The story of using “luong tree” for foundations of low-rise houses on soft ground – A practical experience.
Nguyễn Anh Dũng,
Hội Cơ học đất và địa kỹ thuật công trình Việt Nam. E-mail: [email protected]
Tóm tắt
Cây luồng là một cây thuộc họ tre, tuy nhiên nó thẳng hơn cây tre, và có đường kính tương đối lớn trên một đoạn dài. Trên thị trường, luồng được bán với chiều dài khoảng 8 m. Với chiều dài này nếu được dùng cho việc xử lý nền có thể tạo thành một lớp không bị lún trong khoảng chiều dài cọc. Với quan điểm này hai ngôi nhà 5 tầng đã được thi trông trên nền cọc luồng. Cho đến nay sau hơn 16 năm tồn tại, các ngôi nhà vẫn ở trạng thái tốt không có lún nứt. Thông qua bài báo này, tác giả cung cấp một kinh nghiệm thực tế về khả năng sử dụng luồng như một loại cọc tre, tràm với chiều dài lớn hơn khi xử lý nền.
Abstract
The ‘Luong tree’ belongs to the bamboo family. However, it is straighter than bamboo and has a relatively larger diameter over a long stretch. Luong is commonly sold in the market with a length of about 8 meters. Within this length, when used for ground treatment, it can form a layer that deforms much less than untreated soil. Based on this concept, two 5-story houses were built on luong bamboo pile foundations. Even after more than 16 years of existence, the houses remain in good condition with minimal settlements. Through this article, the author shares practical experience regarding the possibility of using ‘luong tree’ as a type of bamboo pile for ground treatment.
Mở đầu
Tôi thuộc thế hệ kỹ sư mà các công trình được gọi là cao tầng khi đó chỉ khoảng 5-6 tầng. Vì vậy giải pháp móng ở thời điểm đó là móng nông trên nền tự nhiên hay trên cọc tre. Khi gặp nền đất yếu có chiều dày lớn hơn thì giải pháp thường là thay bằng một lớp đệm cát. Tuy nhiên với chiều dày lớp đất yếu lớn hơn chiều dài của cọc tre hay chiều dày đệm cát có thể thực hiện được, độ lún công trình là rất lớn. Không phải thế hệ chúng tôi không biết đến móng cọc BTCT. Tuy nhiên nó là một giải pháp xa xỉ cho những công trình cao 5 tầng. Lúc này mong muốn có thể mở rộng chiều sâu gia cố lớp đất yếu với giá bình dân là một ước mơ. Tôi cũng nhìn thấy loại cọc luồng được bán đầy đường với chiều dài khoảng 8 m, và cũng có ý tưởng sử dụng cọc luồng cho mục đích này. Câu hỏi lớn nhất phải trả lời khi đó là sự tồn tại của cây luồng theo thời gian có đủ đảm bảo cùng với sự tồn tại của công trình hay không?
Tôi đã tìm hiểu về cây luồng và sự khác biệt của nó với cọc tre. Tôi cũng đã hỏi các bậc đàn anh trong nghề và đưa ý kiến về sử dụng luồng như cọc tre. Tuy nhiên câu trả lời khi đó thường là cây luồng không tồn tại được lâu trong nền. Cọc tre thường được sử dụng cho mục đích gia cố nền có chiều dài từ 2 đến 3 m. Nguyên nhân là do thân cây tre không thẳng, gây khó khăn cho việc thi công. Cây tre cũng thường được đóng thủ công bằng búa gỗ nên chiều dài kể trên là hợp lý. Cây luồng bán trên thị trường có chiều dài khoảng 8.0 ÷ 9.0 m và tương đối thẳng, xem hình 1. Với chiều dài này việc đóng xuống nền là khó hơn ở thời điểm ấy. Ngươi ta nói rằng cây tre dùng làm cọc nên chọn loại gốc, có độ đặc chắc lớn. Tuy nhiên theo những quan sát của tôi cọc tre bán trừ đoạn gốc còn lại là các đoạn khác chiều dày vách cũng tương đương với cây luồng.
Về cơ bản sự khác biệt lớn nhất đó là cọc tre là nó đã có kiểm chứng trên hàng loạt công trình, đấy là độ bền của nó theo thời gian. Vào khoảng năm 1991, Viện Khoa học Kỹ thuật Xây dựng, nay là IBST, có thực hiện chống lún cho một văn phòng của Vietcombank tại đường Nguyễn Du, Hà Nội. Khi đào đến đáy móng thấy các cọc tre vãn giữ màu xanh của tre tươi. Tôi có đem một cọc về văn phòng để cho các bạn đồng nghiệp xem trạng thái của cọc tre sau khoảng 60 năm làm việc. Đoạn tre vẫn còn màu xanh, trên thân cọc có đóng một chiếc đinh vẫn còn ở trạng thái tốt. Đoạn tre được để lại trong văn phòng, sau khoảng 2 tuần trở nên xám xịt và chiếc đinh bị rỉ mòn đáng kể. Rất tiếc ở thời điểm ấy không có máy ảnh để ghi chép lại sự kiện này. Tuy vậy tôi vẫn muốn thử nghiệm cây luồng để gia cố nền móng nhà có tải trọng không lớn.
Công trình thứ nhất
Vào năm 1993, một đồng nghiệp nhờ tôi thay đổi giải pháp móng cho một ngôi nhà riêng có diện tích xây dựng khoảng 100 m2 nằm trên đường Giải Phóng, Hà Nội (nhà 258 Giải Phóng, Hà Nội). Thiết kế ban đầu là móng cọc ép bê tông cốt thép 25 cm x 25 cm, có chiều dài là 30 m. Ở giai đoạn này chi phí cho công tác cọc là lớn, độ linh động của việc sử dụng máy ép cọc trong địa bàn chật hẹp là phức tạp.
Báo cáo khảo sát địa chất công trình cho thấy nền đất tại khu vực xây dựng là loại bùn sét rất yếu cho đến độ sâu 29 m, nước ngầm xuất hiện cách mặt đất tự nhiên khoảng 0.5 m. Một lớp cát mịn dày khoảng 2.0 m xuất hiện ở độ sâu khoảng 7.0 m. Đất nền thuộc loại rất yếu. Trên mặt bằng công trình có 2 hố khoan, lớp cát không lấy được mẫu. Kết quả thí nghiệm SPT cho giá trị khoảng 1 ÷ 3 búa/30 cm.
Nhìn vào địa tầng của khu vực, tôi có ý tưởng sử dụng tầng cát mịn này và nghĩ đến cây luồng, tôi đã quyết định dùng cọc luồng với ý định thử nghiệm mà không có ai phản biện để phản đối lại giải pháp này.
Móng được thiết kế là móng băng nằm trên trền gia cố bằng cọc luồng được đến chiều sâu là 8.0 m, mật độ cọc là 10 cọc/m2. Luồng được mua ở các cửa hàng bán vật liệu xây dựng, cũng không hẳn là tươi roi rói.
Vì không có búa đóng cọc thích hợp, tôi chọn phương pháp thi công: hạ coc bằng khoan dẫn (máy khoan ruột gà УКБ) đến độ sâu khoảng 5.5 m sau đó đưa cọc luồng vào lỗ khoan và dùng sức người để ấn xuống.
Hình 2 là hiện trạng của ngôi nhà được chụp vào năm 2023. Ngôi nhà vẫn hoạt động bình thường sau 30 năm. Gần đây, tôi chỉ có thể quan sát trạng thái mặt trước công trình, không thấy có hiện tượng bất thường nào. Như vậy giải pháp này có thể coi là ổn.
Công trình thứ hai
Công trình thứ hai giúp tôi có thêm một thử nghiệm là một nhà riêng có diện tích xây dựng khoảng 50 m2 được thi công vào năm 2008: ngôi nhà số 27/31/1/34 phố Phan Đình Giót, Thanh Xuân, Hà Nội.
Thanh Xuân, Hà Nội
Tại công trình này có thực hiện 2 mũi xuyên tĩnh (Gouda loại cơ) đến độ sâu 40 m. Giá trị sức kháng xuyên qc cho đến độ sâu dao động trong khoảng 4 ÷ 52 kg/cm2. Ở độ sâu 40 m qc là khoảng 20 kg/cm2. Mực nước ngầm khá nông, cách mặt đất tự nhiên khoảng 0.8 m. Ngôi nhà chưa có thiết kế móng. Đơn vị khảo sát có giới thiệu tôi cho chủ nhà với mục đích thiết kế giải pháp móng kinh tế. Tôi đã quyết định lại dùng cọc luồng với chiều sâu 8.0 m. Giải pháp được lựa chọn là móng băng nằm trên nền cọc luồng, với mật độ 10 cọc/m2. Nếu như tại công trình đầu tiên, mũi cọc được tựa trên lớp cát mịn, thì tại công trình thứ hai này mũi cọc nằm lơ lửng trong lớp bùn. Để thi công cọc, cũng dùng khoan dẫn khoảng 5 m, sau đó dùng máy ấn của thiết bị ấn cọc đến độ sâu thiết kế. Cho đến nay, công trình cũng đã tồn tại được 16 năm. Trong hình 3 là hiện trạng ngôi nhà được chụp lại vào ngay 17/05/2024.
Do nằm trong khu dân cư chật hẹp, đường đi rộng khoảng 2.0 m, nên rất không chụp được toàn bộ ngôi nhà. Tôi đã gặp lại chủ nhà, ông ta còn nhớ tổng số cọc luồng đã được sử dụng. Ngôi nhà ở trạng thái bình thường không có hiện tượng lún lệch với ngôi nhà lân cận, cũng như không có phàn nàn của chủ nhà.
Kết luận
Hai ngôi nhà trên đã tồn tại được một thời gian tương đối dài. Chắc chắn đến nay mực nước ngầm ở Hà Nội bị hạ thấp nhiều, (rất nhiều công trình hố đào trong thành phố không gặp vấn đề về nước ngầm). Như vậy quan niệm về cọc tre phải ngâm hoàn toàn trong nước cũng nên xem xét lại. Với hai công trình đã thực hiện, chắc chắn cũng chịu ảnh hưởng này. Có lẽ với độ ẩm của nền đất cũng giữ cho luồng được sống lâu hơn. Như vậy có thể nhìn thấy một khả năng có thể sử dụng luồng cho mục đích xử lý nền đến độ sâu 8 m và có thể đem lại hiệu quả kinh tế.
