BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
----------------------------------

NGUYỄN HỮU HIỀN

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH NỀN
CÔNG TRÌNH LIỀN KỀ VỚI TẦNG HẦM CỦA NHÀ
XÂY CHEN Ở HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH
DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

Hà Nội - 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
----------------------------------

NGUYỄN HỮU HIỀN
kho¸ 2017-2019

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH NỀN
CÔNG TRÌNH LIỀN KỀ VỚI TẦNG HẦM CỦA NHÀ

Nguyễn Hữu Hiền


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ là công trình nghiên cứu khoa học
độc lập của tôi. Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là
trung thực và có nguồn gốc rõ ràng.
TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Nguyễn Hữu Hiền


MỤC LỤC
Lời cảm ơn
Lời cam đoan
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
* Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................. 1
* Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ...................................................................... 2
* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài ................................................. 2
* Phương pháp nghiên cứu................................................................................ 2
* Cấu trúc luận văn ........................................................................................... 3
NỘI DUNG....................................................................................................... 4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TẦNG HẦM VÀ VẤN ĐỀ KHI THI
CÔNG TẦNG HẦM
1.1 . Tầng hầm và các vấn đề đất nền khi thi công tầng hầm ..................... 4
1.1.1. Tầng hầm................................................................................................. 4
1.1.2. Các biện pháp thi công tầng hầm ............................................................ 5
1.1.3. Các vấn đề mất ổn định đất nền ............................................................ 17

2.3.3. Sự biến đổi sức chịu tải của móng cọc .................................................. 57
CHƯƠNG 3. GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH KHI
XÂY DỰNG TẦNG HẦM CỦA CÔNG TRÌNH LIỀN KỀ Ở HÀ NỘI
3.1. Các giải pháp phòng chống sự mất ổn định nền móng công trình lền
kề ..................................................................................................................... 63
3.1.1. Đặc điểm chung của giải pháp ổn định ................................................. 63
3.1.2. Các giải pháp ......................................................................................... 65
3.1.3. Xử lý gia cố nền công trình liền kề trước khi thi công tường ............... 68


3.2. Điều kiện địa chất công trình Hà Nội ................................................... 70
3.2.1. Đặc điểm địa tầng của khu vực nội đô Hà Nội ..................................... 70
3.2.2. Đặc tính cơ lý của các lớp đất ............................................................... 74
3.3. Lựa chọn giải pháp ổn định theo các dạng cấu trúc nền.................... 81
3.3.1. Các dạng cấu trúc nền .......................................................................... 81
3.3.2. Giải pháp ổn định nền móng công trình trong vùng có dạng cấu trúc .. 84
3.3.3. Yêu cầu đối với khảo sát địa kỹ thuật trong thiết kế lựa chọn biện pháp
thi công tường tầng hầm đảm bảo ổn định công trình liền kề ........................ 89
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận ........................................................................................................... 92
Kiến nghị ......................................................................................................... 93
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
Phụ lục 1. Cấu trúc nền dạng 1
Phụ lục 2. Cấu trúc nền dạng 2
Phụ lục 3. Cấu trúc nền dạng 3
Phụ lục 4. Cấu trúc nền dạng 4


DANH MỤC BẢNG BIỂU

tiêu cơ lý lớp 4

76

Bảng 3.5.

Thành phần hạt và đặc trưng thống kê của các chỉ
tiêu cơ lý lớp 5

77

Bảng 3.6.

Thành phần hạt và đặc trưng thống kê của các chỉ
tiêu cơ lý lớp 6

78

Bảng 3.7.

Thành phần hạt và đặc trưng thống kê của các chỉ
tiêu cơ lý lớp 7

78

Bảng 3.8.

Thành phần hạt và đặc trưng thống kê của các chỉ
tiêu cơ lý lớp 8


Hình 1.1.

Các giai đoạn thi công tầng hầm theo phương pháp
Bottom-up

6

Hình 1.2.

Thi công hạ cừ bằng máy thủy lực

8

Hình 1.3.

Thi công văng chống giữ tường chắn đất

9

Hình 1.4.

Tường chắn và hệ neo trong đất

10

Hình 1.5.

Thiết bị thi công neo bằng công nghệ bơm phụt và vữa
xi măng



15

Hình 1.11.

Sự cố nước bùn cát chảy vào đáy hố móng

18

Hình 1.12.

Hầm móng của công trình Pacific 5 tầng hầm

24

Hình 1.13.

Thi công dầm bao quanh hố đào

28


Hình 1.14.

Sự cố phát sinh khối lượng do thành hố đào tiếp xúc
nước mưa

28

Hình 1.15.

36

Hình 2.1.

Nền phân lớp nằm ngang

40

Hình 2.2.

Ứng suất ngang biến đổi theo chiều sâu

41

Hình 2.3.

Sơ đồ tính sức chịu tải theo viện thủy công T.Q

56

Hình 2.4.

Sơ đồ tinh toán sức chịu tải của nền dưới móng nông
của công trình

56

Hình 2.5.

Minh họa vùng chịu nén quanh cọc

nhà xây chen ở các khu phố cổ là thật sự cần thiết. Tuy nhiên, việc xây dựng
tầng hầm trong điều kiện chật hẹp của khu phố đang là vấn đề khó khăn trong
công tác thi công, nhưng còn phức tạp hơn là sự mất ổn định của các công
trình lân cận. Đó chính là các lý do mà nhu cầu xây dựng tầng hầm vốn rất
bức thiết nhưng triển khai chưa được nhiều.
Nhưng tương lai, với ưu thế về sự ổn định nhiệt độ của không gian
ngầm và tiến bộ của thiết kế kiến trúc trong thế kỷ 21 nhất định sẽ có giải
pháp sử dụng hợp lý không gian ngầm cho dù diện tích lớn hay nhỏ. Đặc biệt
với sự phát triển của khoa học kỹ thuật xây dựng nhất là công nghệ xây dựng
thì sự phức tạp của thi công tầng hầm trong khu phố liền kề sẽ ngày càng ít
phức tạp hơn. Vấn đề đặt ra là việc xây dựng không gian ngầm trong điều
kiện xây chen ảnh hưởng đến công trình liền kề phải được giải quyết triệt để
về sự mất ổn định công trình liền kề.
Từ lâu vấn đề ảnh hưởng đến công trình lân cận bao gồm cả công trình
liền kề khi xây dựng tầng hầm đã từng đặt ra và có nhiều kết quả nghiên cứu
về chúng đã được công bố. Trong bức tranh toàn cảnh ở Việt Nam về chủ đề
nghiên cứu ảnh hưởng của sự thi công tầng hầm đến công trình lân cận, nổi
lên điểm sáng dành được nhiều quan tâm nhất là giới hạn khoảng cách hoàn
toàn hay khoảng cách xem như không ảnh hưởng, trong khi làm thế nào để
khoảng cách đó nhỏ nhất chưa được nhiều chú ý. Theo đó, lựa chọn giải pháp
ổn định nào và biện pháp công nghệ thi công nào để sự ảnh hưởng đến công
trình liền kề chưa có một kết quả nghiên cứu nào đã công bố được xem là
thỏa mãn mọi vấn đề.


2

Xuất phát từ bản chất nền liên quan đến ứng xử của tải trọng công
trình đang tồn tại và tầng hầm liền kề sẽ xây dựng là cách tiếp cận của đề tài
Nghiên cứu giải pháp ổn định nền công trình liền kề với tầng hầm của

- Chương 2. Đặc điểm mất ổn định nền móng công trình khi thi công
tầng hầm của công trình liền kề
- Chương 3. Giải pháp ổn định nền móng công trình khi xây dựng tầng
hầm của công trình liền kề ở Hà Nội


4

NỘI DUNG
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TẦNG HẦM VÀ VẤN ĐỀ KHI
THI CÔNG TẦNG HẦM
1.1. Tầng hầm và các vấn đề đất nền khi thi công tầng hầm
1.1.1. Tầng hầm
+ Khái niệm chung về tầng hầm [3]:
Tầng hầm là một hoặc nhiều tầng của một tòa nhà hay ngôi nhà được
thiết kế bố trí xây dựng nằm hoàn toàn hoặc một phần dưới tầng trệt (sàn) và
nằm sâu trong lòng đất (nằm âm dưới đất). Tầng hầm thường được sử dụng
như một không gian tiện ích cho một tòa nhà nơi chứa các loại lò sưởi, máy
nước nóng, hộp cầu chì, bãi đậu xe, và hệ thống điều hòa không khí, hệ thống
phân phối điện, và truyền hình cáp... Tầng hầm là không gian phổ biến khi
xây nhà trong đô thị vì giải quyết được chỗ đậu xe và hệ thống kỹ thuật, cũng
như chống ẩm khá tốt cho tầng trệt và tăng diện tích sử dụng hữu ích. Do đó,
tầng hầm được xem là một bộ phận trong cấu tạo của tòa nhà có tầng hầm. So
với các bộ phận khác tầng hầm có đặc điểm kiến trúc riêng để đảm nhiệm
chức năng riêng và khi liên kết với kết cấu móng còn làm tăng sự ổn định
công trình, đặc biệt hiệu quả khi tác dụng chống động đất.
Theo khái niệm này; tầng hầm được xem là một dạng công trình ngầm
với những đặc trưng riêng so với đường hầm và với không gian ngầm, đó là:
tầng hầm thường thi công theo phương pháp đào lộ thiên, sự ổn định của các
kết cấu tầng hầm luôn có quan hệ đến giải pháp nền móng, kết cấu của tòa

lên ( bottom- up ), thi công tường tầng hầm làm tường chắn đất, thi công từ
trên xuống (Top-down), thi công semi top-down. Tuy nhiên; trong đề tài
nghiên cứu luận văn, tôi xin giới thiệu 3 giải pháp cơ bản sau đây vì chúng có
nhiều ưu điểm nhất và khoa học nhất.
+ .Thi công tầng hầm theo phương pháp từ dưới lên ( Bottom-up )


6

Hình 1.1. Các giai đoạn thi công tầng hầm theo phương pháp Bottom-up [3]
Đây là phương pháp thi công tầng hầm nhà cổ điển và rất phổ biến
được áp dụng khi chiều sâu hố đào không lớn.
Theo phương pháp này thì toàn bộ hố đào được đào đến độ sâu đặt
móng, có thể dùng thủ công hay cơ giới tùy thuộc vào độ sâu hố đào, tình
hình địa chất thủy văn, khối lượng đất cần đào, khả năng cung cấp máy móc
thiết bị và nhân lực của đơn vị thi công. Sau khi đào xong người ta tiến hành
làm nhà theo trình tự thông thường từ dưới lên trên, thi công theo phương
pháp này thường gây ra mất ổn định thành hố đào.
a. Ưu và nhược điểm của phương pháp khi thi công tầng hầm nhà xây
chen bằng cách thi công từ dưới lên ( Bottom-up ):
- Ưu điểm:
+) Thi công đơn giản
+) Độ chính xác cao


7

+) Giải pháp kiến trúc và giải pháp kết cấu không phức tạp vì việc xây
dựng phần ngầm cũng tương tự như phần nổi của nhà.
+) Xử lý chống thấm và lắp đặt mạng lưới kỹ thuật dễ dàng.


Hình 1.2. Thi công hạ cừ bằng máy thủy lực [4]
+) Thi công tầng hầm theo phương pháp tường chắn đất
Đây là một công nghệ thi công tường trong đất. Trước khi thi công đào
đất người ta tiến hành thi công phần tường bao của tầng hầm trước sau đó mới
đào đất trong lòng tường bao này đến đáy của tầng hầm.
Trường hợp móng của công trình là cọc khoan nhồi thì người ta cũng
tiến hành thi công cọc khoan nhồi đồng thời với thi công tường bao.
Phương pháp này không đòi hỏi phải có tường chắn hay các hàng để
giữ vách hố đào, tuy nhiên điều kiện để áp dụng phương pháp này công trình
phải thiết kế để tường bao tầng hầm chịu được tải trọng áp lực đất và phải áp
dụng công nghệ thi công tường cọc barette, đây là biện pháp thi công tầng
hầm cho nhà xây chen được sử dụng công nghệ mới.


9

Vì lực tác dụng của đất lên tường bao rất lớn nên để ổn định cho tường
bao người ta thường áp dụng các giải pháp sau đây:
- Dùng hệ dầm và cột chống văng giữa các tường đối diện, hệ dầm này
thường làm bằng thép hình gồm các xà ngang, dầm văng và cột chống. Áp lực
đất truyền lên tường, tường truyền lên dầm văng. Cột có nhiệm vụ giữ cho
dầm văng ổn định.
Phương pháp này đơn giản, tốn vật liệu làm dầm, xà ngang, cột chống
tuy nhiên sau khi sử dụng ta có thể thu hồi để tái sử dụng 100%.
Nhược điểm của phương pháp này là chiếm không gian trong hố đào,
đặc biệt là khi chiều ngang công trình lớn thì hệ trống văng trở nên rất phức
tạp ảnh hưởng lớn đến thi công.

Hình 1.3. Thi công văng chống giữ tường chắn đất [18]

xuống, vừa đồng thời phải làm phần thân nhà từ dưới lên, lấy mặt đất làm
mốc khởi hành vừa đi lên trên, vừa tiến xuống dưới. Đó là bản chất của
phương pháp Top-down, đây cũng là giải pháp thi công tầng hầm cho xây


12

chen mới được áp dụng khi không thể khắc phục được nhược điểm của
phương pháp khác.

Hình 1.7. Thi công tầng hầm bằng phương pháp Top – down [18]


13

Hình 1.8. Đồng thời với phần ngầm hai tầng dưới thuộc phần thân tòa nhà
này cũng đang được thi công[18]
a. Trình tự thi công như sau:
- Bước 1: Thi công tường trong đất và cọc khoan nhồi trước, như trong
phương pháp thi công tường nhà làm tường chắn đất.
- Bước 2: Đổ bê tông sàn trệt ngay trên mặt đất tự nhiên, sàn tầng trệt
được tỳ lên tường trong đất và cột tầng hầm.
Người ta lợi dụng lỗ mở cầu thang máy, cầu thang bộ, giếng trời để làm
cửa đào đất và vận chuyển đất lên, đồng thời để thông gió chiếu sáng cho việc
đào đất và thi công các tầng dưới.
Khi bê tông đạt cường độ yêu cầu người ta tiến hành đào đất qua các lỗ
mở sàn cho đến cốt của sàng tầng hầm 1, dừng lại để đặt cốt thép, đổ bê tông.
Đồng thời với việc thi công các tầng hầm người ta tiến hành thi công
phần thân từ dưới lên.


Tùy theo độ sâu đáy đài mà thiết kế có thể yêu cầu một hay nhiều hệ
tầng chống khác nhau nhằm đảm bảo đủ khả năng chống lại áp lực đất và
nước ngầm phía ngoài công trình tác động lên vách tường tầng hầm.