Nghiên cứu lựa chọn công nghệ thi công tầng hầm nhà cao tầng phù hợp với điều kiện thành phố hồ chí minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT -*** VŨ GIA TÂN NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ THI CÔNG TẦNG HẦM NHÀ CAO TẦNG PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT -*** VŨ GIA TÂN NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ THI CÔNG TẦNG HẦM NHÀ CAO TẦNG PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình ngầm Mã số: 60580204 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TS NGUYỄN QUANG PHÍCH HÀ NỘI - 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Hà Nội, tháng 10 năm 2013 Tác giả Vũ Gia Tân MỤC LỤC Lời cam đoan Mục lục Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU LỜI CẢM ƠN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TẦNG HẦM NHÀ CAO TẦNG, XU THẾ XÂY DỰNG HIỆN NAY 1.1 Tầng hầm nhà cao tầng ý nghĩa thực tế 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Vai trò, chức tầng hầm 1.1.3 Một số đặc điểm thi cơng cơng trình ngầm dân dụng 1.1.4 Tổng quan công nghệ thi cơng cơng trình ngầm 1.2 Hiện trạng xu xây dựng cơng trình ngầm dân dụng tầng hầm nhà cao tầng giới Việt Nam 14 1.3 Xu hướng xây dựng phát triển tầng hầm nhà cao tầng cơng trình ngầm dân dụng Thành phố Hồ Chí Minh 17 CHƯƠNG 2: CÁC ĐIỀU KIỆN LIÊN QUAN VỚI CÔNG TÁC THI CÔNG TẦNG HẦM NHÀ CAO TẦNG TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 20 2.1 Điều kiện tự nhiên xã hội 20 2.1.1 Đặc điểm địa lý 20 2.1.2 Điều kiện khí hậu 21 2.2 Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn thành phố Hồ Chí Minh 22 2.2.1 Một số liệu địa tầng thành phố Hồ Chí Minh 22 2.2.2 Đặc điểm địa chất 25 2.2.3 Địa chất thủy văn 32 2.4 Quy luật phân bố đất thành phố Hồ Chí Minh 37 2.4.1 Địa tầng 37 2.4.2 Cấu trúc thành phố Hồ Chí Minh 38 2.4.3 Phân chia khu địa kỹ thuật lãnh thổ thành phố Hồ Chí Minh theo mức độ thuận tiện cho xây dựng cơng trình ngầm đô thị 39 CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG NGHỆ THI CÔNG TẦNG HẦM NHÀ CAO TẦNG 44 3.1 Phương thức thi công lộ thiên 44 3.2 Công nghệ thi công Top-Down 48 3.3 Công nghệ Bottom - Up 53 3.4 Công nghệ Semi-Top Down 55 3.5 Một số quy trình cơng nghệ thi cơng tầng hầm, cơng trình ngầm dân dụng theo phương pháp lộ thiên 56 3.5.1 Công nghệ thi công cọc nhồi, tường barrete 56 3.5.2 Công nghệ tường cừ 59 3.5.3 Công nghệ Neo đất 70 CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ THI CÔNG PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 75 4.1 Phân tích lựa chọn phương pháp thi cơng phù hợp với điều kiện địa chất 75 4.2 Phân tích lựa chọn phương pháp thi công liên quan với quy mơ cơng trình 78 4.3 Lựa chọn cơng nghệ có ý đến cơng trình kiến trúc hữu 78 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các yếu tố cấu thành công nghệ thi công 9  Bảng 1.2 Các phương pháp thi công đào hầm 10  Bảng 1.3 Một số dự án xây dựng tầng hâm giới 15  Bảng 1.4 Một số dự án có xây dựng tầng hầm Việt Nam 16  Bảng 2.1 Đặc tính địa chất cơng trình lớp A 26  Bảng 2.2 Đặc tính địa chất cơng trình lớp B 27  Bảng 2.3 Đặc tính địa chất cơng trình lớp C 29  Bảng 2.4 Đặc tính địa chất cơng trình lớp D 30  Bảng 2.5 Đặc tính địa chất cơng trình lớp E 31  Bảng 2.6 Cấu trúc mặt cắt trầm tích khu vực thành phố Hồ Chí Minh 39  Bảng 3.1 Mức độ ổn định hố đào 46  Bảng 3.2 Đặc trưng kỹ thuật loại cọc ván thép kiểu mũ 62  Bảng 3.3 Chỉ tiêu kỹ thuật cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực 64  Bảng 4.1 Kiến nghị sơ đồ phân tích, lựa chọn cơng nghệ thi cơng 80  Bảng 4.2 Kiến nghị phân tích, lựa chọn kết cấu bảo vệ thành hố đào 81  Bảng 4.3 Phân tích khả áp dụng biện pháp bảo vệ thành hố đào 83 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Các phương thức thi cơng lộ thiên xây dựng cơng trình ngầm 13 Hình 2.1 Bình đồ tuyến Metro Bến Thành – Suối Tiên 23 Hình 2.2 Bình đồ tuyến Đại lộ Đơng – Tây 24 Hình 2.3 Bản đồ địa chất khu vực thành phố Hồ Chí Minh 36 Hình 2.4 Phân chia khu vực địa kỹ thuật thuận tiện cho trình xây dựng cơng trình ngầm 40 Hình 3.1 Phương thức đào bảo vệ hào phương pháp hở 45 Hình 3.2 Một số loại tường cừ chống giữ hố đào thơng dụng 46 Hình 3.3 Công nghệ Top-Down sử dụng trụ đỡ tường vây 50 Hình 3.4 Một số giải pháp bảo vệ thành hố đào 54 Hình 3.5 Quy trình thi cơng cọc khoan nhồi 58 Hình 3.6 Các loại móc nối ván cừ thép 60 Hình 3.7 Mặt cắt ngang cừ thép 61 Hình 3.8 Một số loại cọc ván thép kiểu mũ 62 Hình 3.9 Một số hình dạng cừ bê tơng cốt thép 63 Hình 3.10 Một số hình ảnh thi cơng cừ Larsen 68 Hình 3.11 Quy trình thi công cừ bê tông cốt thép 70 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Với tốc độ thị hóa ngày nhanh, mật độ dân cư thành phố lớn Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh khơng ngừng tăng cao, kéo theo hàng loạt vấn đề bất cập nảy sinh làm ảnh hưởng đến đời sống xã hội mà cịn làm cho cơng tác quy hoạch kiến trúc thành phố trở nên vô khó khăn Đứng trước tốn quỹ đất khu đô thị, thành phố lớn ngày hạn hẹp nhiều giải pháp khác Chính phủ nghiên cứu thực hiện, từ việc mở rộng địa lý hành Thủ Hà Nội, đến kiểm soát lượng tăng dân số học thành phố Đà Nẵng Tuy nhiên, giải pháp ngầm hóa thành phố lớn giải pháp phát huy hiệu vô rõ rệt đến tranh phát triển tổng thể thành phố công nghiệp hàng đầu nước thành phố Hồ Chí Minh Bên cạnh đó, khoảng thập kỷ vừa qua, nhiều công nghệ xây dựng áp dụng rộng rãi nước ta, góp phần không nhỏ vào phát triển lĩnh vực khoa học xây dựng, đặc biệt xây dựng công trình ngầm Mặc dù vậy, đặc thù khu vực địa lý, điều kiện thiết kế thi công, điều kiện địa kỹ thuật, chưa có nghiên cứu cụ thể phù hợp giải pháp công nghệ xây dựng với vùng miền khác nhau, thành phố lớn thành phố Hồ Chí Minh dẫn đến cố đáng tiếc, lãng phí khơng đáng có thiếu lý luận khoa học trình thiết kế, lựa chọn giải pháp cơng nghệ làm ảnh hưởng đến chất lượng cơng trình mức đầu tư xây dựng Do đó, vấn đề nghiên cứu lựa chọn giải pháp công nghệ phù hợp với điều kiện vùng miền cấp thiết Xuất phát từ luận đó, tác giả tập trung nghiên cứu nhằm đề xuất giải pháp công nghệ phù hợp với điều kiện thành phố Hồ Chí Minh Mục đích đề tài Tổng hợp, phân tích cơng nghệ thi cơng cơng trình ngầm dân dụng; đồng thời sở nghiên cứu điều kiện địa kỹ thuật, điều kiện thiết kế thi công để đưa giải pháp công nghệ phù hợp với khu vực lãnh thổ thành phố Hồ Chí Minh Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu tầng hầm nhà cao tầng, cơng trình ngầm dân dụng có độ sâu thấp thị có mật độ dân cư cao Phạm vi nghiên cứu: Các tầng hầm nhà cao tầng, công trình ngầm dân dụng xây dựng phạm vi thành phố Hồ Chí Minh Nội dung nghiên cứu Nội dung nghiên cứu chủ yếu của đề là: - Thu thập số liệu điều kiện thiết kế thi công tầng hầm nhà cao tầng thành phố Hồ Chí Minh, bao gồm số liệu điều kiện tự nhiên, điều kiện địa chất, địa chất chất thủy văn, phân nhóm điều kiện đất nền; - Tổng hợp, phân tích đặc điểm, ưu nhước điểm phương pháp thi cơng với quy trình cơng nghệ thi cơng, điều kiện áp dụng; - Phân tích đề xuất cơng nghệ thi cơng Cơng trình ngầm theo phương pháp thi công lộ thiên phù hợp với điều kiện thực tế thành phố Hồ Chí Minh Phương pháp nghiên cứu Do nội dung yêu cầu Luận văn, tác giả tập trung sử dụng phương pháp phân tích, tổng hợp lý thuyết kết hợp với kết thống kê thực tế để hoàn thành luận văn Ý nghĩa khoa học thực tiễn Thực tế, giải pháp cơng nghệ phục vụ q trình thi cơng tầng hầm, cơng trình ngầm dân dụng đa dạng, giải pháp có ưu nhược điểm phạm vi áp dụng định; Tuy nhiên, điều kiện thiết kế thi cơng thành phố Hồ Chí Minh chưa có nghiên cứu cụ thể nhằm đánh giá lựa chọn giải pháp công nghệ cho vùng, khu vực cụ thể Do vậy, việc nghiên cứu lựa chọn giải pháp cơng nghệ cho q trình xây dựng tầng hầm, cơng trình ngầm dân dụng điều kiện thành phố Hồ Chí Minh khơng có ý nghĩa mặt khoa học mà cịn góp phần đáng kể vào sở lý luận cho nhà chuyên môn, công ty tư vấn, đơn vị thi cơng nhà đầu tư có sở để phân tích, lựa chọn giải pháp xây dựng phù hợp Cấu trúc luận văn Luận văn gồm phần mở đầu, 04 chương, kết luận – kiến nghị, bảng biểu hình vẽ, trình bày 87 trang khổ giấy A4, với 16 bảng biểu, 17 hình vẽ Chương Tổng quan tầng hầm nhà cao tầng, xu xây dựng Chương Các điều kiện liên quan với công tác thi công tầng hầm nhà cao tầng thành phố Hồ Chí Minh Chương Phân tích số cơng nghệ thi cơng cơng trình ngầm dân dụng theo phương thức thi cơng lộ thiên Chương Phân tích lựa chọn công nghệ thi công phù hợp với điều kiện thành phố Hồ Chí Minh 74 Đối với phương pháp căng sau, trị số co ngắn đàn hồi bê tơng q trình căng kéo bỏ Tóm tắt nhận xét Phương pháp Mỏ truyền thống chắn phức tạp đáp ứng tiến độ đặt ra, phương pháp đào hầm Áo NATM với đất đá yếu địi hỏi phải có cơng tác gia cố khó đáp ứng yêu cầu kinh tế tiến độ thi công Mặt khác, hai phương pháp việc phá vỡ đất đá phương pháp khoan nổ mìn chắn gây nên tác động bất lợi gây nguy hiểm không với người, công trình lân cận mà cịn ảnh hưởng tới mơi trường mỹ quan kiến trúc thành phố Trong phương pháp đào hầm thi cơng giới (TBM, SM) phát triển mạnh, đặc biệt thiết bị khiên đào hay TBM yếu Đây cơng nghệ đào hầm tiên tiến mà có khả áp dụng rộng rãi xây dựng hầm cơng trình ngầm thị - đặc biệt qua nơi có đặc điểm địa chất tương đối yếu vị trí khơng thể xây dựng lộ thiên đô thị lớn nước ta Tuy nhiên, phương pháp địi hỏi chi phí đầu tư ban đầu cao, quy mơ cơng trình lớn… với đặc điểm khu thị có quy mơ vừa nhỏ việc sử dụng công nghệ không mang lại hiệu cao, đặc biệt hiệu kinh tế Phương pháp thi công lộ thiên sử dụng rộng rãi công trình ngầm, phương pháp thi cơng lộ thiên có tiêu kinh tế kỹ thuật thường cao hơn, khơng địi hỏi thiết bị thi cơng ngầm phức tạp, có khả gia tăng tốc độ cơng trình ngầm, sớm đưa cơng trình vào sử dụng 75 CHƯƠNG PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ THI CƠNG PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Xu chung nhà cao tầng có tầng hầm, chí có dự kiến đưa yêu cầu xây dựng tầng hầm nhà cao tầng thành điều kiện bắt buộc, xuất phát từ ưu điểm tiện ích nêu chương Hiện nay, với tiến khoa học kỹ thuật giới, cho phép xây dựng cơng trình ngầm nói chung tầng hầm nhà cao tầng nói riêng điều kiện địa chất phức tạp khác Tuy nhiên, công nghệ giải pháp thi công cần lựa chọn cho phù hợp với loại hình cơng trình ngầm, điều kiện địa chất, địa chất thủy văn, điều kiện địa hình, hiển diện cơng trình ngầm, cơng trình mặt đất…và yêu cầu đảm bảo môi trường Do tính đa dạng phức tạp điều kiện địa chất, tính đa dạng quy mơ độ sâu cơng trình hữu nên việc lựa chọn công nghệ phù hợp từ ban đầu khó Vì khn khổ luận văn Thạc sỹ, dựa theo thống kê cơng trình thi cơng tác giả phân tích nêu số tiêu chí có ý nghĩa định hướng, đồng thời tập hợp số giải pháp công nghệ, áp dụng linh hoạt để xử lý q trình thi cơng 4.1 Phân tích lựa chọn phương pháp thi công phù hợp với điều kiện địa chất Từ kết tổng hợp, phân tích đặc điểm thi cơng khu vực thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt kết khảo sát điều kiện địa kỹ thuật đất cho thấy khu vực thành phố Hồ Chí Minh phân chia làm nhóm đề cập chương 2: - Nhóm A – có điều kiện địa kỹ thuật thuận lợi cho cơng tác thi cơng Cơng trình ngầm (bao gồm tồn diện tích nội thành, huyện Hóc Mơn, Củ Chi bắc huyện Thủ Đức); 76 - Nhóm B - có điều kiện địa kỹ thuật khơng thuận lợi cho q trình thi cơng cơng trình ngầm dân dụng (bao gồm tồn diện tích huyện Dun Hải, Nhà Bè, Bình Chánh, nam Thủ Đức, tây nam Củ Chi dọc ven sơng Sài Gịn); nhiên đặc điểm chung nhóm mật độ dân cư tương đối đơng Mặc dù điều kiện địa chất nhóm A thuận lợi cho công tác thi công, song vị trí có điều kiện địa chất đa phần lại nằm khu vực nội đơ, có mật độ dân cư sinh sống cao, điều kiện tổ chức thi cơng chật hẹp thường có ảnh hưởng đáng kể tới cơng trình lân cận môi trường mỹ quan thành phố Mặt khác thi cơng Cơng trình ngầm ln gắn liền với nguy xảy tai biến kỹ thuật cao, đặc biệt thi công điều kiện địa chất, địa chất thủy văn có biến đổi thất thường Trên sở phân tích quy trình cơng nghệ, ưu nhược điểm khả áp dụng giải pháp cơng nghệ thi cơng cơng trình ngầm thành phố, tác giả đề xuất giải pháp công nghệ thi công cho tầng hầm khu vực cụ thể sau: - Đối với khu vực thuộc nhóm A: - Khi quy mơ chiều sâu hố móng khơng lớn (số lượng tầng hầm ≤2 hay chiều sâu hố móng ≤5m) sử dụng cơng nghệ Bottom – up để giảm thiểu chi phí cho kết cấu tầng hầm (không phải sử dụng thêm hệ trụ đỡ tường vây bê tơng cốt thép, lúc sử dụng cừ Larsen với chi phí rẻ hơn, tốc độ thi công nhanh hơn) thuận lợi cho công tác lắp đặt mạng lưới kỹ thuật Tuy nhiên cần phải tính tốn, lựa chọn giải pháp nước cho hố móng cách đầy đủ nhất, đặc biệt ý địa tầng có “túi cát chảy”; 77 - Khi quy mô chiều sâu hố móng lớn (số lượng tầng hầm ≥3 hay chiều sâu hố móng >5m) sử dụng cơng nghệ Top-Down đẩy nhanh tiến độ thi công; đảm bảo an toàn giảm thiểu tác động điều kiện thời tiết đến q trình thi cơng hố móng; việc tính tốn lựa chọn kết cấu, hình thức gia cố hố móng cần phải cụ thể điều kiện địa kỹ thuật khu vực thi công; mức đầu tư xây dựng - Đối với khu vực thuộc nhóm B: Do đặc điểm cấu trúc địa chất với phần là phức hệ đất yếu (sét chứa than bùn, tàn tích thực vật trạng thái dẻo chảy) với chiều dày thay đổi từ ÷ 30m, mức độ ổn định hố móng khơng có kết cấu bảo vệ thấp Nên khu vực này, tác giả đề xuất sử dụng Công nghệ Top-Down với giải pháp bảo vệ thành hố đào cần thi công trước tiến hành công tác bóc tách đất đá bên phạm vi tầng hầm, điều kiện khơng có nước ngầm, nước ngầm xuất lớp bùn, sét bùn phía Riêng tầng hầm có chiều sâu thấp (≤ 2m) sử dụng phương pháp Bottom-up phải có giải pháp bảo vệ thành hố đào trước q trình thi cơng Khi xây dựng tầng hầm sâu, khu vực có nước ngầm, đặc biệt tầng cuội sỏi, khu vực thi cơng thơng thống, nên sử dụng cơng nghệ bottom-up với giải pháp tường vây tính tốn, lựa chọn cho thích hợp Cũng sở tổng hợp thực tế xây dựng thành phố Hồ Chí Minh, sơ nêu tiêu chí lựa chọn giải pháp thi công, theo quy mô cơng trình, bảng 4.1 Tuy nhiên, trình độ cịn hạn chế, kinh nghiệm thi cơng chưa nhiều, nên đề xuất không tránh khỏi khiếm khuyết, cần điều chỉnh, bổ sung Làm hữu ích cho cơng tác lựa chọn sau 78 4.2 Phân tích lựa chọn phương pháp thi cơng liên quan với quy mơ cơng trình Trong thực tế chưa thấy có phân loại quy mơ cơng trình, cụ thể tầng hầm nhà cao tầng Tuy nhiên, từ thực tế xây dựng nước ta cho thấy: - Với số tầng hầm nhỏ hơn, công nghệ sử dụng có Bottom up Top down - Với số tầng hầm lớn ba, công nghệ chủ yếu Top-Down Có thể thấy lý vấn đề bảo vệ thành hố đào tránh lún sụt đến cơng trình kiến trúc hữu Với hầm “sâu”, sử dụng công nghệ bottom-up gặp khó khăn lớn bảo vệ thành hố đào Tuy nhiên với phương pháp bottom-up dễ dàng thi công tầng hầm hơn, đặc biệt triển khai biện pháp chống thấm, bảo độ bền lâu cho cơng trình 4.3 Lựa chọn cơng nghệ có ý đến cơng trình kiến trúc hữu Trên sở tổng hợp, phân tích điều kiện tự nhiên, dân cư xã hội thành phố Hồ Chí Minh thấy khu vực có mật độ dân cư đông nước (hơn 3,589 triệu người/km2 [10]), cơng trình dân dụng, cơng trình hạ tầng sở có quy mơ tương đối lớn phân bố hầu khắp lãnh thổ thành phố, đặc biệt khu vực nội Do đó, công nghệ thi công phải đảm bảo giảm thiểu tới mức tối đa ảnh hưởng trình thi cơng tới ổn định cơng trình hữu an toàn người dân khu vực xây dựng, cơng tác gia cố bảo vệ thành hố đào đóng vai trị tiên Trên sở yêu cầu đó, tác giả đề xuất số giải pháp cho kết cấu thành hố đào ứng với công nghệ thi công cụ thể bảng 4.2 Cụ thể sau: - Với cọc ván thép (cừ Larsen): công nghệ thi công đơn giản, tiến độ thi công nhanh hạn chế khả cách nước (chống thấm, đặc biệt 79 mối nối cừ Larsen khuyết tật thành cừ trình vận chuyển, lắp đặt), khả chịu lực chiều sâu thi công hạn chế (các cừ Larsen chế tạo sẵn có quy cách định, chiều dài tối đa 18m) Do kết cấu áp dụng thi công tầng hầm theo công nghệ Bottom-up, Top-down với chiều sâu hố móng có chiều sâu bé (chiều sâu tầng hầm kiến nghị ≤5m số lượng tầng hầm ≥2) để đảm bảo chiều sâu ngàm lớp đất (giảm độ mảnh kết cấu ngàm); đất không chứa nước ngầm; mật độ công trình hữu từ thưa đến trung bình Trong trường hợp cơng trình hữu lớn, đất chứa nước gây áp lực lớn đến hố móng phải có giải pháp tăng cứng cho hệ cừ Larsen (nếu sử dụng) sử dụng hệ giằng thép hình bên lịng hố đào - Tường cọc nhồi: Tường chống giữ tạo thành dãy cọc khoan nhồi, thi công đơn giản, độ cứng thân tường lớn, giá thành tương đối thấp, nên sử dụng rộng rãi Tường bảo vệ cọc khoan nhồi dùng để làm tường chắn đất thành hố móng có độ sâu lớn Tuy nhiên, mực nước ngầm cao mà khơng có biện pháp ngăn nước tốt thường xảy cố hố móng Vì vậy, tường bảo vệ cọc khoan nhồi áp dụng hố móng sâu có biện pháp thoát nước tốt - Tường barrete: Tường barette cịn gọi tường hào nhồi, kết cấu có khả chịu lực cao, đồng thời làm vách tầng hầm nhà cao tầng Tuy nhiên, chi phí đầu tư ban đầu cao so với kết cấu gia cố khác nên thường áp dụng hiệu tải áp lực tác dụng lên hố móng lớn, hố móng có độ sâu lớn Đối với cơng trình ngầm hay tầng hầm có quy mơ vừa, nhỏ kết cấu thường áp dụng vị trí có áp lực nước ngầm cao vị trí chịu lực cơng trình (tính kinh tế) 80 Bảng 4-1 Kiến nghị sơ đồ phân tích, lựa chọn cơng nghệ thi cơng Cơng nghệ Điều kiện đất Dính Rời Quy mơ tầng hầm Nông/sâu Nông : ≤ Top - Down Sâu : ≥3 Nông : ≤ Bottom - up Sâu : ≥3 Nông : ≤ Semi Top - down Sâu : ≥3 Dài/rộng Nước Không Nước Không Mật độ công trình hữu Thưa Trung bình Dài/ rộng Ngắn, hẹp Dài /rộng Ngắn /hẹp Dài/ rộng Ngắn, hẹp Dài /rộng Ngắn /hẹp Dài/ rộng Ngắn, hẹp Dài /rộng Ngắn /hẹp Xanh: Nên áp dụng với công nghệ thông thường Đỏ: Có thể áp dụng với cơng nghệ thơng thường Hồng: Áp dụng có điều kiện (ví dụ top down nên sử dụng tường hào nhồi hay cọc barette) Trắng: Không áp dụng Dày 81 Bảng 4.2 Kiến nghị phân tích, lựa chọn kết cấu bảo vệ thành hố đào Điều kiện đất Kết cấu bảo vệ hố móng Cơng nghệ Dính Nơng, h≤5m (SLTH≤2) Sâu, h>5m (SLTH ≥2) Nơng, h≤5m ( SLTH≤2) Chiều sâu hố móng Cọc ván thép Cọc ván thép Sâu, h>5m (SLTH ≥2) TopDown Chiều sâu hố móng Bottom - up Cọc khoan nhồi Tường barrete Cọc khoan nhồi Tường barrete Cọc khoan nhồi Tường barrete Cọc ván thép Cọc khoan nhồi Tường barrete Rời Thưa Nước Cọc ván thép Mật độ cơng trình hữu Khơng Nước Khơng Trung bình Dày Ghi 82 Điều kiện đất Kết cấu bảo vệ hố móng Cơng nghệ Dính Nơng, h≤5m ( SLTH≤2) Sâu, h>5m (SLTH ≥2) Chiều sâu hố móng Rời Thưa Nước SemiTop down Mật độ cơng trình hữu Khơng Nước Trung bình Dày Không Cọc ván thép Cọc khoan nhồi Tường barrete Cọc ván thép Cọc khoan nhồi Tường barrete Ghi chú: - SLTH: Số lượng tầng hầm Xanh: Nên áp dụng với cơng nghệ thơng thường; Đỏ: Có thể áp dụng cần kết hợp với giải pháp bảo vệ tăng cường khác (Neo, giằng thép); Hồng: Áp dụng có điều kiện (thốt nước, hạ mực nước ngầm); Trắng: Khơng áp dụng Ghi 83 Nói chung lựa chọn giải pháp thi công, giải pháp công nghệ bảo vệ thành hố đào cần ý đến tham khảo tác động giải pháp đó, tổng hợp bảng 4.3 [3,6] Bảng 4.3 Phân tích khả áp dụng biện pháp bảo vệ thành hố đào Thành hào nghiêng Bê tông phun Diện tích sử dụng nhiều nhiều ít ít Khả nhận tải thấp trung bình cao cao cao cao cao Tính ổn định lâu dài tạm thời tạm thời tạm thời tạm thời lâu dài lâu dài lâu dài Mức độ kín nước không kém tốt tốt tốt tốt không tăng cứng bề mặt tương đối cứng cứng cứng cứng không tăng cứng bề mặt tốt tốt tốt tốt Tính gia cường tăng cứng Tính chắn giữ Tường Tường cọccừ ván thép Tường cọc khoan nhồi sát giao cắt Phương thức thi cơng Tường hào nhồi Tóm tắt nhận xét Trên sở phân tích đặc điểm cơng nghệ; ưu, nhược điểm phạm vi áp dụng công nghệ thi công tầng hầm nhà cao tầng đặc điểm điều kiện liên quan đến công tác thi cơng thành phố Hồ Chí Minh Có thể khẳng định rằng, để lựa chọn giải pháp công nghệ, giải pháp kết cấu bảo vệ thành hồ đào phù hợp địi hỏi phải tổng hợp phân tích cách đầy đủ, chi tiết với điều kiện dự án cụ thể 84 Trong điều kiện địa kỹ thuật, quy mơ cơng trình số lượng cơng trình hữu chịu tác động trực tiếp q trình cơng yếu tố Trong giới hạn Luận văn thạc sỹ, tác giả cố gắng lập luận phân tích để đưa giải pháp mang tính tổng quan mối tương quan yếu tố đến q trình lựa chọn cơng nghệ, giải pháp gia cố hố móng thi công tầng hầm nhà cao tầng Và chắn rằng, giải pháp công nghệ lựa chọn phải đảm bảo ba yêu cầu dự án xây dựng yêu cầu mặt kỹ thuật, yêu cầu tính kinh tế u cầu cơng tác an tồn-vệ sinh mơi trường xây dựng Ngoài ra, tùy thuộc vào yếu tố khác trình độ tổ chức thi cơng; lực trang thiết bị thi công; mức đầu tư ban đầu mà nhà đầu tư đơn vị thi cơng có phân tích, lựa chọn phù hợp với điều kiện xây dựng cụ thể 85 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sự phát triển số lượng, quy mô chức tịa nhà cao tầng có tầng hầm khu đô thị lớn xu tất yếu q trình thị hóa Việc tính tốn, lựa chọn giải pháp cơng nghệ thi cơng xây dựng đóng vai trị ý nghĩa khơng q trình tổ chức thi cơng, q trình vận hành khai thác, mà cịn góp phần khơng nhỏ vào việc bảo vệ mỹ quan kiến trúc thành phố an tồn người cơng trình hữu khu vực xây dựng, đồng thời góp phần khơng nhỏ vào cơng đại hóa, tối ưu hóa khả khai thác khơng gian ngầm khu thị lớn thành phố Hồ Chí Minh Xây dựng nhà cao tầng có tầng ngầm xu phát triển thành phố Hồ Chí Minh thành phố khác nước, có ý nghĩa kinh tế lớn mang tính xã hội cao, góp phần đáng kể vào việc giải tốn quỹ đất thị lớn nước vốn nóng bỏng trở nên cân nhờ khả linh hoạt đa dạng việc khai thác, sử dụng không gian ngầm Thi công xây dựng tầng hầm nhà cao tầng phát triển từ công nghệ thi công công trình ngầm theo phương pháp lộ thiên, với cơng nghệ phổ biến bottom-up, top-down semi-top-down, kết hợp với giải pháp bảo vệ thành hố đào đa dạng Nói chung cơng nghệ có ưu, nhược điểm, mạnh điểm yếu riêng Việc lựa chọn công nghệ thi công phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác kinh nghiệm người thiết kế, thi công Tuy nhiên kinh nghiệm cần quan tâm, tổng hợp Các kết tổng hợp cho thấy, thi cơng cơng trình ngầm khu vực thành phố Hồ Chí Minh ln bị hạn chế không gian, thời gian, 86 điều kiện địa kỹ thuật lớp đất khu vực biến đổi phức tạp; gây nên tác động tới cơng trình hữu lớn Do đó, chắn với giải pháp công nghệ áp dụng khơng có phân tích cụ thể mối tương quan điều kiện xây dựng với công nghệ thi công thường dẫn tới cố gây an toàn lao động, ảnh hưởng đến tiến độ thi công mức đầu tư xây dựng cơng trình Các cố thường đa dạng đặc điểm, mức độ nguyên nhân khác Có thể kể đến hố đào thông thường không cần biện pháp chống đỡ vấn đề kỹ thuật tuý vấn đề địa kỹ thuật Còn hố đào cần thiết phải có biện pháp chống đỡ để thi cơng an tồn ngồi vấn đề địa kỹ thuật, bao gồm vấn đề thuộc kết cấu bảo vệ thành hố đào Để sơ lựa chọn công nghệ phù hợp cho điều kiện cụ thể, cần thiết phải định phạm vi áp dụng công nghệ, tổ hợp công nghệ Tổng hợp từ kinh nghiệm thực tế để xác định phạm vi sử dụng công nghệ vấn đề phức tạp Tuy nhiên công việc cần quan tâm Trong luận văn bước đầu cố gắng xây dựng phân nhóm điều kiện áp dụng, theo khả áp dụng, có ý số yếu tố tác động Do vấn đề phức tạp, nên đề xuất chưa bao quát yếu tố tác động, đặc biệt vấn đề địa tầng Tuy nhiên, hy vọng vấn đề nhà khoa học, kỹ thuật quan tâm tương lai Kiến nghị: - Khi tính tốn, lựa chọn giải pháp hay cơng nghệ thi cơng, ngồi việc nắm vững quy trình cơng nghệ thi cơng, quy trình quy phạm phải khảo sát nghiên cứu cụ thể điều kiện xây dựng địa chất, địa chất thủy văn, tính chất đất nền, khả tác động tới công trình lân cận mức độ tác động đến môi trường cảnh quan đô thị 87 - Xuất phát từ vai trò, ý nghĩa ảnh hưởng cố thi công tầng hầm nhà cao tầng nói riêng, cơng trình ngầm khu thị lớn nói chung; nhà khoa học, kỹ thuật cần quan tâm để đúc rút kinh nghiệm từ thực tế sở kết hợp với luận khoa học để xây dựng quy trình hướng dẫn lựa chọn công nghệ hay phương pháp thi công, lựa chọn cải tiến giải pháp bảo vệ thành hố đào phù hợp hiệu - Đối với tầng hầm có quy mơ lớn, chiều sâu hố móng lớn, xây dựng vùng có đất yếu, chịu ảnh hưởng nước ngầm đất có chứa “túi cát chảy” nên áp dụng công nghệ Top-Down Semi-Topdown với kết cấu bảo vệ thành hố đào khả chịu lực cao có khả chống chấm khơng q trình thi cơng mà suốt q trình vận hành khai thác Đặc biệt kết cấu bảo vệ thành hố đào phận kết cấu tầng hầm phải sử dụng giải pháp gia cường đất trước thi công tầng hầm xi măng hóa, hạ mức nước ngầm -Với tầng hầm có quy mơ vừa nhỏ, chiều sâu hố móng khơng lớn thi cơng điều kiện đất khơng có ngầm để đẩy nhanh tiến độ thi cơng, giảm giá thành xây dựng áp dụng công nghệ Bottom-up với giải pháp bảo vệ thành hố đào sử dụng cừ Larsen - Một điều quan trọng khơng nhỏ thi cơng cơng trình khu thị phải có giải pháp đảm bảo an toàn, giảm thiểu tới mức tối đa tác động đến môi trường mỹ quan khu đô thị - Vấn đề làm rõ phạm vi áp dụng nhóm cơng nghệ, tổ hợp cơng nghệ, cần có quan tâm nhiều nhà khoa học, chuyên gia giàu kinh nghiệm, để hỗ trợ cho cơng tác lập kế hoạch dự án mới, cho nhà quản lý, góp phần cơng tác đào tạo TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Bá Kế (2006) Xây dựng cơng trình ngầm thị phương pháp đào mở, NXB Xây dựng Nguyễn Xuân Mãn (2006), Xây dựng cơng trình ngầm điều kiện đặc biệt, Bài giảng cao học, Đại học Mỏ địa chất Nguyễn Quang Phích (1999) Bài giảng xây dựng cơng trình ngầm dân dụng cơng nghiệp, Đại học Mỏ địa chất Nguyễn Quang Phích (2000) Bài giảng Cơ học cơng trình ngầm, Đại học Mỏ địa chất Nguyễn Quang Phích (2009) Bài giảng Nâng cao hiệu thi cơng cơng trình ngầm, Đại học Mỏ địa chất Nguyễn Quang Phích, Dương Khánh Tồn (2008), Rủi ro biện pháp phòng tránh xây dựng cơng trình ngầm thành phố, Hội thảo “Những học kinh nghiệm quốc tế Việt Nam cơng trình ngầm thị, TP HCM 22.10.2008, Tr 209-219 Đồn Thế Tường (2012), Các dạng đô thị Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh đánh giá chung phục vụ xây dựng cơng trình ngầm Đồn Thế Tường (2004), Làm chủ công nghệ thi công xây dựng cơng trình ngầm đất yếu thị Việt Nam, Báo cáo tổng kết đề tài cấp độc lập cấp Nhà nước, Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng, Bộ Xây dựng TEWET&TT Nghiên cứu phát triển GTVT phía Nam (2012), Báo cáo khảo sát địa chất dự án Metro tuyến 1;2 10 Tổng cục thống kê, Diện tích, dân số mật độ dân số năm 2011 phân theo địa phương (http://www.gso.gov.vn/default.aspx?tabid=387& idmid=3 &ItemID=12875) 11 L.V Makốpski (2004), Cơng trình ngầm giao thơng thị, NXB Xây dựng, Hà Nội ... vi thành phố Hồ Chí Minh Nội dung nghiên cứu Nội dung nghiên cứu chủ yếu của đề là: - Thu thập số liệu điều kiện thi? ??t kế thi công tầng hầm nhà cao tầng thành phố Hồ Chí Minh, bao gồm số liệu điều. .. trình ngầm dân dụng Thành phố Hồ Chí Minh 17 CHƯƠNG 2: CÁC ĐIỀU KIỆN LIÊN QUAN VỚI CÔNG TÁC THI CÔNG TẦNG HẦM NHÀ CAO TẦNG TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 20 2.1 Điều kiện tự nhiên xã hội... TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT -*** VŨ GIA TÂN NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ THI CÔNG TẦNG HẦM NHÀ CAO TẦNG PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chun ngành: Kỹ