Nguyễn Văn Viên - HAU

-2-

Một số vấn đề khi thi công tầng hầm nhà cao tầng
I. Tổng quan
1. Xu hớng phát triển nhà có tầng hầm
Nhà có tầng hầm đã có từ lâu trên thế giới, nó trở thành phổ biến và gần
nh là một thông lệ khi xây dựng nhà nhiều tầng. ở châu Âu do đặc điểm nền
đất tơng đối tốt, mực nớc ngầm thấp, kỹ thuật xây dựng tiên tiến và cũng do
nhu cầu sử dụng nên hầu nh nhà nhiều tầng nào cũng có tầng hầm, thậm chí
các siêu thị chỉ có 2-3 tầng nhng có tới 2-3 tầng hầm. Công nghệ này còn đợc
dùng để thi công các ga ngầm dới lòng đờng, đờng cao tốc ngầm ở Paris...
Việc xây dựng tầng hầm trong nhà nhiều tầng là điều rất bình thờng nó trở
nên qua quen thuộc mỗi khi thiết kế và thi công vì nó giải quyết đợc các vấn đề
phát sinh do nhà nhiều tầng đặt ra.
ở châu á nói chung nhà cao tầng có tầng hầm cha phải là nhiều, nhng ở
một số nớc và vùng lãnh thổ nh Hồng Kông, Đài Loan, Hàn Quốc... thì số lợng
nhà nhiều tầng có tầng hầm chiếm tỉ lệ khá cao, số lợng tầng hầm trong các
nhà từ 1 đến 4 tầng hầm.
ở Việt Nam ta, nhà nhiều tầng có tầng hầm cũng chỉ mới xuất hiện gần
đây thờng phổ biến ở những công trình liên doanh với nớc ngoài hoặc các công
trình vốn 100% vốn nớc ngoài. Ta có thể kể đến một số công trình có tầng hầm
ở TP. Hồ Chí Minh và thủ đô Hà Nội.
Dới đây là bảng thống kê ví dụ về nhà cao tầng có tầng hầm ở Việt Nam
và thế giới:
STT
1
2
3
4

22
11
34

Số tầng hầm
4
3
3
3
4
4
3
1
2
2
5

Độ sâu đào(m)
23
12
16
13,6
14,7
16,2
12,5
4,6
11,0
11,0
13.5


- Làm tầng kỹ thuật để giải quyết các vấn đề điều hoà không khí, xử lý nớc thải, lắp đặt máy móc phục vụ giao thông (thang máy), cấp nhiệt...
- Làm nơi c trú tạm thời khi có sự cố xảy ra nh chiến tranh.
- ở các ngân hàng, kho bạc nó còn là nơi cất trữ tài liệu mật, tiền bạc,
vàng, đá quý và các tài sản có giá trị cao của quốc gia.
* ở Việt Nam: Tình hình cũng không ngoài xu hớng phát triển của thế
giới, chỉ có điều là ta luôn đi sau vài thập niên so với các nớc tiên tiến. Cho mãi
tới những năm chín mơi của thế kỷ trớc các toà nhà nhiều tầng mới đợc xây
dựng tại TP. Hồ Chí Minh và Hà Nội, đi kèm theo nó là các tầng hầm đợc thiết
kế, thi công theo các kỹ thuật tiên tiến nhất. Ngày nay, nhu cầu và xu thế của
tầng hầm đã là quá rõ ràng đối với nhà nhiều tầng. Sự ra đời của nó hoàn toàn
nhằm đáp ứng nhu cầu vừa nêu trớc.
b. Về mặt nền móng
Ta thấy nhà nhiều tầng thờng có tải trọng rất lớn ở chân cột, nó gây ra áp
lực rất lớn lên nền và móng, vì vậy khi làm tầng hầm ta đã giảm tải cho móng
vì một lợng đất khá lớn trên móng đã đợc lấy đi, hơn nữa khi có tầng hầm thì
móng đợc đa xuống khá sâu, móng có thể đặt vào nền đất tốt, cờng độ của nền
tăng lên (Khi ta cho đất thời gian chịu lực). Thêm vào đó tầng hầm sâu nếu
nằm dới mực nớc ngầm, nớc ngầm sẽ đẩy nổi công trình lên theo định luật
Acsimet nh thế nó sẽ giảm tải cho móng công trình và đồng thời cũng giảm lún
cho công trình.
c. Về mặt kết cấu
Đối với nhà nhiều tầng không có tầng hầm, độ sâu ngàm vào đất là
nông (từ 2-3m), độ ổn định của công trình không cao do trọng tâm của công
trình ở trên cao. Khi nhà có tầng hầm, trọng tâm của công trình sẽ đợc hạ thấp
làm tăng tính ổn định tổng thể của công trình. Hơn nữa, tờng, cột, dầm sàn của
tầng sẽ làm tăng độ ngàm của công trình vào đất, tăng khả năng chịu lực ngang
nh gió, bão, lụt động đất...
Qua đây ta có thể khẳng định việc thiết kế, xây dựng các công trình dân
dụng có tầng hầm ở Việt Nam là cần thiết. Chúng ta đã, đang và sẽ xây dựng
nhiều toà nhà có tầng hầm để phục vụ dân sinh. Điều này chúng ta sẽ hoàn toàn


Hình 1. Đào theo mái dốc tự nhiên

- Nếu khi mặt bằng chật hẹp không cho phép mở rộng ta luy mái dốc hố
đào thì ta có thể dùng cừ để giữ tờng hố đào. Tờng cừ có thể bằng gỗ, cọc
ximăng đất hoặc bằng cừ thép (chi tiết thể hiện hình 2, hình 3, hình 4, hình 5)


Nguyễn Văn Viên - HAU

-5-

Hình 2. Chống vách đất bằng ván gỗ kết hợp với thép tiêu chuẩn

Hình 3. Chống vách đất bằng cọc xi măng đất


Nguyễn Văn Viên - HAU

đèn chiếu sáng

-6chi tiết 1

chống cừ cốt -7,15

hàng rào an toàn

dầm đỡ cừ i30

cừ larsen


chi tiết 2

cắt 1-1
1

i 270x135x6
l = 1.5m

i 270x125x6
bản mã dày 3cm

bản mã dày 3cm
( 200x1200x30 )
bu lông fi32

i 300x135x6,5

10 bu lông Fi32, a = 150
1

Hình 4. Chi tiết mặt cắt hố đào sử dụng cừ thép kết hợp thép tiêu chuẩn chống đỡ
vách đất


Nguyễn Văn Viên - HAU

-7-

Hình 5. Chống vách đất bằng cừ thép kết hợp thép tiêu chuẩn


Nguyễn Văn Viên - HAU

-8-

với tờng bao (hình 6). Phần kết cấu chính của tầng hầm cũng nh của công trình
đợc tiến hành theo hai phơng pháp:

Hình 6. Thi công tờng trong đất, cọc khoan nhồi

Hình 7. Thi công sàn tầng trệt


Nguyễn Văn Viên - HAU

-9-

Hình 8. Thi công đồng thời kết cấu tầng hầm và kết cấu phần thân

a. Thi công theo phơng pháp bán TOP_DOWN
Theo công nghệ này đầu tiên thi công tờng trong đất và hệ thống cọc khoan
nhồi xong thì tiến hành đào đất kết hợp với thi công kết cấu của tầng hầm
(móng, cột, dầm, sàn...) sau khi thi công xong kết cấu tầng hầm mới triển khai
thi công hệ kết cấu phần thân (hình 9, hình 10)

City crane-potain
mc120-ba45a

cơ cấu bơm bêtông
Sb-92B


4

Hình 9. Mặt cắt chi tiết công trình thi công theo phơng pháp bán TOP_DOWN

Trên hình 6 trình tự các bớc thi công nh sau
Bớc 1: Thi công tờng trong đất và cọc khoan nhồi


Nguyễn Văn Viên - HAU

-10-

Bớc 2: Đào đất đến cốt 4.200
Bớc 3: Thi công sàn tầng hầm ở cốt 4.200
Bớc 4: Đào đất đến cốt 7.500
Bớc 5: Thi công sàn tầng hầm ở cốt 7.500
Bớc 6: Đào đất đến cốt 10.800 và thi công cột sàn tầng hầm ở cốt
7.500.
Bớc 7: Thi công sàn tầng hầm ở cốt 10.800 và thi công cột sàn tầng
hầm ở cốt 4.200
Bớc 8: Đào đất đến cốt 16.600 (cốt đáy móng).
Bớc 9: Thi công móng
Bớc 10: Lấp đất đến đáy sàn tầng hầm ở cốt 14.100
Bớc 11: Thi công sàn tầng hầm ở cốt 14.100
Bớc 12: Thi công cột, sàn, tầng hầm ở cốt 14.100 và phần sàn tầng hầm
còn lại ở cốt 10.800.
Bớc 13: Thi công phần sàn tầng hầm còn lại ở cốt 7.500.
Bớc 14: Thi công phần sàn tầng hầm còn lại ở cốt 4.200.
Bớc 15: Thi công sàn ở cốt +0.000

Bớc 6: Thi công sàn tầng hầm ở cốt 7.500 và sàn tầng 2 (cốt + 9.000)
Bớc 7: Đào đất đến cốt 10.800, thi công cột sàn tầng hầm ở cốt
7.500 và cột ở sàn 2 (cốt + 9.000).
Bớc 8: Thi công sàn tầng hầm ở cốt 10.800 và sàn tầng hầm 3 (cốt +
13.500)
Bớc 9: Đào đất đến cốt 16.600 (cốt đáy móng), thi công cột sàn tầng
hầm ở cốt 10.800 và cột ở sàn 3 (cốt + 13.500).
Bớc 10: Thi công móng và sàn tầng 4 (cốt + 18.000)
Bớc 11: Lấp đất đến đáy sàn tầng hầm ở cốt 14.100 và thi công cột tầng
4 (cốt + 18.000)
Bớc 12: Thi công sàn tầng hầm ở cốt 14.100 và sàn tầng 5 (cốt +
21.000)
Sau đó thi công phần sàn còn lại thuộc khu vực lỗ chờ thi công tiếp đến triển
khai thi công các kết cấu phần thân tiếp theo.


Nguyễn Văn Viên - HAU

-12-

City crane-potain
mc120-ba45a

a

b

d

f


Nguyễn Văn Viên - HAU

-13-

Hình 12. Công trình 5 tầng hầm thi công theo phơng pháp TOP_DOWN

*Ưu điểm:
- Tiến độ thi công nhanh do đồng thời thi công kết cấu phần ngầm và phần
thân cùng một lúc
- Không phải chi phí cho hệ thống chống phụ.
- Chống vách đất đợc giải quyết triệt để vì dùng tờng và hệ kết cấu công
trình có độ bền và ổn định cao.
- Không tốn hệ thống giáo chống, cốppha cho kết cấu dầm sàn vì sàn thi
công trên mặt đất
*Nhợc điểm:
- Kết cấu cột tầng hầm phức tạp.
- Liên kết giữa dầm sàn và cột tờng khó thi công.
- Thi công đất trong không gian kín khó thực hiện cơ giới hoá.
- Thi công trong tầng hầm kín ảnh hởng đến sức khoẻ ngời lao động.
- Phải lắp đặt hệ thống thông gió và chiếu sáng nhân tạo.
Chúng ta, những ngời xây dựng đều thừa hiểu việc xây dựng các công
trình dới lòng đất đều rất phức tạp và khó khăn, ví dụ nh thi công đờng hầm,
tuynel hay đờng cho tàu điện ngầm... ở đây công việc của chúng ta là thi công
tầng hầm cho nhà cao tầng tất nhiên là nó cũng không quá phức tạp nhng nó
cũng đòi hỏi phải giải quyết một số vấn đề đặt ra nh: việc chống vách đào, hạ
mực nớc ngầm, bảo vệ các công trình lân cận, chống ô nhiễm môi trờng, thông
gió chiếu sáng cho thi công dới tầng hầm...Để có thể chủ động trong xây dựng,
đảm bảo cho công trình đạt đợc chất lợng, đúng tiến độ và hiệu quả về mặt
kinh tế. Tất cả những vấn đề trên cần đợc nghiên cứu, xem xét một cách

Tham khảo mặt bằng bố trí trình tự thi công cọc của một công trình thực
tế


Nguyễn Văn Viên - HAU

24

1

2

3

-15-

27

5

4ưư

6

7

26

104



14

98

90

82

74

66

99

22
91

83

75

67

95

20
110

108

1

16

28

11

29

2
12

71

47

39

31

40

32

49

41
7


3

30

57

10

121

122

1

120

118
2
119

117

115
3
116

Hình 13. Trình tự thi công cọc

cọc đ ờng kính 1500mm chiều sâu TK 45.5m



107

123

22

52

13

11

124
23

17

106

111
18

19

60

102

11


12

15

5

101

105
Hư ớngưvậnưchuyểnưđấtưraưkhỏiưcôngưtrư ờng

13

23

15

100

8

9

25

84

92


Tham khảo mặt bằng chia các
tấm tờng của một công trình thực tế
(hình 16)

26

22

25

21

24

20

15

6

23

5

4

3
27

a1

17

30

12

35

d

e

16
31
g
11
10

05

09

04

08

03

07



Chuẩn
bị

trộn

trộn thử
kiểm tra

bê tông

gia công

buộc, dựng

vận chuyển

cốt thép

lồng thép

tập kết

định vị

trộn dd
bentonite

đào
hố cọc


Nguyễn Văn Viên - HAU

-18-

Hình 18. Quy trình công nghệ thi công tờng trong đất

Trong mục này tôi đi sâu chú ý các vấn đề sau:
a. Tờng dẫn
Đợc thi công trớc khi thi công tờng bao
* Chức năng:
- Làm căn cứ để nghiệm thu tờng bao (kích thớc, độ sâu, cốt đỉnh tuờng...)
- Dẫn hớng cho gầu khoan trong những mét khoan đầu tiên
- Hỗ trợ cho thiết bị thi công tờng chắn đất (hạ lồng sắt, đổ bê tông, đặt
gioăng CWS ...)
* Cấu tạo (hình 19)

Hình 19. Mặt cắt chi tiết tờng dẫn


Nguyễn Văn Viên - HAU

-19-

Hình 20. Thi công tờng dẫn

Thi công tờng dẫn là một công đoạn quan trọng vì tờng dẫn làm căn cứ để
nghiệm thu tờng bao do vậy tờng dẫn phải đợc thi công chính xác về kích thớc,
tim và cốt.
b. Công tác đào đất (hình 21)

Hình 22. Trình tự thi công các panel

c. Dung dịch Bentonite
* Chức năng:
- Giữ cho thành hố đào không bị sập nhờ dung dịch chui vào khe nứt
quyện với cát tạo thành một màng đàn hồi bọc quanh thành vách hố, giữ cho
cát và các vật thể vụn không bị rơi và ngăn không cho nớc thẩm thấu qua vách
(hình 23).
- Tạo môi trờng nặng gây áp lực trong hố khoan lớn hơn áp lực nớc ngầm
bên ngoài và nâng đất đá, mùn khoan nổi lên mặt để trào ra hoặc hút khỏi hố
khoan.
Các thông số kỹ thuật chủ yếu của dung dịch bentonite đợc khống chế nh
sau:


Nguyễn Văn Viên - HAU

-21-

- Hàm lợng cát



Nguyễn Văn Viên - HAU

-23-

Hình 27. Lắp dựng lồng thép

Do tờng vây trong quá trình thi công làm nhiệm vụ chống sập thành hố
đào nhng khi công trình đa vào sử dụng nó là tờng tầng hầm nên trong quá
trình gia công cốt thép phải đặc biệt chú ý chi tiết liên kết giữa tờng và sàn tầng
hầm (hình 28).


NguyÔn V¨n Viªn - HAU

-24-

1

1

thanh­gio¨ng

6

lång­thÐp­sè­1

8


gian phân phối, thể tích và cao trình bêtông đợc ghi lại. Mẫu bêtông lập phơng
đợc lấy để đánh giá cờng độ bêtông (hình 31), mẫu hình trụ để đánh giá khả
năng chống thấm của bê tông (hình 32).

Hình 30. Đổ bê tông tờng vây


Nguyễn Văn Viên - HAU

-26-

Hình 31. Mẫu thí nghiệm để đánh giá cờng độ bê tông

Hình 32. Mẫu và thiết bị thí nghiệm đánh
giá khả năng chống thấm của bê tông

f. Hệ thống gioăng CWS.
* Chức năng: Do hệ tờng vây đợc cấu tạo từ các panel tờng thi công riêng biệt.
Một trong vấn đề cần quan tâm là phải cấu tạo mối nối giữa các tấm panel tờng
nh thế nào để đảm bảo tính chống thấm của tầng hầm. Trong thập kỷ vừa qua
Công ty SOLETANCHE BACHY đã phát triển hệ thống gioăng CWS cho phép
thi công gioăng ngăn nớc giữa các panel tờng chắn.
* Nguyên lý gioăng CWS.
Gioăng CWS bao gồm một ván khuôn thép có đặt sẵn gioăng cao su. Ván
khuôn thép sẽ đợc gàu đào kéo lên khi thi công panel kế cận. Cấu tạo ván
khuôn thép và gioăng CWS đợc thể hiện trên hình 33 và chi tiết mối nối giữa
các tấm panel tờng đợc thể hiện trên hình 34.