LUẬN VĂN THẠC SĨ CẦU HẦM METRO NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐÀO MỞ KẾT HỢP VỚI CÔNG NGHỆ TƯỜNG TRONG ĐẤT CHO METRO

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA



PHAN TÔ ANH VŨ




NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐÀO MỞ
KẾT HỢP VỚI CÔNG NGHỆ TƯỜNG TRONG ĐẤT
CHO METRO


CHUYÊN NGÀNH: CẦU, TUY-NEN VÀ CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG
KHÁC TRÊN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG SẮT
MÃ SỐ NGÀNH: 2.15.10


LUẬN VĂN THẠC SĨ





THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 07 NĂM 2007.

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. LÊ THỊ BÍCH THỦY
TS. PHÙNG MẠNH TIẾN





Cán bộ chấm nhận xét 1:





Cán bộ chấm nhận xét 2:





Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại
HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày. . . . . . tháng . . . . .năm . . . . . .

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

TP. HCM, ngày . . . tháng . . . . năm 2007


NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SỸ
Họ tên học viên: PHAN TÔ ANH VŨ Phái: NAM
Ngày tháng năm sinh: 30/12/1280 Nơi sinh: BÌNH ĐỊNH
Chuyên ngành: Cầu, tuynen và các công trình xây dựng khác trên đường ôtô và đường sắt.
MSHV: 00104040.
I – TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐÀO MỞ
KẾT HỢP VỚI CÔNG NGHỆ TƯỜNG TRONG ĐẤT CHO METRO.
II – NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG
1. NHIỆM VỤ
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐÀO MỞ KẾT HỢP VỚI CÔNG
NGHỆ TƯỜNG TRONG ĐẤT CHO METRO.
2. NỘI DUNG.
Phần mở đầu: Tính cấp thiết và mục tiêu nghiên cứu của luận văn.
Chương 1: Phương pháp đào mở và công nghệ tường trong đất.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết phương pháp đào mở kết hợp với công nghệ tường trong đất.
Chương 3: Nghiên cứu chọn chiều sâu đặt tường hợp lý và tính toán nội lực, biến dạng của
tường trong quá trình đào đất .
Chương 4: Ap dụng chọn chiều sâu đặt tường và tính toán nội lực, biến dạng cho hệ thống
Metro tại Thành phố Hồ Chí Minh.
Phần kết luận và kiến nghị.
III – NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:
IV – NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:
V – CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. LÊ THỊ BÍCH THỦY; TS. PHÙNG MẠNH TIẾN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN.

Ts. Phùng Mạnh Tiến Ts. Lê Thị Bích Thuỷ
CHỦ NHIỆM NGÀNH. CN BỘ MÔN
QL CHUYÊN NGÀNH.

Ngày tháng năm 200

TRƯỞNG PHÒNG ĐT-SĐH.





TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH.



LỜI CẢM ƠN
Luận văn “Nghiên cứu ứng dụng phương pháp đào mở kết hợp công nghệ
tường trong đất cho metro” được thực hiện từ tháng 06/2006 đến tháng 7/2007 với
mục đích nghiên cứu đưa ra phương án thi công hầm cho metro bằng phương pháp
đào mở kết hợp với công nghệ tường trong đất, đề tài cũng đưa ra những lý thuyết
để chọn chiều sâu đặt tường, nội lực, chuyển vị của thân tường trong quá trình đào
mở. Luận văn cũng đưa ra ví dụ tính toán tham khảo cho đoạn tuyến Metro tại
Thành phố Hồ Chí Minh với địa chất đã được khảo sát.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Thầy TS. Phùng Mạnh Tiến, Cô TS. Lê Thị Bích

Thủy đã giúp đỡ, tận tình hướng dẫn và cung cấp các thông tin cần thiết để tôi hoàn
thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các Thầy Cô giáo trong Bộ môn
Cầu đường và Khoa Sau Đại học của Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí
Minh trong suốt thời gian thực hiện luận văn.
Vì thời gian thực hiện luận văn có hạn nên không tránh khỏi những hạn chế
và thiếu sót. Tôi rất mong được sự đóng góp của quý Thầy cô giáo và bạn bè đồng
nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn.


TÓM TẮT
ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐÀO
MỞ KẾT HỢP VỚI CÔNG NGHỆ TƯỜNG TRONG ĐẤT
CHO METRO”

Phần mở đầu: Tính cấp thiết và mục tiêu nghiên cứu của luận văn.
Xác định mục tiêu nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu
luận văn, nêu được ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của luận văn.

Chương 1: Phương pháp đào mở và công nghệ tường trong đất.
Giới thiệu phương pháp đào mở không dùng hệ thống chống đỡ và có dùng
hệ thống chống đỡ tạm bằng nhiều kiểu chống khác nhau. Giới thiệu công nghệ
tường trong đất, phương pháp đào mở kết hợp với công nghệ tường trong đất.
Chương này nêu nội dung của công nghệ thi công tuờng trong đất, nêu các
yêu cầu kỹ thuật khi thi công tường trong đất. So sánh phương pháp đào mở kết hợp
công nghệ tường trong đất với một số phương pháp thi công khác như: NATM,
khiên đào, giếng chìm,…

Chương 2: Cơ sở lý thuyết phương pháp đào mở kết hợp với công nghệ tường

trong đất.
Nêu cơ sở lý thuyết của việc ổn định mái dốc, lý thuyết tải trọng tác động lên
kết cấu chắn giữ. Nguyên lý áp lực đất chủ động, bị động. Lý thuyết tính toán công
nghệ tường trong đất, lý thuyết tính kết cấu neo giữ.

Chương 3: Nghiên cứu chọn chiều sâu đặt tường hợp lý và tính toán nội lực,
biến dạng của tường trong quá trình đào mở .
Nghiên cứu các loại tải trọng tác dụng lên kết cấu, chọn chiều sâu đặt tường
hợp lý, dùng nguyên lý cơ học kết cấu tính nội lực và chuyển vị của thân tường.
Tính nội lực trong kết cấu neo giữ.

Chương 4: Ap dụng chọn chiều sâu đặt tường và tính toán nội lực, biến dạng
cho hệ thống Metro tại Thành phố Hồ Chí Minh.
Nghiên cứu khảo sát địa chất khu vực 02 tuyến Metro tại Thành phố Hồ Chí
Minh. Dùng lý thuyết trình bày trong chương 3 để nghiên cứu chọn chiều sâu đặt
tường và tính toán nội lực, biến dạng cho một đoạn tuyến lựa chọn.

Phần kết luận và kiến nghị


- 1 -
MỤC LỤC
Phần mở đầu: Tính cấp thiết và mục tiêu nghiên cứu của luận văn Trang
1. Giới thiệu chung. 01
1.1. Giới thiệu sơ bộ về phương pháp đào mở kết hợp với công nghệ
tường trong đất. 01
1.2. Giới thiệu sơ bộ về điều kiện Thành phố Hồ Chí Minh 01
2. Mục đích nghiên cứu. 02
3. Phạm vi nghiên cứu. 02
4. Phương pháp nghiên cứu. 03

5. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn. 03
6. Hạn chế của luận văn nghiên cứu. 04
Chương 1: Phương pháp đào mở kết hợp công nghệ tường trong đất
1.1. Phương pháp đào mở. 05
1.1.1. Phương pháp đào mở không cần hệ thống chống đỡ. 06
1.1.2. Phương pháp đào mở có vách thẳng, có chống đỡ tạm. 08
1.2. Công nghệ tường trong đất. 12
1.2.1 Khái niệm. 12
1.2.2. Phạm vi áp dụng. 14
1.3. Phương pháp đào mở kết hợp với công nghệ tường trong đất. 15
1.3.1 Tổng quan. 15
1.3.2. Thiết bị thi công. 18
1.3.2.1. Thiết bị đào. 18
1.3.2.2. Hệ thống dung dịch sét. 19
1.3.2.2. Hệ thống đổ bêtông. 20
1.3.3. Các yêu cầu kỹ thuật khi thi công. 21
1.3.3.1. Phân chia đoạn hào. 21
1.3.3.2. Độ dài hào nhỏ nhất của máy đào. 21
1.3.3.3. Ổn định thành hào. 22
1.3.3.4. Những điều cần chú ý khi đào. 22

- 2 -
1.3.4. Trình tự thi công. 22
1 3.5. Ưu nhược điểm. 24
1.4. Một số phương pháp khác. 25
1.4.1. Phương pháp NATM (New Austrian Tunneling Method). 25
1.4.1.1. Đào hầm chính trong đá. 25
1.4.1.2. Chống bằng giá vòm thép. 25
1.4.1.3. Mạng lưới cốt thép. 26
1.4.1.4. Phun bêtông. 26

1.4.1.5. Lắp neo đá. 27
1.4.1.6. Phòng nước cho hầm. 27
1.4.1.7. Ưu và nhược điểm . 27
1.4.2. Phương pháp khiên đào. 28
1.4.2.1. Khiên không cơ giới hóa. 28
1.4.2.2. Khiên thường. 29
1.4.2.3. Khiên cơ giới hóa. 30
1.4.3. Phương pháp hạ giếng chìm. 37
1.4.3.1 Phương pháp hạ giếng chìm và giếng chìm hơi ép. 37
1.4.3.2. Phương pháp hạ đoạn. 37
1.5. So sánh ưu khuyết điểm giữa các phương án 38
Chương 2: Cơ sở lý thuyết phương pháp đào mở kết hợp với công nghệ tường
trong đất.
2.1. Lý thuyết ổn định mái dốc. 39
2.1.1. Ổn định của mái đất dính. 39
2.1.2. Ổn định của mái đất rời. 44
2.1.2.1. Hệ số an toàn của mái đất rời đồng nhất. 44
2.1.2.2. Hệ số an toàn về ổn định của mái đất rời không đồng nhất. 45
2.2. Lý thuyết tải trọng tác dụng lên kết cấu chắn giữ. 47
2.2.1. Lý luận áp lực đất của C.A. Coulomb. 47
2.2.1.1. Nguyên lý tính toán áp lực đất chủ động. 47

- 3 -
2.2.1.1.1. Trường hợp đất rời. 47
2.2.1.1.2. Trường hợp đất dính. 49
2.2.1.2. Nguyên lý tính toán áp lực đất bị động 51
2.3. Lý thuyết công nghệ tường trong đất. 52
2.3.1. Tính toán ổn định của vách hố đào. 52
2.3.2. Tính toán ổn định của kết cấu chắn giữ. 53
2.3.3. Kiểm tra ổn định chảy thấm của hố đào. 54

2.3.4. Tính toán chịu lực của thanh neo. 55
2.3.4.1. Cường độ chịu cắt của đất. 55
2.3.4.2. Tính độ dài bầu neo. 57
2.4.4.3. Tính độ dài đoạn tự do. 57
Chương 3: Nghiên cứu chọn chiều sâu đặt tường hợp lý và tính toán nội lực,
biến dạng của tường trong quá trình đào đất
3.1. Các dạng tải trọng và phân loại. 59
3.2. Tải trọng thường xuyên và tạm thời khác. 64
3.3. Các vấn đề chung về tính toán áp lực đất lên kết cấu tường chắn 65
3.4. Chiều sâu đặt tường hợp lý. 76
3.4.1. Chiều sâu đặt tường dưới ảnh hưởng của sức chịu tải của đất nền. 77
3.4.2. Tính nội lực và chuyển vị của tường khi đào mở. 79
Chương 4: Ap dụng tính toán cho hệ thống metro tại Thành phố Hồ Chí Minh.
4.1. Tổng quan về dự án Metro. 100
4.2. Bình đồ tuyến và mặt cắt ngang tuyến. 102
4.2.1. Bình đồ tuyến. 102
4.2.2. Mặt cắt ngang tuyến. 103
4.3. Điều kiện khu vực tuyến đi qua. 103
4.3.1. Địa hình. 103
4.3.2. Địa chất. 104
4.3.3. Thủy văn. 107
4.4. Tính toán 108

- 4 -
4.4.1. Chọn đoạn tuyến metro. 108
4.4.2. Điều tra mặt bằng 108
4.4.3. Nghiên cứu địa chất. 109
4.4.4. Kết quả tính toán chiều sâu đặt tường hợp lý và tính toán nội lực, biến dạng
cho đoạn tuyến chọn. 109
Phần kết luận và kiến nghị. 119

- 1 -
PHẦN MỞ ĐẦU
TÍNH CẤP THIẾT VÀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN
Mục tiêu: Giới thiệu những nét chính liên quan đến phương pháp đào mở kết
hợp với công nghệ tường trong đất, qua đó xác định mục tiêu nghiên cứu, phạm vi
nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu luận văn, nêu được ý nghĩa khoa học và tính
thực tiễn của luận văn.
Phương pháp nghiên cứu: Tổng hợp và phân tích các tài liệu có liên quan.
Kết quả đạt được: Nêu được tính cấp thiết, ý nghĩa thực tiễn của luận văn.

1. GIỚI THIỆU CHUNG.
1.1. Giới thiệu sơ bộ về phương pháp đào mở kết hợp với công nghệ tường
trong đất.
- Phương pháp tường trong đất bắt đầu áp dụng từ sau năm 1940, để xây
dựng các màn chống thấm, trong công trình ngầm, công trình đào sâu,
- Phương pháp “tường trong đất” là một trong những phương pháp tiến bộ
nhất để xây dựng các công trình ngầm và công trình đào sâu. Việc áp dụng phương
pháp này cho phép giảm những công việc xây dựng đắt tiền như: công tác cọc, việc
hạ mực nước ngầm,
- Thường được áp dụng trong điều kiện chật hẹp của khu vực công trình xây
dựng, khu vực đông dân cư,…
1.2. Giới thiệu sơ bộ về điều kiện Thành phố Hồ Chí Minh.

- Thành phố Hồ Chí Minh là trung tâm kinh tế xã hội của đất nước, mật độ xây
dựng dày đặc, dân cư đông đúc, phương tiện giao thông hỗn hợp thường xuyên xảy
ra tai nạn, ách tắt giao thông, môi trường ô nhiễm, hệ thống giao thông công cộng
yếu kém,…
- Để hạn chế ách tắc giao thông phải xây dựng hệ thống vận tải công cộng,
cụ thể như: Xe buýt, xe điện mặt đất, tàu điện ngầm (Metro) Trong đó quan tâm
nhất là hệ thống metro. Sau khi xây dựng các tuyến Metro với năng lực vận chuyển
- 2 -
lớn và tốc độ cao sẽ vận chuyển một lưu lượng lớn hành khách góp phần giải quyết
tình trạng nêu trên, đồng thời đem lại những lợi ích lâu dài về mặt kinh tế sau này.
- Việc xây dựng các tuyến metro của thành phố cũng đang được nghiên cứu
cấp bách, một trong những phương án có thể lựa chọn để xây dựng là phương pháp
đào mở kết hợp với công nghệ tường trong đất.
Do vậy, nội dung nghiên cứu của luận văn là nghiên cứu ứng dụng phương
pháp đào mở kết hợp với công nghệ tường trong đất để xây dựng cho Metro.

2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU.
Thông qua việc nghiên cứu, so sánh ưu, khuyết điểm của các phương án thi
công vỏ hầm trên thế giới sẽ chứng minh tính phù hợp của phương án thi công mở
kết hợp với công nghệ tường trong đất để thi công vỏ hầm cho hệ thống Metro, đặc
biệt rất thích hợp trong điều kiện Tp. Hồ Chí Minh. Chính vì vậy mục tiêu luận văn
tập trung nghiên cứu công nghệ thi công, lý thuyết tính toán công nghệ đào mở kết
hợp tường trong đất. Phân tích chọn chiều sâu đặt tường một cách lợp lý, tính toán
nội lực, biến dạng trong quá trình đào mở kết hợp với công nghệ tường trong đất.
Nghiên cứu xem xét ứng dụng cho một đoạn tuyến Metro ở Thành phố Hồ Chí
Minh.

3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU.
Nội dung luận văn chỉ đề cập đến nghiên cứu công nghệ thi công và lý
thuyết tính toán của phương pháp đào mở kết hợp với công nghệ tường trong đất để

phục vụ trong việc xây dựng Metro, áp dụng tính toán cho đoạn đi ngầm của 02
tuyến metro trong Tp. Hồ Chí Minh.

4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CứU.
- Giới thiệu phạm vi áp dụng của phương pháp, giới thiệu các công trình thực
tế đã áp dụng công nghệ này.
- So sánh ưu, khuyết điểm với các phương pháp khác.
- 3 -
- Giới thiệu cơ sở lý thuyết của phương pháp đào mở và phương pháp đào
mở kết hợp với công nghệ tường trong đất.
- Nghiên cứu chọn chiều sâu đặt tường hợp lý và tính toán nội lực, biến dạng
của thân tường trong quá trình đào mở.
- Tính toán áp dụng tính toán cho một đoạn cụ thể trên 02 tuyến Metro ở Tp.
Hồ Chí Minh.

5. Ý NGHĨA KHOA HọC VÀ TÍNH THựC TIễN.
Giới thiệu được phương pháp mới có khả năng áp dụng trong điều kiện thành
phố. Nếu Tp. Hồ Chí Minh áp dụng phương pháp này để thi công thì có thể giải
quyết một số vấn đề sau:
- Thi công được trong điều kiện thành phố chật hẹp, dân cư đông đúc.
- Đảm bảo nhu cầu đi lại của người dân trong thành phố, không gây ách tắc
giao thông trong suốt quá trình thi công.
- Thích hợp trong điều kiện địa chất hiện tại của thành phố.
- Giảm kinh phí xây dựng.



6. HạN CHẾ CủA LUậN VĂN NGHIÊN CứU.
Thời gian có hạn nên không đủ điều kiện để nghiên cứu vấn đề một cách
thấu đáo. Lần đầu tiên Tp. Hồ Chí Minh xây dựng công trình ngầm nên chưa có

công trình thực tế để so sánh với lý thuyết và kết quả nghiên cứu.


- 5 -
CHƯƠNG 1
PHƯƠNG PHÁP ĐÀO MỞ KẾT HP CÔNG NGHỆ TƯỜNG TRONG ĐẤT

Mục tiêu: Nêu được các đặc điểm chính của phương pháp đào mở kết hợp
công nghệ tường trong đất, phạm vi ứng dụng, so sánh ưu khuyết điểm với các
phương án thi công khác.
Phương pháp nghiên cứu: Tổng hợp và phân tích các tài liệu có liên quan.
Kết quả đạt được: Thấy được phạm vi ứng dụng, ưu khuyết điểm và khả
năng áp dụng phương pháp đào hầm bằng phương pháp mở kết hợp công nghệ
tường trong đất cho việc thi công tuyến Metro tại Tp. Hồ Chí Minh, trình tự và
các bước thi công công nghệ tường trong đất.

1.1. PHƯƠNG PHÁP ĐÀO MỞ.

Hình 1.1. Phương pháp đào mở
Phương pháp thi công công trình ngầm bằng cách đào mở khá phổ biến, đó
là phương pháp xây dựng kết cấu công trình ngầm trong hố móng đào lộ thiên
trên mặt đất, sau đó lấp đất trở lại để khôi phục hiện trạng như ban đầu (hình
1.1).

- 6 -
Trên các tuyến tàu điện ngầm đặt nông, phương pháp thi công chủ yếu
được thực hiện là phương pháp đào mở. Bản chất của phương pháp là khi thi công
hầm tất cả các thao tác, các công nghệ hoặc phần lớn chúng được thực hiện trực
tiếp từ mặt đất, bằng cách đào hầm hoặc hệ thống đường hào kết hợp với việc
đắp đất trở lại cho đến khi công trình được hoàn thành.

Khi khu vực thi công tồn tại khu đất trống đủ rộng để có thể đào mở và có
thể di dời đường trục giao thông hiện tại sang các phố lân cận, hầm được thi công
trên đường đáy hầm đào lộ thiên. Dựa vào điều kiện đòa chất công trình hầm
đào, người ta xây dựng các với mái dốc tự nhiên có dùng hệ thống thanh chống
hoặc không cần dùng hệ thống chống đỡ.
Hình dạng và kích thước hố đào trên mặt bằng và chiều sâu của chúng
cũng như hệ thống chống đỡ hố móng phụ thuộc vào kích thước, khuôn khổ của
kết cấu ngầm: Điều kiện đòa chất công trình, điều kiện xây dựng các công trình
trên mặt đất.
Phương pháp đào mở phân theo 2 loại: Thi công khi có dùng hệ thống
chống đỡ và thi công không dùng hệ chống đỡ.
1.1.1. Phương pháp đào mở không cần hệ thống chống đỡ.
Trong điều kiện đòa tầng ổn đònh, hầm đặt tương đối nông, mặt bằng đủ
rộng, ảnh hưởng môi trường xung quanh tương đối ít. Với điều kiện như vậy khi
thi công đào hố móng chỉ dựa vào mái dốc thích hợp của đất thì có thể giữ ổn
đònh nên có thể mở hố móng theo mái dốc tự nhiên mà không cần phải dùng một
loại hệ thống chống đỡ nào khác (hình 1.2).

- 7 -
1:m
1:m
1
2
3
B1
Bo
B2
H
HT
h

δ

1. Mép ta luy; 2. Móng; 3. Tường nhà
Hình 1.2. Đào mở không cần chống đỡ.

a. Ưu điểm
- Thi công tương đối dễ dàng, mức độ cơ giới hóa cao, tốc độ thi công
nhanh, chất lượng đảm bảo.
- Không cần công nhân có trình độ kỹ thuật cao, có thể thi công đào nhiều
đoạn hầm khác nhau trên cùng một tuyến nếu cách thức tổ chức thi công hợp lý.
b. Nhược điểm
- Khối lượng đào đất lớn, do phải mở rộng hai bên hố móng, phải tốn công
vận chuyển nhiều, sau khi thi công kết cấu vỏ hầm xong phải đắp trả lại lớp đất
ban đầu. Do đó giá thành xây dựng công trình lớn.
- Khó thi công được ở khu vực đòa chất có nước mặt, nước ngầm.
- Làm ô nhiễm và ảnh hưởng đến môi trường xung quanh.
- Phạm vi chiếm dụng mặt bằng lớn, không áp dụng được trong điều kiện
Thành phố Hồ Chí Minh.
c.Phạm vi áp dụng

- 8 -
- Đòa hình tương đối rộng, ở nơi có ít dân cư qua lại. Do vậy, phương pháp
này không thích hợp khi thi công trong thành phố, đặc biệt đôí với các thành phố
có dân cư đông đúc, mật độ xây dựng dày đặc.
- Thích hợp với khu vực đòa chất tương đối ổn đònh.
- Thi công ở nơi không có mực nước ngầm.
Khi lựa chọn phương pháp thi công và luận cứ công nghệ xây dựng trong
giai đoạn hiện nay, đơn giản và kinh tế nhất là phương pháp đào hào với mái dốc
tự nhiên. Tuy nhiên với mái dốc tự nhiên, diện tích để thi công công trình yêu
cầu rất lớn. Vì vậy trong điều kiện chật hẹp của khu vực đô thò, người ta xây

dựng các hầm đào bằng các biện pháp gia cường khác bằng cách dùng vách
thẳng có chống đỡ tạm.
1.1.2. Phương pháp đào mở dùng vách thẳng, có chống đỡ tạm.
Trong quá trình thi công hầm, phương án đào có chống vách đất được chọn
theo các nguyên tắc sau:
- Phải giữ được vách đào ổn đònh, an toàn trong quá trình thi công.
- Phải phù hợp với biện pháp đào đất và công nghệ thi công phần ngầm.
- Thi công phải đơn giản, giá thành hạ.
- Luôn chú ý đến khả năng sử dụng lại sau khi thi công hoàn thành.
Các phương án thi công hầm được lựa chọn:
a. Đóng cọc thép hình có dạng chữ I cách nhau từ 0.8m-1.5m, dùng hệ thống
ván lát trên chiều sâu công trình trong suốt quá trình thi công.

- 9 -
Ván lát bằng gỗ xẻ
Cọc thép chữ I

Hình 1.3. Dùng cọc thép I kết hợp với ván lát

Các cọc kim loại được thực hiện từ thép I300 đến I500 đóng dọc theo hai
biên của đường hầm. Bước cọc đònh hướng dựa vào chiều sâu đào hầm H, góc ma
sát trong của đất φ và số lượng thanh chống. Để chắn được đất, người ta dùng các
tấm ván bằng gỗ xẻ, tấm BTCT hoặc bêtông phun (hình 1.3). Tất cả các chi tiết
kỹ thuật ngầm còn lại trong đất (ống kim loại, cáp ,v.v ) tại các vò trí đóng cọc
sẵn cần phải được thu dọn, bằng cách mở giếng đào tại các vò trí đó.
Trong thành phần thiết bò đóng cọc, người ta sử dụng búa diezen, máy rung
hoặc búa rung. Các cọc được đóng tới độ sâu 4-5m dưới đáy hầm đào. Vì vậy
trong phần lớn các trường hợp, chiều dài theo thiết kế vượt chiều dài thép hình và
cọc buộc phải nối. Để làm điều đó cuối cọc để lại trên mặt đất 1-1,5m để hàn
tiếp cho đủ chiều dài và đóng cọc đến cao độ thiết kế.

Khoảng cách từ vò trí đóng cọc đến vò trí mạng kỹ thuật đang hoạt động
(cáp điện, cấp nước, v.v…) cần ít nhất 3m. Trong những trường hợp cần tránh
tiếng ồn và rung, người ta không tiến hành hạ cọc vào các lỗ khoan trước và liên
kết ở phần dưới (đến cốt đáy hầm) bằng bêtông. Khoảng cách giữa các thành hố
khoan và cọc được nhồi cát.

- 10 -
Phương pháp này được áp dụng khi hố không sâu, áp lực đất nhỏ, không có
nước ngầm chảy mạnh.
b. Đóng ván cừ thép không chống làm việc dưới dạng công-xon.
p dụng khi hố đào nông, có nước ngầm. Ván cừ thép sẽ được thu hồi
bằng máy nhổ cọc hay cần trục tháp sau khi đã gia công. Các dạng tường cừ được
trình bày trên hình 1.4.
d)
c)
b)
a)
Cừ ván thép

a. Cừ Terres-Rouges; b. Cừ Rombas ; c. Cừ Larsen ; d. Cừ beval
Hình 1.4. Dùng tường cừ

c. Đóng cọc thép phun vữa bêtông giữ đất.
Cọc thép được đóng xuống đất hết chiều sâu thiết kế. Đào đến đâu ta tạo
ngay mặt vòm giữa các cọc bằng cách phun vữa bêtông lên vách đất tạo thành
những vòm nhỏ, chân đạp vào các cọc giữ đất không lở vào hố móng (hình 1.5).
Phương án này được áp dụng khi đất rời, không có mực nước ngầm hay đất dẻo.

- 11 -
Phương pháp này cũng giống như phương pháp đóng cọc thép có ván gỗ nhưng

phần gỗ được thay bằng khối bêtông do đó tiết kiệm gỗ, cọc có thể thu hồi được.

Hình 1.5. Dùng cọc thép I kết hợp với phun vữa
d. Dùng nhiều cọc khoan nhồi liền nhau tạo thành vách ngăn đất.
Theo phương pháp này, trước tiên với khoảng cách từ 1,5-1,8m người ta
khoan các lỗ đường kính tới 0,8-1,0m và hạ các ống thép bằng phương pháp rung,
sau đó hạ các lồng thép, đổ vữa bêtông trong nước và dần dần rút ống thép lên.
Theo công nghệ khác, khoan được tiến hành dưới lớp vữa sét giữ thành hố
khoan khỏi sạt lở, còn sau khi khoan lỗ đến cao độ thiết kế, người ta hạ khung
thép vào đó và phương pháp chuyển dòch ống theo hướng đứng, vữa bêtông được
đổ xuống. Nhờ các tấm đệm dọc, trong cọc được để lại các rãnh đứng, tiến hành
đào đất trong hầm, người ta chèn các tấm BTCT. Từ cọc khoan đóng nằm sát
nhau (cọc tiếp xúc) có thể thi công tường BTCT liên tục (hình 1.6).
Biện pháp này áp dụng khi chiều sâu hố đào lớn, áp lực đất lớn. Công
trình xây dựng cần bảo vệ xung quanh khỏi bò sụt lún. Vách chống có thể tham
gia chòu lực cùng móng công trình nhưng ít khi sử dụng nó làm tường bao hầm vì
khả năng chống thấm của nó không tốt. Độ sâu của vách có thể thi công đến
chiều sâu cần thiết để không cần có biện pháp chống giữ vách.


- 12 -
Hình 1.6. Dùng nhiều cọc khoan nhồi tạo thành vách
a. Ưu điểm
- Diện tích mặt bằng thi công chật hẹp, thi công tương đối ổn đònh.
- Thi công tương đối dễ dàng, mức độ cơ giới hóa cao, chất lượng đảm bảo.
- Giảm khối lượng công tác đất.
b. Nhược điểm
- Khối lượng công việc tăng lên đáng kể, giá thành xây dựng tăng.
- Phải dùng nhiều máy móc thiết bò để thi công.
c.Phạm vi áp dụng

- Khu vực có đòa chất yếu
- Trong điều kiện chật hẹp, tuy nhiên không sử dụng được trong thành phố
vì cản trở giao thông.
- p dụng được ở nơi có mực nước ngầm.
Xây dựng hầm đường tàu điện ngầm bằng phương pháp lộ thiên được tiến
hành theo công nghệ tiên tiến phương pháp dây chuyền. Trên đoạn dài 100-
120m, tiến hành công việc trong trình tự và khối lượng bao trùm toàn bộ chu kỳ –
từ đào đất, gia cường hầm đào, thi công và cách nước cho kết cấu đến việc đắp
đất trở lại cho công trình và xây dựng mạng công trình tiếp nối. Các thao tác
công nghệ riêng biệt được thực hiện trên các đoạn chiều dài ít nhất 6m. Vùng
hoạt động được chuyển dòch theo trục tổ hợp ga từ đầu này đến đầu kia. Dẫn đầu
dây chuyền xây dựng là các công tác chuẩn bò bao gồm gia cường móng nhà, đặt
lại hoặc treo mạng kỹ thuật ngầm và các tuyến giao thông mặt đất, hạ mực nước
ngầm nhân tạo hoặc đông cứng đất no nước không ổn đònh. Theo sau công tác
chuẩn bò là thực hiện các công việc chính: đào đất và gia cường hầm đào, thi
công kết cấu, làm lớp cách nước và đắp đất trở lại, khôi phục mạng lưới giao
thông hiện trường.

- 13 -
1.2. CÔNG NGHỆ TƯỜNG TRONG ĐẤT.
1.2.1 Khái niệm.
Phương pháp tường trong đất được áp dụng từ sau năm 1940, để xây dựng
các màng chống thấm, xây dựng các công trình ngầm và công trình đào sâu,
phương pháp này được phát triển vào khoảng 30-40 năm gần đây. Phương pháp
tường trong đất là một trong những phương pháp tiến bộ nhất để xây dựng các
công trình ngầm và công trình đào sâu. Việc áp dụng nó trong thực tế xây dựng
trong nhiều trường hợp cho phép loại trừ những công tác xây dựng đắt tiền như:
đóng cọc cừ, hạ mực nước ngầm, đóng băng đất. Trong vòng hàng chục năm
tường trong đất được áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới, phương pháp này đã
được áp dụng rộng rãi trong khi thi công xây dựng các các công trình cũ ở Việt

Nam.
Công nghệ thi công tường liên tục trong đất dùng các máy đào đặc biệt để
đào móng có dung dòch giữ thành mỏng (cũng còn gọi là bùn ổn đònh như sét
bentonite) thành những đoạn hào với độ dài nhất đònh; sau đó đem lồng cốt thép
đã chế tạo sẵn trên mặt đất đặt vào trong móng. Dùng ống dẫn bêtông trong nước
cho từng đoạn tường, nối các đoạn tường lại với nhau bằng các đầu nối đặc biệt
(như ống nối đầu hoặc hộp nối đầu), hình thành một bức tường liên tục trong đất
bằng BTCT. Tường liên tục trong đất quây lại thành đường khép kín, sau khi đào
móng cho thêm hệ thống thanh chống hoặc neo vào sẽ có thể chắn đất, ngăn
nước, rất tiện lợi cho việc thi công móng sâu. Nếu tường liên tục trong đất được
xem như kết cấu chòu lực công trình xây dựng thì hiệu quả kinh tế càng cao hơn.

- 14 -

Hình 1.7. Đào hố dùng vữa bentonite

Hình 1.8. Hạ lồng thép

Hình 1.9. Đổ bêtông

Hình 1.10. Mặt bằng sau khi đổ bêtông

1.2.2. Phạm vi áp dụng.
Do độ cứng thân tường của kết cấu lớn, tính chống thấm tốt có thể thích
hợp với điều kiện đòa chất mềm yếu, thi công ít ảnh hưởng đến kiến trúc lân cận,
thi công gây chấn động ít, không gây nhiều tiếng ồn, có thể thi công an toàn tại
điều kiện đòa hình chật hẹp.
Lần đầu tiên vào năm 1950 khi làm tường chống thấm của đập thủy lợi
MiLan ở Italia, đã thi công tường liên tục trong đất có dung dòch giữ thành (gọi là
phương pháp Milan). Bắt đầu những năm 70, phương pháp này được ứng dụng

trong các công trình thủy lợi, bến cảng, công trình xây dựng ở Trung Quốc. Trong

- 15 -
10 năm lại đây đã thu được rất nhiều thành tích về chế tạo thiết bò, ứng dụng
công trình và nghiên cứu lý luận về tường liên tục trong đất.
Ở Việt Nam hiện nay công nghệ này cũng được xây dựng tại nhiều công
trình: công trình Sài Gòn Center, tòa nhà Vietcombank ở Việt Nam,
Phương pháp tường trong đất có hàng loạt ưu điểm hơn so với các phương
pháp khác, một số trường hợp không thể thay thế bằng các phương pháp khác.
Đối với trường hợp xây dựng trong thành phố chật hẹp, khu công nghiệp, gần các
nhà xây dựng, khi mực nước ngầm cao và chiều sâu của các công trình lớn, hình
dạng phức tạp trên mặt bằng hoặc công trình kéo dài, khi mà các công trình hạ
đoạn và lộ thiên bò loại trừ cũng như hàng loạt trường hợp khác nữa. Tường trong
đất không thể áp dụng trong những trường hợp sau đây:
- Trong đất tảng lớn và có kastơ với các lỗ trống và mạch ngầm, khi mà
vữa sét chảy mất vào trong đất, vách hào bò phá hoại, tạo vách không được,
không đảm bảo độ ổn đònh của vách hào.
- Khi có trong đất các khối cứng tự nhiên (đà mồ côi lớn) hoặc khi có
phóng xạ (phá hỏng bêtông và kết cấu bêtông cốt thép, các dầm thép .v.v…)
- Trong bùn lỏng và cát chảy trên bề mặt hay khi có trong đất nước áp lực
với dòng thấm tốc độ lớn.

1.3. PHƯƠNG PHÁP ĐÀO MỞ KẾT HP VỚI CÔNG NGHỆ TƯỜNG
TRONG ĐẤT.
1.3.1 Tổng quan.
Xuất phát trên cơ sở đào hố móng không cần sự chống đỡ, đến việc đào hố
móng có chống đỡ vì lý do đòa chất, lý do mặt bằng xây dựng và một số nguyên
nhân khác. Người ta đã ứng dụng phương pháp đào mở kết hợp với công nghệ
tường trong đất. (hình 1.11)

- 16 -


Hình 1.11. Thi công hầm bằng phương pháp đào mở kết hợp công nghệ tường
trong đất.
Phương pháp thi công này cũng tương đối đơn giản. Trước hết dùng các thiết
bò, máy móc chuyên dụng để đào hào từng phân đoạn với kích thước phù hợp.
Máy có thể máy đào gầu ngoạm, máy xúc,… Sau đó xây dựng kết cấu tường.
Có 02 loại tường: tường BTCT đúc sẵn và tường BTCT đổ tại chỗ. Đối với
tường BTCT đổ tại chỗ thì công việc tiến hành như sau: Đặt lồng cốt thép vào
trong hố đào, tiến hành đổ bê tông trong nước. Khi bê tông đã đông cứng thì xem
như đoạn tường đó là xong. Tiến hành đào đất tạo đường hầm theo cách lộ thiên.
Kết cấu tường bêtông đúc sẵn
Việc sử dụng tường bêtông đúc sẵn lắp ghép vẫn còn hạn chế chủ yếu do
các tấm bêtông lớn, nặng từ 10-30T. Đòi hỏi phải có thiết bò nâng và lắp ráp nên
giá thành cao. Những năm gần đây người ta dùng các kết cấu hỗn hợp tức là phần