XÂY DỰNG TẦNG HẦM BẰNG CÔNG NGHỆ THI CÔNG TOP-DOWN

CHUYÊN ĐỀ
XÂY DỰNG TẦNG HẦM BẰNG
CÔNG NGHỆ THI CÔNG TOP-DOWN


Nội dung
Chương I:

Tình hình xây dựng nhà có tầng hầm ở Việt Nam >>

Chương II:

Các công nghệ thi công tầng hầm nhà nhiều tầng >>

Chương III: Công nghệ thi công Top-down >>
Chương IV: Thống kê và so sánh các chỉ tiêu về kinh tế, kỹ thuật
cho các phương pháp thi công tầng hầm tại Việt Nam >>
Chương V:

Kết luận >>


Chương I
Tình hình xây dựng nhà có tầng hầm ở Việt Nam >>
I.1.

Khái niệm về tầng hầm >>

I.2.

Xu hướng phát triển nhà có tầng hầm tại Việt Nam >>

I.3.

Sự cần thiết của tầng hầm trong nhà có nhiều tầng >>

I.4.

Kết luận >>


Chương I: Tình hình xây dựng nhà có tầng hầm ở Việt Nam
I.1. Khái niệm về tầng hầm >>
Trong khu nhà cao tầng, các sàn tầng được phân loại như sau:
• Tầng trệt (Tầng 1): Sàn của tầng trệt nằm ngang trên mặt đất và quy ước
có cao độ 0.00m
• Sàn tầng tiếp theo nằm phía trên là các tầng 2, 3, 4…có cao độ sàn dương
(+)
• Sàn tầng tiếp theo ở thấp hơn so với mặt đất, nằm dưới tầng trệt đều được
gọi chung là tầng hầm và đánh số thứ tự từ tầng hầm 1, tiếp đến tầng hầm
2, 3…có cao độ âm (-)


I.2. Xu hướng phát triển nhà có tầng hầm tại VIệt Nam >>
• Ở Việt Nam nhà nhiều tầng có tầng hầm chỉ mới xuất hiện gần đây tại những công trình
liên danh với nước ngoài hoặc công trình vốn 100% nước ngoài . Ta có thể kể đến một
số công trình có tầng hầm ở TP Hồ Chí Minh và thủ đô Hà Nội, nhưng số có tầng hầm
mới ở mức từ 1-2 tầng hầm. (Xem bảng thống kê nhà cao tầng có tầng hầm ở VN & TG)
TT
1

•

•

Công trình
Thư viện Anh Quốc

Số tầng nổi
7

Số tầng hầm
4

Độ sâu đào(m)
23,4

2

Commerce Bank - Frankfruit

56

3

12,7

3

Central Plaza - Hồng Kông
Chi

75

3

16,3

4

Thong - Đài Loan

14

3

14,5

5
6
7
8
9
10

Chung Wei - Đài Loan
Tai Pao - Đài Loan
Chung Yian
Sen Jue - Đài Loan
Trung tâm sách - Hà Nội
Vietcombank - Hà Nội

20
27
19
17
6
22

4
4
3
3
1
2

15,1
16,2
16,2
12,5
4,6
11,0

Qua bảng thí dụ trên ta thấy các công trình thường có từ 1->4 tầng hầm, chiều sâu từ
5m->10m. Tất nhiên trong trong tương lai sẽ có nhà cao tầng nhiêu tầng hầm hơn do nhu
cầu và công nghệ phát triển .
Tầng hầm trong các nhà cao tầng sẽ là vấn đề quyen thuộc trong ngành xây dựng trên
thế giới và cả trong nước, nó rất phù hợp cho thành phố tương lai, được thiết kế hiện đại,
đảm bảo yêu cầu về môi sinh, môi trường…vv. Ta có thể nói rằng tầng hầm trong nhà
nhiều tầng là một nhu cầu khách quan vì nó có những ưu việt ta phải tận dụng

I.3. Sự cần thiết của tầng hầm trong nhà có nhiều tầng >>
a/. Do nhu cầu sử dụng
Tại các nước công nghiệp phát triển trên thế giới và ở Việt Nam hiện nay, nhu cầu về
nhà cửa tăng nhanh, các phương tiện cũng tăng theo cộng với mức sống khá cao đã kéo
theo một loạt các hoạt động dịch vụ, trong khi đó diện tích để xây dựng lại hạn hẹp vì thế
việc ra đời của nhà nhiều tầng và có tầng hầm là tất yếu nhằm đáp ứng những nhu cầu
của xã hội. Nói khác đi, đó chính là nhu cầu của cư dân sống trong các khu nhà đó. Việc
xây dựng tầng hầm phát triển mạnh nhằm:
• Làm kho chứa hàng hóa, phục vụ sinh hoạt công cộng như bể bơi, cửa hàng, quán bar,
Gra ô tô , xe máy..vv.
• Làm tầng kỹ thuật để giải quyết các vấn đề về điều hòa chung tâm, xử lý nước thải, lắp
đặt máy móc phục vụ giao thông(thang máy)…
• Làm nơi cư trú tạm thời khi xảy ra triến tranh. Dùng làm kho bạc ở các ngân hàng..vv.
b/. Về mặt nền móng:
• Ta thấy nhà nhiều tầng thường có tải trọng rất lớn ở chân cột, nó gây ra áp lực rất lớn ở
nền móng, vì vậy khi làm tầng hầm ta đã giảm tải cho móng vì một lượng đất khá lớn
trên móng đã được lấy đi.
• Khi có tầng hầm thì móng được đưa xuống khá sâu có thể đặt được vào nền đất tốt,
cường độ của nền tăng lên (Khi cho đất thời gian chịu lực).
• Tầng hầm đặt sâu nằm dưới mực nước ngầm, chịu áp lực đẩy nổi theo định luật
Acsimet, như thế nó sẽ giảm tải cho móng công trình, đồng thời giảm lún cho công trình.


I.4. Kết luận >>
• Qua các vấn đề nêu trên, ta có thể khẳng định việc thiết kế, xây dựng các công trình
dân dụng có tầng hầm ở Việt Nam là cần thiết.


Chương II

Các công nghệ thi công tầng hầm nhà nhiều tầng >>
II.1.

Phương pháp đào đất trước
sau đó thi công kết cấu tầng hầm >>

II.2.

Phương pháp thi công tường tầng hầm trước
làm tường chắn đất >>

II.3.

Phương pháp gia cố nền trước khi thi công hố đào >>

II.4.

Phương pháp thi công từ trên xuống (Top-down) >>


Chương II: Các công nghệ thi công tầng hầm nhà nhiều tầng >>
•

•

Khi thi công tầng hầm cho các công trình nhà cao tầng, một vấn đề phức tạp đặt ra là
giải pháp thi công hố đào sâu trong khu đất chật hẹp liên quan đến các yếu tố kỹ
thuật và môi trường.
Thi công hố đào sâu làm thay đổi trạng thái ứng suất, biến dạng trong đất nền xung
quanh khu vực hố đào và có thể làm thay đổi mực nước ngầm dẫn đến nền đất bị

dịch chuyển và có thể lún gây hư hỏng công trình lân cận nếu không có giải pháp
thích hợp.
Trong thực tế có nhiều phương pháp giữ thành hố đào để không bị sập, chuyển vị
trong quá trình thi công. Các giải pháp đưa ra là tùy thuộc vào độ sâu hố đào, điều
kiện địa chất, mặt bằng thi công, giải pháp kết cấu…


II.1/ Phương pháp đào đất trước sau đó thi công kết cấu tầng hầm >>
1/. Đào đất hố móng theo mái dốc tự nhiên: Yêu cầu mặt bằng thi công
rộng đủ để mở mái taluy và để thiết bị thi công


Qua thực tế ta có thể đưa ra các phương án giữ vách hố đào theo phương pháp thi công cổ
điển như :
b. Đào đất có cừ không chống
H : Chiều sâu hố đào
h : Chiều sâu ngàm của cừ

a. Đào đất theo mái dốc tự nhiên

c. Hố đào đào thành nhiều tầng
có cừ chắn không chống

e. Ván cừ giữ vách có neo khi cần thông
thoáng cho hố đào khi thi công tầng hầm


1/. Đào đất hố móng theo mái dốc tự nhiên:
Ưu điểm:
• Đào mở theo mái dốc tự nhiên thi công đơn giản, độ chính xác cao

• Các giải pháp kiến trúc và kết cấu cho tầng hầm đơn giản, biện pháp thi công giống
phần trên mặt đất.
• Việc làm khô hố móng khi thi công, xử lý chống thấm cho thành tầng hầm và lắp đặt
các hệ thống mạng lưới kỹ thuật dễ dàng
Nhược điểm:
• Khi hố đào không dùng hệ cừ thì mặt bằng phải đủ rộng đủ để mở mái taluy cho hố
đào. Khi dùng ván cừ không chống, hố móng được đào thành nhiều tầng, hố móng
phải mở rộng phía trên. Xét về mặt an toàn cho các công trình lân cận hay cho
những công trình xây chen thì biện pháp này không khả thi.
• Khi chiều sâu hố móng lớn sẽ rất khó thi công do phải thi công thành nhiều đợt,
nhiều bậc, đặc biệt với lớp đất yếu phải tính toán độ ổn định của mái đào.


2/. Tường cừ thé p gi ữ ổn định bằn g phương pháp chống hoặc ne o.


2/. Tường cừ thép giữ ổn định bằng phương pháp chống hoặc neo.
Ưu điểm:
• Thành hố đào được đào thẳng đứng và sâu đến độ sâu nhất định.
• Ván cừ thép dễ chuyên trở, dễ dàng hạ và nhổ bằng các thiết bị thi công sẵn có như
máy ép thuỷ lực (ít ảnh hưởng đến công trình lân cận), máy ép rung.
• Sau khi thi công, ván cừ rất ít khi bị hư hỏng nên có thể sử dụng nhiều lần
Nhược điểm:
• Do điều kiện hạn chế về chuyên chở và giá thành nên ván cừ thép thông thường
chỉ sử dụng có hiệu quả khi hố đào có chiều sâu ≤ 7m.
• Nước ngầm, nước mặt dễ dàng chảy vào hố đào qua khe tiếp giáp hai tấm cừ tại
các góc hố đào là ngụyên nhân gây lún sụt đất lân cận hố đào và gây khó khăn cho
quá trình thi công tầng hầm.
• Quá trình hạ cừ gây những ảnh hưởng nhất định đến đất nền và công trình lân
cận.

• Rút cừ trong điều kiện nền đất dính thường kéo theo một lượng đất đáng kể ra
ngoài theo bụng cừ, vì vậy có thể gây chuyển dịch nền đất lân cận hố đào.
• Ván cừ thép là loại tường mềm, khi chịu lực của đất nền thường biến dạng võng và
là một trong những nguyên nhân cơ bản nhất gây nên sự cố hố đào.
• Khi giữ ổn định bằng hệ giàn chống hoặc neo trong đất các vấn đề gặp phải cũng
giống như biện pháp chống và neo với tường barrette (sẽ được trình bày sau)


II.2. Phương pháp thi công tường tầng hầm trước làm tường chắn đất >>
Với những tầng hầm có chiều sâu lớn, mặt bằng hẹp, xây chen như ở các thành phố có từ
2 tầng hầm trở lên thì các phương pháp thi công như đã trình bầy trên là không khả thi
và hiệu quả kinh tế. Vì vậy người ta đưa ra phương pháp “Thi công tường trong đất”
• Trình tự thi công như sau: Thi công tường tầng hầm (trong trường hợp móng của công
trình là cọc khoan nhồi thì được tiến hành cùng lúc với tường tầng hầm ==> Đào đất hố
móng trong lòng tường hầm ==> Thi công kết cấu tầng hầm từ dưới lên trên, từ móng
đến mái (Bottom-up).
• Tường tầng hầm ở đây hay còn gọi là tường barrette: Là tường bêtông đổ tại chỗ, thường
dày 600-800mm để chắn giữ ổn định hố móng sâu trong quá trình thi công. Tường có thể
được làm từ các đoạn cọc barette, tiết diện chữ nhật, chiều rộng thay đổi từ 2.6 m đến
5.0m. Các đoạn tường barrette được liên kết chống thấm bằng goăng cao su, thép và làm
việc đồng thời thông qua dầm đỉnh tường và dầm bo đặt áp sát tường phía bên trong tầng
hầm
1/. Trường hợp tường chắn đất không cần chống hoặc neo
Ưu điểm:
• Không cần dùng ván cừ để giữ vách hố đào
Nhược điểm:
• Chiều sâu đào hố móng không lớn < 6m (tùy thuộc vào điều kiện nền, nước ngầm và
chiều sâu ngập vào nền đất.
• Thời gian thi công dài, phải thi công tường bao, cọc(nếu có) rồi mới đến đào đất và xây
dựng công trình

2/. Trường hợp tường bao cần phải
chống hoặc neo
2.1/ Dùng hệ dầm và cột chống văng
để giữ tường
Ưu điểm:
• Đơn giản, dễ tính toán.
• Vật liệu dùng làm dầm, cột chống
có thể rất lớn nhưng được thu hồi
100%.
• Do đào đến đâu đặt hệ chống tới
đó nên tường bao hầu như không
chuyển vị bởi áp lực đất lên tường.
Nhược điểm:
• Hệ chống chiếm không gian trong
hố đào. Khi thi công dễ bị uốn,
vướng gây khó khăn trong quá
trình thi công tầng hầm
• Khi chiều ngang công trình lớn thì
hệ chống đỡ trở lên phức tạp vì
khoảng cách giữa các tường đối
diện quá lớn.


2.2. Dùng hệ neo bê tông trong đất để giữ tường (Anchors).

World Bank Project Washington)
Ưu điểm:
• Thi công hố đào gọn gàng, có thể áp dụng cho thi công những hố đào rất sâu.

• Tường sẽ được giữ bằng ứng lực trước nên hầu như được ổn định hoàn toàn. Khi
tầng hầm xây xong, tường được giữ bởi hệ kết cấu tầng hầm
Nhược điểm: Tính toán neo phức tạp, thiết bị thi công trong công tác neo đặc chủng và
cho giá thành cao.


II.3. Phương pháp gia cố nền trước khi thi công hố đào >>
Phương pháp thi công như sau: Dùng khoan và bơm cao áp phụt vữa vữa xi Măng
vào nền xung quanh hố đào. Khi vữa xi măng rắn chắc làm tăng cường độ nền
(tăng hệ số dính và góc ma sát trong của nền đất ϕ )
Ưu điểm:
• Có thể đào hố móng với mái đào thẳng đứng hoặc nghiêng theo góc ma sát ϕ
• Thi công đơn giản, giá thành thấp, tạo mặt bằng thi công thông thoáng
Nhược điểm:
• Khó xác định chính xác các thông số của nền sau khi gia cố nền.
• Độ tin cậy thấp.
• Đòi hỏi phải có mặt bằng xung quanh rộng để gia cố vùng có nguy cơ trượt.


Bơm xi măng cát

Bơm xi măng cát

Vữa xi măng cát
Đào đất

Gia cố hố đào trước khi đào móng


II.4. Phương pháp thi công từ trên xuống (Top-down) >>

• Ở các phần trên chúng ta đã trình bày phương pháp thi công tường chắn bằng phương
pháp “Bottom-Up” nghĩa là thi công từ dưới lên theo các phương pháp truyền thống .
Trong phương pháp này để giữ cho tường chắn ổn định không bị biến dạng người ta sử
dụng hệ cột dầm chống đỡ hoặc neo ngầm. Cả hai phương pháp đề bộc lộ một nhược
điểm là chi phí rất lớn, kéo dài thời gian thi công và đòi hỏi các thiết bị tiên tiến .
• Để khắc phục những nhược điểm đã nêu ở trên, người ta đưa ra phương pháp thi công
từ trên xuống hay còn gọi là “Công nghệ thi công Top-Down”
Trong giới hạn của báo cáo tham luận này, chúng tối chỉ muốn đề cập đến chuyên đề về
lĩnh vực kỹ thuật và tổ chức thi công nhà có tầng hầm theo phương pháp truyền thống
và đặc biệt đi sâu về công nghệ thi công Top-Down hay còn gọi là “phương pháp thi
công từ trên xuống”
Vậy Công nghệ thi công Top-Down là gì ?. Chúng ta hãy xem trình bày ở chương tiếp
theo.


Chương III
Công nghệ thi công Top-down >>
III.1.

Khái niệm công nghệ thi công top-down >>

III.2.

Quy trình thi công >>

III.3.

Các ưu điểm, nhược điểm >>

III.4.

Một số hình ảnh về công nghệ thi công top-down >>

III.5.

Một số công nghệ chính để thi công công nghệ top-down >>

III.6. Một số kĩ thuật chính trong thi công tầng hầm theo
phương pháp "TOP-DOWN“ >>
III.7. Vật liệu chính trong thi công tầng hầm theo phương
pháp"TOP-DOWN“ >>
III.8

Hạ mực nước ngầm để thi công các tầng hầm >>

III.9.

Thiết bị phục vụ thi công >>


Chương III: Công nghệ thi công Top-down >>
III.1. Khái niệm công nghệ thi công top-down >>
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 là thi công từ dưới lên.
III.2. Quy trình thi công >>
Bước 1:
• Giai đoạn 1: Thi công tường trong đất (tường barrette) và cọc khoan nhồi trước. Cột
của tầng hầm (Cột chống tạm hay còn gọi là King-post cũng được thi công cùng cọc
nhồi đến cốt mặt nền (cốt 0,00m)

Bước 2:
• Giai đoạn 2: Tiến hành đổ bê tông dầm, sàn tầng trệt (tầng 1) ngang trên mặt đất tự
nhiên. Tầng trệt được tỳ lên tường trong đất và cột tầng hầm (King-post).
• Giai đoạn 3: Khi bê tông đạt cường độ yêu cầu, tiến hành đào đất đến cốt của sàn
tầng hầm thứ nhất (C1). Lợi dụng các giếng cầu thang máy, thang bộ, giếng trời làm
cửa đào đất và vận chuyển đất lên, đồng thời cũng là cửa để thi công các tầng hầm
dưới tiếp theo .


Bước 2:
• Giai đoạn 4: Đặt cốt thép và đổ bê
tông dầm, sàn tầng hầm 1C. Tiếp đến
thi công cột tầng hầm C1 .
• Giai đoạn 5, 6: Thi công các sàn tầng
hầm tiếp theo C2 lặp lại (giai đoạn 3,
4) như thi công sàn tầng hầm C1
Khi thi công đến sàn tầng dưới cùng,
tiến hành đổ bê tông đáy sàn liền với
đài móng (phần nằm trên các đầu cọc
khoan nhồi) tạo thành sản phẩm cuối
cùng, đó là bản móng của đáy nhà.
** Trong lúc vừa thi công các tầng ngầm
và móng của công trình, đồng thời có
thể thi công một số hữu hạn các tầng
nhà, thuộc phần thân trên mặt đất
(trên cốt 0,00m).


III.3. Các ưu điểm, nhược điểm công nghệ thi công top-down >>
Ưu điểm:

• Chống được vách đất được giải quyết triệt để, vì dùng chính kết cấu của công trình có
độ bền và ổn định cao
• Rất kinh tế do không phải chi phí cho hệ chống phụ (Hệ giàn thanh chống tường), giáo
chống, cốp pha cho kết cấu dầm sàn.
• 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
• Giải quyết các vấn đề về móng (hiện tượng bùn nền, nước ngầm...).
Trong khu đô thị thường có nhiều công trình cao tầng, nếu thi công đào mở (open cut)
không 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...).
• Khi thi công các tầng hầm đã có sẵn tầng trệt, nên giảm ảnh hưởng xấu của thời tiết..
Nhược điểm:
• Kết cấu cột tầng hầm phức tạp;
• Liên kết giữa dầm sàn và cột tường khó thi công;
• Công tác thi công đất trong không gian tầng hầm có chiều cao nhỏ khó thực hiện cơ
giới, ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động
• Lắp đặt hệ thống thông gió và thắp sáng nhân tạo.


III.4. Một số hình ảnh về công nghệ thi công top-down >>

Thi công đào hố móng cọc Barret

Lắp đặt lưới thép cọc Barret