Độ rung từ búa rung có thể gây hư hại công trình lân cận. Tìm hiểu nguyên nhân, tác động và cách giảm thiểu hiệu quả.
Khi sử dụng búa rung đóng cọc bê tông hoặc đóng cừ larsen, độ rung truyền qua nền đất có thể gây ảnh hưởng trực tiếp đến các công trình lân cận. Hiểu rõ cơ chế rung, tác động và biện pháp giảm thiểu sẽ giúp kỹ sư thi công kiểm soát rủi ro, tránh hư hại nền móng và kết cấu xung quanh.
Trong bài viết này, Xây Dựng Nền Móng sẽ phân tích nguyên nhân rung, mức độ ảnh hưởng đến công trình lân cận và các giải pháp kỹ thuật để hạn chế tác động này. Nội dung được trình bày dựa trên kinh nghiệm thực tế thi công nhiều dự án đô thị, ven sông và khu dân cư.
Cơ chế tạo rung của búa rung và cách truyền qua nền đất
Búa rung hoạt động dựa trên nguyên lý tạo dao động cưỡng bức nhờ hệ quả của các quả văng lệch tâm quay ngược chiều nhau. Lực rung này được truyền xuống cọc và nền đất, giúp giảm ma sát đất – thành cọc, từ đó hạ cọc nhanh chóng.
Tuy nhiên, năng lượng rung không chỉ tác động lên cọc mà còn lan tỏa theo dạng sóng đàn hồi qua nền đất. Các dạng rung phổ biến gồm: rung ngang, rung dọc và rung xoắn.
Đặc tính truyền rung phụ thuộc vào:
- Tần số rung của búa (Hz) – càng thấp, sóng rung càng lan xa.
- Biên độ rung – biên độ lớn có khả năng gây nứt vỡ kết cấu yếu ở gần.
- Loại đất – đất bùn, đất cát bão hòa nước truyền rung nhanh hơn đất sét khô.
- Khoảng cách – độ rung giảm theo khoảng cách nhưng không tuyến tính; nền đất mềm có thể truyền rung xa hơn dự đoán.
Mức độ ảnh hưởng đến kết cấu xung quanh
Trong thi công đô thị, đặc biệt là gần nhà dân, bờ kè, cầu cảng hoặc đường ống ngầm, độ rung từ búa rung có thể dẫn đến:
- Nứt tường, nứt trần ở các công trình lân cận, nhất là nhà cấp 4 hoặc nhà cũ.
- Lún cục bộ hoặc nghiêng móng do rung làm mất liên kết giữa các hạt đất.
- Tác động tới kết cấu ngầm như đường ống cấp – thoát nước, cáp điện, cáp viễn thông.
- Gia tăng nguy cơ sạt lở ở các vị trí gần bờ sông hoặc nền đất yếu.
Theo một số tiêu chuẩn quốc tế (VD: DIN 4150 của Đức), rung có vận tốc hạt > 10 mm/s tại móng công trình dân dụng được xem là mức có nguy cơ gây hư hại.
Giải pháp kỹ thuật giảm rung khi dùng búa rung
Để hạn chế ảnh hưởng tiêu cực của búa rung tới công trình xung quanh, có thể áp dụng đồng thời các biện pháp:
- Chọn tần số rung phù hợp
Sử dụng búa rung tần số cao (> 30 Hz) giúp năng lượng tập trung ở vùng gần cọc, giảm khả năng truyền xa. - Giảm biên độ rung
Điều chỉnh lực ly tâm và trọng lượng búa để hạ cọc vừa đủ lực, tránh dư tải gây rung mạnh. - Thi công cách ly rung
Tạo rãnh hoặc đệm cát xung quanh khu vực đóng cọc để hấp thụ rung động. - Giám sát rung động liên tục
Dùng thiết bị đo vận tốc hạt hoặc gia tốc kế gắn trên công trình lân cận để kịp thời điều chỉnh chế độ vận hành. - Thời gian thi công hợp lý
Tránh thi công rung mạnh vào ban đêm hoặc khung giờ nhạy cảm, hạn chế khi có gió to hoặc thủy triều cao (nếu gần sông).
Kinh nghiệm thực tế từ các dự án đô thị
Trong một dự án thi công tầng hầm tại trung tâm Hà Nội, búa rung được sử dụng với tần số cao 40 Hz và biên độ thấp, kết hợp rào chắn cách âm – cách rung, giúp hạn chế tối đa khiếu nại từ người dân xung quanh.
Ở một công trình cảng biển, búa rung tần số thấp 20 Hz nhưng nền đất cát bão hòa đã truyền rung xa tới 80m, làm dịch chuyển nhẹ đường ống nước. Sau khi đổi sang búa tần số cao và thi công theo từng đoạn ngắn, hiện tượng này được kiểm soát.
Kết luận
- Búa rung là thiết bị hiệu quả cho thi công cọc và cừ thép nhưng có thể gây ảnh hưởng đến kết cấu xung quanh nếu không kiểm soát rung động.
- Yếu tố ảnh hưởng gồm tần số, biên độ, loại đất và khoảng cách.
- Nên áp dụng đồng bộ các biện pháp kỹ thuật như chọn tần số cao, giảm biên độ, cách ly rung và giám sát liên tục.
- Kinh nghiệm thực tế cho thấy việc điều chỉnh hợp lý thông số búa rung có thể giảm đáng kể nguy cơ hư hại công trình lân cận.
Liên hệ Xây Dựng Nền Móng để được tư vấn và báo giá chi tiết:
Địa chỉ: Gia Lâm, Hà Nội
Điện thoại (hotline): 0961.394.633 – 0931.266.043
Email: Quangmcn@gmail.com
