TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH NGẦM
CHỦ ĐỀ: CÔNG NGHỆ HẠ GIẾNG CHÌM HƠI ÉP
Trang 1
KHUẤT TRẦN THANH – LỚP CĐHN1305 - ĐHXD
Giới thiệu
Các công trình ngầm (CTN) dạng không gian lớp, gara ngầm, các giếng, các CTN
để thông gió … thƣờng có kích thƣớc hạn chế trên mặt bằng và nằm trong khu vực
đông dân có thể xây dựng bằng công nghệ hạ giếng. Thực chất của phƣơng pháp đó
là: Các giếng hạ (có kết cấu là bê tông, bê tông cốt thép toàn khối hoặc lắp ghép) đƣợc
xây dựng trên mặt đất và tiến hành đào đất trong lòng giếng để hạ giếng xuống độ sâu
thiết kế. Việc hạ kết cấu xảy ra dƣới tác dụng của trọng lƣợng bản thân kết cấu, tải
trọng chất thêm hoặc ép cƣỡng bức bằng các kích thủy lực hoặc tải rung.
Ƣu điểm chính của công nghệ giếng chìm so với công nghệ đào mở:
 Không cần chống giữ thành hố đào;
 Giảm tối thiểu công tác đất;
 Loại trừ tác động động lực lên đất nền móng của công trình lân cận;
 CTN có thể xây dựng trong những điều kiện địa chất công trình và địa chất
thủy văn phức tạp nhất;
 CTN có thể xây dựng trong vùng chật hẹp kể cả khi cải tạo những nhà máy
đang hoạt động.
Móng giếng chìm hơi ép (MGCHE) là loại móng giếng chìm trong thi công hạ
giếng sử dụng khí nén bơm ép đẩy nƣớc ra ngoài làm khô khu vực đào lấy đất ở dƣới
đáy giếng.
1. Nguyên lý của phương pháp giếng chìm hơi ép (GCHE)
Phƣơng pháp GCHE làm việc cùng nguyên lý nhƣ một chiếc cốc úp ngƣợc vào
trong nƣớc: Nếu không khí không thoát ra khỏi cốc, một ít nƣớc sẽ vào trong cốc và
áp lực không khí sẽ giữ nƣớc lại không cho vào tiếp…Không giống với trƣờng hợp
giếng chìm hở, là một ống mở cả hai phía, GCHE có một khoang kín khí ở đáy móng,
khí ép đƣợc bơm vào đó để ngăn nƣớc vào. Bên trong khoang này ngƣời ta đào đất
giống nhƣ thi công trên mặt đất.


việc của khoang đảm bảo tối thiểu 4m
3
cho một ngƣời.
 Phần thân giếng còn lại ở bên trên có cấu tạo hoàn toàn giống nhƣ móng giếng
chìm.
Trong giai đoạn thi công, khoang công tác liên hệ với không gian bên trên thông
qua hai đƣờng ống có hệ thống cửa van luôn đóng kín để không thoát hơi ép, một hệ
thống đƣờng ống dùng cho vận chuyển vật liệu (Material Lock), hệ thống đƣờng ống
thứ hai có cầu thang dành cho ngƣời lên xuống làm việc (Man Lock) có chức năng là
tăng hoặc hạ dần áp suất để cho cơ thể con ngƣời thích ứng dần với sự thay đổi áp suất
của môi trƣờng trƣớc khi xuống khoang làm việc hoặc đi ra môi trƣờng bên ngoài.
Khi giếng hạ đến cao độ thiết kế, khoang làm việc đƣợc lấp đầy bằng vữa bê tông mác
cao.
Thân giếng có thành giếng xung quanh bằng BTCT, bên trong chia thành nhiều
khoang bởi các vách ngăn. Thân giếng đƣợc đúc nối dần theo quá trình hạ giếng.
Trong thời gian thi công các khoang trong thân giếng dùng để lắp hệ thống đƣờng ống
van. Trong trƣờng hợp không đủ trọng lƣợng để hạ tụt giếng, phần thân giếng bên trên
phải chƣa nƣớc để gia tải. Sau khi hạ giếng đến cao độ thiết kế, ngƣời ta bơm hết nƣớc
gia tải ra khỏi các khoang giếng, tháo dỡ hệ thống đƣờng ống và đổ lấp lòng thân
giếng bằng cát sỏi, vữa bê tông mác thấp hoặc bằng nƣớc sạch. Bên trên đổ tấm nắp
giếng có vai trò nhƣ bệ móng để đỡ thân trụ.
TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH NGẦM
CHỦ ĐỀ: CÔNG NGHỆ HẠ GIẾNG CHÌM HƠI ÉP
Trang 3
KHUẤT TRẦN THANH – LỚP CĐHN1305 - ĐHXD

Hình 2: Cấu tạo móng giếng chìm hơi ép
a) Trong giai đoạn thi công. b) Trạng thái hoàn thiện.
1-lƣỡi cắt; 2-thành giếng; 3-vách ngăn; 4-trần ngăn; 5-khoang làm việc; 6-ống van
chuyển vật liệu; 7-ống van cho ngƣời xuống; 8-bê tông lấp đáy; 9-vật liệu lấp lòng;

Trang 4
KHUẤT TRẦN THANH – LỚP CĐHN1305 - ĐHXD

Hình 3: Các lực tác dụng lên giếng chìm hơi ép
3. Kỹ thuật đúc và hạ đốt giếng đầu tiên
Thông thƣờng giếng chìm hơi ép đƣợc đúc tại chỗ, ở khu vực ngập nƣớc cần đắp
đảo nhân tạo để có mặt bằng thi công.

Hình 4: Đắp đảo
Chiều cao của đốt giếng đầu tiên chọn trong khoảng từ 6÷8m. Do đó có tấm trần
ngăn giữa khoang làm việc và phần trên của thân giếng nên đốt giếng đầu tiên đƣợc
đổ bê tông thành hai đợt, đợt một đổ đến cao độ mặt trần, đợt hai đổ nốt chiều cao của
đốt. Đốt giếng đúc trên nền cát và tựa trên các tấm kê, khi hạ giếng các tấm kê phải rút
ra để chân giếng xén đất đƣa giếng tụt sâu vào trong nền. Các tấm kê sử dụng tƣơng tự
nhƣ trong đúc móng giếng chìm, làm bằng lớp đệm bê tông đổ tại chỗ hoặc các thanh
TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH NGẦM
CHỦ ĐỀ: CÔNG NGHỆ HẠ GIẾNG CHÌM HƠI ÉP
Trang 5
KHUẤT TRẦN THANH – LỚP CĐHN1305 - ĐHXD
gỗ kê bố trí theo chu vi chân giếng, cũng có thể thay tấm bê tông đúc tại chỗ bằng các
tấm bê tông đúc sẵn.

Hình 5: Chuẩn bị mặt bằng cho giếng chìm và đặt lƣỡi cắt

Hình 6: Đặt lƣỡi cắt và tạo khoang làm việc
Trình tự công nghệ đúc và hạ đốt đầu tiên bao gồm các bƣớc nhƣ sau:
 Trên mặt bằng thi công đo đạc định vị các tim dọc và tim ngang của móng, căn
cứ vào đƣờng tim xác định kích thƣớc đáy móng trên mặt bằng. Đào hố móng
sâu 50cm và đắp cát thay thế. Đặt các tấm kê hoặc thanh kê theo đƣờng chân
TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH NGẦM

Khi cƣờng độ bê tông đạt 5Mpa tiến hành ghép tiếp ván khuôn thành và đổ nốt
phần còn lại của đốt giếng.

Hình 10: Lắp đặt ống đƣa ngƣời và vật liệu cùng các thiết bị khác
TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH NGẦM
CHỦ ĐỀ: CÔNG NGHỆ HẠ GIẾNG CHÌM HƠI ÉP
Trang 8
KHUẤT TRẦN THANH – LỚP CĐHN1305 - ĐHXD

Hình 11: Lắp dựng ống vật liệu trƣớc khi lắp đặt

Hình 12: Lắp đặt Man Lock và Material Lock

TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH NGẦM
CHỦ ĐỀ: CÔNG NGHỆ HẠ GIẾNG CHÌM HƠI ÉP
Trang 9
KHUẤT TRẦN THANH – LỚP CĐHN1305 - ĐHXD

Hình 13: Đổ bê tông khoang làm việc
 Khi cƣờng độ bê tông đạt 25% so với thiết kế có thể bóc dỡ các ván khuôn và
khi đạt 70% cƣờng độ thiết kế tiến hành moi đất ra khỏi khoang làm việc. Các
bao cát đƣợc lấy dần ra khỏi khoang giếng thông qua các cửa đƣờng ống đã đặt
sẵn.
 Rút các thanh kê khỏi đáy giếng làm cho giếng tựa hoàn toàn trên nền đất
 Chuyển các bộ phận của máy xúc lật xuống lắp khoang làm việc và lắp ráp lại
để hoạt động.

Hình 14: Máy xúc lật chạy trên trần của khoang làm việc
 Dùng máy đào hạ giếng xuống tiếp đến cao độ MNTC hoặc MNN thì dừng lại.
TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH NGẦM

Đổ tiếp bê tông đốt giếng
e-
Moi đất phá lõi khuôn
f-
Rút các thanh kê chân giếng
g-
Lắp ráp máy xúc lật và đào hạ đốt giếng xuống cao độ MNTC
h-
Lắp ráp hệ thống đƣờng ống van
i-
Đào hạ giếng chìm trong điều kiện nén khí ép
1
Thanh kê
2
Lƣỡi cắt
3
Đệm cát
4
Lõi đất
5
Ván khuôn trong
6
Bê tông lót đáy trần ngăn
7
Dầm ray
8
Đầu ống Sharp
9
Đƣờng ống cấp hơi ép
10

đƣờng ống dễ dàng. Chuyển thùng chứa từ dƣới đáy lên khỏi khoang vật liệu bằng
cần cẩu.
Tiến hành đào dần từng cấp đào từ giữa đào đối xứng ra xung quanh để lại
phần đất dƣới chân đáy không bị sạt lở và có khả năng tạo ra phản lực F góp phần
giữ cho giếng không bị chìm xuống. Để đánh chìm giếng xuống sau mỗi đợt đào
đất thông thƣờng áp dụng hai biện pháp:
1. Gia tải bằng bơm nƣớc vào trong khoang giếng bên trên, lƣợng nƣớc đã đƣợc
tính toán để sau khi bơm vào đủ lƣợng nƣớc, giếng tụt xuống một khoảng cách
an toàn đối với thiết bị bố trí trong khoang. Trong khi đánh chìm giếng bằng
gia tải áp lực khí trong khoang làm việc tăng lên theo độ chìm, tất cả công nhân
làm việc trong khoang phải thoát hết ra ngoài. Việc bơm nƣớc phải đảm bảo
cấp đều trong các khoang. Nếu có hiện tƣợng lệch về phía nào thì bơm nhiều
nƣớc vào trong ngăn đối diện.

Hình 18: Trình tự đào đất trong khoang làm việc của giếng chìm
2. Làm chìm giếng bằng cách giảm áp suất khí nén có khi về đến trị số không gọi
là biện pháp hạ giếng cƣỡng bức. Trong biện pháp này tƣơng quan giữa các lực
làm chìm và các lực giữ phải tính toán sao cho khi giảm áp giếng sẽ từ từ hạ
xuống, đất dƣới đáy lƣỡi cắt đƣợc đào moi hẫng hoặc chỉ còn tựa rất ít vào
chân giếng. Sau khi đã rút hết công nhân ra khỏi khoang làm việc, tiến hành xả
TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH NGẦM
CHỦ ĐỀ: CÔNG NGHỆ HẠ GIẾNG CHÌM HƠI ÉP
Trang 13
KHUẤT TRẦN THANH – LỚP CĐHN1305 - ĐHXD
khí để giếng tự chìm. Khí nén đƣợc thải thoe đƣờng ống thông khí, không dùng
đƣờng ống cấp khí để thải.
5. Xử lý đáy và đổ lấp lòng giếng chìm hơi ép
Khi đào đến gần cao độ thiết kết phải giữ cho đáy nền ở trạng thái có khả năng
chịu đƣợc các lực làm chìm khi không có lực đẩy lên của khí nén.
Dọn phẳng và làm sạch mặt nền.

Hình 22: Đặt cốt thép bản đỉnh giếng

Hình 23: Lắp dựng cốt thép cho bản đậy và lần đổ bê tông cuối cùng TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH NGẦM
CHỦ ĐỀ: CÔNG NGHỆ HẠ GIẾNG CHÌM HƠI ÉP
Trang 16
KHUẤT TRẦN THANH – LỚP CĐHN1305 - ĐHXD
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Makốpski. Công trình ngầm giao thông đô thị. Nhà xuất bản Xây dựng. Hà
Nội, 2008.
[2] Bùi Mạnh Hùng. Công nghệ thi công công trình ngầm. Nhà xuất bản Xây
dựng. Hà Nội, 2013.
[3] Haruo Yanagawa. Thi công móng cầu chính bằng phương pháp giếng chìm hơi
ép cầu Bãi Cháy. Nhà xuất bản Giao thông vận tải. Hà Nội, 2007.

TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH NGẦM
CHỦ ĐỀ: CÔNG NGHỆ HẠ GIẾNG CHÌM HƠI ÉP
Trang 17
KHUẤT TRẦN THANH – LỚP CĐHN1305 - ĐHXD
Mục lục
Giới thiệu 1
1. Nguyên lý của phương pháp giếng chìm hơi ép (GCHE) 1
2. Cấu tạo giếng chìm hơi ép 2
3. Kỹ thuật đúc và hạ đốt giếng đầu tiên 4
4. Đào đất trong khoang và làm chìm giếng 12