Trắc Địa K5 ĐH Công Nghiệp Quảng Ninh


    Lún - Nguyên nhân và biện pháp

    Share
    avatar
    Admin
    Admin

    Posts : 57
    Join date : 2015-01-28
    Age : 23
    Location : Hạ Long

    Lún - Nguyên nhân và biện pháp

    Post by Admin on Thu Jan 29, 2015 11:26 am

    Lún - Nguyên nhân và biện pháp
    Lún là công trình bị chuyển vị thẳng đứng từ trên xuống dưới của đất nền, kéo theo móng và cả bản thân công trình, thường được đo bằng milimét. Lún xảy ra do sự nén chặt của đất nền dưới tác dụng của trọng lượng toàn bộ công trình.
    Lún lệch hay còn gọi lún tương đối là chuyển vị thẳng đứng không đều đưa đến chuyển vị ngang gây nghiêng nhà. Tất cả các công trình xây dựng đều bị lún, miễn trong giới hạn.
    Tiêu chuẩn và quy phạm xây dựng định sẵn độ lún tối đa cho phép từng loại nhà và công trình (phần lớn từ 8 đến 30 cm). Ngoài trị số độ lún tuyệt đối, còn quy định lượng chênh lệch tối đa cho phép về độ lún tương đối của các điểm trong nền, độ nghiêng, vv
    * Tính toán độ lún
    Khi tính lún của nền trước hết cần phải xem nền thuộc loại đất gì. Nếu là cát thì dùng lý thuyết đàn hồi. Nếu là sét thì có 2 trường hợp:
    (1) Không thoát nước thì dùng lý thuyết đàn hồi;
    (2) Thoát nước thì dùng lý thuyết cố kết.
    Phân bố tải trọng theo độ sâu dùng trong công thức tính lún có thể sử dụng mô hình của Buissinesq hay của Westergaard.
    * Tiêu chuẩn
    AASHTO LRFD (2008) giải thích trong mục C10.5.2.2. Theo AASHTO thì điều kiện góc xoay cho phép của dầm (0.004 với dầm liên tục và 0.008 với dầm đơn giản) không nên dùng để giới hạn độ lún lệch trong thiết kế móng cầu. Kinh nghiệm đã chỉ ra rằng móng cầu thường có khả năng chịu được lún lệch lớn hơn so với độ lún lệch tiêu chuẩn dùng trong tính toán kết cấu do tác dụng tổng hợp của nhiều hiện tượng như mỏi (creep), tụt ứng suất (relaxation), hoặc phân bổ lại ứng suất trong cấu kiện (stress re-distribution).
    Ở Mỹ tiêu chuẩn giới hạn lún lệch của móng cầu thường không thống nhất và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như điều kiện sử dụng và mỹ quan của công trình, qui mô và tầm quan trong của công trình, cũng như theo tiêu chuẩn của chính nhà đầu tư (owner) hoặc các cơ quan thiết kế tại địa phương (Bộ Giao thông của các tiểu bang chẳng hạn). Giới hạn lún lệch trong AASHTO đưa ra chỉ có tính chất tham khảo. Ở tiểu bang Washington nơi tôi làm việc thì tiêu chuẩn lún lệch của móng cầu được qui định như sau:
    1) Nếu tổng lún (total settlement) < 1 inch và lún lệch/100 ft (differential settlement) < 0.75 inch: Được quyền thi công.
    2) Nếu 1 inch < tổng lún < 4 inch và 0.75 inch < lún lệch < 3 inch: Kỹ sư thiết kế phải đưa ra tính toán cụ thể để chỉ ra rằng độ lún lệch này ko ảnh hưởng đến các cấu kiện bên trên.
    3) Nếu tổng lún > 4 inch và lún lệch > 3 inch: Thiết kế cần phải được kiểm định và phê duyệt bởi kỹ sư trưởng của Bộ.
    * Các nguyên nhân gây lún
    Có nhiều nguyên nhân gây lún, trụt, có 2 nguyên nhân chính thông thường nhất:
    + Do Công trình được đặt trên nền đất có sự chênh lệch về địa tầng => khả năng chịu lực của 2 miền này khác nhau=> độ lún khác nhau dẫn đến có thể gây nứt hoặc xé tường.
    + Do Công trình có 2 khối khác nhau rõ rệt về trọng lượng, trường hợp này cũng gây lún lệch. để giải quyết vấn đề này người ta cắt khe lún để giảm bớt ảnh hưởng lún của phần này đến phần kia Do sự phân biệt khá rõ ràng trên nên với khe nhiệt người ta có thể thiết kế chung 1 móng cho 2 đơn nguyên ( vì móng ở dưới đất nên ít ảnh hưởng bởi chênh lệch nhiệt độ)
    * Sau đây là những trường hợp gây lún nứt công trình
    -Thiết kế
    Khi thiết kế kết cấu không lường hết được các yếu tố, chung nhất là tính sai lực lún xuống nhiều mà giải quyết móng không hợp lý. Ví dụ, ngôi nhà lầu 6-7 tầng ở phường 25, Bình Thạnh, thay vì phải đóng cừ tràm trên móng bè lại làm móng băng nên gây lún. Trường hợp khác, nhà bị lún lệch nghiêng sang một bên, ta thường nghĩ rằng nền đất xấu. Trước khi nhìn xuống nền đất, chúng ta hãy nhìn lên lầu, có nghĩa là cần xem xét lực tác dụng xuống móng ra sao. Không phải ngẫu nhiên mà các nhà bị lún lệch hầu hết đều nghiêng về phía ban công bên hông nhà. Điều này do lực của ban công tác dụng, nên lực tại cột có ban công thường lớn hơn lực ở bên trong (nhiều khi gấp đôi hoặc hơn). Mà người thiết kế khi tính lực thường hay bỏ qua tác dụng tăng thêm lực đứng của mô-men ban công. Từ đó tính lực của cột không đúng, tính diện tích móng không đúng dẫn đến phản lực đất nền không hợp lý và cuối cùng là lún không đều.
    -Khảo sát
    Không khảo sát kỹ mà vẫn xây trên khu vực đất yếu hoặc sử dụng vật liệu không đúng chuẩn và thi công không đúng quy trình
    -Cấu tạo sai
    Chẳng hạn, dùng cát phủ trên đầu cừ tràm là một việc làm tai hại. Hiện trong thực tế các nhà xây dựng thường có giải pháp đóng xong cọc cừ tràm phải phủ trên đầu cừ một lớp cát dày 10 cm, có nơi còn lót 20 cm hay hơn nữa. Công việc này có thể gây lún công trình vì dưới áp lực đáy móng, cát có thể chui xuống bùn bên dưới hay chui vào lớp bê tông lót có độ rỗng bên trên. Hoặc do dòng chảy, cát có thể chuyển dịch; hay do công trình kề cận đào móng, lớp cát phủ đầu cừ này có thể bị sụp lở. Cũng có thể chiều dày lớp cát đệm thi công không đều nhau, có thể tạo lún không đều. Ngoài ra, việc phủ cát làm móng không liên kết với khối cừ tràm nên độ cứng nền móng bị giảm yếu, do đó có thể bị rung động khi xe chạy gần bên cạnh. Mặt khác, do ảnh hưởng của lực xung động, lớp cát đệm này có thể bị chảy, làm gia tăng độ lún và sự rung động công trình. Vì vậy nhất thiết phải đặt đầu cừ tràm vào lớp bê tông lót để lực đứng và lực ngang truyền từ móng sang khối cừ tràm, để móng và cừ tràm tạo thành một khối chịu lực, không có lớp cát đệm trung gian.
    -Nguyên nhân khác cũng có thể gây lún là do dùng bê tông lót đá 4-6. Thông thường người ta dùng lớp bê tông đá 4-6 để lót trước khi đặt thép đổ bê tông móng với đá 1-2. Trong thực tế thì lớp bê tông này thường làm "qua quít" bằng việc xếp đá rồi dùng vữa xi măng tô lên phía trên, đầm tay sơ sài. Từ đó lớp lót này không thể gọi là lớp bê tông được vì có nhiều lỗ rỗng. Có thể tạo ra sự lún do lớp lót, vì đất dưới đáy móng chui lên chiếm chỗ rỗng trong bê tông đá 4-6. Mặt khác, nếu về sau bên cạnh có công trình thi công, khi đào móng có thể gây phá lớp bê tông lót này, gây lún thêm. Do đó nên dùng bê tông lót đá 1-2 trộn và đổ tại chỗ. Có chủ nhà chọn lớp bê tông lót đá 4 - 6 dày 200mm là không hiệu quả và tốn kém mà gây bất tiện cho thi công và có thể làm kém an toàn cho công trình. Không được dùng bê tông gạch vỡ làm móng vì chất lượng gạch còn kém hơn đá 4-6.
    -Thi công – lún kiểu domino khi xây chen
    Ngoài ra, thi công "qua loa", không đúng kỹ thuật hay làm gian dối cũng là những nguyên nhân gây lún. Có trường hợp xây nhà trên đường Nguyễn Thái Bình, Q.1 đào tầng hầm, khoét rộng làm "rỗng ruột" nhà bên cạnh gây sập. Cần phải có biện pháp chống đỡ hữu hiệu hoặc thi công từng móng; thực hiện theo dạng cuốn chiếu. Những khu vực xây đồng bộ cùng lúc thường không can hệ, nhưng xây chen thì dễ gây lún nếu không có giải pháp đúng đắn.
    Thời gian gần đây, một số nhà liên kế tại khu vực Bình Thạnh đã bị lún nghiêng, nguyên nhân có thể mô tả như sau: căn nhà A quy mô 2 tầng, xây trước. Căn nhà B xây sau cũng 2 tầng sát bên cạnh, đã đào móng làm lún và nghiêng nhà A; rồi gây lún và nghiêng chính nhà B. Nhận xét, có thể nhà A xây dựng móng cạn hay diện tích móng nhỏ hay dùng bê tông bằng đá 4-6, hay đệm một lớp cát dày trên đầu cừ tràm. Dù nhà A đang ngồi trên "thùng xăng”, sẽ vẫn ổn định cho đến ngày nhà B mang "lửa" tới bằng cách đào móng bằng hay sâu hơn nhà A. Thời gian đào đất và thi công móng kéo dài đã làm hư hỏng, sụt lở lớp bê tông lót đá 4 - 6, lớp cát đệm và đất nền của móng nhà A. Móng nhà A bị lún, nghiêng sang nhà B, "tì vai" lên nhà B bằng lực đẩy ngang và nhà B cũng bị lún nghiêng.
    -Khô hạn bề mặt lớp đất nền
    Hạn hán kéo dài làm mất đi ẩm độ trong đất nền do sự bốc hơi, đất nền trở nên khô ráo. Đôi khi điều nầy dẫn đến sự co giảm thể tích. Mức độ co giảm không bao giờ đồng nhất vì sự khác biệt giữa các khối và các lớp đất nền; hoặc vì kết cấu kiến trúc cản trở sức nóng mặt trời, làm ảnh hưởng đến đất nền một cách không đồng đều.
    Điều nầy làm thay đổi trạng thái cân bằng trong kết cấu kiến trúc để rồi cuối cùng gây ra sự lún và nứt ở các mức độ trầm trọng khác nhau.
    Đất nền cũng có thể trở nên khô ráo do cây lớn với hệ thống rễ chằng chịt gần kết cấu kiến trúc hấp thụ nhiều nước từ bên dưới đất nền; cũng như sự thay đổi cao độ của mực nước ngầm.
    Trong nhiều trường hợp, hậu quả hư hỏng xảy ra sau một thời gian rất dài, làm cho việc xác định chính xác nguyên nhân thật là khó khăn.
    Rò rỉ từ ống nước, mương và cống
    Một trong những nguyên nhân gây lún thông thường nhất là nền móng bị xói lỡ do sự rò rỉ từ ống nước ngầm.
    Dòng nước chảy ngầm trong khu vực thậm chí không kề cận với kết cấu kiến trúc cũng gây ảnh hưởng bởi tác-động thẩm-thấu bảo-hoà đến nền móng, làm giảm cơ tính của vật liệu, mất đi khả năng phân bố đẳng lực cho khối tải trọng bên trên, dẫn đến sự lún vi sai. Tương tự như vậy, sự thẩm thấu từ dòng nước rỉ bên trên nền đất, dù rằng chỉ một lượng nhỏ, cũng có thể gia tăng độ mềm dẽo của vật liệu trong đất nền, giảm đi tải trọng.
    -Hố đào
    Hố đào kế cận kết cấu kiến trúc, đặc biệt ở vùng đất rời (cát và sỏi), có thể gây lở và lún nếu không cẩn thận. Bơm Uretek để kết cấu đất cát rời thành một khối chắc chắn, tránh vật liệu bị phân rã ra.
    Nền móng không tương xứng
    Sự bất đồng tương xứng giữa tải trọng tác động lên nền móng và sức chịu của đất nền thường là nguyên do gây ra lún nền. Một nguyên do khác là do tính chậm củng cố của loại đất nền có độ liên kết cao. Loại đất nầy phản ứng lại tải trọng bên trên rất chậm, kéo dài thời gian trước khi đạt được trạng thái cân bằng. Khi xác định nguyên nhân lún nền, cần chú ý tránh xem thường đất nền có độ củng cố chậm, cũng như tránh quá quan trọng hoá những tác nhân ngắn hạn.
    Đất bồi
    Khi đất nền bị dời hay xáo trộn trong quá trình xây dựng, nền đất có thể mất đi khả năng chịu tải. Sự lún vi sai do tính dị biệt trong đất nền dẫn đến các vết nứt mà có thể nhiều năm mới thấy rõ.
    Các nguyên nhân khác có thể gây lún công trình kiến trúc
    · Sự thay đổi dung lượng và chiều nước chảy, xảy ra chẳng hạn như do các công tác xây dựng gần khu vực bị ảnh hưởng.
    · Sự dị biệt về kích thước và chiều sâu giữa các phần nền móng của kết cấu kiến trúc. Thường ra, sự dị biệt nầy hoàn toàn lệ thuộc vào các tiêu chuẩn thiết kế được áp dụng.
    · Nền móng thiếu hệ thống, thiếu tổ chức – đặc biệt là ở những công trình cổ, hoặc công trình được xây dựng ở nhiều thời điểm khác nhau.
    · Sự cố quá tải xảy đến vùng nền đất lân cận, chẳng hạn vì thi công xây dựng vườn cây cảnh.
    · Chấn động do các phuơng tiện vận tải nặng hoặc do máy móc.
    · Khác biệt độ cứng của nền móng do sự bất đồng mật độ trong lòng đất.
    * Giải pháp khắc phục
    Muốn chống hoặc khắc phục lún, phải biết rõ nguyên nhân mới có biện pháp khắc phục hiệu quả. Lắm khi phải chờ đến vài năm sau cho lún tắt dần, đến lúc “bão hòa" không còn bị lún nữa. Việc phải gia cường móng là biện pháp tích cực. Để khắc phục lún lệch, có thể hạ cột phía cao xuống hoặc phải đôn phía cột thấp lên.
    Các chủ đầu tư cần nghĩ đến việc thuê người làm giám sát thi công. Họ sẽ kiểm tra từ kết cấu, mác ximăng, nguyên vật liệu, các hệ thống kỹ thuật... đến việc tháo dỡ cốp pha. Cũng có thể đề nghị đơn vị thiết kế kiêm luôn việc giám sát thi công


    _________________
    Vũ Tiến Đạt
    Email: [You must be registered and logged in to see this link.]
    FB: [You must be registered and logged in to see this link.]

      Current date/time is Mon Oct 23, 2017 7:33 am