Nghiên cứu các biện pháp đảm bảo an toàn cho bờ hố móng chung cư nhà cao tầng khu đo thị mới xa la hà đông hà nội

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

PHẠM ANH TUẤN

NGHIÊN CỨU CÁC BIỆN PHÁP
ĐẢM BẢO AN TỒN CHO BỜ HỐ MĨNG CHUNG CƯ NHÀ
CAO TẦNG - KHU ĐÔ THỊ MỚI XA LA - HÀ ĐÔNG - HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2013


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố
trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Hà nội, ngày tháng năm 2013
Tác giả

Phạm Anh Tuấn


LỜI CẢM ƠN
Để thực hiện thành cơng, cơng trình nghiên cứu này. Tác giả đã được
sự chỉ dẫn tận tình của các Thầy Cô trong Trường đại học Mỏ - Địa chất và
đặc biệt là các Thầy trong Bộ môn Xây dựng cơng trình ngầm và mỏ.
Tác giả xin bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến thầy giáo
GS.TS. Võ Trọng Hùng đã hết lòng quan tâm, giúp đỡ, hướng dẫn tạo mọi

điều kiện để tác giả hồn thành cơng việc nghiên cứu đề tài khoa học của mình.
Xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo trường đại học Mỏ - Địa chất,
khoa Sau Đại học và các Thầy trong Bộ mơn Xây dựng cơng trình ngầm và
mỏ đã tạo điều kiện cho tác giả hoàn thành khố học của mình.
Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo Công ty Cổ Phần tư vấn
Sông Đà, Phịng chun ngành nơi tác giả cơng tác đã tạo điều kiện cho tác
giả trong suất quá trình tham gia khố học vừa qua.
Tác giả xin bày tỏ lịng cảm ơn chân thành đến người thân, các bạn bè
đồng nghiệp đã khích lệ, động viên và giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học
tập và thực hiện luận văn!


MỤC LỤC
TRANG PHỤ BÌA
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG BIỂU
DANH MỤC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ
MỞ ĐẦU........................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................... 1
2. Lý do chọn đề tài..................................................................................... 1
3. Mục đích nghiên cứu đề tài..................................................................... 2
4. Phạm vi nghiên cứu đề tài....................................................................... 2
5. Nội dung nghiên cứu của đề tài .............................................................. 2
6. Phương pháp nghiên cứu đề tài............................................................... 2
7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................ 3
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN CHUNG VỀ BỜ HỐ MĨNG CÁC NHÀ CAO
TẦNG .............................................................................................................................4
1.1. Vai trị và đặc điểm của bờ hố móng các nhà cao tầng........................................4

1.1.1. Hình dạng bờ hố móng.................................................................. 4
1.1.2. Hình thức chống giữ bờ hố móng ................................................. 5
1.2. Sự cố đối với bờ hố móng..............................................................................................5
1.3. Nguyên nhân dẫn đến sự cố bờ hố móng.................................................................6
1.3.1. Vấn đề khảo sát hố móng.............................................................. 7
1.3.2. Vấn đề thiết kế hố móng ............................................................... 8
1.3.3. Vấn đề thi cơng hố móng xây dựng .............................................. 9
1.4. Xử lý sự cố bờ hố móng ...............................................................................................11
1.5. Tình hình xây dựng bờ hố móng các nhà cao tầng tại thành phố Hà Nội hiện
nay........................................................................................................................................11


1.6. Nhận xét chương 1........................................................................................................12
CHƯƠNG 2:CÁC BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO AN TỒN CHO BỜ HỐ MĨNG
CHUNG CƯ NHÀ CAO TẦNG .............................................................................13
2.1. Biện pháp gia cố đất nền khu vực thi cơng hố móng ..........................................13
2.1.1. Chất tải gia cố đất nền................................................................. 13
2.1.2. Phun phụt vữa gia cố đất nền ...................................................... 13
2.1.3. Phương pháp gia cố silic hóa ...................................................... 13
2.1.4. Phương pháp đóng băng nhân tạo............................................... 14
2.2. Biện pháp làm khơ bờ hố móng................................................................................14
2.3. Biện pháp chống giữ bờ hố móng.............................................................................17
2.3.1. Sử dụng hệ thép hình kết với ván gỗ lát ngang........................... 18
2.3.2. Sử dụng tường cừ thép ................................................................ 19
2.3.3. Giữ ổn định bờ hố đào bằng cọc đổ tại chỗ ................................ 20
2.3.4. Sử dụng tường chắn cọc trộn xi măng - đất................................ 21
2.3.5. Sử dụng tường vây bê tông cốt thép đổ tại chỗ .......................... 22
2.3.6. Sử dụng neo trong đất - neo cáp ................................................. 25
2.5. Nhận xét chương 2........................................................................................................26
CHƯƠNG 3: BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO AN TỒN CHO BỜ HỐ MĨNG

CÁC CHUNG CƯ CAO TẦNG, KHU ĐÔ THỊ MỚI XA LA - HÀ ĐƠNG HÀ NỘI ........................................................................................................................28
3.1. Giới thiệu tóm tắt quy mô dự án Xa La - Hà Đông - Hà Nội ...........................28
3.2. Điều kiện địa chất - đất nền tại Thành Phố Hà Nội và khu vực đô thị Xa La
...............................................................................................................................................30
3.2.1. Tóm tắt điều kiện địa chất - đất nền tại Thành Phố Hà Nội ....... 30
3.2.2. Khảo sát địa chất tại khu vực trong khu đô thị mới Xa La......... 32
3.3. Phân tích các điều kiện để đưa ra biện pháp đảm bảo an toàn.......................34
3.4. Giải pháp lựa chọn - tường liên tục trong đất.......................................................35
3.5. Biện pháp thi công tường trong đất.........................................................................35


3.6. Các phương pháp tính tường liên tục trong đất đang được áp dụng…… . 37
3.6.1. Phương pháp giải tích (phương pháp Sachipana - Nhật)............ 39
3.6.2. Tính tốn tường liên tục trong đất theo phương pháp đàn hồi ... 41
3.6.3. Phương pháp tính lực trục thanh chống, nội lực thân tường biến
đổi theo q trình đào móng ............................................................... 43
3.6.4. Phương pháp phần tử hữu hạn - Phương pháp gia số ................. 46
CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CHO CƠNG TRÌNH NHÀ CT4 ..50
4.1. Cơng trình nhà CT4 - Trong khu đô thị mới Xa La...........................................50
4.2. Các dạng tải trọng và cách xác định ................................................ 51
4.3. Tính tốn kết cấu tường vây trong đất nhà CT4 trong giai đoạn
thi công..............................................................................................................................53
4.4. Kết quả tính tốn thử nghiệm....................................................................................64
4.5. Kiểm nghiệm tính tốn cho trường hợp bất lợi....................................................64
4.5.1. Trường hợp 1 - Thay đổi chiều sâu ngàm của tường vào trong đất . 64
4.5.2. Trường hợp 2 -Thay đổi chiều dày của tường ............................ 68
4.5.3. Trường hợp 3: Thay đổi vị trí mực nước ngầm. ......................... 72
4.6. Phân tích đánh giá các trường hợp khảo sát.........................................................76
4.7. Nhận xét chương 4........................................................................................................78
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..................................................................................79

1. Kết luận ................................................................................................ 79
2. Kiến nghị .............................................................................................. 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................81


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng1.2. Thống kê các nguyên nhân gây ra sự cố bờ hố móng ................... 10
Bảng1.3. Thống kê một số nhà cao tầng với hố móng sâu ........................... 12
Bảng 2.1. Các giải pháp tương ứng với chiều sâu hố đào ............................ 18
Bảng 3.1. Cấu tạo địa tầng Thành phố Hà Nội ............................................. 30
Bảng 3.2. Các dạng nền tự nhiên trong khu vực thành phố Hà Nội ............. 31
Bảng 3.3. Một số loại gầu thùng của hãng Bachy ........................................ 36
Bảng 4.1. Bảng tải trọng và tác động............................................................ 53
Bảng 4.2. Đặc trưng vật liệu của lớp đất 2.................................................... 54
Bảng 4.3. Đặc trưng vật liệu của lớp đất 3.................................................... 55
Bảng 4.4. Đặc trưng vật liệu của lớp đất 4.................................................... 55
Bảng 4.5. Đặc trưng vật liệu của lớp đất 5.................................................... 56
Bảng 4.6. Đặc trưng vật liệu của lớp đất 6.................................................... 56
Bảng 4.7. Đặc trưng vật liệu của lớp đất 7.................................................... 57
Bảng 4.8. Đặc trưng vật liệu của tường chắn................................................ 57
Bảng 4.9. Đặc trưng vật liệu của thanh chống ............................................. 57
Bảng 4.10. Giá trị chuyển vị lớn nhất của tường .......................................... 67
Bảng 4.11. Giá trị chuyển vị lớn nhất của tường khảo sát với trường hợp2. 71
Bảng 4.12. Giá trị chuyển vị lớn nhất của tường trường hợp 3. ................... 75


DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Ba hình thức thiết kế bờ hố móng..................................................... 4
Hình 2.1. Sử dụng rãnh và hố thu nước để thốt nước ................................... 15
Hình 2.2. Hạ mực nước ngầm bằng ống kim lọc ............................................ 16

Hình 2.3. Hạ mực nước ngầm bằng phương pháp điện thấm ......................... 17
Hính 2.4. Năm loại tường cừ chống giữ bờ hố móng ..................................... 17
Hình 2.5. Chắn giữ bờ hố móng bằng tường liên tục trong đất ...................... 23
Hình 2.6. Giữ ổn định thành hố đào bằng neo cáp trong đất .......................... 26
Hình 3.2. Hình ảnh về gầu đào và gầu phá để thi cơng tường........................ 36
Hình 3.3. Sơ đồ phân bố thực tế áp lực đất.................................................... 37
Hình 3.4. Sơ đồ tính tốn theo phương pháp Sachipana................................. 40
Hình 3.5. Sơ đồ tính tốn theo phương pháp đàn hồi ..................................... 42
Hình 3.6. Sơ đồ tính tốn theo phương pháp tính lực trục thanh chống......... 44
Hình 3.7. Một số cơng trình tính bằng phần mềm Plaxis ............................... 49
Hình 4.1. Hình vẽ phối cảnh tồ nhà CT4 - Khu đơ thị Xa La....................... 50
Hình 4.2. Hình vẽ hố móng nhà CT4 - Khu đơ thị Xa La. ............................ 51
Hình 4.3. Sơ đồ tính tốn ............................................................................... 58
Hình 4.4. Các giai đoạn tính tốn.................................................................... 58
Hình 4.5. Chuyển vị ngang và mômen của tường giai đoạn 1........................ 59
Hình 4.6. Chuyển vị ngang và mơmen của tường giai đoạn 2........................ 60
Hình 4.8. Chuyển vị ngang và mơmen của tường giai đoạn 4........................ 62
Hình 4.9. Chuyển vị ngang và mơmen của tường giai đoạn 5........................ 63
Hình 4.10. Sơ đồ tính tốn cho trường hợp 1.................................................. 65
Hình 4.11. Q trình tính tốn cho trường hợp 1 qua các giai đoạn............... 65
Hình 4.12. Chuyển vị ngang và mơmen của tường ........................................ 66
Hình 4.13. Biểu đồ quan hệ giữa chiều sâu và chuyển vị ngang của tường. .. 68
Hình 4.14. Sơ đồ tính tốn cho trường hợp 2.................................................. 69


Hình 4.15. Q trình tính tốn cho trường hợp 2 qua các giai đoạn............... 69
Hình 4.16. Giá trị lớn nhất chuyển vị ngang và mômen của tường................ 70
trường hợp 2. ................................................................................................... 70
Hình 4.17. Biểu đồ quan hệ giữa chiều dày và chuyển vị ngang của tường... 72
Hình 4.18. Sơ đồ tính tốn cho trường hợp 3.................................................. 73

Hình 4.19. Q trình tính tốn đối với trường hợp 3 qua các giai đoạn. ........ 73
Hình 4.20. Giá trị lớn nhất chuyển vị ngang và mơmen của tường................ 74
Hình 4.21. Biểu đồ quan hệ giữa vị trí mực nước ngầm và............................ 76
chuyển vị ngang của tường. ............................................................................ 76
Hình 4.22. Hình ảnh cơng trình hoàn thành đi vào sử dụng khai thác ........... 78


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm gần đây nhiều nhà cao tầng có từ 1÷5 tầng hầm, hầm
giao thông ngầm đã và đang được xây dựng ở Hà Nội đã làm thay đổi cơ bản
bộ mặt của thành phố, không những thể hiện sự phát triển kinh tế-xã hội của
Thủ đơ mà cịn thể hiện sự phát triển công nghệ xây dựng. Khai thác không
gian ngầm giải quyết được nhiều vấn đề kinh tế - xã hội, đất đai xây dựng đô
thị, môi trường… Xây dựng cơng trình ngầm đang trở thành một xu hướng tất
yếu trong xây dựng các đô thị hiện đại.
Thành phố Hà Nội nằm ở vùng đồng bằng châu thổ Sông Hồng, trên
nền trầm tích địa chất Đệ Tứ có điều kiện địa chất cơng trình - địa chất thuỷ
văn tương đối phức tạp. Nằm gần bề mặt đất chủ yếu là các lớp đất mềm yếu,
thêm vào đó Hà Nội là thành phố cổ 1000 năm tuổi với nhiều cơng trình thấp
tầng có kết cấu yếu trong khi đó mật độ xây dựng ngày một tăng. Vì vậy việc
đảm bảo an tồn cho bờ hố móng các nhà cao tầng xây dựng trong thành phố
là vấn đề cấp thiết.
2. Lý do chọn đề tài
Chất lượng cơng trình là một vấn đề rất quan trọng Bộ xây dựng đã ban
hành bản Quy định quản lí chất lượng cơng trình xây dựng, trong đó chỉ rõ
những u cầu nhằm đảm bảo an tồn và chất lượng cho cơng trình đặc biệt là
các bờ hố móng với hố đào sâu. Trong thực tế xây dựng, những vấn đề chất

lượng và sự cố cơng trình thường dễ xảy ra, nếu biết coi trọng và có biện pháp
ngăn ngừa, xử lí sẽ làm giảm thiểu rất nhiều những rủi ro, tổn thất về người và
của, chất lượng cơng trình được đảm bảo. Là một người kỹ sư xây dựng cơng
trình ngầm làm trong cơng tác thiết kế bản thân tơi cũng mong muốn tìm hiểu
học hỏi để nâng cao trình độ trong nghề nghiệp, chun mơn của mình cũng
như góp một phần nhỏ bé vào cơng cuộc xây dựng phát triển đất nước. Đó


2
chính là lý do quan trọng để tơi chọn đề tài “Nghiên cứu các biện pháp đảm
bảo an toàn cho bờ hố móng chung cư nhà cao tầng - khu đô thị mới Xa La Hà Đông - Hà Nội”.
3. Mục đích nghiên cứu đề tài
Trên cơ sở khảo sát nghiên cứu các điều kiện địa chất, vấn đề xây dựng
trong khu vực. Đưa ra một giải pháp cụ thể để nâng cao chất lượng cũng như
đảm bảo an toàn cho bờ hố móng chung cư nhà cao tầng - khu đô thị mới Xa
La Hà Đông - Hà Nội, từ đó có thể áp dụng cho các cơng trình khác trong khu
vực.
4. Phạm vi nghiên cứu đề tài
Do thời gian cũng như điều kiện bản thân nên tôi chỉ nghiên cứu đề tài
này ở phạm vi khu đô thị mới Xa La Hà Đơng - Hà Nội, tính tốn cụ thể với
bờ hố móng nhà CT4.
5. Nội dung nghiên cứu của đề tài
- Tìm hiểu tổng qua về bờ hố móng các nhà cao tầng
- Nghiên cứu phân tích các biện pháp đảm bảo an toàn cho bờ hố móng
các nhà cao tầng.
- Nghiên cứu, phân tích để đưa ra giải pháp cho khu đô thị Xa La
- Áp dụng, tính tốn cho cơng trình nhà CT4.
6. Phương pháp nghiên cứu đề tài
a. Phương pháp nghiên cứu phân tích, lý luận tổng kết đánh giá
- Nghiên cứu tổng quan về bờ hố móng các nhà cao tầng, phân tích

những giải pháp đảm bảo an tồn cho bờ hố móng.
- Tham khảo tư liệu của các chuyên ngành có liên quan đến việc đảm
bảo an tồn cho bờ hố móng.
- Lựa chọn giải pháp phù hợp với điều kiện địa chất, tính hình khu vực.


3
b. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Dùng phương pháp thu thập, quan sát, kết hợp với phần mền chuyên
ngành địa kỹ thuật để tính tốn thiết kế đảm bảo an tồn cho bờ hố móng.
- Đưa ra 3 trường hợp bất lợi, trong q trình thiết kế để tính tốn cụ
thể về tường chắn bờ hố móng.
- Tổng kết đánh giá và đưa ra kết luận
7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Trên thực tế vấn đề đảm bảo an tồn cho bờ hố móng các chung cư nhà
cao tầng với những điều kiện địa chất địa hình bất lợi là rất phức tạp, địi hỏi
chi phí lớn. Vấn đề nghiên cứu cơ sở lý luận khoa học để đưa ra biện pháp
hợp lí, an tồn kinh tế cho cơng tác xây dựng bờ hố móng có ý nghĩa thực tiễn
cao.
8. Cấu trúc đề tài
Ngồi phần mở đầu và kết luận - kiến nghị, luận văn gồm 4 chương,
81 trang, 18 bảng biểu và 36 hình vẽ.


4

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN CHUNG VỀ BỜ HỐ MÓNG
CÁC NHÀ CAO TẦNG
1.1. Vai trị và đặc điểm của bờ hố móng các nhà cao tầng

Do hầu hết các nhà cao tầng đều phải bố trí móng, tầng hầm, các bể
chứa ngầm... phía dưới mặt đất ở một độ sâu nào đó. Chính vì thế, phải xây
dựng những hố móng với chiều sâu nhất định. Bờ hố móng có thể được hiểu
là tường (vách) biên hố móng, có vai trị bảo vệ an tồn cho cơng tác đào đất,
xây dựng cơng trình, ngăn cách nước xâm thực vào trong hố móng, trong q
q trình thi cơng xây dựng [10].
1.1.1. Hình dạng bờ hố móng
Do đặc tính cơ lý của đất nền, điều kiện địa chất, nước ngầm và chiều
sâu hố móng cũng như mặt bằng xây dựng. Bờ hố móng cơng trình có thể
được thiết kế với 3 hình thức sau:
+ Bờ hố móng dốc thoải; hình 1.
+ Bờ hố móng giật bậc; hình 2.
+ Bờ hố móng đứng; hình 3.

Hình 1.1. Ba hình thức thiết kế bờ hố móng.


5
1.1.2. Hình thức chống giữ bờ hố móng
a. Về hình thức chống giữ có 2 hình thức
+ Bờ hố móng phải chống giữ.
+ Bờ hố móng khơng cần chống giữ.
Đối với những khu vực có khoảng trống rộng đủ tạo được mái dốc tự
ổn định nên trong quá trình thi cơng bờ hố móng có thể khơng cần chống giữ
(sự ổn định của bờ hố móng thỏa mãn các điều kiện được xác định theo các
phương pháp tính ổn định mái dốc).
Bảng1.1. Độ dốc lớn nhất của bờ hố móng không cần chống giữ [7].
Loại đất đá

Đất đắp, á sét dẻo, cát sỏi cuội

Chiều sâu hố

Chiều sâu hố móng

móng < 3 m

3 -:- 6 m

1 : 1,25

1: 1,5

1: 0.67

1:1

Sét và á sét dẻo cứng

1: 0.67

1 : 0,75

Sét và á sét nửa cứng và cứng

1: 0,5

1 : 0,67

Đá vụn rời

1 : 0,1

1 : 0,25

Á cát cứng, sét và sét dẻo mềm

Đá chặt

Thẳng đứng

1 : 0,1

b. Độ sâu hố móng được chia ra làm 2 loại
+ Hố móng nơng.
+ Hố móng sâu.
Theo độ sâu đào Terzaghi và Peck (1967) những hố móng < 6 m được
gọi là những hố móng nơng và > 6 m được gọi sâu [11].
1.2. Sự cố đối với bờ hố móng
Trong q trình thi cơng hố móng (đào đất, thi cơng tường vách), móng
cơng trình, bờ hố móng có thể xảy ra các sự cố sau:


6
- Mất ổn định thành (mái), sụt lở bờ hố móng
- Đẩy trồi đáy hố móng, bục nước vào trong hố móng
- Hư hỏng kết cấu chống giữ bờ hố móng như (nứt, tách, nứt tường,
hoặc kết cấu bao che, ngăn cách...).
Các sự cố trên có thể là cục bộ tại một vị trí nào đó cũng như tồn bộ
bờ hố móng cơng trình.

1.3. Ngun nhân dẫn đến sự cố bờ hố móng
Sự cố bờ hố móng là rất đa dạng như: Công tác khảo sát, thiết kế, thi
công. Các điều kiện địa chất, nước ngầm..., khu vực xây dựng hố móng cơng
trình. Các ngun nhân gây ra sự cố có thể được tổng kết lại như sau:
a. Nguyên nhân trong công tác khảo sát thiết kế
Công tác khảo sát không đầy đủ các điều kiện địa chất, nước ngầm, các
cơng trình lân cận... Làm cho cơng tác thiết kế đưa ra các giả thiết không
đúng, thiết kế lạc quan về cường độ của đất, đá và điều kiện nước ngầm khu
vực xây dựng cơng trình.
b. Ngun nhân trong q trình thi cơng xây dựng bờ hố móng
Chấn động phát sinh khi thi công:
- Các chấn động phát sinh khi rung hạ cừ, hạ ống vách để khoan cọc nhồi ..
- Khi thu hồi cừ ván thép, đất chuyển dịch vào các khe rỗng do cừ để
lại gây ra lún dẫn đến sự cố.
- Hiện tượng sập cục bộ thành rãnh đào và hố khoan khi thi công tường
cừ, cọc, tường chắn đổ tại chỗ có thể để lại các hốc nhỏ trong đất. Các hốc với
qui mô lớn hơn được hình thành khi đất bị cuốn trơi theo dịng chảy của nước
vào hố móng qua khe hở giữa các tấm cừ hoặc qua các khuyết tật trên kết cấu cừ.
- Hệ thống chống đỡ không đủ khả năng chịu lực, hoặc do hiện tượng
trượt sâu của lăng trụ trượt đất bờ hố móng.


7
- Các chuyển vị thẳng đứng (lún hoặc trồi) và chuyển vị ngang của đất
xảy ra khi thi công tường cừ hố đào.
- Khi bơm hút nước để thi công hố đào, mực nước ngầm bị hạ thấp làm
tăng độ lún của đất nền ở khu vực xung quanh.
- Công tác đào đất hố móng khi thi cơng hố đào, đất nền ở khu vực
xung quanh bị lún xuống, chuyển dịch ngang về phía hố đào gây ra sự cố...
Từ những nguyên nhân trên có thể thấy, muốn thực hiện thành cơng

một cơng trình hố móng, khơng để xảy sự cố phải đáp ứng được 3 yếu cầu
chính sau: Cơng tác khảo sát chính xác, cơng tác thiết kế tiên tiến an tồn,
cơng tác thi cơng phải được đảm bảo và được đào tạo huấn luyện có tay nghề
cao. Ba điểm này cũng chính là những nội dung chủ yếu trong việc đề phịng
và xử lí sự cố bờ hố móng. Sau đây ta sẽ lần lượt phân tích các ngun nhân
để tìm ra các biện pháp xử lí đảm bảo an tồn cho bờ hố móng cơng trình.
1.3.1. Vấn đề khảo sát hố móng
Tài liệu khảo sát ở hiện trường xây dựng là căn cứ quan trọng để thiết
kế tính tốn cơng trình hố móng. Sai sót trong cơng tác khảo sát tất sẽ để lại
ẩn họa sự cố cho cơng trình. Những vấn đề về khảo sát cơng trình hố móng
biểu hiện ở các mặt sau đây:
Khơng khảo sát thực địa hiện trường một cách thận trọng tỉ mỉ, mà là
lợi dụng một cách máy móc các tài liệu khảo sát của các cơng trình cũ ở lân
cận để chỉ đạo thiết kế thi cơng, cơng trình hố móng, gây ra tình trạng những
số liệu của khảo sát cung cấp về cấu tạo địa tầng, độ dày và các chỉ tiêu tính
chất cơ lí của các lớp đất chênh lệch khá xa so với tình hình thực tế, làm cho
việc tính áp lực đất bị sai lệch nghiêm trọng, cũng như độ an toàn của kết cấu
chống giữ không được đầy đủ, đảm bảo.
Tài liệu khảo sát không tường tận, chỉ đưa ra các chỉ tiêu cường độ đất
đá trong phạm vi hẹp. Đơn vị khảo sát coi nhẹ công việc khảo sát địa chất


8
thủy văn, hệ số thấm của các tầng đất thường hay suy dẫn từ các số liệu kinh
nghiệm ở địa phương, khơng làm thí nghiệm chun ngành cụ thể, dẫn đến sai
lầm trong thiết kế.
Việc xử lí số liệu khảo sát địa chất của đơn vị khảo sát có sai số lớn,
lực dính kết, góc ma sát trong do báo cáo khảo sát cung cấp sai khác đối với
thực tế làm cho thiết kế kết cấu chống giữ không an tồn.
Báo cáo khảo sát bỏ qua khơng đánh giá về sự chứa nước ở tầng trên,

do đó làm cho người thiết kế, thi công không chú ý. Sau khi đào hố móng,
chênh lệch cột nước giữa trong và ngồi hố móng khá lớn, tạo ra thấm nước,
bục nước, dẫn đến cát chảy, đất chảy vào hố móng gây ra sụp đổ thành hố móng.
Khảo sát hố móng khơng điều tra rõ tính dãn nở của tầng đất, làm cho
người thiết kế, thi công không chú ý. Khi lấy số liệu tham số thiết kế và khi
xử lí trong thi cơng khơng tính đến sự co dãn của đất. Trong q trình đào hố
móng, đất ở phần dưới ngấm nước nở ra, làm cho thành hố móng bị rạn nứt và
sụp đổ.
Điểm khảo sát hố móng bố trí q ít, khơng điều tra rõ được lớp đất yếu
ở trong một giai đoạn nào đó của hiện trường. Làm cho người thiết kế chỉ làm
một loại kết cấu chống giữ, khơng có chỗ xử lí đặc biệt dẫn đến khi thi cơng
xẩy ra tình huống nguy hiểm.
1.3.2. Vấn đề thiết kế hố móng
Thiết kế khơng chứng chỉ, thiết kế vượt cấp... dẫn tới chất lượng thiết
kế kém, tạo ra tình huống nguy hiểm dẫn đến sự cố. Không tuân thủ quy định
của những quy phạm liên quan, lấy trị số tải trọng thiết kế khơng thỏa đáng,
hệ số an tồn thiết kế quá nhỏ. Lựa chọn phương án chắn giữ thiếu luận chứng
kỹ thuật, chọn chỉ tiêu cường độ của đất không đúng, biện pháp xử lý nước
ngầm không hợp lý, người thiết kế thiếu kinh nghiệm...


9
1.3.3. Vấn đề thi cơng hố móng xây dựng
Nhận vượt cấp nhận thầu thi công, chất lượng thi công kém, khơng tn
thủ nghiêm ngặt quy trình thi cơng, quản lý thi công rối ren. Trong thời gian
thi công, ý thức an tồn của đơn vị thi cơng kém, chất đống quá nhiều vật liệu
xây dựng và đất đá mới đào lên xung quanh bờ hố móng, tạo ra nhiều ứng
suất phụ làm cho kết cấu chống giữ bị biến dạng q lớn. Biện pháp hạ nước
ngầm, cơng tác thốt nước, ngăn nước khơng đạt u cầu, xử lí khơng thỏa
đáng dẫn đến sự cố.

Thi công không coi trọng thông tin, không xem xét kết cấu chống giữ
bị chuyển dịch nhiều hay ít, bỏ qua tình hình biến đổi về tốc độ chuyển dịch
dẫn đến sự cố.
Trình độ kỹ thuật thấp, khơng thể xử lí chính xác những vấn đề phức
tạp. Tùy tiện sửa đổi thiết kế, thời gian vận chuyển khơng hợp lí, quản lí
khơng tốt, bỏ lỡ cơ hội khắc phục sự cố. Khi hố móng xuất hiện tình huống
bất lợi, khơng ứng phó kịp thời hoặc biện pháp khắc phục kém hiệu quả cuối
cùng dẫn đến tổn thất không thể cứu vãn được.
1.3.4. Vấn đề giám sát
Qua kinh nghiệm thực tế, cơng tác giám sát hố móng phải thực hiện
một cách chặt chẽ mới giảm thiểu được sự cố. Công tác giám sát thiếu trách
nhiệm đối với các bộ phận cơng trình trọng yếu, quan trọng, khơng chịu giám
sát tại chỗ, không nhắc nhở đơn vị thi công chú ý coi trọng. Không kịp thời
ngăn cản những hành vi sai phạm của đơn vị thi công (như đào đất mất phần
phản áp lực ở phía trong của kết cấu chắn giữ, đào sâu quá mức, quan trắc
không kịp thời. Từ đó hình thành lên những nguy cơ gây ra sự cố cho bờ hố
móng cơng trình.
1.3.5. Vấn đề quản lý của chủ đầu tư
Khơng có kế hoạch, khơng có thiết kế, thi cơng bừa bãi, xây dựng cơng


10
trình khơng có tổ chức, tùy tiện giao thầu. Ép giá thành thiết kế làm cho trong
thiết kế tồn tại nhiều vấn đề, nhiều mặt tính tốn khơng thấu đáo, phối hợp
giữa các chuyên môn không đủ. Ép thời hạn thi cơng làm cho thời hạn thực
hiện cơng trình vội vã.
Khơng báo cáo khởi cơng đúng quy định, khơng có giấy phép thi công,
không làm thủ tục giám sát an tồn chất lượng, gây ra việc giám sát chất
lượng cơng trình bờ hố móng kém hiệu quả.
Ở nước ta, tuy chưa có sự tổng kết và phân tích có hệ thống nhưng trên

phương tiện thông tin đại chúng đã loan báo một số sự cố lớn nhỏ trong thi
công hố đào như sập lở thành, hỏng hệ thống chắn giữ, gây lún nứt thậm chí
nghiêng hoặc sập những cơng lân cận.
Ở Anh, trong những năm 1979-1980 tổng kết những sự cố nghiêm
trọng của hố đào sâu (hơn 6m) cho thấy rằng [7]:
- Hố đào khơng có chắn giữ chiếm 63% các trường hợp;
- Hệ thống chắn giữ làm việc quá giới hạn 20% các trường hợp;
- Chắn giữ không đầy đủ 14 % trường hợp.
Hơn 1/3 sự cố nghiêm trọng đã xảy ra trong nền đất đắp hoặc ở những
nơi mà đất đã bị xáo trộn do thi công đất.
Ở Trung Quốc thống kê 160 sự cố hố đào trong những năm gần đây.
Bảng1.2. Thống kê các nguyên nhân gây ra sự cố bờ hố móng [7].
Ngun nhân chính gây ra sự cố

Số lần

Tỉ lệ % trong tổng số

Vấn đề thuộc đơn vị quản lí

10

6

Vấn đề thuộc khảo sát

7

3,5

Vấn đề thuộc thiết kế

74

46

Vấn đề thuộc thi công

66

41,5

Vấn đề thuộc quan trắc

4

3


11
1.4. Xử lý sự cố bờ hố móng
Với sự cố đã xảy ra công việc đầu tiên là điều tra nghiên cứu một cách
cẩn thận các nguyên nhân xuất pháp từ đâu thuộc khâu nào (Khảo sát - Thiết
kế - Thi cơng - Giám sát), sau đó dựa vào ngun nhân xảy ra sự cố và phân
loại, để từ đó lựa chọn giải pháp phù hợp. Có thể khái quát theo những
ngun lí sau:
- Mở rộng hố móng để giảm góc dốc cho bờ hố móng nếu có thể.
- Giảm tải đối với lớp đất đỡ của nền, truyền tải trọng trên móng đến
lớp đất đỡ mới tương đối tốt, thay đổi các kết cấu chống đỡ tường chắn bờ hố
móng…

- Phụt vữa, neo gia cố nền đất bờ hố móng.
- Chữa nghiêng bờ vách thành hố móng như cưỡng bức và chữa
nghiêng kích nâng.
- Nghiên cứu tổng hợp các biện pháp thoát nước, chắn đỡ giảm tải
trọng bảo vệ bờ hố móng.
1.5. Tình hình xây dựng bờ hố móng các nhà cao tầng tại thành phố Hà
Nội hiện nay
Xuất phát từ những điều kiện thực tế của thành phố quỹ đất hạn chế,
giá đền bù, giải phóng mặt bằng cao phức tạp trong khi đó mật độ xây dựng
của thành phố ngày càng tăng, điều kiện thi công hạn hẹp, giao thông trong
thành phố đông đúc cũng như các cơng trình lân cận đan xen lẫn lộn thêm vào
đó cơng tác thốt nước cho hố móng trong thành phố hết sức phức tạp. Chính
vì những điều kiện trên phương án thiết kế bờ hố móng các nhà cao tầng trong
thành phố hầu hết đều thiết kế theo chiều thẳng đứng. Bờ hố móng được giữ
ổn định bằng cách chống đỡ tực tiếp để giảm thiểu tối đa chuyển vị của bờ hố
móng cơng trình. Rất nhiều những cơng trình xây dựng đã thành công đạt chất
lượng đi vào khai thác hiệu quả, bên cạnh đó cũng có khơng ít những công


12
trình gặp sự cố trong quá trình xây dựng hố móng. Nhà văn phịng - Quận Hai
Bà Trưng là một ví dụ điển hình; trong q trình xây dựng hố móng làm tầng
hầm, cơng tác ép cọc cừ và hút nước để bảo vệ bờ hố móng đã làm đất xung
quanh bờ hố móng biến dạng dẫn đến cơng trình bên cạnh lún, nứt nghiêm
trọng[13].
Bảng1.3. Thống kê một số nhà cao tầng với hố móng sâu [13].
TTT

Cơng trình

Số tầng Độ sâu hố đào
hầm

(m)

1

Trung tâm sách - Hà Nội

1

4,6

2

Vietcombank - Hà Nội

2

11,0

3

Sun way Hotel - Hà Nội

2

11,0

Keangnam Hanoi Landmark Tower

2

27

1.6. Nhận xét chương 1
Do vai trò nhiệm vụ của bờ hố móng như đã phân tích ở trên, việc đảm
bảo an tồn cho bờ hố móng khơng xảy ra sự cố trong q trình thi cơng, cơng
trình là hết sức quan trọng. Sự cố bờ hố móng là rất đa dạng do nhiều nguyên
nhân khác nhau. Có thể là chủ quan, khách quan như điều kiện địa chất, đất
nền khu vực, điều kiện nước ngầm, đặc điểm cơng trình. Cơng tác thiết kế, thi
cơng...Do đó việc đưa ra biện pháp đảm bảo an tồn cho bờ hố móng cơng
trình là một cơng tác kĩ thuật có tính tổng hợp, mức độ khó khăn ngày càng
lớn cần phải quan tâm nghiên cứu. Trong khi các cơng trình hố móng đang
phát triển theo xu hướng diện tích rộng, độ sâu ngày một lớn nên sẽ gặp nhiều
điều kiện địa chất khác nhau, không có lợi cho sự ổn định của bờ hố móng.


13

CHƯƠNG 2
CÁC BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN CHO BỜ HỐ
MĨNG CHUNG CƯ NHÀ CAO TẦNG
Đặt vấn đề
Mục đích của các biện pháp đảm bảo an toàn cho bờ hố móng chung cư
nhà cao tầng. Là làm cách nào giữ ổn định đối với những bờ hố móng có nguy
cơ mất ổn định, tạo khoảng không gian cần thiết, mặt bằng đúng theo thiết kế
để công tác xây dựng , người và các trang thiết bị trong quá trình thi cơng,
được an tồn khơng sảy ra sự cố. Sau đây ta sẽ đi tìm hiểu phân tích các biện
pháp để có thể áp dụng vào thực tế xây dựng các cơng trình.

2.1. Biện pháp gia cố đất nền khu vực thi cơng hố móng
2.1.1. Chất tải gia cố đất nền
Trước khi thi cơng hố móng cơng trình ta có thể chất tải để ép nước,
tăng độ bền cho đất khu vực xây dựng hố móng, để khi khai mở hố móng
thành hố đào được cứng vững ổn định hơn.
2.1.2. Phun phụt vữa gia cố đất nền
Dùng khí nén hoặc dung dịch nén nhồi vào trong đất các loại dung dịch
vô cơ hoặc dung dịch hữu cơ, làm cho nền đất trở nên cứng, nâng cao cường
độ của đất có tác dụng loại trừ tính lún ướt, ngăn nước chống thấm ….
2.1.3. Phương pháp gia cố silic hóa
Gia cố silic hóa là một loại gia cố hóa học, lợi dụng ống nhồi vữa có
lưới mắt cáo, lần lượt nhồi vào trong đất dung dịch Na2O.nSiO2 và dung dịch
CaCl2 làm cho khối đất trở nên cứng, bờ hố móng được ổn định.
+ Phương pháp xi măng silic hóa; là dùng nước thủy tinh lỏng và xi
măng pha chế riêng rẽ thành hai loại dung dịch vữa, theo một tỉ lệ nhất định,
dùng máy bơm vào trong đất nhằm nâng cao cường độ của đất nền.


14
2.1.4. Phương pháp đóng băng nhân tạo
Phương pháp đóng băng nhân tạo là phương pháp tiên tiến có thể áp
dụng được trong một số trường hợp đặc biệt khó khăn. Bằng cách làm lạnh
đất nền xuống nhiệt độ dưới 00C, người ta có thể tạo ra tường chắn có cường
độ cao trong phần lớn đất bão hòa nước, chiều dầy của tường dễ dàng thay đổi
tùy theo yêu cầu bằng cách tăng số trục làm lạnh.
Đóng băng nhân tạo được thi cơng bằng cách đưa các cơng cụ thu nhiệt
có đường kính 100÷200 mm, theo chiều thằng đứng xun xuống độ sâu thiết
kế. Khoảng cách giữa các cọc thường được lấy bằng 1÷2,5 m, tùy theo loại
đất, nhiệt độ của đất, khơng khí và tốc độ làm lạnh u cầu. Quá trình làm
lạnh tạo ra bức tường băng dày từ 2,5÷3 m [7].

Phạm vi ứng dụng có hiệu quả của phương pháp này:
+ Khi độ sâu hố đào lớn, vượt quá giới hạn cho cọc cừ (khoảng 20 m);
+ Khi thi công cọc cừ xuyên qua những lớp đất bão hòa lớn.
+ Khi việc hạ mực nước ngầm bằng các giải pháp thơng thường q đắt
hoặc khi tốc độ dịng chảy của nước ngầm quá lớn (vượt quá 2 m/ngày).
2.2. Biện pháp làm khơ bờ hố móng
Để cơng tác thi cơng hố móng hoặc các tầng hầm được thuận lợi trong
điều kiện mực nước ngầm cao, cần có biện pháp hạn chế thẩm thấu nước vào
khu vực thi công hố đào. Ở Việt Nam, đặc biệt là khu vực đồng bằng khi thi
cơng các cơng trình ta thường gặp nước ngầm. Nước ngầm chảy vào hố móng
gây sụt lở, sụt vách hố đào, đồng thời là tác nhân làm đẩy nổi đáy hố đào dẫn
đến việc thi công đáy hố rất khó thực hiện. Tùy thuộc vào lưu lượng nước, độ
cao lớp nước, và thành phần hạt và tính chống thấm của đất nền để đưa ra
biện pháp chống thấm (hạ mực nước ngầm ) cho phù hợp.


15
a. Sử dụng rãnh và hố thu nước
Giải pháp này được dựa trên cơ sở các rãnh thu nước ở đáy hố đào tập
trung nước về hố thu để bơm ra khỏi hố móng, nó thường được áp dụng cho
đất cuội sỏi hoặc đá, lưu lượng nước ít, dịng chảy không mạnh, không cuốn
trôi đất vào hố đào. Đôi khi người ta còn tạo lớp lọc nước ở sau vách chống
đất để giữ cát không chảy gây sụt lở hố móng. Chiều sâu hố thu nước thường
được lấy bằng 1,0 m ÷ 1,5 m.

Hình 2.1. Sử dụng rãnh và hố thu nước để thoát nước [11]
b. Hạ mức nước ngầm bằng giếng lọc
Xung quanh hố đào ta khoan một loạt các giếng lọc và đặt máy bơm
hút nước ngầm ở dưới đáy hố đào được hạ thấp cục bộ, nằm ở cao độ thấp
hơn đáy móng khoảng 0,5 m÷1,0 m, cho phép thi cơng hố móng hoặc tầng

hầm trên mặt bằng khơ ráo. Phương pháp này có hiệu quả tốt khi đất nền là
đất cát hạt nhỏ đến hạt thô, với vận tốc dịng chảy 1 ÷ 100 m3/ngày. Khi vận
tốc dòng chảy < 1 m3/ngày, khối lượng nước quá nhỏ nên phương pháp này
trở nên không kinh tế. Nhược điểm của phương pháp này có khả năng gây cho
vùng xung quanh lún theo, do đó phải tính tốn chính xác số lượng giếng và
lưu lượng bơm, thời gian bơm để sao cho ảnh hưởng đến khu vực xung quanh
là ít nhất. Giếng lọc không thu hồi được nên chỉ áp dụng tại những nơi mặt
bằng thi công rộng [10].


16
c. Hạ mực nước ngầm bằng ống kim lọc
Nguyên lý hoạt động của ống kim lọc giống như giếng lọc xong việc
triển khai và thu hồi nhanh do kim lọc tự hạ, không cần khoan. Các kim lọc
hoạt động theo một hệ thống nhất nên hiệu quả cao, kim lọc có thể đặt dầy
nên tạo thành vành đai chặn nước ngầm chảy vào hố móng. Kim lọc áp dụng
khi hố đào cần ngăn nước liên tục nhưng lưu lượng nhỏ [7].
Hạ mực nước ngầm bằng kim lọc khi mực nước ngầm lớn thì phải chia
làm nhiều cấp. Mỗi cấp bố trí một hệ thống kim.
Khi hạ mực nước ngầm bằng giếng lọc hay kim lọc cần phải xác định
được các thơng số sau: Hệ số lọc k, bán kính hoạt động của giếng R, chiều sâu
H, chiều dầy của tầng nước ngầm S để tính tốn chính xác hiệu quả hạ nước
ngầm của giếng. Thông thường người ta khảo sát thí nghiệm trước khi bố trí
giếng chính thức.
Ưu điểm của phương pháp hạ mực nước ngầm là giảm tối đa nước chảy
vào hố đào; giảm áp lực lên vách chống thành hố đào, thi cơng thuận lợi hơn.

Hình 2.2. Hạ mực nước ngầm bằng ống kim lọc [7].