sẽ bao gồm nhiều tim cọc và móng cọc. Tùy vào quy mộ cũng như độ cao công trình mà số lượng tim cọc trong đài sẽ khác nhau. Đài cọc là bộ phận có nhiệm vụ truyền tải trọng của toàn bộ cộng trình xuống tim cọc. Do đó, thông thường trong bản vẽ móng cọc ép nhà dân, kiến trúc sư thường chừa khoảng cách 15 phân từ tim tim cọc gần nhất đến mép đài để đảm bảo an toàn khi thi công.
Vì sao cần có bản vẽ móng cọc ép nhà dân?
Bản vẽ móng cọc ép nhà dân đóng vai trò quan trọng đối với quá trình xây dựng và hoàn thiện công trình. Bản vẽ càng chính xác thì lúc thi công phần móng càng vững chắc, có độ bền cao và chịu lực ổn định qua thời gian.
Tùy vào thực trạng nền đất xây dựng mà kiến trúc sư sẽ có những bản vẽ móng khác nhau. Bản vẽ được sinh ra để giải quyết những bài toán rất cụ thể như quy mô xây dựng công trình lớn, nền đất yếu hay nhà ở được xây trên địa hình lún. Đây chính là bản hướng dẫn nhà thầu chọn vật liệu cần thiết và thi công đúng loại móng, đúng tiêu chuẩn.
Bản vẽ móng cọc đặc biệt hữu ích trong suốt quá trình thi công hoàn thiện công trình. Nếu có vấn đề phát sinh, chủ đầu tư có thể dễ dàng biết được nguyên nhân, tìm được phương án khắc phục cũng như là truy cứu trách nhiệm nhanh chóng. Bản vẽ đúng tiêu chuẩn quyết định chất lượng móng, thứ quyết định 70% độ vững chãi của căn nhà sau khi được hoàn thiện.
Chia sẻ bản vẽ móng cọc ép nhà dân chuẩn
Bản vẽ đài móng cọc thấp
Đây là loại móng có thiết kế đài cọc nằm bên dưới mặt đất, loại móng này cũng được đặt sao cho lực ngang của móng có thể cân bằng với áp lực bị động của đất. Các cây cọc trong móng chỉ chịu nén, không chịu các tải trọng uốn.
Bản vẽ đài móng cọc cao
Móng cọc đài cao là loại móng có kết cấu đài cọc nằm cao hơn so với mặt đất. Chiều sâu của móng nhỏ hơn chiều cao của các thanh cọc. Khác với móng cọc đài thấp, móng cọc đài cao chịu cả 2 loại tải trọng là nén và uốn. Lúc này toàn bộ tải trọng ngang và dọc đều sẽ do các cọc trong móng chịu tải.
Bản vẽ móng băng
Thiết kế móng băng có dạng dàn trải nên công trình có khả năng chịu lực tốt, lún đều mà không bị nứt rạn. Loại móng này phù hợp với đại đa số các căn nhà nhiều tầng được xây trên nền đất yếu (trù những công trình lớn được chỉ định sẵn). Hầu hết móng băng đều được cấu tạo từ vật liệu bê tông cốt thép nhằm mang đến độ gắn kết và khả năng chịu lực cao.
Móng băng thường nông hơn các loại móng khác với chiều sâu chỉ khoảng 2 – 3 m. Trường hợp xây những công trình nhiều tầng thì chiều sâu móng tối thiểu là 5 m. Các móng có thể nằm độc lập hoặc cắt nhau để tăng sức chống đỡ tường hoặc cột. Móng có thể được xếp xung quanh hoặc đào song song mép công trình.
Bản vẽ móng đơn
Móng đơn có thiết kế đơn giản nhất trong các loại móng được sử dụng trong xây dựng nhà ở dân dụng hiện nay. Loại móng này có các hình dáng là hình vuông, hình chữ nhật hoặc hình tròn. Ba loại móng đơn phổ biến là: móng cứng, móng mềm và móng hỗn hợp.
Ưu điểm lớn nhất của móng đơn đó là kích thước và hình dáng móng có thể được điều chỉnh dễ dàng tùy theo công trình được xây. Do đó, loại móng này không chỉ được ứng dụng trong xây dựng nhà ở dân dụng mà cả nhà xưởng hay nhà trọ. Bên cạnh đó, ưu điểm khác cần kể đến là giá trình móng đơn tương đối rẻ hơn các loại móng khác.
Bản vẽ móng bè
Móng bè là loại móng có diện tích và kích thước lớn nhất phù hợp với các nền đất yếu với đất mềm chiếm hơn 75% diện tích đất nhà. Loại móng này phù hợp với các hạng mục nhà ống, nhà ba tầng trở lên vì có khả năng chống sụt lún rất hiệu quả.
Bản vẽ móng cọc
Trong các loại bản vẽ móng cọc ép nhà dân thì đây là loại móng có kết cấu khác biệt nhất. Phần đài bao gồm nhiều cọc bê tông đóng sâu xuống đất được thiết kế được truyền tải trọng xuống nền đất cứng hơn. Ngoài cùng có thể thay thế bằng cọc tre hoặc cọc tràm để giảm chi phí thi công. Đây là loại móng cọc được sử dụng rất phổ biến trong thi công nhà dân hiện nay.
Bản vẽ móng cọc nhà 2 tầng
Móng cọc được dùng trong các trường hợp thi công nhà 2 tầng trên các địa hình phức tạp. Ngoài ra, móng cọc sử dụng cho xây dựng biệt thự tại các nền đất yếu chẳng hạn như gần vùng có ao, hồ hay đất vườn. Lúc này, phương án sử dụng móng cọc chính là tối ưu nhất. Thông thường, khi thiết kế công trình nhà 2 tầng nhà dân thường sẽ không có khảo sát địa chất vì thế lựa chọn sao cho số lượng cọc phù hợp, không lãng phí là cực kỳ quan trọng. Số lượng cọc trên đài sẽ dựa vào phần tải trọng truyền vào độ sâu, đầu cột chôn móng.
Tuy vậy, độ sâu của phần móng sẽ không bị ảnh hưởng quá nhiều đến các quyết định số lượng cọc. Thay vào đó, số cọc được tính theo công thức sau:
- Số cọc = 1,2-1,5 tấn/m2 x diện tích chịu tải của cột x hệ số mô men 1,2 x số tầng
Bản vẽ móng cọc nhà 3 tầng
Bản vẽ đầu tiên thể hiện chi tiết các thông số có liên quan đến cọc như số lượng, vị trí đặt cọc, độ sâu dự kiến, các chi tiết đập độc lập, chi tiết ép cọc âm. Ngoài ra, còn một số các thông số khác như trong bảng ghi chú. Tiết diện cọc bê tông cốt thép sẽ là 200 x 200 mm. Có 40 cọc được sử dụng trong bản vẽ này với mỗi cọc chịu được tải trọng là 20 tấn.
Khi thi công, lực ép đầu cọc tối thiểu sẽ là 40 tấn và tối đa sẽ là 50 tấn. Cần ép cọc đến mức tối đa cho đến khi đủ độ chối. Dự kiến chiều dài của các cọc là 8m, có thể dài hơn tùy vào thông số kết quả của việc khảo sát địa chất. Thông số đập đầu cọc là 40cm. Đối với các công trình thi công trong những khu dân cư đông đúc, nhiều nhà xung quanh, nền đất khá yếu thì việc ép cọc cần thực hiện các biện pháp an toàn.
Các chất liệu thường được sử dụng để tạo nên móng cọc
Móng cọc chất liệu thép
Đây chính là mẫu cọc thông dụng nhất, nó thích hợp cho các công trình tạm thời lẫn lâu dài. Nổi bật nhất với diện tích cắt ngang tương đối nhỏ, cùng cường độ cao, cọc sẽ dễ dàng được cắm sâu và chắc chắn vào nền đất. Tuy nhiên, điểm trừ của loại móng làm từ chất thép này chính là dễ bị ăn mòn. Nếu gia chủ không xử lý tốt chúng sẽ xảy ra hiện tượng bị ăn mòn sắt, gây ảnh hưởng lớn đến độ bền vững của toàn bộ công trình.
Móng cọc chất liệu bê tông
Cấu tạo của mẫu móng cọc này chính là 1 khung thép và lớp bê tông. Nó thường có hình trụ, chiều dài từ 4 – 6m. Một khung thép được đổ một lớp bê tông lên, giá thành móng cọc này khá hợp lý, chi phí thi công, vật liệu thông dụng và cũng tương đối rẻ. Vì thế, móng cọc bê tông được sử dụng khá phổ biến hiện nay.
Móng cọc dạng khoan
Đây là một dạng móng cọc hình thành bằng cách đưa một mũi khoan lớn xuống lớp đất nền. Nó cắm sâu vào lòng đất tạo nên một lỗ hổng, sau đó sẽ tiến hành đưa cọc vào các khoảng trống đó. Nó cũng được đúc bê tông trực tiếp trong khoảng trống. Đây được gọi là cọc cố định, nó không thể di chuyển như các mẫu cọc khác.
Móng cọc ma sát
Dạng móng cọc giúp truyền tải lực thông qua ma sát bề mặt với các loại đất nền xung quanh. Từ đó, nó nén lực tạo nên điểm cố định trong lòng đất giúp giữ cân bằng trong quá trình thi công, xây dựng nhà ở,… Cọc được định hướng đến 1 độ sâu nhất định, đảm bảo sức chứa được phát triển ở phía trên cọc bằng với tải trọng đến trên cọc.
Móng cọc chất liệu gỗ
Đây là một loại vật liệu, phương pháp thi công cơ bản, đầu tiên nhưng cũng thông dụng nhất. Có thể sử dụng các loại cọc gỗ như: cừ tràm, bạch đàn,… Cọc gỗ không chỉ có chi phí thấp, nó còn rất thích hợp cho các loại nền đất yếu, có bùn và độ sạt lở cao. Tuy nhiên, nó cũng chỉ phù hợp cho các công trình nhỏ.
Móng cọc composite
Cọc composite hay còn được biết đến là cọc đồng Composite, là một trong những loại cọc có sự kết hợp giữa các vật liệu khác nhau. Ví dụ như, một phần của cọc làm từ cừ tràm khi lắp đặt trên mặt đất nước sẽ có thể đe dọa sự tấn công cũng như phân hủy của côn trùng. Vì thế, để tránh điều này, người ta sử dụng cọc bê tông hoặc cọc thép trên mực nước ngầm, trong khi phần cọc gỗ được lắp dưới mực nước ngầm.
Móng cọc điều khiển
Cọc điều khiển hay còn có thể gọi là cọc có di chuyển được bởi trong suốt quá trình cắm cọc vào đất, đất sẽ chuyển động một cách thẳng đứng khi trục cọc rơi xuống đất. Điều này có thể tồn tại một thành phần chuyển động của đất theo hướng thẳng đứng. Do đó, cọc được gọi là cọc di chuyển.
Sức chịu tải của móng cọc
Sức chịu tải của bộ phận này phụ thuộc nhiều yếu tố như:
Tiết diện của cọc
Các loại nhà ở gia đình bình thường sẽ có tầng khá thấp (từ khoảng 2 – 7 tầng), tải trọng truyền xuống phần móng vì thế cũng không quá lớn (chỉ khoảng 50 – 100 tấn). Do đó thông thường cọc sử dụng cho các mẫu nhà dân là loại cọc ép có tiết diện 200×200. Bê tông cấp độ bền B15, B20, cốt thép dọc 4D14, nhóm CB300-V, các đoạn cọc sẽ có chiều dài khoảng 4 – 6 m.
Lực ép khi thi công móng cọc
Cọc ép 200×200 thường có sức chịu tải theo vật liệu vào khoảng 50T (500kN). Khi tải trọng ép lớn hơn giá trị này, nó có thể dẫn tới vỡ đầu cọc. Do đó, người thi công cần lưu ý thông số Pmax = 50T (giá trị lực ép tối đa khi thi công cọc, bạn cần phải ghi chú giá trị này trong bản vẽ).
Cọc cần được ép đến lớp đất tốt. Khi đó, sức kháng của đất sẽ tăng lên nên lực ép cũng cần tăng lên thắng được sức kháng của đất. Và vì thế lực ép khi thi công cọc sẽ phản ánh sức chịu tải của cọc. Thông thường lực ép tối thiểu khi thi công sẽ vào khoảng Pmin= 40T (giá trị lực ép tối thiểu đảm bảo sức chịu tải của các cây cọc như mong muốn).
Chiều dài của cọc
Chiều dài của những thanh cọc được quyết định sau khi ép thử một cọc tại hiện trường thi công. Thông thường, các nhà thầu ép cọc sẽ ép cho đến khi nào tải trọng ép Pmax (cọc không thể xuống được nữa và tải trọng ép tăng dần cho đến Pmax). Trong bản vẽ cần có ghi chú về chiều dài cọc dự kiến sử dụng, nói rõ chiều dài cọc sẽ được quyết định cụ thể sau khi ép thử 1 cọc tại hiện trường.
Sức chịu tải của cọc
Sức chịu tải của các cây cọc được lựa chọn căn cứ vào sức chịu tải theo nguyên vật liệu và lực ép cọc. Với các chỉ định Pmin = 40T và Pmax = 50T thì bạn có thể sử dụng giá trị sức chịu tải cực hạn Rcu = 40T, sức chịu tải thiết kế cho một thanh cọc đơn là Rcd = 20T.
Những vướng mắc liên quan đến bản vẽ móng cọc ép nhà dân
Như đã nói, không phải bản vẽ móng cọc ép nhà dân nào cũng giống nhau. Nguyên nhân là địa chết mỗi khu vực mỗi khác và diện tích xây dựng không phải lúc nào cũng vuông vực. Như vậy, hai vấn đề được đặt ra đó là:
- Không khảo sát địa chất trước khi thực hiện bản vẽ móng cọc.
- Giải quyết bài toán đài cọc lệch tâm.
Trong đó, khảo sát địa chất là khâu rất quan trọng đảm bảo độ bền và độ an toàn của công trình. Nguyên nhân là vì nếu không khảo sát địa chất thì không thể tính toán chính xác sức chịu tải của cọc cũng như chọn kết cấu móng cọc phù hợp.
Một vấn đề khác đó là nhà dân tại thành phố thường là nhà xây chen với hai bên và phía sau đều tiếp giáp với công trình khác. Với diện kiểu xây nhà sát nhau như vậy thì tâm phần cột và phần móng ở biên chắc chắn sẽ lệch nhau. Với cột móng và tim cột lệch nhau thì sẽ có một mô-men lệch tâm và nếu không tính toán con số này thì rất khó để xác định kết cấu móng nhà phù hợp.
Bài toán thiết kế móng cọc ép nhà dân
Để vẽ nên bản thiết kế móng cọc ép là điều không hề dễ dàng. Kiến trúc sư phải cùng lúc giải những bài toán sau:
- Xác định mặt bằng đài cọc và số lượng cọc tương ứng.
- Tính toán chiều cao đài cọc.
- Tính toán cốt thép giằng móng và đài cọc.
Để xác định số lượng cọc và mặt bằng đài cọc, kiến trúc cần phải tính sơ bộ số lượng cọc dựa trên tải trọng chân cọc. Sau đó, thực hiện bố trí trên mặt bằng và kiểm tra mức độ chịu tải trọng của từng cọc.
Trong khi đó, chiều cao đài cọc sẽ được xác định dựa trên: khả năng chống chọc thủng đài cọc, hàm lượng cốt thép hợp lý và áp lực đất bị động lên thành đài cọc cân bằng lực cất chân cột.
Một số vấn đề gia chủ cần lưu ý
Lịch sử địa chất khu vực xây nhà
Để hoàn thiện phần móng nhà có khả năng chịu lực tốt và đảm bảo tính an toàn cho công trình thì khảo sát là khâu không thể bỏ qua. Gia chủ nên tham khảo thông tin địa chất khu vực lô đất xây nhà cũng như là bản vẽ thiết kế móng của các nhà gần đó. Đặc biệt, nên khoan thăm dò để xác định đúng điều kiện đất nơi xây nhà để đề ra phương án ép móng phù hợp nhất.
Khoảng cách tối thiểu từ mép cọc đến biên công trình
Để giảm mô-men lệch tâm thì cọc được ép càng gần tim cột càng tốt. Tuy nhiên, giới hạn kỹ thuật hiện nay đó là thiết bị áp cọc cần một khoảng nhất định để thao tác. Do đó, sẽ luôn có một khoảng cách tối thiểu giữa mép cọc với phần biên công trình được thi công.
Ngoài ra, khi định ép cọc móng thì gia chủ cũng phải lường trước việc các nhà bên cạnh cũng sử dụng móng, Tim cọc ngoài cùng của các nhà liền kề phải đảm bảo khoảng cách tối thiểu để không làm ảnh hưởng đến sức kháng của ma sát thành bên. Kiến trúc sư cần phải nắm được vấn đề này để tính toán chính xác nhằm tránh tình trạng bỏ qua độ lệch tâm khi thực hiện bản vẽ móng cọc.
Phương pháp ép neo và chỉ số áp lực của máy ép
Theo định luật Vật lý, khi ép cọc xuống đất thì nền đất sẽ sinh ra một phản lực ngược lại bằng đúng lực của máy ép. Khi đó, đối trọng chính là nhân tế quan trọng để giữ cho hệ ép cân bằng dưới lực tác động của đầu cọc.
Để giữ hệ ép cân bằng thì có nhiều cách, trong đó sử dụng đầu neo khoan sâu vào đất là cách làm phổ biến nhất. Dưới sự hỗ trợ của hệ neo, máy ép sẽ không bị bật lên khi thực hiện công tác ép cọc xuống đất.
Bên cạnh đó, nhà thầu còn sử dụng đồng hồ đo áp lực để kiểm soát lực ép đầu cọc. Một cách khác để kiểm soát lực áp đó là tra cứu tải trọng ép ghi trong bảng kiểm định thông tin về máy.
Ảnh hưởng của việc thi công ép móng đến nhà liền kề
Một trong những vấn đề cần xem xét đó là việc ép cọc căn nhà của mình làm ảnh hưởng đến những nhà xung quanh. Tác động thường gặp nhất đó nhà bên cạnh bị nứt tường do bị chèn lớp đất bề mặt.
Việc đánh giá nguy cơ gây ảnh hưởng không hề dễ dàng nếu không muốn nói là bất khả thi vì nhiều nguyên nhân. Tuy nhiên, khi thi công nhà thì gia chủ cũng nên có biện pháp phòng tránh khả năng ảnh hưởng. Cụ thể là sử dụng phương pháp khoan dẫn trước khi ép được xem là biện pháp phòng ngừa tình trạng này.
Nguy cơ lún khi cọc ép quá ngắn
Như đã nói, việc khảo sát địa chất quyết định chất lượng công trình sau khi được hoàn thiện. Đã có trường hợp vì không khảo sát địa chất nên kiến trúc sư không dự đoán được chiều ài áp cục phù hợp. Bên cạnh đó, để tiết kiệm chi phí mà nhiều người chỉ ép cọc rất ngắn (khoảng 2m đến 5m). Kết quả là kích thước của đáy khối móng bé hơn mức cần thiết.
Hậu quả của việc ép cọc quá ngắn đó là dẫn đến tình trạng lún lệch một bên đài cọc khiến công trình bị nghiêng gây nguy hiểm. Nếu không thể đảm bảo chiều dài cọc thì giải pháp chính là tăng số lượng cọc và mở rộng kích thước đài cọc để đảm bảo độ vững chãi của phần móng.
Nhìn chung, để hoàn thiện bản vẽ móng cọc ép nhà dân là điều không hề đơn giản. Những thông tin mà Nội Thất Điểm Nhấn bài viết truyền tải chỉ có tính chất tham khảo, do đó bạn nên thuê kiến trúc sư giàu kinh nghiệm để đánh giá, đo đạc và tính toán chính xác cho phần móng nhà mình.
Xem thêm các bài viết tại mục Tin Tức để có thêm các thông tin hữu ích.
