Móng cừ tràm là gì?
Móng cừ tràm là một loại hình thi công gia cố móng trên nền đất yếu và chỉ dùng dưới móng chịu tải trọng không lớn trong công trình xây dựng. Móng cừ tràm sẽ giúp nâng cao độ chặt của lớp đất nền, giảm tối thiểu hệ số rỗng giúp nâng cao sức chịu tải của nền đất.
Trong xây dựng thì nền móng luôn đóng một vai trò vô cùng quan trọng. Công trình dù đẹp đến đâu mà không có phần móng bên dưới vững chắc thì cũng coi như bỏ. Và đối với công trình vừa và nhỏ thì việc sử dụng cọc cừ tràm để xử lý gia cố nền đất yếu đã chứng minh được sự hiệu quả của mình.
Ưu điểm móng cừ tràm:
- Tồn tại dưới lòng đất hơn 70 năm
- Nền móng cừ tràm có thể đóng thủ công hoặc đóng máy
- Thì công trong diện tích nhỏ. Đường vận chuyển tới khu vực thi công không cần lớn
Nhược điểm móng cừ tràm:
- Khai thác số lượng lớn, khó kiểm soát chất lượng có đạt yêu cầu kỹ thuật.
- Móng sâu 1,8 – 2,5m dễ ảnh hưởng tới các công trình lân cận
Các loại móng cừ tràm thông dụng
Móng đơn cừ tràm
Hiểu một cách đơn giản thì móng đơn cừ tràm hay còn gọi là móng cốc, một cột hoặc cụm cột liên kết đứng sát nhau để cùng nhau chịu lực. Được sử dụng phổ biến đề cải tạo, gia cố các công trình vừa và nhỏ như nhà cấp 4, 1 – 2 tầng.
Móng đơn cừ tràm được đổ dưới chân cột, có thể là móng mềm, móng cứng hoặc móng kết hợp để gia cố nền đất. Trên nền đất có thể có hình vuông, tám cạnh, nhọn, chủ nhật
Hiện nay móng đơn được sử dụng trong các công trình nhỏ lẻ kết hợp với đóng cừ tràm thêm phần chắc chắn.
Móng băng cừ tràm
Móng băng cừ tràm là loại móng nằm dưới hàng hoặc cột tường, thường có dạng một dải dài, có thể độc lập hoặc giao nhau theo hình chữ nhật đè lên lớp gia cố cọc cừ tràm. Tùy thuộc vào địa hình, diện tích móng, độ lún của đất mà chúng ta sử dụng cho phù hợp.
Móng băng cừ tràm bao gồm lớp bê tông lót móng, bản móng được chạy dài liên kết thành một khối, dầm.
- Lớp bê tông dày khoảng 100mm,
- kích thước phổ thông: (900 – 1200) x 350 (mm)
- Kích thước dầm: 300 x ( 500 – 700 ) (mm)
- Thép bản mỏng phổ thông: Φ12a150
- Thép dầm móng phổ thông: dọc 6 Φ(18 – 22), đai Φ8a150
Móng cừ tràm bè
Móng bè cừ tràm hay còn gọi là móng toàn diện này được sử dụng trong nền đất yếu được gia cố bằng cừ tràm, dưới nhà có tầng hầm, bể bơi, bồn chứa. Phân phối tải trọng đều trên khắp bề mặt đồng thời chuyển xuống đáy đất nền. Móng bè được sử dụng phổ biến ở những công trình xây dựng nhà cao tầng có kết cấu chịu lực không đều.
Cấu tạo móng bè cừ tràm như sau:
- Dưới bản đáy móng là đóng cừ tràm 25 cây/1m2
- Lớp bê tông dày 100.mm
- Chiều cao bản móng phổ thông: 200.mm
- Kích thước dầm móng phổ thông: 300 x 700 (mm)
- Thép bản móng phổ thông: 2 lớp thép Φ12a200
- Thép dầm móng phổ thông: Thép dọc 6Φ(20 – 22), thép đai Φ8a150
Tính toán móng cừ tràm của nguyễn xuân năng
Từ thời Pháp thuộc cọc cừ tràm đã được sử dụng để gia cố nền đất yếu. Không rõ thời ấy các kỹ sư thiết kế có tính toán móng cọc cừ tràm hay không nhưng chất lượng của loại vật liệu này đã được thời gian kiểm chứng.
Bởi vì những công trình được xây dựng vẫn còn tồn tại cho đến ngày nay, và theo thời gian cọc tràm vẫn có một chỗ đứng của riêng mình trên thị trường vật liệu xây dựng. Hiện nay cọc cừ tràm chủ yếu sử dụng cho những công trình vừa và nhỏ đặc biệt là loại hình nhà phố.
Và không như thời trước ngày nay đã có những nghiên cứu để tính toán thiết kế cọc cừ tràm theo hướng dẫn tính toán cừ tràm của nguyễn xuân năng để từ đó tính khối lượng cừ tràm cần sử dụng cho công trình xây dựng. Một điều rất cần thiết và bài viết này sẽ cố gắng đưa ra phương án để thực hiện được điều đó.
Thực ra tính toán móng cọc cừ tràm cũng tương tự như móng cọc gỗ và cọc bê-tông cốt thép cũng là tính mật độ đóng cừ tràm. Tức là sẽ được tính theo các trạng thái giới hạn kể cả móng cọc tràm và nền dưới móng cọc tràm theo tài liệu tham khảo của nguyễn xuân năng
Quy cách chuẩn của cừ tràm: Thân thẳng, lõi bên trong còn tươi, không bị khô mục, lớp ngoài còn nguyên. Kích thước dài 3,5 – 4,5 mét, đường kính gốc 6 – 12cm, đường kính ngọn 3 – 5cm là loại cừ tràm được sử dụng phổ biến nhất.
- Áp dụng công thức tính toán móng cừ tràm của nguyễn xuân năng
N = 4000 * (e0 – eyc) / (pi * d ^ 2 * (1 + e0))
- Trong đó: N: Số lượng cọc
d: Đường kính dọc của cọc cừ
e0: Độ rỗng tự nhiên
eyc: Độ rỗng yêu cầu
- Đất yếu vừa có độ sệt IL = 0,55 ÷ 0,6, cường độ thải thiên nhiên R0 = 0,7 ÷ 0,9 kG/ cm², tiến hành đóng 16 cọc cho 1m²
- Đất yếu có độ sệt IL = 0,7 ÷ 0,8, cường độ chịu tải thiên nhiên R0 = 0,5 ÷ 0,7 kG/ cm², tiến hành đóng 25 cọc cho 1m²
- Đất yếu có độ sệt IL > 0,8 cường độ chịu tải thiên nhiên R0 < 0,5 kG/cm², tiến hành đóng 36 cọc cho 1m²
( bên trên là công thức tính toán móng cừ tràm các bạn có thể tham khảo )
Mật độ đóng cừ tràm
Theo 22TCN 262 – 2000 ( tiêu chuẩn đóng cừ tràm ) thì thiêt kế móng cừ tràm với mật độ đóng cừ tràm là 16 cọc/1m². Thông thường bây giờ các đơn vị vẫn thi công mật độ đóng cừ tràm 25 cọc/1m².
Với tính toán cho nền đất có cọc như nền đất được đắp. Cừ tràm dài 4m – 5m, đường kính ngọn 6cm – 8cm, đường kính gốc 10cm – 12cm, mật độ đóng cọc 25 cây/ 1m² thì chịu tải của đất đạt từ 0,6 kg/cm² – 0,9kg/cm²
Thiết kế móng cừ tràm
- Thiết kế móng cừ tràm nhất thiết phải đóng cừ rộng ra ngoài phần diện tích móng, mỗi cạnh 0,1 đến 0,2m để tăng sức chống. Một số công trình bị lún do diện tích đóng cừ bị thu hẹp, đóng lùi sâu vào trong cạnh móng.
- Có nhiều người ký trong khâu thiết kế móng cừ tràm. Thi công đóng cừ tràm thì cừ tràm được đóng xung quanh trước, xong đóng dần vào trong nhằm tạo sự nén chặt đất trong phạm vi đóng cọc. Thực tế điều này không có tác dụng gì cả vì cừ không thể lèn chặt được đất bùn
- Theo các tài liệu thiết kế cừ tràm cho thấy ở vị trí cao hơn mạch nước ngầm, đất vẫn ẩm ướt, bão hòa cao, vì vậy thiết kế móng cừ tràm thì đầu cừ tràm không cần nằm dưới mục nước ngầm, tùy theo chất đất bên trên mực nước ngầm, để có thể đặt đầu cừ tràm cao hơn mực nước ngầm, miễn sao đầu cừ tràm luôn được giữ ẩm và vẫn đảm bảo tiêu chuẩn đóng cừ tràm
Phân loại cừ tràm
Trước khi tiến hành đóng cọc phải chọn được cọc cừ tràm đúng loại với công trình. Theo các chuyên gia về lĩnh vực xây dựng thì sẽ dựa vào 2 yếu tố cơ bản sau đây để tiến hành phân loại cừ tràm.
Đó là: đường kính gốc, ngọn và chiều dài của cọc cừ tràm. Trên cơ sở đó trên thị trường hiện nay đã định hình được 5 loại quy cách chính để phân loại cừ tràm.
Đây là những quy cách phổ thông phổ biến nhất, tất nhiên nếu khách hàng nào có nhu cầu riêng thì vẫn sẽ được đáp ứng theo yêu cầu mong muốn về chiều dài, đường kính gốc và ngọn không thuộc 1 trong 5 loại dưới đây.
| Quy cách | Đường kính gốc cừ tràm | Chiều dài cừ tràm | Tên gọi tắt |
| 1 | 6cm – 8cm | 3,7m | Cừ 6-8 |
| 2 | 7cm – 9cm | 3,7m; 4m – 4,3m | Cừ 7-9 |
| 3 | 8cm – 10cm | 3m; 3,7m; 4m – 4,3m | Cừ 8-10 |
| 4 | 9cm – 11cm | 3,7m | Cừ 9-11 |
| 5 | 10cm – 12cm | 3,7m | Cừ 10-12 |
Qua bảng phân loại cừ tràm chúng ta có thể thấy rõ được các thông số và tên thường gọi của mỗi quy cách đóng cừ tràm. Từ đó mà tiến hành lựa chọn đối chiếu để sao cho phù hợp với công trình mình nhất. Quy cách phổ biến nhất là cừ 8-10 được sử dụng nhiều nhất và cũng sẽ có 3 mức chiều dài đề khách hàng thoải mái lựa chọn.
Phạm vi áp dụng đóng cọc
Từ xa xưa thời Pháp thuộc cừ tràm đã được sử dụng để gia cố nền đất yếu và lưu ý công trình có tải trọng không quá lớn. Đây là yêu cầu đầu tiên để áp dụng loại vật liệu xây dựng đến từ thiên nhiên này. Yêu cầu bắt buộc thứ 2 trong biện pháp thi công đóng cọc cừ tràm là vùng đất đó phải ngập nước.
Rất đơn giản vì gỗ tràm nếu ở vùng đất khô sẽ bị mục nát và sẽ không còn tác dụng nữa. Trái lại tại các vùng đất ngập nước thì tuổi thọ của gỗ cừ tràm lên đến 50 năm. Một con số đảm bảo cho một công trình xây dựng nhà ở.
Cách đóng cừ tràm
Cũng giống như rất nhiều công việc khác cách đóng cừ tràm có 2 biện pháp là thủ công bằng tay hoặc là bằng máy. Và mỗi cách sẽ có những ưu nhược điểm riêng có và tùy vào yêu cầu thi công cũng như tài chính mà chủ đầu tư lựa chọn phương án cho phù hợp. Nhưng cách nào cũng có một quy trình chuẩn của nó bắt buộc chúng ta phải thực hiện theo và luôn đảm bảo được mật độ đóng cừ tràm
Trình tự đóng cọc cừ tràm
Sau khi đã lựa chọn được phương pháp đóng cừ tràm phù hợp với công trình thì chúng ta phải tuân thủ nguyên tắc trong tiến hành thi công vật liệu xây dựng này. Đầu tiên cừ tràm lớn sẽ được đóng trước, khi đóng hết mới đến cừ tràm nhỏ hơn.
Nguyên tắc thứ 2 bắt buộc phải tuân thủ đó là đóng cọc phải theo quy tắc cái đinh ốc, từ ngoài vào trong đồng thời phải từ xa vào gần và mật độ đóng cừ tràm phải đúng chuẩn. Cuối cùng khi đóng cọc cừ tràm xuống nền đất yếu cọc phải giữ được độ thẳng, không gẫy dập và cong vênh.
Đáp ứng được 3 yêu cầu cơ bản nêu trên thì cách thi công đóng cừ tràm gia cố móng gần như đáp ứng được tiêu chuẩn để có một nền móng vững chắc cho công trình xây dựng lên trên.
Thuyết minh biện pháp thi công cừ tràm
Trên giấy tờ có rất nhiều ý kiến khác nhau nhưng nên làm móng cừ tràm để đất trở thành một khối rắn. Vì cừ tràm có tác dụng liên kết với móng tạo thành một khối bê tông để chuyển lực xuống sâu hơn 4m – 5m.
Khi đó khối cừ tràm đủ lực để chống cắt do các cung trượt gây ra tại nền móng. Chỉ khi móng bị phá, đất ở dưới đáy móng hình thành cung trượt, do số lượng và đường kính cừ tràm phải đủ để chịu lực cắt của cung trượt này gây ra.
Qua một số kinh nghiệm thử nghiệm và thi công thiết kế nền móng cừ tràm cho thấy một số công trình ổn định rất tốt ở điều kiện thích hợp. Một số công trình bị lún xuống sâu hơn 30cm, nguyên nhân chính là do móng bị lún, kéo theo cả công trình.
Hầu hết khu vực lún nằm trong đầm lầy, ruộng lúa, ví dụ khu văn thánh, khu đô thị Q6, Q7, nhà bè,… một số công trình sau 2 năm đó độ lún đạt tới 30cm. Do hiệu ứng ma sát xảy ra sẽ giảm khả năng chịu tải này.
Để tìm thuyết minh biện pháp thi công cừ tràm phù hợp với thực tế, ở Sài Gòn trước năm 1975 TS Phan Ngọc Thế chỉ đơn giản coi cừ tràm như 1 nhóm trong nền đất sét có hệ số ma sát bằng 0.
Từ cách tính này một điều cực kỳ quan trọng mà chúng ta phát hiện ra “ KÍCH THƯỚC MÓNG CỪ TRÀM CÀNG LỚN THÌ KHẢ NĂNG CHỊU LỰC TRÊN 1 MÉT VUÔNG CÀNG GIẢM”.
Một mét vuông cừ tràm có thể chịu được 80kpa nhưng khi tăng diện tích đóng cừ tràm thì chịu chỉ được 70kpa. Do hiện tượng lún thứ cấp, hiện tượng trồi đất,.. có thể xảy ra rất lớn mà ta chưa có cơ sở nào giải quyết.
Giáo sư Trương Như Bích cho hay:
- Cừ tràm ngắn, nếu bề dày của lớp đất nền lớn hơn chiều dài cây cừ thì việc gia cố nền đất trên mặt nhưng dưới vẫn không thay đổi dẫn đến lún
- Sức chịu chỉ tăng khi đóng nhiều
- Theo kinh nghiệm của giáo sư thì cừ tràm chỉ dùng ở nhà 1 trệt, biệt thự. Đa số tài liệu về cừ tràm làm móng rất mù mờ.
Qua nhiều năm và nhiều bằng chứng chứng minh cũng như phản biện về khả năng của cừ tràm nhưng chúng ta ta không thể bỏ qua các yếu tố
- Cừ tràm có khả năng chịu lực khá tốt
- Không nên sử dụng cọc cừ tràm ở nơi có địa thế chất đất yếu và sâu, hạn chế khi sử dụng nền móng có sự rung động. Trường hợp này nên thay thế bằng cọc bê tông hoặc phương án gia cố khác.
- Nên phân bố áp lực đồng đều trên nền móng, độ lún móng khi gia cố cừ tràm cần được quan tâm, khả năng chịu lực tối đa sau khi gia cường nền móng lấy chỉ số 0,6 – 0,8kg/cm²
- Đường kính, chiều dài, mật độ cừ cần được quan tâm sao phù hợp địa thế sử dụng
- Chất lượng lớp vật liệu để chèn đầu cọc ảnh hưởng đến độ lún của công trình
- Độ ẩm và nguồn nước ngầm ảnh hưởng đến tuổi thỏ và chất lượng cừ tràm trong suốt khoảng thời gian sử dụng.
- Hãy nhổ thử một cây cừ tại công trình được gia cố lâu năm để có thể kiểm nghiệm được độ bền cũng như chất lượng cây tràm để gia cố nền móng.