Bài giảng Công nghệ xây dựng đương đại

 1
 bộ xây dựng 
ch−ơng trình nâng cao trình độ kỹ s− năm 2002 
bài giảng 
công nghệ xây dựng đ−ơng đại 
 Ng−ời soạn bài và trình bày: 
 PGs Lê Kiều 
 Tr−ờng Đại học Kiến trúc Hà nội 
 hμ nội , 12- 2002 
 2
 công nghệ xây dựng đ−ơng đại 
 PGs Lê Kiều 
 Tr−ờng Đại Học Kiến Trúc Hà nội 
1. Công nghệ sử lý nền móng 
1.1 Công nghệ sử lý nền đất yếu bằng đệm cát: 
1.1.1 Mô tả công nghệ 
 Việc sử dụng đệm cát có mục đích là : 
(i) Giảm chiều sâu chôn móng, 
(ii) Giảm áp lực của nhà hoặc công trình truyền xuống nền đất yếu tới trị số 
mà nền đất có thể tiếp thu đ−ợc áp lực ấy, 
(iii) Đảm bảo cho công trình lún đều và ổn định nhanh chóng do n−ớc trong 
đất đ−ợc thoát ra theo đ−ờng ngắn nhất vào đệm cát. 
Nếu tại khu vực xây dựng, ngay trên mặt có lớp đất hữu cơ hoặc đất 
đắp yếu thì đáng lẽ phải chôn móng băng xuống một chiều sâu khá lớn, 
ng−ời ta có thể dùng giải pháp kinh tế hơn , đó là việc thay thế lớp đất yếu 
bằng đệm cát. Kích th−ớc đệm cát xác định từ điều kiện là lớp đất tự nhiên 
bên d−ới có thể tiếp thu đ−ợc áp lực truyền xuống. Với móng băng, chiều 
dày đệm cát đ−ợc xác định từ ph−ơng trình : 
Trong đó Rtc c−ờng độ tiêu chuẩn của đất tại đáy đệm cát ( kG/cm2) 
 P tải trọng do móng truyền cho đệm cát ( kG/m dài ) 
 b chiều rộng móng băng ( cm ) 
 γ o trọng l−ợng thể tích của cát trong đệm ( kG/cm3 ) 
 ϕ góc ma sát trong của cát , ( o ) 
 d chiều cao đệm cát ( cm ) 
 Kích th−ớc đáy đệm cát đ−ợc xác định từ điều kiện là : áp lực do 
móng công trình và trọng l−ợng đệm cát truyền xuống lớp nằm d−ới đệm cát 
d
dtgb
PRtc 02
γϕ ++=
 3
không lớn hơn c−ờng độ tiêu chuẩn của nền đất đó và sự ổn định của nền 
đ−ợc đảm bảo . 
 Chiều dày đệm cát đ−ợc tính toán sao cho độ lún của đệm cát và độ 
lún của các lớp đất yếu nằm d−ới phải nhỏ hơn độ lún giới hạn của móng 
công trình. 
 Việc thi công đệm cát sao cho độ chặt đạt đ−ợc khá lớn để có thể loại 
trừ đ−ợc độ lún không cho phép của móng. Khi thi công đệm cát trên mực 
n−ớc ngầm , cát đ−ợc rải thành từng lớp 15~20 cm , từng lớp phải đ−ợc đầm 
chặt mới rải lớp tiếp theo . Có thể sử dụng đầm lăn ( xe lu ) hoặc đầm nện 
( đầm chày ) hoặc đầm thuỷ chấn động cho toàn chiều dày của đệm. Độ chặt 
đạt đ−ợc phải là 1,65~ 1,7 tấn/m3. Nếu cát đ−ợc đổ vào hố móng khô, dùng 
ph−ơng pháp đầm lăn hoặc đầm nện thì sau khi rải mỗi lớp lại t−ới n−ớc kỹ 
mới đầm. 
 Nên dùng cát hạt trung hoặc cát hạt to để làm đệm cát. 
 Với những công trình có chiều dài lớn đặt trên nền đất sét bão hoà ở 
trạng thái nhão có chiều dày nhỏ hơn 6 mét có thể thi công theo ph−ơng pháp 
đẩy trồi đất yếu . Ph−ơng pháp này có thể đ−ợc mô tả nh− sau: tại khu vực 
xây dựng , đắp dải đất cao hơn cao trình thiết kế của nền từ 5 đến 6 mét. Do 
tác dụng của trọng l−ợng dải đất đắp đó , đất yếu bị đẩy trồi ra hai bên. Khi 
lớp đất bị đảy trồi không dày lắm , chỉ từ 3 ~ 4 mét , l−ợng vật liệu đắp có 
thể xác định gần đúng bằng khối tích đất bị đẩy trồi. Nếu khu vực xây dựng 
đ−ợc cấu tạo bằng các lớp trầm tích dạng phân lớp , đất kẹp ở giữa là đất sét 
ở trạng thái nhão hoặc dẻo mềm thì phải sử dụng các biện pháp để ngăn ngừa 
sự sụp đổ của dải đất đắp. 
 Khi cần xây các công trình có trọng l−ợng lớn trên các trầm tích sét 
yếu và bùn , ngoài mục đích tăng nhanh quá trình cố kết, đệm cát còn dùng 
để nén chặt nền bùn bằng trọng l−ợng bản thân của nó. Khi nén chặt đất bùn, 
cần đổ cát sao cho kết cấu của bùn khỏi bị phá hoại. Khi đổ cát trên lớp bùn 
đáy mà không dùng các biện pháp đặc biệt để rải cát đều và từ từ mà đổ 
tuừng l−ợng lớn thì kết cấu của đất bùn sẽ bị phá hoại và cát sẽ lún ngập 
trong bùn. Khi thi công theo công nghệ rải cát , các hạt lớn rơi ngay sát tàu 
cuốc còn hạt nhỏ nằm hai bên . Khi di chuyển tàu cuốc liên tục thì hạt lớn sẽ 
rải đều trên mặt cát. Thi công nh− thế , cát không bị trộn lẫn với bùn mà sẽ 
nén chặt bùn bằng chính trọng l−ợng bản thân của cát. Nhờ tính thoát n−ớc 
của cát, nên tiếp theo quá trình nén chặt là quá trình cố kết thấm nhanh 
chóng. Do đó, tăng đ−ợc khả năng chống cắt của bùn. Có thể kiểm tra đ−ợc 
quá trình nén chặt đất bùn bằng cách xác định độ ẩm của đất. 
 4
 Chiều rộng đệm cát đ−ợc xác định sao cho sự ổn định của công trình 
đ−ợc đảm bảo và khoảng gấp 5 ~ 6 lần chiều rộng móng. 
 Để đầm chặt cát rời ở trạng thái đất đắp hoặc ở trạng thái tự nhiên , có 
thể dùng cách đầm chấn động tầng mặt hoặc dùng ph−ơng pháp thuỷ chấn 
động. 
 Khi dùng ph−ơng pháp đầm bề mặt máy đầm đ−ợc sử dụng là máy 
chuyên dùng đầm bề mặt nh−ng có thể đầm sâu đ−ợc từ 0,50 đến 1,50 mét. 
Loại máy này đầm cát hoặc á cát. 
Khi chọn kích th−ớc quả đầm của máy đầm chấn động bề mặt có thể tham 
khảo số liệu ghi trong bảng sau đây: 
Diện tích đáy quả đầm ( m2) 
Chiều dày lớp đất đ−ợc đầm (m) 
Loại đất 
áp lực đơn 
vị (t/m2) 
0,25 0,5 1,0 1,5 
Cát bão 
hoà 
Cát ẩm 
Đất sét 
0,3-0,4 
0,6-1,0 
1,0-2,0 
0,25 
0,4 
0,6 
1,0 
1,5 
2,0 
3,0 
4,5 
- 
5,0 
- 
- 
Máy móc để thực hiện đầm lăn chấn động : 
Máy Nga có loại ΠBK 25 . Loại máy này đầm chặt cát đến độ sâu 
1,50 mét, đất sét từ 0,5 ~ 0,8 mét. Hiệu suất khoảng 2000 ~ 3000m3 cát nén 
trong 1 ca. 
 Tiêu chí kiểm tra chất l−ợng hoàn thành công tác là khi trọng l−ợng 
thể tích cát đạt đ−ợc 1,60 ~ 1,75 G/cm3 , ứng với độ chặt D = 0,7 ~ 0,90. 
 Máy Nhật để thực hiện việc đầm và thi công đệm cát trên đất liền ( tài 
liệu do hãng Nippon KaiKo giới thiệu năm 2000 ) cho trong bảng : 
Loại máy Công suất 
( PS) 
Phần nâng 
(tấn) 
Bộ phận Ghi chú 
SW-180 150 50 1 
PD 100 152 50 4 3 bộ phận 
dùng cho cần 
trục 
SP 100N 150 50 7 
SP 110N 150 70 24 
 5
SP 250 250 150 7 1 bộ phận 
dùng cho cần 
trục 
SP 300N 600 300 4 3 bộ phận 
dùng cho cần 
trục 
 Dùng đầm thuỷ chấn động tầng sâu đ−ợc dùng khi cần nén chặt lớp 
cát trên 1,5 mét. Dùng các loại đầm sâu mà ta quen gọi là đầm dùi nh−ng là 
loại mạnh nh− các loại ố-50 , ố-86 v.v... và các loại thuỷ chấn động tầng sâu 
cực mạnh . Dùng các loại đầm dùi có thể đạt bán kính chấn động tới 0,4 ~ 
0,7 mét và chiều sâu tới 3 ~ 4 mét. Khi dùng loại máy thuỷ chấn động nh− B 
- 76 hoặc B - 97 bán kính nén chặt đến 3 mét và chiều sâu lớp đất đ−ợc nén 
chặt đến 10 mét và hơn nữa. 
 Dùng đầm rung thì hạ máy xuống sâu bằng cách xói n−ớc , nghĩa là 
gắn với máy rung có đầu xói n−ớc để rẽ cát khi hạ đầm sâu vào trong cát. 
D−ới tác động của n−ớc và đầm rung , cát đ−ợc nén chặt. Khi phun xói với 
áp lực 4~5 atm vào lớp cát, cát bị xói rời ra do n−ớc chuyển động lên phía 
trên. Các hạt đất và hạt mịn ở trạng thái lơ lửng cũng bị đẩy lên trên. Hạt 
nặng sẽ lắng đọng xuống đáy. Bán kính lan truyền khá nhỏ nên gia tốc chấn 
động đ−ợc các hạt cát truyền là nhỏ nên phải di chuyển đầm thành nhiều 
điểm bố trí theo hình hoa mai nh− lý thuyết đầm bê tông bằng đầm dùi. 
 Khi hạ đầm đến vị trí đầm dùng n−ớc xói. Quá trình đầm chặt thì 
ng−ng xói n−ớc. Khi đầm xong lại xói n−ớc để rút đầm lên và nh− thế , để lỗ 
rỗng trong cát. Lấp lại lỗ đó bằng cách đổ , rót cát xuống. Nhiều khi rót 
xuống lỗ ấy bằng sỏi nhỏ hạt. 
 Có thể kiểm tra chất l−ợng đầm nén cát bằng thiết bị xuyên , nén tải 
trọng thử hay nén tiêu chuẩn nh− kiểm tra mẫu đất nguyên dạng. 
1.1.2 Phạm vi sử dụng: 
 Phạm vi sử dụng của đệm cát là chiều dày lớp cát không quá 10 mét. 
Nếu chiều sâu này quá lớn thì vì vấn đề kinh tế mà nên chọn loại móng khác. 
D−ới đất có n−ớc l−u chuyển cũng hạn chế dùng đệm cát vì lý do cát có thể 
trôi theo dòng n−ớc mà chân móng giảm chịu lực. 
Trong n−ớc : 
 Đệm cát là ph−ơng pháp gia cố nền đất yếu rất có hiệu quả . Tr−ớc 
năm 1990 sử dụng ở n−ớc ta khá nhiều , nhất là khi Liên xô giúp ta sử lý tốt 
móng nhà C1 Đại học Bách khoa Hà nội . Nhà khách số 10 Lê Thạch Hà nội 
 6
cũng sử lý nền cát hạt trung với chiều dày đến 6 mét. Gần đây do ph−ơng án 
cọc thi công nhanh hơn và giá cát hạt trung đắt nên ph−ơng pháp này ít dùng. 
Ph−ơng án này khá tin cậy về chất l−ợng nền nếu có lớp đất sét trên mặt coi 
nh− vòng vây quây kín lớp cát. Nên triển khai thực hiện ph−ơng án này rộng 
rãi khi điều kiện cho phép . 
 ở những vùng sẵn cát mà đất yếu, sử dụng biện pháp này, đất cố kết 
nhanh và gia cố nền đất yếu có hiệu quả. Công nghệ này thích hợp cho nhà 
có số tầng từ 6 tầng trở xuống trong điều kiện nền đất yếu. 
N−ớc ngoài: 
Ph−ơng pháp dùng đệm cát là ph−ơng pháp hữu hiệu với những vùng đất yếu 
cần nhanh chóng ổn định để sớm thi công. Đây là ph−ơng pháp kinh điển 
trong gia cố nền đất yếu trong các bài bản quốc tế sử lý nền đất yếu. 
Biện pháp này đ−ợc đặt ra sớm nhất với các vùng Trung Âu, sau đó đến Liên 
xô cũ. 
Nhật bản có nhiều tập đoàn thi công lấn biển lớn chuyên dùng đệm cát để 
xây dựng ngoài khơi, tạo ra những đảo nổi bằng cát có t−ờng cừ vây, diện 
tích khu vực đ−ợc lấp cát đến nhiều hecta. 
1.2 Cọc cát : 
1.2.1 Mô tả công nghệ: 
 Có hai kiểu cọc cát đ−ợc sử dụng để gia cố nhân tạo nền đất yếu bão 
hoà. Cọc cát đ−ợc chế tạo theo kiểu khoan thành lỗ khoan thẳng đứng xong 
nhét đầy cát đ−ợc sử dụng để tăng nhanh quá trình nén chặt của đất yếu d−ới 
tác dụng của trọng l−ợng khối đất đắp và tải trọng công trình xây trên đó. 
Cọc cát thi công theo kiểu đóng cọc ống rỗng xuống đất , khi nhồi cát thì rút 
ống lên là một cách chế tạo cọc cát kiểu khác. 
(i) Cọc cát có đ−ờng kính lớn : 
 Cọc cát thi công có đ−ờng kính lớn còn đ−ợc gọi là giếng cát. Lỗ 
khoan tạo cho cọc cát loại này đ−ợc thi công giống nh− kiểu tạo lỗ khoan 
cho cọc nhồi có vách bằng thép với chiều dày vách 8 ~ 20 mm. Thông 
th−ờng cọc cát loại này có đ−ờng kính là 600 mm. Lấy hết lõi bằng gàu 
khoan xoay cho đến khi đạt độ sâu cần thiết. Th−ờng cọc cát có độ sâu 
không lớn nh− cọc nhồi nên không phải dùng bentonite giữ thành vách vì có 
vách bằng thép. Sau khi ngừng khoan , nhồi lòng hố khoan bằng cát đầm 
chắc và rút vách lên khi nhồi đầy. Trên mặt cọc cát th−ờng là đệm cát. Kết 
 7
cấu phối hợp của hệ thống thoát n−ớc ngay trong nền d−ới đế móng đảm bảo 
tăng nhanh quá trình nén chặt của nền chịu tải do đ−ờng thấm của n−ớc ép 
thoát ra từ lỗ rỗng của đất đ−ợc rút ngắn lại. 
 Cọc cát đ−ờng kính lớn đ−ớc sử dụng có hiệu quả khi cần tăng nhanh 
quá trình nén chặt của đất bồi tích nh− đất sét dạng dải. Cọc cát đ−ờng kính 
lớn cũng đ−ợc sử dụng hợp lý khi cần đảm bảo sự ổn định của nền có diện 
tích chịu tải lớn bằng cách tăng nhanh quá trình cố kết thấm nh− nến nhà 
công nghiệp cần ổn định lún trong thời gian ngắn. 
 Cơ sở để xác định khoảng cách cần thiết giữa các cọc cát là các giả 
thiết về thời gian cố kết của nền nh− sau: 
 * Thời điểm ban đầu , n−ớc tiếp thu toàn bộ tải trọng truyền lên nền. 
 * Vùng ảnh h−ởng của cọc cát đ−ờng kính lớn đ−ợc xem nh− tròn. 
 * Vùng ảnh h−ởng chịu tải trọng phân bố đều. 
 * Chỉ xét đến cố kết thấm. 
(ii) Cọc cát có đ−ờng kính nhỏ : 
 Cọc cát đ−ờng kính nhỏ đ−ợc thi công do đóng những ống thép rỗng 
xuống đất mà những ống này có đ−ờng kính khoảng 500 mm làm cho đất 
đ−ợc dồn nén chặt . Các miền mà đất đ−ợc nén chặt tiếp giáp với nhau . Nhồi 
cát trong ống khi rút ống lên. Theo điều kiện làm việc thì cọc cát loại này về 
cơ bản khác với các dạng cọc bê tông nhồi hay cọc cứng khác . Điểm khác ở 
chỗ là cọc cát và đất nén chặt quanh nó cùng tiếp thu tải trọng và biến dạng 
nh− nhau. Khi thi công cọc cát ta sẽ không đ−ợc một móng cọc mà đ−ợc một 
nền đã nén chặt với môđun biến dạng trung bình lớn hơn khá nhiều so với 
môđun biến dạng lúc đất ch−a bị nén. 
 Thành phần khoáng có ảnh h−ởng đến giới hạn nén chặt của đất sét và 
đất bùn. Hàm l−ợng các chất khoáng sét −a n−ớc trong đất càng lớn thì giới 
hạn nén chặt của đất đó càng nhỏ. Kinh nghiệm cho thấy , trị số nhỏ nhất của 
hệ số rỗng có thể đạt đ−ợc khi nén chặt tầng sâu , εnch t−ơng ứng với trị số 
của hệ số rỗng εp trong khoảng áp lực p = 0,5~1,0 kG/cm2 xác định theo kết 
quả thí nghiệm mẫu đất trên máy nén . 
 Khi áp lực khoảng 1 kG/cm2 thì phần lớn n−ớc lỗ rỗng đ−ợc ép thoát 
ra khỏi đất và hệ số rỗng ứng với áp lực đó sẽ là giới hạn nén chặt của đất khi 
nén chặt tầng sâu bằng cọc cát. 
(iii) Những đặc điểm thi công cọc cát: 
 8
 Thi công gia cố nền đất yếu tầng sâu bằng cọc cát có những đặc điểm 
sau đây: 
 * Để nén chặt đất tầng sâu cọc thép rỗng , đ−ợc gọi là ống nòng , 
th−ờng dùng có đ−ờng kính 500 mm và không làm nhỏ hơn 420 mm. Đầu 
ống nòng có mũ toẻ ra đ−ợc khi rút ống lên để cát nhồi bên trong ống sẽ nằm 
lại trong đất. 
 * Cát dùng nhồi trong ống để đ−a xuống đất phải đồng nhất về kích 
th−ớc hạt , là loại cát vừa hoặc cát thô. Hàm l−ợng sét và bụi không quá 5%. 
 * Cọc thép ống nòng có thể đóng xuống đất bằng thiết bị nào cũng 
đ−ợc : máy đóng cọc , máy nén , máy hạ cọc kiểu rung, búa Franki ... 
 * Cần chú ý hiện t−ợng cát mắc trong ống khi rút ống lên . Phải có 
trang bị chống mắc cát trong ống khi rút ống nòng lên. 
 * Cát trong cọc phải đ−ợc đầm chặt. Dùng cách nào thì ng−ời thiết kế 
thi công chỉ định và t− vấn đảm bảo chất l−ợng bên cạnh chủ đầu t− duyệt y . 
Có thể dùng quả nén , cùng khí nén hoặc ấn thêm lần nữa khi rút . 
 * Trình tự đóng theo cách dồn nén từ ngoài vào trong nếu diện gọn. 
Nếu diện chạy dài thì thi công theo hàng ngang chẵn lẻ. Thi công đ−ợc một 
số hàng lẻ lại đến hàng chẵn cho khu vực đ−ợc lèn chặt đều. 
1.2.2 Phạm vi sử dụng : 
Tại những vùng mà n−ớc ngầm tĩnh , điều kiện sử dụng cọc cát nên 
phát triển . Cần hết sức cảnh giác với điều kiện mức n−ớc ngầm thay đổi , 
biến động nhiều . Tại Hà nội có một số bài học cho việc sử dụng cọc cát với 
vị trí có mức n−ớc ngầm biến động nhiêù , n−ớc đã kéo rút cát d−ới móng 
làm cho công trình bị lún nguy hiểm . Nếu theo dõi tốt điều kiện thuỷ văn thì 
giải pháp cọc cát là giửi pháp kinh tế trong sử lý nền đất yếu. 
Đây là biện pháp gia cố nền đất yếu rẻ và có hiệu quả cho nhà từ 6 
tầng trở xuống xây dựng trong điều kiện đất yếu. 
Trong n−ớc: 
Cọc cát đ−ợc dùng ở n−ớc ta bắt đầu vào năm 1958 cho những khu xây dựng 
nhà trụ sở cơ quan có số tầng 4 ~ 5 tầng. Ngôi nhà số 42 Ngô Quyền Hà nội, 
 9
trụ sở công ty Xuất nhập khẩu Rau Quả, Bộ Th−ơng Mại n−ớc ta là ngôi nhà 
sử dụng cọc cát sớm. 
Sau này, vào năm 1982, tại khu Thành Công Hà nội, việc sử dụng không 
thành công cọc cát ở ngôi nhà A2 Ngọc Khánh làm những ng−ời sử dụng cọc 
cát trở nên thận trọng. 
Ngoài n−ớc: 
Cọc cát đ−ợc nêu trong các sách giáo khoa về Nền móng và gia cố đất nền 
của nhiều n−ớc trên thế giới. Từ những nhà địa chất có tên tuổi nh− Teczaghi 
đến Maslov của Nga đều nhắc đến ph−ơng pháp này nh− là ph−ơng pháp gia 
cố nền đất yếu có hiệu quả và kinh tế. 
1.3 Gia cố nền bằng bấc thấm : 
1.3.1 Mô tả công nghệ : 
 Nền đất sình lầy, đất bùn và á sét bão hoà n−ớc nếu chỉ lấp đất hoặc 
cát lên trên , thời gian để lớp sình lầy cố kết rất lâu kéo dài thời gian chờ đợi 
xây dựng. Cắm xuống đất các ống có bấc thoát n−ớc thẳng đứng xuống đất 
làm thành l−ới ô với khoảng cách mắt l−ới ô là 500 mm. Vị trí ống có bấc 
nằm ở mắt l−ới. ống thoát n−ớc có bấc th−ờng cắm sâu khoảng 18 ~ 22 mét. 
 ống ... . Các mảng lớn lại đ−ợc phân chia thành các mảng nhỏ qua các vết đứt 
gãy nông hơn. 
 Có năm dạng chuyển động t−ơng đối giữa các mảng khi động đất là : 
các mảng tách xa nhau ra, các mảng dũi ngầm xuống sâu , các mảng tr−ờn 
lên nhau, các mảng va vào nhau, các mảng rúc đồng qui vào nhau. Trong 5 
loại này, các chuyển động dũi và tr−ờn tạo động đất mạnh hơn cả. 
Thí dụ trận động đất ở Kobê, Nhật bản , tháng Giêng năm 1995 đ−ợc 
mô tả chuyển động của các mảng theo hình kèm đây. 
Khi xảy ra động đất, quá trình chuyển động tr−ợt t−ơng đối giữa các 
khối vật chất không chỉ vận động cơ học đơn giản mà còn có cả sự tích luỹ 
thế năng biến dạng hoặc kèm chuyển hoá năng l−ợng, năng l−ợng từ trạng 
thái này sang trạng thái khác dẫn đến sự tích tụ năng l−ợng ở những vùng 
xung yếu nhất định trong lòng đất. Khi năng l−ợng tích tụ đến giới hạn nào 
đó , không còn thế cân bằng với môi tr−ờng chung quanh nên thoát ra d−ới 
dạng thế năng chuyển sang động năng và gây ra động đất. 
 Các điểm tích tụ năng l−ợng , điểm chấn tiêu, nằm sâu trong lòng đất 
từ 5 km đến 70km. Trận động đất ở Tuần giáo ( 1983) có độ sâu H = 32 km. 
Một số trận động đất khác H = 70 km ~ 300 km. Các trận động đất mạnh 
th−ờng ở độ sâu 30 km ~ 100 km. 
 99
4.2. Đánh giá c−ờng độ động đất : 
Có thể dựa vào hoặc hậu quả của nó, hoặc năng l−ợng gây ra trận động 
đất ấy. Trong vòng 200 năm qua trên thế giới đã đề nghị khoảng 50 loại 
thang phân cấp đo c−ờng độ động đất. Các thang sau đây đ−ợc nhiều n−ớc sử 
dụng : 
Thang Mercalli cải tiến: 
Năm 1902 G. Mercalli ( Giuseppe Mercalli , ng−ời ý, 1850-1914 ) đề 
ra thang đo c−ờng độ động đất 12 cấp. Năm 1931 Wood và Newmann bổ 
sung nhiều điênù cho thang 12 cấp này và thang này đ−ợc mang tên MM. 
Thang MM đánh giá độ mạnh của động đất dựa vào hậu quả của nó tác động 
lên con ng−ời, đồ vật và các công trình xây dựng. Thang chia thành 12 cấp, 
từ cấp I đến IV là động đất yếu, từ cấp V đến VI đã tác động đến giác quan 
con ng−ời, đánh thức ng−ời ngủ, đèn treo trên trần nhà lay động, nhà cửa 
rung nhẹ và có chút ít thiệt hại. Động đất cấp VII làm cho ng−ời phải bỏ 
chạy khỏi nhà, h− hỏng từ nhẹ đến vừa với nhà bình th−ờng và làm hỏng 
nặng nhà mà khâu thiết kế và thi công kém. Một số ống khói bị đổ. Cấp VIII 
làm h− hỏng hàng loạt công trình, ngay những nhà đ−ợc thiết kế và thi công 
tốt.Panen sàn rời khỏi dầm đỡ. Gọi là động đất cấp IX và cấp X là động đất 
làm đổ hầu hết các nhà. Động đất cấp XI gây thiệt hại trên phạm vi lớn. Cấp 
XII mang tính huỷ diệt kèm theo sự thay đổi địa hình nơi có động đất. 
Thang MKS-64 : 
Thang MSK-64 năm 1964 đ−ợc Medvedev và Sponheuer và Karnic đề 
xuất để đánh giá động đất ảnh h−ởng đến công trình xây dựng. C−ờng độ 
động đất đ−ợc đánh giá qua hàm số chuyển dời cực đại của con lắc tiêu 
chuẩn có chu kỳ dao động riêng T = 0,25 s. Thang KSK-64 cũng có 12 cấp 
và quan hệ giữa cấp MSK-64 với phổ biên độ của con lắc tiêu chuẩn nh− 
bảng sau: 
MSK-64 
Phổ biên độ 
(mm) 
5 
0,5~1,0 
 100
6 
7 
8 
9 
10 
1,1~2,0 
2,1~4,0 
4,1~8,0 
8,1~16,0 
16,1~32,0 
Thang Richter: 
Thay cho việc đánh giá c−ờng độ động đất thông qua hậu quả của nó, 
năm 1935 , Richter, kỹ s− địa chấn ng−ời Hoa kỳ( Charle Francis Richter , 
1900-1985 ) đ−a ra thang đo c−ờng độ động đất bằng cách đánh giá gần 
đúng năng l−ợng đ−ợc giải phóng ở chấn tiêu. Ông đ−a ra định nghĩa , độ lớn 
M ( Magnitude ) của một trận động đất bằng logarit thập phân của biên độ 
cực đại A ( μm ) ghi đ−ợc tại một điểm cách chấn tâm D = 100 km trên máy 
đo địa chấn có chu kỳ dao động riêng T = 0,8 sec. 
 M = log A 
Quan hệ giữa năng l−ợng E ( ergi) đ−ợc giải phóng ở chấn tiêu với 
magnitude đ−ợc xác định theo công thức: 
 Log E = 9,9 + 1,9 M - 0,024 M2 
Tính toán theo công thức này, thu đ−ợc : 
M 5 6 6,5 7 7,5 8 8,6 
E 0,08x1020 2,5x1020 14,1x1020 80x1020 46x1020 2000x1020 20000x102
Về mặt lý thuyết , thang M bắt đầu từ 0 và không có giới hạn trên, nh−ng 
thực tế ch−a bao giờ đo đ−ợc trận động đất nào có M đạt đến 9. Trận động 
đất mạnh tại Columbia ( 30-11-1906 ) và tại Sanricum, Nhật bản ( 2-3-1933) 
cũng chỉ đạt tới 8,9. 
 Độ sâu của chấn tiêu ảnh h−ởng rất lớn trong t−ơng quan giữa thang M 
và thang MM. Trận động đất có thang M=8 nh−ng sâu H>100 km thì ảnh 
h−ởng của nó khá rộng nh−ng hậu quả lại không đáng kể. Có trận động đất 
tại Maroc M = 5,75 nh−ng H = 3 km đã gây ra c−ờng độ động đất tới cấp XI 
ở vùng chấn tâm. 
Thang năng l−ợng Richter có 7 bậc đánh số từ 2 đến 8 độ Richter. 
Giữa thang Mercalli cải tiến và thang Richter có quan hệ nh− sau: 
 101
Thang Richter M Thang Mercalli cải tiến MM 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
I~II 
III 
IV~V 
VI~VII 
VII~VIII 
IX~X 
XI 
Năm 1981, Viện Kiến trúc Nhật bản đã thiết lập mối quan hệ giữa 
thang MM , MSK-64 và đặt ra thang đo động đất JMA của Nhật bản mà 
thang này gồm 8 cấp với gia tốc cực đại của nền đất W, cm/s2 nh− bảng sau: 
MM 0 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
MSK 
 64 
 I II III IV V VI 
VII
VIII IX X XI XII
 JMA 0 I II III IV V VI VII 
Wcm/s2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 
500 1000 
Các n−ớc th−ờng dùng song song hai thang là thang Mercalli cải tiến 
và thang năng l−ợng Richter nên chúng ta hay thấy nói trận động đất mạnh 
cấp mấy và có mấy độ Richter. Mạnh cấp mấy , hay đ−ợc hiểu theo cấp của 
thang Mercalli cải tiến và độ Richter là theo thang Richter. 
3.Những trận động đất từ đầu năm 2001 cập nhật đến ngày 9-03-2001: 
Theo thống kê của Trung tâm thông tin quốc gia về động đất của Hoa 
kỳ, những trận động đất xảy ra có thể gây tác hại cho công trình từ đầu năm 
2001 đã ghi đ−ợc nh− d−ới đây: 
Ngày Giờ Vĩ độ Kinh độ Độ 
sâu 
Độ 
mạnh 
Địa điểm 
2001/01/01 
2001/01/09 
06:57:04 
16:49:28 
6,907 Bắc 
14,898 
126,613 
Đông 
167,154 
33 
km 
7,4 
7,0 
Mindanao 
Philippines 
Đảo 
 102
2001/01/10 
2001/01/13 
2001/01/26 
2001/02/13 
2001/02/19 
2001/02/24 
16:02:43 
17:33:30 
03:16:40 
19:28:31 
22:52:30 
07:23:48 
Nam 
57,019 
Bắc 
13,063 
Bắc 
23,326 
Bắc 
4,618 
Nam 
21,4 Bắc 
1,46 
Bắc 
Đông 
153,398 
Tây 
88,787 
Tây 
70,317 
Đông 
102,937 
Đông 
120,8 
Đông 
126,3 
Đông 
111 
km 
33 
km 
39 
km 
22 
km 
36 
km 
12 
km 
33 
km 
6,8 
7,6 
6,9 
7,3 
5,3 
7,0 
Vanuatu 
Alaska 
TrungMỹ 
ấn độ 
Indonexia 
Vietnam 
Bắc 
BiểnMoluca
2001/03/07 
2001/03/07 
2001/03/07 
2001/03/07 
2001/03/07 
2001/03/07 
2001/03/07 
2001/03/07 
2001/03/07 
2001/03/08 
2001/03/08 
2001/03/08 
2001/03/08 
2001/03/08 
2001/03/08 
2001/03/08 
2001/03/08 
2001/03/09 
2001/03/09 
08:29:19 
08:47:28 
11:19:10 
11:34:06 
11:51:28 
17:12:24 
18:10:57 
18:22:55 
23:46:04 
01:38:15 
06:06:42 
07:19:55 
11:37:24 
14:53:18 
15:28:44 
20:50:34 
21:11:25 
01:07:09 
02:52:05 
0,30Bắc 
62:74 Bắc 
23,18Nam
20,01 Bắc 
27,91 Bắc 
35,05 Bắc 
 7,26Nam 
20,02Nam
24,15Nam
 8,70Nam 
53,39Nam
 6,37Nam 
29,87Nam
35,29Bắc 
30,26Nam
36,55Bắc 
 5,24Nam 
32,51Bắc 
14,04Bắc 
97,57Đông
148,35Tây 
66,75 Tây 
143,81 Đ 
102,73Đ 
84,81Tây 
12,97Tây 
178,35Tây 
179,72Tây 
123,87Đ 
160,09Đ 
130,71Đ 
178,13Tây 
99,49Đông
178,32Tây 
70,97Đông
102,28Đ 
69,48Đông
144,90 Đ 
33 
km 
33,0 
km 
33,0 
km 
33,0 
km 
33,0 
km 
6,7 
km 
10,0 
km 
560,9 
km 
400,0 
km 
118,3 
5,1 
3,0 
4,4 
4,3 
4,4 
3,2 
5,6 
4,5 
4,3 
5,1 
4,4 
5,1 
5,2 
4,3 
4,7 
5,1 
5,9 
5,4 
4,6 
Sumatra 
Indonêxia 
Alaska 
Achentina 
Đảo 
Mariana 
Trungquốc 
Hoa kỳ 
Đảo atxăg 
Đảo Fiji 
Đảo Fiji N 
Indonexia 
Kamchatka 
Đảo Banda 
NiuZilên 
TQuốc 
NiuZilên 
Apganistan 
Indonexia 
Pakistăng 
Mariana 
 103
2001/03/09 
2001/03/09 
02:56:59 
07:10:22 
 6,31Nam 
64,48Bắc 
130,15 Đ 
130,94Tây
km 
84,8 
km 
114,5 
km 
33,0 
km 
33,0 
km 
300,0 
km 
148,6 
km 
33,0 
km 
33,0 
km 
122,1 
km 
200,0 
km 
10,0 
km 
5,2 
4,9 
Đảo Banda 
Canada 
Chú thích cho bảng: Giờ GMT. Toạ độ theo Greenwich. 
Vào hồi 22h52 ngày 19-02-2001 trên địa bàn tỉnh Lai Châu xảy ra trận 
động đất gây nên nhiều đợt chấn động ngắn kéo dài đến 6 giờ sáng ngày 20-
02-2001. Theo báo cáo của Trung tâm Địa chấn, trận động đất lúc 22h52 
mạnh 5,3 độ Richter, sau đó lúc 1h24 ngày 20-02-2001 chấn động mạnh 3,8 
độ Richter, lúc 2h04 ngày 20-02-2001 chấn động mạnh 4,3 độ Richter sau 
đó còn một số đợt chấn động khác với c−ờng độ nhẹ. Tâm động đất cách thị 
xã Điện Biên Phủ 20 km về phía Tây ở toạ độ 21,4 vĩ độ Bắc; 120,8 độ kinh 
Đông, độ sâu 12 km. 
Do chấn tâm cách thị xã Điện Biên khoảng 20 km nên tác động không 
mạnh. Nhà cửa h− hỏng chút ít và không có nhà xập. Về thiết kế kết cấu ngôi 
nhà đã làm tại Điện Biên còn phải rút kinh nghiệm vì hầu nh− không có nhà 
làm kiểu khung bê tông cốt thép. Chỉ có một vài ngôi nhà làm kiểu khung 
không hoàn chỉnh và phần lớn là nhà t−ờng gạch chịu lực đ−ợc xây với mác 
vữa rất thấp. 
 104
 N−ớc ta hầu hết các trận động đất ghi lại đ−ợc thì chấn tâm đều nằm 
tập trung ở phía Bắc, dọc theo các vết đứt gãy địa chất vùng sông Chảy, sông 
Hồng, sông Hồng , sông Đà , sông Mã , sông Cả... Theo số liệu mà tập Quy 
chuẩn Xây dựng Việt nam ( tập III ) cung cấp thì vùng dự báo chấn động cực 
đại là 8 độ MSK-64, nghĩa là t−ơng đ−ơng độ 5~6 Richter. Những năm qua 
mới ghi đ−ợc tại n−ớc ta cực đại là 6,75 độ Richter nh−ng phần lớn vào thời 
điểm động đất, những vùng có ảnh h−ởng của động đất mật độ nhà th−a thớt 
nên thiệt hại không đáng kể. 
 Tại ấn độ vừa qua, trận động đất tháng 22 tháng Giêng năm 2001chỉ 
có 6,8 độ Richter mà đổ hàng trăm ngàn ngôi nhà và làm chết khoảng 20.000 
ng−ời , làm bị th−ơng nặng đến 20.000 ng−ời nữa. 
 Nếu với độ sâu chấn tiêu chừng 30 km, và đô thị cách chấn tâm trên 
20 km có thể tham khảo một số kinh nghiệm tổng kết của kinh nghiệm trong 
cấu tạo các chi tiết nhà sau khi sơ kết những trận động đất lớn nh− tại Osaka 
( 17 tháng Giêng năm 1995; 7,2 độ Richter ): 
(i) Nhà khung bê tông cốt thép chịu lực kháng chấn tốt hơn nhà t−ờng gạch 
chịu lực. 
(ii) Nhà khung bê tông cốt thép, tại nút khung nên bố trí thép đai trong nút 
khung , đai phân bố theo chiều cột khung, việc tránh đ−ợc nứt ở nút khung 
tốt. Khoảng cách đai 50 mm , đai Φ8. 
(iii) Giữa t−ờng chèn và khung cần bố trí những thanh thép râu cắm từ trong 
cột khung để câu với t−ờng mà khoảng cách giữa các râu không lớn quá 5 
hàng gạch. Nối giữa hai cốt râu ở hai đầu t−ờng là thanh thép chạy theo 
chiều dài t−ờng. Đ−ờng kính thép râu Φ8 . Mạch chứa râu thép phải xây 
bằng vữa xi măng không có vôi và #100. Nên đặt râu thép này khi đặt cốt 
thép cột, để ép vào mặt cốp-pha, sau khi rỡ cốp-pha sẽ cậy cho thép này 
bung ra để cắm vào các lớp t−ờng xây chèn.. Nếu quên có thể khoan lỗ sâu 
 105
100 mm vào cột khung rối nhét thép vào sau nh−ng nhớ lấp lỗ chèn bằng vữa 
có xi măng tr−ơng nở ( sikagrout ). 
(iv) Với những nhà t−ờng gạch chịu lực phải xây bằng vữa có xi măng và 
chất l−ợng vữa không nhỏ hơn #25. Cần đảm bảo độ câu giữa những hàng 
gạch. Không xây quá ba hàng dọc mới đến một hàng ngang và nên xây theo 
kiểu chữ công. 
(v) Trong một bức t−ờng nên có ít nhất hai hàng giằng tại cao trình bậu cửa 
sổ, cao trình lanh tô cửa. Giằng bằng bê tông cốt thép #200 có 2 cốt dọc Φ8 
và đai nối 2 thanh cốt dọc này. Cốt thép đặt giữa giằng. 
 Nhiều công trình h− hỏng do xuất hiện lực cắt lớn trong dầm và cột 
khung. Những phá hoại loại này th−ờng xảy ra tại phần cột sát ngay mức trên 
sàn. Lý do là các chi tiết ở quanh nút khung ch−a đủ độ cứng. Với cột , ta 
thấy ch−a có cấu tạo chống với lực cắt ở vùng gần chân cột. Cần thiết kế l−ới 
ốp quanh chân cột. Những thanh thép dọc âm qua gối cột của dầm , nên uốn 
móc 135o. 
 Nhà nhiều tầng bị động đất hay dập nát cột ở tầng trệt và tầng trên sát 
tầng trệt vì cả khối nhà bị xoắn. Mý do là tầng trệt th−ờng phải làm thoáng 
cho phòng đón tiếp, garage nên không bố trí s−ờn gia c−ờng cột. Cũng hay 
thấy cột bị dập ở sát chân những tầng giảm độ cứng theo chiều cao nhà. 
Những vị trí vừa nêu , chân cột cần gia c−ờng chống xoắn. 
 Để kháng chấn tốt, nên dùng cốt thép vằn ( thép gai, thép gờ) vì ở 
Kobê cho thấy nhiều nhà mà kết cấu dùng thép trơn th−ờng bị phá hỏng. H− 
hỏng th−ờng do xuất hiện lực cắt lớn trong dầm và cột khung. Vị trí nơi phá 
hoại th−ờng xảy ra tại phần cột sát ngay mức trên sàn. Nên làm l−ới thép nhỏ 
ốp quanh chân cột , cột sẽ tăng độ cứng nhiều. Thép dọc chịu mômen âm dù 
là cốt vằn cũng nên uốn móc 135o, mà nhiều tiêu chuẩn cho rằng với thép 
vằn không cần uốn móc. 
 106
 Trong khi chờ đợi qui định tạm thời của Bộ Xây dựng sắp ban hành, 
chúng tôi có một số khuyến nghị nh− trên không làm tăng chi phí xây dựng 
là bao nh− trên nh−ng đảm bảo kháng chấn đến độ 6 Richter. 
 5. Kết luận : 
 Phần trên đã trình bày những công nghệ xây dựng ở n−ớc ta . Những 
công nghệ nào mới vào n−ớc ta những năm gần đây đ−ợc chúng tôi trình bày 
chi tiết hơn những công nghệ khác . 
 Công nghệ sản xuất bao gồm : bí quyết sản xuất ( know-hown ) , công 
cụ sản xuất , nguyên vật liệu , nhân công thực hiện . Phần trình bày đã nói 
lên các phần nội dung công nghệ là gì , ph−ơng tiện sử dụng chính và nguyên 
vật liệu cơ bản. 
 Do đ−ờng lối đổi mới của Đảng ta rất rõ ràng trong quan hệ quốc tế là 
giao l−u với tất cả các n−ớc và nhất là sau năm 1992 , nhiều doanh nghiệp 
n−ớc ngoài đã tham gia trong thị tr−ờng n−ớc ta nên công nghệ xây dựng 
n−ớc ta có những thay đổi v−ợt bực. Máy xây dựng cũng nh− nguyên liệu 
đặc thù đ−ợc nhập vào n−ớc ta khá mau lẹ nên nói chung trình độ công nghệ 
xây dựng n−ớc ta không thua kém trình độ khu vực là bao nhiêu nếu không 
nói rằng ngang bằng với trình độ khu vực. 
 Tuy thế , với yêu cầu hội nhập khu vực trong thời gian rất gấp nữa , 
chúng ta cần tìm hiểu để tiếp cận nhanh chóng với công nghệ tiên tiến , thiết 
bị hiện đại để tồn tại và phát triển trong thời kỳ mới , thời kỳ của kinh tế trí 
thức , của công nghiệp hoá , hiện đại hoá đất n−ớc ./. 
 L.K 
 107
cùng tác giả : 
( Chỉ những sách viết trong 2 năm 2001 -2002 ): 
1. Giám sát thi công và nghiệm thu các công tác bê tông cốt thép 
( 64 trang A4) 
 Hà nội 10-2001 
2. Giám sát thi công và nghiệm thu công tác lắp đặt trang thiết bị trong nhà 
dân dụng 
( 75 trang A4) 
 Hà nội 12-2001 
3. Giám sát thi công và nghiệm thu công tác lắp đặt đ−ờng dây và trạm 
(145 trang A4) 
 Hà nội 6- 2002 
4. Giáo trình thi công nhà cao tầng 
( 143 trang A4) 
 Hà nội 8 - 2002 
5. Chỉ dẫn thi công cho vùng có động đất ở n−ớc ta 
(45 trang A4) 
 Hà nội 4 - 2001 
6. Giáo trình pháp luật trong xây dựng 
( 180 trang A4) 
 NXB XD - Hà nội 2001 
7. Từ điển Giải thích về Xây dựng và Kiến trúc 
( 780 trang A4 , chung với Đoàn Đình Kiến, Trần Hùng và Đoàn Nh− Kim ) 
 NXBXD - Hà nội 2002 
Các bạn có nhu cầu về tài liệu liên hệ với tác giả: 
Lê Kiều 
Số 63/61 Thái Thịnh Hà nội. 
Tel: 84.4. 8532725 Fax: 84.4. 5620187 
Mob: 0913231614 E-mail : lekieu@fpt.vn