2 Phải bảo đảm việc khảo sát có độ chính xác cao, số lỗ khoan của mỗi ngôi nhà cao tầng riêng lẻ thường là không được ít hơn 5, trong đó số lỗ khoan khống chế tới tầng đá hoặc gần như đá không được ít hơn 2. Cự ly lỗ khoan phải căn cứ vào mức độ phức tạp của biến đổi tầng đất và tình hình cụ thể của công trình xây dựng hình dạng và kích thước mặt bằng hình thức kết cấu, độ lớn và phân bổ tải trọng và những yêu cầu đặc biệt để xác định, nhằm bảo đảm độ chính xác của các tài liệu thu được có thể đáp ứng đầy đủ yêu cầu của thiết kế móng.
Chú ý:
1 Trong bảng 1,H: là độ sâu đáy hố móng kể từ mặt đất;R: là độ dài tính từ mép móng ra 4 chung quanh.
2 Những công trình hiện hữu nằm trong phạm vi R cần phải khảo sát và đánh giá vềđộ bền, chuyển vị,biến dạng v.v.. do đào hố móng gây ra để có biện ùpháp bảo đảm an toàn chúng trong suốt quá trình thi công móng.Khi thực hiện công việc này có thể tham khảo tiêu chuẩn TCXDVN 373:2006 “Chỉ dẫn đánh giá mức độ nguy hiểm của kết cấu nhà”.
3 Phải bảo đảm độ sâu khảo sát cần thiết, độ sâu của lỗ khoan khống chế phải đáp ứng được yêu cầu về độ sâu của tầng chịu nén khi tính lún. Có thể lấy độ sâu của tỉ số giữa ứng suất thêm với ứng suất do trọng lượng bản thân bằng 0,1 làm giới hạn dưới của tầng chịu nén để xác định aZ = 0,1gZ. Thường nếu độ sâu của lớp đá gốc là không lớn thì độ sâu thăm dò cần xuống tới đá gốc.
Có thể tham khảo kinh nghiệm của nước ngoài cho trường hợp móng đơn và móng băng như kiến nghị nêu ở bảng 2.
Chú ý:
1 Khi xây dựng nhà cao tầng trên móng bè với tải trọng trên móng p = 400 - 600 KPa, thì chiều sâu khoan kể từ đáy móng theo [2] không được nhỏ hơn:
- Khi bề rộng móng bè B = 10m: không nhỏ hơn 1,3 - 1,6 B khi bè vuông và 1,6 - 1,8 B khi bè chữ nhật có tỷ số 2 cạnh h = 2;
- Khi bề rộng móng bè B = 20m: không nhỏ hơn 1,0 - 1,2 B khi bè vuông và 1,2 - 1,4 B khi bè chữ nhật có tỷ số 2 cạnh h = 2;
- Khi bề rộng móng bè B = 30m: không nhỏ hơn 0,9 - 1,05 B đối với bè vuông và 1,0 - 1,25 B khi bè chữ nhật có tỷ số 2 cạnh h = 2;
Đối với các trị trung gian của p, B , h thì độ sâu khoan xác định bằng nội suy.
4 Phải chú ý đến vận dụng tổng hợp và kiểm chứng lẫn nhau giữa các loại phương pháp thí nghiệm ở hiện trường và ở trong phòng, nhằm bảo đảm tính hoàn hảo và tính tin cậy của các tài liệu.
5 Với loại công trình xây dựng có diện tích và độ sâu đào rất lớn, phải tính đến việc quan trắc biến dạng đàn hồi của đáy hố móng để có được những tài liệu tin cậy hữu quan về mô hình biến dạng và mô đun tính toán của nền đất. Còn phải chú ý cung cấp các tài liệu về loại và tính chất nước ngầm, lượng nước phun trào, tính thấm nước của đất ở thành hố móng, độ dốc thủy lực và khả năng có thể sinh ra áp lực thủy động, v.v… để có thể tiến hành việc thiết kế thi công chống giữ và chống thấm cho thành và đáy hố móng.
3. Những yêu cầu đặc biệt trong việc đánh giá địa kỹ thuật đối với công trình móng
Đánh giá nền đất để xây dựng nhà cao tầng chủ yếu phải nhấn mạnh các nội dung sau đây:
1 Đánh giá tính ổn định lâu dài và tính ổn định chống động đất của toàn bộ vùng đất và đánh giá tính ổn định chống ăn mòn lâu dài trong điều kiện địa chất có tính ăn mòn. Bảo đảm khoảng cách tối thiểu của móng nhà cao tầng đối với các đứt gãy địa chất còn hoạt động theo tiêu chuẩn thiết kế trong vùng động đất.
2 Khi có thể sử dụng được nền đất tự nhiên thì phải đề ra được độ sâu chôn móng hữu quan và lựa chọn được tầng chịu lực thích hợp bao gồm khả năng chịu lực của nền đất và các chỉ tiêu cường độ hữu quan, đánh giá và kiến nghị về tính không đồng đều và mô đun biến dạng của nền đất.
3 Khi có thể sử dụng móng cọc thì phải nói rõ được độ sâu và độ dầy của tầng chịu lực ở mũi cọc có thể trong phạm vi độ sâu mà cọc vươn tới được, ước lượng về các chỉ tiêu lực ma sát của tầng đất, phán đoán xem có tồn tại tầng mềm yếu nằm dưới mũi cọc, đồng thời cũng đánh giá về sự tồn tại của tầng đất chưa kết thúc cố kết và khả năng phát sinh lực ma sát âm đối với cọc.
4 Căn cứ nhu cầu để đề ra việc đánh giá và kiến nghị hữu quan về hạ mực nước khi thi công, xử lý đáy hố, việc ổn định thành hố và ảnh hưởng đối với các công trình xây dựng ở lân cận.
5 Căn cứ vào yêu cầu đặc biệt của công trình hoặc điều kiện đặc biệt của địa chất để có những đánh giá và kiến nghị tương ứng.
4.Kinh nghiệm của CHLB Đức [2]
1Thông tin chung
Việc xây dựng những nhà cao tầng từ 100 đến 300m tại Frankfurk trên sông Main hình 1 trên nền địa chất khá phức tạp hình 2:đất sét tương đối yếu ở phía trên và các tầng đá vôi rỗng xốp/nứt nẻ ở phía dưới sâu.
Những vấn đề cơ bản khi xây dựng nhà cao tầng trên nền nén lún là:
- Độ lún, độ lún lệch và độ nghiêng không được vượt quá 0,001;
- Không hạn chế độ lún lớn nhất, nó được quyết định từ điều kiện sử dụng nhà;
- Đánh giá chính xác và tin cậy các điều kiện địa chất công trình của vùng xây dựng;
- Lựa chọn và có luận chứng qua tính toán lý thuyết kết cấu của móng tương ứng với điều kiện địa chất công trình và điều kiện chật hẹp của đất đô thị;
- Quan trắc trong quá trình thi công và khai thác công trình ;
- Bảo đảm việc thực hiện đầy đủ các quy định của cơ quan giám định.
2 Xác định các tính chất cơ lý của đất nền
Để nghiên cứu điều kiện địa chất công trình của địa điểm/vùng xây dựng và xác định các đặc trưng của đất nền tại nơi xây dựng và vùng tiếp cận đã khoan 10-20 lỗ khoan sâu từ 50-100 m. ít nhất một nửa số lỗ khoan có lắp thiết bị đo ở một số độ sâu khác nhau .Thí nghiệm đất trong phòng thực hiện trên máy nén 3 trục. Tất cả tài liệu này dùng để đánh giá độ tin cậy/ an toàn của nền và sức chịu tải của kết cấu được kiểm tra theo uỷ thác của cơ quan giám định thông qua các giám định viên chính thức và độc lập nhau theo nguyên tắc “4 mắt”một kỹ sư tư vấn và một kỹ sư giám định của cơ quan
quản lý nhà nước tại thành phố Frankfurt.
Theo Tiêu chuẩn Châu Âu EC – 7, phần 2, phụ lục về xây dựng nhà cao tầng, kiến nghị nên nghiên cứu đất nền đến độ sâu không nhỏ hơn Za hình 3 và hình 4.
Tuy nhiên kết quả thí nghiệm 3 trục hình 5 cũng không đủ để dùng trong giải pháp thiết kế cuối cùng. Cũng cần phải kể đến kinh nghiệm thiết kế những nhà cao tầng mới và những thành tựu mới nhất của cơ học đất ứng dụng.
Đặc biệt khi chọn mô hình tính nền nên kể đến ảnh hưởng của trạng thái ứng suất ban đầu tự nhiên cũng như tính không đồng nhất về biến dạng của đất nền theo chiều sâu z hình 6 theo quan hệ:
E z = E0 1 + a z 1
Trong đó: a - hệ số không đồng nhất.
Trong trường hợp này độ lún của móng nông xác định bằng phương pháp tổng theo công thức:
Qua các yêu cầu và ví dụ vừa nêu trên đây cho ta thấy rằng:việc đầu tư thích đáng cho công tác khảo sát địa kỹ thuật đã đưa lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật rất lớn cho việc xây dựng nhà cao tầng. Đó là bài học kinh nghiệm quý giá cho chủ đầu tư và nhà thiết kế Việt Nam để tránh rủi ro và tiềm ẩn hậu quả xấu do việc khảo sát địa kỹ thuật không đầy đủ và kém chất lượng gây ra cho nền móng nhà cao tầng đang được xây dựng rầm rộ ở các thành phố lớn.
Tài liệu tham khảo
1. PGS. TS.Nguyễn Bá Kế. Chủ biên. Móng nhà cao tầng. Kinh nghiệm nước ngoài. NXB Xây dựng, 2004.
PGS.TS.Nguyễn Bá Kế - Hội Cơ học đất và Địa kỹ thuật công trình