LA-Footing: Lún lệch giữa các móng và ảnh hưởng của móng lân cận – vì sao áp lực bằng nhau không làm lún bằng nhau
Hai móng cùng kích thước cách nhau 6 m chịu 1 260 và 630 kN lún 36 và 18 mm: lún lệch 0,003, vượt giới hạn 0,002 của nhà khung. Chọn kích thước để áp lực bằng nhau giảm lún lệch còn 0,0016. Móng lân cận cách 3,5 m làm lún tăng 9 % và đổi chiều nghiêng. Bài giải thích bằng nguyên lý chồng chất ứng suất Boussinesq.
Các bài trong Module Địa kỹ thuật
Mục lục bài viết
Nhà khung ít khi hỏng vì một móng lún nhiều. Nứt tường, nứt dầm thường đến từ lún lệch: hai móng cạnh nhau lún khác nhau, khung bị cưỡng bức biến dạng. Bài này dùng LA-Footing để xem lún lệch phát sinh thế nào và cách giảm.
1. Chỉ tiêu biến dạng#
| Chỉ tiêu | Định nghĩa | Giới hạn tham khảo (TCVN 9362:2012, nhà khung BTCT) |
|---|---|---|
| Lún tuyệt đối S | Lún tại tâm móng | 80 mm |
| Lún lệch tương đối ΔS/L | Chênh lún hai móng chia khoảng cách | 0,002 |
| Độ nghiêng i | Chênh lún hai mép một móng chia bề rộng | 0,004 |
Giới hạn cụ thể phụ thuộc loại kết cấu; cần tra bảng của tiêu chuẩn cho công trình đang thiết kế.
2. Ví dụ 1: hai móng cùng kích thước, tải khác nhau#
Nền như ví dụ tính móng từng bước: đất lấp trên sét pha dẻo cứng (E = 9,5 MPa), mực nước −3,5 m, chiều sâu chôn 1,8 m. Cột giữa chịu N = 1 260 kN, cột biên N = 630 kN, cách nhau 6 m.
| Móng | Kích thước | p_tb (kPa) | p_gl (kPa) | H_a (m) | S (mm) |
|---|---|---|---|---|---|
| Cột giữa | 2,8 × 2,4 | 225,1 | 193,4 | 5,40 | 36,0 |
| Cột biên, cùng kích thước | 2,8 × 2,4 | 131,3 | 99,6 | 4,00 | 17,8 |
ΔS/L = (36,0 − 17,8) / 6 000 = 0,0030 > 0,002: không đạt, dù từng móng đều đạt áp lực và lún tuyệt đối.
3. Ví dụ 2: chọn kích thước để áp lực gần bằng nhau#
Thu nhỏ móng biên còn 2,0 × 1,7 m:
| Móng | Kích thước | p_tb (kPa) | p_gl (kPa) | S (mm) |
|---|---|---|---|---|
| Cột giữa | 2,8 × 2,4 | 225,1 | 193,4 | 36,0 |
| Cột biên | 2,0 × 1,7 | 222,4 | 190,7 | 26,7 |
ΔS/L = (36,0 − 26,7) / 6 000 = 0,0016 ≤ 0,002: đạt.
Áp lực đáy gần như bằng nhau (190,7 so với 193,4 kPa) nhưng móng nhỏ vẫn lún ít hơn 26 %. Lý do: vùng ứng suất dưới móng (bầu ứng suất Boussinesq) tỉ lệ với bề rộng móng. Móng nhỏ có σ_z giảm nhanh hơn theo độ sâu và vùng nén nông hơn, nên tổng lún nhỏ hơn dù áp lực đáy như nhau. Đây là lý do cách "chọn móng theo cùng một áp lực tính toán" chưa đủ để đảm bảo lún đều.
4. Ảnh hưởng của móng lân cận#
Ứng suất dưới một móng gồm ứng suất do chính nó cộng ứng suất do các móng xung quanh truyền tới (nguyên lý chồng chất của lời giải đàn hồi). LA-Footing cho khai báo tải mặt lân cận dạng chữ nhật (vị trí tâm, kích thước, cường độ) và chỉ kể chúng vào ứng suất gây lún.
Móng 2,8 × 2,4 m trên, thêm một móng giống hệt (p_gl = 193,4 kPa) ở cạnh theo phương x:
| Khoảng cách tâm – tâm | Khe hở giữa hai móng | S tâm (mm) | Tăng | H_a (m) | Độ nghiêng i_x (‰) |
|---|---|---|---|---|---|
| Không có móng lân cận | – | 36,0 | – | 5,40 | −0,98 |
| 8,0 m | 5,2 m | 36,3 | +1 % | 5,60 | −0,90 |
| 5,0 m | 2,2 m | 37,3 | +4 % | 6,00 | −0,27 |
| 3,5 m | 0,7 m | 39,4 | +9 % | 6,40 | +1,83 |
| 3,5 m, hai bên | 0,7 m mỗi bên | 43,1 | +20 % | 7,40 | −0,99 |
So hai hình: ngay dưới đáy móng σ_z gần như không đổi (193 kPa), vì ứng suất của móng lân cận chưa lan tới. Càng xuống sâu, phần ứng suất do móng bên cạnh truyền tới càng lớn so với phần của chính móng, nên đường σ_z giảm chậm hơn, chạm điều kiện kết thúc vùng nén (σ_z ≤ 0,2σ′bt) muộn hơn và lún tăng 9 %.
Ba nhận xét:
- Móng cách xa hơn khoảng 2 lần bề rộng ảnh hưởng không đáng kể (+1 % ở khe hở 5,2 m).
- Móng sát nhau (khe hở 0,7 m) làm vùng nén sâu thêm 1 m và lún tăng 9 %; có móng hai bên tăng 20 %.
- Móng lân cận một bên làm móng nghiêng về phía móng lân cận: độ nghiêng đổi chiều từ −0,98 sang +1,83 ‰. Đây là cơ chế thường gặp khi xây nhà mới sát nhà cũ: nhà cũ nghiêng về phía nhà mới.
5. Biện pháp giảm lún lệch#
| Biện pháp | Tác dụng |
|---|---|
| Chọn kích thước móng theo lún chứ không chỉ theo áp lực | Đưa lún các móng về gần nhau |
| Giằng móng đủ cứng | Phân phối lại một phần tải, giảm chênh lún |
| Móng băng giao thoa, móng bè | Lún đều hơn trên cả công trình |
| Khe lún giữa hai khối có tải chênh nhiều | Cho phép hai khối lún độc lập |
| Với công trình cũ liền kề | Khai báo móng nhà cũ là tải lân cận để đánh giá ảnh hưởng ngược lại |