Những biện pháp thi công tầng hầm/ bán hầm của nhà cao tầng

Trong các thiết kế nhà cao tầng hiện nay ở Việt Nam, đặc biệt ở HN và TPHCM, hầu hết đều cần có các giải pháp thiết kế và thi công tầng hầm/ bán hầm của nhà cao tầng để giải quyết vấn đề đỗ xe và các hệ thống kỹ thuật của toàn nhà. Đặc biệt những công trình có số lượng tầng từ 6,7 tầng trở lên được thiết kế hầm để giải quyết vấn đề khống chế chiều cao và khuôn viên đất có hạn. 

Việc thi công tầng hầm là việc khá phức tạp vì hầm nằm sâu dưới lòng đất, có rất nhiều giải pháp thi công tầng hầm nhưng phổ biến hơn cả là các biện pháp thi công sau đây được sử dụng nhiều và rộng rãi nhất:

I. Biện pháp thi công tầng hầm bằng giải pháp làm tường chắn 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.

Ngoài ra, các công trình biệt thự sang trọng cũng đang sử dụng biện pháp thi công tầng hầm này.

Xem thêm: các mẫu biệt thự 3 tầng tại đây!!!!

Các giải pháp chống đỡ thành hố đào thường được áp dụng là: tường cừ thép, tường cừ cọc xi măng đất, tường cừ barrette. Yêu cầu chung của tường cừ là phải đảm bảo về cường độ cũng như độ ổn định dưới tác dụng của áp lực đất và các loại tải trọng do được cắm sâu vào đất, neo trong đất hoặc được chống đỡ từ trong lòng hố đào theo nhiều cấp khác nhau.

1.Tường vây barrette

Là tường bêtông đổ tại chỗ, thường dày 600-800mm để chắn giữ ổn định hố móng sâu trong quá trình thi công. Tường có thể được làm từ các đoạn cọc barette, tiết diện chữ nhật, chiều rộng thay đổi từ 2.6 m đến 5.0m. Các đoạn tường barrette được liên kết chống thấm bằng goăng cao su, thép và làm việc đồng thời thông qua dầm đỉnh tường và dầm bo đặt áp sát tường phía bên trong tầng hầm. Trong trường hợp 02 tầng hầm, tường barrette thường được thiết kế có chiều sâu 16-20m tuỳ thuộc vào địa chất công trình và phương pháp thi công. Khi tường barrette chịu tải trọng đứng lớn thì tường được thiết kế dài hơn, có thể dài trên 40m để chịu tải trong như cọc khoan nhồi.

Tường barrette được giữ ổn định trong quá trình thi công bằng các giải pháp sau:

 1.1 Giữ ổn định bằng Hệ dàn thép hình

Số lượng tầng thanh chống có thể là 1 tầng chống, 2 tầng chống hoặc nhiều hơn tuỳ theo chiều sâu hố đào, dạng hình học của hố đào và điều kiện địa chất, thuỷ văn trong phạm vi chiều sâu tường vây.

• Ưu điểm: trọng lượng nhỏ, lắp dựng và tháo dỡ thuận tiện, có thể sử dụng nhiều lần. Căn cứ vào tiến độ đào đất có thể vừa đào, vừa chống, có thể làm cho tăng chặt nếu có hệ thống kích, tăng đơ rất có lợi cho việc hạn chế chuyển dịch ngang của tường.
• Nhược điểm: độ cứng tổng thể nhỏ, mắt nối ghép nhiều. Nếu cấu tạo mắt nối không hợp lý và thi công không thoả đáng và không phù hợp với yêu cầu của thiết kế, dễ gây ra chuyển dịch ngang và mất ổn định của hố đào do mắt nối bị biến dạng.

1.2 Giữ ổn định bằng phương pháp neo trong đất

Thanh neo trong đất đã được ứng dụng tương đối phổ biến và đều là thanh neo dự ứng lực. Tại Thành Phố Hồ Chí Minh, công trình Toà nhà Tháp Vietcombank và Khách sạn Sun Way đã được thi công theo công nghệ này. Neo trong đất có nhiều loại, tuy nhiên dùng phổ biến trong xây dựng tầng hầm nhà cao tầng là Neo phụt.

• Ưu điểm: Thi công hố đào gọn gàng, có thể áp dụng cho thi công những hố đào rất sâu.
• Nhược điểm: Số lượng đơn vị thi công xây lắp trong nước có thiết bị này còn ít. Nếu nền đất yếu sâu thì cũng khó áp dụng.

1.3. Giữ ổn định bằng phương pháp thi công Top – down

Phương pháp thi công này thường được dùng phổ biến hiện nay. Để chống đỡ sàn tầng hầm trong quá trình thi công, người ta thường sử dụng cột chống tạm bằng thép hình (l đúc, l tổ hợp hoặc tổ hợp 4L…). Trình tự phương pháp thi công này có thể thay đổi cho phù hợp với đặc điểm công trình, trình độ thi công, máy móc hiện đại có.

Ưu điểm:

• Chống được vách đất với độ ổn định và an toàn cao nhất.
• Rất kinh tế;
• Tiến độ thi công nhanh.

Nhược điểm:

• Kết cấu cột tầng hầm phức tạp;
• Liên kết giữa dầm sàn và cột tường khó thi công;
• Công tác thi công đất trong không gian tầng hầm có chiều cao nhỏ khó thực hiện cơ giới.
• Nếu lỗ mở nhỏ thì phải quan tâm đến hệ thống chiếu sáng và thông gió

2. Tường bao bê tông dày 300-400mm

2.1 Giữ ổn định bằng tường cừ thép

Tường cừ thép cho đến nay được sử dụng rộng rãi làm tường chắn tạm trong thi công tầng hầm nhà cao tầng. Nó có thể được ép bằng phương pháp búa rung gồm một cần trục bánh xích và cơ cấu rung ép hoặc máy ép êm thuỷ lực dùng chính ván cừ đã ép làm đối trọng. Phương pháp này rất thích hợp khi thi công trong thành phố và trong đất dính.

Ưu điểm:

• Ván cừ thép dễ chuyên chở, dễ dàng hạ và nhổ bằng các thiết bị thi công sẵn có như máy ép thuỷ lực, máy ép rung.
• Khi sử dụng máy ép thuỷ lực không gây tiếng động và rung động lớn nên ít ảnh hưởng đến các công trình lân cận.
• Sau khi thi công, ván cừ rất ít khi bị hư hỏng nên có thể sử dụng nhiều lần.
• Tường cừ được hạ xuống đúng yêu cầu kỹ thuật có khả năng cách nước tốt.
• Dễ dàng lắp đặt các cột chống đỡ trong lòng hố đào hoặc thi công neo trong đất.

Nhược điểm:

• Do điều kiện hạn chế về chuyên chở và giá thành nên ván cừ thép thông thường chỉ sử dụng có hiệu quả khi hố đào có chiều sâu ≤ 7m.
• Nước ngầm, nước mặt dễ dàng chảy vào hố đào qua khe tiếp giáp hai tấm cừ tại các góc hố đào là ngụyên nhân gây lún sụt đất lân cận hố đào và gây khó khăn cho quá trình thi công tầng hầm.
• Quá trình hạ cừ gây những ảnh hưởng nhất định đến đất nền và công trình lân cận.
• Rút cừ trong điều kiện nền đất dính thường kéo theo một lượng đất đáng kể ra ngoaì  theo bụng cừ, vì vậy có thể gây chuyển dịch nền đất lân cận hố đào.
• Ván cừ thép là loại tường mềm, khi chịu lực của đất nền thường biến dạng võng và là một trong những nguyên nhân cơ bản nhất gây nên sự cố hố đào.

Xem thêm: Các mẫu biệt thự 2 tầng tại nhadepahome

2.2. Giữ ổn định bằng cọc Xi măng đất

Cọc xi măng đất hay cọc vôi đất là phương pháp dùng máy tạo cọc để trộn cưỡng bức xi măng, vôi với đất yếu. Ở dưới sâu, lợi dụng phản ứng hoá học – vật lý xảy ra giữa xi mưng (vôi) với đất, làm cho đất mềm đóng rắn lại thành một thể cọc có tính tổng thể, tính ổn định và có cường độ nhất định. Tại công trình Ocean Park (số 1 – Đào Duy Anh – Thành Phố Hồ Chí Minh) đã dùng tường cừ bằng cọc xi măng đất sét. Địa hình khu đất trước khi xây dựng tương đối bằng phẳng, phần lớn khoảng lưu không có chiều rộng trên 5m. Chiều sâu hố móng cần đào: phần giữa sâu 7.8m; phần lớn sâu 6.5m.

I. Biện pháp thi công tầng hầm bằng cách đào đất trước rồi thi công nhà từ dưới lên:

Đây là phương pháp cổ điển và rất phổ biến được áp dụng khi chiều sâu hố đào không lớn, với đất dính (đất có góc ma sát trong lớn), có mặt bằng thi công rộng rãi.

Theo phương pháp này thì toàn bộ hố đào được đào đến độ sâu đặt móng, ta có thể dùng  phương pháp 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, gây ra hiện tượng lún sụt vùng chung quanh hố đào.

Để khắc phục hiện tượng lún sụt vùng chung quanh hố đào, chúng ta cũng có thể gia cố bằng  thành tường đất bằng cừ tràm, các cọc bê tông hoặc cọc thép đóng thưa sau đó ghép ván hoặc phun vữa bê tông giữa hai cọc để giữ đất, dùng cọc khoan nhồi khoan liền nhau để tạo thành vách để ổn định thành hố đào.

Ưu điểm của phương pháp này

• Thi công đơn giản
• Độ chính xác cao
• Giải pháp kiến trúc và giải pháp kết cấu không phức tạp
• Xử lý chống thấm và lắp đặt mạng lưới kỹ thuật dễ dàng.
• Làm khô móng để thi công công cũng không có gì phức tạp.

Nhược điểm của phương pháp này

• Khi chiều sâu hố móng lớn đặc biệt nếu lớp đất bề mặt yếu thì rất khó khăn trong thi công.
• Nếu không dùng tường cừ thì yêu cầu mặt bằng phải rất lớn mới đủ để mở rộng taluy cho hố đào
• Thời gian thi công cũng bất lợi vì thi công thường kéo dài bị ảnh hưởng nhiều bởi các yếu tố thời tiết.
• Nhược điểm quan trọng nhất của phương pháp này là rất dễ gây lún nứt, nguy hiểm cho các công trình lân cận, nhất là trong thành phố đối với các các công trình xây chen.

III.  Kết luận

– Giải pháp thiết kế và thi công tầng hầm nhà cao tầng gắn bó chặt chẽ với nhau do đặc điểm thiết kế kết cấu chắn giữ công trình tầng hầm phụ thuộc vào công nghệ thi công. Kết cấu chắn giữ có thể đồng thời là kết cấu chịu lực vĩnh cửu cho công trình. Do đó giải pháp thi công tổng thể cần được lựa chọn ngay từ khâu thiết kế công trình.

– Công nghệ thi công hiện nay là khá đa dạng. Do đó đơn vị thiết kế và thi công cần phân tích, đưa ra giải pháp thiết kế và thi công phù hợp nhất trong những điều kiện hiện có.

– Các đơn vị thiết kế thi công các ngành khác như khách sạn cũng thường thi công tầng hầm

Xem thêm các mẫu thiết kế nhà ở

– Về mặt kinh tế, công trình tầng hầm là dạng công trình mà ở đó có thể gây lãng phí nếu lựa chọn giải pháp thiết kế, thi công không phù hợp với đặc điểm dự án.

– Về mặt kỹ thuật, đây là dạng công trình phức tạp; thi công dưới sâu, dễ xảy ra sự cố cho bản thân công trình và các công trình liền kề. Vì vậy, công việc thiết kế, thi công, giám sát thi công phải được đặc biệt coi trọng.

Liên hệ thiết kế và thi công:

• Công ty CP tư vấn và thiết kế AHome
• Hotline/ Zalo: 0986 378 222/ 0868 218 123
• Fanpage: Kiến trúc Ahome
• Trụ sở chính Hà Nội: Tầng 11, Tòa B Vinaconex 2- Golden Heart, Khu đô thị Kim Văn Kim Lũ- Hoàng Mai- Hà Nội.
• Chi nhánh TP.Hồ Chí Minh: 688 Đường Hương Lộ 2, Bình Trị Đông A, Quận Bình Tân, TPHCM