NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP THI CÔNG HỢP LÝ CÁC CÔNG TRÌNH NGẦM VEN BIỂN THÀNH PHỐ NHA TRANG

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP THI CÔNG HỢP LÝ CÔNG TRÌNH NGẦM VEN BIỂN THÀNH PHỐ NHA TRANG Học viên: Phù Minh Thương Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình Dân dụng và Công nghiệp Mã

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

PHÙ MINH THƯƠNG

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP THI CÔNG HỢP LÝ CÁC CÔNG TRÌNH NGẦM

VEN BIỂN THÀNH PHỐ NHA TRANG

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng công trình Dân dụng và Công nghiệp

Mã số: 60.58.02.08

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn: TS LÊ KHÁNH TOÀN

Đà Nẵng, Năm 2018

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

Phù Minh Thương

TRANG BÌA

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 3

3 Đối tượng nghiên cứu 3

4 Phạm vi nghiên cứu 3

5 Phương pháp nghiên cứu 3

6 Nội dung nghiên cứu 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH NGẦM VÀ THI CÔNG CÔNG TRÌNH NGẦM 4

1.1 Tổng quan về công trình ngầm 4

1.1.1 Khái niệm và phân loại công trình ngầm và công trình ngầm đô thị 4

1.1.2 Đặc điểm công trình ngầm đô thị 5

1.1.3 Xu thế phát triển công trình ngầm đô thị 5

1.2 Thi công công trình ngầm 9

1.2.1 Thi công công trình ngầm bằng phương pháp đào mở 10

1.2.2 Một số công nghệ thi công phần ngầm 12

1.2.3 Một số giải pháp bảo vệ thành hố đào sâu khi thi công theo phương pháp đào mở 14

1.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến thi công công trình ngầm 16

1.3 Đặc điểm chính trong thi công công trình ngầm ven biển 18

1.3.1 Tác động của môi trường ven biển đối với công trình ngầm 18

1.3.2 Các vấn đề cần cần quan tâm khi thi công công trình ngầm ven biển 19

1.4 Kết luận Chương 1 20

CHƯƠNG 2 THỰC TRẠNG CÔNG TRÌNH NGẦM VÀ THI CÔNG CÔNG TRÌNH NGẦM VEN BIỂN TẠI THÀNH PHỐ NHA TRANG 21

2.1 Một số công trình ngầm tiêu biểu ven biển thành phố Nha Trang 21

2.1.1 Nha Trang plaza (Havana) 21

2.1.2 Công viên Phù Đổng 23

2.1.3 Khu giải trí – Dịch vụ E-Land Four Seasons 25

2.2 Tình hình xây dựng công trình ngầm ven biển 26

2.2.2 Những vấn đề tồn tại, khó khăn trong thi công công trình ngầm 27

2.2.3 Các sự cố khi thi công công trình ngầm và giải pháp đã thực hiện 30

2.3 Kết luận chương 2 38

CHƯƠNG 3 MỘT SỐ BIỆN PHÁP THI CÔNG HỢP LÝ CÁC CÔNG TRÌNH NGẦM VEN BIỂN THÀNH PHỐ NHA TRANG 39

3.1 Địa chất khu vực ven biển Nha Trang 39

3.1.1 Đặc điểm địa chất khu vực ven biển Nha Trang 39

3.1.2 Ảnh hưởng của nền đất ven biển Nha Trang đến biện pháp thi công công trình ngầm 42

3.2 Đề xuất các giải pháp hợp lý khi thi công công trình ngầm ven biển thành phố Nha Trang 43

3.2.1 Nguyên tắc chung 43

3.2.2 Công nghệ thi công và kết cấu bảo vệ thành hố đào 44

3.2.3 Một số đề xuất 48

3.2.4 Các phương pháp hạ mực nước ngầm trong thi công hố đào công trình ngầm 49

3.3 Trách nhiệm của các bên tham gia xây dựng thi công phần ngầm công trình 50

3.3.1 Khảo sát, thiết kế 50

3.3.2 Nhà thầu thi công 51

3.3.3 Tư vấn giám sát 52

3.3.4 Chủ đầu tư 52

3.5 Đề xuất biện pháp thi công hợp lí phần ngầm công trình thực tế 52

3.6 Kết luận chương 3 55

K T LUẬN VÀ KI N NGH 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 PHỤ LỤC

QUY T Đ NH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)

BẢN SAO K T LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC

PHẢN BIỆN

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP THI CÔNG HỢP LÝ CÔNG TRÌNH

NGẦM VEN BIỂN THÀNH PHỐ NHA TRANG

Học viên: Phù Minh Thương

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình Dân dụng và Công nghiệp

Mã số: 60.58.02.08 Khóa K33NT, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tóm tắt: Có nhiều sự cố đã xảy ra trong quá trình thi công các công trình ngầm ven

biển tại thành phố Nha Trang như: sụt lún, gây hư hỏng công trình lân cận; thủng tường vây; nước ngầm chảy vào hố đào cản trở đến thi công; nước chảy lan trên bề mặt gây mất vệ sinh môi trường Các sự cố này không những ảnh hưởng đến sinh hoạt thường ngày mà còn gây thiệt hại về tài sản của nhà nước, nhân dân và đặc biệt là gây tâm lý bất an cho người dân, mất lòng tin đối với cơ quan quản lý nhà nước và chủ đầu tư dự án Về phía nhà đầu tư, các sự cố này xảy ra thì dự án bị kéo dài, phát sinh chi phí khắc phục sự cố Từ các sự cố đã xảy ra, nguyên nhân sự cố, biện pháp thi công, đặc điểm địa chất khu vực, những bấp cập trong khắc phục sự cố, tác giả đã nghiên cứu đề xuất các biện pháp kỹ thuật và tổ chức thi công hợp lý Đồng thời qua đó khẳng định vai trò đặc biệt của chủ đầu tư trong việc lựa chọn các nhà thầu tham gia xây dựng cũng như vai trò của cơ quan quản lý nhà nước trong công tác quản lý chất lượng công trình xây dựng ngầm ven biển Nha Trang, từ đó giúp nâng cao chất lượng thi công, đảm bảo an toàn và hiệu quả đầu tư

Từ khóa: Công trình ngầm ven biển, sự cố tường vây, sập công trình lân cận, sập

tường barrette, hố đào sâu

STUDY ON REASONABLE CONSTRUCTION METHODE PROPOSAL OF

COASTAL UNDERGROUND WORKS IN NHA TRANG CITY

Abstract: There are many problems in process of construction of coastal underground

works in Nhatrang city such as collapse of nearby works, break of traffic road, overflowing water, barrette break-down, etc These problems are not only affect daily activities but also cause damage the property of the state and the people These cause the worry psychology for everyone to the state agencies and project investors These problems prolongate the project time, increase in cost of project, etc

Study on reasonable construction methode proposal for the coastal underground works in Nha Trang city is necessary to improve the efficiency, quality and safety of the construction underground works in Nhatrang city

Keywords: Coastal underground works, barrette break-down, collapse of nearby

work, barrette collapse, deep excavation

Số

2.1 Tổng hợp quy mô, diện tích các hạng mục dự án Công viên Phù

2.2 Thống kê một số sự cố trong quá trình thi công hố đào sâu một số

công trình ngầm ven biển thành phố Nha Trang 35 3.1 Kết quả khảo sát địa chất tại công viên Phù Đổng, Nha Trang 41 3.2 Sơ đồ lựa chọn công nghệ thi công 44 3.3 Sơ đồ lựa chọn kết cấu bảo vệ thành hố đào 46

Số hiệu Tên hình Trang

1.1 Mô hình công trình ngầm đô thị 5 1.2 Một phần thành phố ngầm dài hơn 30 km tại Bắc Kinh, Trung

1.6 Dự án đường hầm và nhà hàng ngầm đang thi công trên bãi

1.7 Thi công top down ngầm tòa nhà Vincom 12 1.8 Công nghệ thi công Semi Top - down 13 1.9 Công nghệ thi công Bottom - Up 14

1.11 Tường cừ bê tông cốt thép 14 1.12 Thi công tường barrete 16 1.13 Tường cọc khoan nhồi 16 2.1 Phối cảnh mặt bằng tổng thể phần ngầm Havana 21 2.2 Mặt cắt ngang điển hình phần ngầm dự án Havana 22 2.3 Cửa lên xuống công trình phần ngầm dự án Havana 22 2.4 Phần nổi Nhà hàng Nga nhìn từ hướng biển 23 2.5 Nhà hàng Nga nhìn từ hướng đường Trần Phú 23 2.6 Trung tâm mua sắm Pyramid thuộc dự án Công viên Phù

2.13 Phần nổi Khu giải trí – Dịch vụ E-Land Four Seasons 34

2.15 Nền đường, vỉa hè bị lún sụp khi thi công 34 3.1 Một góc phần nổi công viên Phù Đổng tại Nha Trang 39 3.2 Cấu tạo địa chất lỗ khoan địa chất tại công viên Phù Đổng,

3.3 Phối cảnh phần nổi Havana Plaza, Nha Trang, Khánh Hòa 53 3.4 Mặt bằng và mặt cắt tầng hầm công trình ngầm Havana 54

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Trong xu thế phát triển đô thị hiện đại một cách nhanh chóng, để tiết kiệm đất xây dựng, giảm ách tắc giao thông, bảo vệ môi trường , cần thiết phải phát triển hướng về phía dưới mặt đất, nói cách khác phải xây dựng các công trình ngầm đô thị, tạo nên một không gian đô thị ngầm Quá trình xây dựng và phát triển đô thị trên thế giới đều quan tâm đến sử dụng không gian ngầm Việc sử dụng không gian ngầm và xây dựng công trình ngầm là nhu cầu thực tế của các đô thị Việt Nam hiện nay Theo

tư duy mới thì một đô thị được coi là mẫu mực sẽ là đô thị với hệ thống văn phòng, công sở, cửa hàng…, hệ thống giao thông huyết mạch nằm toàn bộ dưới lòng đất, trả lại mặt bằng phía trên là các công viên, cây xanh và các khu vực vui chơi giải trí

Không nằm ngoài xu thế trên, Nha Trang - một thành phố năng động, phát triển mạnh mẽ, trong đó có ngành kinh tế mũi nhọn là du lịch, du lịch biển Với chiều dài bờ biển trên 7 km, để phát huy tối đa tiềm năng du lịch, khai thác thế mạnh hiện có để đa dạng hình thức phục vụ, Nha Trang đang hướng đến việc xây dựng công trình ngầm ven biển do quỹ đất nội thành hạn chế, trong khi xu hướng phát triển đô thị ngày càng tăng, các công trình công cộng hiện tại không đáp ứng nhu cầu phát triển đô thị, cần xây dựng các công trình dưới lòng đất như nhà hàng, khu mua sắm, bar, vũ trường, chợ ngầm… tại khu vực ven biển để phục vụ du lịch Đặc biệt là tổ hợp công trình ngầm đa năng bao gồm các công trình văn hóa, thể thao, thương mại, dịch vụ, văn phòng có thể kết hợp bãi đỗ xe với các dịch vụ này…

Hình M1 Khu vực ven bờ biển Nha Trang

Hiện tại Nha Trang đã và đang triển khai một số công trình ngầm ven biển dọc đường Trần Phú, thuộc khu vực trung tâm thành phố, nơi diễn ra các sự kiện, hoạt động tham quan, du lịch của du khách cũng như sinh hoạt thường ngày của người dân địa phương với mật độ và tần suất cao

Nhà vệ sinh ngầm Cổng trên phần ngầm nhà hàng Story

Khu vui chơi giải trí Havana club Khu mua sắm Pyramid

Hình M2 Một số công trình ngầm ven biển thành phố Nha Trang

Tuy nhiên, trong quá trình thi công các công trình ngầm, nhiều sự cố trong thi công đã xảy ra gây ảnh hưởng đến đời sống xã hội như: lún sụp, nứt vỡ các công trình lân cận, nứt đường giao thông, nước tràn đường đi, sói lở một số đoạn dẫn ra biển, gây mất mỹ quan, ô nhiễm khu vực bãi biển… Các sự cố này không những ảnh hưởng đến sinh hoạt thường ngày mà còn gây thiệt hại về tài sản của nhà nước, nhân dân và đặc biệt là gây tâm lý bất an cho người dân, gây mất lòng tin đối với cơ quan quản lý nhà nước và chủ đầu tư dự án Về phía nhà đầu tư, các sự cố xảy ra làm thời gian thi công

dự án bị kéo dài, chi phí khắc phục sự cố lớn, gây ảnh hưởng đến tiến độ chung, làm tăng chi phí xây lắp, gây thiệt hại không chỉ bản thân nhà thầu, chủ đầu tư và của cả người dân Thực tế, trong quá trình thi công và khi xảy ra sự cố, nhà thầu và các bên liên quan đã thực hiện nhiều biện pháp nhằm phòng ngừa hoặc khắc phục sự cố Tuy nhiên, do các biện pháp đề ra chưa hợp lí nên hiệu quả đem lại không cao, gây thiệt hại, giảm chất lượng công trình và ảnh hưởng đến vấn đề an toàn, mỹ quan và môi trường xung quanh

Một công trình có biện pháp thi công được gọi là hợp lí khi nó đáp ứng được các yếu tố như kỹ thuật thi công, tính khả thi (có khả năng thi công được), tính an toàn, hiệu quả kinh tế (về tiến độ, chi phí) và tất cả các yếu tố trên phải phù hợp với tính chất, quy mô công trình cũng như đặc điểm địa chất khu vực xây dựng

Nghiên cứu đề xuất biện pháp thi công hợp lí trong thi công công trình ngầm ven biển Nha Trang là đề tài có ý nghĩa khoa học và thực tiễn

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Phân tích, đánh giá các biện pháp thi công, sự cố và khắc phục sự cố khi thi công công trình ngầm ven biển thành phố Nha Trang;

- Đề xuất biện pháp thi công hợp lý ứng với điều kiện địa chất và đặc điểm công trình ngầm ven biển tại Nha Trang nhằm nâng cao hiệu quả, hạn chế sự cố khi thi công

3 Đối tượng nghiên cứu

Biện pháp kỹ thuật và tổ chức thi công công trình ngầm ven biển

4 Phạm vi nghiên cứu

Các công trình ngầm dạng điểm ven biển trong thành phố Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa

5 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lí thuyết;

- Phân tích và thống kê thực địa;

- Đề xuất các giải pháp cụ thể;

- Áp dụng và kiểm chứng thực tế

6 Nội dung nghiên cứu

- Tổng quan về công trình ngầm và thi công công trình ngầm;

- Khảo sát, phân tích cấu tạo địa chất khu vực ven biển thành phố Nha Trang;

- Nghiên cứu thực tế biện pháp thi công tại các công trình ngầm ven biển thành phố Nha Trang;

- Đề xuất các biện pháp thi công phù hợp với các đặc điểm công trình ngầm ven biển Nha Trang;

- Áp dụng và kiểm chứng trên công trình thực tế

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH NGẦM

VÀ THI CÔNG CÔNG TRÌNH NGẦM

Không gian ngầm đô thị được chia thành 3 nhóm hạng mục: công trình hạ tầng

cơ bản như hệ thống xử lí nước thải, đường cấp khí ga, nước, điện, thông tin liên lạc;

các công trình giao thông đô thị như tàu điện ngầm, đường giao thông ngầm, bãi đậu

xe ngầm…; các công trình dân dụng như trung tâm thương mại, nhà hàng dịch vụ, sinh

hoạt cộng đồng, các khu phố mua sắm ngầm Trong chương này sẽ tập trung vào

nhóm hạng mục tập trung, không trải dài như: bãi đậu xe ngầm; trung tâm thương mại,

nhà hàng dịch vụ, hệ thống xử lí nước thải

1.1 Tổng quan về công trình ngầm

1.1.1 Khái niệm và phân loại công trình ngầm và công trình ngầm đô thị

Công trình ngầm là công trình nằm dưới mặt đất tự nhiên

Khoản 4, Điều 2 của Nghị định 39/2010/NĐ-CP về quản lý không gian xây

dựng ngầm đô thị [1] định nghĩa: “công trình ngầm đô thị là những công trình được

xây dựng dưới mặt đất tại đô thị bao gồm: công trình công cộng ngầm, công trình giao

thông ngầm, các công trình đầu mối kỹ thuật ngầm và phần ngầm của các công trình

xây dựng trên mặt đất, công trình đường dây, cáp, đường ống kỹ thuật ngầm, hào và

tuy nen kỹ thuật” Tùy theo mục đích, phạm vi sử dụng và các tiêu chí khác nhau để có

thể phân ra các loại [2]:

- Theo mục đích sử dụng:

Công trình ngầm giao thông: hầm đường sắt, hầm đường ô tô xuyên núi, hầm

cho người đi bộ, tầu điện ngầm, hầm vượt sông

Công trình thủy lợi ngầm: hầm công trình thủy điện, hầm dẫn nước tưới tiêu,

hầm cấp thoát nước, hầm đường thủy

Công trình ngầm đô thị: hầm giao thông đô thị (hầm ở nút giao thông, hầm cho

người đi bộ, hầm tàu điện ngầm…) hầm cấp thoát nước, hầm cáp thông tin, năng

lượng, gara ngầm, hầm nhà dân dụng, hầm nhà xưởng, gara ngầm, các công trình công

cộng (cửa hàng, nhà hát, phố ngầm…)

Công trình ngầm khai khoáng: hầm chuẩn bị, hầm vận tải, hầm khai thác, hầm

thông gió…

Công trình đặc biệt: hầm chứa máy bay, tầu thuyền, kho tàng, nhà máy…

Phần ngầm của các công trình xây dựng

- Theo kích thước:

Công trình ngầm tiết diện nhỏ: bề ngang sử dụng l < 4 m;

Công trình ngầm tiết diện trung bình: bề ngang sử dụng 4m < l <10m;

Hình 1.1 Mô hình công trình ngầm đô thị

- Theo phương pháp thi công:

Công trình ngầm thi công theo phương pháp đào mở;

Công trình ngầm thi công theo phương pháp đào kín;

Công trình ngầm thi công theo phương pháp hạ chìm

1.1.2 Đặc điểm công trình ngầm đô thị

Công trình ngầm đô thị là một loại công trình đặc biệt với những đặc điểm cơ bản: không được chiếu sáng tự nhiên; không được lưu thông không khí tự nhiên; chỉ

có một hoặc một số lối thoát nhất định lên trên mặt đất; tuổi thọ công trình lớn, có thể tính đến hàng trăm năm hoặc vĩnh cửu; chịu các tác động trực tiếp của môi trường địa chất và điều kiện tự nhiên xung quanh như: áp lực đất, tác động của nước ngầm và nước chảy tràn trên mặt đất, các quá trình địa động lực khác; nguy cơ tổn thất về người

và vật chất rất lớn khi xảy ra sự cố

Chính vì vậy, công trình ngầm đô thị phải được quản lý chất lượng đặc biệt liên quan đến công năng, vật liệu, kết cấu, hệ thống kỹ thuật cơ điện nhằm đảm bảo an toàn tối đa cho người làm việc và sinh hoạt trong quá trình thi công, khai thác sử dụng công trình ngầm

1.1.3 Xu thế phát triển công trình ngầm đô thị

1.1.3.1 Phát triển công trình ngầm đô thị trên thế giới

Hiệp hội Không gian ngầm thế giới khẳng định, thế kỷ 21 là thế kỷ của không gian ngầm Tại nhiều đô thị lớn trên thế giới như: Tokyo, Singapore, Hongkong, Toronto có tới 60% các hoạt động sử dụng không gian ngầm Điều này chứng tỏ

công trình ngầm đô thị phát triển rất mạnh mẽ Người ta tập trung vào khai thác và phát triển không gian ngầm đô thị, dưới đây giới thiệu một vài đô thị điển hình

a) Bắc Kinh, Trung Quốc

Bắt đầu xây dựng từ năm 1969, Mao Trạch Đông đã ra lệnh xây dựng một nơi trú ẩn khẩn cấp cho Chính phủ lúc bấy giờ

Thành phố ngầm dài tới 30 km ngay trong lòng đất Bắc Kinh bao gồm đầy đủ các hệ thống nhà hàng, trường học, bệnh viện, nhà hát phục vụ đầy đủ nhu cầu của người dân Thành phố được xây dựng để có thể làm nơi trú ẩn tạm thời của hơn 40% dân số Bắc Kinh khi có các cuộc tấn công Rải rác trong thành phố là hơn 1.000 khu trú ẩn cho các cuộc không kích Đến năm 2000, hệ thống thành phố ngầm dưới Bắc Kinh được mở cửa cho các khách du lịch tham quan Nhiều khu vực trong thành phố còn được sử dụng làm nơi ở cho sinh viên và những người vô gia cư Hiện nay, Bắc Kinh là một trong nhiều đô thị trên thế giới có hệ thống công trình ngầm nhiều, đa dạng nhất thế giới

Hình 1.2 Một phần thành phố ngầm dài hơn 30 km tại Bắc Kinh, Trung Quốc

b) Montreal, Canada

Tại thành phố Montral, từ năm 1962, một đô thị ngầm đã đưa vào sử dụng vận hành trong mối quan hệ hữu cơ với đô thị trên mặt đất Montreal sở hữu một trong những thành phố ngầm lớn nhất thế giới – thành phố Reso Chúng được nối với các ga metro, ga đường sắt và trạm xe buýt Những điểm đến khác của thành phố như trường đại học, bảo tàng, trung tâm thương mại… đều nối với nhau dưới đất, mọi người có thể di chuyển trong một môi trường được bảo vệ, mặc cho khí hậu lạnh giá của mùa đông trên mặt đất Đây là hệ thống không gian ngầm đô thị lớn nhất và lâu đời nhất thế giới, cho đến nay đã bao trùm hơn 40 ô phố, với 32 km đường đi bộ và hầm đi bộ trong nhà, nằm dưới 63 tòa nhà được nối với các ga metro, ga đường sắt và bến xe buýt, mỗi ngày có hơn 500 nghìn người đi bộ trong mạng lưới ngầm này

Tại Reso có nhiều khách sạn lớn cùng nhiều trung tâm mua sắm, văn phòng, rạp

chiếu phim, bảo tàng, nhà hát, các trường đại học, nhà hàng từ sang trọng đến bình dân hoạt động nên nơi đây trở thành khu phức hợp dưới lòng đất lớn nhất thế giới

Hình 1.3 Một góc thành phố ngầm Reso, Montreal - Canada

c) Coober Pedy, Australia

Coober Pedy là một đô thị ngầm độc đáo, có khoảng 2.000 người dân sống trong những ngôi nhà ở Coober Pedy Đô thị này nằm ở trung tâm Australia, giữa thủ

đô Adelaide và Alice Springs Đô thị ngầm trong lòng đất được tạo thành sau quá trình khai thác mỏ diễn ra nhiều năm tại mảnh đất này Những người thợ mỏ đã cải tạo những khu mỏ cũ thành nhà ở

Hình 1.4 Không gian sống của một ngôi nhà tại đô thị ngầm Coober Pedy, Australia 1.1.3.2 Phát triển công trình ngầm đô thị tại Việt Nam

Trong những năm gần đây, trong xu thế toàn cầu hóa, hội nhập và phát triển, các đô thị lớn trên cả nước đã bắt đầu quan tâm và xây dựng các các công trình ngầm, đặc biệt ở Hà Nội và TP Hồ Chí Minh Đây là hai trung tâm kinh tế xã hội lớn của cả nước ở hai miền khác nhau Ngoài ra, một số đô thị đặc biệt như: Hải Phòng, Đà Nẵng, Nha Trang cũng đang từng bước xây dựng các hạng mục công trình ngầm quy mô,

hiện đại đáp ứng nhu cầu và phát triển của đô thị hiện tại và tương lai gần Các thành phố Hải Phòng, Đà Nẵng, Nha Trang lại là các thành phố ven biển, ngoài việc xây dựng các công trình ngầm đặc trưng của đô thị thì các công trình ngầm ven biển cũng đang đã và đang được nghiên cứu xây dựng để khai thác và phát huy tối đa lợi thế ven biển trong phát triển du lịch và kinh tế xã hội

Ngày 07/4/2010, Chính phủ đã ban hành Nghị định 39/2010/NĐ-CP về quản lý không gian xây dựng ngầm đô thị [1] Đây là khung pháp lí cơ bản để xây dựng và phát triển các công trình ngầm đô thị

Tại thành phố Hà Nội, sự xuất hiện của các trung tâm thương mại ngầm quy mô lớn như: Mega Mall tại Royal City, Time City tại Hà Nội đánh dấu bước chuyển mạnh

mẽ trong tư duy phát triển công trình ngầm đô thị Ngoài các đô thị ngầm nói trên, nhiều công trình ngầm khác cũng đã và đang được xây dựng như: hầm chui cho người

đi bộ (tại giao cắt giữa đường Giải Phóng - Đại Cồ Việt), tầng hầm của các cao ốc đã được xây dựng rất nhiều, nhiều công trình có từ 4 đến 5 tầng hầm, chiều sâu tính từ mặt đất tự nhiên xuống đến tầng hầm cuối cùng đến 20 m Các bãi đỗ xe ngầm cũng đã được quy hoạch và dự kiến triển khai xây dựng sớm nhất trong thời gian tới tại công viên Nhân Chính, công viên Thống Nhất, trước Quảng trường cách mạng 19/8 và vườn hoa Cổ Tân Hà Nội cũng đã quy hoạch cho 8 tuyến Metro trên toàn thành phố và đang được triển khai xây dựng

Một góc trung tâm thương mại ngầm của

Vincom Mega Mall tại Royal city, Hà Nội

Bể bơi trong lòng đất tại Vincom Mega Mall

tại Royal city, Hà Nội

Hình 1.5 Một vài công trình ngầm tại Vincom Mega Mall thuộc Royal city, Hà Nội

Theo quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế – xã hội đến năm 2020 và tầm nhìn đến năm 2025, TP Hồ Chí Minh có nhiều công trình hạ tầng được xây dựng dưới lòng đất như: tàu điện ngầm (khoảng hơn 60 km đi ngầm với 8 tuyến Metro), một hệ thống bãi đậu xe ngầm tại Công viên Lê Văn Tám, công viên Tao Đàn, sân vận động Hoa

Lư, sân khấu trống đồng

Tại thành phố Hồ Chí Minh, hàng trăm công trình cao tầng đã và đang được xây dựng với nhiều tầng hầm, điển hình như Saigon Center với 6 tầng hầm; Bitexco

Financial Tower với 4 tầng hầm

Tại Nha Trang, có 4 dự án lớn đã được cấp phép và triển khai thi công xây dựng dọc theo đường Trần Phú ven biển Nha Trang:

- Dự án công viên vui chơi giải trí Nha Trang Sao tại phía bắc cầu Trần Phú, đối diện với khu đồi của Đại học Nha Trang Toàn bộ phần đất bãi biển có chiều dài khoảng 700 m sẽ được đào sâu từ 6- 6,5 m làm tầng hầm kinh doanh siêu thị, nhà hàng, quầy bar, vũ trường, rạp chiếu phim, khu trò chơi điện tử

- Khu vui chơi giải trí Havana ngầm dưới công viên bãi biển Trần Phú (thuộc khu công viên Bốn mùa) Diện tích hơn 1.500 m2

, đã được hoàn thành và bố trí kinh doanh quán bar cà phê, sân khấu nhạc sống, nhà tắm nước ngọt Nhà hàng này nằm ở

độ sâu 6-6,5 m

- Nhà hàng ngầm Bốn Mùa, nằm ngầm dưới đất sẽ thay thế nhà hàng cà phê Bốn Mùa cũ rộng 2.000 m2 và cũng được bố trí làm vũ trường, quán bar và karaoke Bên cạnh đó là một khu vui chơi, mua sắm, ẩm thực rộng khoảng 3.800 m2 Dự án này nằm ở độ sâu từ 6 - 6,5 m

Hình 1.6 Dự án đường hầm và nhà hàng ngầm đang thi công trên bãi biển Nha Trang

- Dự án công viên Phù Đổng đã được UBND tỉnh Khánh Hòa thỏa thuận cho Công ty TNHH Invest Park Nha Trang quy hoạch kiến trúc công trình Theo đó, khu phía bắc của công viên, hơn 10.000 m2

, được cho đào lên để xây dựng tầng hầm làm các khu trung tâm thương mại, bãi đậu xe, nhà vệ sinh công cộng và năm đường xuống tầng ngầm này

1.2 Thi công công trình ngầm

Một trong những khó khăn khi thi công công trình ngầm đó là giải pháp bảo vệ thành hố đào, chống sụt lún hư hỏng công trình lân cận, sập thành hố đào sâu hay vấn

đề tiêu thoát nước ngầm trong quá trình thi công Như vậy thi công đào đất tầng hầm

là vấn đề hết sức quan trọng, cần phải có những phương pháp và biện pháp thi công cụ

thể, hợp lí để đảm bảo chất lượng công trình, đảm bảo an toàn trong thi công, đảm bảo tiến độ theo quy định và giá thành thi công hợp lý

Hiện có nhiều phương pháp đào đất phần ngầm công trình, có thể chia thành 2 nhóm phương pháp chính sau đây: phương pháp đào và lấp (đào mở) và phương pháp đào kín Mỗi phương pháp đều có những ưu và nhược điểm nhất định, tuỳ từng điều kiện địa chất, hiện trường, khả năng công nghệ cụ thể mà có thể vận dụng hợp lý Phương pháp đào kín thường được áp dụng trong thi công hệ thống đường hầm, metro , thường áp dụng thi công các công trình ngầm đô thị thuộc lĩnh vực giao thông

Trong khuôn khổ nội dung luận văn chủ yếu tập trung đến phương pháp thi công công trình ngầm thuộc lĩnh vực xây dựng dân dụng, do đó sẽ đề cập đến phương pháp đào mở

1.2.1 Thi công công trình ngầm bằng phương pháp đào mở

Trong phương pháp đào mở, đất được đào lên theo cách lộ thiên từ mặt đất, tạo không gian cho công trình ngầm, sau đó đất được đắp lại (cut - and - cover construction) Phương pháp này thường được dùng để thi công những loại công trình ngầm đặt nông (giới hạn trong phạm vi 5 – 15 m, có khi đến 20 m từ mặt đất) Thông thường, các đường vượt ngầm ngắn, hệ thống đường hầm để đặt mạng lưới kỹ thuật đô thị (cáp điện, động lực, cáp thông tin, ống cấp khí đốt, ống cấp và thoát nước ), gara ô

tô 1 - 2 tầng ngầm, đường và ga tàu điện nông, các công trình văn hoá giải trí, kho thực phẩm hoặc các mương - ống công nghệ trong công nghiệp thường thi công trong các hố/hào lộ thiên - đào mở [2]

Phương pháp đào mở khá thông dụng song ngày càng trở nên khó chấp nhận đối với việc thi công công trình ngầm ở các đô thị có mật độ công trình dày đặc do bởi gây cản trở cho lưu thông xe cộ ở khu vực công trường, ảnh hưởng đến cuộc sống sinh hoạt bình thường hàng ngày của nhân dân Ngoài ra, phương pháp đào mở có chi phí khá cao do phải sử dụng hệ thống chống giữ thành hố đào; thời gian thi công kéo dài

Lựa chọn phương pháp thi công công trình ngầm theo phương pháp đào mở chủ yếu dựa trên sự phân tích kỹ lưỡng, thận trọng các yếu tố sau: hiệu quả kinh tế - kỹ thuật, bảo đảm an toàn về môi trường và khả năng áp dụng công nghệ hiện đại Kinh nghiệm thế giới đã tổng kết ưu điểm nổi bật của phương pháp đào mở như sau [3]:

- Có thể cơ giới hóa cao quá trình thi công đào và vận chuyển đất, sử dụng được các loại máy và phương tiện thi công hiện đại, giảm chi phí thi công đào thủ công;

- Có thể thi công hố đào sát tới tường ngoài của công trình ngầm hiện hữu;

- Thi công chống thấm cho công trình ngầm đơn giản và có chất lượng

Theo [3], phương pháp đào mở sẽ có nhiều ưu thế khi công trình ngầm có diện tích lớn trên mặt bằng, không sâu lắm và thường được áp dụng trong những điều kiện địa chất dưới đây:

- Trong nền đất có đá lăn mồ côi, hay trong sỏi sạn;

- Trong đất cát bão hoà nước đến độ sâu khoảng 6 - 7 m;

- Trong đất có độ ẩm tự nhiên đến độ sâu khoảng 10 – 11 m;

- Trong đất sét bão hoà nước đến độ sâu khoảng 10 - 12 m;

- Trong đất sét đến độ sâu khoảng 13 - 16 m

Những kiến nghị này có tính chất định hướng và trong điều kiện cụ thể, dựa trên độ sâu tối ưu để dùng phương pháp này hay phương pháp khác Với những phương tiện cơ giới hiện đại trong việc đào và vận chuyển đất đã cho phép trong thời gian ngắn đào được khá sâu và rất rộng Do đó đôi khi người ta chuyển từ phương pháp thi công đặc biệt (ví dụ như giếng chìm hoặc đào ngầm) sang đào mở nhất là trong đất có độ ẩm tự nhiên thấp Trong vùng xây mới (nơi chưa có công trình xây dựng nhưng đã có qui hoạch ổn định) Phương pháp đào mở là phương pháp thích hợp nhất khi làm các loại công trình ngầm như rãnh đạt hộp của hệ thống kỹ thuật, lối vượt ngầm, ga ra ô tô, tàu điện ngầm

Phương pháp đào mở cũng có những nhược điểm và hạn chế, nhất là khi thi công trong vùng đô thị có dân cư đông đúc như:

- Chiếm đất nhiều, ồn và dễ gây ách tắc giao thông Có thể hạn chế bớt ảnh hưởng không tốt nói trên khi dùng phương pháp đào của ngành mỏ bằng cách làm các tường vĩnh cửu của công trình ngầm trước, làm nắp của hầm đủ chắc chắn để phương tiện giao thông đi lại trên đó và công tác khác trên mặt đất cũng có thể thực hiện trên nắp công trình ngầm

- Trong đất sét yếu và đất bụi, việc đào hào sẽ bị hạn chế do phải duy trì ổn định vách hố và đáy hố, nên đòi hỏi phải thi công nhanh gấp

- Sự gò bó trong vạch tuyến khi phải bám theo đường phố hiệu hữu, đặc biệt là bán kính cong nhỏ khi mở tuyến tàu điện ngầm Một số nơi hào đào lấn vào móng công trình hiện hữu làm giảm khả năng chịu lực hoặc biến dạng, nên phải gia cường chống đỡ thêm, gây tốn kém

- Tiến độ thi công kéo dài, giá thành tăng do bởi có nhiều việc phải làm thêm,

do những sai sót khi khảo sát, điều tra hoặc đánh dấu vì chúng chỉ được phát hiện lúc đào, di dời hoặc phải đặt lại hệ thống kỹ thuật đô thị hiện đang khai thác (cáp điện, thông tin, ống cấp thoát nước ) Đây là những vấn đề khá phức tạp, khó khăn

- Chuyển vị của đất và lún các công trình hiện hữu Các phương pháp làm giảm

sự trồi đáy hố đào hay sự thay đổi dòng chảy và mực nước ngầm đều dẫn đến những trở ngại trong tiến độ thi công và thay đổi giá thành Dùng neo đất, thanh chống có lắp kích để căn chỉnh là những giải pháp có hiệu quả đối với công trình nhạy lún hoặc công trình cũ ở lân cận hố đào

- Việc di dân để giải phóng mặt bằng dành chỗ cho công trình cũng như cho sân bãi công trường xây dựng, tổ chức lại các tuyến giao thông, ồn, chấn động, bụi khi thi công thường là những vấn đề xã hội - kinh tế khó giải quyết nhanh gọn để công trình khởi công đúng hạn, thi công đúng tiến độ đặt ra

1.2.2 Một số công nghệ thi công phần ngầm

Trên cơ sở phương thức thi công lộ thiên đã có một số công nghệ thi công phần ngầm được áp dụng như công nghệ thi công Top-Down; Semi Top-Down; Bottum up

1.2.2.1 Công nghệ Top-Down: là công nghệ thi công phần ngầm (tầng hầm)

của công trình từ trên xuống, sử dụng chính hệ dầm sàn của tầng hầm công trình làm

hệ kết cấu chống đỡ tường chắn đất (tường vây, tường cừ, tường cọc ) Trong công nghệ này người ta tiến hành thi công đồng thời từ mặt đất xuống và từ mặt đất đi lên các kết cấu bê tông như cột, vách, dầm sàn Khi thi công xong các sàn tầng hầm dưới mặt đất thì cũng đã thi công được một số hữu hạn các tầng nhà thuộc phần thân, bên trên mặt đất Thứ tự thi công từ trên xuống: dầm sàn - cột - móng, dầm móng và nền tầng hầm đáy Sử dụng cột tạm bằng thép (lắp đặt vào cọc nhồi tại thời điểm thi công cọc nhồi) để tạm đỡ dầm sàn, sau đó hoặc để lại trong cột của công trình (nếu trùng với vị trí cột) hoặc thu hồi

Thi công đồng thời phần ngầm và hai tầng dưới Thép chờ cột tầng hầm

Hình 1.7 Thi công top down ngầm tòa nhà Vincom

- Ưu điểm: rút ngắn thời gian thi công, ít chịu tác động của điều kiện thời tiết,

mức độ ảnh hưởng đến các công trình xung quanh thấp Đặc biệt, sử dụng chính hệ dầm sàn của tầng hầm có độ cứng, độ ổn định cao để chống đỡ tường chắn đất nên đảm bảo tốt khả năng chịu lực của tường chắn, mức độ an toàn rất cao, không tốn thêm chi phí, thời gian thi công kết cấu chống đỡ như các phương pháp khác

- Nhược điểm: kết cấu cột tầng hầm thường phức tạp, khó đảm bảo chất lượng

liên kết cột với dầm sàn, liên kết giữa dầm sàn và tường barrette hoặc các loại tường khác; mặt bằng thi công bị hạn chế do bị giới hạn bởi các sàn tầng hầm; yêu cầu cao về năng lực thiết bị và công tác thông gió, chiếu sáng

1.2.2.2 Công nghệ Semi Top-Down: công nghệ này tương tự như công nghệ

Top-Down nhưng thay vì thi công đồng thời các sàn từ mặt đất xuống và lên, người ta chỉ thi công từ trên mặt đất xuống theo thứ tự: dầm sàn - cột - móng Trong nhiều trường hợp, người ta đào mở tầng hầm thứ nhất, đổ xong sàn hầm thứ nhất và khi bê tông dầm sàn đạt cường độ thiết kế thì mới bắt đầu thi công theo công nghệ Top-Down các tầng hầm phía dưới

Hình 1.8 Công nghệ thi công Semi Top - down

- Ưu điểm: giảm được chi phí đào thủ công cho tầng hầm thứ nhất, tiến độ thi

công phần ngầm nhanh hơn; cải thiện các điều kiện thông gió, chiếu sáng; dễ dàng cơ giới hóa đào đất tầng hầm hơn;

- Nhược điểm: tương tự như với công nghệ Top-Down, kết cấu cột tầng hầm

phía dưới thường phức tạp, khó đảm bảo chất lượng liên kết cột với dầm sàn, liên kết giữa dầm sàn các tầng phía dưới và tường barrette hoặc các loại tường khác; mặt bằng thi công bị hạn chế do bị giới hạn bởi các sàn tầng hầm sâu

1.2.2.3 Công nghệ Bottom - Up: toàn bộ hố đào sẽ được đào mở tới độ sâu thiết

kế (độ sâu đặt móng) Sau khi kết thúc công tác đào, người ta tiến hành thi công kết cấu công trình ngầm (móng, cột, vách, dầm sàn) theo hướng từ dưới lên trên, bắt đầu

thi công từ phần móng Đối với công nghệ này, người ta sử dụng nhiều giải pháp khác nhau để chống đỡ tường chắn đất xung quanh như: sử dụng hệ chống ngang và đứng (Shoring - Kingpost), sử dụng neo ứng suất trước trong đất

Hình 1.9 Công nghệ thi công Bottom - Up

- Ưu điểm: công tác thoát nước và đào bóc đất đá thuận tiện do không bị cản trở

bởi hệ dầm sàn, dễ dàng cơ giới hóa thi công đào, đổ, vận chuyển đất; đảm bảo thông gió, chiếu sáng trong quá trình thi công; thuận tiện cho thi công các kết cấu tầng hầm như móng, cột, vách, dầm sàn

- Nhược điểm: phải thi công hệ kết cấu chống giữ tường chắn đất thành hố đào

với khối lượng và chi phí lớn, công nghệ phức tạp (hệ chống, neo ứng suất trước trong đất), đặc biệt là hố móng có độ sâu lớn; thời gian thi công toàn bộ công trình kéo dài; chịu ảnh hưởng trực tiếp của điều kiện thời tiết Khả năng chống đỡ tường chắn thành

hố đào phụ thuộc vào khả năng chịu lực của hệ kết cấu chống đỡ

1.2.3 Một số giải pháp bảo vệ thành hố đào sâu khi thi công theo phương pháp đào

mở

1.2.3.1 Tường cừ: tường cừ là một dạng kết cấu của tường chắn đất, được sử

dụng khá phổ biến để bảo vệ thành hố đào Theo vật liệu chế tạo, tường cừ có hai dạng chính: tường cừ thép và tường cừ bê tông cốt thép

Hình 1.10 Tường cừ thép Hình 1.11 Tường cừ bê tông cốt thép

- Tường cừ thép: là một cấu kiện dạng tấm có các rãnh khoá (me cừ) để hợp

thành một tường chắn khép kín nhằm mục đích ngăn nước và chắn đất trong hầu hết các trường hợp ứng dụng Tường cừ thép có bề rộng bản thay đổi từ 400 đến 750 mm

và chiều dài có thể tới 30 m

+ Ưu điểm:

* Khả năng chịu ứng suất động khá cao (cả trong quá trình thi công lẫn trong quá trình sử dụng);

* Khả năng chịu lực lớn trong khi trọng lượng tương đối nhỏ;

* Cọc ván thép có thể nối dễ dàng bằng mối nối hàn hoặc bulông;

* Cọc ván thép có thể thu hồi nên sử dụng nhiều lần, có hiệu quả kinh tế

+ Nhược điểm: dễ bị ăn mòn và phá hủy do quá trình ép, hàn; mối nối giữa các cọc thép thường khó đảm bảo chất lượng; biến dạng lớn; chiều sâu bảo vệ không lớn; thường phải kết hợp với các hệ chống đỡ khác khi hố đào có chiều sâu lớn

- Tường cừ bê tông cốt thép: là cọc bê tông cốt thép chế tạo sẵn Cọc bê tông

cốt thép thường sử dụng loại có chiều dài 6-12 m, dạng bê tông ứng suất trước

+ Ưu điểm: khả năng chịu lực cao, độ cứng lớn, ít chịu ăn mòn

+ Nhược điểm: khó thi công tại những vị trí cong có bán kính nhỏ; chiều sâu ép

cọc thường bị hạn chế do không nối được cừ; giá thành xây dựng thường cao hơn so với cọc thép do khó khăn trong thi công và hầu như không thể thu hồi; khả năng chống thấm kém tại các vị trí liên kết giữa các tấm cừ; tốc độ thi công chậm

1.2.2.2 Tường barrete:

Bản chất là một loại cọc nhồi bê tông, đào đất đá bằng loại gầu ngoạm tạo ra lỗ đào có tiết diện hình chữ nhật Tường cọc barrete thông thường có tiết diện chữ nhật, với chiều rộng từ 0,6 - 1,5 m và chiều dài từ 2,2 tới 6 m gồm nhiều cọc barrette ghép lại với nhau qua khớp nối chống thấm và liên kết lại với nhau thành tường cừ nhờ hệ dầm sàn tầng hầm và dầm mũ tại đỉnh tường Tường barrette có thể có chiều sâu rất lớn theo yêu cầu bảo vệ thành hố đào cũng như yêu cầu sử dụng Các cọc barrete đơn còn có thể có các loại tiết diện khác như: chữ T, chữ L tại vị trí giao nhau hay vị trí góc

- Ưu điểm: có khả năng chịu lực cao, độ cứng lớn, biến dạng nhỏ, khả năng

chống thấm tốt Phù hợp với công trình có tải trọng lớn, điều kiện địa chất biến đổi phức tạp

- Nhược điểm: khó kiểm soát được chất lượng tường cọc khi thi công, chất

lượng mối nối giữa các tấm tường; chi phí thí nghiệm cao; quá trình thi công chịu ảnh

hưởng trực tiếp của điều kiện thời tiết; mức độ gây ô nhiễm môi trường cao (dung dịch khoan) khi thi công

Hình 1.12 Thi công tường barrete 1.2.2.3 Tường cọc khoan nhồi

Cọc khoan nhồi là cọc bê tông đúc tại chỗ, được chế tạo bằng cách khoan lỗ, đào đất, đóng khuôn sâu trong đất tới cao trình thiết kế rồi tiến hành đổ bê tông lấp đầy tạo ra cọc ngay vị trí thiết kế Đường kính cọc thường từ 600 mm đến 3000 mm, chiều sâu hạ cọc cũng thường từ 30 m đến 60 m

Hình 1.13 Tường cọc khoan nhồi

- Ưu điểm: độ sâu thi công lớn; sử dụng được với hầu hết các điều kiện địa kỹ

thuật; khả năng chịu lực cao, biến dạng nhỏ; chiều sâu thi công lớn; khả năng chống thấm tốt

- Nhược điểm: khó thi công với các cọc khoan nhồi lồng vào nhau; khó kiểm

soát chất lượng cọc khi thi công; chi phí thi công cao

1.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến thi công công trình ngầm

Thi công công trình ngầm, nhất là công trình ngầm đô thị tiềm ẩn rất nhiều rủi

ro, nhiều sự cố trong quá trình thi công có ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu quả đầu tư, ảnh hưởng đến an toàn của người lao động, các công trình hiện hữu… Có nhiều yếu tố chủ quan và khách quan là nguyên nhân làm phát sinh những sự cố: đặc điểm cấu tạo địa chất không được điều tra khảo sát đầy đủ; kết cấu bảo vệ thành hố đào không hợp lí; lựa chọn công nghệ và biện pháp thi công không phù hợp… Dưới đây sẽ phân tích các yếu tố có ảnh hưởng đến thi công phần ngầm

1.2.4.1 Công nghệ thi công

Trong giai đoạn thi công công trình ngầm đô thị sẽ gây nhiều ảnh hưởng tiêu cực đến công trình và môi trường xung quanh trong một phạm vi nhất định, tùy thuộc vào diện tích và chiều sâu công trình ngầm Quy mô và phạm vi ảnh hưởng này chủ yếu phụ thuộc vào công nghệ và biện pháp thi công áp dụng

Công nghệ thi công là yếu tố quan trọng hàng đầu, quyết định sự thành công của một dự án xây dựng công trình ngầm Vấn đề là ở chỗ lựa chọn công nghệ thi công hợp lý (khả thi, chấp nhận được về kinh tế), phù hợp với điều kiện địa chất và hiện trạng công trình, môi trường xung quanh để giảm thiểu đến mức thấp nhất ảnh hưởng bất lợi đến các công trình và môi trường xung quanh Ví dụ, đối với thi công đào mở,

bề mặt đất xung quanh hố đào sẽ bị lún kéo theo sự lún không đều cho nhà và các công trình xây dựng trên mặt đất và cả các công trình ngầm hiện hữu khác, dẫn đến hư hỏng hoặc phá hủy Các sự cố công trình xảy ra khi thi công các hố móng đào sâu đa số đều xuất phát từ các sai sót về công nghệ, biện pháp thi công, quy trình đảm bảo chất lượng

1.2.4.2 Điều kiện địa chất

Khi xây dựng công trình ngầm cần xét đầy đủ tổ hợp các thông số địa kỹ thuật một cách tổng thể và xác định trạng thái địa chất cụ thể Tính chất của đất đá quyết định công nghệ xây lắp, phương pháp đào và đắp đất, loại gia cố tạm thời và gia cố lâu dài Đặc điểm tính chất của đất đá cần thiết khi xác định giá trị tải trọng lên kết cấu ngầm, khi lựa chọn sơ đồ tính toán công trình ngầm, khi xác định các thông số gia cố

Theo phương án lựa chọn, người ta tiến hành khảo sát chi tiết địa kỹ thuật - Thăm dò địa kỹ thuật Mục tiêu chính của công tác thăm dò - nhận được đặc tính định lượng để từ đó xác định tải trọng lên kết cấu công trình ngầm một cách chính xác, khi lựa chọn sơ đồ tính toán công trình, các phương pháp đào đất, các thông số ổn định tạm thời v.v cũng như dự đoán tính động học của sự phát triển các quá trình địa vật lý, các trạng thái ứng suất - biến dạng của khối đất, các chế độ nhiệt và nước ngầm

Khảo sát địa kỹ thuật cần làm sáng tỏ những điều kiện sau:

- Đất đá đang hoặc có tiềm năng dịch chuyển như trượt lở; đới nứt nẻ, khu vực

có cấu trúc uốn nếp; đất đá yếu, chứa nước; đất đá có thể xảy ra hiện tượng đá nổ; đất

đá có nhiệt lượng cao, mạch nước nóng, khí độc ; đất đá chứa nhiều nước dưới đất

Trong khảo sát cũng cần chú ý đến những điều kiện đặc biệt có liên quan đến môi trường, như: chiều dày tầng đất đá phủ mỏng; mực nước ngầm; giếng nghiêng hoặc giếng đứng; cửa hầm; công trình xây dựng lân cận

Trong giai đoạn khảo sát sơ bộ cần khảo sát địa hình, địa chất, thủy văn một vùng rộng gồm bao trùm toàn bộ diện tích hoặc tuyến xây dựng để so sánh

Khảo sát địa kỹ thuật chi tiết nhằm đáp ứng mục đích là nắm bắt được điều kiện tổng thể về đất đá ở khu vực xây dựng công trình ngầm, thu thập những số liệu cơ bản cần thiết cho thiết kế và lập kế hoạch xây dựng, từng bước nâng cao độ chính xác Trong khảo sát địa kỹ thuật chi tiết, phải chọn các đề mục cần thiết để khảo sát tùy theo mục đích khảo sát, các điều kiện đất đá

Công tác khảo sát địa chất công trình luôn giữ vai trò quan trọng trong các giải pháp nền móng công trình nói chung và trong thiết kế, thi công vách hố đào nói riêng Trong vùng có điều kiện địa chất phức tạp như khu vực ven biển (sát bờ biển, cách mực nước chỉ từ 20-30 m) thì việc đánh giá đúng các chỉ tiêu cường độ của đất nền, cũng như cao độ thực tế của mực nước ngầm sẽ quyết định hiệu quả kinh tế của các phương án gia cố vách hố đào

Cùng với các mô hình đất nền khác nhau trong các giả thiết tính toán nền móng công trình nói chung, trong tính toán vách hố đào cũng tồn tại các phương pháp khác nhau Việc tìm hiểu kỹ các mô hình đất nền, các giả thiết và phương pháp tính toán là nền tảng của các phần mềm đang tồn tại, cũng là nhu cầu cấp thiết của các cấp quản lý, các đơn vị tư vấn, thiết kế

Tường chắn bê tông cốt thép, tường cọc ván cừ các loại là những phương án gia

cố vách hố đào có hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao đã và đang được áp dụng phổ biến khắp thế giới, nhưng cũng chỉ những năm gần đây mới được chuyển giao vào Việt Nam nên cần được quan tâm nghiên cứu, áp dụng

1.3 Đặc điểm chính trong thi công công trình ngầm ven biển

1.3.1 Tác động của môi trường ven biển đối với công trình ngầm

- Những khu vực ven biển khi nước biển dâng có thể gây biến dạng mặt đất, nứt

vỡ bề mặt, giết chết nhiều loại thực vật gây xói mòn, trượt lở đất tại công trình tại thời điểm thi công cũng như khai thác sử dụng;

- Mực nước dâng cao có thể đẩy nổi công trình ngầm;

- Mực nước cao, áp lực lớn gây thấm vào công trình ngầm, trong giai đoạn thi công làm ảnh hưởng đến quá trình thi công;

- Mực nước dâng cao dẫn đến áp lực nước tăng lên tác dụng lên tường chắn của

công trình trình ngầm, vượt quá giới hạn cho phép có thể gây sập đổ, phá hoại tường chắn, hệ kết cấu đỡ

- Giảm cường độ đất nền; gây lún sụt và biến dạng công trình;

- Giảm tuổi thọ công trình theo thời gian

1.3.2 Các vấn đề cần cần quan tâm khi thi công công trình ngầm ven biển

1.3.2.1 Công tác khảo sát xây dựng

- Công tác khảo sát phải đánh giá được tình hình địa chất, mực nước ngầm trong khu vực

- Cung cấp đầy đủ các số liệu, tài liệu, thông số kỹ thuật về các công trình ngầm

và công trình trên mặt đất hiện có, hiện trạng địa hình, các điều kiện địa chất - công trình, địa chất - thủy văn, khả năng tồn tại các loại khí độc tại khu vực xây dựng để làm cơ sở lựa chọn công nghệ thi công thích hợp nhằm bảo đảm an toàn cho người, công trình nổi và công trình ngầm lân cận

- Dự báo các thay đổi bất thường về điều kiện địa chất - công trình, địa chất - thủy văn cũng như ảnh hưởng của vùng ven biển tại khu vực xây dựng, cần có các thí nghiệm mô phỏng để đánh giá được sự thay đổi các tính chất cơ - lý của khối đất xung quanh công trình và có đánh giá cụ thể phục vụ công tác thiết kế, thi công xây dựng công trình ngầm

- Xây dựng công trình ngầm cần phải tiến hành khảo sát vệ sinh môi trường - công trình Công trình ngầm thường nằm ở độ sâu lớn, được xây dựng tại những vùng trung tâm đô thị, các công trình kéo dài dạng tuyến đi qua nhiều vùng nhiều khu vực, chúng có ảnh hưởng lớn đến điều kiện xung quanh, cũng như trạng thái môi trường, địa kỹ thuật, thủy văn Do đó vấn đề khảo sát vệ sinh môi trường - công trình là nhiệm

vụ quan trọng trong việc bảo vệ môi trường xung quanh khi xây dựng công trình ngầm dạng tuyến cũng như các công trình đào sâu Công tác khảo sát vệ sinh môi trường - công trình khi xây dựng công trình ngầm cần thực hiện những phần chính sau:

1.3.2.2 Công tác thiết kế biện pháp thi công

Cần phải xem xét đầy đủ các yếu tố ảnh hưởng trong quá trình thi công, đặc biệt trong điều kiện là khu vực ven biển

- Quan tâm đến điều kiện địa chất tại khu vực thi công

- Cần tính toán, thiết kế hố đào sâu để đảm bảo an toàn trong quá trình thi công, đảm bảo vệ sinh môi trường, hạn chế tối đa tác động có hại cua quá trình thi công đến môi trường xung quanh

- Khi tính toán thiết kế biện pháp thi công cần xét đến khả năng thay đổi các

điều kiện địa chất - thuỷ văn cũng như các tính chất cơ - lý của đất, các hiện tượng lún sụt, xói ngầm, cát chảy, tính trương nở của đất do các yếu tố tự nhiên khác gây nên

- Kết cấu chắn giữ hố đào sâu được lựa chọn trên cơ sở so sánh các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật trong điều kiện cụ thể và phải xét đến các điều kiện và niên hạn khai thác cũng như ảnh hưởng của địa chất tại khu vực

- Đảm bảo các điều kiện vi khí hậu như thông gió, chiếu sáng công trình trong suốt quá trình thi công

- Quan trắc thường xuyên công trình trong quá trình thi công để phát hiện các

sự cố có thể xảy ra giúp đề ra biện pháp xử lí kịp thời

1.4 Kết luận Chương 1

Công trình ngầm dạng điểm trong đô thị là một loại công trình đặc biệt: không được chiếu sáng tự nhiên; không được lưu thông không khí tự nhiên; chỉ có một hoặc một vài lối thoát lên trên mặt đất; tuổi thọ công trình lớn, tính cỡ trăm năm hoặc vĩnh cửu; chịu các tác động trực tiếp của môi trường địa chất như áp lực đất, tác động của nước và các quá trình địa động lực khác; nguy cơ tổn thất về người và vật chất rất lớn khi xảy ra sự cố 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 trình ngầm đô thị phải được quản lý chất lượng đặc biệt liên quan đến công năng, vật liệu, kết cấu, hệ thống kỹ thuật cơ điện nhằm đảm bảo an toàn tối

đa cho người làm việc và sinh hoạt trong quá trình thi công, khai thác công trình ngầm

Đặc biệt là đối với công trình ngầm ven biển, ngoài những đặc điểm như những công trình ngầm khác, nó còn chịu tác động của môi trường biển, điều kiện địa chất phức tạp, nền đất chủ yếu là cát biển bồi, mực nước ngầm cao so với mặt đất tự nhiên

và thêm mạch nước ngầm mặn xâm nhập từ biển ảnh hưởng rất lớn đến biện pháp thi công công trình ngầm

Phần lớn các nguyên nhân gây nên sự cố khi thi công tầng hầm công trình đều

từ quá trình thi công, từ việc lập biện pháp thi công không hợp lý Việc lựa chọn công nghệ thi công cũng như kết cấu bảo vệ thành hố đào phù hợp với điều kiện địa kỹ thuật khu vực xây dựng, tính chất của đất nền, quy mô của công trình là một trong những giải pháp hiệu quả, phù hợp nhằm nâng cao chất lượng công trình, hạn chế ảnh hưởng đến môi trường, cảnh quan, các công trình lân cận và đẩy nhanh tiến độ thi công các công trình ngầm ven biển

CHƯƠNG 2 THỰC TRẠNG CÔNG TRÌNH NGẦM VÀ THI CÔNG CÔNG TRÌNH

NGẦM VEN BIỂN TẠI THÀNH PHỐ NHA TRANG

Nha Trang, trong khoảng 5 năm trở lại đây đã và đang triển khai xây dựng một

số công trình ngầm ven biển phục vụ dân sinh và du lịch Tuy mức độ và quy mô không quá lớn, nhưng những bất cập, các sự cố xảy ra trong quá trình thi công các công trình này đòi hỏi các nhà chuyên môn, các kỹ sư xây dựng cần phải có đánh giá toàn diện, phân tích nguyên nhân gây ra những bất cập và sự cố trong quá trình thi công nhằm đề ra các biện pháp hữu hiệu đảm bảo thi công an toàn, hiệu quả, đúng tiến

độ, lấy đó là kinh nghiệm trong việc tiếp tục triển khai xây dựng các dự án lớn ven biển hiện tại và tương lai Chương 2 sẽ giới thiệu các dự án với các hạng mục công trình ngầm đã và đang thi công, những bất cập và sự cố trong quá trình thi công, phân tích đánh giá nguyên nhân làm cơ sở đề xuất một số giải pháp hợp lí trong thi công các công trình ngầm ven biển

2.1 Một số công trình ngầm tiêu biểu ven biển thành phố Nha Trang

Thành phố Nha Trang là trung tâm vùng duyên hải nam trung bộ, với nhiều tiềm năng phát triển kinh tế tổng hợp, trong đó đặc biệt nổi trội là kinh tế du lịch, thương mại dịch vụ, và kinh tế biển Do đó, việc đầu tư các khu du lịch, dịch vụ - đặc biệt ở khu vực ven biển thuộc trung tâm thành phố Nha Trang là vấn đề đang được quan tâm Hiện tại Nha Trang đã hoàn thành một số công trình như sau:

2.1.1 Nha Trang plaza (Havana)

Hình 2.1 Phối cảnh mặt bằng tổng thể phần ngầm Havana

Nha Trang plaza (Havana) là tổ hợp công trình phục vụ du lịch và dân sinh, phía Đông giáp biển Nha Trang; phía Tây giáp đường Trần Phú; phía Nam giáp nhà hàng Bốn Mùa và phía Bắc giáp công viên

Về quy mô dự án: dự án gồm khu dịch vụ kinh doanh ngầm với diện tích 1.126

m2; khu sinh hoạt công cộng ngầm, diện tích 688 m2; khu công viên và bãi giữ xe, diện tích 1.685 m2

Hình 2.2 Mặt cắt ngang điển hình phần ngầm dự án Havana

Dự án có một đường hầm từ Tây sang Đông xuyên qua phía dưới lòng đường Trần Phú với 4 cửa lên xuống Hai cửa lên xuống công cộng sử dụng cho khách du lịch và cư dân qua đường, vị trí áp sát vào hai bên lề đường Trần Phú; hai cửa lên xuống sử dụng cho khách sạn, vị trí từ chân công trình đến sát mép biển

Hình 2.3 Cửa lên xuống công trình phần ngầm dự án Havana

Lối giao thông cho khu vực vệ sinh công cộng, tắm nước ngọt, thay đồ được thiết kế liên kết với đường hầm nhằm tạo tiện ích cho khách du lịch và cư dân sử dụng một cách thuận lợi nhất Ngoài ra, còn có các khu dịch vụ khác như quán bar, khu quầy hàng lưu niệm

Các cửa lên xuống đều được thiết kế là thép không gỉ đặc biệt để chống nước biển và môi trường ẩm mặn, khí hậu biển tại Nha Trang và phòng chống bão Phần lớn

Cửa lên xuống công trình ngầm

các vị trí cửa đặt quay về hướng Tây, hướng đất liền, trừ một vài vị trí đặc biệt đặt ở hướng Bắc hoặc Nam Tại vị trí các cửa lên xuống kết hợp bố trí hệ thống bơm chống ngập khi có sự cố trong quá trình khai thác, sử dụng

Dự án có tổng diện tích đất khoảng gần 23.994,2 m2; quy mô phục vụ: 8.000 lượt khách/ngày đêm

Các hạng mục đầu tư xây dựng chính của dự án gồm Nhà hàng Nga; khu sân khấu biểu diễn ngoài trời và các công trình phụ trợ và dịch vụ phục vụ (phần ngầm)

Hình 2.4 Phần nổi Nhà hàng Nga nhìn từ hướng biển

Hình 2.5 Nhà hàng Nga nhìn từ hướng đường Trần Phú

Bảng 2.1 Tổng hợp quy mô, diện tích các hạng mục dự án Công viên Phù Đổng

+ Sân khấu biểu diễn ngoài trời:

+ Khu phụ trợ biểu diễn sân khấu:

+ Khu phụ trợ hồ bơi:

+ Nhà hàng Nga:

12.067 m21.736 m2

165 m2

360 m2

96 m21.115 m2Chiều cao:

+ Sân khấu biểu diễn ngoài trời và khu phụ trợ biểu diễn (chiều cao cột buồm):

+ Nhà hàng Nga (01 tầng nổi + 1 tầng hầm)

16,7 m 7,5 m Phần

ngầm

Tổng diện tích sàn tầng ngầm khu 2 (phía Nam)

3.686 m2

Bao gồm:

+ Diện tích sàn tầng hầm Nhà hàng Nga + Diện tích sàn tầng hầm Khu phụ trợ biểu diễn văn hóa ngoài trời:

Hình 2.6 Trung tâm mua sắm Pyramid thuộc dự án Công viên Phù Đổng

2.1.3 Khu giải trí – Dịch vụ E-Land Four Seasons

Hình 2.7 Phần nổi Khu giải trí – Dịch vụ E-Land Four Seasons

Khu giải trí – Dịch vụ E-Land Four Seasons được xây dựng tại vị trí với phía Đông giáp biển, phía Tây giáp đường Trần Phú, phía Nam giáp công viên sứa biển và phía Bắc giáp đường xuống biển và Havana club

Dự án có tổng diện tích khoảng 7.242 m2; tổng diện tích sàn xây dựng (tính cả tầng hầm): 6.839 m2

Toàn dự án chia thành 03 khu bao gồm:

- Khu A: khu nhà hàng Bốn mùa xây mới có diện tích đất khoảng 2.135 m2;

- Khu B: lối xuống biển hiện trạng có diện tích khoảng 704 m2;

- Khu C: khu công viên mới có diện tích đất khoảng 4.403 m2

Các hạng mục công trình xây dựng bao gồm:

- Công trình nhà hàng (tại Khu A): gồm hai khối nhà có quy mô 1-2 tầng + 01 tầng hầm; diện tích xây dựng 858 m2; chiều cao công trình 7,5 mét Tầng hầm xây dựng lùi vào so với chỉ giới đường đỏ đường Trần Phú 3,5 mét, cốt nền xây dựng tầng

hầm -4,0 mét so với cốt vỉa hè

- Phần công trình ngầm (tại khu B và khu C): quy mô 01 tầng hầm, diện tích xây dựng ngầm 3.684 m2, cốt nền xây dựng tầng hầm -5,0 mét so với cốt vỉa hè Phần công trình ngầm này được xây dựng cách chỉ giới đường đỏ đường Trần Phú tối thiểu 3,5 mét để tạo khoảng lùi nhằm mục đích giữ lại phần cây trồng dọc đường Trần Phú nằm trong khoảng lùi Lối đi bộ dọc tầng hầm của khu C là lối đi lộ thiên, kết nối từ đường Trần Phú đến khu B

Hình 2.8 Phối cảnh tổng thể khu giải trí – Dịch vụ E-Land Four Seasons

2.2 Tình hình xây dựng công trình ngầm ven biển

2.2.1 Thực trạng và triển vọng xây dựng công trình ngầm ven biển tại Nha Trang

Những năm gần đây, để đáp ứng nhu cầu chung của xã hội, thành phố Nha Trang đã có những công trình ngầm ven biển được cấp phép xây dựng, nằm rải rác trên tuyến công viên ven biển dọc đường Trần Phú

Việc xây dựng các công trình ngầm đã đáp ứng được quy hoạch chung của thành phố, bảo tồn cảnh quan khu vực ven biển, nhu cầu tiết kiệm diện tích đất xây dựng (trong khu trung tâm), cung cấp dịch vụ, chỗ đậu xe ô tô và xe máy trong khu trung tâm thành phố

Hiện nay đa số các công trình ngầm ven biển có chiều sâu khoảng 6 m - 10 m Tuy nhiên việc quản lý đồng bộ chưa được thực hiện mà mới chỉ quản lý theo hồ sơ

đơn chiếc cùng với giấy phép xây dựng Việc tổng hợp mang tính hệ thống các công trình ngầm này cần phải được thực hiện trên bản đồ để thuận lợi cho việc quản lý và thực hiện cho phép xây dựng tiếp theo Trong thời gian vừa qua nhiều quy hoạch chi tiết một tuyến phố hay một khu vực được phê duyệt và công bố nhưng bản đồ hiện trạng xây dựng kiến trúc và giao thông hoặc sử dụng đất chưa làm rõ được công trình xây dựng có phần ngầm mà ở trên bản đồ này cần phải thể hiện quy mô, vị trí phần ngầm cùng với chiều sâu móng, số tầng hầm đã xây dựng…

2.2.2 Những vấn đề tồn tại, khó khăn trong thi công công trình ngầm

2.2.2.1 Cơ sở pháp lý, công tác quy hoạch công trình ngầm

Khó khăn đầu tiên đến từ sự bất cập trong công tác quy hoạch về công trình ngầm Quy hoạch xây dựng đô thị đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát triển đô thị, tuy nhiên trong thời gian vừa qua chúng ta mới chỉ tập trung nghiên cứu phần không gian đô thị trên mặt đất, chưa nghiên cứu sâu đến phần không gian ngầm Hiện nay, việc chưa có quy hoạch không gian ngầm đô thị, tức là thiếu một tầm nhìn tổng thể về vấn đề này tại các đô thị đang gây rất nhiều khó khăn cản trở cho công tác quản

lý cũng như công tác đầu tư về lĩnh vực này Tức là cả chính quyền, các cơ quan quản

lý và nhà đầu tư đều gặp khó khăn khi vấp phải vấn đề công trình ngầm, không gian ngầm Thực tế này dẫn đến sự băn khoăn và nghi ngại trong việc phát triển không gian ngầm đô thị vì sợ đi trước khi có kế hoạch sẽ tạo ra những phức tạp về sau

Bên cạnh vấn đề thiếu một quy hoạch chính thức về không gian ngầm đô thị thì việc thiếu một hành lang pháp lý với những qui định, qui chế, tiêu chuẩn cơ bản về công tác đầu tư xây dựng công trình ngầm đô thị cũng khiến các cơ quan và nhà đầu tư lúng túng Các qui định mà thực tiễn đang cần, là các qui chuẩn, tiêu chuẩn xây dựng các công trình ngầm (hiện nay chưa có) Cho nên, nhiều dự án đầu tư xây dựng công trình ngầm phải chờ đợi ý kiến của các ban ngành một thời gian rất lâu nhưng rồi vấn

đề vẫn chưa giải quyết được

Thực tế có nhiều vấn đề liên quan đến các công trình ngầm chưa có qui định cụ thể nên các cơ quan chức năng đôi khi phải “tuỳ nghi” trong các quyết định Các chính quyền đô thị đang gặp vướng mắc rất lớn về quy hoạch và xử lý tình huống các công trình ngầm Đồng thời tiến trình phát triển của không gian ngầm đô thị cũng phải đi rất chậm hoặc giậm chân tại chỗ

Do thiếu quy hoạch nên không gian ngầm, tầng hầm của các công trình đều xây dựng độc lập, chưa được kết nối một cách có hệ thống để việc khai thác sử dụng có hiệu quả cao hơn Đối với hệ thống các quy chuẩn, tiêu chuẩn cụ thể trong từng giai đoạn khảo sát, thiết kế, thi công cho việc xây dựng các loại công trình ngầm vẫn chưa hoàn chỉnh; còn thiếu nhiều, đặc biệt là những quy định về quy hoạch, thiết kế kết nối, đấu nối; việc quản lý các công trình ngầm về mặt quản lý nhà nước, sử dụng,

khai thác vẫn còn nhiều bất cập

Hiện nay, đa số các công trình ngầm trên địa bàn thành phố Nha Trang đều phải

áp dụng các tiêu chuẩn xây dựng của nước ngoài để thiết kế, thi công Bên cạnh đó, thành phố chưa có đồ án quy hoạch không gian ngầm, các cơ chế chính sách về lập và quản lý quy hoạch không gian ngầm chưa được ban hành, việc cấp phép xây dựng công trình ngầm còn theo sự vụ, giải quyết từng công trình cụ thể…

Việc giải quyết kết nối công trình ngầm (công trình đã xây dựng và đưa vào sử dụng với các công trình đang và sẽ xây dựng) đang là bài toán khó, đòi hỏi phải có sự tham gia của nhiều ngành, nhiều cấp từ Trung ương đến địa phương trong công tác Quy hoạch không gian ngầm, khảo sát, thiết kế phối hợp đồng bộ, lựa chọn nguồn vốn đầu tư, sự phối hợp tích cực có thiện chí của chủ đầu tư, cơ chế chính sách, ưu đãi về đầu tư Thành phố Nha Trang, với yêu cầu phát triển chung, phát triển công trình ngầm nói riêng cũng không nằm ngoài những yêu câu bức thiết vừa nêu

2.2.2.2 Năng lực của các nhà thầu gia xây dựng công trình

Tham gia xây dựng công trình bao gồm các nhà thầu thiết kế, giám sát, thi công, quản lý khối lượng, chất lượng Năng lực chuyên môn và kinh nghiệm của các nhà thầu xây dựng, tư vấn giám sát kỹ thuật đóng vai trò hết sức quan trọng nhằm đảm bảo chất lượng công trình, an toàn cho quá trình thi công xây dựng

Thời gian qua, xảy ra không ít sự cố khi thi công phần ngầm công trình xây dựng, ảnh hưởng đến công trình khác trong phạm vi, gây nhiều thiệt hại và lo lắng cho cộng đồng mà nguyên nhân xuất phát từ năng lực của các nhà thầu tham gia xây dựng: Phương án khảo sát, thiết kế không phù hợp, biện pháp thi công không hợp lí, không phù hợp với đặc điểm xây dựng, không đảm bảo an toàn, giám sát không chặt chẽ…

Thực tế trên địa bàn thành phố Nha Trang, việc đảm bảo an toàn khi thi công phần ngầm công trình xây dựng hiện được quy định tại Luật Xây dựng 2014 và một số văn bản quy phạm pháp luật khác, các quy định này chưa đặt ra các yêu cầu cụ thể đối với việc thi công phần ngầm các công trình, nhất là việc phòng ngừa ảnh hưởng, đảm bảo an toàn cho các công trình lân cận, an toàn cho cộng đồng Các quy định về kiểm tra phương án thi công tầng hầm chỉ áp dụng cho công trình xây dựng nhà cao tầng, trong khi thực tế có nhiều dự án xây dựng hạ tầng kỹ thuật, giao thông và cả nhà ở riêng lẻ cũng có thi công phần ngầm Chính vì thế, công tác quản lý đối với việc đảm bảo an toàn trong thi công phần ngầm công trình còn lỏng lẻo, chỉ được thực hiện thông qua biện pháp kiểm tra của cơ quan chức năng về phương án thi công tầng hầm công trình cao tầng Trên thực tế, nhiều công trình không trình cơ quan chức năng xem xét phương án thi công tầng hầm nên khi thi công đã làm hư hại công trình lân cận Bên cạnh đó, các công trình có trình phương án thi công tầng hầm, qua công tác kiểm tra, nhận thấy phương án thi công của các nhà thầu lập thường sơ sài, kết quả thẩm tra

của tư vấn thì hình thức, không đánh giá đầy đủ về sự phù hợp của phương án thi công với điều kiện thực tế, về khả năng đảm bảo an toàn công trình lân cận Nguyên nhân phần lớn là do chưa có quy định về các yêu cầu cụ thể đối với việc phòng ngừa ảnh hưởng, đảm bảo an toàn cho các công trình lân cận, an toàn cho cộng đồng của phương

án thi công phần ngầm

Xuất phát từ thực tế trên, cần có quy định về đảm bảo an toàn khi thi công phần ngầm công trình xây dựng trên địa bàn thành phố Nha Trang, nhất là các công trình ngầm ven biển với nhiều đặc điểm thi công phần ngầm khác, khó khăn hơn thi công phần ngầm công trình thông thường Quy định cần cụ thể về đảm bảo an toàn, vệ sinh môi trường khi thi công công trình ngầm, phân công nhiệm vụ kiểm tra phương án thi công để tăng cường độ an toàn, hạn chế xảy ra sự cố

Cụ thể, quy định các chủ đầu tư xây dựng công trình phải thuê tư vấn có năng lực phù hợp và thực hiện thẩm tra thiết kế biện pháp thi công phần ngầm công trình do nhà thầu lập Nội dung thẩm tra bao gồm: sự tuân thủ các quy chuẩn kỹ thuật, tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng; đánh giá về sự phù hợp, đầy đủ của bản vẽ thiết kế biện pháp thi công; đánh giá về tính toán khả năng chịu lực của các kết cấu phục vụ thi công; đánh giá về phạm vi, mức độ ảnh hưởng công trình lân cận của biện pháp thi công; đánh giá về mức độ đảm bảo an toàn công trình và công trình lân cận của thiết kế biện pháp thi công Ngoài ra, chủ đầu tư phải kiểm tra thiết kế biện pháp thi công do nhà thầu lập trước khi phê duyệt

Nhà thầu tham gia xây dựng công trình phải tổ chức khảo sát hiện trạng khu vực công trường trước khi lập thiết kế biện pháp thi công Hồ sơ khảo sát hiện trạng bao gồm: bản vẽ hiện trạng khu vực công trường; đánh giá độ ổn định của các công trình hiện hữu lân cận có khả năng bị ảnh hưởng khi thi công; xác định các giá trị chuyển vị, biến dạng tối đa; tốc độ chuyển vị, biến dạng báo động của các công trình lân cận có khả năng bị ảnh hưởng Ngoài ra, nhà thầu cũng phải lập thiết kế biện pháp thi công đảm bảo an toàn khi thực hiện, trong đó phải có các nội dung như: biện pháp đảm bảo an toàn lao động, an toàn cho cộng đồng; tính toán phạm vi ảnh hưởng do biện pháp thi công phầm ngầm gây ra ứng với các giai đoạn thi công; phải có kết quả khảo sát hiện trạng chất lượng các công trình liền kề và các công trình khác trong phạm vi ảnh hưởng; đồng thời phải có hệ thống quan trắc biến dạng công trình và công trình lân cận thuộc phạm vi ảnh hưởng để thực hiện quan trắc trong suốt quá trình thi công Ngoài ra, trước khi thi công công trình phải có văn bản nghiệm thu các điều kiện đảm bảo an toàn giữa chủ đầu tư và nhà thầu Khi thực hiện đào đất trong khu vực có các tuyến ngầm của hệ thống hạ tầng, phải có văn bản chấp thuận của cơ quan quản lý các tuyến đó và phải có sơ đồ chỉ dẫn vị trí, độ sâu của công trình và được giám sát trong suốt quá trình đào

Ngoài đảm bảo các phương án thi công an toàn, cũng cần quy định việc kiểm tra và giám sát chặt chẽ từ các cơ quan chức năng đối với thiết kế biện pháp thi công công trình ngầm theo các quy định hiện hành và phân cấp quản lý

2.2.3 Các sự cố khi thi công công trình ngầm và giải pháp đã thực hiện

Thực tế, giải pháp thi công công trình ngầm hết sức đa dạng nhưng chủ yếu tập trung hệ thống móng công trình, xây dựng thành vách, chống giữ thành vách hố đào, đào, tiêu thoát nước hố đào Đặc biệt đối với khu vực ven biển, những sự cố xảy ra trong quá trình đào đất và tiêu thoát nước hố đào chiếm tỷ lệ rất cao, bao gồm:

- Sạt lở thành hố đào gây hư hỏng các công trình liền kề;

- Hạ mực nước ngầm trên một phạm vi rộng, gây lún cho các công trình xung quanh hố đào;

- Hút nước hố đào kéo theo bùn, cát làm rỗng nền các khu vực xung quanh, gây sụp đổ hoặc làm biến dạng các công trình lân cận

- Thủng tường bao quanh trong quá trình thi công làm nước, đất cát chảy vào hố đào với khối lượng lớn, nhanh, gây nứt, gãy, sụt lún công trình xung quanh, ảnh hưởng trực tiếp đến việc thi công đào đất và các kết cấu ngầm trong hố đào Tường bao quanh

có thể là tường tầng hầm công trình được sử dụng như tường chắn đất trong thi công;

có thể là tường biện pháp để phục vụ thi công: tường cừ thép, cừ bê tông cốt thép

- Tiêu thoát nước không đúng quy định gây sạt, sói lở bãi biển, ảnh hưởng đến môi trường, không gian sử dụng, ảnh hưởng đến sinh hoạt bình thường của nhân dân

- Bục đáy hố đào, gây ảnh hưởng đến thi công

Đối với các công trình ngầm đã và đang xây dựng tại Nha Trang, qua khảo sát, thống kê và lưu trữ hồ sơ của cơ quan liên quan, các sự cố điển hình được thống kê như dưới đây:

Hình 2.9 Dự án Havana được thi công đào mở sử dụng cừ Larsen bảo vệ hố đào

Hình 2.10 Cát và nước chảy vào hố đào phần ngầm dự án Havana

b Nguyên nhân gây ra sự cố

Qua phân tích, đánh giá, nguyên nhân được chỉ ra:

- Tường chắn đất làm biện pháp thi công hố đào bằng cừ Larsen không cắm vào lớp đất có khả năng ngăn nước nằm ở dưới sâu nên nước xung quanh và phía dưới chảy vào hố đào;

- Tường cừ thi công không đảm bảo chất lượng, các liên kết giữa các tấm cừ không đảm bảo liên kết tốt làm cho tường cừ không liên tục, có khe hở lớn Do đó nước ngầm và cát qua khe hở vào hố đào đang thi công, gây lún cho mặt đất xung quanh, ảnh hưởng đến thi công, tăng khối lượng công tác nhằm khắc phục sự cố, làm thời gian thi công kéo dài

- Mực nước ngầm dưới đáy hố đào không được hạ sâu đến cao độ an toàn so với đáy hố đào do số lượng máy bơm và công suất bơm không đủ Bài toán tiêu thoát

nước không được tính toán chính xác dẫn đến số lượng bơm và công suất bơm không

đủ để hạ nước đáy hố đào đến cao độ hợp lí

Hình 2.11 Gia cố tại những vị trí xảy ra sự cố

- Tính toán lại lưu lượng nước chảy vào hố đào sau gia cố; tính lại số lượng bơm và công suất

d) Đánh giá kết quả sau khi khắc phục

Về cơ bản biện pháp này chặn được nước và cát theo khe hở và từ dưới chân tường chắn chảy vào hố móng công trình Tuy nhiên, phương pháp này chưa giải quyết được triệt để, chỉ tạm thời khắc phục để tiếp tục thi công, vẫn còn nước xâm nhập từ dưới đáy hố đào lên, làm gián đoạn thời gian thi công, tốn nhiều chi phí

Do đối với công trình này, lưu lượng nước ngầm dưới đáy hố đào lớn, cần bổ sung lớp bê tông mác cao có phụ gia đông kết nhanh để ngăn nước xâm nhập từ đáy

hố đào.

2.2.3.2 Công trình công viên Phù Đổng, hạng mục nhà hàng Nga

Hạng mục nhà hàng Nga có tổng diện tích sàn tầng ngầm (phía Nam): 3.686

m2, chiều sâu sàn với cốt vỉa hè đường Trần Phú là -3,5 m, cột, vách, sàn bê tông cốt thép Sử dụng phương pháp đào hở Tường chắn đất thành hố đào bằng cọc bê tông cốt thép thi công sát nhau, cọc này sẽ được sử dụng làm tường tầng hầm công trình, chiều sâu chân cọc là -5,5 m so với mặt đất tự nhiên và cắm vào lớp đất cát