(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu hiệu quả sử dụng tường trong đất kết hợp với công nghệ TOP DOWN trong xây dựng nhà cao tầng ở Hà Nội

LỜI CẢM ƠN
Em xin bầy tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn: PGS. TS.
Nguyễn Tiến Chương đã tận tình hướng dẫn, động viên và tạo mọi điều kiện thuận
lợi giúp em hoàn thành luận văn và nâng cao năng lực nghiên cứu khoa học.
Em xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Địa kỹ thuật trường
Đại học Thủy Lợi đã tận tình giúp đỡ, góp ý giúp em hồn thành luận văn này.

Tác giả luận văn

Dương Việt Nga


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh
phúc BẢN CAM KẾT
Kính gửi: Ban Giám hiệu trường Đại học Thuỷ lợi
Phòng Đào tạo ĐH và Sau ĐH trường Đại học Thuỷ lợi.
Tên tôi là: Dương Việt Nga
Học viên cao học lớp: 20ĐKT
Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây
dựng Mã học viên: 128580204031
Theo Quyết định số 116/QĐ-ĐHTL của Hiệu trưởng trường Đại học Thuỷ Lợi
về việc giao đề tài luận văn và cán bộ hướng dẫn cho học viên cao học khoá 20 đợt
2 năm 2012. Ngày 23 tháng 01 năm 2014, tôi đã được nhận đề tài: “ Nghiên cứu
hiệu quả sử dụng tường trong đất kết hợp với công nghệ Top-down trong xây
dựng nhà cao tầng ở Hà Nội ” dưới sự hướng dẫn của thầy giáo PGS.TS. Nguyễn
Tiến Chương.
Tôi xin cam đoan luận văn là kết quả nghiên cứu của riêng tôi, không sao chép
của ai. Nội dung luận văn có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông tin được
đăng tải trên các tài liệu và các trang website theo danh mục tài liệu tham khảo của
luận văn.

Hà Nội, ngày 22 tháng 05 năm 2014
Người làm đơn

Dương Việt Nga


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU.................................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỐ ĐÀO SÂU TRONG THI CƠNG TẦNG
HẦM NHÀ CAO TẦNG.......................................................................................... 4
1.1 Tình hình phát triển về xây dựng nhà cao tầng có tầng hầm........................ 4
1.1.1 Khái niệm về nhà cao tầng và tầng hầm.................................................. 4
1.1.2 Xu hướng phát triển nhà cao tầng có tầng hầm....................................... 5
1.2 Các phương pháp thi cơng tầng hầm nhà cao tầng............................... 7
1.2.1 Các phương pháp thi công đào mở.......................................................... 7
1.2.2 Phương pháp thi công Top-down.......................................................... 14
1.3 Kết cấu tường cừ chắn giữ thành hố đào........................................... 20
1.3.1 Tường cọc thép hình kết hợp ván gỗ lát ngang..................................... 20
1.3.2 Tường cọc ván thép............................................................................... 22
1.3.3 Tường cọc hàng.................................................................................... 24
1.3.4 Tường liên tục trong đất........................................................................ 27
1.4 Đặc điểm địa chất công trình đất nền khu vực Hà Nội..............................31
1.4.1 Điều kiện địa chất tổng thể.................................................................... 31
1.4.2 Đánh giá các dạng nền tại Hà Nội phục vụ thi cơng xây dựng cơng trình
ngầm................................................................................................................. 34
1.5 Tóm tắt chương 1............................................................................... 37
CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN HỐ ĐÀO SÂU..................39
2.1 Tải trọng tác dụng lên kết cấu chắn giữ............................................. 39
2.2 Áp lực đất.......................................................................................... 39
2.2.1 Áp lực đất tĩnh...................................................................................... 39

2.2.2 Lý thuyết áp lực đất Rankine................................................................ 40
2.2.3 Lý thuyết áp lực đất Coulomb............................................................... 41
2.2.4 Nhận xét về các lý thuyết tính áp lực đất.............................................. 44


2.3 Phương pháp tính tốn............................................................................... 45
2.3.1 Tính tường làm việc độc lập với đất nền............................................... 45
2.3.2 Tính tường làm việc đồng thời với đất nền...........................................56
2.3.3 Phương pháp phần tử hữu hạn...............................................................59
2.4 Tóm tắt chương 2...................................................................................... 65
CHƯƠNG 3. TÍNH TỐN ỨNG DỤNG........................................................... 67
3.1 Giới thiệu phần mềm tính tốn.................................................................. 67
3.1.1 Giới thiệu PLAXIS............................................................................... 67
3.1.2 Các mơ hình nền trong PLAXIS........................................................... 67
3.1.3 Các thơng số của mơ hình Hardening Soil............................................ 68
3.2 Các trường hợp tính tốn điển hình........................................................... 69
3.2.1 Dạng nền điển hình............................................................................... 69
3.2.2 Chiều sâu tầng hầm điển hình............................................................... 69
3.2.3 Tải trọng và tác động............................................................................ 70
3.2.4 Các giai đoạn thi công........................................................................... 71
3.2.5 Vật liệu sử dụng cho tường vây và hệ kết cấu phần ngầm....................72
3.2.6 Tính tốn điển hình khả năng chịu lực của tường vây theo vật liệu......73
3.3 Dạng nền loại A – Trung tâm cơng nghệ cao bưu chính viễn thơng..........76
3.3.1 Giới thiệu cơng trình............................................................................. 76
3.3.2 Phân tích mơ hình bài tốn ứng suất..................................................... 80
3.3.3 Tổng hợp đánh giá hiệu quả sử dụng tường trong đất - Nền loại A.........83
3.4 Dạng nền loại B – Mipec Tower................................................................ 85
3.4.1 Giới thiệu cơng trình............................................................................. 85
3.4.2 Phân tích mơ hình bài tốn ứng suất..................................................... 90
3.4.3 Tổng hợp đánh giá hiệu quả sử dụng tường trong đất – Nền loại B......93

3.5 Dạng nền loại C – Ký túc xá – Khu tổng hợp Vĩnh Tuy............................95
3.5.1 Giới thiệu cơng trình............................................................................. 95


3.5.2 Phân tích mơ hình bài tốn ứng suất................................................... 101
3.5.3 Tổng hợp đánh giá hiệu quả sử dụng tường trong đất – Nền loại C....104
3.6 Nhận xét, đánh giá kết quả............................................................... 106
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..............................................................................109
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................... 111


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1-1: Nhà cao tầng có tầng hầm ở Hà Nội........................................................5
Bảng 1-2: Cấu tạo địa tầng Hà Nội......................................................................... 32
Bảng 1-3: Các dạng nền tự nhiên trong khu vực thành phố Hà Nội........................33
Bảng 3-1: Các trường hợp tính tốn tường vây....................................................... 70
Bảng 3-2: Thơng số vật liệu dùng cho kết cấu phần ngầm...................................... 73
Bảng 3-3: Khả năng chịu lực hiệu quả của tiết diện................................................ 75
Bảng 3-4: Các chỉ tiêu cơ lí của đất – Nền loại A.................................................... 79
Bảng 3-5: Tổng hợp kết quả nội lực, chuyển vị đất nền các trường hợp tính tốn cho
dạng nền loại A....................................................................................................... 82
Bảng 3-6: Hiệu quả sử dụng tường trong đất kết hợp với công nghệ Top-down đối
với đất nền loại A.................................................................................................... 83
Bảng 3-7: Khả năng chịu mô men của tường – Nền loại A..................................... 84
Bảng 3-8: Khả năng chịu lực cắt của tường – Nền loại A....................................... 84
Bảng 3-9: Các chỉ tiêu cơ lí của đất – Nền loại B.................................................... 89
Bảng 3-10: Tổng hợp kết quả nội lực, chuyển vị đất nền các trường hợp tính tốn
cho dạng nền loại B................................................................................................. 92
Bảng 3-11: Hiệu quả sử dụng tường trong đất kết hợp với công nghệ Top-down...93
Bảng 3-12: Khả năng chịu mô men của tường – Nền loại B................................... 94

Bảng 3-13: Khả năng chịu lực cắt của tường – Nền loại B..................................... 94
Bảng 3-14: Các chỉ tiêu cơ lí của đất – Nền loại C................................................ 100
Bảng 3-15: Tổng hợp kết quả nội lực, chuyển vị đất nền các trường hợp tính tốn
cho dạng nền loại C............................................................................................... 103
Bảng 3-16: Hiệu quả sử dụng tường trong đất kết hợp với công nghệ Top-down 104
Bảng 3-17: Khả năng chịu mô men của tường – Nền loại C.................................. 104
Bảng 3-18: Khả năng chịu lực cắt của tường – Nền loại C.................................... 105
Bảng 3-19: Bảng tồng hợp hiệu quả sử dụng tường trong đất...............................106


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1: Phương pháp đào hở................................................................................. 7
Hình 1.2: Sơ đồ hệ văng chống tường tầng hầm....................................................... 8
Hình 1.3: Hình ảnh thi cơng bằng phương pháp văng chống.................................... 9
Hình 1.4: Trình tự thi cơng neo trong đất................................................................ 11
Hình 1.5: Hình ảnh thi cơng bằng phương pháp neo............................................... 12
Hình 1.6: Hình ảnh thi cơng bằng phương pháp đào đảo........................................ 13
Hình 1.7: Trình tự thi cơng Top-down..................................................................... 17
Hình 1.8: Sơ đồ thi cơng Top-down........................................................................ 17
Hình 1.9: Cột chống tạm trong thi cơng Top-down................................................. 18
Hình 1.10: Hình ảnh thi cơng bằng phương pháp Top-down................................... 18
Hình 1.11: Các giải pháp tường cừ chống giữ hố đào thơng dụng........................... 20
Hình 1.12: Tường cừ bằng cọc thép hình kết hợp ván gỗ lát ngang........................21
Hình 1.13: Các mơ đun tường cừ thép.................................................................... 22
Hình 1.14: Giải pháp chắn giữ hố đào bằng cọc ván thép....................................... 23
Hình 1.15: Trình tự thi cơng cọc đúc tại chỗ........................................................... 24
Hình 1.16: Trình tự thi cơng tường cọc nhồi bê tơng cốt thép................................. 25
Hình 1.17: Hình ảnh tường chắn bằng cọc nhồi bê tơng cốt thép............................ 25
Hình 1.18: Quy trình thi cơng cọc xi măng đất trộn sâu.......................................... 26
Hình 1.19: Hình ảnh thi cơng tường cọc xi măng đất trộn sâu................................ 27

Hình 1.20: Trình tự thi cơng tường trong đất.......................................................... 30
Hình 1.21: Hình ảnh thi cơng tường trong đất......................................................... 30
Hình 1.22: Kết cấu tường trong đất......................................................................... 31
Hình 1.23: Chia khu địa chất cơng trình thành phố Hà Nội theo mức độ thuận tiện
xây dựng cơng trình ngầm....................................................................................... 35
Hình 2.1: Áp lực đất tĩnh......................................................................................... 39
Hình 2.2: Áp lực chủ động và bị động Rankine...................................................... 41
Hình 2.3: Áp lực chủ động Coulomb...................................................................... 42


Hình 2.4: Áp lực bị động Coulomb......................................................................... 43
Hình 2.5: Tính cọc bản conson bằng phương pháp cân bằng tĩnh...........................46
Hình 2.6: Sơ đồ tính theo Blum, tải trọng tác động và mơmen...............................48
Hình 2.7: Sơ đồ quan hệ giữa chống với chuyển dịch của thân tường trong quá trình
đào đất..................................................................................................................... 49
Hình 2.8: Sơ đồ tính tường chắn theo phương pháp Sachipana............................... 50
Hình 2.9: Phương pháp đường đàn hồi.................................................................... 51
Hình 2.10: Phương pháp đàn hồi............................................................................. 52
Hình 2.11: Phương pháp kể đến lực trục thanh chống và nội lực thân tường biến
thiên trong quá trình đào đất................................................................................... 53
Hình 2.12: Quan hệ giữa áp lực đất lên tường với chuyển dịch thân tường............55
Hình 2.13: Sơ đồ tính xem tường là conson khi kết thúc lần đào thứ nhất..............55
Hình 2.14: Các bước tính tốn khi đào đất giai đoạn n........................................... 56
Hình 2.15: Sơ đồ phân tích tường theo phương pháp dầm trên nền đàn hồi............57
Hình 2.16: Sơ đồ lị xo đất...................................................................................... 58
Hình 2.17: Sơ đồ tính của phương pháp số gia........................................................ 58
Hình 2.18: Các thơng số của mơ hình trong cơ học đất trạng thái giới hạn.............63
Hình 3.1: Thang đánh giá khả năng chịu mơ men của tường trong đất...................75
Hình 3.2: Thang đánh giá khả năng chịu lực cắt của tường trong đất.....................75
Hình 3.3: Bản đồ vị trí cơng trình........................................................................... 76

Hình 3.4: Phối cảnh cơng trình................................................................................ 77
Hình 3.5: Mặt cắt địa chất điển hình – Nền loại A.................................................. 78
Hình 3.6: Bản đồ vị trí cơng trình Mipec Tower..................................................... 85
Hình 3.7: Phối cảnh cơng trình Mipec Tower.......................................................... 86
Hình 3.8: Mặt cắt địa chất điển hình – Nền loại B.................................................. 88
Hình 3.9: Bản đồ vị trí dự án Khu tổng hợp Vĩnh Tuy............................................ 95
Hình 3.10: Phối cảnh dự án Khu tổng hợp Vĩnh Tuy.............................................. 96
Hình 3.11: Mặt cắt địa chất điển hình – Nền loại C................................................ 99


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Es Mô đun đàn hồi của đất
E0 Mô đun biến dạng của đất
E50, E25
ref

Mô đun đàn hồi cát tuyến

E50

Độ cứng thứ cấp trong thí nghiệm 3 trục, có thốt nước

efr
Eoed

Độ cứng trong thí nghiệm 1 trục

Eurref

Độ cứng khi gia tải/dỡ tải

Et Mơ đun đàn hồi tiếp tuyến
υ

Hệ số Poisson

υt

Hệ số Poisson tiếp tuyến

φ

Góc ma sát trong của đất

ε

Biến dạng của đất

εe

Biến dạng đàn hồi của đất

εp

Biến dạng dẻo của đất

Ro Cường độ chịu tải quy ước của đất
K0

Hệ số áp lực đất tĩnh

Ka

Hệ số áp lực đất chủ động

Kp Hệ số áp lực đất bị động
K0,NC

Hệ số áp lực đất ở trạng thái cố kết bình thường

K0,OC Hệ số áp lực đất ở trạng thái quá cố kết
OCR Hệ số quá cố kết của đất
Ea

Áp lực đất chủ động

Ep Áp lực đất bị động
Ks Hệ số nền


[K] Ma trận độ cứng tổng thể
{δ}

Ma trận chuyển vị của các nút

{R} Ma trận tải trọng tại nút
[σ]

Vec tơ ứng suất

[D] Ma trận độ cứng của đất
[ε]

Vec tơ biến dạng

t Độ sâu ngàm vào đất của tường cừ kể từ mặt hố đào

σ v'

Ứng suất hữu hiệu theo phương đứng

σ h' Ứng suất hữu hiệu theo phương ngang
ux Chuyển vị theo phương x
uy Chuyển vị theo phương y
M, N, V Mô men, lực dọc, lực cắt trong tường
Mu Khả năng chịu Mô men của tường
Vu Khả năng chịu lực cắt của tường
As , �

Diện tích cốt thép yêu cầu, hàm lượng cốt thép

Và các ký hiệu khác được giải thích trong từng cơng thức


11

MỞ ĐẦU
1. Sự cần thiết của để tài
Ở các thành phố lớn, nhu cầu về nhà ở, về văn phòng làm việc, các hệ thống
hạ tầng cơ sở đô thị ngày càng cao, trong khi diện tích đất xây dựng ngày càng thu

hẹp. Vấn đề sử dụng đất xây dựng hiệu quả là một bài tốn khó. Xây dựng nhà cao
tầng và sử dụng không gian ngầm đang là một trong những giải pháp hiệu quả.
Tầng hầm nhà cao tầng được thiết kế phục vụ nhiều chức năng như để xe, trung tâm
thương mại, bố trí hệ thống kỹ thuật cơng trình... Về mặt kỹ thuật, tầng hầm làm
tăng tính ổn định cho cơng trình.
Trong khoảng 20 năm trở lại đây, ở Việt Nam, thiết kế tầng hầm cho nhà cao
tầng đã trở thành xu thế tất yếu, số tầng hầm thông thường trong khoảng từ 1 đến 5.
Việc xây dựng các cơng trình này dẫn đến hàng loạt kiểu hố móng sâu khác nhau
mà để thực hiện chúng, người thiết kế và thi cơng cần có những biện pháp chắn giữ
để bảo vệ thành vách và công nghệ đào thích hợp về mặt kỹ thuật – kinh tế cũng
như an tồn về mơi trường và khơng gây ảnh hưởng xấu đến cơng trình lân cận đã
xây dựng trước đó [2].
Lựa chọn giải pháp tường cừ chắn giữ hố đào và biện pháp thi cơng tầng hầm
là một bài tốn khó, bao gồm nhiều vấn đề phức tạp như: Điều kiện địa chất cơng
trình, địa chất thủy văn, đặc điểm, quy mơ hố móng, điều kiện các cơng trình xung
quanh hố móng, năng lực, thiết bị thi cơng, khả năng tài chính …
Cơng nghệ, biện pháp thi cơng tầng hầm rất đa dạng, trong đó việc sử dụng
tường trong đất làm kết cấu chắn giữ kết hợp với thi công Top-down đang được áp
dụng ngày một phổ biến. Sử dụng tường trong đất kết hợp với công nghệ Top-down
trong thi cơng tầng hầm là biện pháp an tồn, cho chuyển vị đất nền nhỏ, tính ổn
định hố móng cao. Tuy nhiên, do giải pháp tường trong đất có giá thành cao, cần
cân nhắc sử dụng để đem lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật tốt nhất cho dự án. Hiện nay
chưa có một cơ sở ban đầu nào làm căn cứ để có thể lựa chọn giải pháp kết cấu
tường cừ phù hợp.


Với lí do trên, tác giả chọn đề tài: Nghiên cứu hiệu quả sử dụng tường trong
đất kết hợp với công nghệ Top-down trong xây dựng nhà cao tầng ở Hà Nội.
2. Mục tiêu của luận văn
- Phân tích, lựa chọn phương pháp tính tốn tường cừ phù hợp.

- Tính tốn điển hình tường chắn khi thi cơng hố đào bằng phương pháp Top- down.
Việc tính tốn được thực hiện cho các cơng trình ởcác dạng đất nền điển hình của
Hà Nội. Tổng hợp, phân tích và đánh giá kết quả tính tốn theocác mức độ hiệu quả
sử dụng tường trong đất.
- Trên cơ sở kết quả tính tốn, đưa ra đánh giá về mức độ phù hợp và phạm vi áp
dụng đối với giải pháp tường trong đất kết hợp với công nghệ Top-down trong thi
công tầng hầm nhà cao tầng trong điều kiện đất nền khu vực Hà Nội.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận văn là công nghệ thi công tầng hầm
nhà cao tầng theo phương pháp Top-down, sử dụng tường trong đất trong điều kiện
đất nền Hà Nội
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
- Vể thực nghiệm:
+ Thu thập và phân tích kết quả khảo sát địa chất đất nền khu vực Hà Nội.
+ Thu thập kinh nghiệm thực tế.
- Về lí thuyết:
+ Từ các số liệu thực nghiệm thu thập được, trên cơ sở phân tích, đánh giá
điều kiện đất nền khu vực Hà Nội, lựa chọn phương pháp phần tử hữu hạn
để tính tường chắn với mơ hình nền phù hợp cho tính tốn hố đào sâu.
+ Sử dụng chương trình phần mềm PLAXIS tính tốn tường chắn hố đào
cho các cơng trình cụ thể, với các dạng nền điển hình ở khu vực Hà Nội.
+ Đánh giá kết quả, từ đó rút ra kết luận.


5. Nội dung của luận văn
Luận văn bao gồm các nội dung chính như sau:
Chương 1: Tổng quan về hố đào sâu trong thi công tầng hầm nhà cao tầng.
Chương 2: Các phương pháp tính tốn hố đào sâu.
Chương 3: Tính tốn ứng
dụng. Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỐ ĐÀO SÂU TRONG THI CƠNG TẦNG
HẦM NHÀ CAO TẦNG
1.1 Tình hình phát triển về xây dựng nhà cao tầng có tầng hầm
1.1.1 Khái niệm về nhà cao tầng và tầng hầm
Nhà cao tầng:Uỷ ban Nhà cao tầng Quốc tế đã đưa ra định nghĩa nhà cao tầng
như sau: Nhà cao tầng là ngôi nhà mà chiều cao của nó là yếu tố quyết định các
điều kiện thiết kế, thi công hoặc sử dụng khác với các ngôi nhà thông thường [3].
Căn cứ vào chiều cao và số tầng nhà, Uỷ ban nhà cao tầng Quốc tế phân nhà
cao tầng thành 4 loại như sau[3]:
- Nhà cao tầng loại 1: 9~16 tầng (Chiều cao ≤ 50m)
- Nhà cao tầng loại 2: 17 ~ 25 tầng (Chiều cao ≤ 75m)
- Nhà cao tầng loại 3: 26 ~ 40 tầng (Chiều cao ≤ 100m)
- Nhà cao tầng loại 4: Trên 40 tầng (Nhà siêu cao tầng)
Tầng hầm: Là những tầng nhà nằm thấp hơn so với mặt đất.
Tầng hầm có thể nửa nổi nửa chìm (bán hầm), hoặc chìm hồn tồn trong
đất.Tầng hầm có thể được sử dụng đáp ứng nhiều công năng khác nhau:
- Gara đỗ xe;
- Trung tâm thương mại, nhà hàng, bar, vui chơi giải trí;
- Tầng kỹ thuật, bố trí các hệ thống kỹ thuật của tịa nhà: Điều hịa,
thơng gió, xử lý nước thải, an ninh…
- Nơi trú ẩn, lánh nạn khi có sự cố…
- Đối với các cơng trình an ninh, quốc phịng, tầng hầm là nơi bố trí các
phịng an toàn, nơi trú ẩn, kho lưu trữ các tài liệu mật, cất giữ tài sản quốc
gia…


Số lượng tầng hầm nhà cao tầng chủ yếu phụ thuộc vào mục đích sử dụng,
điều kiện địa chất, kỹ thuật và cơng nghệ xây dựng hiện có.

1.1.2 Xu hướng phát triển nhà cao tầng có tầng hầm
Ở Việt Nam, nhà cao tầng có tầng hầm đầu tiên sau năm 1954 được xây dựng
chính là tầng hầm của nhà 11 tầng (móng cọc đóng 12m), được Viện Khoa học
Cơng nghệ Xây dựng (IBST) thiết kế và Sở Xây dựng Hà Nội thi công vào năm
1981. Cùng với sự phát triển kinh tế xã hội, khoa học kỹ thuật, và xuất phát từ nhu
cầu sử dụng, nhà cao tầng được xây dựng ngày càng phổ biến, đặc biệt là tại các đô
thị lớn.Việc xây dựng tầng hầm trong nhà cao tầng đã tỏ ra có hiệu quả tốt về mặt
cơng năng sử dụng.Với sự phát triển hiện nay, khi quỹ đất xây dựng ngày càng bị
thu hẹp, việc khai thác không gian dưới mặt đất trong xây dựng cơng trình là một
xu hướng tất yếu. Ngày càng có nhiều nhà cao tầng có nhiều tầng hầm được xây
dựng, và chiều sâu tầng hầm cũng ngày một tăng.
Hiện nay đã có khá nhiều nhà cao tầng có tầng hầm đã và đang xây dựng trên
khắp các tỉnh thành của nước ta, đặc biệt là các đô thị lớn như Hà Nội, TP Hồ Chí
Minh, Đà Nẵng...Sau đây là bảng tổng hợp một số cơng trình cao tầng nhiều tầng
hầm đã thi cơng ở khu vực Hà Nội
Bảng 1-1: Nhà cao tầng có tầng hầm ở Hà Nội
STT

Tên cơng trình Mơ tả

Đặc điểm thi cơng tầng
hầm

1

Tồ nhà tháp Vietcombank

- 22 tầng nổi

- Tường trong đất

- 2 tầng hầm

- Neo trong đất

2

Vincom Center - 191
Bà Triệu

- 25 tầng nổi.

- Tường trong đất

- 3 tầng hầm.

- Thi công Top-down

3

Pacific Place - 83 Lý
Thường Kiệt

- 19 tầng nổi.

- Tường trong đất

- 5 tầng hầm

- Thi công Top-down

4

Mipec Tower – 229

- 2 tháp 25-27 tầng nổi

- Tường trong đất


STT

Tên cơng trình Mơ tả

Đặc điểm thi cơng tầng
hầm

Tây Sơn

- 2 tầng hầm

- Thi công Semi Topdown

5

Ocean Park - số 1 Đào
Duy Anh

- 19 tầng nổi.

- Tường bê tông

- 2 tầng hầm.

- Cọc xi măng đất

6

D’.Palais de Louis - số - 27 tầng nổi
6 Nguyễn Văn Huyên - 4 tầng hầm.

- Tường trong đất

7

Tồ nhà hỗn hợp Sơng
Đà – Hà Đông – Km
10 Nguyễn Trãi

8

Royal City – 72A
Nguyễn Trãi

- 34 tầng nổi.
- 2 tầng hầm.
- Tổ hợp các cơng trình
chức năng trên một
diện tích rộng lớn

- Thi cơng Top-down
- Tường bê tơng
- Cừ Larsen, chống bằng
dầm thép hình, đào hở
- Tường trong đất
- Thi công Top-down

- 5 tầng hầm
9

Lotte Center Hanoi –
Liễu Giai

- 65 tầng nổi

- Tường trong đất

- 5 tầng hầm

- Thi công Top-down

Thi công tầng hầm nhà cao tầng bao hàm rất nhiều vấn đề: kết cấu chắn giữ
hố đào, đào đất, hệ chống giữ ngang, thi công móng, thi cơng dầm, sàn các tầng
hầm... Việc lựa chọn phương pháp thi công kết hợp với hệ thống chống giữ hố đào
phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: quy mơ cơng trình, đặc điểm vị trí xây dựng
cơng trình, tài liệu và kết quả khảo sát địa chất cơng trình, địa chất thủy văn, điều
kiện kinh tế, kĩ thuật, năng lực thi cơng ... Trên thực tế có rất nhiều giải pháp cho
bài toán hố đào. Ở đây chỉ giới thiệu một số phương pháp thi công tầng hầm và hệ
kết cấu tường chắn đất phổ biến nhất hiện nay trong thi công tầng hầm nhà cao
tầng.

1.2 Các phương pháp thi công tầng hầm nhà cao tầng
1.2.1 Các phương pháp thi công đào mở
1.2.1.1 Phương pháp đào mở, không chống
Đây là phương pháp cổ điển, được áp dụng khi chiều sâu hố đào không lớn,
thiết bị thi cơng đơn giản.

a)

b)

Hình 1.1: Phương pháp đào hở
a) Đào đất theo mái dốc tự nhiên. b) Đào đất có cừ, khơng chống
Ưu điểm:
- Thi cơng đơn giản, độ chính xác cao.
- Việc xử lí kỹ thuật cơng trình cho tầng hầm đơn giản vì nó như kết cấu nằm trên
mặt đất.
Nhược điểm:
- Khi chiều sâu hố đào lớn thì khó thực hiện, đặc biệt khi bề mặt địa tầng là
các lớp đất yếu.
- Khi khơng dùng tường cừ thì mặt bằng phải rộng để đủ khoảng cách mở taluy,
khối lượng đào đất lớn, đồng thời phải đắp trả đất sau khi thi cơng tường tầng hầm.
- Tính an tồn, ổn định hố móng thấp.


1.2.1.2 Phương pháp văng chống
Thi công hệ văng chống ngang để chịu áp lực đất sau lưng tường trước khi
đào đất. Hệ thống văng chống bao gồm các thanh chống ngang, thanh giằng
ngang( tì lên tường), cột chống. Hệ thống nay thường được làm bằng thép hình,

trong đó các dầm văn chịu lực nén của áp lực đất từ các tường đối diện nhau, các
cột chống đỡ dầm, giữ ổn định cho dầm, giảm chiều dài tính tốn cho dầm văng.

Hình 1.2: Sơ đồ hệ văng chống tường tầng hầm
Trình tự thi công theo phương pháp văng chống như sau [12]:
1. Thi công các cột chống giữa
2. Đào đất giai đoạn 1
3. Thi cơng hệ dầm bo phía trên bề mặt đào đất, sau đó lắp đặt hệ văng chống
ngang.


4. Lặp lại các bước 2 và 3 cho tới chiều sâu thiết kế
5. Thi cơng hệ kết cấu móng cơng trình
6. Tháo dỡ hệ văng chống ngay trên móng
7. Thi công hệ sàn tầng hầm
8. Lặp lại các bước 6 và 7 cho tới khi hồn thành thi cơng sàn tầng trệt

Hình 1.3: Hình ảnh thi cơng bằng phương pháp văng chống


Ưu điểm:
- Thi công đơn giản, sơ đồ làm của hệ văng chống rõ ràng, dễ tính tốn.
- Có thể luân chuyển được vật liệu làm hệ văng chống ngang.
- Có thể áp dụng được với nhiều dạng hố đào, đất nền, với các chiều sâu hố đào
khác nhau.
Nhược điểm:
- Chiếm nhiều khơng gian trong hố đào, gây khó khăn cho công tác đào đất, thi
công kết cấu phần ngầm.
- Khi chiều ngang, chiều sâu của hố móng lớn thì hệ chống đỡ sẽ rất phức tạp, dày
đặc, cần nhiều cột chống trung gian.

1.2.1.3 Phương pháp neo trong đất
Để khắc phục những nhược điểm của phương pháp văng chống, người ta dùng
các neo bê tông để giữ tường chắn. Thanh neo là một loại thanh chịu kéo kiểu mới,
một đầu thanh liên kết với kết cấu cơng trình hoặc tường cọc chắn đất, đầu kia neo
chặt vào trong đất hoặc tầng nham của nền đất để chịu lực nâng lên, lực kéo nhổ,
lực nghiêng lật hoặc áp lực đất, áp lực nước của tường chắn, nó lợi dụng lực neo
giữ của tầng đất để duy trì ổn định của cơng trình [2].
Trình tự thi cơng theo phương pháp neo như sau [12]:
1. Đào đất giai đoạn 1
2. Khoan lỗ neo
3. Lắp đặt cáp
4. Bơm vữa
5. Kéo căng dự ứng lực và khóa đầu neo
6. Tiếp tục đào đất giai đoạn 2
7. Lặp lại các bước từ 2 đến 6 cho tới khi đên chiều sâu thiết kế


8. Thi cơng móng cơng trình
9. Tuần tự thi cơng hệ dầm sàn tầng hầm từ móng lên đến sàn tầng trệt

Hình 1.4: Trình tự thi cơng neo trong đất
a) Tạo lỗ neo; b) Lắp đặt dây neo; c) Bơm vữa; d) Căng cáp và khóa đầu neo


Hình 1.5: Hình ảnh thi cơng bằng phương pháp neo
Ưu điểm:
- Hiệu suất đào đất và thi công tầng hầm cao.
- Thời gian thi cơng ngắn.
- Thích hợp với những hố móng rộng, sâu.
Nhược điểm:

- Khả năng chịu lực của neo phụ thuộc rất lớn vào đất nền, không thể áp dụng cho
đất yếu.
- Phải hết sức lưu ý khi thi công neo trongđiều kiện đất hạt rời, ở độ sâu 10 m dưới
mực nước ngầm.
- Chất lượng neo khó kiểm sốt, nếu chất lượng neo khơng tốt, chuyển vị đất nền,
chuyển vị tường chắn sẽ rất lớn [12].
- Công nghệ thi công phức tạp, giá thành cao.


1.2.1.4 Phương pháp đào đảo
Đối với những hố móng rộng, có thể áp dụng phương pháp này, kết hợp với
phân vùng thi công để đẩy nhanh tiến độ thi công phần ngầm
Trình tự thi cơng theo phương pháp đào đảo như sau:
1. Đào đất ở khu vực giữa hố móng và giữ lại đất khu vực gần tường chắn
2. Thi công kết cấu ở giữa
3. Đào đất theo mái dốc và lắp đặt hệ văng chống giữa tường chắn và phần
kết cấu đã thi công
4. Tiếp tục đào phần đất sát với tường chắn và thi công phần kết cấu cịn lại
của tầng hầm
5. Dỡ bỏ hệ văng chống, hồn thành thi cơng tầng hầm

Hình 1.6: Hình ảnh thi cơng bằng phương pháp đào đảo
Ưu điểm:
- Hiệu suất đào đất và thi công tầng hầm cao.


- Thời gian thi cơng ngắn.
- Cần ít thanh chống hơn so với so với phương pháp văng chống, do đó giảm chi phí
cho lắp đặt và tháo dỡ thanh chống, hạn chết được những nhơcj điểm do hệ văng
chống dày gây ra

- Có thể áp dụng với hố đào có chiều sâu lớn, địa tầng có mực nước ngầm cao (gây
khó khăn cho neo trong đất)
Nhược điểm:
- Phải xử lí tốt mạch ngừng thi cơng giữa kết cấu trung tâm được thi công trước và
kết cấu xung quanh thi cơng sau, nếu khơng có thể gây thấm cho cơng trình
- Chuyển vị đất nền và chuyển vị ngang của tường vây lớn, đặc biệt là khi đất nền
phía trên là các lớp đất yếu.
1.2.2 Phương pháp thi công Top-down
Những phương pháp thi cơng vừa trình bày phía trên, nói chung đểu được
thực hiện tuần tự từ dưới lên trên: Đào đất, thi cơng móng, thi cơng dầm sàn các
tầng hầm, dỡ bỏ hệ neo, chống, hồn thành thi cơng tầng hầm. Tất cả những
phương pháp ấy đều được gọi là phương pháp thi công Bottom-up: Thi công từ
dưới lên.
Ngược lại với phương pháp Bottom-up, phương pháp thi công Top-down sẽ
thi công hệ dầm sàn tầng hầm ngay sau khi đào đất. Hệ dầm sàn này là kết cấu của
công trình, sẽ thay thế hệ văng chống tạm bằng thép hình trong phương pháp văng
chống ngang để chống lại áp lực đất sau tường chắn.Theo đó, việc thi cơng phần
ngầm sẽ hồn thành cùng với việc kết thúc thi cơng đào đất.Việc thi công phần
ngầm được thực hiện từ trên xuống dưới và ngược với trình tự thi cơng móng thơng
thường.Chính vì vậy mà phương pháp này được gọi là Top-down [12].
Công nghệ thi công Top-down thực ra không phải là một công nghệ mới trên
thế giới, tuy nhiên, ở Việt Nam thì nó mới được áp dụng trong khoảng từ 20 năm
nay trở lại đây. Cơng trình đầu tiên là ở Việt Nam được thực hiện với công nghệ
này là Harbourview – Nguyễn Huệ (1993-1994) do công ty Bachy Solatance (Pháp)


thi cơng. Từ đó tới nay, chúng ta đã học hỏi, tiếp thu và đã có nhiều nhà thầu trong
nước có đủ năng lực thi cơng tầng hầm nhà cao tầng bằng công nghệ Top-down. Ở
Hà Nội hiện nay đã có nhiều cơng trình được thi cơng bằng cơng nghệ Top-down.
Xem bảng 1.

Trình tự thi cơng theo phương pháp Top-down như sau [12]:
1. Thi công tường trong đất
2. Thi công cọc nhồi, thi công luôn những cột chống bằng thép hình cùng với
cọc
3. Đào đất giai đoạn 1
4. Thi cơng sàn tầng trệt
5. Bắt đầu thi công kết cấu phần thân
6. Đào đất giai đoạn 2, thi công sàn tầng hầm 2
7. Lặp lại quy trình tương tự cho đến khi đạt độ sâu thiết kế
8. Thi công sàn tầng hầm, đài, giằng móng…Hồn thành thi cơng tầng hầm
9. Tiếp tục thi cơng kết cấu phần thân tới khi hồn thành
Trình tự thi cơng được tóm tắt theo hình 1.7