MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC 1
DANH MỤC CÁC BẢNG 4
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 6
MỞ ĐẦU 9
PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TƯỜNG TẦNG HẦM 12
1.1. Giới thiệu về tường tầng hầm và việc sử dụng hiện nay.
12
1.1.1. Giới thiệu về tường tầng hầm 12
1.1.2. Thực trạng sử dụng tường tầng hầm trên thế giới và ở Việt Nam. 12
1.2. Các lý thuyết tính toán tường tầng hầm. 13
1.2.1. Tính toán lực tĩnh của tường tầng hầm. 13
1.2.2. Phương pháp số gia tính tường nhiều thanh chống. 15
1.2.3. Phương pháp phần tử hữu hạn. 17
1.3. Các phương pháp thi công tường tầng hầm nhà cao tầng 20
1.3.1. Phương pháp đào lộ thiên (đào trước). 20
1.3.2. Phương pháp thi công từ trên xuống (top- down). 22
1.3.3. Phương pháp thi công đồng thời phần ngầm và thân công trình
(down - up). 24
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TÍNH TOÁN TƯỜNG
TẦNG HẦM THEO TRÌNH TỰ THI CÔNG DOWN - UP 26
1
2.1. Tải trọng tác dụng. 26
2.1.1. Áp lực đất 26
2.1.2. Áp lực nước. 29
2.2. Tính toán tường tầng hầm trong giai đoạn thi công bằng
phương pháp down – up. 31

Tên bảng
Bảng 2.1
Giá trị áp lực chủ động và bị động lớn nhất và tải trọng tương
ứng tác dụng lên tường tầng hầm các trường hợp nhóm 1
Bảng 2.2 Kết quả tính toán chuyển vị của tường trong trường hợp 1
Bảng 2.3 Kết quả tính toán chuyển vị của tường trong trường hợp 2
Bảng 2.4 Kết quả tính toán chuyển vị của tường trong trường hợp 3
Bảng 2.5 Kết quả tính toán chuyển vị của tường trong trường hợp 4
Bảng 2.6
Giá trị áp lực chủ động, bị động lớn nhất và tải trọng tương ứng
tác dụng lên tường tầng hầm các trường hợp nhóm 2
Bảng 2.7 Kết quả tính toán chuyển vị của tường trong trường hợp 5
Bảng 2.8 Kết quả tính toán chuyển vị của tường trong trường hợp 6
Bảng 2.9 Kết quả tính toán chuyển vị của tường trong trường hợp 7
Bảng 2.10 Kết quả tính toán chuyển vị của tường trong trường hợp 8
Bảng 2.11
Giá trị áp lực chủ động , bị động lớn nhất và tải trọng tương ứng
tác dụng lên tường tầng hầm khi tường có tiết diện 3,6 x 0,8 m
Bảng 2.12 Kết quả tính toán chuyển vị của tường trong trường hợp 5
Bảng 2.13 Kết quả tính toán chuyển vị của tường trong trường hợp 6
Bảng 2.14 Kết quả tính toán chuyển vị của tường trong trường hợp 7
Bảng 2.15 Kết quả tính toán chuyển vị của tường trong trường hợp 8
Bảng 2.16
Giá trị chuyển vị lớn nhất của tường theo các trường hợp của
nhóm 2 khi tường có tiết diện 3,6 x 0,8m
Bảng 2.17
Giá trị áp lực chủ động , bị động lớn nhất và tải trọng tương ứng
tác dụng lên tường tầng hầm khi đất có góc ma sát trong ϕ = 20
0
Bảng 2.18

Bảng 3.7 Kết quả tính toán chuyển vị của tường trong trường hợp 4
Bảng 3.8 Giá trị chuyển vị lớn nhất tương ứng với các trường hợp nhóm 1
Bảng 3.9 Kết quả tính toán chuyển vị của tường trong trường hợp 5
Bảng 3.10 Kết quả tính toán chuyển vị của tường trong trường hợp 6
Bảng 3.11 Kết quả tính toán chuyển vị của tường trong trường hợp 7
Bảng 3.12 Kết quả tính toán chuyển vị của tường trong trường hợp 8
Bảng 3.13 Giá trị chuyển vị lớn nhất tương ứng với các trường hợp nhóm 2
DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Số hiệu hình
vẽ, đồ thị
Tên hình vẽ, đồ thị
Hình 1.1 Sơ đồ quan hệ của chống
Hình 1.2 Sơ đồ tính toán theo phương pháp Sachipana
Hình 1.3 Sơ đồ tính theo phương pháp dầm tương đương
Hình 1.4 Sơ đồ tính toán theo phương pháp số gia
Hình 1.5 Sơ đồ phân chia phần tử
Hình 1.6 Thi công phần ngầm bằng phương pháp đào lộ thiên
Hình 1.7 Thi công phần ngầm theo phương pháp thi công top – down
Hình 1.8
Thi công đồng thời phần ngầm và phần thân công trình theo
phương pháp thi công down – up
5
Hình 2.1
Áp lực do lăng thể đất sau lưng tường gây ra chuyển vị cho
tường
Hình 2.2 Sự chuyển dịch của tường khiến đất sau lưng tường ép lại
Hình 2.3 Biểu đồ phân bố áp lực nước sau lưng tường chắn
Hình 2.4 Sơ đồ tính của trường hợp 1
Hình 2.5 Sơ đồ chuyển vị của trường hợp 1
Hình 2.6 Sơ đồ tính của trường hợp 2

Hình 2.25
Biểu đồ so sánh chuyển vị của tường theo trường hợp 7
khi góc ϕ =10
0
và ϕ = 20
0
Hình 2.26
Biểu đồ so sánh chuyển vị của tường theo trường hợp 8
khi góc ϕ =10
0
và ϕ = 20
0
Hình 3.1 Sơ đồ tính của tường trong trường hợp 1
6
Hình 3.2 Sơ đồ chuyển vị của trường hợp 1
Hình 3.3 Sơ đồ tính của tường trong trường hợp 2
Hình 3.4 Sơ đồ chuyển vị của trường hợp 2
Hình 3.5 Sơ đồ tính của tường trong trường hợp 3
Hình 3.6 Sơ đồ chuyển vị của trường hợp 3
Hình 3.7 Sơ đồ tính của tường trong trường hợp 4
Hình 3.8 Sơ đồ chuyển vị của trường hợp 4
Hình 3.9 Sơ đồ tính của tường trong trường hợp 5
Hình 3.10 Sơ đồ chuyển vị của trường hợp 5
Hình 3.11 Sơ đồ tính của tường trong trường hợp 6
Hình 3.12 Sơ đồ chuyển vị của trường hợp 6
Hình 3.13 Sơ đồ tính của tường trong trường hợp 6
Hình 3.14 Sơ đồ chuyển vị của trường hợp 6
Hình 3.15 Sơ đồ tính của tường trong trường hợp 6
Hình 3.16 Sơ đồ chuyển vị của trường hợp 6
Hình 3.17

chuyển vị của tường chắn, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến các công trình
lân cận, có thể nêu ra ở đây 2 ví dụ cụ thể:
8
- Công trình Khách sạn Nikko Hà Nội, trong quá trình đào đất móng
dầm giằng và sàn tầng hầm, tường cừ tại trục 14 đã bị dịch chuyển vị về phía
hố đào khoảng 20cm, khiến cho khu tập thể 2 tầng tiếp giáp công trình bị lún,
nứt nghiêm trọng, có nguy cơ bị đổ không thể sử dụng được. [1]
- Tòa nhà hỗn hợp Sông Đà – Hà Đông, chuyển dịch của tường chắn
khiến cho các căn hộ xung quanh công trình bị lún, nghiêng, chuyển dịch về
phía công trình. [1]
Rõ ràng, chuyển vị của tường tầng hầm là một vấn đề cần được ưu tiên
quan tâm hàng đầu, trong cả thiết kế và thi công.
Các phương pháp thi công tầng hầm phổ biến hiện nay đó là: phương
pháp đào trước (đào lộ thiên), phương pháp thi công từ trên xuống (top –
down), phương pháp thi công đồng thời cả phần ngầm và thân công trình. Mỗi
phương pháp sẽ có các trình tự thi công khác nhau nhằm mục đích hạn chế
nội lực phát sinh và chuyển vị của tường tầng hầm, giảm bớt chi phí, và đảm
bảo cho sơ đồ thi công gần đúng nhất với sơ đồ khai thác sử dụng.
Phương pháp thi công đào trước hay thi công từ trên xuống đều đã
được nghiên cứu tính toán kết cấu rất nhiều với sự hỗ trợ của các phần mềm
tin học. Riêng đối với phương pháp thi công đông thời cả phần ngầm và thân
công trình thì hiện nay chưa ai tính toán nghiên cứu về vấn đề ảnh hưởng của
công phần thân đối với nội lực và chuyển vị của tường tầng. Chính vì vậy nội
dung chính của đề tài này là tập trung nghiên cứu tính toán chuyển vị trong
từng giai đoạn thi công theo phương pháp thi công đồng thời phần ngầm và
thân, từ đó sẽ đề xuất trình tự thi công hợp lý nhất, thỏa mãn yêu cầu về
chuyển vị của tường và tiến độ thi công
Môc tiªu nghiªn cøu
Nghiên cứu, tính toán tường tầng hầm theo từng giai đoạn thi công theo
phương pháp down – up, từ đó đề xuất trình tự thi công trong đó chuyển vị

hầm trong nhà cao tầng, tập trung làm rõ vấn đề tường tầng hầm trong giai
đoạn thi công.
1.1.2. Thực trạng của việc sử dụng tường tầng hầm trên Thế giới và ở
Việt Nam.
Ngày nay, không gian ngầm đô thị được cho là một chỉ tiêu tăng điều
kiện sống của nhân dân trong chính sách phát triển đô thị, liên quan đến việc
tăng số lượng và chất lượng dịch vụ. Và xây dựng tầng hầm đã trở thành một
xu hướng tất yếu đối với các tòa nhà cao tầng. Điều đó càng được thể hiện rõ
nét khi nhà nước ban hành các văn bản nghị định quy định về việc xây dựng
và sử dụng tầng hầm đối với nhà cao tầng.
Việc sử dụng tường tầng hầm hiện nay đã trở nên quen thuộc, phổ biến
trên khắp thế giới.
Ở Việt Nam, tại các thành phố lớn, đã có rất nhiều tòa nhà cao tầng
được xây dựng có tầng hầm, và giờ đây vấn đề thiết kế và thi công tầng hầm
11
khụng cũn l mt chuyn khú khn Vit Nam, tuy nhiờn cha thc s ỏp
ng c mc cn thit ca ngi dõn. H Ni v thnh ph H Chớ Minh
l 2 thnh ph i u trong vic xõy dng tng hm, nhng vn cũn cn rt
nhiu na cỏc tũa nh cú tng hm tn dng ti a khong khụng gian
ngm.
1.2. Cỏc lý thuyt tớnh toỏn tng tng hm.
Hin nay cú rt nhiu phng phỏp tớnh tng tng hm c xõy dng
da trờn cỏc mụ hỡnh tớnh toỏn gn ỳng nht vi s lm vic tht ca
tng tng hm. Vic xõy dng cỏc mụ hỡnh tớnh toỏn cho cỏc phng phỏp
khỏc nhau l khỏc nhau, da theo cỏc gi thit a ra khi xõy dng.
Sau õy s gii thiu s lc mt vi lý thuyt tớnh tng tng hm. V
mi mt lý thuyt tớnh, cng ch nờu lờn mt vi phng phỏp in hỡnh.
1.2.1. Tớnh toỏn lc tnh ca tng liờn tc trong t.[7]
Trong ni dung ny ch cp n phng phỏp Sachipana (Nht). Phng
phỏp ny khi tớnh toỏn xem lc trc thanh chng, mụmen thõn tng bt bin,

tng t im chng di tr
lờn, phn ln tr s ca nú l
phn d cũn li trc khi lp
t tng chng di. Cn c
vo cỏc hin tng thc o
ny Sachipana a ra phng
phỏp tớnh lc trc thanh
chng mụmen thõn tng
khụng bin i theo quỏ trỡnh
o t, nhng gi nh c
bn ca nú l: (xem hỡnh 1.2)
1. Trong t cú tớnh dớnh,thõn tng xem l n hi di vụ hn;
2. p lc t thõn tng t mt o tr lờn phõn b theo hỡnh tam giỏc, t
mt o tr xung phõn b theo hỡnh ch nht ( ó trit tiờu ỏp lc t tnh
bờn phớa o t);
3. Phn lc chng hng ngang ca t bờn di mt o chia lm 2
vựng: vựng do t ti pỏ lc t b ng cú cao l l; v vựng ỏn hi cú
quan h ng thng vi bin dng ca thõn tng:
4. Sau khi lp t chng s xem l im chng bt ng;
5. Sau khi lp t tng chng di thỡ xem tr s lc trc ca tng chng
trờn duy trỡ khụng i, cũn thõn tng t tng chng di tr lờn vn duy trỡ
v trớ c.
Nh vy, cú th chia ton b mt ct ngang lm ba vựng, tc l vựng t
hng chng th k cho n mt o, vựng do v vựng n hi t mt o tr
13
-x
+
x
h
0k

k
ca tng chng th
k, cng nh cụng th ni lc v chuyn v ca nú. Cn lu ý l do cụng thc
cú cha hm s bc 5 ca n s nờn phộp tớnh khỏ phc tp.
1.2.2. Phng phỏp s gia tớnh tng chn nhiu thanh chng.[7]
Tng chn nhiu chng hoc nhiu neo, nu ỏp dng phng phỏp tớnh
truyn thng l khụng k n bin dng
ca chng v neo trong quỏ trỡnh thi cụng
o t v ta c kt qu: ly mụmen
chng un bờn khụng o lm chớnh, nu
tớnh theo phng phỏp dm ng tr thỡ
cng thu c kt qu tng t nh hỡnh
1.3 ó th hin rừ. Trong thc t thi cụng,
khi o t, thõn tng ó cú chuyn dch,
chng hoc neo c lp t vo khi thõn
tng ó cú chuyn v ri, nh th hin
trong hỡnh 1.1
C th i vi phng phỏp s gia, xột
cho tng liờn tc trong t, ta ch ly mt
một di lm n v tớnh toỏn v xem nú l mt dm múng n hi chu tỏc
ng ca ỏp lc t; tỏc ng ca t vo tng cú th biu thi bng mt ht
thng lũ xo t ging nh mụ hỡnh Winkler, cũn h s cng K ca lũ xo
thỡ xỏc nh bng nh ngha K =

,/N
l chuyn v tỡm c ca
Boussinesq t lý thuyt n hi, N l lc tng ng. K xỏc nh l tham s
ca mụun bin dng E
0
ca t, h s Poisson à

∆
dưới
tác dộng của q
i
là:
ω
µ
ω
µ
0
2
0
2
)1()1(
dEb
dx
E
dq
i
sis
−
=
−
=∆
Thì có được:
ωµ
)1(
2
0
s

i
x
i
b
x
d
i
MÆt hè ®µo
H×nh 1.4:
S¬ ®å tÝnh to¸n theo ph ¬ng ph¸p sè gia
ω
là hệ số hình dạng có liên quan với b/d, khi b/d =1,0;
ω
=0,8; khi b/d=1,5;
ω
= 1,08; khi b/d = 2;
ω
= 1,22. Bởi vì K
i
tương ứng với các lớp đất khác nhau
có thể phản ánh bằng E
s
, do đó E
s
của lớp đất cứng là lớn thì k
i
tương ứng
cũng lớn, cho nên k
i
được xác định từ đó có thể xét đến chênh lệch của k

biến dạng của hố móng. Cũng tứ là nói, hai nhân tố thời gian và không gian
16
đồng thời phối hợp khống chế sẽ có tác dụng giảm bớt một cách hưu hiệu
biến dạng của hố móng. Loại hiệu ứng không gian – thời gian này, hai
phương pháp trên đây không có cách nào có thể dùng để miêu tả được, do đó
cũng không thể thỏa mãn được yêu cầu tin học hóa thi công hiện nay.
Hiện nay phương pháp phần tử hữu hạn hai chiều (2D) và phương pháp
phần tử hữu hạn ba chiều (3D) phát triển rất nhanh, nhưng chương trình này
chỉ giới thiệu về phương pháp phần tử hữu hạn hai chiều.
1.2.3.3. Phương pháp phần tử hữu hạn hai chiều
1) Lựa chọn mô hình của đất: căn cứ vào các yêu cầu của công trình thực tế
và yêu cầu nghiên cứu khác nhau, quan hệ ứng suất – biến dạng của đất có thể
lựa chọn là quan hệ đàn hồi, đàn dẻo, đàn nhớt, đàn dẻo nhớt … từ đó lựa
chọn ra điều kiện bền và điều kiện chảy tương ứng. Sau đó thông qua các số
liệu thí nghiệm trong phòng và ngoài thực địa, số liệu thực đo ở hiện trường
để lựa chọn các thông số thích đáng của đất.
2) Đối với thân tường, thanh chống và thanh neo, với điều kiện khống chế
chuyển vị ngang của thân tường, có thể xem chúng đều làm việc trong phạm
vi đàn hồi tuyến tính.
3) Xác định trạng thái ban đầu:
Theo trạng thái thực tế của công trình trước khi bắt đầu đào hố móng, mô
phỏng gia tải đểtính toán một lần, thu được trường ứng suất và xem đó là
trường ướng suất ban đầu.
4) Điều kiện biên và phạm vi tính toán: Khi hình thức kết cấu, điều kiện môi
trường, phân bố tải trọng, điều kiện thi công… của tường liên tục trong đất
đều là đối xứng thì có thể lựa chọn một bên của trục đối xứng làm đối tượng
nghiên cứu phân tích. Phạm vi ảnh hưởng của nó đối với biên bên lưng tường,
có thể lấy ở chỗ lớn hơn một lần độ cao tường (tổng độ cao tới đáy tường)
xem là điểm gối bất động. Đối với biên theo chiều đáy tường, khi đáy tường
17

18
Ưu điểm của phương pháp nay không những ở chỗ có thể kể đến tác
dụng tương hỗ giữa đất với tường trong đất mà còn có thể tìm được lượng trồi
lên của hố móng, độ lún xuống của mặt đất và phạm vi vùng dẻo cũng như
quá trình phát triển trong đất, khi kết hợp với lý thuyết lưu biến của đất còn có
thể tìm được hiệu ứng thời gian của tham số.
1.3. Các phương pháp thi công tường tầng hầm nhà cao tầng
Trong những năm gần đây, sự phát triển không ngừng của công nghệ
thi công đã giúp cho việc xây dựng tầng hầm không còn là vấn đề khó khăn
phức tạp ở Việt Nam. Các công trình nhà cao tầng có tầng hầm đã xuất hiện
ngày càng nhiểu ở Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh…
Hiện nay các phương pháp thi công tầng hầm từ dưới lên (đào lộ thiên),
từ trên xuống (top – down) hay đồng thời cả phần thân và phần ngầm (down –
up) đang là những biện pháp được sử dụng phổ biến.
1.3.1. Phương pháp đào lộ thiên (đào đất trước sau đó thi công nhà từ
dưới lên). [5]
Đây là phương pháp cổ điển, áp dụng khi chiều sâu hố đào không lớn,
thiết bị thi công đơn giản. Toàn bộ hố đào được đào đến độ sâu thiết kế, có
thể dùng phương pháp đào thủ công hay đào máy phụ thuộc vào chiều sâu hố
đào, tình hình địa chất thủy văn, khối lượng đất cần đào và nó còn phụ thuộc
vào thiết bị máy móc, nhân lực của công trình. Sau khi đào xong, người ta cho
tiến hành xây nhà theo thứ tự bình thường từ dưới lên trên, nghĩa là từ móng
đến mái. Để đảm bảo cho hệ hố đào không bị sụt lở trong quá trình thi công
người ta dùng các biện pháp giữ vách đào theo các phương pháp truyền thống
nghĩa là ta có thể đào theo mái dốc tự nhiên (theo góc ma sát ϕ của đất). Hoặc
nếu khi mặt bằng chật hẹp không cho phép mở rộng ta luy mái dôc hố đào thì
ta có thể dùng cừ để giữ tường hố đào.
19
Hình 1.6: Thi công phần ngầm bằng phương pháp đào lộ thiên [6]
Ưu điểm của phương pháp mày là thi công đơn giản, độ chính xác cao,

bên dưới mặt đất. Khi đó, tầng hầm thứ nhất được thi công bằng phương pháp
từ dưới lên truyền thống, phần tường vây trên đỉnh có nhiệm vụ như hệ tường
cừ giữ thành hố đào. Trường hợp này cũng có thể gọi là bán Top-down hay
"Sơ mi" top-down (semi-top-down).
Trình tự thi của phương pháp thi công từ trên xuống [5]:
Bước 1: Thi công tường trong đất và cọc khoan nhồi trước. Cột của
tầng hầm cũng được thi công cùng cọc nhồi đến cốt mặt nền.
Bước 2: Người ta tiến hành đổ sàn tầng trệt ngang trên mặt đất tự
nhiên. Tầng trệt được tỳ lên tường trong đất và cột tầng hầm. Người ta lợi
dụng luôn các cột đỡ cầu thang máy, thang bộ, giếng trời làm cửa đào đất và
vận chuyển đất lên đồng thời cũng là cửa để thi công tiếp các tầng dưới.
Ngoài ra nó còn là cửa để tham gia thông gió, chiếu sáng cho việc thi công
đào đất…Khi bê tông đạt cường độ yêu cầu, người ta tiến hành đào đất qua
các lỗ cầu thang giếng trời cho đến cốt của sàn tầng thứ nhất (1C) thì dừng lại
sau đó lại tiếp tục đặt cốt thép đổ bê tông sàn tầng 1C. Cũng trong lúc đó từ
mặt sàn tầng trệt người ta tiến hành thi công phần thân nghĩa là từ dưới lên.
Khi thi công đến sàn tầng dưới cùng người ta tiến hành đổ bê tông đáy nhà
liền với đầu cọc tạo thành sản phẩm dưới cùng, đó cũng là phần bản của
móng nhà. Bản này còn đóng vai trò chống thấm và chịu lực đẩy Acsimet.
Một vấn đề gặp phải khi áp dụng phương pháp này chính là việc phát
sinh nội lực khi thi công là khá lớn, sơ đồ thi công sai khác đáng kể so với sơ
đồ tính toán khi sử dụng.
22
Các sàn tầng hầm, sau khi thi công xong được xem là các gối tựa cho
tường, và số lượng gối tựa sẽ tăng theo số lượng sàn tầng hầm. Và khi tăng số
lượng gối tựa thì nội lực phát sinh trong tường sẽ được phân phối lại. Luận
văn này sẽ tính toán khảo sát để xác định cụ thể ảnh hưởng của việc phân phối
lại nội lực đó đối với chuyển vị của tường
1.3.3. Phương pháp thi công đồng thời phần ngầm và thân công trình
(down-up)

tường luôn có xu hướng chuển động và khi gặp sự chống đỡ của tường sẽ tạo
ra áp lực tác dụng lên tường. Áp lực này không những phụ thuộc vào tính chất
cơ học của đất, kích thước của tường, bề mặt mái dốc tự nhiên mà còn phụ
thuộc vào đặc tính chuyển vị của tường.
Trong lý luận áp lực đất, người ta thường xét 3 loại áp lực: áp lực đất
chủ động, áp lực đất bị động và áp lực đất tĩnh với 3 loại chuyển vị tương đối
giữa tường và đất.
2.1.1.1. Áp lực đất chủ động
Áp lực chủ động là áp lực của đất tác dụng lên tường chắn từ phía đất,
làm cho tường chuyển dịch về phía trước hoặc quay một góc nhỏ quanh mép
trước của chân tường.
E
a
A
C
B
H×nh 2.1:
¸
p lùc do l¨ng thÓ tr ît sau l ng t êng g©y chuyÓn vÞ cho t êng
a. chuyÓn vÞ ngang b. chuyÓn vÞ xoay
E
a
A
C
B
a) b)
H íng tr ît
MÆt tr ît
H íng tr ît
MÆt tr ît