Tính toán thi công phần ngầm

Thi công phần ngầm
TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG TOPDOWN VÀ THI CÔNG TẦNG
HẦM BẰNG PHƯƠNG PHÁP TOPDOWN
Giới thiệu chung
Nhà cao tầng thường có một vài tầng hầm để làm tầng kĩ thuật, chứa đựng máy móc
thiết bị, hệ thống kĩ thuật và xử lý như: bể nước thô, hệ thống bơm nước, thiết bị lọc, bể
nước sạch hệ thống bể chứa phế thải và xử lý, hệ thống biến áp và tủ điều khiển, tủ phân
phối điện. Ngoài ra, còn làm kho chứa hàng hóa, vật liệu và gara ô tô. Về góc đọ chịu lực
tầng hầm giúp công trình đỡ bớt tải nền đất phía trên đưa trọng tâm công trình thấp
xuống, giúp công trình chịu lực ngang của gió, bão, động đất tốt hơn. Tuy nhiên việc thi
công tầng hầm nói riêng và phần ngầm nói chung thường rất khó khăn và là thách thức
đối với nhiều nhà thầu. Mỗi công trình đều có những đặc diềm riêng về cấu tạo nền đất,
mặt cắt địa chất, chiều cao mực nước ngầm nên không thể chỉ sử dụng kinh nghiệm mà
đòi hòi cần có hiểu biết đầy đủ về khoa học và công nghệ mới đáp ứng được yêu cầu xây
dựng của công trình.
Công nghệ thi công Top-down (từ trên xuống), tiếng Anh là Top-down
construction method, là công nghệ thi công phần ngầm của công trình nhà, theo phương
pháp từ trên xuống, khác với phương pháp truyền thống: thi công từ dưới lên. Trong công
nghệ thi công Top-down người ta có thể đồng thời vừa thi công các tầng ngầm (bên dưới
cốt ± 0,00 (cốt ± 0,00 tức là cao độ mặt nền hoàn thiện của tầng trệt công trình nhà, đọc
là cốt không)) và móng của công trình, vừa thi công một số hữu hạn các tầng nhà, thuộc
phần thân, bên trên cốt không (trên mặt đất).
Công nghệ Top-down đã vào Việt Nam được hơn mười năm. Công trình đầu tiên là
Harbourview - Nguyễn Huệ (1993-1994 - Bachy Solatance), công trình thứ 2 là Saigon
Center rồi nhiều công trình khác nữa. Ở nước ta hiện nay trong nam ngoài bắc cũng đã có
rất nhiều công trình thi công theo phương pháp này các đơn vị thi công như : Bachy
(Pháp), Tungfeng (Đài loan), Delta (Việt nam), Longgiang( viêtnam).
Nội dung của chuyên đề gồm 2 phần :
Phần 1 : Tính toán phương án thi công Topdown.
- Để hiểu rõ quy trình tính toán phương án thi công Topdown, tôi tính
toán một công trình cụ thể. Công trình : “Tòa nhà Văn phòng cao cấp

cho thuê”, tại số 180-192 Nguyễn Công Trứ, quận 1, Tp. HCM
- Sử dụng phương pháp dùng phần mềm Plaxis V8.2 trong tính toán.
Phần 2 : Thi công tầng hầm bằng phương pháp Topdown.
1
Thi công phần ngầm
PHẦN 1 : TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG TOPDOWN
I. Tổng quan công trình.
Công trình : Tòa nhà Văn phòng cao
cấp cho thuê, tại số 180-192 Nguyễn Công
Trứ, quận 1, Tp. HCM.
Chủ đầu tư : Công ty cổ phần Du lịch VN
tại TP.HCM.
Quy mô công trình gồm : 2 tầng hầm và
25 tầng nổi, tổng diện tích xây dựng hơn
31.000m
2
Công năng công trình : 2 tầng hầm sử
dụng làm bãi đỗ xe, 25 tầng nổi của tòa tháp
sẽ là sàn giao dịch chứng khoán có quy mô
vào bậc nhất Việt Nam.
II. Phương án thi công.
Hệ tường vây được thi công bao xung quanh công trình thành một vòng khép kín,
chiều sâu của tường vây theo thiết kế là 23m , chiều dày bằng 60cm.
Do độ sâu đào hố móng tương đối lớn (Khi thi công móng thì độ sâu của hố móng đến
cốt -13.350m tại khu vực xung quanh tường vây, tại vị trí đài thang máy là -14.350) do
đó ta cần phải có biện pháp thi công hợp lý để giữ được độ ổn định cho tường vây, giảm
chuyển vị tránh gây ra ảnh hưởng đến công trình bên cạnh trong suốt quá trình thi công.
Phương án thi công theo phương pháp Topdown :
− Thi công hệ cọc khoan nhồi, tường vây.
− Thi công hệ dầm bo đỉnh tường vây, tăng khả năng làm việc đồng thời của tường

vây.
− Tiến hành đào đất từ cao độ tự nhiên (-0.700) đến cao độ -2.500m.
− Thi công hệ dầm sàn tầng 1 (cao độ -0.200 và -0.700).
− Khi bê tông sàn tầng 1 đạt cường độ yêu cầu, đào đất từ cao độ -2.500 đến cao độ
-7.500
− Thi công hệ dầm sàn tầng hầm 2 (cao độ -7.200), để lỗ chờ thi công.
2
Thi công phần ngầm
− Khi bê tông sàn tầng hầm 2 đạt cường độ yêu cầu, tiếp tục đào đến cao độ -11.450.
Tại vị trí đài, giằng móng; đào đến cao độ đáy đài, giằng (-13.350 và -14.350)
− Thi công cột, vách tầng hầm 2; dầm, sàn tầng hầm 1 (vị trí lỗ mở).
− Thi công cột, vách tầng hầm 1; dầm sàn tầng1 (cao độ +0.000).
Thực tế cho thấy khi thi công theo phương pháp Top- down thì độ cứng của công
trình trong giai đoạn thi công là rất cao. Chuyển vị của hệ tường vây theo kết quả quan
trắc thực tế rất nhỏ so với khi thi công công trình theo phương án sử dụng hệ giằng chống
tạm thông dụng.
III. Phương pháp tính toán tường vây.
1. Các thông số cơ bản.
Điều kiện địa chất:
+ Đất san lấp: Bê tông đất san lấp: Sét, đá hộc, Bề dày 1,7m.
+ Phụ lớp 1a: Bùn sé, xám xanh, chảy. Bề dày 3,6m.
Đặc trưng cơ lý:
γ
K
= 8,8 (KN/m
3
), γ
W
= 15,1 (KN/m
3

).
ϕ= 3
0
53’, C= 7,0 (KN/m
2
).
Eo= 336 (KN/m
2
).
+ Phụ lớp 2a: Sét, xám nâu, xám xanh, dẻo cứng. Bề dày 3,9m.
Đặc trưng cơ lý:
γ
K
= 15,0 (KN/m
3
), γ
W
= 19,3 (KN/m
3
).
ϕ= 16
0
41’, C= 21,1 (KN/m
2
).
Eo= 3293 (KN/m
2
).
+ Lớp 2: Sétpha, xám vàng, dẻo mềm. Bề dày 4,3m.
Đặc trưng cơ lý:

γ
K
= 15,6 (KN/m
3
), γ
W
= 19,1 (KN/m
3
).
ϕ= 18
0
18’, C= 13,5 (KN/m
2
).
Eo= 3758 (KN/m
2
).
+ Lớp 3: Cát pha, hồng nhạt, dẻo.Bề dày 10,0m.
Đặc trưng cơ lý:
γ
K
= 16,3 (KN/m
3
), γ
W
= 19,4 (KN/m
3
).
ϕ= 25
0

29’, C= 9,3 (KN/m
2
).
Eo= 6130 (KN/m
2
).
+ Lớp 4: Cát hạ ttrung, xám vàng, hồng nhạt, chặt vừa. Bề dày 6,0m.
Đặc trưng cơ lý:
3
Thi công phần ngầm
γ
K
= 16,6 (KN/m
3
), γ
W
= 19,5 (KN/m
3
).
ϕ= 30
0
34’, C= 4,6 (KN/m
2
).
Eo= 7264 (KN/m
2
).
+ Lớp 5: Cát pha, xám vàng, dẻo. Bề dày 7,5m.
Đặc trưng cơ lý:
γ

K
= 16,6 (KN/m
3
), γ
W
= 19,5 (KN/m
3
).
ϕ= 26
0
06’, C= 10,0 (KN/m
2
).
Eo= 6666 (KN/m
2
).
+ Lớp 6: Sét, nâu vàng, cứng. Bề dày 22m.
Đặc trưng cơ lý:
γ
K
= 16,3 (KN/m
3
), γ
W
= 19,5 (KN/m
3
).
ϕ= 21
0
21’, C= 41,4 (KN/m

2
).
Eo= 4238 (KN/m
2
).
2. Phương pháp tính.
Công trình được thi công qua các giai đoạn khác nhau do đó khi tính toán hệ tường
vây sẽ tính toán khả năng chịu lực cũng như chuyển vị của hệ tường vây qua các giai
đoạn thi công đó.
Để tính toán nội lực cũng như chuyển vị của hệ tường vây khi thi công công trình qua
các giai đoạn khác nhau sử dụng phương pháp dùng phần mềm Plaxis 8.2 hỗ trợ việc tính
toán.
Việc khai báo sơ đồ trong Plaxis 8.2 được tiến hành như sau:
− Sử dụng bài toán phẳng, tính cho 1m tường vây.
− Khai báo tường vây khai báo là các phần tử Plate, mô tả các gối đỡ là Strut.
− Khai báo các đặc tính vật liệu của đất, tường, neo,
3. Sơ đồ tính:
Tính toán hệ tường vây khi thi công qua 3 giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Đào đất từ mặt đất tự nhiên (-0.700) đến cao độ –
2.500m.
- Giai đoạn 2: Thi công sàn tầng 1 (-0.700), đào đất đến cao độ
-7.500.
- Giai đoạn 3: Thi công sàn tầng hầm 2 (-7.200), đào đất đến cao
độ -13.350.
áp lực do phụ tải mặt đất q= 40 KN/m2 (4 T/m2).
Cao độ mực nước ngầm: -4.000
4
Thi công phần ngầm
Ta tính cho 1m tường vây.
a) Kết quả tính toán:

*Giai đoạn 1: Khi đào từ mặt đất tự nhiên (-0.700) đến cao độ -2.500m:
5
Thi công phần ngầm

- Chuyển vị lớn nhất tại đỉnh tường vây: 1,4 cm
6
Thi công phần ngầm
- Mô men lớn nhất xuất hiện trong tường vây: 189 KNm/m (18,9 Tm/m).
*Giai đoạn 2: Thi công sàn tầng 1 và đào đến cao độ: -7.500
7
Thi công phần ngầm
- Chuyển vị lớn nhất tại thân tường vây: 1,7 cm
8
Thi công phần ngầm
- Mô men lớn nhất xuất hiện trong tường vây: 305 KNm/m (30,5 Tm/m).
Lực tác dụng lên sàn tầng 1: -12,5 T/m
*Giai đoạn 3: Thi công sàn tầng hầm 2 và đào đến cao độ: -13.350
9
Thi công phần ngầm
- Chuyển vị lớn nhất tại thân tường: 2,2cm
10
Thi công phần ngầm
- Mô men uốn lớn nhất tại thân tường: 589 KNm/m (58,9 Tm/m).
Lực tác dụng lên sàn tầng 1: 8 T/m
Lực tác dụng lên sàn tầng hầm 2: 78 T/m
*Giai đoạn 4*: Tại vị trí đài móng thang máy: Thi công sàn tầng hầm 2 và đào đến cao
độ: -14.350
11
Thi công phần ngầm
- Chuyển vị lớn nhất tại thân tường: 3,1cm

12
Thi công phần ngầm
- Mô men uốn lớn nhất tại thân tường: 811 KNm (81,1 Tm).
b) Kiểm tra khả năng chịu lực của tường vây (khi chưa gia cường).
Tường vây được bố trí thép φ22@150 (Fa=22,8 cm2, thép AIII) ở mặt ngoài và
φ25@150 (Fa=29,4 cm2, thép AIII) ở mặt trong.
− Chiều dày tường vây δ = 60cm.
− Chiều dày lớp bảo vệ chọn a=6cm. Suy ra ho=60-6=54cm.
− Bêtông mác # 350, có Rn=78kG/cm2.
− Cốt thép nhóm AIII, Ra=3600 kG/cm2.
− Tra bảng có: α0=0,55, A0=0,399.
* Đối với thép mặt ngoài:
55,0195,0
54.100.78
8,22.3600
0
0
=<===
αα
bhR
FR
n
aa
399,0176,0)195,0.5,01(195,0)5,01(
0
=<=−=−= AA
αα
Tính được: γ=1- 0,5.
α
= 0,9025.

[M]= γ R
a
F
a
h
0
= 0,9025. 3600. 22,8. 54= 4000169 (kGcm)= 40 Tm > 18,9 Tm
*Đối với thép mặt trong:
55,0251,0
54.100.78
4,29.3600
0
0
=<===
αα
bhR
FR
n
aa
13
Thi công phần ngầm
399,0219,0)251,0.5,01(251,0)5,01(
0
=<=−=−= AA
αα
Tính được: γ=1- 0,5.
α
= 0,8745.
[M]= γ RaFah0= 0,8745. 3600. 29,4. 54= 4998082 (kGcm)= 50 Tm > 30,5 Tm
c) Kiểm tra khả năng chịu lực của tường vây (khi có gia cường) .

Tường vây được bố trí thép:
Mặt cắt 3-3: 2φ22@150 (Fa=45,6 cm2, thép AIII) ở mặt ngoài và φ25@150 (Fa=29,4
cm2, thép AIII) ở mặt trong.
Mặt cắt 3*-3* (tại vị trí đài móng thang máy): 2φ25@150 (Fa=58,9 cm2, thép AIII) ở
mặt ngoài và φ25@150 (Fa=29,4 cm2, thép AIII) ở mặt trong.
Mặt cắt 2-2: φ22@150 (Fa=22,8 cm2, thép AIII) ở mặt ngoài và 2φ25@150 (Fa=58,9
cm2, thép AIII) ở mặt trong.
− Chiều dày tường vây δ = 60cm.
− Chiều dày lớp bảo vệ chọn a=6cm. Suy ra ho=60-6=54cm.
− Bêtông mác # 350, có Rn=78kG/cm2.
− Cốt thép nhóm AIII, Ra=3600 kG/cm2.
− Tra bảng có: α0=0,55, A0=0,399.
*Đối với thép mặt ngoài (mặt cắt 3-3):
55,0138,0
54.100.78
)4,296,45(3600
.
0
0
''
=<=
−
=
−
=
αα
bhR
FRFR
n
aaaa

399,0128,0)138,0.5,01(138,0)5,01(
0
=<=−=−= AA
αα
[M]=
)(7991654)654.(4,29.360054.100.78.128,0).(
2'''2
KgcmahFRhbRA
oaaon
=−+=−+
=79,9 Tm > 58,9 Tm
*Đối với thép mặt ngoài (mặt cắt 3*-3*):
55,0252,0
54.100.78
)4,299,58(3600
.
0
0
''
=<=
−
=
−
=
αα
bhR
FRFR
n
aaaa
399,022,0)252,0.5,01(252,0)5,01(

0
=<=−=−= AA
αα
[M]=
)(10084176)654.(4,29.360054.100.78.22,0).(
2'''2
KgcmahFRhbRA
oaaon
=−+=−+
=100,8 Tm > 81,1 Tm
*Đối với thép mặt trong:
55,0308,0
54.100.78
)8,229,58(3600
.
0
0
''
=<=
−
=
−
=
αα
bhR
FRFR
n
aaaa
14
Thi công phần ngầm

399,026,0)308,0.5,01(308,0)5,01(
0
=<=−=−= AA
αα
[M]=
)(9853488)654.(8,22.360054.100.78.26,0).(
2'''2
KgcmahFRhbRA
oaaon
=−+=−+
=98,5 Tm > 81,1 Tm
d) Kết luận chung:
Như vậy khi thi công công trình theo biện pháp này thì ở 3 giai đoạn hệ tường vây
vẫn đủ khả năng chịu lực.
Tính toán hệ cột chống tạm:
Các cột chống tạm chữ H được tính toán như cấu kiện chịu nén lệch tâm, tải trọng tác
dụng được quy về theo diện chịu tải. Ta tính toán cho 2 trường hợp nguy hiểm nhất là khi
thi công xong sàn tầng hầm 1, đào đất thi công tầng hầm 2 và khi đào xong đất hố móng
để chuẩn bị thi công móng.
Xác định tải trọng tác dụng.
*Sàn tầng 1:
Tĩnh tải:
− Sàn: Ns= Sct. h . γ . n = 3,6. 9,5 . 0,25 . 2,5 . 1,1 = 9,4(T);
− Dầm D1-3: Ndc= b . h . L . γ . n = 1,2. (0,5- 0,25). 3,9 . 2,5 . 1,1 = 3,2(T);
− Dầm D1-12: Ndc= b . h . L . γ . n = 0,4. (1,2- 0,25). (9,5-1,2) . 2,5 . 1,1 = 8,7(T);
− Dầm D1-P3B, D1-P4B: Ndp= b . h . L . γ . n = 2. 0,4. (0,5- 0,25). 3,5 . 2,5 . 1,1 =
1,9(T);
− Trọng lượng bản thân: Nbt(Kiểm tra lại khi đã chọn tiết diện cột).
Hoạt tải:
Hoạt tải thi công lấy là 400kG/m2, hệ số vượt tải n =1,3. Riêng tại sàn cho máy xúc

đứng lấy hoạt tải 2000kG/m2.
Hoạt tải: Nht = Sct . ptc . n = (5. 3,6. 2+ 4,5. 3,6. 0,4) . 1,3 = 55,2(T);
Tổng tải trọng tác dụng lên cột chống tạm :
Lực dọc:
N = 9,4+ 3,2 +8,7+ 1,9+ 55,2= 78,4(T).
*Sàn tầng hầm 1 và 2:
Tĩnh tải:
− Sàn: Ns= Sct. h . γ . n = (9,5. 9- 3,9. 5) . 0,2 . 2,5 . 1,1 = 36,3(T);
− Dầm DH1-12, DH1-3: Ndc= b . h . L . γ . n = 1,2. (0,5- 0,2). (9,5+ 9 -1,2) . 2,5 . 1,1 =
17,1(T);
15
Thi công phần ngầm
− Dầm DH1-P4, DH1-P14, DH1-P15: Ndp= b . h . L . γ . n = 0,4. (0,6- 0,2). (3,7. 5) .
2,5 . 1,1 = 8,1(T);
− Trọng lượng bản thân: Nbt(Kiểm tra lại khi đã chọn tiết diện cột).
Hoạt tải:
− Hoạt tải thi công lấy là 400kG/m2, hệ số vượt tải n =1,3.
− Hoạt tải: Nht = Sct . ptc . n = (9,5. 9- 3,9. 5). 0,4 . 1,3 = 34,3(T);
Tổng tải trọng tác dụng lên cột chống tạm :
Lực dọc:
N = 36,3+ 17,1 +8,1+ 34,3= 95,8(T).
Diện tích tiết diện yêu cầu của cột thép:
Ayc =
( )







±+
h
e
R
N
8,22,225,1
.
γ
,
Ayc =






+
40
3
5,225,1
1.3150
270000
= 123(cm2).
(γ-hệ số điều kiện làm việc lấy bằng 1).
Chọn tiết diện H 400x400x13x21 cho cột thép chống tạm có A=214,54 cm2.
Kiểm tra tiết diện đã chọn H400x400x13x21.
Các đặc trưng hình học của tiết diện :
− Cột có lx = ly và dạng tiết diện như đã chọn nên phương mảnh nhất là phương xác
định theo trục y
− A= 2. 2,1. 40 + 1,3. 35,8 = 214,54 cm2

− Ix= 2.(40. 2,13/12 + 1,3. 40. 18,952)+ 1,3. 35,83 /12= 42739 cm4
− Iy = 2. 2,1. 403/12 + 35,8. 1,33/12 = 22406 cm4
16
Thi công phần ngầm
− Wx = 2.Ix/h = 2. 42739/40 = 2137 cm3
− Wy = 2.Iy/h = 2. 22406/40 = 1120 cm3
−
22,1054,214/22406/ === AIyi
y

*Trường hợp 1: Khi đào đất thi công tầng 1:
N= 78,4 (T)
56,83
22,10
7,0.1220
===
iy
l
y
y
λ
[ ]
12056,83
max
=<==
λλλ
y
27,310.06,2/3150.56,83/.
6
=== ER

y
λλ
Độ lệch tâm tương đối m và độ lệch tâm tính đổi m1:
Tạm tính với độ lệch tâm e= 12cm (1%)
Tính m= e.Ang/Wy= 12. 214,54/1120= 2,3.
Tính
43,127,3).3,26(02,023,09,1)6(02,01,09,1 =−−−=−−−=
λη
mm
m1=
η
.m= 1,43. 2,3= 3,3< 20 nên không cần kiểm tra về bền.
Kiểm tra ổn định tổng thể trong mặt phẳng uốn.
Với
27,3=
λ
và m1 = 3,3, tra bảng có
24,0=
lt
ϕ
Công thức kiểm tra:
./3150)/(1522)24,0.54,214/(78400/
22
cmkGRcmkGAN
ltng
=<==
γ
ϕ
*Trường hợp 2: Khi đào đất thi công đài, giằng móng:
N= 78,4+ 96+ 96= 270 (T)

17
Thi công phần ngầm
Sơ đồ tính toán cột chống tạm
64,36
22,10
7,0.535
===
iy
l
y
y
λ
[ ]
12064,36
max
=<==
λλλ
y
43,110.06,2/3150.64,36/.
6
=== ER
y
λλ
Độ lệch tâm tương đối m và độ lệch tâm tính đổi m1:
Tạm tính với độ lẹch tâm e= 5cm (1%)
Tính m= e.Ang/Wx= 5. 214,54/1120= 0,96.
Tính
66,143,1).96,06(02,0096,09,1)6(02,01,09,1 =−−−=−−−=
λη
mm

m1=
η
.m= 1,66. 0,96= 1,6< 20 nên không cần kiểm tra về bền.
Kiểm tra ổn định tổng thể trong mặt phẳng uốn.
Với
43,1=
λ
và m1 = 1,6, tra bảng
52,0=
lt
ϕ
Công thức kiểm tra:
./3150)/(2420)52,0.54,214/(270000/
22
cmkGRcmkGAN
ltng
=<==
γ
ϕ
4. Kết luận:
Như vậy khi thi công công trình theo phương pháp thi công Topdown là đảm bảm an
toàn, chất lượng và tiến độ thi công.
18
Thi công phần ngầm
PHẦN 2 : THI CÔNG TẦNG HẦM BẰNG PHƯƠNG PHÁP TOPDOWN
I. Ưu điểm của phương pháp thi công Topdown
Các vấn đề về mặt bằng và tiến độ thi công: không cần diện tích đào móng lớn hoặc
đỡ tốn chi phí phải làm tường chắn đất độc lập. Đặc biệt đối với công trình giao thông
dạng hầm giao thông, phương pháp này giúp sớm tái lập mặt đường để giao thông. Và có
thể thi công kết hợp up-up phần thượng tầng và top down đối với phần ngầm (thông dụng

đối với các công trình dân dụng có tầng ngầm) > đẩy nhanh tiến độ thi công.
Tiến độ thi công nhanh: khi đang làm móng và tầng hầm vẫn có thể đồng thời làm
phần trên được để tiết kiệm thời gian, (đương nhiên là phải tăng chi phí gia cường an
toàn phần dưới nhiều hơn, còn nếu "tiết kiệm" tiến độ mà không bù lỗ được "chi phí"
tăng do phải gia cường an toàn thì không cần làm nhanh, top-down phần ngầm trước rồi
mới làm phần trên như đã thấy ở Hà nội. Sau khi đã thi công sàn tầng trệt, có thể tách
hoàn toàn việc thi công phần thần và thi công phần ngầm. Có thể thi công đồng thời các
tầng hầm và kết cấu phần thân.
Không cần dùng hệ thống chống tạm (Bracsing System) để chống đỡ vách tường tầng
hầm trong quá trình đào đất và thi công các tầng hầm, không phải chi phí cho hệ chống
phụ. Hệ thanh chống tạm này thường rất phức tạp vướng không gian thi công và rất tốn
kém.
19
Thi công phần ngầm
Chống vách đất được giải quyết triệt để vì dùng tường và hệ kết cấu công trình có độ
ổn định cao.
Không tốn hệ thống giáo chống, copha cho kết cấu dầm sàn vì thi công trên mặt đất.
(đối với phương pháp đào truyền thống thì chi phí cho công tác chống đỡ và neo khá cao,
kéo dài thi công và đòi hỏi các thiết bị tiên tiến.)
Các vấn đề về móng (hiện tượng bùn nền, nước ngầm ), có một điểm lưu ý ở đây là
trong đô thị thường có nhiều công trình cao tầng, nếu thi công đào mở (open cut) có
tường vây, móng sâu và phải hạ mực nước ngầm để thi công phần ngầm, điều này dẫn
đến việc thường không đảm bảo cho các công trình cao tầng kề bên (dễ xảy ra hiện tượng
trượt mái đào, lún nứt ), phương án thi công Top-down giải quyết được vấn đề này.
Khi thi công các tầng hầm đã có sẵn tầng trệt, nên giảm ảnh hưởng xấu của thời tiết.
II. Nhược điểm của phương pháp thi công Topdown
− Kết cấu cột tầng hầm phức tạp.
− Liên kết giữa dầm sàn và cột tường khó thi công.
− Thi công cần phải có nhiều kinh nghiệm
− Thi công đất trong không gian kín khó thực hiện cơ giới hoá.

− Thi công trong tầng hầm kín ảnh hưởng đến sức khoẻ người lao động.
− Phải lắp đặt hệ thống thông gió và chiếu sáng nhân tạo
20
Thi công phần ngầm
III. Phương pháp công nghệ chính
Trong công nghệ Top-down, các tầng hầm được thi công bằng cách thi công phần
tường vây bằng hệ cọc barrette xung quanh nhà (sau này phần trên đỉnh của tường vây
dùng làm tường bao của toàn bộ các tầng hầm) và hệ cọc khoan nhồi (nằm dưới chân các
móng cột) bên trong mặt bằng nhà. Tường vây thi công theo công nghệ cọc nhồi bê tông
tới cốt không (cốt nền ngay trên mặt đất) (không tính phần bê tông chất lượng kém trên
đỉnh vào trong thành phần tường). Riêng các cọc khoan nhồi bê tông nằm dưới móng cột
ở phía trong mặt bằng nhà thì không thi công tới mặt đất mà chỉ tới ngang cốt móng
(không tính phần bê tông đầu cọc nhồi, phải tẩy bỏ đi sau này). Phần trên chịu lực tốt,
ngay bên dưới móng của các cọc nhồi này được đặt sẵn các cố thép bằng thép hình, chờ
dài lên trên tới cốt không (cốt nền ngay tại mặt đất). Các cốt thép hình này, là trụ đỡ các
tầng nhà hình thành trong khi thi công Top-down, nên nó phải được tính toán để chịu
được tất cả các tầng nhà, mà được hoàn thành trước khi thi công xong phần ngầm (gồm
tất cả các tầng hầm cộng thêm một số hữu hạn các tầng thuộc phân thân đã định trước).
Tiếp theo đào rãnh trên mặt đất (làm khuôn dầm), dùng ngay mặt đất để làm khuôn hoặc
một phần của khuôn đúc dầm và sàn bê tông cốt thép tại cốt không. Khi đổ bê tông sàn
cốt không phải chừa lại phần sàn khu thang bộ lên xuống tầng ngầm, để (cùng kết hợp
với ô thang máy) lấy lối đào đất và đưa đất lên khi thi công tầng hầm. Sàn này phải được
liên kết chắc với các cốt thép hình làm trụ đỡ chờ sẵn nêu trên, và liên kết chắc với hệ
tường vây (tường vây là gối đỡ chịu lực vĩnh viễn của sàn bê tông này). Sau khi bê tông
dầm, sàn tại cốt không đã đạt cường độ tháo dỡ khuôn đúc, người ta tiến hành cho máy
đào chui qua các lỗ thang chờ sẵn nêu ở trên, xuống đào đất tầng hầm ngay bên dưới sàn
cốt không. sau đó lại tiến hành đổ bê tông sàn tầng hầm này, ngay trên mặt đất vừa đào,
tương tự thi công như sàn tại cốt không, rồi tiến hành lắp ghép cốt thép cột tầng hầm, lắp
khuôn cột tầng hầm và đổ bê tông chúng.
Cứ làm như cách thi công tầng hầm đầu tiên này, với các tầng hầm bên dưới. Riêng

tầng hầm cuối cùng thay vì đổ bê tông sàn thì tiến hành thi công kết cấu móng và đài
móng.
Đồng thời với việc thi công mỗi tầng hầm thì trên mặt đất người ta vẫn có thể thi công
một hay vài tầng nhà thuộc phần thân như bình thường. Sau khi thi công xong hết các kết
cấu của tầng hầm người ta mới thi công hệ thống thang bộ và thang máy lên xuống tầng
hầm.
21
Thi công phần ngầm
IV. Kỹ thuật cần thiết trong thi công tầng hầm theo phương pháp "TOP-DOWN"
i. Cốt thép đỡ tạm
Khi thi công tầng hầm theo phương pháp “TOP-DOWN” phải sử dụng các cột thép để
đỡ các sàn tầng hầm và nếu thi công kết cấu phần thân đồng thời với thi công tầng hầm
thì các cột thép chống tạm này phải chịu được thêm cả 2 sàn tầng 1 và tầng 2 nữa. Số
lượng các sàn mà cột thép chống tạm cần phải đỡ sẽ được lấy theo tiến độ thi công phần
thân nhà.
Các cột thép đỡ tạm sau này sẽ được nhồi và bọc bê tông trở thành những cột chịu lực
của công trình. Việc tinh toán các cột này sẽ theo những phương pháp tinh toán và quy
định riêng. Trong thực tế người ta dùng thép I có gia cường thép góc hoặc ống thép với
khả năng chịu lực từ 200 - 1000 tấn.
Các cột thép đỡ tạm phải được đặt đúng vào vị trí các cột chịu lực của công trình và
thường được cắm sẵn vào các cọc khoan nhồi từ khi thi công cọc khoan nhồi.
ii. Bê tông
Do yêu cầu thi công liên tục, phải tháo ván khuôn sớm để tiến hành đào đất thi công
tiếp tục phần dưới, nên cần dùng phụ gia để giúp bê tông nhanh chóng đạt được cường độ
yêu cầu trong mót thời gian ngăn. Có thể sử dụng các phương pháp sau:
− Sử dụng phụ gia hóa dẻo, siêu dẻo giảm tỉ lệ nước nhưng vẫn giữ nguyên độ sụt
yêu cầu làm tăng cường độ của bê tông.
− Sử dụng các phụ gia tăng trưởng cường độ nhanh, có thế đạt trên 90% cường độ
thiết kế trong vòng 7 ngày.
Khi thi công cột và vách cứng, cần phải dùng bê tông có phụ gia trương nở để vá các

đầu cột, đầu lõi nơi tiếp giáp với dầm sàn. Hàm lượng phụ gia trương nở thường được sử
dụng là từ 5 - 15% của lượng xi măng, không nên dùng bột nhóm hoặc các chất sinh khí
để làm bê tông trương nở bới chúng gây ăn mòn cốt thép.
Bê tông sàn nơi tiếp giáp với tường tầng hầm nơi có thép chờ vả ở sàn đáy phải được
chống thấm bằng những phương pháp hữu hiệu, việc sửa chữa những chỗ bị rò rỉ, thấm
sau khi đã thi công bê tông là rất khó khăn và tốn kém.
iii. Hạ mực nước ngầm để thi công các tầng hầm
Khi thi công các tầng hầm bằng phương pháp “TOP-DOWN” thường gặp nước ngầm
gây khó khăn rất nhiều cho việc thi công, thông thường người ta phải kết hợp cả hai
phương pháp là hạ mực nước ngầm bằng ống kim lọc và hệ thống thoát nước bề mặt gồm
các mương tích nước. hố thu nước và máy bơm. Việc thiết kế các hệ thống hạ mực nước
22
Thi công phần ngầm
ngầm và thoát nước này phải được tính toán riêng cho từng độ sâu thi công theo từng giai
đoạn. Khi thi công cũng phải coi trọng và tuân thủ đúng yêu cầu thiết kế của công tác
này.
iv. Vai trò của hệ dầm và sàn
Ví dụ nếu nhìn Gouman hotel xuống thì có thể thấy rõ người ta để 3 lỗ tại sàn tầng 1
(một cái là đường lên xuống của tầng hầm) để vận chuyển đất lên. Việc thi công dầm
không có nghĩa là để cho dễ vận chuyển đất, ngoài lý do để chống áp lực đất cho tường
vây và rút ngắn thời gian thi công thì có thể còn có lý do sau: việc thi công dầm và sàn tại
tầng hầm sử dụng đất thay dàn giáo để đỡ ván khuôn nên chiều cao đào bị khống chế,
mặt khác máy đào ở đây tuy là loại chuyên dùng cho đào tầng hầm nhưng độ mở gầu đào
vẫn bị khống chế, nếu làm sàn thì sẽ rất khó đào đất và sẽ rất nguy hiểm. Việc thi công
dầm không không cho thấy sự thông gió và chiếu sáng được tốt hơn vì thông gió tốt phụ
thuộc chính vào luồng gió đưa xuống vị trí gây khói và tính toán sao cho khí đi tuần
hoàn, chiếu sáng chủ yếu dùng đèn và ánh sáng từ 3 lỗ mở xuống.
V. Các bước thi công
1. Thi công tường chắn đất thành một chu vi kín: cấu tạo là các tường bê tông cốt
thép, có thể kết hợp với cọc nhồi xen kẽ để tham gia chịu lực cùng kết cấu móng. Thi

công theo phương pháp đào hố ( nếu nông thì dùng máy đào, sâu thì dùng máy cắt đất
gầu vuông, dùng dung dịch bentonite giữ thành).
Mặt bằng thi công bằng phương pháp Top-down
23
Thi công phần ngầm
2. Đào hố tới cao độ thuận lợi (1-2m) và thi công hệ thống giằng chống tạm theo
phương đứng.
Có hai phương pháp thi công sàn tầng hầm:
− Dùng hệ cột chống hầm đã thi công (tỳ lên cọc nhồi) để đỡ hệ dầm và sàn tầng
hầm.
− Dùng cột chống tạm. Chống tạm theo phương đứng là dùng các cột chống tạm
bằng thép hình cắm trước vào các cọc khoan nhồi ở đúng vị trí các cột suốt chiều
cao từ mặt đất đến đỉnh cọc nhồi(các cọc khoan nhồi nên được đặt trước các thanh
thép hình tới gần cao độ này để có thể sử dụng vào việc chống hệ thanh giằng). Lý
do phải có cột chống tạm này là trong khi phải thi công phần thân nhà bên trên lên
cao dần đồng thời với thi công tầng hầm, phần thân nhà bên trên chưa có kết cấu
chính thức đỡ tải trọng do thân nhà trên tác động xuống cọc nhồi bên dưới. Các cột
này được đặt tại đỉnh cọc nhồi ngay trong giai đoạn lắp đặt hoàn thành việc thi
công cọc khoan nhồi.
3. Thi công hệ dầm sàn bê tông đầu tiên - tầng trệt (cốt 0.00) và để lỗ chờ thi công
cho các tầm sàn tiếp theo, các tấm sàn tiếp theo bên dưới được thi công tuần tự. Các tấm
sàn BTCT này cũng đóng vai trò giằng chống cho tường chắn đất bằng cách liên kết trực
tiếp với tuờng qua các mối nối. Dùng ngay đất đang có làm coppha cho sàn này nên
không phải cây chống. Tại sàn này để một lỗ trống khoảng 2mx4m để vận chuyển những
thứ sẽ cần chuyển từ dưới lên và trên xuống. Khi sàn đủ cứng, qua lỗ trống xuống dưới
mà moi đất tạo khoảng không gian cho tầng hầm sát trệt. Lại dùng nền làm coppha cho
tầng hầm tiếp theo. Rồi lại moi tầng dưới nữa cho đến nền cuối cùng thì đổ lớp nền đáy.
Nếu có cột thì nên làm cột lắp ghép sau khi đã đổ sàn dưới. Cốt thép của sàn và dầm
được nối với tường nhờ khoan xuyên tường và lùa thép sau. Dùng vữa ximăng trộn với
Sikagrout bơm sịt vào lỗ khoan đã đặt thép.

− Đào một phần đất để tạo chiều cao cho việc thi công dầm sàn tầng tầng trệt (có độ
sâu khoảng chừng 1.66m).
− Ghép ván khuôn dầm sàn tầng trệt
− Đặt cốt thép dầm sàn tầng trệt, hàn nối với cốt thép của cột chống thép và cốt thép
của tường vách.
− Chống thấm cho các mối nối giữa sàn và tường vách.
− Đổ bê tông dầm sàn tầng trệt.
− Bảo dưỡng đến khi bê tông sàn tầng trệt đạt cường độ yêu cầu.(Chờ 10 ngày cho bê
tông có phụ gia đủ 90% cường độ yêu cầu).
24
Thi công phần ngầm
4. Thi công láng hầm thứ nhất
- Tháo ván khuôn dầm sàn tầng trệt
- Đào đất để tạo chiều cao cho việc thi công tầng hầm thứ nhất.
- Ghép ván khuôn dầm sàn tầng hầm thứ nhất.
- Chống thấm cho các mối nối giữa sàn tầng hầm thứ nhất và tường vách.
- Đặt cốt thép dầm sàn tầng hầm thứ nhất, hàn nối với cốt thép của cột chống thép
và cốt thép của tường vách.
- Đổ bê tông dầm sàn tầng hầm thứ nhất
- Cốt thép ván khuôn và đổ bê tông lõi vách cứng, lồng cầu thang máy, nhồi và
bọc cột thép từ tầng hầm thứ nhất đến tầng trệt.
Bảo dưỡng đén khi bê tông sàn tầng hầm thứ nhất đạt cường độ yêu cầu.
5. Thi công tầng hầm thứ hai
- Tháo ván khuôn dầm sàn tầng hầm thứ nhất
- Đào đất để tạo chiều cao cho việc thi công tầng hầm thứ hai
- Ghép ván khuôn dầm sàn tầng hầm thứ hai
- Chống thấm cho các mối nối giữa sàn tầng hầm thứ hai và tường vách.
- Đặt cốt thép dầm sàn tầng hầm thứ hai, hàn nối với cốt thép của cột chống thép
và cốt thép của tường vách.
- Đổ bê tông dầm sàn tầng hầm thứ hai.

- Cốt thép ván khuôn và đổ bê tông lõi vách cứng. lồng cầu thang máy, nhồi và
bọc cột thép từ tầng hầm thứ hai đến tầng hầm thứ nhất.
- Bảo dưỡng đến khi bê tông sàn tầng hầm thứ hai đạt cường độ yêu cầu.
6. Thi công tầng hầm thứ ba (tầng đáy)
- Tháo ván khuôn dầm sàn tầng hầm thứ hai
- Đào đất đến cốt thi công dài cọc
- Bê tông lót, chống thấm đáy dài cọc và dầm giằng
- Thi công dài cọc và dầm giảng
- Bê tông lót và chống thấm cho sàn đáy của tầng hầm, kể cả các mối nối với
tường vách.
- Đặt cốt thép sàn đáy tầng hầm, hàn nối với cốt thép của cột chống thép và cốt
thép của tường vách.
- Đổ bê tông sàn đáy tầng hầm.
25