Bài viết hướng dẫn bạn tính được số lượng tim cọc ép bê tông và kích thước đài móng cho ngôi nhà của mình chính xác đến 90% mà bạn không cần phải có bằng cấp về kỹ thuật.
Nằm trong chuỗi hơn 100 bài hướng dẫn thi công nhà dân nhà phố chuẩn kỹ thuật tiết kiệm chi phí của mình.
Bạn có thể đọc thêm và lưu lại đường link toàn bộ chuyên mục hơn 100 bài viết này TẠI ĐÂY.
OK, let’s go!
Để tính được số lượng tim cọc ép và kích thước đài móng bạn phải có được tối thiểu 2 thông tin cơ bản sau:
1. Tất cả mặt bằng kiến trúc của các tầng: Bao gồm diện tích, khoảng cách các trục nhà lưới cột theo 2 phương.
2. Số tầng của ngồi nhà.
Đến đây, nếu bạn thắc mắc ủa sao không có cấu tạo các lớp địa chất thì tính số lượng tim cọc thế nào được?
Uh, có lý nhỉ!
Thế này nhé, nếu có khảo sát các lớp địa chất tại vị trí ngôi nhà của bạn thì quá tuyệt vời rồi, nó sẽ là bài toán thuận.
Có thông tin này, thiết kế sẽ tính ra được số lượng tim cọc và tương đối chính xác chiều sâu ép cọc của bạn (chính xác tuyệt đối thì phải đợi thi công cọc thí nghiệm, tuy nhiên nhà dân thì thường không làm cọc này).
Còn nếu như bạn không có khảo sát địa chất thì chúng ta sẽ làm bài toán ngược: Tính được số lượng tim cọc và yêu cầu lực ép máy ép cọc vào 1 tim này.
1. Tính số lượng tim cọc
Ví dụ bên dưới sẽ giúp bạn hình dung ra cách tính:
Ví dụ công trình của bạn 3 tầng tổng tải trọng tính ra được (cân nặng của bê tông, gạch xây, vữa cán nền ốp lát…) phân bổ vào 1 tim cọc là 20 tấn thì khi thiết kế tính toán lý thuyết là 20 tấn nhưng sẽ tính lực ép đầu cọc khi dừng ép cọc nhân lên hệ số từ 2 – 2,5 lần.
Dĩ nhiên đây không phải là hệ số áp dụng cho tất cả các công trình, ở các nước khác nhau, sử dụng tiêu chuẩn xây dựng khác nhau, cấp công trình khác nhau… hệ số này có thể khác nhau.
Và nếu càng muốn an toàn thì bạn hãy nâng hệ số này lớn hơn nữa.
Tức là khi thi công chỉ cần bạn ép cọc với lực ép khi dừng đủ: 20 x 2,5 = 50 tấn là sẽ đạt yêu cầu thiết kế.
Như vậy thì chúng ta chỉ cần tính ra số lượng tim cọc, còn độ sâu bao nhiêu thì không tính ra được.
Nó hoàn toàn phụ thuộc vào địa chất bên dưới, miễn làm sao bạn ép được lực ép cho 1 tim cọc là 50 tấn là được!
Bạn hình dung ra chỗ này chứ?
Tức là tải trọng ép cọc đã được nhân lên 2,5 lần so với tải trọng bản thân ngôi nhà tác dụng lên các tim cọc.
Nôm na, bạn hiểu là hệ cọc ép sẽ tạo ra một lực kháng lớn hơn tối thiểu 2,5 lần tải trọng bản thân ngôi nhà của bạn.
Hệ số 2,5 để đảm bảo ngôi nhà không bị lún, hệ số càng càng cao tốt và cũng càng tốn tiền cọc hơn.
Địa chất yếu thì cần ép sâu hơn địa chất tốt, cọc nhỏ cần ép sâu hơn cọc to mới đủ lực ép 50 tấn.
Vì sức kháng của cọc phụ thuộc vào 2 yếu tố: Sức kháng mũi cọc và ma sát thành cọc tiếp xúc với đất.
Cọc càng ép sâu, càng to thì sức kháng này càng lớn!
Vậy, làm thế nào để bạn tính được ra con số 20 tấn tải trọng ngôi nhà truyền xuống cho mỗi tim cọc?
Thực ra, để tính toán được con số này chính xác các kỹ sư phải xây dựng mô hình tính toán (trên các phần mềm tính toán kết cấu phổ biến ở Việt Nam đang dùng Etabs).
Sau đó phần mềm sẽ xuất ra được tải trọng công trình phân bổ lên từng chân cột, từ đó mới tính được số lượng tim cọc của mỗi đài móng.
Vì mỗi cột sẽ là một đài móng bên dưới, và mỗi đài móng sẽ có các cọc bên dưới (phổ biến nhà dân nhà phố là 2 cọc, 3 cọc, 4 cọc, 5 cọc, 6 cọc cho 1 đài móng).
Dĩ nhiên mình không khuyến khích bạn (người trái ngành) tự thiết kế ngôi nhà của mình, vì đây chỉ là cách tính sơ bộ, chưa chính xác.
Để chính xác được thì các kỹ sư phải xây dựng mô hình trên phần mềm và kiểm tra tính toán lại.
Trong khuôn khổ bài viết này, mục đích chỉ giúp bạn sơ bộ tính ra số lượng tim cọc để lên chi phí tạm tính cho ngôi nhà.
Đầu tiên bạn lấy mặt bằng cột ra và vẽ các đường chia đôi ở giữa nhịp trục cột như hình bên dưới.
Hình này sẽ giúp bạn sơ bộ tính được tải trọng ngôi nhà phân bổ cho từng chân cột.
Phân bổ tải trọng ngồi nhà vào các cột
Đây là công thức sơ bộ tính tải trọng chân cột:
Tải trọng chân cột (tấn) = 1,2 x 1,2 (tấn/m2) x Diện tích sàn phân bổ vào cột x Số tầng.
Trong đó: 1,2 đầu tiên là hệ số, đại loại như hệ số an toàn.
1,2 tiếp theo là 1,2 tấn cho 1 m2 sàn (hệ số này sơ bộ sẽ dao động từ 1 – 1,5 tấn/m2, mình thường hay lấy 1,2). Nó đã bao gồm tĩnh tải, hoạt tải, gió, động đất.
Nếu có thêm mái ngói bên trên sàn bê tông thì bạn có thể tính phần ngói này là: 0,5 tầng.
Cách lấy hệ số tải trọng như này chỉ là sơ bộ, nhắc lại mình không khuyến khích người trái ngành tự thiết kế nhà của mình theo cách này!
Ví dụ tính tải chân cột C4 ở giữa nhà = 1,2 x 1,2 x Diện tích gạch chéo x 3,5 = 1,2 x 1,2 x [(4,2+5)/2 * (4,2+4,1)/2] x 3,5 = 96,21 (tấn).
Nhà 3 tầng có lợp ngói bên trên sàn bê tông thứ 3 nên số tầng là 3,5 tầng.
Như vậy bạn muốn lực ép mỗi tim cọc là 50 tấn thì mỗi cọc sẽ phải tính toán chịu 50/2,5 = 20 tấn như phân tích ở bên trên.
Đa phần máy ép neo hiện nay chỉ ép được từ 40-49 tấn, với thông số này là phù hợp với ép neo.
Nếu bạn muốn lực ép cho 1 tim cọc lớn hơn 50 tấn (60 tấn, 70 tấn…) thì nên sử dụng ép tải.
Do đó khi tính tải tính toán 1 tim cọc bạn nên lấy lực ép cọc tầm 45 tấn thôi, tức là sức chịu tải của 1 cọc tính toán là: 45/2,5 = 18 tấn.
Như vậy bạn sẽ phải cần: 96,21 / 18 = 5,3 tim cọc cho đài móng dưới chân cột C4 giữa nhà.
Thông thường khi chọn sơ bộ thế này, mình cũng thường lấy tăng tim cọc và làm tròn lên để thiên về an toàn hơn.
Và khi này mình sẽ chọn 6 tim.
Mình xin nhắc lại, đây mới chỉ là chọn sơ bộ thôi, mình không khuyến khích người trái ngành tự thiết kế nhà!
Các kỹ sư sẽ còn phải lên mô hình tính toán trên máy tính, kiểm tra lại tất các các số liệu chọn sơ bộ này.
Rất nhiều trường hợp sẽ phải sửa lại, điều chỉnh số lượng tim cọc!
Tham khảo: Bài viết chọn ép neo hay ép tải tại đây.
Tương tự các cho các chân cột còn lại, bạn sẽ tính ra được số lượng tim cọc theo diện truyền tải tương đối như hình bên trên.
Theo hình này thì cột giữa nhà chịu tải nhiều nhất sẽ nhiều cọc nhất, cột góc nhà chịu tải ít nhất sẽ có ít cọc nhất.
Và nhịp càng lớn thì cột càng to và móng dưới chân cột càng lớn!
2. Chọn kích thước đài móng:
Kích thước đài móng bạn chọn sơ bộ theo 2 nguyên tắc cấu tạo sau:
1. Khoảng cách các tim cọc cách nhau tối thiểu 3D (trong đó D là kích thước của cọc, ví dụ cọc 200 nghĩa là D = 200mm thì 2 tim cọc cách nhau 3*200 = 600mm, cọc 250 là 3*250 = 750).
Nếu nhỏ hơn 3D sẽ bị hiệu ứng nhóm cọc, làm giảm khả năng chịu lực của từng cọc.
Nghĩa là: Đáng lẽ ra mỗi cọc riêng lẻ chịu 18 tấn thì khi ép gần nhau nhỏ hơn 3D mỗi cọc chỉ chịu được nhỏ hơn 18 tấn.
Đây là khoảng cách tối thiểu nhưng cũng chính là khoảng cách mà các thiết kế chọn luôn.
Khoảng cách tối đa thì mình chưa từng làm và cũng không rõ là bao nhiêu.
Tất nhiên chúng ta chỉ cần con số tối thiểu thôi đúng không, để tiết kiệm chi phí thép bê tông… cho móng!
2. Khoảng cách từ mép cọc biên ra ngoài là: 150 – 200 mm (mình thường hay để 150 để tiết kiệm bê tông).
Đài móng dưới chân cột C4, sử dụng 6 cọc D200
Đài móng dưới chân cột C4, sử dụng 6 cọc D250
Cuối cùng, việc bố trí cột vào chính giữa tâm nhóm cọc sẽ giúp hệ đài cọc chịu lực tốt nhất, ít gây lãng phí thép nhất.
Những cột biên thường không bố trí được vào tâm nhóm cọc vì hết đất, và thường phải dùng móng lệch tâm.
Mình có một bài viết chia sẻ về móng đúng tâm lệch tâm, bạn có thể tìm Google: Móng lệch tâm + xây dưng thực hành.
Tý quên, còn điều này nữa!
Nếu bạn định sử dụng cọc D200 thì hầu hết các máy ép neo hiện nay OK, còn cọc D250 trở lên thì có thể nhiều máy ép neo không ép được, đặc biệt là các máy nhỏ ở địa phương.
Do đó, nếu bạn có ý định dùng cọc D250 thì cân nhắc và tìm cả nhà thầu ép cọc là ép tải hoặc có ép neo được cọc D250 nhé.
Còn ép tải lớn hơn 50 tấn mà dùng cọc D200 thì có thể dễ bị nổ đầu cọc nhé.
Tham khảo: Bài viết chọn ép neo hay ép tải tại đây.
Để xây được một ngôi nhà ưng ý, đảm bảo kỹ thuật lại tiết kiệm được chi phí thì không phải đơn giản.
Nếu bạn quan tâm và có nhu cầu tìm hiểu Thi công, Bóc tách và Lập chi phí nhà dân, nhà phố thì mình đang có khóa học: QS Nhà Phố.
Khóa học này không chỉ dừng lại ở đúng kỹ thuật, chất lượng mà mình còn chia sẻ những kinh nghiệm để hao hụt vật liệu ít nhất có thể, rút ngắn tiến độ thi công, hy vọng sẽ đem lại lợi nhuận cũng như tốn ít chi phí nhất cho ngôi nhà của bạn.
Bạn cũng có thể tải Ebook Trí Tuệ QS tại TRANG CHỦ (miễn phí) để hiểu rõ hơn về mình cũng như nghề QS.
Kỹ sư. Vương Danh Thắng,
Admin: xaydungthuchanh.vn.
Youtube: Xây Dựng Thực Hành.
TikTok: Xây Dựng Thực Hành
Fanpage: xaydungthuchanh.vn
