Hiện tượng cát chảy. Nguyên nhân và giải pháp khắc phục sự cố sụp đổ tòa nhà Pacific thành phố Hồ Chí Minh.

I.

Giới thiệu công trình và sự cố xảy ra:

Công trình xây dựng cao ốc văn phòng Pacific do Công ty TNHH bia Thái Bình Dương
làm chủ đầu tư, được Sở Xây dựng TP.HCM cấp giấy phép xây dựng ngày 11/1/2005.
Công trình cao ốc Pacific nằm tại số nhà 43-45-47 Nguyễn Thị Minh Khai, phường Bến
Nghé, Q1, tp.HCM. Phía Bắc giáp tòa nhà YOCO cao 12 tầng của báo Tuổi trẻ, phía
Đông Bắc tiếp giáp đường Nguyễn Thị Minh Khai, phía Đông Nam tiếp giáp tòa nhà 2
tầng của viện Khoa Học Xã Hội vùng Nam Bộ, phía Tây giáp Sở Ngoại vụ.
Kết cấu công trình: Tòa cao ốc Pacific được cấp phép xây dựng tháng 2-2005, diện tích
mặt bằng 1.750 m2, cao 78,45 m, 3 tầng hầm và 1 tầng kĩ thuật ( chiều sâu 11,8 m ), 1
tầng trệt và 20 tầng lầu; tổng diện tích sàn xây dựng là lên 22.000 m 2. Tuy nhiên trong
quá trình thi công, chủ đầu tư cao ốc Pacific đã điều chỉnh thiết kế ( tuy chưa được Sở
Xây dựng thành phố cho phép ) lên thành 6 tầng hầm ( chiều dài 21,1 m), 1 tầng trệt, 21
tầng lầu, tổng diện tích sàn xây dựng lên tới hơn 41.000 m2 với hệ khung gồm 16 cột có
tiết diện 1400x1400 mm và sàn ngang.
Nền móng công trình: Công trình sử dụng móng bè bê tông cốt thép đặt trên 65 cọc
barrette kích thước 2,8x1,2 m sâu 67 m. Theo thiết kế, hệ tường vây gồm 50 tấm panel
kích thước từ 2,8 đến 5,7 m, dày 1m sâu 45m nhưng khi thi công công ty Pacific đã thay
đổi thành 24 panel kích thước 2,8 đến 7,7m, dày 1m sâu 45m.
Thực tế từ ngày 2-12-2005 công trình này đã chính thức khởi công. Ngày 17-12-2005,
Công ty Pacific ký hợp đồng với Công ty cổ phần Đầu tư và Phát triển đô thị Long
Giang, Hà Nội để thi công cọc khoan nhồi barrette và tường vây cho công trình. Tuy
nhiên, từ tháng 11-2006, Công ty Pacific đã tự đứng ra tổ chức thi công, hợp đồng mua
thiết bị với nhà thầu Trung Quốc để đào tường vây, khoan cọc barrette và đổ bê tông sàn
tầng hầm.


Tháng 5-2007, Công trình cao ốc Pacific bắt đầu thi công sàn tầng hầm và đến tháng 102007, đã thi công được 4 tầng hầm và bắt đầu thi công tầng hầm thứ 5. Vào lúc18h30
ngày 9/10/2007, khi đào đất để chuẩn bị đổ bê tông thì xảy ra sự cố làm sập đổ tòa nhà

của Viện Khoa học xã hội vùng Nam Bộ (Viện KHXHVNB). tại vị trí của căn nhà số 49
Nguyễn Thị Minh Khai (thuộc Viện KHXHVNB) có một lỗ hổng lớn kích thước dài
23m, rộng 15m, sâu 8m, phần căn nhà và tài sản bị sụp đổ hoàn toàn xuống lỗ hổng nói
trên. Tại tầng hầm 5 của cao ốc Pacific bị cát từ bên nhà 49 Nguyễn Thị Minh Khai tràn
qua lấp cao khoảng 3m.
Điều này dẫn đến sụp đổ hoàn toàn một khối nhà thuộc Viện KHXHVNB và hư hỏng
các khối nhà khác”. Theo cơ quan chức năng, giá trị thiệt hại công trình của Viện
KHXHVNB ước tính khoảng 4,6 tỷ đồng (chưa tính thiệt hại về hồ sơ, tài liệu).
II.

Phân tích nguyên nhân

Từ ngày 10-10-2007, Phòng Cảnh sát điều tra tội phạm về trật tự quản lý kinh tế và chức
vụ Công an TPHCM phối hợp với các cơ quan chức năng khác tổ chức khám nghiệm
hiện trường. Qua quá tình điểu tra, Công an thành phố kết luận nguyên nhân sự cố là
trong lúc đổ bê tông bức tường Pacific dày 1m, sâu 45m, những người thi công đã sơ sót
để bùn đất lẫn vào tại vị trí roan tiếp giáp giữa tường vây số G3-TV16 và P9-TV12. Ở
độ sâu hơn 20m, sức nén quá lớn, chỗ lỗi này không chịu nổi áp lực và bị bục ra. Lỗ
thủng có tiết diện 20x70 cm dưới tầng hầm làm cho nước ngầm kéo theo cát dưới nền
căn nhà Viện Khoa học xã hội ồ ạt chảy sang tầng hầm đang thi công của cao ốc Pacific
nằm liền kề. Bị mất chân, toàn bộ căn nhà hai tầng, diện tích khoảng 60m2 đổ sụp.
Nguyên nhân chủ yếu của sự cố này là chất lượng thi công tường tầng hầm không tốt. Lỗ
thủng lớn ở tường tầng hầm có thể là do đổ bê tông không đúng quy trình và dùng
Bentonite không đúng yêu cầu gây sạt lỡ đất ở hố đào. Đất cát sạt lỡ lẫn với Bentonite
chèn vào bêtông làm cho bêtông bị rời xốp tạo nên lỗ thủng. Đất bên ngoài tầng hầm là


cát pha bão hoà nước, là loại cát chảy, nên phải dùng loại Bentonite đặc biệt có dung
trọng d = 1.15g/cm3 chứ không được dùng loại thông thường cho đất loại sét có d =
1.04g/ cm3.

Mặt khác, mực nước dưới đất bên ngoài tầng hầm rất cao (ở cốt – 1.5m), lỗ thủng ở
tường tầng hầm nằm ở độ sâu 20m, tức là có cột nước với áp lực lớn chênh nhau đến
18,5 mét. Với một cốt nước, có áp lực 18.5atm như vậy, chứa đầy trong tầng các bồi tích
hạt nhỏ và các pha bão hòa nước, thì khi có lỗ thủng ở tầng hầm cho nó thoát, dòng chảy
sẽ rất mạnh kéo theo đất cát chảy vào tầng hầm đồng thời làm rỗng xốp, làm xói lỡ và
phá hoại đất nền của móng các công trình lân cận, khiến cho các công trình đó bị biến
dạng, bị sụt lún, thậm chí bị phá hoại. Đó là nguyên nhân sự cố công trình, một bài học
đắt giá.
Theo hướng phát triển đô thị, tại TP.HCM đang và sẽ xây dựng nhiều cao ốc, bãi đậu xe
ngầm, đường tàu điện ngầm... trong tương lai. Tại những nơi xây dựng các công trình
như vậy, bắt buộc đào hố móng sâu trong không gian chật hẹp. Do hạn chế diện tích thi
công, bên ngoài diện tích hố móng không có chỗ trống để tạo ra mái dốc an toàn. Trong
trường hợp như vậy, khi thi công đào hố móng sâu bắt buộc giữ ổn định vách hố móng
và đáy hố móng. Đó là hai bài toán mà các kỹ sư xây dựng, nhất là các kỹ sư địa - kỹ
thuật phải đối mặt.
Đối chiếu lại công trình cao ốc trên cho thấy các khâu quan trọng để đảm bảo thi công
không xảy ra sự cố đều có vấn đề. Hồ sơ khảo sát địa chất chỉ nêu ra mặt cắt địa chất cấu
tạo đất nền và các tính chất thông thường của các lớp đất. Về địa chất thủy văn, trong hồ
sơ chỉ nêu mực nước ngầm xuất hiện ở độ sâu 9,1-9,4m cách mặt đất, ngoài ra không có
các thông số khác về nước ngầm. Chính vì vậy, các khảo sát và thiết kế đều không dự
báo được hiện tượng nước xói ngầm đã xảy ra.


Về thiết kế hố móng của cao ốc Pacific có lẽ chỉ chú ý đến sự ổn định của vách hố móng
mà không quan tâm đến trạng thái giới hạn có thể xảy ra ở đáy hố móng. Chính vì vậy
nên thiết kế khi sử dụng hồ sơ khảo sát địa chất có tầng chứa nước ngầm phân bố ở độ
sâu 10,4 -10,6 m đến 42,9 - 44,1m, nhưng không dự báo được trạng thái giới hạn có thể
xảy ra ở hố móng gây ra bục đáy và xói ngầm dẫn đến hậu quả nghiêm trọng.
Trong quá trình thi công hố móng công trình cao ốc Pacific hình như không thực hiện
quan trắc theo dõi và công tác giám sát công trình cũng không chu đáo. Bằng chứng là

khi đã phát hiện kết cấu công trình xung quanh lún nứt nhưng nhà thầu xây dựng vẫn
không kịp thời chú ý phân tích để đánh giá khả năng xảy ra sự cố. Chính vì vậy sự cố
bục đáy xói ngầm xảy ra có vẻ như đột ngột. Sự thật hiện tượng này đã xảy ra trước đó
một thời gian. Cũng như ở các nước, phần lớn các sự cố công trình ở nước ta xảy ra khi
đang thi công đào hố móng đều liên quan đến nước ngầm, và cũng đều do thiếu sót trong
các khâu khảo sát, thiết kế, chất lượng thi công các kết cấu chống đỡ, quan trắc theo dõi
và giám sát công trình.
Kỹ sư xây dựng Nguyễn Minh Quốc (công ty xây dựng P.T, Q.7, TP.HCM) cho rằng, vì
quy định lúc bấy giờ chỉ yêu cầu chủ dự án khảo sát địa chất công trình ngay tại địa điểm
thi công, không yêu cầu mở rộng ra khu vực rộng hơn nên khi có sự cố do tác động của
công trình, chủ dự án phải chịu trách nhiệm (như chủ dự án cao ốc Pacific). Còn nếu sự
cố xảy ra khu vực xung quanh công trình, phải khảo sát kỹ mới quy được trách nhiệm
cho chủ dự án. “Nếu mở rộng phạm vi khảo sát, chủ dự án phải tốn nhiều tiền hơn nhưng
đây là việc phải làm vì nếu địa chất khu vực xung quanh có biểu hiện bất thường, họ sẽ
tìm phương án thi công an toàn”.
TP.HCM ở thời điểm này chưa có bất kỳ một công trình khảo sát toàn diện nền địa chất
công trình của thành phố mà chỉ khảo sát địa chất ngay tại khu vực cần xây dựng. Và
nếu thực hiện khảo sát toàn diện thì đây là việc nên làm nhưng chắc chắn sẽ tốn rất nhiều


tiền và thời gian. Đó cũng chính là lí do xảy ra những hiểm họa khó lường khi các đơn vị
tiến hành thi công.
III.
1.

Phương án, giải pháp khắc phục.
Về mặt kỹ thuật:

Ta có thể lựa chọn một trong những phương pháp sau để tiến hành khắc phục xự cố:
A . Phải nâng cao chất lượng công tác khảo sát địa chất công trình và địa chất thủy văn

để đảm bảo có đầy đủ số liệu tin cậy về cấu tạo địa tầng, các chỉ tiêu cơ lý, động thái và
tính chất hóa học của nước dưới đất cho việc xử lý nền móng và thiết kế cũng như thi
công các phần ngầm trong công trình xây dựng.


Phương án dùng cọc ván thép hoặc cọc lắc xen để làm tường cừ chống giữ thành
hố đào sâu.

Nếu sử dụng phương án này thì đơn vị thi công cân phải cân nhắc một lưu ý như sau:
- Chỉ nên dùng cọc lắc xen cho hố đào có chiều sâu nhỏ hơn 10m, ví dụ cho 1 đến 2 tầng
hầm.
- Phải cắm được chân của tường vây vào tầng đất loại sét (sét hoặc sét pha) tốt (dẻo
cứng, nửa cứng) để đảm bảo không cho nước dưới đất xâm nhập vào tầng hầm.
- Nên dùng cọc lắc xen tốt, không bị cong vênh để tránh nước thấm vào hố đào qua
tường vây.

Cần cân nhắc xem khi nào thì dùng cọc ván thép làm tường cừ tạm thời hay

vĩnh viễn để tránh trường hợp khi rút tường cừ lên sẽ làm lún nứt các công trình xung
quanh.


Phương án dùng tường trong đất làm tường tầng hầm.

Nếu thi công theo phương án này thì cũng cần lưu ý những điều sau:


- Tường trong đất dùng cho công trình có hố đào sâu trên 10m là cần thiết và hiệu quả
(ví dụ như nhà cao tầng có từ 2 tầng hầm trờ lên).
- Chân tường trong đất phải đặt vào tầng đất loại sét (sét, sét pha) tốt, có trạng thái dẻo

cứng, nửa cứng và cứng để đảm bảo ổn định cho tầng hầm và chống thấm tốt cho hố đào
sâu và cho tầng hầm
- Khi thi công tường trong đất, phải dùng Bentonite thích hợp để tránh sạt lở hố đào.
Nếu nền đất loại cát nhỏ và cát pha bão hòa nước thì phải dùng loại Bentonite đặc biệt
có dung trọng d = 1.15g/cm3
- Phải thực hiện nghiêm túc qui trình thi công bêtông để đảm bảo chất lựơng , tránh
khuyết tật và bêtông xấu. Phải có giooăng chống thấm tốt giữa các barét, và chất lượng
bêtông tốt ,đặc chắc với mác ≥300 của từng barét thì mới đảm bảo chống thấm tốt cho
công trình ngầm .
- Khi mặt bằng hẹp thì có thể dùng phương pháp chống đở bằng khung thép hình, bằng
phương pháp Tops down toàn phần để đảm bảo ổn định cho tường tầng hầm .Khi mặt
bằng tầng hầm lớn thì có thể dùng phương pháp Tops down từng phần hoặc dùng neo
trong đất để ổn định tường tầng hầm .
Khi dùng phương pháp Tops down , phải chú ý đặt ống vách tạm thời khi đổ bêtông
dưới cốt đáy tầng hầm cuối cùng ( sâu nhất) ít nhất là 2m và hàn cố định thanh thép hình
(Kingpods)vào khung lồng cốt thép của cọc khoan nhồi, hoặc tốt nhất là cọc Barét đến
1/3 chiều dài cọc để đảm bảo bê tông tốt cho cọc và định vị chính xác cho thép hình
(Kingpods).
- Khi bơm hút hạ mực nước ngầm phải chủ ý đảm bảo ổn định của các công trình lân
cận.


- Phải kiểm tra chất lượng bê tông (tốt nhất là dùng phương pháp sonic) đầy đủ số lượng
theo tiêu chuẩn (≥25 %) để phát hiện được các khuyết tật bêtông (nếu có ), có biện pháp
xử lý kịp thời
2.

Về mặt quản lý :

Cần cân nhắc khi cấp phép cho việc xây dựng công trình ngầm trên nền đất yếu trong

các đô thị, nhất là các công trình ngầm có chiều sâu trên 10m, hoặc nhà cao tầng có 3
tầng hầm trở lên.
Chủ đầu tư phải chịu trách nhiệm trong việc đấu thầu hoặc chỉ định thầu để chọn được
các pháp nhân khảo sát, thiết kế và thi công có đủ năng lực về nhân sự, về trang thiết bị,
về trình độ và kinh nghiệm, về thành tích tốt trong quá khứ để đảm bảo chất lượng công
trình, tránh những rủi ro đáng tiếc có thể xảy ra.
Phải nghiêm túc thực hiện chỉ thị của Bộ trưởng Bộ Xây dựng số 07/2007/CT.BXD về
tăng cường quản lý chất lượng và bảo đảm an toàn khi xây dựng tầng hầm nhà cao tầng.
Có 2 vấn đề phải đặc biệt chú ý:
- Phải có tư vấn độc lập đủ trình độ và kinh nghiệm thẩm định thiết kế, biện pháp thi
công phần ngầm của công trình để đảm bảo chất lượng và an toàn. Ví dụ: các chuyên gia
đầu ngành về địa kỹ thuật, về kết cấu công trình và về thi công).
- Phải đảm bảo chất lượng và an toàn không những cho bản thân công trình mà phải
đảm bảo an toàn và ổn định cho các công trình lân cận.