Nghiên cứu các giải pháp nâng cao tốc độ thi công phù hợp khi thi công hầm chui trung tâm hội nghị quốc gia bằng phương pháp đào hở

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

NGUYỄN THỊ BÍCH NGỌC
NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO TỐC ĐỘ
THI CÔNG PHÙ HỢP KHI THI CÔNG HẦM CHUI
TRUNG TÂM HỘI NGHỊ QUỐC GIA
BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÀO HỞ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2013


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

NGUYỄN THỊ BÍCH NGỌC
NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO TỐC ĐỘ
THI CÔNG PHÙ HỢP KHI THI CÔNG HẦM CHUI
TRUNG TÂM HỘI NGHỊ QUỐC GIA
BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÀO HỞ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
………

Chun ngành: Xây dựng cơng trình ngầm, mỏ và cơng trình đặc biệt
MÃ SỐ: 60.58.50

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS. TS. ĐÀO VĂN CANH

HÀ NỘI – 2013


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin 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 cơng bố trong bất kỳ
cơng trình nào khác

Hà Nội ngày 10 tháng 4 năm 20 13
Tác giả

Nguyễn Thị Bích Ngọc


MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ
MỞ ĐẦU…………………………………………………………………………...............1
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG HẦM THEO
PHƯƠNG PHÁP HỞ ....…………………….........…………………...…………..5
1.1. Tổng quan về các phương pháp thi công hầm…………………….....…….......5
1.1.1 Phương pháp thi công ngầm........................................................................6
1.1.2 Phương pháp thi công lộ thiên..................................................................... 8
1.2. Phương pháp thi công lộ thiên.......................................................................... 8

1.2.1. Phương pháp thi công hở ............................................................................9
1.2.2.Phương pháp hạ dần ..................................................................................27
1.2.3 Phương pháp hạ chìm ................................................................................28
1.3. Nhận xét chương.............................................................................................. 31
CHƯƠNG 2

TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁPNÂNG CAO TỐC ĐỘ

ĐÀO HẦM............................................................................................................. 32
2.1. Các yếu tố ảnh hường đến tốc độ thi công hầm ..............................................31


2.1.1 Ảnh hưởng địa chất, địa chất thủy văn đến tốc độ đào hầm ......................32
2.1.2 Ảnh hưởng của thiết bị tới tốc độ đào hầm............................................... 35
2.1.3 Ảnh hưởng của công nghệ tới tốc độ thi công hầm ...................................36
2.1.4 Ảnh hưởng của công tác tổ chức lao động tới tốc độ đào hầm .................41
2.2. Các giải pháp nâng cao tốc độ thi công........................................................... 41
2.2.1 Công tác khảo sát thu thập số liệu ban đầu................................................ 42
2.2.2 Giải pháp tổ chức thi công......................................................................... 46
2.2.3 Giải pháp về thiết bị thi công......................................................................48
2.2.4 Công nghệ thi công hầm............................................................................ 50
2.2.5 Xây dựng vỏ chống hầm............................................................................ 52
2.3. Nhận xét chương ..............................................................................................55
CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP PHÙ HỢP NÂNG CAO
TỐC ĐỘ THI CÔNG HẦM CHUI TRUNG TÂM HỘI NGHỊ QUỐC GIA.........57
3.1. Thực trạng thi công hầm chui tại Việt Nam.................................................... 57
3.1.1 Thực trạng thi công hầm chui tại một số đô thị lớn của Việt nam............ 59
3.2 Nghiên cứu lựa chọn giải pháp nâng cao tốc độ thi công hầm chui ................64
3.2.1 Công tác khảo sát thiết kế.......................................................................... 65
3.2.2 Biện pháp tổ chức thi công ........................................................................66

3.2.3 Công nghệ thi công hầm chui.................................................................... 67


3.2.4 Giải pháp máy móc thiết bị........................................................................ 73
3.3. Giải pháp nâng cao tốc độ thi công hầm chui trung tâm hội nghị quốc gia.... 76
3.3.1. Giới thiệu cơng trình hầm chui trung tâm hội nghị quốc gia ...................76
3.3.2 Áp dụng các giải pháp nâng cao tốc độ thi công hầm chui trung tâm hội
nghị quốc gia.......................................................................................................... 79
3.4 Nhận xét chương ..............................................................................................97


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Các yếu tố cấu thành công nghệ thi công ……………………………..…6
Bảng 1.2 Các phương pháp thi công đào hầm………….…………………………. 6
Bảng 1.3 Mức độ sụt lở thành hào……………………………………………..… 10
Bảng 1.4 chiều sâu cho phép đào đất thẳng đứng không cần chống……………...13
Bảng 2.1 So sánh phương thức tường nóc và phương thức tường nền…………..38
Bảng 2.2 Phạm vi sử dụng máy xúc thủy lực theo điều kiện thực tế……………..45
Bảng 2.3 Cơ sở lựa chọn dung tích gầu theo chiều sâu hố móng…………………45
Bảng 3.1 Phân tích các khả năng áp dụng cho biện pháp bảo vệ thành hố đào .…69
Bảng 3.2 Phân loại cấp đất theo phương pháp đào ……………………………....74
Bảng 3.3 Phân loại đất cho máy đào………………………………………….…. 74
Bảng 3.4 Tiến độ thi công hầm trái theo phương pháp tường hào nhồi sử dụng bê
tông đúc sẵn…………………………………………………………..……….…. 84
Bảng 3.5.Tiến độ thi cơng hầm trái theo phương pháp đóng cọc bê tơng cốt thép
………………………………………………………………………………..….. 85
Bảng 3.6.Một số loại gầu của hãng Bachy…………………………………….… 94
Bảng 3.7 Số liệu về một số cơng trình sử dụng cọc xi măng đất………………... 97

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Sơ đồ tổng qt về các phương pháp thi cơng ngầm ………….………... 7
Hình 1.2 Phân nhóm và cách goi các phương pháp thi cơng………………………8
Hình 1.3 Các phương pháp thi cơng lộ thiên ……………………………...……….9
Hình 1.4 Phương pháp đào và bảo vệ hòa trong phương pháp hở …………...…. 11
Hình 1.5 Hào thi cơng có thành nghiê……………………………...……………..12
Hình 1.6 các dạng thiết bị của máy xúc thủy lực……………………………..…..16
Hình 1.7 Sơ đồ các loại máy đào nhiều gầu…………………………………...… 16
Hình 1.8 Quy trình thi cơng bằng phương án tường nóc ………………............... 21
Hình 1.9 Thi cơng bằng phương án tường nền …………………………………...23
Hình 1.10 Các dạng kết cấu tường hào nhồi ………………………………….….25
Hình 1.11 Phương pháp thi công hạ dần ( bê tông đúc sẵn lắp ghép)………... ….27
Hình 1.12 Một số tiết diện ngang cơng trình thi cơng theo phương pháp hạ chìm.29
Hình 1.13 Cơng trình hàm Thủ ……………………………………………….….30
Hình 2.1 Nút giao thơng Kim Liên – Đại Cồ Việt, nơi thường xuyên xảy ra tình
trạng ách tắc…………………………………………………………………….…33
Hình 2.2 Kết cấu tàu điện ngầm bằng bê tơng lắp ghép......................................... 40
Hình 2.3. Sơ đồ đào hào bằng máy đào gàu ngoạm …………………………….. 51
Hình 2.4 Máy đào gàu ngoạm………………………...………………………… 51
Hình 2.5 Xây dựng tường trong đất bằng các tấm panen lắp ghép kết hợp bê tông
đôt tại …………………………………………………………………………..... 53
Hình 3.1Hầm Kim Liên khi hồn thành ………………………………………….60
Hình 3.2 Vết nứt tại hầm Kim ……………………………...…………………… 61
Hình 3.3 Hầm Thủ Thiêm ………………………........…………………………. 62
Hình 3.4 Các đốt hầm Thủ Thiêm ………………………………….…………… 64
Hình 3.5 Các dạng tường kết cấu hào nhồi …………………………………….. 70
Hình 3.6 Kết cấu tường trong đất bằng các panen bê tông cốt thép lắp ghép loại
tấm ………….............…………………………………………………………….72

Hình 3.7 Thi cơng tường dẫn …………………………….……………………….89
Hình 3.8 Đào đất panen hào ở mép thứ nhất …………………...……………….. 90
Hình 3.9 Đào đất panen hào ở mép thứ hai ……………………………..….…… 90
Hình 3.10 Đào đất panen hào ở giữa …………………………………….…….…90
Hình 3.11 Hạ gioăng chống thấm ………………………………………………. 91
Hình 3.12 Gioăng chống thấm …………………………..……………….……… 91
Hình 3.13 Kiểm tra độ sâu và thổi rửa hố đào …………………………….…….. 91
Hình 3.14 Hồn thành panen tường thứ nhất………………………………….… 92
Hình 3.15 Đào panen thứ 2 …………………………………………………...…. 92
Hình 3.16 Hồn thành panen tường thứ hai và đào đất panen tường thứ 3 .…… 92
Hình 3.17 Hồn thành panen tường thứ 3 và đào đất panen tường thứ 4 …….... 93
Hình 3.18 Hoàn thành panen tường thứ 4và đào đất panen tường thứ 5 ………... 93
Hình 3.19 Hồn thành panen tường thứ 5 …...…………………………….……. 93
Hình 3.20 cải tạo nền đất yếu bằng cọc xi măng đất …….. ……………………..93
Hình 3.31 Thiết bị khoan cọc xi măng đất cải tạo nền đất ...……………………. 95
Hình 3.22 Công nghệ xây dụng tường tỏng đất bằng các tấm panen lắp ghép…...98


1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay hầm và các khơng gian ngầm ngày càng đóng vai trị quan trọng
trong hệ thống giao thông hiện đại. Nhiều đô thị đều gặp phải những tồn tại trong
vấn đề giao thông. Tại Việt Nam giao thông đô thị đang gây ra bức xúc lớn trong
xã hội, một bài toán nan giải cho giới quy hoạch,bên cạnh đó giao thơng đơ thi tại
Việt Nam cũng là một rào cản quan trọng trong q trình đơ thị hố và phát triển
kinh tế của đất nước. Kết cấu hạ tầng giao thông cũ khơng cịn đáp ứng được nhu
cầu đi lại và vận chuyển rất lớn và ngày càng gia tăng như hiện nay. Trong bối
cảnh đó việc đưa vào sử dụng khơng gian ngầm là một giải pháp hữu ích. Cơng
trình hầm có nhiều ưu thế so với các loại hình giao thơng khác nhờ sự đi lại nhanh

chóng, tiện lợi, và an toàn cao, nhất là trong trường hợp thiên tai, chiến sự. Có thể
nói giao thơng ngầm là xu thế phát triển tất yếu ở Việt Nam hiện nay cũng như trên
thế giới.
Bên cạnh đó, Việt Nam đang có nhu cầu lớn trong vấn đề phát triển cơ sở
hạ tầng phục vụ cho cơng cuộc cơng nghiệp hố hiện đại hoá đất nước. Sự phát
triển kinh tế xã hội của đất nước gắn liền với xây dựng và phát triển các cơng trình
hạ tầng kỹ thuật đơ thị. Một đơ thị hiện đại phải cần có một hệ thống cơng trình hạ
tầng kỹ thuật nói chung và hạ tầng kỹ thuật ngầm nói riêng hiện đại, đồng bộ và
hồn chỉnh. Ngày với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, con người có thể xây
dựng được hầm trong nhiều điều kiện khác nhau. Hầm đường ô tô đã được xây
dựng tập trung ở thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh. Các hầm đường ơ
tơ được xây dựng và đưa vào sử dụng đã góp phần quan trọng trong việc giải quyết
ùn tắc giao thông và tăng khả năng thông xe quan trọng của các thành phố, giải
quyết tốt bài toán về quỹ đất hạn hẹp, mở ra thêm một không gian cho đô thị hiện
đại. Tuy nhiên, cơng trình ngầm đơ thị được thi cơng trong thành phố, nơi dân tập
trung đơng, q trình thi cơng thường kéo dài, ảnh hưởng rất lớn đến giao thông đi
lại và sinh hoạt của cộng đồng dân cư. Vấn đề đặt ra là ta cần tìm kiếm các giải


2
pháp phù hợp nhằm đẩy nhanh tiến độ thi công, rút ngắn thời gian hồn thành, sớm
đưa cơng trình vào phục vụ, giảm thiểu những ảnh hưởng lên giao thông đô thị.
Bởi vậy, việc nghiên cứu các giải pháp nâng cao tốc độ thi cơng cơng trình ngầm
đơ thị là vấn đề cần thiết hiện nay. Trong phạm vi bản luận văn, tác giả nghiên cứu
tìm kiếm giải pháp nâng cao tốc thi công hầm chui trong đô thị theo phương pháp
đào hở, áp dụng với cơng trình hầm chui trung tâm hội nghị quốc gia. Trên cơ sở
đó, phân tích, tổng hợp. khái quát những giải pháp đẩy nhanh tiến độ thi cơng hầm
chui tại các đơ thị nói chung.
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
Đề tài nghiên cứu nhằm tìm giải pháp phù hợp đầy nhanh tốc đô thi công khi

thi công hầm chui trung tâm hội nghị quốc gia khi thi công bằng phương pháp
đào hở. Đưa cơng trình nhanh chóng hoạt động, giải quyết ách tắc giao thông,
giảm thiểu ảnh hưởng đến giao thông và khơng gian xung quanh, góp phần tích
cực cải thiện khơng gian đô thị.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
Đề tài nghiên cứu về cơng trình hầm chui Trung tâm hội nghị quốc gia thi
công theo phương pháp đào hở, từ đó đề xuất các giải pháp đẩy nhanh tiến độ thi
công hầm chui theo phương pháp hở.
4. Nội dung nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu của đề tài luận văn bao gồm:
- Tổng quan các phương pháp thi công hầm theo phương pháp hở
- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ đào hầm
- Nghiên cứu lựa chọn các giải pháp nâng cao tốc độ đào hầm phù hợp khi thi
công bằng phương pháp hở
- Áp dụng giải pháp nâng cao tốc độ đào hầm chui trung tâm hội nghị quốc gia.


3
5. Phương pháp nghiên cứu
Đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu tổng hợp: Thu thập tài liệu, phân
tích đánh giá và nghiên cứu đề xuất giải pháp hợp lí

6. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Việc nghiên cứu đầy nhanh tốc độ thi công có ý nghĩa lớn trong giao thơng đơ
thị. Cơng trình hầm chui được hồn thành sớm góp phần vào hệ thống giao thông
đô thị hiện đại, mở ra bộ mặt mới cho đơ thị. Bên cạnh đó, nó cũng thể hiện sự
phát triển rõ nét trong công nghệ xây dựng nói chung, cũng như xây dựng cơng
trình ngầm nói riêng.
 Ý nghĩa khoa học của đề tài
Đề tài đã nghiên cứu lựa chọn và đề xuất giải pháp thi công hợp lí khi thi cơng

hầm chui trung tâm hội nghị quốc gia.
 Ý nghĩa thực tiễn cuả đề tài
Kết quả nghiên cứu của đề tài luận văn góp phần định hướng cho đơn vị thi
cơng và các nhà quản lí khi thi công hầm chui.
7. Cấu trúc luận văn
Luận văn được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Đào Văn Canh,
với cấu trúc bao gồm: Phần Mở đầu, 3 chương, Phần Kết luận và Kiến nghị.
- Hình vẽ: 40 hình vẽ
- Bảng biểu: 12 bảng

Qua đây, Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Đào Văn Canh,
người đã giành nhiều sự quan tâm, giúp đỡ, hướng dẫn Tác giả trong suốt thời gian


4
thực hiện bản luận văn này.Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các
thầy, các cô trong Bộ mơn Xây dựng cơng trình ngầm và mỏ, Trường Đại học Mỏ Địa chất, cũng như các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ tác giả trong q trình hồn
thành luận văn tốt nghiệp của mình.


5
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG HẦM
THEO PHƯƠNG PHÁP HỞ
1.1. Tổng quan về các phương pháp thi cơng hầm
Ngày nay, trong thành phố nhiều loại cơng trình ngầm được phát triển và
xây dựng nhằm đáp ứng nhiều yêu cầu và mục tiêu sử dụng khác nhau. Hệ thống
cơng trình ngầm mang lại cho các thành phố những hình ảnh và hiệu quả tốt về
cảnh quan, mơi trường, đồng thời tăng quỹ đất cho các cơng trình kiến trúc trên
mặt đất, phát huy được tiềm năng dồi dào của khoảng khơng gian ngầm, góp phần

mang lại những hiệu quả kinh tế trước mắt và lâu dài.
Nói chung các cơng nghệ thi cơng cơng trình ngầm rất phong phú và đa dạng,
chúng là tổ hợp khá linh hoạt của nhiều giải pháp kỹ thuật và sơ đồ công nghệ khác
nhau. Mỗi công nghệ thi công là tổ hợp của các yếu tố, các giải pháp kỹ thuật cơ
bản :
- Phương pháp và kỹ thuật đào hay tách bóc đất đá
- Phương pháp và kỹ thuật bảo vệ trong khi thi công
- Sơ đồ đào hay sơ đồ thi công trên gương.
Lựa chọn phương pháp thi cơng cơng trình ngầm phù hợp đóng vai trị quan
trọng, và phụ thuộc nhiều vào các yếu tố địa chất,địa chất thủy văn, địa cơ học…
Dựa theo khơng gian thi cơng có thể phân ra hai nhóm chính:
- Các phương pháp thi cơng lộ thiên
- Các phương thi công ngầm

\


6
Bảng 1.1 Các yếu tố cấu thành công nghệ thi cơng
Sơ đồ đào

Phương pháp đào

Mục tiêu bảo vệ

- Đào tồn gương

- Khoan nổ mìn

- Bảo vệ thành hố đào, sườn hầm

- Đào chia gương

- Máy đào hầm

- Chống đỡ, ổn định gương đào

- Máy xúc bốc

- Bảo vệ nóc cơng trình

- Rửa lũa ( sức nước, - Giảm sụt lún
khí nén)

- Chống nước xâm thực

Bảng 1.2 Các phương pháp thi công đào hầm
Đá rắn cứng

Đá bở rời/đất

Độ bền

Độ bền

Độ bền

cao

trung bình

thấp

Đất dính

Đất rời

Đất chảy

Khoan-nổ mìn
Máy đào tồn gương (máy khoan hầm (Tunnel Boring MachineTBM), máy khiên đào (Shield Machine - SM)
Máy đào từng phần gương, máy cắt từng phần
(Roadheader-RH)
Đào bằng các máy xúc bốc- máy xúc tay gầu
Đào bằng rửa lũa (sức
nước, khí nén)

1.1.1 Phương pháp thi cơng ngầm
Tồn bộ kết cấu cơng trình ngầm được thi cơng lắp dựng trong điều kiện kín nóc
hoặc lộ nóc nhưng tỷ lệ diện tích phần nóc lộ rất nhỏ so với tổng diện tích khối đất
đá xung quanh cơng trình ngầm. Có nhiều phương thức thi công theo phương pháp
ngầm được phát triển và áp dụng hiện nay.


7
Phương pháp ngầm thi công xây
dựng công trình ngầm

Sơ đồ đào
+ Ton tit din.

+ Chia gng.

Phương pháp khai đào
+ Khoan nổ mìn.
+ Máy đào hầm.
+ Nén ép ống (vỏ chống)

ph­¬ng pháp bảo vệ và chống giữ
Bin phỏp thc hin
trc khi đào
+ Các biện pháp gia cố, neo,
khiên vòm lưỡi dao.
+ Sử dụng khiên kín

Biện pháp thực hiện sau
khi đào
+ Neo.
+ Bêtông phun.
+ Khung gỗ thép.
+ Vỏ bêtông đổ tại chỗ

mét số phương pháp hiện hành
+ Phng phỏp thi cụng bng vịm chống
lưỡi dao.
+ Phương pháp khiên kín.
+ Phương pháp Koler

+ Phương pháp thi công hầm mới của áo.
+ Phương pháp xây dựng theo vành
khuyên với kết cấu thép.

+ Các phương pháp xây dựng kinh điển
(nhân đỡ của Đức, phương pháp đón đỡ
của Bỉ, Anh, áo cũ)

HÌNH 1.1 SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG NGẦM


8

Các phương pháp thi
công

Phương pháp thi công
thông thường

khoannổ mìn

máy đào
xúc,xới

Phương pháp thi công
bằng máy

máyđào
lò RH

máy khoan
hầm TBM

hở

có
khiên

máy khiên
đào SM

đào toàn
gương

đào từng
phần gương

HèNH 1.2 PHN NHểM V CCH GI CC PHNG PHÁP THI CƠNG

1.1.2 Phương pháp thi cơng lộ thiên
Theo phương pháp này, toàn bộ hay một bộ phận của kết cấu cơng trình
ngầm được thi cơng lắp dựng trong điều kiện lộ nóc, với chi phí thấp hơn, đơn
giản, ít rủi ro hơn phương pháp thi công ngầm. Nhưng phương pháp này địi hỏi
hiện trường thi cơng rộng. Trước khi thi công cần tháo lắp, chuyển rời hệ thống
cáp ngầm… gây ảnh hưởng đến sinh hoạt bình thường, gây ách tắc giao thơng. ( sẽ
trình bày cụ thể trong mục 1.2)
1.2. Phương pháp thi công lộ thiên
Phương pháp thi công lộ thiên có thể thực hiện với độ sâu khá lớn, thường từ
12 đến 50 mét. Độ sâu giới hạn này phụ thuộc vào các yếu tố: Chất lượng của vật
liệu xây dựng; Chất lượng và khả năng hoạt động của máy móc thi cơng; Giá thành
vật liệu, trang thiết bị kỹ thuật. Phương pháp thi công lộ thiên phát triển mạnh và
hồn chỉnh về cơng nghệ, và được phân ra các phương thức sau:
- Phương thức thi công hở
- Phương thức thi công hạ dần

9
- Phương thức thi cơng hạ chìm

HÌNH 1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CƠNG LỘ THIÊN

1.2.1. Phương pháp thi cơng hở
Trong các phương pháp thi cơng cơng trình ngầm đơ thị thì phương pháp thi
cơng hở là phương pháp thi cơng kinh tế nhất để thi cơng các cơng trình ngầm
trong những điều kiện cho phép. Tuy nhiên với năng lực và kinh nghiệm cịn hạn
chế, thì việc nghiên cứu và áp dụng hiệu quả các phương pháp trên cơ sở các kinh
nghiệm đã đúc rút được ở trong và ngoài nước sẽ đóng vai trị tích cực cho giải
pháp kỹ thuật và công nghệ hợp lý.
Theo phương pháp thi công hở, đầu tiên đào hào từ trên mặt đất, sau đó thi
cơng kết cấu CTN trong lịng hào (hố) đào và cuối cùng lại phủ đất hay vật liệu
phủ lên cơng trình ngầm. Kết cấu cơng trình ngầm thường được xây dựng từ đáy
hào đào hay ít nhất là tường và nóc của cơng trình ngầm, sau đó các cơng việc khác
có thể thực hiện ngầm. Phương pháp thi cơng hở có hai yếu tố quan trọng là:
- Hào hay hố đào với các giải pháp và phương tiện bảo vệ;
- Kết cấu của cơng trình ngầm.


10
Khi thi công theo phương thức hở phải đặc biệt chú ý đến điều kiện đất nền
và mực nước ngầm vì chúng có ảnh hưởng đến độ ổn định của thành hào
Bảng 1.3 Mức độ sụt lở thành hào
Tên đất

Mức độ sụt lở của thành hào

Trong hào khơng có nước ngầm

Trong hào có nước ngầm

Đất sét

Ổn định trong thời gian dài

Thường không bị sụt lở

Đất cát bột

Thường không bị sụt lở

Rất ít sụt lở

Cát có đất Rất ít sụt lở

Sụt lở

bột
Cát mịn

Sụt lở

Tính năng của dung dịch sét
nếu kém sẽ sụt lở

Cát thơ

Tính năng của dung dịch sét nếu Thành hào phải thêm chống
kém sẽ sụt lở

Sỏi cát

ngang

Thành hào phải thêm chống ngang Bắt buộc phải có biện pháp
giữ ổn định thành hào

Sỏi cuội

Bắt buộc phải có biện pháp giữ ổn Bắt buộc phải có biện pháp
định thành hào

giữ ổn định thành hào

Hào có thể được thi cơng với thành hào nghiêng hoặc thẳng đứng tùy theo
điều kiện mặt bằng thi công, thành hào đứng thường dùng thi công công trình
ngầm trong thành phố. Kết cấu bảo vệ thành hào có thể được thu hồi sau khi thi
cơng kết cấu cơng trình ngầm nhưng cũng có thể được giữ lại làm một bộ phận
quan trọng của kết cấu cơng trình ngầm. Thành hào hay hố đào có thể được bảo vệ
bằng các phương tiện và giải pháp khác nhau, tuỳ thuộc vào điều kiện thi công cụ
thể. Dựa vào phương thức bảo vệ, hay giữ ổn định hào có thể phân ra các nhóm
phương thức thi cơng như trên hình 1.4


11

HÌNH 1.4 PHƯƠNG THỨC ĐÀO VÀ BẢO VỆ HÀO TRONG PHƯƠNG PHÁP HỞ

1.2.1.1 Hào đào thành nghiêng
Hào đào nghiêng được áp dụng khi mặt bằng thi công rộng, thành và nền hố
móng có thể khơng cần chống giữ khi góc dốc của mái hố móng bằng hoặc nhỏ
hơn trị số góc dốc tự nhiên của đất tại đó. Hào được bảo vệ bằng lưới thép và bê
tông phun hoặc thép hình cũng như tấm bê tơng cốt thép kết hợp neo hoặc kết hợp
các loại kết cấu đó. Độ nghiêng của thành hào phụ thuộc vào loại đất nền. Góc
nghiêng thường nhỏ hơn 45º khi khối đất nền là đất rời hoặc dính kết yếu, với đất
dính cứng hoặc nửa cứng có thể để góc dốc đến 60º và khi gặp đá rắn có thể để góc
dốc đến 80º


12

HÌNH 1.5 : HÀO THI CƠNG CĨ THÀNH
NGHIÊNG

a) dạng có bờ dốc thơng thường,
b) dạng có thành thẳng phần dưới,
áp dụng khi mực nước ngầm
thấp
c) dạng có thành thẳng phần trên
(áp dụng trong điều kiện tương tự
kiểu a.
Khi thi công theo phương pháp thành hào nghiêng cần chú ý:
- Khoảng khơng gian thi cơng thơng thống lớn hơn,
- Làm tăng khối lượng đào, bốc, vận chuyển,
- Bãi chứa trung gian và khối lượng lấp đầy lớn
- Đòi hỏi phạm vi hoạt động rộng hơn của các phương tiện thi công.
Khi hào có độ sâu lớn, lực tác dụng lên thành hào cao, điều kiện khối đất

nền cũng như điều kiện thuỷ văn phức tạp cần có những giải pháp giữ ổn định các
thành hào, tránh trượt. Để bảo vệ bờ dốc có thể sử dụng các phương pháp chống
giữ, gia cường đất đá bằng tông phun, vữa bê tông, neo chốt, vải địa kỹ thuật hoặc
các phương pháp hoá học. Khi hào có thời gian tồn tại phục vụ xây dựng dài cần
có các giải pháp thốt nước mặt, nước ngầm. Khi hào nằm sâu dưới mực nước
ngầm cần thực hiện cơng tác thốt nước theo các giếng khoan có hệ thống.
1.2.1.2 Hào đào thành thẳng đứng
a. Hào đào thành thẳng đứng với kết cấu tường bảo vệ được thu hồi
Trong thực tế khi đào hào nghiêng việc đào đất theo độ dốc tự nhiên làm
tăng khối lượng đào cũng như lấp đất hồn trả; cần có những cơng trình cần bảo vệ


13
quanh khu vực thi công…Khi các điều kiện địa kỹ thuật, cũng như mặt bằng thi
công không cho phép, hố móng có chiều sâu khơng lớn, đào trong điều kiện đất có
độ kết dính tốt, ổn định… ta nên đào hào với thành thẳng đứng. Chiều sâu cho
phép đào đất thẳng đứng không gây sụt lở xác định theo công thức (1-1)



1 
4c
htd  
 q

 
 0


 K tg  45  2 





(1-1)

trong đó:
htd - chiều sâu cho phép đào đất thẳng đứng không cần chống, m;
; c;  - trọng lượng riêng, lực dính kết, góc ma sát trong của đất;
K - hệ số an toàn (1,5 ÷ 2,5);
q - tải trọng tác dụng lên mặt đất.
Bảng 1.4 chiều sâu cho phép đào đất thẳng đứng không cần chống
Loại đất

htd

đất cát lẫn sỏi sạn

 1m

đất pha cát

 1,25m

đất thịt, đất sét

 1,5m

đất thịt, đất sét chắc

 2m

Trong trường hợp chiều sâu hố móng lớn hơn giá trị htd cho phép thì phải áp
dụng ngay biện pháp giữ ổn định thành, nền hố móng để tránh sụt lở hay bùng nền
sau khi đào. Trình tự cơng việc khi thi công theo phương thức hào đào thành thẳng
đứng với kết cấu bảo vệ được thu hồi bao gồm các phần việc và theo trình tự sau:


14

- Dọn dẹp, san gạt chuẩn bị mặt bằng;
- Thi cơng đóng cọc cừ vào nền đất dọc theo hướng tuyến dự kiến đặt cơng
trình ngầm;
- Đào đất trong hố móng đã được bảo vệ bằng các thiết bị thi công lộ thiên;
- Gia cố giữ ổn định hệ thống cọc cừ bằng ván chèn, neo, giằng hay văng
tăng sức (nếu cần) đồng thời với quá trình đào đất;
- Thi công đổ bê tông nền, lắp cốp pha đổ bê tơng kết cấu cơng trình (nếu là
bê tơng tồn khối) hoặc lắp ghép các cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn (nếu là cấu
kiện đúc sẵn).
- Thi công lớp chống thấm (xử lý mối nối, bơm chèn bê tông vào phía sau vỏ
chống, phun trát vữa chống thấm mặt trong, v..v…)
- Hồn thiện cơng trình;
- Lấp đất hồn trả mặt bằng;
- Kéo rút cọc cừ.
Trong q trình thi cơng đào hào, nếu đáy hố móng nằm dưới mực nước
ngầm hoặc thi cơng trong mùa mưa thì phải áp dụng đồng thời các biện pháp tiêu
nước trong hố móng để đảm bảo hố móng khơ ráo tạo điều kiện thuận lợi cho thi
công và độ ổn định chung của hố móng. Khi đào hào thẳng đứng, ta phân ra hai
trường hợp
- Sơ đồ thi cơng khơng có khoảng hở giữa thành hào và kết cấu cơng trình

- Sơ đồ thi cơng có khoảng hở giữa thành hào và kết cấu cơng trình
* Phương án khơng có khoảng hở
Phương án này áp dụng khi điều kiện đất nền tương đối ổn định, kết cấu bảo
vệ thành hào khơng cần có kết cấu chống giữ bổ sung. Theo đó thành hào được bảo
vệ bằng tường bảo vệ chống đỡ theo phương thẳng đứng hoặc gia cường theo


15
phương nằm ngang kết hợp neo. Tường bao gồm cọc tựa chịu tải, được ép từ trên
xuống và các ván chèn (tường cọc- ván chèn).
Vì thành hào và kết cấu cơng trình sát nhau nên các cọc bị lệch nghiêng
khơng thể rút ra mà không gây phá hủy hay tổn hại đến kết cấu cũng như lớp cách
nước. Tấm chèn bằng thép chỉ được sử dụng khi gặp điều kiện thuỷ văn và đất nền
phức tạp, nhằm ngăn hiện tượng đất chảy và sụt lún các cơng trình xây dựng lân
cận.
* Phương án có khoảng hở
Phương án có khoảng hở địi hỏi phải có kết cấu gia cố bổ sung cho tường
bảo vệ thành. Phương án này có đặc điểm sau:
- Rút cọc không ảnh hưởng đến kết cấu của cơng trình,
- Có thể thu hồi cả ván chống bằng gỗ,
- Sau khi thu hồi, tường khoảng hở được lấp đầy bằng cát và làm chặt,
- Có thể lắp lớp bảo vệ bằng đá hoặc bê tông,
- Nước chảy vào từ các lớp có thể bơm dễ dàng nhờ khoảng hở.
Trong điều kiện thi cơng cơng trình ngầm đơ thị ở một số đô thị lớn tại Việt
Nam với mặt bằng thi công nhỏ hẹp nên thi công tường hào thẳng đứng là khá hợp
lí. Bởi vậy trong phạm vi luận văn sẽ đề cập tới phương pháp thi công tường hào
đứng
1. Cơng tác đào hố móng
Hiện nay thi cơng hố móng bằng phương pháp cơ giới có rất nhiều loại máy
đào khác nhau: máy xúc thuỷ lực (gầu thuận, gầu nghịch), máy đào nhiều gầu, máy

cạp đất, máy ủi, v..v… Lựa chọn máy thi công phụ thuộc phụ thuộc nhiều vào điều
kiện địa kỹ thuật, vào loại đất, điều kiện mặt bằng thi cơng, kích thước hố, chiều
cao mực nước ngầm, các phương tiện thi cơng sẵn có. Để đào đất hố móng đặt
cơng trình ngầm đơ thị có ba dạng máy thi công cơ giới chủ yếu: Máy xúc thuỷ
lực; Máy cạp đất; Máy ủi.
- Máy xúc thuỷ lực


16
Có thể được sử dụng rộng rãi để đào đất ở trên khô hay dưới mực nước
ngầm. Máy xúc thuỷ lực đều có những động tác trong một chu kỳ công tác giống
nhau: đào và nâng gầu, quay đến chỗ đổ, đổ và quay lại vị trí đào, hạ gầu để tiếp
tục đào. Thiết bị di chuyển của máy xúc thuỷ lực có thể là bánh xích hoặc bánh hơi

HÌNH 1.6 CÁC DẠNG THIẾT BỊ CỦA MÁY XÚC THỦY LỰC

a - Gầu thuận; b - Gầu nghịch; c - Gầu dây; d - Gầu ngoạm; e - Gầu bào.
- Máy cạp (Scraper)
Là một loại máy làm đất vạn năng dùng để đào, vận chuyển, đổ và san đất
thành từng lớp. Quá trình làm việc của máy bao gồm: cắt đất, vận chuyển, đổ và
san đất, quay về chỗ đào.
HÌNH 1.7: SƠ ĐỒ
CÁC LOẠI MÁY
ĐÀO NHIỀU
GẦU

a) loại guồng
xích;
b) loại quay
trịn

Khi thi cơng đất, đường đi của máy cạp có thể tổ chức theo hai phương pháp:
đi dọc và đi ngang tuyến cơng trình. Đi dọc tuyến cơng trình: dựng để thi cơng các
cơng trình chạy theo tuyến dài. Máy cạp làm việc trực tiếp trên đất cấp I và II, đối