Nghiên cứu lựa chọn giải pháp thi công phù hợp phần hầm của công trình trụ sở làm việc chi nhánh ngân hàng phát triển đà nẵng, thành phố đà nẵng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
----------------------------------

TRẦN VĂN CHUNG

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP THI CƠNG
PHÙ HỢP PHẦN HẦM CỦA CƠNG TRÌNH TRỤ SỞ
LÀM VIỆC CHI NHÁNH NGÂN HÀNG PHÁT TRIỂN
ĐÀ NẴNG, THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Hà Nội - 2015


i

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
----------------------------------

TRẦN VĂN CHUNG

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP THI CƠNG
PHÙ HỢP PHẦN HẦM CỦA CƠNG TRÌNH TRỤ SỞ
LÀM VIỆC CHI NHÁNH NGÂN HÀNG PHÁT TRIỂN
ĐÀ NẴNG, THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
Ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình ngầm
Mã số: 60580204

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. Ngô Doãn Hào

Hà Nội - 2015


ii

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các dữ
liệu đã nêu trong luận văn có nguốn gốc rõ ràng, kết quả của luận văn là trung
thực và chưa có ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Hà nội, ngày 08 tháng 04 năm 2015
Tác giả

Trần Văn Chung


iii

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG NHÀ CAO
TẦNG Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI................................................... 4
1.1. Tầng hầm nhà cao tầng, vai trò và chức năng .................................. 4
1.1.1. Khái niệm nhà cao tầng và tầng hầm nhà cao tầng.......................... 4
1.1.2. Xu hướng phát triển nhà cao tầng có tầng hầm ............................... 4
1.1.3.Vai trị, chức năng của tầng hầm nhà cao tầng ................................. 5

1.2. Tổng quan về xây dựng nhà cao tầng có tầng hầm trên thế giới ..... 6
1.3.Tổng quan về xây dựng nhà cao tầng có tầng hầm tại Việt Nam ..... 8
1.3.1. Tình hình xây dựng các tầng hầm và cơng trình ngầm tại Việt Nam
trước năm 1975 ........................................................................................ 8
1.3.2. Tình hình xây dựng tầng hầm tại Việt Nam sau năm 1975 .......... 10
CHƯƠNG 2.CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG TẦNG HẦM NHÀ CAO
TẦNG VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VIỆC THI CƠNG TẦNG
HẦM................................................................................................................ 13
2.1. Các phương pháp thi cơng tầng hầm nhà cao tầng ........................ 13
2.1.1. Phương pháp thi công "Top-down" .............................................. 13
2.1.2. Phương pháp thi công "Bottom-up" .............................................. 18
2.1.2.1.Thi công tầng hầm theo phương pháp Bottom-up trong trường
hợp hố đào không cần sử dụng kết cấu bảo vệ ........................................ 19
2.1.2.2. Thi công tầng hầm theo phương pháp Bottom-up trong
trường hợp hố đào cần sử dụng kết cấu bảo vệ ....................................... 20
2.1.3. Phương pháp thi công "Semi-top-down". ..................................... 23
2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến việc thi công tầng hầm nhà cao tầng ... 24
2.2.1. Số lượng tầng hầm và chiều sâu tầng hầm .................................... 25
2.2.2. Các cơng trình liên quan gần kề.................................................... 26


iv

2.2.3. Điềukiện địa chất cơng trình, địa chất thủy văn ............................ 28
2.2.4. Mặt bằng khu vực thi công ........................................................... 29
2.2.5.Điều kiện kinh tế ........................................................................... 29
CHƯƠNG 3. THỰC TRẠNG KHU VỰC THI CƠNG TẦNG HẦM CỦA
CƠNG TRÌNH TRỤ SỞ LÀM VIỆC CHI NHÁNH NGÂN HÀNG PHÁT
TRIỂN ĐÀ NẴNG ............................................................................31
3.1. Các thông số cơ bản của tầng hầm .................................................. 31

3.2. Vị trí địa lý, giao thông khu vực xâu dựng dự án Trụ sở làm việc
chi nhánh Ngân hàng Phát triển Đà Nẵng ............................................ 32
3.2.1.Vị trí địa lý khu vực xây dựng dự án ............................................. 32
3.2.2. Giao thông khu vực xây dựng dự án ............................................. 33
3.3. Các cơng trình gần kề với dự án ...................................................... 33
3.3.1.Các cơng trình gần kề trên mặt đất ................................................ 33
3.3.2. Các cơng trình gần kề dưới ngầm ................................................. 34
3.4. Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn của dự án Trụ sở làm việc chi
nhánh Ngân hàng Phát triển Đà Nẵng ................................................... 34
3.4.1. Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn khu vực TP Đà Nẵng .......... 34
3.4.1.1. Đặc điểm địa chất khu vực TP Đà Nẵng ............................. 34
3.4.1.2. Đặc điểm thủy văn khu vực TP Đà Nẵng ............................ 39
3.4.2.Điều kiện địa chất khu vực xây dựng cơng trình ............................ 41
CHƯƠNG 4. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP THI CƠNG PHÙ HỢP TẦNG
HẦM CƠNG TRÌNH TRỤ SỞ LÀM VIỆC CHI NHÁNH NGÂN HÀNG
PHÁT TRIỂN ĐÁ NẴNG .............................................................................. 44
4.1. Lựa chọn phương pháp thi công tầng hầm nhà cao tầng của dự án
Trụ sở làm việc chi nhánh Ngân hàng Phát triển Đà Nẵng .................. 44
4.1.1. Các căn cứ để lựa chọn giải pháp thi công phù hợp cho tầng hầm
cơng trình Trụ sở làm việc chi nhánh Ngân hàng Phát triển Đà Nẵng..... 44


v

4.1.1.1. Điều kiện thức tế của cơng trình .......................................... 44
4.1.1.2. Phân tích, đánh giá các phương pháp thi cơng tầng hầm nhà
cao tầng .................................................................................................. 45
4.1.2. Lựa chọn phương pháp thi công phù hợp cho dự án ..................... 47
4.2. Lựa chọn giải pháp bảo vệ thành hố đào cho tầng hầm nhà cao tầng
Trụ sở làm việc chi nhánh Ngân hàng Phát triển Đà Nẵng .................. 48

4.2.1. Các loại kết cấu bảo vệ thành hố đào thẳng đứng ......................... 48
4.2.1.1.Tường cừ thép ...................................................................... 48
4.2.1.2.Tường cọc ván ...................................................................... 49
4.2.1.3.Tường cọc khoan nhồi .......................................................... 50
4.2.1.4.Tườnghào nhồi-Barrette........................................................ 51
4.2.1.5.Cọc xi măng đất .................................................................... 52
4.2.2. Thống kê kết cấu bảo vệ hố đào có thành thẳng đứng các tồ nhà có
2 tầng hầm ở Hà Nội ............................................................................ 52
4.2.3. Lựa chọn biện pháp bảo vệ thành hố đào hợp lý cho cơng trình ... 55
4.3. Trình tự thi công tầng hầm Trụ sở làm việc chi nhánh Ngân hàng
Phát triển Đà Nẵng bằng phương pháp Bottom-up, sử dụng tường cọc
xi măng đất bảo vệ thành hố đào ............................................................ 57
4.3.1. Cơng tác định vị cơng trình .......................................................... 57
4.3.2. Thi công tường chắn bằng cọc xi măng đất .................................. 58
4.3.3. Thi công đào đất và văng chống tường vây thi công tầng hầm ..... 67
4.3.3.1. Đào đất đến cao độ -2.500 và lắp dựng hệ văng chống bo
tường vây tại cốt -0.600 ......................................................................... 67
4.3.3.2.Đào đất đến cốt - 4.10 và thi công văng chống lớp II tại cốt 3.00 ........................................................................................................ 67
4.3.3.3.Đào đất móng tường tầng hầm và các dầm móng.................. 68
4.3.3.4. Biện pháp văng chống .......................................................... 68


vi

4.3.3.5. Xử lý nước hố móng ............................................................... 69
4.3.4. Các sự cố có thể xảy ra và biện pháp phịng ngừa......................... 69
4.3.4.1. Địa kỹ thuật ........................................................................... 70
4.3.4.2. Hệ thống chống đỡ ............................................................... 72
4.3.5. Một số vấn đề cần lưu ý khi thi công tầng hầm nhà cao tầng ........ 74
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................ 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................... 78


vii

DANH MỤC CÁC TỪ NGỮ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG
LUẬN VĂN
Chữ viết tắt

Chữ đầy đủ

BTCT

Bê tơng cốt thép

CTN

Cơng trình ngầm

HN

Hà Nội

SPT

Xuyên tiêu chuẩn

TP

Thành phố

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TCXDVN

Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

XD

Xây dựng

XM

Xi măng


viii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Một số cơng trình nhà cao tầng có tầng hầm trên thế giới ............ 7
Bảng 1.2 Một số cơng trình cao tầng có tầng hầm tại TP. HCM ............... 10
Bảng 1.3 Một số cơng trình cao tầng có tầng hầm tại Hà Nội ................... 11
Bảng 2.1 Phân nhóm hư hỏng của các cơng trình trên mặt đất .................. 27
Bảng 2.2 Phân nhóm hư hỏng của các cơng trình trên mặt đất theo Attewell
.................................................................................................................. 27
Bảng 3.1 Lượng mưa trung bình tháng và năm (mm) ............................... 40
Bảng 3.2 Bảng đặc trưng cơ lý các lớp đất tại khu vực xây dựng cơng trình
.................................................................................................................. 42

Bảng 4.1 So sánh một số chỉ tiêu các phương pháp thi công tầng hầm nhà
cao tầng .................................................................................................... 46
Bảng 4.2 Kết cấu bảo vệ thành hố đào hầm có 2 tầng hâm ở Hà Nội ....... 52
Bảng 4.3 Bảng tổng hợp so sánh hai phương pháp tường cừ thép và cọc xi
măng đất .......................................................................................................57
Bảng 4.4 Yêu cầu kỹ thuật công tác thi công cọc xi măng đất .................. 64


ix

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Mơ hình địa đạo Củ Chi ............................................................... 9
Hình 1.2 Hình ảnh Dinh Độc Lập ............................................................... 9
Hình 2.1 Các bước quy trình cơng nghệ thi cơng Top-down ..................... 17
Hình 2.2 Thi cơng CTN bằng phương pháp hở không cần sử dụng kết cấu
bảo vệ thành hố đào................................................................................... 19
Hình 2.3 Hình ảnh cọc xi măng đất đã được thi cơng ............................... 21
Hình 2.4 Thi cơng Semi_Top-down với hệ thống văng chống cho tầng hầm
.................................................................................................................. 25
Hình 3.1 Hình ảnh tầng hầm Trụ sở làm việc Ngân hàng Phát triển Đà
Nẵng ......................................................................................................... 31
Hình 3.2 Bản đồ hành chính thành phố Đà Nẵng ...................................... 33
Hình 4.1 Tường cừ thép ............................................................................ 49
Hình 4.2 Tường cọc ván ........................................................................... 50
Hình 4.3 Tường cọc khoan nhồi ............................................................... 51
Hình 4.4 Tường Nhồi – Barrette ............................................................... 52
Hình 4.5 Cơng nghệ cọc xi măng cốt cứng ............................................... 59
Hình 4.6 Sơ đồ thi cơng ............................................................................ 63

1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của nền kinh tế q
trình đơ thị hóa diễn ra ở hầu hết các tỉnh, thành phố trong cả nước, hệ thống
đô thị hóa phát triển cả về số lượng, chất lượng và quy mơ. Bên cạnh sự phát
triển mạnh mẽ đó cũng hình thành nhiều bất cập như diện tích đất khơng tăng
nhưng dân số cư trú ngày càng tăng cao, (tại TP Hà Nội năm 2009 có
2

6.474.200 người trên diện tích 3.345,0 km với mật độ trung bình là 1.935
người/km2 [17], tại TP Hồ Chí Minh năm 2009 có 7.162.864 người trên diện
2

tích 2.095,06 km với mật độ trung bình là 3.419 người/km2[18],…), sinh
hoạt, giao thông, cơ sở hạ tầng phát triển chưa đồng bộ và từ đó đã hình thành
các nhu cầu quy hoạch sử dụng không gian ngầm tại các đô thị.
Trong những năm qua, để giảm quỹ đất xây dựng cũng như để giảm
chiều cao các tòa nhà trên mặt đất và để giảm thiểu tác động tiêu cực đến mơi
trường, các tịa nhà cao tầng thường được xây dựng có các tầng hầm. Việc
xây dựng các tầng hầm thường tốn kém và kèm theo đó là các rủi ro trong q
trình thi cơng. Lựa chọn được phương pháp thi công phù hợp cho tầng hầm là
một trong những yếu tố làm giảm thiểu những rủi ro trong q trình thi cơng,
góp phần làm nâng cao chất lượng và hiệu quả sử dụng cơng trình. Chính vì
vậy, việc: “ Nghiên cứu lựa chọn giải pháp thi công phù hợp phần hầm của
cơng trình Trụ sở làm việc chi nhánh Ngân hàng Phát triển Đà Nẵng,
thành phố Đà Nẵng” là việc làm cần thiết và cấp bách.
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu của đề tài là: Các phương pháp thi công xây

dựng tầng hầm nhà cao tầng.


2

- Phạm vi nghiên cứu: Lựa chọn giải pháp thi cơng phù hợp phần hầm
của cơng trình Trụ sở làm việc chi nhánh Ngân hành Phát triển Đà Nẵng, TP
Đà Nẵng.
3. Mục tiêu của luận văn
Mục tiêu của luận văn là Nghiên cứu lựa chọn giải pháp thi công phù
hợp phần hầm của cơng trình Trụ sở làm việc Ngân hàng Phát triển Đà Nẵng,
thành phố Đà Nẵng.
4. Nội dung nghiên cứu
- Tổng quan nghiên cứu về xây dựng tầng hầm nhà cao tầng.
- Lý thuyết chung để giải quyết các phương án thi công tầng hầm nhà
cao tầng.
- Cơ sở lựa chọn và định hướng phát triển phương án thi công tầng hầm
nhà cao tầng.
- Nghiên cứu phương pháp thi cơng phù hợp để thi cơng cơng trình.
- Nghiên cứu phương pháp bảo vệ thành hố đào phù hợp để bảo vệ
thành hố đào khi thi cơng cơng trình.
5. Các phương pháp nghiên cứu sử dụng trong luận văn
Luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu tổng hợp: Thu thập số liệu,
phân tích, đánh giá và xử lý các số liệu, tính tốn và đề xuất phương án.
6. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu lựa chọn phương pháp thi cơng phù hợp
tầng hầm của cơng trình Trụ sở làm việc chi nhánh Ngân hàng Phát triển Đà
Nẵng, thành phố Đà Nẵng.
Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của đề tài luận văn nhằm góp
phần trong việc đề xuất phương án thi công phù hợp cho các công trình nhà

cao tầng có tầng hầm của cơng trình Trụ sở làm việc chi nhánh Ngân hàng


3

Phát triển Đà Nẵng, thành phố Đà Nẵng và có thể áp dụng cho các khu vực
khác có điều kiện địa chất tương tự.
7. Cấu trúc của luận văn
Luận văn gồm phần mở đầu, 04 chương, kết luận – kiến nghị, các bảng
biểu, các hình vẽ và hình ảnh. Luận văn được trình bày trong 79 trang khổ
giấy A4 với 14 hình vẽ và 11 bảng biểu.
8. Lời cảm ơn
Luận văn “ Nghiên cứu lựa chọn giải pháp thi công phù hợp phần
hầm của cơng trình Trụ sở làm việc chi nhánh Ngân hàng Phát triển Đà
Nẵng, thành phố Đà Nẵng” được thực hiện từ tháng 9 năm 2014 đến tháng 4
năm 2015 với mục đích nghiên cứu lựa chọn để đưa ra giải pháp thi công phù
hợp cho tầng hầm của cơng trình Trụ sở làm việc chi nhánh Ngân hàng Phát
triển Đà Nẵng và các cơng trình có điều kiện tương tự.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Thầy Ngơ Dỗn Hào giúp đỡ tận tình hướng
dẫn và cung cấp các thơng tin cần thiết để tơi hồn thành luận văn này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy cơ trong bộ mơn Xây dựng cơng
trình Ngầm và Mỏ, phòng Đào tạo Sau đại học Trường đại học Mỏ - Địa chất
Hà Nội, các bạn trong lớp cao học Kỹ thuật xây dựng CTN K27 đã tận tình
giúp đỡ tơi trong suốt q trình làm luận văn.
Xin chân thành cảm ơn mọi người trong gia đình đã tận tình giúp đỡ tơi
về thời gian để tơi hồn thành luận văn đúng tiến độ.


4

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG TẦNG HẦM
NHÀ CAO TẦNG Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI
1. 1. Tầng hầm nhà cao tầng, vai trò và chức năng
1.1.1. Khái niệm nhà cao tầng và tầng hầm nhà cao tầng
Hiện nay trên thế giới hay ở Việt Nam có nhiều khái niệm khác nhau
về nhà cao tầng nhưng thông dụng khái niệm nhà cao tầng thường được sử
dụng là khái niệm của Ủy ban Nhà cao tầng quốc tế. Theo Ủy ban này, nhà
cao tầng được hiểu như sau: “ Ngơi nhà mà chiều cao của nó là yếu tố quyết
định các điều kiện thiết kế, thi công hoặc sử dụng khác với ngơi nhà thơng
thường thì được gọi là nhà cao tầng” [9].
Căn cứ vào chiều cao và số tầng nhà Ủy ban Nhà cao tầng quốc tế phân
chia nhà cao tầng ra bốn loại sau [9]:
- Nhà cao tầng loại 1: từ 9 đến 16 tầng (cao nhất 50m).
- Nhà cao tầng loại 2: từ 17 đến 25 tầng (cao nhất 75m).
- Nhà cao tầng loại 3: từ 26 đến 40 tầng (cao nhất 100m).
- Nhà cao tầng loại 4: từ 40 tầng trở nên (gọi là nhà siêu cao tầng).
Sự phân loại như vậy không chỉ có ý nghĩa về mặt phân loại cấp độ, hình thức
mà cịn có ý nghĩa là căn cứ để đầu tư, thiết kế, lập dự toán cũng như lắp đặt
các trang thiết bị kỹ thuật ( thang máy, điện, nước, phịng chống cháy…) cho
cơng trình.
Tầng hầm nhà cao tầng được hiểu là một phần của nhà cao tầng được tính từ
sàn cốt 0,00m xuống bên dưới các cơng trình có thể có 1 hoặc nhiều hơn một
tầng hầm, tùy theo quy mô và công dụng của các tầng hầm. Tầng hầm cũng
có thể nửa nổi nửa chìm để tận dụng khả năng thơng gió và chiếu sáng tự
nhiên, hoặc nằm hồn tồn trong lịng đất.
1.1.2. Xu hướng phát triển nhà có tầng hầm


5

Nhà có tầng hầm đã phát triển từ lâu trên thế giới, nó đã trở thành phổ
biến và gần như là một thông lệ khi xây dựng nhà nhiều tầng. Ở châu Âu, do
đặc điểm nền đất tương đối tốt, mực nước ngầm thấp, kỹ thuật xây dựng tiên
tiến, và cũng do nhu cầu sử dụng nên hầu như nhà nhiều tầng nào cũng có
tầng hầm, thậm chí các siêu thị chỉ số từ 2 đến 3 tầng nổi nhưng cũng có tới 2
đến 3 tầng hầm.
Việc xây dựng tầng hầm nhà nhiều tầng là điều rất bình thường, nó trở
nên quá quen thuộc mỗi khi thiết kế và thi cơng vì nó giải quyết được nhiều
vấn đề phát sinh do nhà nhiều tầng đặt ra.
Ở châu Á nói chung, số nhà nhiều tầng có tầng hầm chưa phải là nhiều,
nhưng ở một số nước và vùng lãnh thổ như Hồng Kơng, Đài Loan, Hàn
Quốc,… thì số lượng nhà nhiều tầng có tầng hầm chiếm tỉ lệ khá cao, số
lượng tầng hầm trong các tòa nhà từ 1 đến 4 tầng hầm.
1.1.3. Vai trò, chức năng của tầng hầm nhà cao tầng
Trong quá trình xây dựng và khai thác vận hành các tầng hầm nhà cao
tầng, đã cho thấy những hiệu quả rõ rệt, không chỉ cải thiện tốt về cảnh quan
mơi trường, tăng quỹ đất sử dụng mà cịn đáp ứng được các nhu cầu mục đích
sử dụng. Bên cạnh đó tầng hầm cịn có các tác dụng về mặt cơ học và nền
móng giúp cho cơng trình ổn định vững chắc trong suốt quá trình tồn tại. Sau
đây tác giả xin nêu vắn tắt các vai trò, chức năng của các tầng hầm.
a. Về mặt nhu cầu sử dụng
Người ta xây dựng tầng hầm với các mục đích sử dụng sau:
- Làm gara. ôtô, xe máy
- Làm tầng kỹ thuật để giải quyết các vấn đề về điều hịa khơng khí, xử
lý nước thải, lắp đặt máy móc phục vụ giao thông ( thang máy), cấp nhiệt,
điện....
- Làm kho chứa hàng hóa phục vụ cư dân trong tịa nhà.

6

- Làm tầng phục vụ công cộng như bể bơi, cửa hàng, siêu thị....
- Làm nơi cư trú tạm thời khi có sự cố xảy ra như chiến tranh.
- Ở các ngân hàng, kho bạc, tầng hầm còn là nơi cất giữ những tài liệu
mật, tiền bạc, vàng, đá quý và các tài sản có giá trị khác.
b. Về mặt nền móng
Ta thấy nhà nhiều tầng thường có tải trọng rất lớn ở chân cột nó gây ra
áp lực lớn lên nền và móng, vì vậy khi làm tầng hầm ta đã giảm tải cho móng
do một lượng đất lớn đã được lấy đi. Hơn thế nữa, khi có tầng hầm thì móng
được đưa xuống khá sâu móng có thể đặt vào nền đất tốt hơn, cường độ của
nền tăng lên.
c. Về mặt kết cấu
Đối với nhà nhiều tầng không có tầng hầm, độ sâu ngầm vào trong đất
khá nơng (từ 2m đến 3m), độ ổn định của cơng trình khơng cao do trọng tâm
của cơng trình ở trên cao. Khi nhà có tầng hầm, trọng tâm của cơng trình sẽ
được hạ thấp xuống làm tăng tính ổn định của tổng thể cơng trình. Hơn thế
nữa tường, cột, dầm sàn của tầng hầm sẽ làm tăng độ ngầm của công trình
vào đất tăng khả năng chịu lực ngang như gió, động đất,…
d. Về mặt an ninh quốc phòng
Tại trụ sở các cơ quan, cơng sở có tầng hầm thì nó sẽ được sử dụng làm
nơi cất giữ các loại tài sản và tài liệu quý. Còn ở các khu dân cư thì tầng hầm
sẽ là nơi ẩn lấp tốt nhất cho cư dân mỗi khi có chiến tranh hay sự cố.
1.2. Tổng quan về xây dựng nhà cao tầng có tầng hầm trên thế giới
Từ thế kỷ 19 các công trình ngầm trên thế giới đã được xây dựng với
các mục đích khác nhau như làm hầm chứa rượu, kho ngầm, nhà hát ngầm,
nhà máy ngầm,… Đến thế kỷ XX công tác khai thác và sử dụng không gian
ngầm ở các thành phố lớn phát triển rất mạnh. Ví dụ tại các thành phố lớn ở
Anh, Đức, Pháp, Mỹ, Nga, Nhật Bản… đã khai thác và sử dụng không gian

7

ngầm nhằm tạo điều kiện giữ gìn và bảo vệ đất đai. Việc sử dụng các tầng
hầm làm bãi đỗ xe ngầm, các đường hầm giao thông, các kho chứa hàng
ngầm, và làm hệ thống tàu điện ngầm… cho thấy việc sử dụng rất hiệu quả.
Ngoài các hiệu quả về mặt sử dụng, các cơng trình ngầm cũng cho thấy
lợi ích về mặt kết cấu hơn các cơng trình trên mặt đất trong các điều kiện có
thiên tai xảy ra. Các nhà khoa học của Nhật Bản nhận thấy rằng trong trận
sóng thần ngày 11/03/2011 đã phá hủy rất nhiều cơng trình trên mặt đất,
nhưng sự hư hỏng của các cơng trình ngầm là rất ít.
Ở các nước tại khu vực Châu Âu do đặc điểm nền đất tương đối tốt,
mực nước ngầm thấp, kỹ thuật xây dựng tiên tiến, và nhu cầu sử dụng cao nên
hầu hết nhà cao tầng nào cũng có tầng hầm, thậm chí các siêu thị chỉ có từ 2
đến 3 tầng nổi nhưng cũng có đến 2 đến 3 tầng hầm. Việc xây dựng các tầng
hầm trong nhà cao tầng khơng cịn là điều mới mẻ với các nhà quản lý, thiết
kế, và xây dựng. Có thể kể đến một số cơng trình tiêu biểu như bảng 1.1
Bảng 1.1. Một số cơng trình nhà cao tầng có tầng hầm trên thế giới
Stt

1

Cơng trình
Tịa nhà Burj

Khalifa - Các tiểu

vương quốc Ả Rập

Số tầng

Số tầng

Độ sâu

nổi

hầm

đào (m)

158

2

8

2

Tịa nhà Taipei 101 - Đài Loan

101

5

20

3

Tháp đơi Petronas – Malaysia

85

3

12

99

5

21

4

Tòa nhà trung tâm thương mại thế giới
mới One World Trade Center - Mỹ

5

Thư viện Anh Quốc

7

4

23

6

Commerce Bank – Frankfruit

56

3

12

7

Central Plaza - Hồng Kông

75

3

16


8

8

Chi Thong - Đài Loan

14

3

13,6

9

Chung Wei - Đài Loan

20

4

14,7

10

Taipao - Đài Loan

27

4

16,2

11

Sen Jue - Đài Loan

17

3

12,5

Qua bảng thống kê trên có thể thấy rằng các cơng trình thơng thường có từ
1 ÷ 4 tầng hầm, thậm chí đã có những cơng trình có 5 ÷ 7 tầng hầm và có thể
nhiều hơn nữa. Do nhu cầu sử dụng không gian ngầm ngày càng tăng cao
cùng với những tiến bộ lớn về khoa học, công nghệ trong lĩnh vực xây dựng
chúng ta có thể xây dựng những tầng hầm có chiều sâu lớn. Điều đó có nghĩa
là sẽ có nhiều tịa nhà có với số lượng tầng hầm lớn nhưng vẫn đảm bảo yêu
cầu chất lượng và sử dụng.
1.3. Tổng quan về xây dựng nhà cao tầng có tầng hầm tại Việt Nam
1.3.1. Tình hình xây dựng các tầng hầm và cơng trình ngầm tại Việt Nam
trước năm 1975
Trong giai đoạn đầu và giữa thế kỷ 20, do tình hình chiến tranh cộng
thêm với trình độ khoa học – kỹ thuật cịn kém phát triển, vấn đề xây dựng
các cơng trình ngầm tại nước ta chưa được chú trọng. Hầu hết các cơng trình
ngầm trong giai đoạn này đều được xây dựng để phục vụ cho qn sự và
chính trị. Có thể đơn cử hai cơng trình tiêu biểu là hệ thống địa đạo Củ Chi và
dinh Độc Lập.
Địa đạo Củ Chi là một hệ thống phòng thủ được Mặt trận Dân tộc Giải
phóng miền Nam Việt Nam xây dựng (đào) tại huyện Củ Chi, TP Hồ Chí
Minh. Cơng trình được đào từ năm 1940, bao gồm các phòng ở, phòng làm
việc, bệnh xá, đường ngầm sâu trong lòng đất. Hệ thống hầm kéo dài khoảng
200km [19]. Dinh độc lập là một cơng trình kiến trúc độc đáo của kiến trúc sư
Ngô Viết Thụ [20]. Dinh được khởi công xây dựng ngày 01/7/1962 hoàn


9

thành vào ngày 31/10/1966. Dinh được xây dựng trên diện tích 4.500m2, diện
tích sử dụng là

Hình 1.1. Mơ hình địa đạo Củ Chi [19].
20.000m2 gồm: 03 tầng chính, 01 sân thượng, 02 gác lửng, tầng trệt, 02 tầng
hầm. Riêng phần hầm của Dinh được thiết kế rất chắc chắn với tường BTCT
kiên cố và được bọc một lớp thép dày phía bên trong dùng để làm nơi trú ẩn
và đặt các phịng làm việc của chính quyền Sài Gịn trước năm 1975 [20].

Hình 1.2. Hình ảnh Dinh Độc Lập [20]


10

1.3.2. Tình hình xây dựng tầng hầm tại Việt Nam sau năm 1975
Sau thống nhất đất nước tháng 4/1975 đất nước ta bước vào giai đoạn
phục hồi và phát triển kinh tế. Nhất là từ sau khi có chính sách cải cách, mở
cửa nền kinh tế nước nhà kéo theo đó là q trình đơ thị hóa mạnh mẽ ở các
thành phố lớn như Hà Nội, Hải Phòng, Đà Nẵng, TP Hồ Chí Minh, Cần
Thơ,… Đất đai thì khơng sinh sôi nảy nở ra được nên quỹ đất ngày càng cạn
kiệt, điều này buộc chúng ta phải nghiên cứu phát triển nhà theo trục thẳng
nghĩa là xây dựng, phát triển nhà theo chiều cao (tăng số tầng nổi) và chiều
sâu (nhiều tầng hầm) để tận dụng khoảng không gian ngầm và giữ lại không
gian xanh cho môi trường.
Từ đầu thập niên 90 của thế kỉ trước, tại Hà Nội và TP Hồ Chí Minh đã
xuất hiện những ngơi nhà cao tầng có từ 1 đến 3 tầng hầm. Gần đây đã xuất
hiện những cơng trình có 5 tầng hầm (như lotte center Hanoi). Tuy nhiên
những tịa nhà có số tầng hầm lớn (từ 4 ÷ 5 tầng hầm) thường là những cơng
trình có vốn liên doanh nước ngồi hoặc 100% vốn đầu tư nước ngồi. Tại
các đơ thị lớn các dự án mọc lên rất nhiều, và dự án nào cũng có các khối nhà
cao tầng và kèm theo các tầng hầm. Có thể kể đến các dự án tiêu biểu như
sau.
Bảng 1.2. Một số cơng trình cao tầng có tầng hầm tại TP. HCM

STT Tên cơng trình

Đơn vị thi cơng

1

Bitexco Finalcial Tower

Cơng ty Huyndai

2

Vincom Center A

Cơng ty Hịa Bình

3

Tịa nhà Etown

Số tầng của cơng
trình
3 tầng hầm và 68
tầng nổi
6 tầng hầm 9
tầng nổi

Tổng công ty xây Hầm và 12 tầng
dựng số 1 (Cofico) nổi

11

4

Kunho Asiana Plaza

Kinho industrial

5

Tòa nhà Indochina

Indochina group

6

Saigon Times Square

CSCEC (TQ)

3 tầng hầm và 21
tầng nổi
3 tầng hầm và 23
tầng nổi
3 tầng hầm và 36
tầng nổi

Bảng 1.3. Một số cơng trình cao tầng có tầng hầm tại Hà Nội
STT Tên cơng trình

1
2

Đơn vị thi cơng

Số tầng của cơng trình

Vincom Center Hà Nội Delta

2 tầng hầm và 21 tầng nổi

Keangnam Landmark Tổng công ty xây

2 tầng hầm và 70 tầng nổi

Tower

dựng số 1 (Cofico)

3

Lotte Center Hanoi

Lotte E&C

5 tầng hầm và 65 tầng nổi

4

PVI Tower

Constrexim holdings

2 tầng hầm và 25 tầng nổi

5

MD Complex Tower

Vinaconex 2

3 tầng hầm và 25 tầng nổi

6

Golden Place

7

Handico Tower

DA

Group

và

Keangnam Enterprises
Handico

4 tầng hầm và 30 tầng nổi
2 tầng hầm và 33 tầng nổi

Nhận xét: Từ việc nhìn nhận vai trị chức năng của tầng hầm đến xu
hướng và thực trạng phát triển nhà cao tầng có tầng hầm. Chúng ta nhận thấy
rằng quỹ đất xây dựng thì ngày càng hạn hẹp, môi trường sống của con người
ngày càng biến động cùng với tính năng và tác dụng ưu việt của tầng hầm ở
các tịa nhà cao tầng. Từ đó đưa ra nhận định xu hướng phát triển nhà cao
tầng có tầng hầm là một xu thế mở của xã hội hiện đại. Để có được các tầng
hầm hợp lý về mặt kết cấu phù hợp về tính năng sử dụng, an toàn trong sử


12

dụng cũng như trong thi cơng thì việc đưa ra được một giải pháp thi công hợp
lý cho các tầng hầm là việc làm cần thiết.


13

CHƯƠNG 2
CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG TẦNG HẦM NHÀ CAO TẦNG
VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VIỆC THI CÔNG TẦNG HẦM
2.1. Các phương pháp thi công tầng hầm nhà cao tầng
Để xây dựng các tầng hầm nhà cao tầng hiện nay có nhiều phương
pháp. Mỗi phương pháp đều có những ưu, nhược điểm phạm vi áp dụng nhất
định. Trong khn khổ luận văn của mình, tác giả xin đơn cử trình bày ba
phương pháp thơng dụng thường được áp dụng trong xây dựng các tầng hầm
ở Việt Nam và trên thế giới. Phương pháp top-down, semi-top-down, bottomup.
2.1.1. Phương pháp thi công “Top-Down”

Công nghệ thi công Top-Down (từ trên xuống) là cơng nghệ thi cơng
phần ngầm của cơng trình tịa nhà theo phương pháp khác với phương pháp
truyền thống thi công từ dưới lên. Trong công nghệ thi công Top-Down người
ta có thể đồng thời vừa thi cơng cơng tác ngầm (bên dưới cót

0.00) và móng

của cơng trình, vừa thi công một số hữu hạn các tầng nhà thuộc phần thân bên
trên cốt 0.00 (trên mặt đất) [1].
Trong công nghệ Top-down, các tầng hầm được thi công bằng cách thi
công phần tường vây bằng hệ cọc barrette xung quanh nhà (sau này phần trên
đỉnh của tường vây dùng làm tường bao của toàn bộ các tầng hầm) và hệ cọc
khoan nhồi (nằm dưới chân các móng cột) bên trong mặt bằng nhà. Tường
vây thi công theo công nghệ cọc nhồi bê tông tới cốt mặt đất tự nhiên hoặc
cốt tầng trệt (cốt không).
Riêng các cọc khoan nhồi bê tông nằm dưới móng cột ở phía trong mặt
bằng nhà, thì khơng thi công tới mặt đất mà chỉ tới ngang cốt móng (khơng
tính phần bê tơng đầu cọc nhồi phải tẩy bỏ đi sau này). Phần trên chịu lực tốt


14

ngay bên dưới móng của các cọc nhồi này được đặt sẵn các cốt thép bằng thép
hình chờ dài lên trên tới cốt không (cốt nền ngay tại mặt đất). Các cốt thép
hình này là trụ đỡ các tầng nhà hình thành trong khi thi cơng Top-down, nên
nó phải được tính tốn để chịu được tất cả các tầng nhà mà được hồn thành
trước khi thi cơng xong phần ngầm (gồm tất cả các tầng hầm cộng thêm một
số hữu hạn các tầng thuộc phần thân đã định trước).
Tiếp theo đào rãnh trên mặt đất (làm khuôn dầm) dùng ngay mặt đất để
làm khuôn hoặc một phần của khuôn đúc dầm và sàn bê tông cốt thép tại cốt

không. Khi đổ bê tông sàn cốt không phải chừa lại phần sàn khu thang bộ lên
xuống tầng ngầm để (cùng kết hợp với ô thang máy) lấy lối đào đất và đưa đất
lên khi thi công tầng hầm. Sàn này phải được liên kết chắc với các cốt thép
hình làm trụ đỡ chờ sẵn nêu trên và liên kết chắc với hệ tường vây (tường vây
là gối đỡ chịu lực vĩnh viễn của sàn bê tông này). Sau khi bê tông dầm, sàn tại
cốt không đã đạt cường độ tháo dỡ khuôn đúc người ta tiến hành cho máy đào
chui qua các lỗ thang chờ sẵn nêu ở trên, xuống đào đất tầng hầm ngay bên
dưới sàn cốt khơng. Sau đó lại tiến hành đổ bê tông sàn tầng hầm này ngay
trên mặt đất vừa đào tương tự thi công như sàn tại cốt không rồi tiến hành lắp
ghép cốt thép cột tầng hầm lắp khuôn cột tầng hầm và đổ bê tông chúng.
Cứ làm như cách thi công tầng hầm đầu tiên này với các tầng hầm bên
dưới. Riêng tầng hầm cuối cùng thay vì đổ bê tơng sàn thì tiến hành thi cơng
kết cấu móng và đài móng.
Đồng thời với việc thi cơng mỗi tầng hầm, thì trên mặt đất người ta vẫn
có thể thi cơng một hay vài tầng nhà thuộc phần thân như bình thường. Sau
khi thi công xong hết các kết cấu của tầng hầm, người ta mới thi công hệ
thống thang bộ và thang máy lên xuống tầng hầm [1].
Để thi công tầng hầm theo phương pháp từ trên xuống dưới “TopDown” ta cần phải có một hệ cột đỡ tạm cho các sàn tầng hầm. Số lượng cột


15

tạm phải được tính tốn và bố trí hợp lý để sao cho số cột là ít nhất nhưng khả
năng làm việc cao nhất. Số lượng sàn tầng của phần thân ta chọn tối thiểu là 2
sàn trở lên. Ta chọn sao cho khi thi công tiến độ của phần thân và phần ngầm
càng nhịp nhàng càng tốt. Từ số lượng sàn ta chọn để tính tốn cột tạm: thứ
nhất ta chọn lưới cột tạm, từ lưới cột tạm ta xác định được tải trọng mà cột
phải chịu (cho tới khi thi công xong các cột tầng hầm cuối cùng và cột đã đủ
cường độ chịu lực theo tính tốn). Sau đó tính tốn vật liệu để làm cột chống
tạm. Còn cách thứ hai là từ một loại vật liệu cho cột chống tạm cụ thể là ta đi

tính được số lượng cột chống tạm cần thiết. Vật liệu để làm cột chống tạm ở
đây người ta sử dụng loại cột thép hình (H) có gia cường thép góc. Một
phương án nữa cũng được đưa ra là cột ống nhồi bê tông. Cả hai phương án
cột tạm này đều được thi công cùng lúc với cọc khoan nhồi, chúng đều được
giữ lại để làm cột cố định (vĩnh viễn) cho cơng trình.
* Quy trình thi cơng chi tiết của phương pháp Top-down là [1]:
Có hai phương pháp thi cơng sàn tầng hầm:
- Dùng hệ cột chống hầm đã thi công tì lên cọc nhồi để đỡ hệ dầm và
sàn tầng hầm.
- Dùng cột chống tạm (thường dùng trong thực tế là thép hình chữ I có
gia cường đặt vào cọc nhồi, sau khi thi cơng xong thì dỡ bỏ).
Mỗi phương án trên đều có những ưu và nhược điểm của nó để áp dụng
được phải tính tốn một cách chặt chẽ vì chúng liên quan khơng chỉ đến thi
cơng mà cả giải pháp kết cấu.
Thi công tầng hầm theo phương pháp top-down bao gồm các bước cơ
bản sau:
Bước 1: Thi công tường chắn đất.
Bước 2: Đào đất và lắp thanh chống.