LỜI CẢM ƠN
Em xin bầy tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn: PGS. TS.
Nguyễn Tiến Chương đã tận tình hướng dẫn, động viên và tạo mọi điều kiện thuận
lợi giúp em hoàn thành luận văn và nâng cao năng lực nghiên cứu khoa học.
Em xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Địa kỹ thuật trường
Đại học Thủy Lợi đã tận tình giúp đỡ, góp ý giúp em hoàn thành luận văn này.

Tác giả luận văn Dương Việt Nga

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BẢN CAM KẾT
Kính gửi: Ban Giám hiệu trường Đại học Thuỷ lợi
Phòng Đào tạo ĐH và Sau ĐH trường Đại học Thuỷ lợi.
Tên tôi là: Dương Việt Nga
Học viên cao học lớp: 20ĐKT
Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng
Mã học viên: 128580204031
Theo Quyết định số 116/QĐ-ĐHTL của Hiệu trưởng trường Đại học Thuỷ Lợi
về việc giao đề tài luận văn và cán bộ hướng dẫn cho học viên cao học khoá 20 đợt
2 năm 2012. Ngày 23 tháng 01 năm 2014, tôi đã được nhận đề tài: “ Nghiên cứu
hiệu quả sử dụng tường trong đất kết hợp với công nghệ Top-down trong xây
dựng nhà cao tầng ở Hà Nội ” dưới sự hướng dẫn của thầy giáo PGS.TS. Nguyễn
Tiến Chương.
Tôi xin cam đoan luận văn là kết quả nghiên cứu của riêng tôi, không sao chép
của ai. Nội dung luận văn có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông tin được
đăng tải trên các tài liệu và các trang website theo danh mục tài liệu tham khảo của
luận văn.

Áp lực đất tĩnh 39
2.2.2 Lý thuyết áp lực đất Rankine 40
2.2.3 Lý thuyết áp lực đất Coulomb 41
2.2.4 Nhận xét về các lý thuyết tính áp lực đất 44 2.3 Phương pháp tính toán 45
2.3.1 Tính tường làm việc độc lập với đất nền 45
2.3.2 Tính tường làm việc đồng thời với đất nền 56
2.3.3 Phương pháp phần tử hữu hạn 59
2.4 Tóm tắt chương 2 65
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN ỨNG DỤNG 67
3.1 Giới thiệu phần mềm tính toán 67
3.1.1 Giới thiệu PLAXIS 67
3.1.2 Các mô hình nền trong PLAXIS 67
3.1.3 Các thông số của mô hình Hardening Soil 68
3.2 Các trường hợp tính toán điển hình 69
3.2.1 Dạng nền điển hình 69
3.2.2 Chiều sâu tầng hầm điển hình 69
3.2.3 Tải trọng và tác động 70
3.2.4 Các giai đoạn thi công 71
3.2.5 Vật liệu sử dụng cho tường vây và hệ kết cấu phần ngầm 72
3.2.6 Tính toán điển hình khả năng chịu lực của tường vây theo vật liệu 73
3.3 Dạng nền loại A – Trung tâm công nghệ cao bưu chính viễn thông 76
3.3.1 Giới thiệu công trình 76
3.3.2 Phân tích mô hình bài toán ứng suất 80
3.3.3 Tổng hợp đánh giá hiệu quả sử dụng tường trong đất - Nền loại A
83
3.4 Dạng nền loại B – Mipec Tower 85
3.4.1 Giới thiệu công trình 85

Bảng 3-7: Khả năng chịu mô men của tường – Nền loại A 84
Bảng 3-8: Khả năng chịu lực cắt của tường – Nền loại A 84
Bảng 3-9: Các chỉ tiêu cơ lí của đất – Nền loại B 89
Bảng 3-10: Tổng hợp kết quả nội lực, chuyển vị đất nền các trường hợp tính toán
cho dạng nền loại B
92
Bảng 3-11: Hiệu quả sử dụng tường trong đất kết hợp với công nghệ Top-down 93
Bảng 3-12: Khả năng chịu mô men của tường – Nền loại B 94
Bảng 3-13: Khả năng chịu lực cắt của tường – Nền loại B 94
Bảng 3-14: Các chỉ tiêu cơ lí của đất – Nền loại C 100
Bảng 3-15: Tổng hợp kết quả nội lực, chuyển vị đất nền các trường hợp tính toán
cho dạng nền loại C
103
Bảng 3-16: Hiệu quả sử dụng tường trong đất kết hợp với công nghệ Top-down 104
Bảng 3-17: Khả năng chịu mô men của tường – Nền loại C 104
Bảng 3-18: Khả năng chịu lực cắt của tường – Nền loại C 105
Bảng 3-19: Bảng tồng hợp hiệu quả sử dụng tường trong đất 106
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1: Phương pháp đào hở
7
Hình 1.2: Sơ đồ hệ văng chống tường tầng hầm 8
Hình 1.3: Hình ảnh thi công bằng phương pháp văng chống 9
Hình 1.4: Trình tự thi công neo trong đất 11
Hình 1.5: Hình ảnh thi công bằng phương pháp neo 12
Hình 1.6: Hình ảnh thi công bằng phương pháp đào đảo 13
Hình 1.7: Trình tự thi công Top-down 17
Hình 1.8: Sơ đồ thi công Top-down 17

Hình 2.10: Phương pháp đàn hồi 52
Hình 2.11: Phương pháp kể đến lực trục thanh chống và nội lực thân tường biến
thiên trong quá trình đào đất
53
Hình 2.12: Quan hệ giữa áp lực đất lên tường với chuyển dịch thân tường 55
Hình 2.13: Sơ đồ tính xem tường là conson khi kết thúc lần đào thứ nhất 55
Hình 2.14: Các bước tính toán khi đào đất giai đoạn n 56
Hình 2.15: Sơ đồ phân tích tường theo phương pháp dầm trên nền đàn hồi 57
Hình 2.16: Sơ đồ lò xo đất 58
Hình 2.17: Sơ đồ tính của phương pháp số gia 58
Hình 2.18: Các thông số của mô hình trong cơ học đất trạng thái giới hạn 63
Hình 3.1: Thang đánh giá khả năng chịu mô men của tường trong đất 75
Hình 3.2: Thang đánh giá khả năng chịu lực cắt của tường trong đất 75
Hình 3.3: Bản đồ vị trí công trình 76
Hình 3.4: Phối cảnh công trình 77
Hình 3.5: Mặt cắt địa chất điển hình – Nền loại A 78
Hình 3.6: Bản đồ vị trí công trình Mipec Tower 85
Hình 3.7: Phối cảnh công trình Mipec Tower 86
Hình 3.8: Mặt cắt địa chất điển hình – Nền loại B 88
Hình 3.9: Bản đồ vị trí dự án Khu tổng hợp Vĩnh Tuy 95
Hình 3.10: Phối cảnh dự án Khu tổng hợp Vĩnh Tuy 96
Hình 3.11: Mặt cắt địa chất điển hình – Nền loại C 99
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
E
s
Mô đun đàn hồi của đất
E

t

Hệ số Poisson tiếp tuyến
φ
Góc ma sát trong của đất
ε
Biến dạng của đất
e
ε

Biến dạng đàn hồi của đất
p
ε

Biến dạng dẻo của đất
R
o
Cường độ chịu tải quy ước của đất
K
0
Hệ số áp lực đất tĩnh
K
a
Hệ số áp lực đất chủ động
K
p
Hệ số áp lực đất bị động
K
0,NC
Hệ số áp lực đất ở trạng thái cố kết bình thường

'
h
σ
Ứng suất hữu hiệu theo phương ngang
u
x
Chuyển vị theo phương x
u
y
Chuyển vị theo phương y
M, N, V Mô men, lực dọc, lực cắt trong tường
M
u
Khả năng chịu Mô men của tường
V
u
Khả năng chịu lực cắt của tường
A
s
,
𝜇

Diện tích cốt thép yêu cầu, hàm lượng cốt thép

Và các ký hiệu khác được giải thích trong từng công thức 1

MỞ ĐẦU

Với lí do trên, tác giả chọn đề tài: Nghiên cứu hiệu quả sử dụng tường trong
đất kết hợp với công nghệ Top-down trong xây dựng nhà cao tầng ở Hà Nội.
2. Mục tiêu của luận văn
- Phân tích, lựa chọn phương pháp tính toán tường cừ phù hợp.
- Tính toán điển hình tường chắn khi thi công hố đào bằng phương pháp Top-
down. Việc tính toán được thực hiện cho các công trình ởcác dạng đất nền điển hình
của Hà Nội. Tổng hợp, phân tích và đánh giá kết quả tính toán theocác mức độ hiệu
quả sử dụng tường trong đất.
- Trên cơ sở kết quả tính toán, đưa ra đánh giá về mức độ phù hợp và phạm vi
áp dụng đối với giải pháp tường trong đất kết hợp với công nghệ Top-down trong
thi công tầng hầm nhà cao tầng trong điều kiện đất nền khu vực Hà Nội.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận văn là công nghệ thi công tầng hầm
nhà cao tầng theo phương pháp Top-down, sử dụng tường trong đất trong điều kiện
đất nền Hà Nội
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
- Vể thực nghiệm:
+ Thu thập và phân tích kết quả khảo sát địa chất đất nền khu vực Hà Nội.
+ Thu thập kinh nghiệm thực tế.
- Về lí thuyết:
+ Từ các số liệu thực nghiệm thu thập được, trên cơ sở phân tích, đánh giá
điều kiện đất nền khu vực Hà Nội, lựa chọn phương pháp phần tử hữu hạn
để tính tường chắn với mô hình nền phù hợp cho tính toán hố đào sâu.
+ Sử dụng chương trình phần mềm PLAXIS tính toán tường chắn hố đào
cho các công trình cụ thể, với các dạng nền điển hình ở khu vực Hà Nội.
+ Đánh giá kết quả, từ đó rút ra kết luận.

3

5. Nội dung của luận văn

gió, xử lý nước thải, an ninh…
- Nơi trú ẩn, lánh nạn khi có sự cố…
- Đối với các công trình an ninh, quốc phòng, tầng hầm là nơi bố trí các
phòng an toàn, nơi trú ẩn, kho lưu trữ các tài liệu mật, cất giữ tài sản quốc
gia…

5

Số lượng tầng hầm nhà cao tầng chủ yếu phụ thuộc vào mục đích sử dụng,
điều kiện địa chất, kỹ thuật và công nghệ xây dựng hiện có.
1.1.2 Xu hướng phát triển nhà cao tầng có tầng hầm
Ở Việt Nam, nhà cao tầng có tầng hầm đầu tiên sau năm 1954 được xây dựng
chính là tầng hầm của nhà 11 tầng (móng cọc đóng 12m), được Viện Khoa học
Công nghệ Xây dựng (IBST) thiết kế và Sở Xây dựng Hà Nội thi công vào năm
1981. Cùng với sự phát triển kinh tế xã hội, khoa học kỹ thuật, và xuất phát từ nhu
cầu sử dụng, nhà cao tầng được xây dựng ngày càng phổ biến, đặc biệt là tại các đô
thị lớn.Việc xây dựng tầng hầm trong nhà cao tầng đã tỏ ra có hiệu quả tốt về mặt
công năng sử dụng.Với sự phát triển hiện nay, khi quỹ đất xây dựng ngày càng bị
thu hẹp, việc khai thác không gian dưới mặt đất trong xây dựng công trình là một xu
hướng tất yếu. Ngày càng có nhiều nhà cao tầng có nhiều tầng hầm được xây dựng,
và chiều sâu tầng hầm cũng ngày một tăng.
Hiện nay đã có khá nhiều nhà cao tầng có tầng hầm đã và đang xây dựng trên
khắp các tỉnh thành của nước ta, đặc biệt là các đô thị lớn như Hà Nội, TP Hồ Chí
Minh, Đà Nẵng Sau đây là bảng tổng hợp một số công trình cao tầng nhiều tầng
hầm đã thi công ở khu vực Hà Nội
Bảng 1-1: Nhà cao tầng có tầng hầm ở Hà Nội
STT Tên công trình Mô tả
Đặc điểm thi công tầng
hầm
1

- 2 tầng hầm
- Thi công Semi Top-
down
5
Ocean Park - số 1 Đào
Duy Anh
- 19 tầng nổi.
- 2 tầng hầm.
- Tường bê tông
- Cọc xi măng đất
6
D’.Palais de Louis - số
6 Nguyễn Văn Huyên
- 27 tầng nổi
- 4 tầng hầm.
- Tường trong đất
- Thi công Top-down
7
Toà nhà hỗn hợp Sông
Đà – Hà Đông – Km
10 Nguyễn Trãi
- 34 tầng nổi.
- 2 tầng hầm.
- Tường bê tông
- Cừ Larsen, chống bằng
dầm thép hình, đào hở
8
Royal City – 72A
Nguyễn Trãi
- Tổ hợp các công trình

a) b)
Hình 1.1: Phương pháp đào hở
a) Đào đất theo mái dốc tự nhiên. b) Đào đất có cừ, không chống
Ưu điểm:
- Thi công đơn giản, độ chính xác cao.
- Việc xử lí kỹ thuật công trình cho tầng hầm đơn giản vì nó như kết cấu nằm
trên mặt đất.
Nhược điểm:
- Khi chiều sâu hố đào lớn thì khó thực hiện, đặc biệt khi bề mặt địa tầng là
các lớp đất yếu.
- Khi không dùng tường cừ thì mặt bằng phải rộng để đủ khoảng cách mở
taluy, khối lượng đào đất lớn, đồng thời phải đắp trả đất sau khi thi công tường tầng
hầm.
- Tính an toàn, ổn định hố móng thấp.

8

1.2.1.2 Phương pháp văng chống
Thi công hệ văng chống ngang để chịu áp lực đất sau lưng tường trước khi đào
đất. Hệ thống văng chống bao gồm các thanh chống ngang, thanh giằng ngang( tì
lên tường), cột chống. Hệ thống nay thường được làm bằng thép hình, trong đó các
dầm văn chịu lực nén của áp lực đất từ các tường đối diện nhau, các cột chống đỡ
dầm, giữ ổn định cho dầm, giảm chiều dài tính toán cho dầm văng.

Hình 1.2: Sơ đồ hệ văng chống tường tầng hầm
Trình tự thi công theo phương pháp văng chống như sau [12]:
1. Thi công các cột chống giữa
2. Đào đất giai đoạn 1
3. Thi công hệ dầm bo phía trên bề mặt đào đất, sau đó lắp đặt hệ văng chống
ngang.

của tầng đất để duy trì ổn định của công trình [2].
Trình tự thi công theo phương pháp neo như sau [12]:
1. Đào đất giai đoạn 1
2. Khoan lỗ neo
3. Lắp đặt cáp
4. Bơm vữa
5. Kéo căng dự ứng lực và khóa đầu neo
6. Tiếp tục đào đất giai đoạn 2
7. Lặp lại các bước từ 2 đến 6 cho tới khi đên chiều sâu thiết kế

11

8. Thi công móng công trình
9. Tuần tự thi công hệ dầm sàn tầng hầm từ móng lên đến sàn tầng trệt

Hình 1.4: Trình tự thi công neo trong đất
a) Tạo lỗ neo; b) Lắp đặt dây neo; c) Bơm vữa; d) Căng cáp và khóa đầu neo 12 Hình 1.5: Hình ảnh thi công bằng phương pháp neo
Ưu điểm:
- Hiệu suất đào đất và thi công tầng hầm cao.
- Thời gian thi công ngắn.
- Thích hợp với những hố móng rộng, sâu.
Nhược điểm:
- Khả năng chịu lực của neo phụ thuộc rất lớn vào đất nền, không thể áp dụng
cho đất yếu.

- Có thể áp dụng với hố đào có chiều sâu lớn, địa tầng có mực nước ngầm cao
(gây khó khăn cho neo trong đất)
Nhược điểm:
- Phải xử lí tốt mạch ngừng thi công giữa kết cấu trung tâm được thi công
trước và kết cấu xung quanh thi công sau, nếu không có thể gây thấm cho công trình
- Chuyển vị đất nền và chuyển vị ngang của tường vây lớn, đặc biệt là khi đất
nền phía trên là các lớp đất yếu.
1.2.2 Phương pháp thi công Top-down
Những phương pháp thi công vừa trình bày phía trên, nói chung đểu được thực
hiện tuần tự từ dưới lên trên: Đào đất, thi công móng, thi công dầm sàn các tầng
hầm, dỡ bỏ hệ neo, chống, hoàn thành thi công tầng hầm. Tất cả những phương
pháp ấy đều được gọi là phương pháp thi công Bottom-up: Thi công từ dưới lên.
Ngược lại với phương pháp Bottom-up, phương pháp thi công Top-down sẽ
thi công hệ dầm sàn tầng hầm ngay sau khi đào đất. Hệ dầm sàn này là kết cấu của
công trình, sẽ thay thế hệ văng chống tạm bằng thép hình trong phương pháp văng
chống ngang để chống lại áp lực đất sau tường chắn.Theo đó, việc thi công phần
ngầm sẽ hoàn thành cùng với việc kết thúc thi công đào đất.Việc thi công phần
ngầm được thực hiện từ trên xuống dưới và ngược với trình tự thi công móng thông
thường.Chính vì vậy mà phương pháp này được gọi là Top-down [12].
Công nghệ thi công Top-down thực ra không phải là một công nghệ mới trên
thế giới, tuy nhiên, ở Việt Nam thì nó mới được áp dụng trong khoảng từ 20 năm
nay trở lại đây. Công trình đầu tiên là ở Việt Nam được thực hiện với công nghệ
này là Harbourview – Nguyễn Huệ (1993-1994) do công ty Bachy Solatance (Pháp)

15

thi công. Từ đó tới nay, chúng ta đã học hỏi, tiếp thu và đã có nhiều nhà thầu trong
nước có đủ năng lực thi công tầng hầm nhà cao tầng bằng công nghệ Top-down. Ở
Hà Nội hiện nay đã có nhiều công trình được thi công bằng công nghệ Top-down.
Xem bảng 1.