Móng cọc là loại móng được dùng phổ biến nhất trong các công trình ngày nay. Vậy đây là loại móng như thế nào? Cần thiết kế và thi công móng cọc sao cho đúng chuẩn? Tất cả sẽ được Trang Kim giải đáp chi tiết trong bài viết sau.
Mục lục
Móng cọc là gì?
Móng cọc là một loại móng rất thông dụng, thường dùng cho các công trình xây dựng trên nền đất yếu, có độ sụt lún lớn và dễ sạt lở. Nguyên lý hoạt động của móng cọc là truyền tải trọng của công trình đến sâu trong các lớp đất đá dưới lòng đất và xung quanh công trình. Nhờ đó, phần đất đá ngay dưới móng cọc sẽ được nén lại, hỗ trợ nền đất ổn định hơn, đảm bảo độ chịu lực, chắc chắn, an toàn, không bị tình trạng sụt lún hay nghiêng lệch.
Cấu tạo của móng cọc
Móng cọc có cấu tạo gồm 2 phần: cọc và đài cọc.
Cọc là phần có thân trụ dài, được đóng vào lòng đất. Một số loại cọc thường dùng có thể kể đến cọc gỗ, cọc thép, cọc bê tông cốt thép và loại hỗn hợp.
Các cọc được liên kết với nhau bởi đài cọc nhằm phân bố đều tải trọng của công trình lên hệ thống cọc.
Ưu điểm và nhược điểm của móng cọc
Móng cọc được dùng phổ biến như hiện nay nhờ rất nhiều ưu điểm. Tuy nhiên, có một số nhược điểm gia chủ nên biết để cân nhắc:
Ưu điểm
- Móng cọc đảm bảo độ chắc chắn cao vì là loại móng sâu, phù hợp với nền đất yếu và nhà cao tầng.
- Có độ bền cao và khả năng chịu tải tốt.
- Nếu ép cọc ban đầu chịu đủ tải trọng, chủ nhà có thể dễ dàng nâng thêm tầng cho công trình.
- Nếu hẻm nhà trên 4m thì dùng cọc ép tải thuận lợi. Nếu nhà có bề ngang từ 3 – 4m và hẻm từ 1,6 – 4m vẫn có thể thi công cọc ép neo.
Nhược điểm
- Tùy thuộc vào độ sâu cọc và số lượng tim cọc mà chi phí thi công ép cọc có thể tăng cao. Riêng cọc khoan nhồi có chi phí khá cao, cao hơn nhiều so với cọc ép tải. Thông thường, chi phí này sẽ không gộp chung với báo giá xây nhà hoàn thiện mà tính riêng trong khoản phí móng nhà.
- Một số địa hình đất quá cứng không thể ép cọc.
- Máy ép cọc khá lớn nên không thể thi công cho nhà nằm trong hẻm nhỏ hơn 1,6m.
- Trong quá trình thi công ép cọc có thể ảnh hưởng đến kết cấu móng của nhà bên cạnh.
- Nếu dùng cọc ép neo cần số lượng tim cọc khá nhiều, nhiều hơn cọc ép tải do khả năng chịu tải của cọc ép neo thấp hơn.
Khi nào nên sử dụng móng cọc?
Việc sử dụng móng cọc phụ thuộc phần lớn vào điều kiện địa hình của nơi xây dựng công trình. Thông thường, các nhà thầu sẽ quyết định chọn móng cọc cho các trường hợp nền đất kém kiên cố như:
- Đất yếu, không thể đào đất xuống tới độ sâu cần thiết.
- Công trình có tải trọng nặng và không thống nhất, làm tăng áp lực tải trọng cho công trình.
- Nền đất có nguy cơ thay đổi do dòng nước lưu chuyển gây xói mòn, sạt lở tại vị trí gần lòng sông, bờ biển…
- Mực nước ngầm rất cao làm tăng rủi ro sạt lở đất nên cần các cọc ngầm để nâng đỡ nền đất phía trên.
- Công trình được xây dựng gần kênh nước, hệ thống thoát nước sâu.
Phân loại móng cọc
Theo cấu tạo
Có 2 loại móng cọc chính là móng cọc đài cao và móng cọc đài thấp.
Móng đài cao
- Đài cọc của móng đài cao nằm cao hơn so với mặt đất.
- Móng đài cao thường phải chịu cả 2 tải trọng nén và uốn.
Móng đài thấp
- Đài cọc của móng đài thấp nằm phía dưới mặt đất sao cho lực ngang của móng cân bằng với áp lực của đất.
- Móng đài thấp chỉ chịu tải trọng nén và không chịu tải uốn.
Theo hình thức ép
Có 3 hình thức ép cọc được sử dụng phổ biến nhất hiện nay là cọc ép tải, cọc ép neo và cọc khoan nhồi:
Cọc ép neo: dùng máy ép thủy lực để ép những cây cọc đã được đúc sẵn, khoan mũi neo sâu xuống lòng đất để làm đối trọng. Dùng cho nhà nằm trong hẻm nhỏ dưới 4m, mặt bằng rộng 2,5m, chịu tải từ 40 – 60 tấn.
Cọc ép tải: cũng dùng máy để ép cọc nhưng dùng cục tải (sắt, bê tông) làm đối trọng. Độ chịu tải từ 60 – 150 tấn, dễ điều chỉnh tải trọng. Thường dùng cho nhà phố, mặt bằng rộng trên 4m.
Cọc khoan nhồi: chịu tải tốt với cả nhà cao tầng và chung cư, nhất là nền đất quá yếu. Thi công bằng cách dùng máy khoan lỗ cọc sẵn, sau đó đặt dàn thép và đổ bê tông xuống tạo nên phần cọc trực tiếp trên công trình.
Đối với mỗi loại công trình như nhà phố, nhà hẻm, nhà lầu mà nhà thầu sẽ chọn hình thức ép cọc phù hợp.
Theo vật liệu cọc
Đối với từng loại công trình mà vật liệu dùng cho cọc cũng có những đòi hỏi khác nhau. Trong đó, có 5 vật liệu phổ biến nhất:
Cọc gỗ
- Cọc gỗ thường áp dụng để gia cố nền móng trong xây dựng cơ bản, rất phổ biến đối với công trình nhỏ và công trình có nền đất yếu, bùn, dễ sạt lở.
- Loại cọc này có chi phí rất tiết kiệm.
- Các loại gỗ thường dùng gồm có cừ tràm, bạch đàn…
Cọc thép
- Cọc thép rất dễ để cắm vào sâu xuống lòng đất nhờ tiết diện ngang khá nhỏ.
- Độ chắc chắn cao.
- Phù hợp đối với cả công trình lâu dài hoặc tạm thời.
Cọc khoan
- Cọc khoan là cọc cố định, được khoan trước khi đem cọc xuống nền đất.
- Thi công bằng cách đúc bê tông trực tiếp vào khoảng trống dành cho vị trí cọc.
Cọc ma sát
- Cọc ma sát được dùng để truyền tải lực thông qua ma sát bề mặt đối với đất xung quanh công trình.
- Độ sâu của cọc đảm bảo tải trọng trên cọc bằng với sức chứa phía trên cọc.
Cọc bê tông
- Cọc bê tông được tạo nên từ bộ khung thép và lớp bê tông.
- Thường có hình trụ, độ dài từ 4 – 6m.
- Độ chắc chắn rất cao
- Giá thành hợp lý.
Những điều cần lưu ý trong thiết kế móng cọc
Trước khi thi công móng cọc, cần có công đoạn thiết kế để lên được bản vẽ chi tiết và đảm bảo các tiêu chuẩn cho hệ thống móng.
Khâu thiết kế móng cọc cần đảm bảo phù hợp với nền đất khu vực thi công, do đó cần phải khảo sát địa chất. Sau khi có kết quả khảo sát, kỹ sư sẽ quyết định chọn loại cọc nào chịu lực, chịu lún tốt. Loại cọc cũng cần có độ cứng và tải trọng phù hợp với kết cấu ngôi nhà, số tầng…
Ngoài ra, tiêu chuẩn thiết kế móng cọc cũng cần tính đến giá thành, kinh phí cho gia chủ.
Thiết kế móng cọc cừ tràm
Móng cọc cừ tràm thường được dùng cho nền đất yếu, diện tích công trình nhỏ, phổ biến nhất ở khu vực phía Nam. Cừ tràm khá rẻ, tiết kiệm hơn rất nhiều so với cọc bê tông, có thời gian sử dụng lâu dài, dễ dàng vận chuyển và thi công.
Lưu ý khi chọn cừ tràm
- Chỉ chọn cây tràm từ 3 – 5 năm tuổi.
- Có đường kính cọc từ 8- 10 cm (cừ tràm d80).
- Chiều dài cọc đạt tiêu chuẩn từ 3 – 6m.
- Đảm bảo các tiêu chí chất lượng như lõi gỗ tươi, không cong vênh, vỏ không bị bong tróc để tránh trường hợp cọc bị uốn cong khi chịu tải trọng, bị mối mọt.
Lưu ý khi đóng cừ tràm
- Chỉ dùng cho móng cọc đài thấp.
- Các loại đất hoàng thổ có tính lún ướt, khu vực xảy ra động đất không dùng cọc cừ.
- Đóng lấn ra ngoài diện tích móng từ 0,1 – 0,2m để cố định, dàn đều lực và hạn chế rủi ro sụt lún.
- Không nhất thiết phải đóng cọc sâu hơn nhiều so với mực nước ngầm, miễn sao đầu cọc luôn giữ được độ ẩm. Tốt nhất là phần đỉnh cọc cừ tràm nằm dưới mực nước thấp nhất của mực nước ngầm hay mực nước thấp nhất của thủy triều.
Lưu ý tính mật độ đóng cọc
- Mật độ đóng cọc trung bình dao động từ 16 – 49 cọc/m2.
- Đối với chất đất có cát: 16 – 25 cọc/m2
- Đối với đất sét: 25 – 36 cọc/m2.
- Đối với đất sét bùn, than bùn: 36 – 49 cọc/m2.
Thiết kế móng cọc đài thấp
Thiết kế móng cọc đài thấp cần tuân thủ các bước sau:
- Đo kích thước cọc & đài cọc.
- Tính sức chịu tải trọng của cọc.
- Tính số lượng cọc.
- Bố trí cọc.
Lưu ý, trong khâu tính toán, kiểm tra cần đảm bảo các tiêu chí như sau:
- Tính toán theo trạng thái giới hạn thứ nhất – sức chịu tải của nền đất mũi cọc.
- Tính toán móng cọc theo trạng thái thứ hai – kiểm tra độ lún, chuyển vị ngang.
- Tính toán móng cọc theo trạng thái thứ ba – tính toán cọc theo quá trình chịu lực do vận chuyển và treo cọc.
Thiết kế móng cọc nhà dân
Móng cọc nhà dân có cọc bê tông chạy ngang hình chữ nhật. Thường dùng cho nhà thấp, nhà kẹp khe, trên nền địa chất yếu. Ưu điểm của dạng cọc này là giảm tác động, hạn chế xung đột gây sứt mẻ đến hai nhà bên cạnh.
Cọc bê tông dùng cho móng cọc nhà dân có 2 loại phổ biến nhất:
- Cọc bê tông tròn ly tâm là loại cọc được đổ bê tông theo phương thức quay ly tâm. Loại cọc này có các đường kính: D300, D350, D400 và D500.
- Cọc bê tông cốt thép vuông: Gồm các kích thước 200x200mm, 250x250mm, 300x300mm, 350x350mm và 400x400mm.
Quy trình thi công móng cọc
Quy trình thi công móng cọc chuẩn cần đảm bảo đầy đủ các công đoạn từ khâu chuẩn bị đến lúc tiến hành thi công.
Chuẩn bị mặt bằng thi công móng cọc
- Khảo sát địa chất để đánh giá điều kiện của môi trường và công tác thi công, tránh rủi ro..
- Kiểm tra và đảm bảo cọc đáp ứng yêu cầu về kỹ thuật, chất lượng.
Công tác chuẩn bị thi công
- Kiểm tra khu đất thi công để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đã an toàn.
- Định vị và giác móng các cọc cần ép.
- Vạch sẵn đường tâm trên cọc để thuận tiện cho việc cân chỉnh khi ép.
- Dùng gỗ chèn xuống trước trong trường hợp đất lún, giúp chân đế thêm ổn định và bằng phẳng trong lúc ép cọc.
- Cẩu lắp khung đế đúng vị trí.
- Chất đối trọng lên khung đế.
- Cẩu lắp giá ép vào phần khung đế và điều chỉnh phù hợp.
- Kiểm tra và lắp đặt máy móc đảm bảo đúng quy trình và vị trí thiết kế để đảm hoạt động tốt và an toàn cho người thi công.
Các bước tiến hành thi công ép cọc bê tông cốt thép
Bước 1:
- Ép cọc C1, dựng cọc vào giá đỡ sao cho mũi cọc đặt đúng vị trí trên bản vẽ thiết kế, thẳng đứng, không xiêu vẹo.
- Gắn đầu trên của cọc ép vào thanh định hướng của thiết bị.
- Điều khiển áp lực tăng đều lên đầu cọc để cọc C1 đâm sâu xuống nền đất.
- Căn chỉnh ngay những thanh cọc bị nghiêng.
Bước 2:
- Kiểm tra bề mặt hai đầu đoạn cọc.
- Lắp dựng đoạn cọc vào vị trí ép, sao cho tâm đoạn cọc trùng với trục đoạn mũi cọc, đảm bảo độ nghiêng không quá 1%.
- Gia tải lên cọc một lực ngay tại mặt tiếp xúc rồi tiến hành hàn nối theo quy định thiết kế.
- Không dừng mũi cọc trong đất sét dẻo cứng trong thời gian quá lâu, vì sẽ ảnh hưởng đến mối hàn ép.
- Khi độ nén bỗng tăng đột ngột là mũi cọc đã xuyên tới lớp đất cứng hơn. Cần giảm tốc độ ép lại để cọc xuyên từ từ vào lớp đất cứng. Lưu ý giữ lực ép trong phạm vi cho phép.
Bước 3: Ép tâm
- Tiến hành đến lúc ép đoạn cọc cuối cùng đến mặt đất thì cẩu dựng đoạn cọc lõi (thép) chụp vào phần đầu cọc. Tiếp tục ép lõi cọc cho đến khi đầu cọc đạt độ sâu theo thiết kế.
- Phần lõi này sau đó được kéo lên để làm tiếp tục các cọc khác.
Bước 4:
- Mỗi khi ép xong một cọc, trượt hệ giá ép trên khung đế đến vị trí ép tiếp theo.
- Khi ép cọc bê tông móng trước, dùng cần trục để cẩu dàn đế vào hố móng kế tiếp.
- Di chuyển cả hệ khung ép đến dàn đế thứ 2 mỗi khi ép xong một móng.
- Hoàn thành công đoạn ép một cọc.
Cọc ép hoàn thành phải đảm bảo 2 điều kiện:
- Chiều dài cọc ép sâu vào lòng đất không nhỏ hơn chiều dài ngắn nhất trong thiết kế.
- Lực ép tại thời điểm cuối cùng cần đạt trị số thiết kế quy định trên suốt chiều sâu xuyên lớn hơn 3 lần đường kính hay cạnh cọc. Vận tốc xuyên không quá 1 cm/s.
Lưu ý:
- Độ nghiêng của cọc không quá 1%.
- Vị trí cao đáy đài đầu cọc sai số nhỏ hơn 75mm so với vị trí thiết kế.
- Khi ép cọc cần ép hết công suất máy rồi mới dừng lại.
Khóa đầu cọc
Khâu khóa đầu cọc cần qua các thao tác:
- Sửa đầu cọc cho đúng cao độ thiết kế.
- Nếu lỗ ép cọc bê tông không đảm bảo độ côn theo quy định thì phải sửa chữa độ côn, đánh nhám các mặt bên của lỗ cọc.
- Đổ bù xung quanh cọc bằng cát hạt trung, đầm lại thật chặt cho tới cao độ của lớp bê tông lót.
- Đặt lưới thép cho đầu cọc.
Bê tông khóa đầu cọc phải có mác không nhỏ hơn mác bê tông của đài móng và có phụ gia trương nở, cần đảm bảo độ trương nở 0,02.
Cho cọc ngàm vào đài 10cm thì đầu cọc phải nằm ở cao độ – 1,55 m.
Gia công cốt thép
Sửa thẳng cốt thép bằng cách dùng búa đập, máy uốn hoặc tời.
Đánh gỉ bằng bàn chải sắt hoặc kéo qua đống cát hạt nhám.
Cắt và uốn theo yêu cầu thiết kế.
Nối các thanh thép hoặc tận dụng những đoạn thép ngắn để nối lại bằng dây thép mềm dẻo để tránh lãng phí.
Lắp dựng cốp pha
- Xác định tim ngang và dọc của cột, vạch mặt cắt của cột lên mặt nền, sàn.
- Cố định chân cột với những đệm gỗ đã đặt trong khối móng để làm cữ dựng ván khuôn.
- Dựng lần lượt các mảng phía trong đến mảng phía ngoài.
- Đóng đinh liên kết 4 mảng với nhau, lắp các gông, nêm chặt.
- Dùng dây kiểm tra độ thẳng của cột
- Neo giữ, chống cho cột thẳng đứng.
Khi lắp dựng thi công cốp pha dầm sàn cần đảm bảo những yêu cầu sau:
- Nối khung cốt thép bền chắc, không biến dạng, hỏng hóc do tải trọng của bê tông.
- Ván khuôn phải đạt tiêu chuẩn hình dạng và kích thước.
- Chân đỡ phải đúng tiêu chuẩn, đúng mật độ, lắp đặt đúng quy cách. Đảm bảo các yếu tố nâng đỡ trong quá trình thi công.
- Ván khuôn cần kín để không bị chảy nước xi măng trong lúc đổ bê tông và đầm lèn bê tông.
- Ván khuôn có kích thước đúng chuân cho từng loại cấu kiện bê tông cần đúc.
- Thi công ván khuôn cần chú ý khả năng chịu lực của gỗ ván và đà giáo.
Đổ bê tông móng
Đổ bê tông lót móng:
- Bê tông lót móng chiều dày khoảng 10cm, giúp làm sạch đáy bê tông, giữ cho đáy có bề mặt bằng phẳng.
- Đào đất xong hết diện tích móng, vét sạch bùn đáy móng và đổ bê tông lót.
Đổ bê tông móng:
- Kiểm tra và làm sạch ván uốn, cốt thép, hệ thống sàn.
- Tưới nước ván khuôn, hệ thống sàn để tránh hút nước bê tông.
- Đổ bê tông.
- Sau khi đổ, nhanh chóng dùng các loại đầm bàn, đầm dùi để đầm bê tông tăng khả năng kết dính.
Một số điều cần tránh khi thi công móng cọc
- Phân bổ tải trọng không đúng chuẩn.
- Phân bổ cọc không theo tiêu chuẩn. Đảm bảo khoảng cách các cọc phải lớn hơn hoặc bằng 3d.
- Chưa đóng đúng chiều cao cọc.
Chủ nhà nên chuẩn bị gì trước khi thi công móng cọc?
Bên cạnh những việc thuộc về kỹ thuật, chuyên môn thiết kế – xây dựng, chủ nhà cần làm những việc sau đây để đảm bảo quá trình thi công móng cọc diễn ra suôn sẻ:
Chọn nhà thầu uy tín
Nhà thầu có kinh nghiệm, chuyên môn, uy tín sẽ giúp việc thi công đạt kết quả cao, chất lượng công trình tốt.
Chủ nhà nên tìm hiểu các nhà thầu một cách kỹ lưỡng qua người quen đã từng hợp tác xây dựng giới thiệu, nghiên cứu website công ty để xem các dự án đã thực hiện, tham quan công trình thực tế…
Chỉ chọn những nhà thầu cam kết giám sát, chịu trách nhiệm và bồi thường nếu có lỗi phát sinh từ phía thi công. Đề xuất phương án thi công tiết kiệm, phù hợp với công trình. Có chương trình hậu mãi chu đáo, cam kết bảo trì chất lượng sau khi bàn giao.
Lựa chọn nguồn cung vật liệu chất lượng
Vật liệu phù hợp nhưng chất lượng kém sẽ ảnh hưởng xấu đến độ bền và tính an toàn của công trình. Do đó, khi nhà thầu lên danh sách các vật liệu xây dựng và các đơn vị phân phối, chủ nhà nên kiểm tra độ tin cậy của các đơn vị đó.
Giám sát, đảm bảo quy trình thi công
Việc giám sát đã có giám sát viên của nhà thầu đảm trách để cam kết chất lượng và tiến độ thi công. Tuy nhiên, chủ nhà vẫn nên dành thời gian có mặt tại công trình để trực tiếp quan sát và đánh giá chất lượng tổng thể.
Để đảm bảo việc thiết kế, thi công móng cọc và các công trình xây dựng, quý khách hàng có thể liên hệ Kiến Trúc Trang Kim để được tư vấn miễn phí và cung cấp các dịch vụ. Chúng tôi cam kết giải đáp mọi thắc mắc của bạn về thiết kế xây dựng, qua hotline 0985.999.895 (kèm Zalo).
Tài liệu tham khảo:
- https://kienviet.net/2015/09/14/mot-so-loai-mong-co-ban-nen-biet-khi-lam-nha/
- https://kientrucvietnam.org.vn/khai-niem-va-phan-loai-mong-nha-theo-phuong-phap-thi-cong/
- https://civiltoday.com/geotechnical-engineering/foundation-engineering/deep-foundation/176-pile-foundation-definition-types
