Thi công tầng hầm

29/04/14
1
GIẢNG VIÊN: THS. TRẦN QUANG HUY
KỸ THUẬT THI CÔNG
PHẦN IV: THI CÔNG TẦNG HẦM
NỘI DUNG GỒM:
1. CẤU TẠO TẦNG HẦM TÒA NHÀ
2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ T.KẾ VÀ THI CÔNG HỐ MÓNG
3. KHẢO SÁT CHO THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CÔNG TRÌNH
CHẮN GIỮ HỐ MÓNG
4. CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG TẦNG HẦM
29/04/14
2
1. CẤU TẠO TẦNG HẦM TÒA NHÀ1. CẤU TẠO TẦNG HẦM TÒA NHÀ
1.1. Công năng của tầng hầm
1. CẤU TẠO TẦNG HẦM TÒA NHÀ1. CẤU TẠO TẦNG HẦM TÒA NHÀ
1.1. Công năng của tầng hầm
29/04/14
3
1. CẤU TẠO TẦNG HẦM TÒA NHÀ1. CẤU TẠO TẦNG HẦM TÒA NHÀ
1.1. Công năng của tầng hầm
1. CẤU TẠO TẦNG HẦM TÒA NHÀ1. CẤU TẠO TẦNG HẦM TÒA NHÀ
1.2. Kết cấu chống đỡ thông thường
• Chống đỡ bằng cọc đất trộn xi măng.
• Chống đỡ bằng hàng cọc.
• Chống đỡ bằng tường liên tục trong đất.
29/04/14
4
1. CẤU TẠO TẦNG HẦM TÒA NHÀ1. CẤU TẠO TẦNG HẦM TÒA NHÀ
1.3. Giới thiệu một số công trình tầng hầm
Tòa nhà Harbour View Tower

(Tp. Hồ Chí Minh) gồm 19 tầng lầu
+ 2 tầng hầm với các đặc điểm kỹ
thuật sau:
• Có hố móng sâu 10m
• Dùng tường trong đất sâu 42m,
dày 0.6m
• Tổng diện tích tường đến
3200m
2
để vây quanh mặt bằng
móng 25 x27m
1. CẤU TẠO TẦNG HẦM TÒA NHÀ1. CẤU TẠO TẦNG HẦM TÒA NHÀ
1.3. Giới thiệu một số công trình tầng hầm
Trụ sở Vietcombank Hà Nội
cao 22 tầng + 2 tầng hầm có
những đặc điểm kỹ thuật sau:
• Có hố móng sâu 11m
• Dùng tường trong đất sâu 18m,
dày 0.8m
• Tổng diện tích tường đến
2500m
2
kết hợp với 101 chiếc neo
đất đặt ở 2 cao trình +8.7m và
+4.2m so với cao trình +11m của
mặt đất tự nhiên.
29/04/14
5
2. 2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ T.KẾ VÀ THI CÔNG HỐ MÓNG
2.1. Lựa chọn và bố trí kết cấu chắn giữ hố móng

• Để thực hiện phải có sự đồng ý của các Bộ, trung ương, địa
phương, hoặc của chủ mảnh đất kế cận.
• Tường vây, màn chống thấm, neo,… không được vượt ra
ngoài phạm vi vùng đất cấp cho công trình.
2. 2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ T.KẾ VÀ THI CÔNG HỐ MÓNG
2.1. Lựa chọn và bố trí kết cấu chắn giữ hố móng
• Cấu kiện của kết cấu chắn giữ thành hố móng không làm
ảnh hưởng đến việc thi công bình thường của kết cấu chính
công trình.
29/04/14
6
2. 2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ T.KẾ VÀ THI CÔNG HỐ MÓNG
2.1. Lựa chọn và bố trí kết cấu chắn giữ hố móng
• Khi có điều kiện  lựa chọn mặt bằng hố móng sao cho có
lợi nhất về mặt chịu lực như hình tròn, đa giác đều và hình chữ
nhật.
29/04/14
7
2. 2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ T.KẾ VÀ THI CÔNG HỐ MÓNG
2.2. Tính toán thiết kế kết cấu chắn giữ hố móng
• Mục tiêu tính toán là xác định biến dạng và nội lực
trong các cấu kiện của kết cấu chắn giữ. Sau đó kiểm
toán lại chuyển vị và sức chịu tải của chúng.
• Giả thiết mô hình tính toán phải phù hợp với trình tự
dự kiến thi công ngoài hiện trường
• Nội lực và biến dạng trong kết cấu chịu lực sẽ thay đổi
theo sự tiến triển của thi công  lựa chọn các giai đoạn
đặc trưng nhất của thi công để mô phỏng tính toán
• Tính toán phải xem xét ảnh hưởng của giai đoạn trước
đến giai đoạn sau khi tính nội lực và biến dạng.

2. 2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ T.KẾ VÀ THI CÔNG HỐ MÓNG
2.3. Kiểm toán ổn định của kết cấu chắn giữ theo TTGH
• Kiểm toán ổn định tổng thể của mái dốc hố móng.
 Để phòng ngừa tường vây có độ sâu chôn vào đất
không đủ sẽ phát sinh cung trượt.
Nguồn hình ảnh:
29/04/14
8
2. 2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ T.KẾ VÀ THI CÔNG HỐ MÓNG
2.3. Kiểm toán ổn định của kết cấu chắn giữ theo TTGH
• Kiểm toán ổn định do chuyển dịch theo hướng mặt
hông của tường vây.
 Để phòng ngừa khi đào móng đến một độ sâu nào đó sẽ
làm cho lực chống hướng ngang không đủ  làm đổ tường.
Nguồn hình ảnh:
SẢN PHẨM CỌC TƯỜNG VÂY
D350@400, L=12m
2. 2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ T.KẾ VÀ THI CÔNG HỐ MÓNG
2.3. Kiểm toán ổn định của kết cấu chắn giữ theo TTGH
• Kiểm toán chống trượt của mặt đáy chân tường
 Để phòng ngừa cường độ chống cắt ở mặt tiếp xúc và
mặt đáy tường không đủ  làm chân tường phát sinh trượt
Nguồn hình ảnh:
29/04/14
9
2. 2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ T.KẾ VÀ THI CÔNG HỐ MÓNG
2.3. Kiểm toán ổn định của kết cấu chắn giữ theo TTGH
• Kiểm toán chống trồi của đất (ảh của dòng thấm)
Ở nơi có chênh lệch cột áp cao  sức chịu tải của đất dưới
nền mất hiệu lực  mất ổn định do bị trồi đất ở đáy hố móng

Nguồn hình ảnh:
Xu hướng dịch chuyển
của đất nền
2. 2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ T.KẾ VÀ THI CÔNG HỐ MÓNG
2.3. Kiểm toán ổn định của kết cấu chắn giữ theo TTGH
• Dự tính mặt đất xung quanh hố móng
Để đánh giá mức độ ảnh hưởng tới các công trình lân cận
nằm trong phạm vi ảnh hưởng (chủ yếu là lún, dịch chuyển
ngang)
29/04/14
10
2. 2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ T.KẾ VÀ THI CÔNG HỐ MÓNG
2.4. Thiết kế các điểm nối
Công trình hố móng thường phát sinh biến dạng lớn  gây nguy
hiển cho công trình.
 Hết sức coi trọng việc thiết kế các điểm nối
Các tiêu chí thiết kế mối nối:
• Thi công thuận lợi
• Cấu tạo mối nối phải phù hợp với giả thiết của mô hình tính toán
• Cấu tạo mối nối phải phòng ngừa được tác dụng mất ổn định cục
bộ của cấu kiện
• Giảm thiểu biến dạng bản thân của mối nối
• Thiết kế sao cho có thể kéo dài mối nối khi cần thiết
2. 2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ T.KẾ VÀ THI CÔNG HỐ MÓNG
2.4. Thiết kế các điểm nối
Một số hình ảnh về mối nối
29/04/14
11
2. 2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ T.KẾ VÀ THI CÔNG HỐ MÓNG
2.4. Thiết kế các điểm nối

Một số hình ảnh về mối nối
2. 2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ T.KẾ VÀ THI CÔNG HỐ MÓNG
2.4. Thiết kế các điểm nối
Một số hình ảnh về mối nối
29/04/14
12
2. 2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ T.KẾ VÀ THI CÔNG HỐ MÓNG
2.4. Thiết kế các điểm nối
Một số hình ảnh về mối nối
2. 2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ T.KẾ VÀ THI CÔNG HỐ MÓNG
2.4. Thiết kế các điểm nối
Một số hình ảnh về mối nối
29/04/14
13
2. 2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ T.KẾ VÀ THI CÔNG HỐ MÓNG
2.4. Thiết kế các điểm nối
Một số hình ảnh về mối nối
2. 2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ T.KẾ VÀ THI CÔNG HỐ MÓNG
2.4. Thiết kế các điểm nối
Một số hình ảnh về mối nối
29/04/14
14
2. 2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ T.KẾ VÀ THI CÔNG HỐ MÓNG
2.5. Hạ mực nước ngầm
• Khi vách ngăn không có màng chống thấm thì thường dùng cách
hạ nước bên ngoài hố móng.
• Khi tường làm chức năng chống thấm thì dùng cách hạ mực nước
phía trong hố móng.
• Độ sâu cần hạ mực nước ngầm thường ở phía dưới đáy móng từ
0.5 – 1m. Nếu hạ quá sâu sẽ có thể gây ra những ảnh hưởng bất lợi

do dòng thấm gây ra.
2. 2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ T.KẾ VÀ THI CÔNG HỐ MÓNG
2.5. Hạ mực nước ngầm
• Theo thống kê của Trung Quốc, phần lớn sự cố có liên quan đến
nước ngầm  cần khống chế mực nước ngầm. Bởi vậy ta cần:
 Tính toán chuẩn xác hệ số thấm
 Thiết kế kết cấu ngăn nước, bởi nếu lớp tường ngăn nước
không tốt, nó sẽ mang theo nước và cả một phần đất mịn dưới
áp lực nước động.
29/04/14
15
2. 2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ T.KẾ VÀ THI CÔNG HỐ MÓNG
2.5. Hạ mực nước ngầm
• Khi nước thẩm ngược lên đáy hố móng  trào nước ở đáy hố,
thoạt đầu chỉ có mấy điểm phun nước nho nhỏ, dần dần lan ra, làm
phá hủy toàn bộ đáy hố.
• Ngoài ra, khi bơm hút nước dễ làm cho tầng đất hiện hữu bên
dưới công trình lân cận bị lún do cố kết.
2. 2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ T.KẾ VÀ THI CÔNG HỐ MÓNG
2.6. Phương pháp đào móng
• Đào móng không thích đáng  nguyên nhân tạo ra sự cố hố đào
• Trình tự đào theo giai đoạn phải thống nhất với mô hình tính toán
lúc thiết kế với nguyên tắc chống giữ trước sau đó mới đào tiếp.
• Khi đào đến độ sâu qui định cần kịp thời chống giữ ngay, thông
thường không được chậm quá 48 giờ, nhằm phòng ngừa phát triển
biến dạng dẻo của đất nền.
• Đối với công trình lớn cần
phân đoạn trên mặt bằng
, phân
tầng theo độ sâu

… nhằm giảm thiểu phát sinh sự cố và ảnh hưởng
đối với môi trường.
29/04/14
16
2. 2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ T.KẾ VÀ THI CÔNG HỐ MÓNG
2.6. Phương pháp đào móng
2. 2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ T.KẾ VÀ THI CÔNG HỐ MÓNG
2.7. Quan trắc
• Biến dạng và nội lực của thanh chống, hệ khung chống đỡ
• Chuyển vị ngang và thẳng đứng của đỉnh tường
• Biến dạng của khối đất quanh hố móng, độ ổn định của vách
móng, sự thay đổi mực nước ngầm và áp lực nước lỗ rỗng,…
• Quan trắc và theo dõi các công trình kiến trúc ở gần hố móng,
công trình văn hóa lịch sử, các tuyến đường ống của đô thị (ống cấp
nước, thoát nước, cáp điện, cáp thông tin,…).
Thông qua quan trắc  tính hợp lý của thiết kế kết cấu chắn giữ
Ghi nhớ: quan trắc là một trong các nội dung trọng yếu
không được xem nhẹ trong công trình hố móng sâu.
29/04/14
17
2. 2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ T.KẾ VÀ THI CÔNG HỐ MÓNG
2.8. Những vấn đề về sự cố công trình
Một ví dụ ở Anh, từ năm 1973 – 1980, khi phân tích những sự cố
nghiêm trọng của hố móng sâu thì thấy rằng:
• 63% hố đào không có chắn giữ
• 20% hệ thống chắn giữ làm việc quá giới hạn
• 14% chắn giữ không đầy đủ
• 3% mất ổn định mái dốc khi đào hở
Phân tích những nguyên nhân cụ thể và phân tích sự cố ở Việt
Nam sẽ được giới thiệu trong các phần sau.

3. KHẢO SÁT PHỤC VỤ T.KẾ VÀ T.CÔNG HỐ MÓNG
3.1. Công tác thăm dò
• Đề cương khảo sát :
 Tên công trình và đơn vị chủ quản
 Mục đích và nhiệm vụ khảo sát
 Phương pháp của công tác khảo sát (thiết bị, cách bố trí,…)
 Những vấn đề có thể gặp trong công việc và biện pháp giải
quyết vấn đề.
29/04/14
18
3. KHẢO SÁT PHỤC VỤ T.KẾ VÀ T.CÔNG HỐ MÓNG
3.1. Công tác thăm dò
• Thăm dò hiện trường: gồm 04 loại
 Khoan thăm dò
Dùng
thiết bị
và công
cụ
khoan
để lấy mẫu thử đất đá từ
trong
lỗ
khoan
để
xác
định
tính
chất cơ
lý
của đất đá

và phân
biệt
các
địa tầng
 Thăm dò bằng phương pháp xuyên
Phương
pháp này có
thể
xác
định được
tính
chất cơ
lý
của đất nền
,
lựa
chọn được tầng chịu lực của
móng
cọc
và xác
định khả năng chịu lực của
cọc
 Thăm dò bằng phương pháp vật lý
Phương
pháp
vật
lý (
như
rada
địa chất

) có
thể biết
rõ
được mặt
ranh
giới
của
các sông ngòi
mạch ngầm cổ
, và các
chướng ngại vật ngầm
,…
 Đào thăm dò
3. KHẢO SÁT PHỤC VỤ T.KẾ VÀ T.CÔNG HỐ MÓNG
3.1. Công tác thăm dò
• Nguyên tắc bố trí các điểm thăm dò
 Bố trí ở vùng đất có thể bố trí kết cấu chắn giữ
 Bố trí phạm vi rộng ra ngoài ranh giới phải đào hố móng bằng
1 – 2 lần độ sâu đào hố.
 Đối với đất
yếu, phạm vi này
còn phải mở rộng
hơn nữa.
29/04/14
19
3. KHẢO SÁT PHỤC VỤ T.KẾ VÀ T.CÔNG HỐ MÓNG
3.1. Công tác thăm dò
• Nguyên tắc bố trí các điểm thăm dò
 Điểm thăm dò phải bố trí ở chu vi hố móng, khoảng cách bố
trí phải phụ thuộc vào mức độ phức tạp của địa tầng, thường là

khoảng 20 – 30m.
 Độ sâu khảo sát phải đáp ứng các yêu cầu kiểm tra tính ổn
định tổng thể, thường thì không nhỏ hơn 2 – 2.5 lần độ sâu hố
móng.
3. KHẢO SÁT PHỤC VỤ T.KẾ VÀ T.CÔNG HỐ MÓNG
3.1. Công tác thăm dò
• Nguyên tắc bố trí các điểm thăm dò
 Cần đặc biệt chú ý đén sự có mặt của lớp đất yếu nằm trong
các lớp đất tốt, có thể rất mỏng nhưng dễ gây ra trượt hoặc mất
ổn định cho hố móng, nhất là khi thế nằm của nó là nghiêng.
 Cần tiến hành khảo sát địa chất thủy văn, bố trí lỗ quan sát
để xác định hệ số thấm k của đất nền.
29/04/14
20
3. KHẢO SÁT PHỤC VỤ T.KẾ VÀ T.CÔNG HỐ MÓNG
3.2. Công tác thí nghiệm
• Thông số xác định phải đáp ứng các yêu cầu của việc thiết
kế và thi công chống giữ và hạ mực nước ngầm, thông
thường phải tiến hành các thí nghiệm sau:
 Trọng lượng tự nhiên của đất, g
 Độ ẩm tự nhiên của đất, w
 Độ rỗng của đất, e
 Thí nghiệm phân tích thành phần hạt để xác định hàm lượng
hạt cát mịn, hạt sét … để nhằm đánh giá khả năng của các hiện
tượng xói ngầm, rửa trôi và cát chảy
Khi nào xảy ra hiện tượng cát chảy?
Khi lực thủy động hướng lên bằng với trọng lượng đẩy nổi
của đất thì hạt đất sẽ ở trạng thái huyền phù mà mất ổn
định, khi đó sẽ xảy ra hiện tượng cát chảy.
3. KHẢO SÁT PHỤC VỤ T.KẾ VÀ T.CÔNG HỐ MÓNG

3.2. Công tác thí nghiệm
• Thông số xác định phải đáp ứng các yêu cầu của việc thiết
kế và thi công chống giữ và hạ mực nước ngầm, thông
thường phải tiến hành các thí nghiệm sau:
 Thí nghiệm nén lún: cung cấp các chỉ tiêu tính nén lún, hệ
số nén và mô đun biến dạng của đất, phục vụ tính toán lún.
Phải xem xét lịch sử ứng suất để tiến hành tính lún,
phải xác định áp lực tiền cố kết.
29/04/14
21
3. KHẢO SÁT PHỤC VỤ T.KẾ VÀ T.CÔNG HỐ MÓNG
3.2. Công tác thí nghiệm
 Thí nghiệm cường độ chống cắt: có thể xác định bằng
Mục tiêu cuối cùng là để xác định thông số gì?
Lực dính c và góc ma sát trong f của đất
 Thí nghiệm cắt trong phòng (cắt phẳng hoặc cắt ba trục)
 Thí nghiệm cắt ở hiện trường với đất sét mềm bão hòa
nước (cắt cánh hoặc xuyên tĩnh)
3. KHẢO SÁT PHỤC VỤ T.KẾ VÀ T.CÔNG HỐ MÓNG
3.2. Công tác thí nghiệm
 Đối với đất sét bão hòa nước, nếu lấy được mẫu nguyên
dạng, có thể tiến hành thí nghiệm nén dọc trục nở hông tự
do để xác định:
Cường độ chống cắt không hạn chế hông q
u
và độ nhậy của đất sét S
t
.
29/04/14
22

3. KHẢO SÁT PHỤC VỤ T.KẾ VÀ T.CÔNG HỐ MÓNG
3.2. Công tác thí nghiệm
 Xác định hệ số thấm K: xác định bằng thí nghiệm trong phòng và thí
nghiệm hiện trường
Thí nghiệm trong phòng: Áp dụng đối với các công trình bình thường
Trường hợp đất mềm có tính thấm nước rất thấp có thể xác định
bằng thí nghiệm nén cố kết
Thí nghiệm ngoài trời: áp dụng đối với các công trình trọng yếu.
- Thí nghiệm cột nước cố định: thích hợp với cuội, cát có K > 10
-4
m/s
- Thí nghiệm cột nước giảm dần: cát mịn, bụi, sét có K = 10
-4
– 10
-7
m/s
- Thí nghiệm hộp thấm Rowe: thích hợp cho đất có tính thấm kém, xác
định được tính thấm theo cả hai phương đứng và ngang.
3. KHẢO SÁT PHỤC VỤ T.KẾ VÀ T.CÔNG HỐ MÓNG
3.2. Công tác thí nghiệm
 Một số giá trị hệ số thấm của các loại đất (theo Das)
 Sỏi sạch  k = 1 – 100 cm/s
 Cát thô  k = 1 – 0.01 cm/s
 Cát mịn  k = 0.01 – 0.001 cm/s
 Sét lẫn bột  k = 0.001 – 0.00001 cm/s
 Sét  k = < 0.00001 cm/s
29/04/14
23
3. KHẢO SÁT PHỤC VỤ T.KẾ VÀ T.CÔNG HỐ MÓNG
3.3. Điều tra công trình xung quanh

Để tiến hành điều tra khảo sát các công trình lân cận, người thiết
kế cần có các hiểu biết sau:
 Đối với công trình xây dựng trên mặt: Phạm vi gây ảnh
hưởng xung quanh của hố đào đối với các công trình nằm trên
mặt đất bằng khoảng 3 lần độ sâu đào hố.
Gồm các vấn đề xem xét như:
• Điều tra hình thức kết cấu, kiểu loại, kích thước và độ chôn
sâu của móng đó
• Thời gian thi công xây dựng, tình hình sử dụng
• Hiện trạng lún, biến dạng, tình hình ổn định…
• Có vết nứt hay không và mức độ mở rộng vết nứt như thế
nào,…
3. KHẢO SÁT PHỤC VỤ T.KẾ VÀ T.CÔNG HỐ MÓNG
3.3. Điều tra công trình xung quanh
 Đối với kết cấu ngầm: chủ yếu là đường hầm, tầng hầm
nhà lân cận, đường xe điện ngầm, bể chứa dầu ngầm,….
Gồm các vấn đề xem xét như:
• Làm rõ hình thức kết cấu, độ chôn sâu
• Vị trí mặt bằng
• Công năm sử dụng và khả năng có thể xảy ra khi di dịch vị
trí.
29/04/14
24
3. KHẢO SÁT PHỤC VỤ T.KẾ VÀ T.CÔNG HỐ MÓNG
3.3. Điều tra công trình xung quanh
 Đối với đường ống ngầm: chủ yếu là ống cấp nước, thoát
nước, cáp điện, điện thoại,…
Gồm các vấn đề xem xét như:
• Làm rõ công năng sử dụng
• Vị trí chôn ống, độ sâu chôn ống

• Áp lực trong ống
• Đường kính ống
• Vật liệu làm ống và cấu tạo mối nối ống
3. KHẢO SÁT PHỤC VỤ T.KẾ VÀ T.CÔNG HỐ MÓNG
3.3. Điều tra công trình xung quanh
 Đối với đường sắt, đường bộ:
Gồm các vấn đề xem xét như:
• Điều tra rõ về kết cấu
• Cự ly từ đường đến hố đào
• Tình hình lưu lượng xe cộ
• …
29/04/14
25
4. BIỆN PHÁP THI CÔNG TẦNG HẦM4. BIỆN PHÁP THI CÔNG TẦNG HẦM
4.1. Giải pháp xây dựng hố đào
Thi công tầng hầm về cơ bản là giải quyết bài toán chống
đỡ tường hầm (tường chắn). Hiện đang có 04 biện pháp
phổ biến sau:
• Chống đỡ tường chắn theo phương pháp xây dựng từ
dưới lên (Bottom-up arrangement)
• Chống đỡ tường chắn theo phương pháp từ trên
xuống (top-down arrangement)
• Đào mở tự nhiên (Open cut arrangement)
• Semi Top-down
4. BIỆN PHÁP THI CÔNG TẦNG HẦM4. BIỆN PHÁP THI CÔNG TẦNG HẦM
4.1. Giải pháp xây dựng hố đào
Phù hợp với công trình không bị hạn chế về không gian
• Đào mở tự nhiên (Open cut arrangement)