ĐỘ DÀY LỚP CÁT BAO NHIÊU LÀ HỢP LÝ CHO TỪNG LOẠI CÔNG TRÌNH?

Chiều dày lớp cát san lấp theo từng hạng mục công trình

Chiều dày lớp cát san lấp cho nền nhà dân

Đối với loại hình nhà phố biệt thự hoặc nhà cấp 4 thông thường, tải trọng tác dụng lên nền sàn chủ yếu là tải trọng tĩnh của đồ đạc và hoạt tải sinh hoạt của con người, dao động ở mức vừa phải. Vì vậy, tổng chiều dày lớp cát tổng thể phụ thuộc vào cao độ hiện trạng của khu đất so với mặt đường. Tuy nhiên, khi xét về quy trình thi công phân tầng đầm nén, độ dày mỗi lớp cát bắt buộc phải luôn nằm trong khoảng từ 15cm đến 20cm.

Thông thường, thợ xây dựng sẽ dùng đầm cóc để thi công nền nhà dân vì không gian chật hẹp, vướng hệ khung dầm móng. Với công suất máy đầm nhỏ như vậy, nếu để chiều dày lớp cát vượt quá 20cm thì lực đầm nén hoàn toàn khó trong việc làm chặt lớp đáy.

Chiều dày lớp cát cho sân bãi

Đối với khu vực sân bãi, tổng chiều dày lớp cát gia cố nền hạ dao động khá lớn từ 25cm đến 35cm tùy nền đất gốc yếu hay khỏe. Tuy nhiên, chuẩn nhất vẫn phải giữ yêu cầu giữ độ dày mỗi lớp cát ở mức ổn định là 20cm đến 25cm.

Tại các dự án sân bãi có diện tích mặt bằng rộng rãi, có thể điều động xe lu tĩnh hoặc lu rung loại nhỏ từ 2 đến 4 tấn vào lu lèn. Nhờ lực nén của bánh thép lớn hơn đầm cóc, chiều dày lớp cát có thể nới rộng lên tối đa là 25cm cho một tầng đầm.

Chiều dày lớp cát san lấp cho đường giao thông

Đường giao thông từ đường nông thôn mới cho đến các tuyến quốc lộ, đường nội khu đô thị đều áp dụng những tiêu chuẩn kỹ thuật cực kỳ khắt khe của Bộ Giao thông Vận tải. Nền hạ đường là nơi hứng chịu hàng vạn lượt xe tải trọng lớn chạy qua mỗi ngày, lực tác động truyền xuống theo dạng hình nón sụt. Chiều dày lớp cát nền đường thường được ấn định tổng thể từ 50cm trở lên, chia làm nhiều lớp đệm dày đều nhau.

Quy chuẩn thi công đường yêu cầu khống chế độ dày mỗi lớp cát sau khi đã lu lèn chặt không được vượt quá 20cm đối với các đoạn đắp thông thường và không quá 15cm đối với các vị trí tiếp giáp mố cầu, cống hộp. Với xe lu rung tải trọng lớn từ 18 đến 25 tấn, lực rung có thể truyền sâu, nhưng để đạt được độ chặt K

Chiều dày lớp cát san lấp cho nhà xưởng

Nhà xưởng thường đặt các hệ thống máy móc sản xuất hạng nặng, chịu tải trọng tĩnh phân bố đều của hàng hóa xếp cao tầng và hoạt tải va đập liên tục của xe nâng di chuyển. Một lỗi nhỏ trong việc kiểm soát chiều dày lớp cát có thể phá hủy hoàn toàn sàn bê tông cốt thép trị giá hàng tỷ đồng bên trên. Tổng mức đắp đệm kỹ thuật cho xưởng thường rơi vào khoảng 40cm đến 80cm.

Để đạt hiệu quả kinh tế và kỹ thuật cao nhất, độ dày mỗi lớp cát khi rải móng nhà xưởng bằng máy ủi phải được gạt phẳng ở mức độ dày từ 25cm đến 30cm. Sau đó, hệ thống xe lu sẽ tiến hành quét nhiều lượt lu liên tục. Khống chế chặt chẽ độ dày lớp cát ở trị số 25cm giúp triệt tiêu hoàn toàn hiện tượng đàn hồi và đảm bảo mô-đun biến dạng của nền hạ đạt chuẩn.

Chiều dày lớp cát san lấp trong từng hạng mục

VLXD Nam Thành

Độ dày mỗi lớp cát ảnh hưởng như thế nào đến độ chặt nền?

Mối liên hệ giữa độ dày lớp cát và độ chặt K

Giữa thông số độ dày lớp cát và độ chặt K có một mối tương quan nghịch biến cực kỳ rõ rệt nếu năng lượng đầm nén không thay đổi.

Nếu rải đệm với độ dày lớp cát tăng lên, thì độ chặt K thu được tại phần đáy lớp sẽ sụt giảm nghiêm trọng theo đồ thị hình sin ngược. Lớp hạt càng dày, lực cản ma sát giữa các hạt cốt liệu mịn càng lớn, nó hấp thụ hoàn toàn năng lượng rung động từ máy đầm khiến cho sóng lực không thể truyền xuống đáy.

Thực tế công trường chứng minh, lớp đệm dày 15cm dễ dàng đạt K95 chỉ sau 4 lượt đầm.

Khi nào cần giảm độ dày mỗi lớp cát?

Cần phải linh hoạt điều chỉnh, chủ động chỉ đạo giảm độ dày lớp cát xuống thấp hơn (khoảng 10cm đến 15cm) trong các trường hợp đặc thù được liệt kê chi tiết dưới đây:

Khu vực thi công chần hẹp, góc khuất dầm móng
Sử dụng nguồn cốt liệu có độ đồng nhất kém
Thi công đắp trên nền đất gốc quá yếu, sình lầy

VLXD Nam Thành

Quy trình thi công từng lớp để đạt độ chặt tốt nhất

San đều từng lớp

Sau khi xe ben đổ vật liệu xuống công trường thành từng đống riêng lẻ, bước đầu tiên là phải dùng máy ủi, máy xúc hoặc nhân công san gạt đều vật liệu ra toàn bộ bề mặt. Nếu việc san gạt không đều, chỗ dày lồi lên 40cm, chỗ lõm xuống 15cm, thì khi xe lu đi qua, áp lực nén phân bổ không đều sẽ gây ra hiện tượng cục bộ: nơi thì quá chặt làm vỡ hạt cốt liệu, nơi lại quá xốp không đạt độ chặt K.

Kiểm soát độ ẩm trước khi lu

Cát là loại vật liệu rời rạc, lực dính đơn vị hầu như bằng không khi ở trạng thái khô hoàn toàn. Do đó, nếu đem đầm nén một lớp khô khốc, các hạt sẽ bắn tung tóe sang hai bên thay vì nén chặt xuống. Ngược lại, nếu tưới sũng nước thành sình lầy, áp lực nước lỗ rỗng tăng cao sẽ đẩy các hạt xa nhau ra, nền móng sẽ bị nhão nát.

Lu lèn đúng số lượt

Khi độ dày lớp cát và độ ẩm đã đạt trạng thái lý tưởng, công tác lu lèn sẽ bắt đầu. Lu từ mép biên lu dần vào giữa đối với đoạn đường thẳng, và lu từ bên thấp lên bên cao đối với các đoạn đường cong có siêu cao. Vận tốc xe lu trong 2 lượt đầu tiên phải giữ thật chậm (khoảng 1.5 – 2 km/h) để ổn định sơ bộ sơ đồ hạt, sau đó mới tăng dần vận tốc và bật chế độ lu rung cường độ cao.

Số lượt lu cho một tầng đệm thông thường phải đạt từ 6 đến 8 lượt trên một điểm truyền lực thì mới có thể ép toàn bộ thể tích không khí thoát ra ngoài, đẩy độ chặt nền lên mức K95.

Kiểm tra cao độ sau mỗi lớp

Sau khi kết thúc lượt lu cuối cùng của một phân tầng, kỹ sư trắc đạc phải dùng máy kinh vĩ hoặc máy thủy bình bắn lại cao độ thực tế của bề mặt lớp đệm. Nhằm xác định chính xác xem sau khi đầm nén thực tế kết cấu vật tư đã co ngót đi bao nhiêu so với cao độ hình học thiết kế ban đầu (hệ số co ngót biến dạng thường dao động từ 1.15 đến 1.25).

VLXD Nam Thành

Những sai lầm khi thi công độ dày lớp cát

Đắp lớp quá dày

Đây là căn bệnh trầm kha phổ biến nhất tại các công trình tư nhân. Thợ thường đổ ào vật liệu cao lút đầu gối, tương đương với việc nâng độ dày lớp cát lên tới 50cm – 60cm cho một lần đắp đổ rồi cho máy đầm lướt qua loa qua mắt chủ nhà.

Việc đắp quá dày chỉ tạo ra lớp màng chặt giả tạo mỏng dính trên bề mặt, toàn bộ phần ruột bên dưới vẫn lỏng lẻo như một miếng xốp, sẵn sàng sụt lún bất cứ lúc nào khi chịu tải trọng nén cục bộ từ kết cấu đè nặng lên.

Lu khi cát quá khô hoặc quá ướt

Nếu lèn đất ngay khi vật liệu vừa được chở từ bãi về đang trong trạng thái khô rang dưới nắng gắt, khiến các hạt ma sát khô, không dính kết. Hoặc ngược lại, có những bác thợ cắm vòi nước xả ngập úng cả một vùng móng mịt mù rồi cho đầm cóc nhảy vào dập dình.

Hậu quả của việc lu lèn sai độ ẩm là máy đầm nhảy đến đâu, lớp đệm phập phồng, sủi bọt bùn hoặc nứt nẻ đến đó. Sóng lực đầm nén bị triệt tiêu hoàn toàn bởi áp lực nước dư thừa hoặc bị phân tán bởi độ rỗng của hạt khô.

Không kiểm tra độ chặt sau mỗi lớp

Một quy trình chuẩn bắt buộc là đắp lớp nào, nghiệm thu đạt độ chặt K lớp đó rồi mới được phép đắp lớp tiếp theo. Nếu bỏ qua bước này, rất dễ gặp tình trạng bề mặt chắc chắn sẽ đạt chuẩn, nhưng các tầng đệm bên dưới hoàn toàn rỗng. Khi công trình hoàn thiện đưa vào sử dụng lâu dài, hiện tượng lún không đều giữa các phòng sẽ xảy ra, bẻ gãy các hệ thống ống nước ngầm, làm nứt tường kiến trúc.

Thi công ngay sau mưa

Khi vừa mưa xong, lượng nước tích tụ trong kết cấu rỗng của khối hạt đệm móng vượt quá xa trị số độ ẩm tối ưu, biến toàn bộ khu vực đắp nền thành một túi bùn nhão, suy giảm nghiêm trọng sức chịu tải tự nhiên của đất móng.

VLXD Nam Thành

Cách kiểm tra lớp cát đã đạt yêu cầu hay chưa

Kiểm tra bằng mắt thường

Trước khi tốn chi phí gọi trung tâm thí nghiệm đến khoan mẫu, hãy tự đánh giá sơ bộ bằng các mẹo cảm quan. Một độ dày lớp cát sau khi đầm nén đạt chuẩn phải cho thấy bề mặt phẳng mịn, các hạt khít chặt vào nhau, không còn thấy các lỗ rỗng lấm chấm và xuất hiện các vệt hằn của bánh thép lu một cách mờ nhạt.

Mẹo thực tế: Hãy dùng gót chân giẫm mạnh hoặc dùng một thanh sắt phi 12 gõ mạnh xuống bề mặt nền đệm. Nếu gót chân không để lại vết lún sâu hoặc thanh sắt bật ngược trở lại, tiếng kêu đanh chắc chứ không bị lún ngập sâu vào lòng đất thì chứng tỏ độ chặt bề mặt đạt chuẩn K 90%.

Kiểm tra bằng thí nghiệm độ chặt

Kỹ thuật viên sẽ đào một hố nhỏ xuyên qua toàn bộ độ dày lớp cát cần kiểm tra, thu gom toàn bộ lượng vật liệu đào ra đem cân xác định khối lượng ẩm và sấy khô để tìm độ ẩm thực tế. Sau đó, họ rót một loại cát chuẩn có khối lượng thể tích đã biết trước vào đầy hố đào để xác định chính xác thể tích của hố. Trị số khối lượng thể tích khô thực tế chia cho khối lượng thể tích khô lớn nhất sẽ cho ra chính xác con số độ chặt K hiện trường.

Khi nào cần kiểm định hiện trường?

Khi kết thúc mỗi đợt đắp phân tầng cốt liệu: Với các công trình quy mô lớn là cứ mỗi 200m3 đến 400m3 vật liệu đắp hoặc cứ mỗi 500m2 bề mặt rải hoàn thiện phải tiến hành đóng một tổ mẫu thí nghiệm độc lập.
Tại các vị trí chuyển tiếp kết cấu xung yếu: Những khu vực có sự thay đổi đột ngột về mặt kết cấu chịu lực như điểm tiếp giáp giữa nền nhà và móng băng, khu vực bao quanh cổ hố ga kỹ thuật, mố cầu giao thông đều cần tăng mật độ kiểm định.

VLXD Nam Thành