NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP THI CÔNG HỢP LÝ CÁC CÔNG TRÌNH NGẦM VEN BIỂN THÀNH PHỐ NHA TRANG

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

PHÙ MINH THƢƠNG

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP
THI CÔNG HỢP LÝ CÁC CÔNG TRÌNH NGẦM
VEN BIỂN THÀNH PHỐ NHA TRANG

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình Dân dụng và Cơng nghiệp
Mã số:
60.58.02.08

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Ngƣời hƣớng dẫn: TS. LÊ KHÁNH TOÀN

Đà Nẵng, Năm 2018


LỜI CAM ĐOAN
Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai
công bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Tác giả luận văn

Phù Minh Thƣơng


MỤC LỤC
TRANG BÌA

LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
TRANG TĨM TẮT LUẬN VĂN
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài .....................................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................3
3. Đối tƣợng nghiên cứu ..............................................................................................3
4. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................................3
5. Phƣơng pháp nghiên cứu .........................................................................................3
6. Nội dung nghiên cứu ................................................................................................3
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH NGẦM VÀ THI CƠNG CƠNG
TRÌNH NGẦM ................................................................................................................4
1.1. Tổng quan về cơng trình ngầm .............................................................................4
1.1.1. Khái niệm và phân loại cơng trình ngầm và cơng trình ngầm đơ thị .............4
1.1.2. Đặc điểm cơng trình ngầm đơ thị ...................................................................5
1.1.3. Xu thế phát triển cơng trình ngầm đơ thị .......................................................5
1.2. Thi cơng cơng trình ngầm .....................................................................................9
1.2.1. Thi cơng cơng trình ngầm bằng phƣơng pháp đào mở ................................10
1.2.2. Một số công nghệ thi công phần ngầm ........................................................12
1.2.3. Một số giải pháp bảo vệ thành hố đào sâu khi thi công theo phƣơng pháp
đào mở ....................................................................................................................14
1.2.4. Các yếu tố ảnh hƣởng đến thi cơng cơng trình ngầm ..................................16
1.3. Đặc điểm chính trong thi cơng cơng trình ngầm ven biển ..................................18
1.3.1. Tác động của môi trƣờng ven biển đối với công trình ngầm .......................18
1.3.2. Các vấn đề cần cần quan tâm khi thi cơng cơng trình ngầm ven biển .........19
1.4. Kết luận Chƣơng 1 ..............................................................................................20
CHƢƠNG 2. THỰC TRẠNG CƠNG TRÌNH NGẦM VÀ THI CƠNG CƠNG TRÌNH
NGẦM VEN BIỂN TẠI THÀNH PHỐ NHA TRANG ...............................................21

2.1. Một số cơng trình ngầm tiêu biểu ven biển thành phố Nha Trang .....................21
2.1.1. Nha Trang plaza (Havana) ...........................................................................21
2.1.2. Cơng viên Phù Đổng ....................................................................................23
2.1.3. Khu giải trí – Dịch vụ E-Land Four Seasons ...............................................25
2.2. Tình hình xây dựng cơng trình ngầm ven biển ...................................................26


2.2.1. Thực trạng và triển vọng xây dựng cơng trình ngầm ven biển tại Nha Trang
................................................................................................................................26
2.2.2. Những vấn đề tồn tại, khó khăn trong thi cơng cơng trình ngầm ................27
2.2.3. Các sự cố khi thi cơng cơng trình ngầm và giải pháp đã thực hiện .............30
2.3. Kết luận chƣơng 2 ...............................................................................................38
CHƢƠNG 3. MỘT SỐ BIỆN PHÁP THI CÔNG HỢP LÝ CÁC CƠNG TRÌNH
NGẦM VEN BIỂN THÀNH PHỐ NHA TRANG .......................................................39
3.1. Địa chất khu vực ven biển Nha Trang ................................................................39
3.1.1. Đặc điểm địa chất khu vực ven biển Nha Trang ..........................................39
3.1.2. Ảnh hƣởng của nền đất ven biển Nha Trang đến biện pháp thi cơng cơng
trình ngầm ..............................................................................................................42
3.2. Đề xuất các giải pháp hợp lý khi thi cơng cơng trình ngầm ven biển thành phố
Nha Trang ..................................................................................................................43
3.2.1. Nguyên tắc chung.........................................................................................43
3.2.2. Công nghệ thi công và kết cấu bảo vệ thành hố đào ....................................44
3.2.3. Một số đề xuất ..............................................................................................48
3.2.4. Các phƣơng pháp hạ mực nƣớc ngầm trong thi công hố đào công trình
ngầm .......................................................................................................................49
3.3. Trách nhiệm của các bên tham gia xây dựng thi cơng phần ngầm cơng trình ...50
3.3.1. Khảo sát, thiết kế ..........................................................................................50
3.3.2. Nhà thầu thi công .........................................................................................51
3.3.3. Tƣ vấn giám sát ............................................................................................52
3.3.4. Chủ đầu tƣ ....................................................................................................52

3.5. Đề xuất biện pháp thi cơng hợp lí phần ngầm cơng trình thực tế .......................52
3.6. Kết luận chƣơng 3 ...............................................................................................55
K T LUẬN VÀ KI N NGH .......................................................................................57
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................60
PHỤ LỤC
QUY T Đ NH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)
BẢN SAO K T LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC
PHẢN BIỆN.


TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP THI CƠNG HỢP LÝ CƠNG TRÌNH
NGẦM VEN BIỂN THÀNH PHỐ NHA TRANG
Học viên: Phù Minh Thƣơng
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình Dân dụng và Cơng nghiệp
Mã số: 60.58.02.08

Khóa K33NT, Trƣờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tóm tắt: Có nhiều sự cố đã xảy ra trong quá trình thi cơng các cơng trình ngầm ven
biển tại thành phố Nha Trang nhƣ: sụt lún, gây hƣ hỏng cơng trình lân cận; thủng tƣờng vây;
nƣớc ngầm chảy vào hố đào cản trở đến thi công; nƣớc chảy lan trên bề mặt gây mất vệ sinh
môi trƣờng... Các sự cố này không những ảnh hƣởng đến sinh hoạt thƣờng ngày mà còn gây
thiệt hại về tài sản của nhà nƣớc, nhân dân và đặc biệt là gây tâm lý bất an cho ngƣời dân, mất
lòng tin đối với cơ quan quản lý nhà nƣớc và chủ đầu tƣ dự án. Về phía nhà đầu tƣ, các sự cố
này xảy ra thì dự án bị kéo dài, phát sinh chi phí khắc phục sự cố. Từ các sự cố đã xảy ra,
nguyên nhân sự cố, biện pháp thi công, đặc điểm địa chất khu vực, những bấp cập trong khắc
phục sự cố, tác giả đã nghiên cứu đề xuất các biện pháp kỹ thuật và tổ chức thi công hợp lý.
Đồng thời qua đó khẳng định vai trị đặc biệt của chủ đầu tƣ trong việc lựa chọn các nhà thầu

tham gia xây dựng cũng nhƣ vai trò của cơ quan quản lý nhà nƣớc trong cơng tác quản lý chất
lƣợng cơng trình xây dựng ngầm ven biển Nha Trang, từ đó giúp nâng cao chất lƣợng thi
cơng, đảm bảo an tồn và hiệu quả đầu tƣ.
Từ khóa: Cơng trình ngầm ven biển, sự cố tƣờng vây, sập cơng trình lân cận, sập
tƣờng barrette, hố đào sâu
STUDY ON REASONABLE CONSTRUCTION METHODE PROPOSAL OF
COASTAL UNDERGROUND WORKS IN NHA TRANG CITY
Abstract: There are many problems in process of construction of coastal underground
works in Nhatrang city such as collapse of nearby works, break of traffic road, overflowing
water, barrette break-down, etc. These problems are not only affect daily activities but also
cause damage the property of the state and the people. These cause the worry psychology for
everyone to the state agencies and project investors. These problems prolongate the project
time, increase in cost of project, etc.
Study on reasonable construction methode proposal for the coastal underground
works in Nha Trang city is necessary to improve the efficiency, quality and safety of the
construction underground works in Nhatrang city.
Keywords: Coastal underground works, barrette break-down, collapse of nearby
work, barrette collapse, deep excavation.


DANH MỤC CÁC BẢNG

Số
hiệu
2.1.
2.2.

Tên bảng
Tổng hợp quy mơ, diện tích các hạng mục dự án Công viên Phù
Đổng

Thống kê một số sự cố trong q trình thi cơng hố đào sâu một số
cơng trình ngầm ven biển thành phố Nha Trang

Trang
24
35

3.1.

Kết quả khảo sát địa chất tại công viên Phù Đổng, Nha Trang

41

3.2.

Sơ đồ lựa chọn công nghệ thi công

44

3.3.

Sơ đồ lựa chọn kết cấu bảo vệ thành hố đào

46


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu

Tên hình

Trang

1.1.

Mơ hình cơng trình ngầm đô thị
Một phần thành phố ngầm dài hơn 30 km tại Bắc Kinh, Trung
Quốc
Một góc thành phố ngầm Reso, Montreal - Canada
Không gian sống của một ngôi nhà tại đô thị ngầm Coober
Pedy, Australia
Một vài cơng trình ngầm tại Vincom Mega Mall thuộc Royal
city, Hà Nội
Dự án đƣờng hầm và nhà hàng ngầm đang thi công trên bãi
biển Nha Trang
Thi cơng top down ngầm tịa nhà Vincom
Cơng nghệ thi cơng Semi Top - down
Công nghệ thi công Bottom - Up
Tƣờng cừ thép
Tƣờng cừ bê tông cốt thép
Thi công tƣờng barrete
Tƣờng cọc khoan nhồi
Phối cảnh mặt bằng tổng thể phần ngầm Havana
Mặt cắt ngang điển hình phần ngầm dự án Havana
Cửa lên xuống cơng trình phần ngầm dự án Havana
Phần nổi Nhà hàng Nga nhìn từ hƣớng biển
Nhà hàng Nga nhìn từ hƣớng đƣờng Trần Phú
Trung tâm mua sắm Pyramid thuộc dự án Cơng viên Phù
Đổng
Phần nổi Khu giải trí – Dịch vụ E-Land Four Seasons

Phối cảnh tổng thể khu giải trí – Dịch vụ E-Land Four
Seasons
Dự án Havana đƣợc thi công đào mở sử dụng cừ Larsen bảo
vệ hố đào
Cát và nƣớc chảy vào hố đào phần ngầm dự án Havana
Gia cố tại những vị trí xảy ra sự cố
Hố đào phần ngầm hạng mục nhà hàng Nga, dự án cơng viên
Phù Đổng
Phần nổi Khu giải trí – Dịch vụ E-Land Four Seasons

5

1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
1.7.
1.8.
1.9.
1.10.
1.11.
1.12.
1.13.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.

2.7.
2.8.
2.9.
2.10.
2.11.
2.12.
2.13.

6
7
7
8
9
12
13
14
14
14
16
16
21
22
22
23
23
25
25
26
31
31

32
33
34


Số hiệu
2.14.
2.15.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.

Tên hình
Hố đào phần ngầm và xói lở bãi biển khi tiêu thoát nƣớc
Nền đƣờng, vỉa hè bị lún sụp khi thi cơng
Một góc phần nổi cơng viên Phù Đổng tại Nha Trang
Cấu tạo địa chất lỗ khoan địa chất tại công viên Phù Đổng,
Nha Trang
Phối cảnh phần nổi Havana Plaza, Nha Trang, Khánh Hòa
Mặt bằng và mặt cắt tầng hầm cơng trình ngầm Havana

Trang
34
34
39
41
53
54

1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong xu thế phát triển đơ thị hiện đại một cách nhanh chóng, để tiết kiệm đất
xây dựng, giảm ách tắc giao thông, bảo vệ mơi trƣờng..., cần thiết phải phát triển
hƣớng về phía dƣới mặt đất, nói cách khác phải xây dựng các cơng trình ngầm đơ thị,
tạo nên một khơng gian đơ thị ngầm. Q trình xây dựng và phát triển đơ thị trên thế
giới đều quan tâm đến sử dụng không gian ngầm. Việc sử dụng không gian ngầm và
xây dựng cơng trình ngầm là nhu cầu thực tế của các đơ thị Việt Nam hiện nay. Theo
tƣ duy mới thì một đô thị đƣợc coi là mẫu mực sẽ là đơ thị với hệ thống văn phịng,
cơng sở, cửa hàng…, hệ thống giao thơng huyết mạch nằm tồn bộ dƣới lịng đất, trả
lại mặt bằng phía trên là các cơng viên, cây xanh và các khu vực vui chơi giải trí.
Khơng nằm ngồi xu thế trên, Nha Trang - một thành phố năng động, phát triển
mạnh mẽ, trong đó có ngành kinh tế mũi nhọn là du lịch, du lịch biển. Với chiều dài bờ
biển trên 7 km, để phát huy tối đa tiềm năng du lịch, khai thác thế mạnh hiện có để đa
dạng hình thức phục vụ, Nha Trang đang hƣớng đến việc xây dựng cơng trình ngầm
ven biển do quỹ đất nội thành hạn chế, trong khi xu hƣớng phát triển đô thị ngày càng
tăng, các công trình cơng cộng hiện tại khơng đáp ứng nhu cầu phát triển đơ thị, cần
xây dựng các cơng trình dƣới lòng đất nhƣ nhà hàng, khu mua sắm, bar, vũ trƣờng,
chợ ngầm… tại khu vực ven biển để phục vụ du lịch. Đặc biệt là tổ hợp cơng trình
ngầm đa năng bao gồm các cơng trình văn hóa, thể thao, thƣơng mại, dịch vụ, văn
phịng có thể kết hợp bãi đỗ xe với các dịch vụ này…

Hình M1. Khu vực ven bờ biển Nha Trang
Hiện tại Nha Trang đã và đang triển khai một số cơng trình ngầm ven biển dọc
đƣờng Trần Phú, thuộc khu vực trung tâm thành phố, nơi diễn ra các sự kiện, hoạt
động tham quan, du lịch của du khách cũng nhƣ sinh hoạt thƣờng ngày của ngƣời dân
địa phƣơng với mật độ và tần suất cao.

2

Nhà vệ sinh ngầm

Cổng trên phần ngầm nhà hàng Story

Khu vui chơi giải trí Havana club

Khu mua sắm Pyramid

Hình M2. Một số cơng trình ngầm ven biển thành phố Nha Trang
Tuy nhiên, trong q trình thi cơng các cơng trình ngầm, nhiều sự cố trong thi
công đã xảy ra gây ảnh hƣởng đến đời sống xã hội nhƣ: lún sụp, nứt vỡ các cơng trình
lân cận, nứt đƣờng giao thơng, nƣớc tràn đƣờng đi, sói lở một số đoạn dẫn ra biển, gây
mất mỹ quan, ô nhiễm khu vực bãi biển… Các sự cố này không những ảnh hƣởng đến
sinh hoạt thƣờng ngày mà còn gây thiệt hại về tài sản của nhà nƣớc, nhân dân và đặc
biệt là gây tâm lý bất an cho ngƣời dân, gây mất lòng tin đối với cơ quan quản lý nhà
nƣớc và chủ đầu tƣ dự án. Về phía nhà đầu tƣ, các sự cố xảy ra làm thời gian thi công
dự án bị kéo dài, chi phí khắc phục sự cố lớn, gây ảnh hƣởng đến tiến độ chung, làm
tăng chi phí xây lắp, gây thiệt hại không chỉ bản thân nhà thầu, chủ đầu tƣ và của cả
ngƣời dân. Thực tế, trong q trình thi cơng và khi xảy ra sự cố, nhà thầu và các bên
liên quan đã thực hiện nhiều biện pháp nhằm phòng ngừa hoặc khắc phục sự cố. Tuy
nhiên, do các biện pháp đề ra chƣa hợp lí nên hiệu quả đem lại khơng cao, gây thiệt
hại, giảm chất lƣợng cơng trình và ảnh hƣởng đến vấn đề an tồn, mỹ quan và mơi
trƣờng xung quanh.
Một cơng trình có biện pháp thi cơng đƣợc gọi là hợp lí khi nó đáp ứng đƣợc
các yếu tố nhƣ kỹ thuật thi cơng, tính khả thi (có khả năng thi cơng đƣợc), tính an tồn,
hiệu quả kinh tế (về tiến độ, chi phí) và tất cả các yếu tố trên phải phù hợp với tính

chất, quy mơ cơng trình cũng nhƣ đặc điểm địa chất khu vực xây dựng.
Nghiên cứu đề xuất biện pháp thi cơng hợp lí trong thi cơng cơng trình ngầm
ven biển Nha Trang là đề tài có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.


3

2. Mục tiêu nghiên cứu
- Phân tích, đánh giá các biện pháp thi công, sự cố và khắc phục sự cố khi thi
cơng cơng trình ngầm ven biển thành phố Nha Trang;
- Đề xuất biện pháp thi công hợp lý ứng với điều kiện địa chất và đặc điểm
cơng trình ngầm ven biển tại Nha Trang nhằm nâng cao hiệu quả, hạn chế sự cố khi thi
công.
3. Đối tƣợng nghiên cứu
Biện pháp kỹ thuật và tổ chức thi công công trình ngầm ven biển.
4. Phạm vi nghiên cứu
Các cơng trình ngầm dạng điểm ven biển trong thành phố Nha Trang, tỉnh
Khánh Hịa
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lí thuyết;
- Phân tích và thống kê thực địa;
- Đề xuất các giải pháp cụ thể;
- Áp dụng và kiểm chứng thực tế.
6. Nội dung nghiên cứu
- Tổng quan về cơng trình ngầm và thi cơng cơng trình ngầm;
- Khảo sát, phân tích cấu tạo địa chất khu vực ven biển thành phố Nha Trang;
- Nghiên cứu thực tế biện pháp thi cơng tại các cơng trình ngầm ven biển thành
phố Nha Trang;
- Đề xuất các biện pháp thi công phù hợp với các đặc điểm cơng trình ngầm ven
biển Nha Trang;

- Áp dụng và kiểm chứng trên cơng trình thực tế.


4

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH NGẦM
VÀ THI CƠNG CƠNG TRÌNH NGẦM
Khơng gian ngầm đơ thị đƣợc chia thành 3 nhóm hạng mục: cơng trình hạ tầng
cơ bản nhƣ hệ thống xử lí nƣớc thải, đƣờng cấp khí ga, nƣớc, điện, thơng tin liên lạc;
các cơng trình giao thơng đơ thị nhƣ tàu điện ngầm, đƣờng giao thông ngầm, bãi đậu
xe ngầm…; các cơng trình dân dụng nhƣ trung tâm thƣơng mại, nhà hàng dịch vụ, sinh
hoạt cộng đồng, các khu phố mua sắm ngầm... Trong chƣơng này sẽ tập trung vào
nhóm hạng mục tập trung, khơng trải dài nhƣ: bãi đậu xe ngầm; trung tâm thƣơng mại,
nhà hàng dịch vụ, hệ thống xử lí nƣớc thải...
1.1. Tổng quan về cơng trình ngầm
1.1.1. Khái niệm và phân loại cơng trình ngầm và cơng trình ngầm đơ thị
Cơng trình ngầm là cơng trình nằm dƣới mặt đất tự nhiên.
Khoản 4, Điều 2 của Nghị định 39/2010/NĐ-CP về quản lý không gian xây
dựng ngầm đơ thị [1] định nghĩa: “cơng trình ngầm đơ thị là những cơng trình đƣợc
xây dựng dƣới mặt đất tại đơ thị bao gồm: cơng trình cơng cộng ngầm, cơng trình giao
thơng ngầm, các cơng trình đầu mối kỹ thuật ngầm và phần ngầm của các cơng trình
xây dựng trên mặt đất, cơng trình đƣờng dây, cáp, đƣờng ống kỹ thuật ngầm, hào và
tuy nen kỹ thuật”. Tùy theo mục đích, phạm vi sử dụng và các tiêu chí khác nhau để có
thể phân ra các loại [2]:
- Theo mục đích sử dụng:
Cơng trình ngầm giao thơng: hầm đƣờng sắt, hầm đƣờng ô tô xuyên núi, hầm
cho ngƣời đi bộ, tầu điện ngầm, hầm vƣợt sơng...
Cơng trình thủy lợi ngầm: hầm cơng trình thủy điện, hầm dẫn nƣớc tƣới tiêu,
hầm cấp thốt nƣớc, hầm đƣờng thủy.

Cơng trình ngầm đô thị: hầm giao thông đô thị (hầm ở nút giao thông, hầm cho
ngƣời đi bộ, hầm tàu điện ngầm…) hầm cấp thốt nƣớc, hầm cáp thơng tin, năng
lƣợng, gara ngầm, hầm nhà dân dụng, hầm nhà xƣởng, gara ngầm, các cơng trình cơng
cộng (cửa hàng, nhà hát, phố ngầm…).
Cơng trình ngầm khai khống: hầm chuẩn bị, hầm vận tải, hầm khai thác, hầm
thơng gió…
Cơng trình đặc biệt: hầm chứa máy bay, tầu thuyền, kho tàng, nhà máy…
Phần ngầm của các cơng trình xây dựng.
- Theo kích thước:


5

Cơng trình ngầm tiết diện nhỏ: bề ngang sử dụng l < 4 m;
Cơng trình ngầm tiết diện trung bình: bề ngang sử dụng 4m < l <10m;

Hình 1.1. Mơ hình cơng trình ngầm đơ thị
- Theo phương pháp thi cơng:
Cơng trình ngầm thi cơng theo phƣơng pháp đào mở;
Cơng trình ngầm thi cơng theo phƣơng pháp đào kín;
Cơng trình ngầm thi cơng theo phƣơng pháp hạ chìm.
1.1.2. Đặc điểm cơng trình ngầm đơ thị
Cơng trình ngầm đơ thị là một loại cơng trình đặc biệt với những đặc điểm cơ
bản: không đƣợc chiếu sáng tự nhiên; không đƣợc lƣu thơng khơng khí tự nhiên; chỉ
có một hoặc một số lối thoát nhất định lên trên mặt đất; tuổi thọ cơng trình lớn, có thể
tính đến hàng trăm năm hoặc vĩnh cửu; chịu các tác động trực tiếp của môi trƣờng địa
chất và điều kiện tự nhiên xung quanh nhƣ: áp lực đất, tác động của nƣớc ngầm và
nƣớc chảy tràn trên mặt đất, các quá trình địa động lực khác; nguy cơ tổn thất về ngƣời
và vật chất rất lớn khi xảy ra sự cố.
Chính vì vậy, cơng trình ngầm đô thị phải đƣợc quản lý chất lƣợng đặc biệt liên

quan đến công năng, vật liệu, kết cấu, hệ thống kỹ thuật cơ điện nhằm đảm bảo an toàn
tối đa cho ngƣời làm việc và sinh hoạt trong quá trình thi cơng, khai thác sử dụng cơng
trình ngầm.
1.1.3. Xu thế phát triển cơng trình ngầm đơ thị
1.1.3.1. Phát triển cơng trình ngầm đơ thị trên thế giới
Hiệp hội Khơng gian ngầm thế giới khẳng định, thế kỷ 21 là thế kỷ của không
gian ngầm. Tại nhiều đô thị lớn trên thế giới nhƣ: Tokyo, Singapore, Hongkong,
Toronto... có tới 60% các hoạt động sử dụng không gian ngầm. Điều này chứng tỏ


6

cơng trình ngầm đơ thị phát triển rất mạnh mẽ. Ngƣời ta tập trung vào khai thác và
phát triển không gian ngầm đô thị, dƣới đây giới thiệu một vài đơ thị điển hình.
a) Bắc Kinh, Trung Quốc
Bắt đầu xây dựng từ năm 1969, Mao Trạch Đông đã ra lệnh xây dựng một nơi
trú ẩn khẩn cấp cho Chính phủ lúc bấy giờ.
Thành phố ngầm dài tới 30 km ngay trong lòng đất Bắc Kinh bao gồm đầy đủ
các hệ thống nhà hàng, trƣờng học, bệnh viện, nhà hát... phục vụ đầy đủ nhu cầu của
ngƣời dân. Thành phố đƣợc xây dựng để có thể làm nơi trú ẩn tạm thời của hơn 40%
dân số Bắc Kinh khi có các cuộc tấn công. Rải rác trong thành phố là hơn 1.000 khu
trú ẩn cho các cuộc khơng kích. Đến năm 2000, hệ thống thành phố ngầm dƣới Bắc
Kinh đƣợc mở cửa cho các khách du lịch tham quan. Nhiều khu vực trong thành phố
còn đƣợc sử dụng làm nơi ở cho sinh viên và những ngƣời vô gia cƣ. Hiện nay, Bắc
Kinh là một trong nhiều đô thị trên thế giới có hệ thống cơng trình ngầm nhiều, đa
dạng nhất thế giới.

Hình 1.2. Một phần thành phố ngầm dài hơn 30 km tại Bắc Kinh, Trung Quốc
b) Montreal, Canada
Tại thành phố Montral, từ năm 1962, một đô thị ngầm đã đƣa vào sử dụng vận

hành trong mối quan hệ hữu cơ với đô thị trên mặt đất. Montreal sở hữu một trong
những thành phố ngầm lớn nhất thế giới – thành phố Reso. Chúng đƣợc nối với các ga
metro, ga đƣờng sắt và trạm xe buýt. Những điểm đến khác của thành phố nhƣ trƣờng
đại học, bảo tàng, trung tâm thƣơng mại… đều nối với nhau dƣới đất, mọi ngƣời có
thể di chuyển trong một mơi trƣờng đƣợc bảo vệ, mặc cho khí hậu lạnh giá của mùa
đơng trên mặt đất. Đây là hệ thống không gian ngầm đô thị lớn nhất và lâu đời nhất thế
giới, cho đến nay đã bao trùm hơn 40 ô phố, với 32 km đƣờng đi bộ và hầm đi bộ
trong nhà, nằm dƣới 63 tòa nhà đƣợc nối với các ga metro, ga đƣờng sắt và bến xe
buýt, mỗi ngày có hơn 500 nghìn ngƣời đi bộ trong mạng lƣới ngầm này.
Tại Reso có nhiều khách sạn lớn cùng nhiều trung tâm mua sắm, văn phòng, rạp


7

chiếu phim, bảo tàng, nhà hát, các trƣờng đại học, nhà hàng từ sang trọng đến bình dân
hoạt động nên nơi đây trở thành khu phức hợp dƣới lòng đất lớn nhất thế giới.

Hình 1.3. Một góc thành phố ngầm Reso, Montreal - Canada
c) Coober Pedy, Australia
Coober Pedy là một đơ thị ngầm độc đáo, có khoảng 2.000 ngƣời dân sống
trong những ngôi nhà ở Coober Pedy. Đô thị này nằm ở trung tâm Australia, giữa thủ
đô Adelaide và Alice Springs. Đơ thị ngầm trong lịng đất đƣợc tạo thành sau quá trình
khai thác mỏ diễn ra nhiều năm tại mảnh đất này. Những ngƣời thợ mỏ đã cải tạo
những khu mỏ cũ thành nhà ở.

Hình 1.4. Khơng gian sống của một ngôi nhà tại đô thị ngầm Coober Pedy, Australia
1.1.3.2. Phát triển cơng trình ngầm đơ thị tại Việt Nam
Trong những năm gần đây, trong xu thế toàn cầu hóa, hội nhập và phát triển,
các đơ thị lớn trên cả nƣớc đã bắt đầu quan tâm và xây dựng các các cơng trình ngầm,
đặc biệt ở Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh. Đây là hai trung tâm kinh tế xã hội lớn của cả

nƣớc ở hai miền khác nhau. Ngồi ra, một số đơ thị đặc biệt nhƣ: Hải Phòng, Đà Nẵng,
Nha Trang cũng đang từng bƣớc xây dựng các hạng mục cơng trình ngầm quy mơ,


8

hiện đại đáp ứng nhu cầu và phát triển của đô thị hiện tại và tƣơng lai gần. Các thành
phố Hải Phòng, Đà Nẵng, Nha Trang lại là các thành phố ven biển, ngồi việc xây
dựng các cơng trình ngầm đặc trƣng của đơ thị thì các cơng trình ngầm ven biển cũng
đang đã và đang đƣợc nghiên cứu xây dựng để khai thác và phát huy tối đa lợi thế ven
biển trong phát triển du lịch và kinh tế xã hội.
Ngày 07/4/2010, Chính phủ đã ban hành Nghị định 39/2010/NĐ-CP về quản lý
không gian xây dựng ngầm đô thị [1]. Đây là khung pháp lí cơ bản để xây dựng và
phát triển các cơng trình ngầm đơ thị.
Tại thành phố Hà Nội, sự xuất hiện của các trung tâm thƣơng mại ngầm quy mô
lớn nhƣ: Mega Mall tại Royal City, Time City tại Hà Nội đánh dấu bƣớc chuyển mạnh
mẽ trong tƣ duy phát triển cơng trình ngầm đơ thị. Ngồi các đơ thị ngầm nói trên,
nhiều cơng trình ngầm khác cũng đã và đang đƣợc xây dựng nhƣ: hầm chui cho ngƣời
đi bộ (tại giao cắt giữa đƣờng Giải Phóng - Đại Cồ Việt), tầng hầm của các cao ốc đã
đƣợc xây dựng rất nhiều, nhiều cơng trình có từ 4 đến 5 tầng hầm, chiều sâu tính từ
mặt đất tự nhiên xuống đến tầng hầm cuối cùng đến 20 m. Các bãi đỗ xe ngầm cũng đã
đƣợc quy hoạch và dự kiến triển khai xây dựng sớm nhất trong thời gian tới tại cơng
viên Nhân Chính, cơng viên Thống Nhất, trƣớc Quảng trƣờng cách mạng 19/8 và vƣờn
hoa Cổ Tân. Hà Nội cũng đã quy hoạch cho 8 tuyến Metro trên toàn thành phố và đang
đƣợc triển khai xây dựng.

Một góc trung tâm thƣơng mại ngầm của
Vincom Mega Mall tại Royal city, Hà Nội

Bể bơi trong lòng đất tại Vincom Mega Mall

tại Royal city, Hà Nội

Hình 1.5. Một vài cơng trình ngầm tại Vincom Mega Mall thuộc Royal city, Hà Nội
Theo quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế – xã hội đến năm 2020 và tầm nhìn
đến năm 2025, TP Hồ Chí Minh có nhiều cơng trình hạ tầng đƣợc xây dựng dƣới lịng
đất nhƣ: tàu điện ngầm (khoảng hơn 60 km đi ngầm với 8 tuyến Metro), một hệ thống
bãi đậu xe ngầm tại Công viên Lê Văn Tám, công viên Tao Đàn, sân vận động Hoa
Lƣ, sân khấu trống đồng...
Tại thành phố Hồ Chí Minh, hàng trăm cơng trình cao tầng đã và đang đƣợc
xây dựng với nhiều tầng hầm, điển hình nhƣ Saigon Center với 6 tầng hầm; Bitexco


9

Financial Tower với 4 tầng hầm...
Tại Nha Trang, có 4 dự án lớn đã đƣợc cấp phép và triển khai thi công xây
dựng dọc theo đƣờng Trần Phú ven biển Nha Trang:
- Dự án cơng viên vui chơi giải trí Nha Trang Sao tại phía bắc cầu Trần Phú,
đối diện với khu đồi của Đại học Nha Trang. Toàn bộ phần đất bãi biển có chiều dài
khoảng 700 m sẽ đƣợc đào sâu từ 6- 6,5 m làm tầng hầm kinh doanh siêu thị, nhà
hàng, quầy bar, vũ trƣờng, rạp chiếu phim, khu trò chơi điện tử...
- Khu vui chơi giải trí Havana ngầm dƣới cơng viên bãi biển Trần Phú (thuộc
khu cơng viên Bốn mùa). Diện tích hơn 1.500 m2, đã đƣợc hồn thành và bố trí kinh
doanh qn bar cà phê, sân khấu nhạc sống, nhà tắm nƣớc ngọt... Nhà hàng này nằm ở
độ sâu 6-6,5 m.
- Nhà hàng ngầm Bốn Mùa, nằm ngầm dƣới đất sẽ thay thế nhà hàng cà phê
Bốn Mùa cũ rộng 2.000 m2 và cũng đƣợc bố trí làm vũ trƣờng, quán bar và karaoke.
Bên cạnh đó là một khu vui chơi, mua sắm, ẩm thực rộng khoảng 3.800 m2. Dự án này
nằm ở độ sâu từ 6 - 6,5 m.

Hình 1.6. Dự án đường hầm và nhà hàng ngầm đang thi công trên bãi biển Nha Trang
- Dự án công viên Phù Đổng đã đƣợc UBND tỉnh Khánh Hịa thỏa thuận cho
Cơng ty TNHH Invest Park Nha Trang quy hoạch kiến trúc cơng trình. Theo đó, khu
phía bắc của cơng viên, hơn 10.000 m2, đƣợc cho đào lên để xây dựng tầng hầm làm
các khu trung tâm thƣơng mại, bãi đậu xe, nhà vệ sinh công cộng và năm đƣờng xuống
tầng ngầm này.
1.2. Thi cơng cơng trình ngầm
Một trong những khó khăn khi thi cơng cơng trình ngầm đó là giải pháp bảo vệ
thành hố đào, chống sụt lún hƣ hỏng công trình lân cận, sập thành hố đào sâu hay vấn
đề tiêu thốt nƣớc ngầm trong q trình thi cơng... Nhƣ vậy thi công đào đất tầng hầm
là vấn đề hết sức quan trọng, cần phải có những phƣơng pháp và biện pháp thi công cụ


10

thể, hợp lí để đảm bảo chất lƣợng cơng trình, đảm bảo an tồn trong thi cơng, đảm bảo
tiến độ theo quy định và giá thành thi công hợp lý.
Hiện có nhiều phƣơng pháp đào đất phần ngầm cơng trình, có thể chia thành 2
nhóm phƣơng pháp chính sau đây: phƣơng pháp đào và lấp (đào mở) và phƣơng pháp
đào kín. Mỗi phƣơng pháp đều có những ƣu và nhƣợc điểm nhất định, tuỳ từng điều
kiện địa chất, hiện trƣờng, khả năng cơng nghệ cụ thể mà có thể vận dụng hợp lý.
Phƣơng pháp đào kín thƣờng đƣợc áp dụng trong thi công hệ thống đƣờng hầm,
metro..., thƣờng áp dụng thi cơng các cơng trình ngầm đơ thị thuộc lĩnh vực giao
thông.
Trong khuôn khổ nội dung luận văn chủ yếu tập trung đến phƣơng pháp thi
cơng cơng trình ngầm thuộc lĩnh vực xây dựng dân dụng, do đó sẽ đề cập đến phƣơng
pháp đào mở.
1.2.1. Thi cơng cơng trình ngầm bằng phương pháp đào mở
Trong phƣơng pháp đào mở, đất đƣợc đào lên theo cách lộ thiên từ mặt đất, tạo
khơng gian cho cơng trình ngầm, sau đó đất đƣợc đắp lại (cut - and - cover

construction). Phƣơng pháp này thƣờng đƣợc dùng để thi cơng những loại cơng trình
ngầm đặt nông (giới hạn trong phạm vi 5 – 15 m, có khi đến 20 m từ mặt đất). Thơng
thƣờng, các đƣờng vƣợt ngầm ngắn, hệ thống đƣờng hầm để đặt mạng lƣới kỹ thuật đô
thị (cáp điện, động lực, cáp thơng tin, ống cấp khí đốt, ống cấp và thốt nƣớc...), gara ơ
tơ 1 - 2 tầng ngầm, đƣờng và ga tàu điện nơng, các cơng trình văn hố giải trí, kho
thực phẩm hoặc các mƣơng - ống cơng nghệ trong công nghiệp... thƣờng thi công
trong các hố/hào lộ thiên - đào mở [2].
Phƣơng pháp đào mở khá thông dụng song ngày càng trở nên khó chấp nhận
đối với việc thi cơng cơng trình ngầm ở các đơ thị có mật độ cơng trình dày đặc do bởi
gây cản trở cho lƣu thông xe cộ ở khu vực công trƣờng, ảnh hƣởng đến cuộc sống sinh
hoạt bình thƣờng hàng ngày của nhân dân. Ngoài ra, phƣơng pháp đào mở có chi phí
khá cao do phải sử dụng hệ thống chống giữ thành hố đào; thời gian thi công kéo dài.
Lựa chọn phƣơng pháp thi cơng cơng trình ngầm theo phƣơng pháp đào mở chủ
yếu dựa trên sự phân tích kỹ lƣỡng, thận trọng các yếu tố sau: hiệu quả kinh tế - kỹ
thuật, bảo đảm an tồn về mơi trƣờng và khả năng áp dụng công nghệ hiện đại. Kinh
nghiệm thế giới đã tổng kết ƣu điểm nổi bật của phƣơng pháp đào mở nhƣ sau [3]:
- Có thể cơ giới hóa cao q trình thi cơng đào và vận chuyển đất, sử dụng đƣợc
các loại máy và phƣơng tiện thi cơng hiện đại, giảm chi phí thi cơng đào thủ cơng;
- Có thể thi cơng hố đào sát tới tƣờng ngồi của cơng trình ngầm hiện hữu;
- Thi cơng chống thấm cho cơng trình ngầm đơn giản và có chất lƣợng.


11

Theo [3], phƣơng pháp đào mở sẽ có nhiều ƣu thế khi cơng trình ngầm có diện
tích lớn trên mặt bằng, không sâu lắm và thƣờng đƣợc áp dụng trong những điều kiện
địa chất dƣới đây:
- Trong nền đất có đá lăn mồ côi, hay trong sỏi sạn;
- Trong đất cát bão hoà nƣớc đến độ sâu khoảng 6 - 7 m;
- Trong đất có độ ẩm tự nhiên đến độ sâu khoảng 10 – 11 m;

- Trong đất sét bão hoà nƣớc đến độ sâu khoảng 10 - 12 m;
- Trong đất sét đến độ sâu khoảng 13 - 16 m.
Những kiến nghị này có tính chất định hƣớng và trong điều kiện cụ thể, dựa
trên độ sâu tối ƣu để dùng phƣơng pháp này hay phƣơng pháp khác. Với những
phƣơng tiện cơ giới hiện đại trong việc đào và vận chuyển đất đã cho phép trong thời
gian ngắn đào đƣợc khá sâu và rất rộng. Do đó đơi khi ngƣời ta chuyển từ phƣơng
pháp thi công đặc biệt (ví dụ nhƣ giếng chìm hoặc đào ngầm) sang đào mở nhất là
trong đất có độ ẩm tự nhiên thấp. Trong vùng xây mới (nơi chƣa có cơng trình xây
dựng nhƣng đã có qui hoạch ổn định). Phƣơng pháp đào mở là phƣơng pháp thích hợp
nhất khi làm các loại cơng trình ngầm nhƣ rãnh đạt hộp của hệ thống kỹ thuật, lối vƣợt
ngầm, ga ra ô tô, tàu điện ngầm...
Phƣơng pháp đào mở cũng có những nhƣợc điểm và hạn chế, nhất là khi thi
công trong vùng đô thị có dân cƣ đơng đúc nhƣ:
- Chiếm đất nhiều, ồn và dễ gây ách tắc giao thơng. Có thể hạn chế bớt ảnh
hƣởng khơng tốt nói trên khi dùng phƣơng pháp đào của ngành mỏ bằng cách làm các
tƣờng vĩnh cửu của cơng trình ngầm trƣớc, làm nắp của hầm đủ chắc chắn để phƣơng
tiện giao thông đi lại trên đó và cơng tác khác trên mặt đất cũng có thể thực hiện trên
nắp cơng trình ngầm.
- Trong đất sét yếu và đất bụi, việc đào hào sẽ bị hạn chế do phải duy trì ổn
định vách hố và đáy hố, nên địi hỏi phải thi cơng nhanh gấp.
- Sự gị bó trong vạch tuyến khi phải bám theo đƣờng phố hiệu hữu, đặc biệt là
bán kính cong nhỏ khi mở tuyến tàu điện ngầm. Một số nơi hào đào lấn vào móng
cơng trình hiện hữu làm giảm khả năng chịu lực hoặc biến dạng, nên phải gia cƣờng
chống đỡ thêm, gây tốn kém.
- Tiến độ thi công kéo dài, giá thành tăng do bởi có nhiều việc phải làm thêm,
do những sai sót khi khảo sát, điều tra hoặc đánh dấu vì chúng chỉ đƣợc phát hiện lúc
đào, di dời hoặc phải đặt lại hệ thống kỹ thuật đô thị hiện đang khai thác (cáp điện,
thông tin, ống cấp thoát nƣớc...). Đây là những vấn đề khá phức tạp, khó khăn.
- Chuyển vị của đất và lún các cơng trình hiện hữu. Các phƣơng pháp làm giảm

12

sự trồi đáy hố đào hay sự thay đổi dòng chảy và mực nƣớc ngầm... đều dẫn đến những
trở ngại trong tiến độ thi công và thay đổi giá thành. Dùng neo đất, thanh chống có lắp
kích để căn chỉnh là những giải pháp có hiệu quả đối với cơng trình nhạy lún hoặc
cơng trình cũ ở lân cận hố đào.
- Việc di dân để giải phóng mặt bằng dành chỗ cho cơng trình cũng nhƣ cho sân
bãi cơng trƣờng xây dựng, tổ chức lại các tuyến giao thông, ồn, chấn động, bụi... khi
thi công thƣờng là những vấn đề xã hội - kinh tế khó giải quyết nhanh gọn để cơng
trình khởi cơng đúng hạn, thi cơng đúng tiến độ đặt ra.
1.2.2. Một số công nghệ thi công phần ngầm
Trên cơ sở phƣơng thức thi công lộ thiên đã có một số cơng nghệ thi cơng phần
ngầm đƣợc áp dụng nhƣ công nghệ thi công Top-Down; Semi Top-Down; Bottum up.
1.2.2.1. Công nghệ Top-Down: là công nghệ thi công phần ngầm (tầng hầm)
của cơng trình từ trên xuống, sử dụng chính hệ dầm sàn của tầng hầm cơng trình làm
hệ kết cấu chống đỡ tƣờng chắn đất (tƣờng vây, tƣờng cừ, tƣờng cọc...). Trong công
nghệ này ngƣời ta tiến hành thi công đồng thời từ mặt đất xuống và từ mặt đất đi lên
các kết cấu bê tông nhƣ cột, vách, dầm sàn. Khi thi công xong các sàn tầng hầm dƣới
mặt đất thì cũng đã thi cơng đƣợc một số hữu hạn các tầng nhà thuộc phần thân, bên
trên mặt đất. Thứ tự thi công từ trên xuống: dầm sàn - cột - móng, dầm móng và nền
tầng hầm đáy. Sử dụng cột tạm bằng thép (lắp đặt vào cọc nhồi tại thời điểm thi công
cọc nhồi) để tạm đỡ dầm sàn, sau đó hoặc để lại trong cột của cơng trình (nếu trùng
với vị trí cột) hoặc thu hồi.

Thi công đồng thời phần ngầm và hai tầng dƣới

Thép chờ cột tầng hầm

Hình 1.7. Thi cơng top down ngầm tòa nhà Vincom

13

- Ưu điểm: rút ngắn thời gian thi cơng, ít chịu tác động của điều kiện thời tiết,
mức độ ảnh hƣởng đến các cơng trình xung quanh thấp. Đặc biệt, sử dụng chính hệ
dầm sàn của tầng hầm có độ cứng, độ ổn định cao để chống đỡ tƣờng chắn đất nên
đảm bảo tốt khả năng chịu lực của tƣờng chắn, mức độ an tồn rất cao, khơng tốn thêm
chi phí, thời gian thi cơng kết cấu chống đỡ nhƣ các phƣơng pháp khác.
- Nhược điểm: kết cấu cột tầng hầm thƣờng phức tạp, khó đảm bảo chất lƣợng
liên kết cột với dầm sàn, liên kết giữa dầm sàn và tƣờng barrette hoặc các loại tƣờng
khác; mặt bằng thi công bị hạn chế do bị giới hạn bởi các sàn tầng hầm; yêu cầu cao về
năng lực thiết bị và cơng tác thơng gió, chiếu sáng.
1.2.2.2. Cơng nghệ Semi Top-Down: công nghệ này tƣơng tự nhƣ công nghệ
Top-Down nhƣng thay vì thi cơng đồng thời các sàn từ mặt đất xuống và lên, ngƣời ta
chỉ thi công từ trên mặt đất xuống theo thứ tự: dầm sàn - cột - móng. Trong nhiều
trƣờng hợp, ngƣời ta đào mở tầng hầm thứ nhất, đổ xong sàn hầm thứ nhất và khi bê
tơng dầm sàn đạt cƣờng độ thiết kế thì mới bắt đầu thi công theo công nghệ Top-Down
các tầng hầm phía dƣới

Hình 1.8. Cơng nghệ thi cơng Semi Top - down
- Ưu điểm: giảm đƣợc chi phí đào thủ cơng cho tầng hầm thứ nhất, tiến độ thi
công phần ngầm nhanh hơn; cải thiện các điều kiện thơng gió, chiếu sáng; dễ dàng cơ
giới hóa đào đất tầng hầm hơn;
- Nhược điểm: tƣơng tự nhƣ với công nghệ Top-Down, kết cấu cột tầng hầm
phía dƣới thƣờng phức tạp, khó đảm bảo chất lƣợng liên kết cột với dầm sàn, liên kết
giữa dầm sàn các tầng phía dƣới và tƣờng barrette hoặc các loại tƣờng khác; mặt bằng
thi công bị hạn chế do bị giới hạn bởi các sàn tầng hầm sâu.
1.2.2.3. Cơng nghệ Bottom - Up: tồn bộ hố đào sẽ đƣợc đào mở tới độ sâu thiết
kế (độ sâu đặt móng). Sau khi kết thúc cơng tác đào, ngƣời ta tiến hành thi cơng kết

cấu cơng trình ngầm (móng, cột, vách, dầm sàn) theo hƣớng từ dƣới lên trên, bắt đầu


14

thi cơng từ phần móng. Đối với cơng nghệ này, ngƣời ta sử dụng nhiều giải pháp khác
nhau để chống đỡ tƣờng chắn đất xung quanh nhƣ: sử dụng hệ chống ngang và đứng
(Shoring - Kingpost), sử dụng neo ứng suất trƣớc trong đất...

Hình 1.9. Cơng nghệ thi cơng Bottom - Up
- Ưu điểm: cơng tác thốt nƣớc và đào bóc đất đá thuận tiện do khơng bị cản trở
bởi hệ dầm sàn, dễ dàng cơ giới hóa thi cơng đào, đổ, vận chuyển đất; đảm bảo thơng
gió, chiếu sáng trong q trình thi cơng; thuận tiện cho thi cơng các kết cấu tầng hầm
nhƣ móng, cột, vách, dầm sàn.
- Nhược điểm: phải thi công hệ kết cấu chống giữ tƣờng chắn đất thành hố đào
với khối lƣợng và chi phí lớn, cơng nghệ phức tạp (hệ chống, neo ứng suất trƣớc trong
đất), đặc biệt là hố móng có độ sâu lớn; thời gian thi cơng tồn bộ cơng trình kéo dài;
chịu ảnh hƣởng trực tiếp của điều kiện thời tiết. Khả năng chống đỡ tƣờng chắn thành
hố đào phụ thuộc vào khả năng chịu lực của hệ kết cấu chống đỡ
1.2.3. Một số giải pháp bảo vệ thành hố đào sâu khi thi công theo phương pháp đào
mở
1.2.3.1. Tường cừ: tƣờng cừ là một dạng kết cấu của tƣờng chắn đất, đƣợc sử
dụng khá phổ biến để bảo vệ thành hố đào. Theo vật liệu chế tạo, tƣờng cừ có hai dạng
chính: tƣờng cừ thép và tƣờng cừ bê tơng cốt thép.

Hình 1.10. Tường cừ thép

Hình 1.11. Tường cừ bê tông cốt thép

- Tường cừ thép: là một cấu kiện dạng tấm có các rãnh khố (me cừ) để hợp

15

thành một tƣờng chắn khép kín nhằm mục đích ngăn nƣớc và chắn đất trong hầu hết
các trƣờng hợp ứng dụng. Tƣờng cừ thép có bề rộng bản thay đổi từ 400 đến 750 mm
và chiều dài có thể tới 30 m.
+ Ƣu điểm:
* Khả năng chịu ứng suất động khá cao (cả trong q trình thi cơng lẫn trong
q trình sử dụng);
* Khả năng chịu lực lớn trong khi trọng lƣợng tƣơng đối nhỏ;
* Cọc ván thép có thể nối dễ dàng bằng mối nối hàn hoặc bulông;
* Cọc ván thép có thể thu hồi nên sử dụng nhiều lần, có hiệu quả kinh tế.
+ Nhƣợc điểm: dễ bị ăn mịn và phá hủy do q trình ép, hàn; mối nối giữa các
cọc thép thƣờng khó đảm bảo chất lƣợng; biến dạng lớn; chiều sâu bảo vệ
không lớn; thƣờng phải kết hợp với các hệ chống đỡ khác khi hố đào có chiều
sâu lớn.
- Tường cừ bê tơng cốt thép: là cọc bê tông cốt thép chế tạo sẵn. Cọc bê tơng
cốt thép thƣờng sử dụng loại có chiều dài 6-12 m, dạng bê tông ứng suất trƣớc.
+ Ưu điểm: khả năng chịu lực cao, độ cứng lớn, ít chịu ăn mịn.
+ Nhược điểm: khó thi cơng tại những vị trí cong có bán kính nhỏ; chiều sâu ép
cọc thƣờng bị hạn chế do không nối đƣợc cừ; giá thành xây dựng thƣờng cao
hơn so với cọc thép do khó khăn trong thi cơng và hầu nhƣ khơng thể thu hồi;
khả năng chống thấm kém tại các vị trí liên kết giữa các tấm cừ; tốc độ thi công
chậm.
1.2.2.2. Tường barrete:
Bản chất là một loại cọc nhồi bê tông, đào đất đá bằng loại gầu ngoạm tạo ra lỗ
đào có tiết diện hình chữ nhật. Tƣờng cọc barrete thơng thƣờng có tiết diện chữ nhật,
với chiều rộng từ 0,6 - 1,5 m và chiều dài từ 2,2 tới 6 m gồm nhiều cọc barrette ghép
lại với nhau qua khớp nối chống thấm và liên kết lại với nhau thành tƣờng cừ nhờ hệ

dầm sàn tầng hầm và dầm mũ tại đỉnh tƣờng. Tƣờng barrette có thể có chiều sâu rất
lớn theo yêu cầu bảo vệ thành hố đào cũng nhƣ u cầu sử dụng. Các cọc barrete đơn
cịn có thể có các loại tiết diện khác nhƣ: chữ T, chữ L tại vị trí giao nhau hay vị trí
góc.
- Ưu điểm: có khả năng chịu lực cao, độ cứng lớn, biến dạng nhỏ, khả năng
chống thấm tốt. Phù hợp với cơng trình có tải trọng lớn, điều kiện địa chất biến đổi
phức tạp.
- Nhược điểm: khó kiểm sốt đƣợc chất lƣợng tƣờng cọc khi thi công, chất
lƣợng mối nối giữa các tấm tƣờng; chi phí thí nghiệm cao; quá trình thi cơng chịu ảnh


16

hƣởng trực tiếp của điều kiện thời tiết; mức độ gây ô nhiễm môi trƣờng cao (dung dịch
khoan) khi thi cơng.

Hình 1.12. Thi cơng tường barrete
1.2.2.3. Tường cọc khoan nhồi
Cọc khoan nhồi là cọc bê tông đúc tại chỗ, đƣợc chế tạo bằng cách khoan lỗ,
đào đất, đóng khn sâu trong đất tới cao trình thiết kế rồi tiến hành đổ bê tơng lấp đầy
tạo ra cọc ngay vị trí thiết kế. Đƣờng kính cọc thƣờng từ 600 mm đến 3000 mm, chiều
sâu hạ cọc cũng thƣờng từ 30 m đến 60 m.

Hình 1.13. Tường cọc khoan nhồi
- Ưu điểm: độ sâu thi công lớn; sử dụng đƣợc với hầu hết các điều kiện địa kỹ
thuật; khả năng chịu lực cao, biến dạng nhỏ; chiều sâu thi công lớn; khả năng chống
thấm tốt.
- Nhược điểm: khó thi cơng với các cọc khoan nhồi lồng vào nhau; khó kiểm
sốt chất lƣợng cọc khi thi cơng; chi phí thi cơng cao.
1.2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến thi cơng cơng trình ngầm

Thi cơng cơng trình ngầm, nhất là cơng trình ngầm đơ thị tiềm ẩn rất nhiều rủi


17

ro, nhiều sự cố trong q trình thi cơng có ảnh hƣởng tiêu cực đến hiệu quả đầu tƣ, ảnh
hƣởng đến an tồn của ngƣời lao động, các cơng trình hiện hữu… Có nhiều yếu tố chủ
quan và khách quan là nguyên nhân làm phát sinh những sự cố: đặc điểm cấu tạo địa
chất không đƣợc điều tra khảo sát đầy đủ; kết cấu bảo vệ thành hố đào không hợp lí;
lựa chọn cơng nghệ và biện pháp thi cơng khơng phù hợp… Dƣới đây sẽ phân tích các
yếu tố có ảnh hƣởng đến thi cơng phần ngầm.
1.2.4.1. Cơng nghệ thi cơng
Trong giai đoạn thi cơng cơng trình ngầm đơ thị sẽ gây nhiều ảnh hƣởng tiêu
cực đến cơng trình và môi trƣờng xung quanh trong một phạm vi nhất định, tùy thuộc
vào diện tích và chiều sâu cơng trình ngầm. Quy mô và phạm vi ảnh hƣởng này chủ
yếu phụ thuộc vào công nghệ và biện pháp thi công áp dụng.
Công nghệ thi công là yếu tố quan trọng hàng đầu, quyết định sự thành công
của một dự án xây dựng cơng trình ngầm. Vấn đề là ở chỗ lựa chọn công nghệ thi công
hợp lý (khả thi, chấp nhận đƣợc về kinh tế), phù hợp với điều kiện địa chất và hiện
trạng cơng trình, mơi trƣờng xung quanh để giảm thiểu đến mức thấp nhất ảnh hƣởng
bất lợi đến các cơng trình và mơi trƣờng xung quanh. Ví dụ, đối với thi công đào mở,
bề mặt đất xung quanh hố đào sẽ bị lún kéo theo sự lún khơng đều cho nhà và các cơng
trình xây dựng trên mặt đất và cả các cơng trình ngầm hiện hữu khác, dẫn đến hƣ hỏng
hoặc phá hủy. Các sự cố cơng trình xảy ra khi thi cơng các hố móng đào sâu đa số đều
xuất phát từ các sai sót về cơng nghệ, biện pháp thi cơng, quy trình đảm bảo chất
lƣợng.
1.2.4.2. Điều kiện địa chất
Khi xây dựng cơng trình ngầm cần xét đầy đủ tổ hợp các thông số địa kỹ thuật
một cách tổng thể và xác định trạng thái địa chất cụ thể. Tính chất của đất đá quyết
định công nghệ xây lắp, phƣơng pháp đào và đắp đất, loại gia cố tạm thời và gia cố lâu

dài. Đặc điểm tính chất của đất đá cần thiết khi xác định giá trị tải trọng lên kết cấu
ngầm, khi lựa chọn sơ đồ tính tốn cơng trình ngầm, khi xác định các thông số gia cố.
Theo phƣơng án lựa chọn, ngƣời ta tiến hành khảo sát chi tiết địa kỹ thuật Thăm dị địa kỹ thuật. Mục tiêu chính của cơng tác thăm dị - nhận đƣợc đặc tính định
lƣợng để từ đó xác định tải trọng lên kết cấu cơng trình ngầm một cách chính xác, khi
lựa chọn sơ đồ tính tốn cơng trình, các phƣơng pháp đào đất, các thông số ổn định
tạm thời v.v. cũng nhƣ dự đốn tính động học của sự phát triển các quá trình địa vật lý,
các trạng thái ứng suất - biến dạng của khối đất, các chế độ nhiệt và nƣớc ngầm.
Khảo sát địa kỹ thuật cần làm sáng tỏ những điều kiện sau:
- Đất đá đang hoặc có tiềm năng dịch chuyển nhƣ trƣợt lở; đới nứt nẻ, khu vực
có cấu trúc uốn nếp; đất đá yếu, chứa nƣớc; đất đá có thể xảy ra hiện tƣợng đá nổ; đất