BỘ CƠNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP QUẢNG NINH

GIÁO TRÌNH

XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH NGẦM 2
DÙNG CHO BẬC ĐẠI HỌC
(LƯU HÀNH NỘI BỘ)

QUẢNG NINH - 2020


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG HẦM
1.1. Tổng quan về các phương pháp thi cơng hầm
Nói chung các cơng nghệ thi cơng cơng trình ngầm rất phong phú và đa dạng,
chúng là tổ hợp khá linh hoạt của nhiều giải pháp kỹ thuật và sơ đồ công nghệ khác
nhau. Tên gọi của các phương pháp công nghệ thi công công trình ngầm cũng có nhiều
xuất xứ khác nhau, có thể theo nơi đã phát triển công nghệ hay phương pháp, theo giải
pháp kỹ thuật phổ biến và nhiều khi còn là do thói quen. Vì vậy để giúp cho người
thiết kế và thi cơng có thể linh hoạt lựa chọn các phương pháp thi công, các giải pháp
kỹ thuật xử lý các tình huống có thể xảy ra, trước tiên cần thiết giới thiệu sơ bộ các
yếu tố, các khâu kỹ thuật quan trọng của cơng nghệ thi cơng.
Có thể nói, mỗi cơng nghệ thi cơng là tổ hợp của các yếu tố, các giải pháp kỹ
thuật cơ bản sau (bảng 1.1):
 Phương pháp đào hay tách bóc đất đá;
 Phương pháp và kỹ thuật bảo vệ (chống tạm) trong khi thi công;
 Sơ đồ đào hay sơ đồ thi công trên gương
Bảng 1.1: Các yếu tố cấu thành công nghệ thi cơng
Sơ đồ đào
Phương pháp đào hay tách bóc đất

Mục tiêu của phương pháp bảo vệ
đá
khối đất đá trong khi thi cơng
 Sơ đồ
 Khoan, nổ mìn;
 Chống đỡ bảo vệ thành hố đào,
đào toàn
sườn đường hầm
 Máy đào hầm: máy đào toàn tiết
gương
diện và máy đào từng phần tiết diện;  Chống đỡ, ổn định gương đào,
 Sơ đồ
 Bảo vệ nóc cơng trình ngầm
 Đào bằng các máy xúc bốc;
chia gương  Đào bằng rửa lũa (sức nước, khí  Giảm sụt lún
nén)
 Chống xâm nhập nước
Theo khơng gian thi cơng có thể phân ra hai nhóm chính:
 Các phương pháp thi cơng lộ thiên
 Các phương pháp thi công ngầm
Với các phương pháp thi công lộ thiên, toàn bộ hay một bộ phận của kết cấu
CTN được thi cơng lắp dựng trong điều kiện lộ nóc. Cịn bằng các phương pháp thi
cơng ngầm, tồn bộ kết cấu CTN được thi công lắp dựng trong điều kiện kín nóc hoặc
lộ nóc nhưng tỷ lệ diện tích phần nóc lộ rất nhỏ so với tổng diện tích khối đất đá xung
quanh CTN (ví dụ đào giếng).
Bảng 1.2: Các phương pháp thi cơng đào hầm (tách bóc đất/đá)
Đá rắn cứng
Đá bở rời/đất
Độ bền cao
Độ bền

Độ bền
Đất dính
Đất rời
Đất chảy
trung bình
thấp
Khoan-nổ mìn
Máy đào tồn gương (máy khoan hầm (Tunnel Boring MachineTBM), máy khiên đào (Shild Machine - SM)
Máy đào từng phần gương, máy cắt từng phần
(Roadheader-RH)
Đào bằng các máy xúc bốc- máy xúc tay gầu
Đào bằng rửa lũa (sức
nước, khí nén)
Bảng 1.3: Các giải pháp bảo vệ hay chống tạm
Đá rắn cứng
Đá bở rời/đất


Nứt nẻ
ít

Nứt nẻ
trung
bình

Nứt nẻ
mạnh

Nứt nẻ
mạnh

và giảm
bền

Đất dính

Đất rời

Đất chảy

Bêtơng phun
Lưới bảo vệ
Neo
Khung thép
Ván chèn
Cắm cọc
Ván cừ
Ô bảo vệ bằng ống
Ô bảo vệ bằng khoan phun-phun tia
Bảng 1.4: Phạm vi áp dụng của các giải pháp đặc biệt theo yêu cầu bảo vệ
Yêu cầu
Chống đỡ (ổn
Bảo vệ nóc
Giảm thiểu Chống xâm
định) gương
cơng trình
lún sụt
nhập nước
Các giải pháp
đào
ngầm

Sơ đồ có nhân đỡ
Neo, cược gương
Cắm cọc
Ép ván cừ
Vịm, ơ bảo vệ
bằng ống, phun ép
Gia cố đất
Đóng băng
Sử dụng khí nén
1.2. Đặc điểm cơ bản của cơng trình ngầm tiết diện lớn
Cơng trình ngầm có tiết diện lớn thường là những cơng trình như hầm giao
thụng, hầm trạm trong mỏ, các gian máy của hầm thủy điện,... các cơng trình này
thường có kích thước tiết diện ngang lớn, không gian thi công rộng, dễ chịu ảnh hưởng
của đặc tính cơ học của đá và khối đá, nguy cơ xảy ra sập đổ cao do đó tiềm ẩn nguy
cơ gây mất an tồn lớn, khi thi công khối lượng của từng công việc trong chu kỳ đào
hầm lớn, kết cấu chống giữ lớn, việc dựng khó khăn hơn. Do mặt thống ở gương hầm
lớn nên việc phá vỡ đất đá tạo khoảng trống bằng khoan nổ mìn dễ dàng. Trong trường
hợp khơng gian thi cơng lớn cần phải sử dụng phương pháp thi công chia gương để
đảm bảo an toàn và ngăn ngừa được các rủi ro, dễ dàng cho việc thi công khi không có
thiết bị có phạm vi làm việc lớn.
1.3. Phân loại các cơng trình ngầm
1.3.1. Theo cơng dụng
Tùy theo mục đích sử dụng cơng trình ngầm có thể chia cơng trình ngầm ra làm
một số nhóm:
- Cơng trình ngầm khai thác khống sản: đây là loại cơng trình sử dụng để khai thác
tài ngun khống sản, tìm kiếm ngun vật liệu. Như hệ thống các đường lò, hầm trạm
phục vụ trong các mỏ than hầm lò, các mỏ quặng v.v.. Đây là những cơng trình có tuổi thọ


tùy theo sản lượng của các mỏ và có yêu cầu kiến trúc không cao nên người ta chỉ cần bảo

đảm an tồn trong khi sử dụng chứ ít quan tâm đến tính thẩm mỹ của nó.
- Cơng trình ngầm giao thơng: đây là nhóm cơng trình phục vụ cho lợi ích giao
thơng cơng cộng, chúng có thể là những đường hầm đường sắt, đường hầm xuyên núi,
các hệ thống metro trong thành phố... đặc điểm của loại cơng trình này là tuổi thọ cao,
yêu cầu thẩm mỹ và kiến trúc cao.
- Cơng trình ngầm thủy lợi, thủy điện: đây là nhóm các cơng trình cung cấp nước
cho thủy lợi và thủy nông các nhà máy thủy điện. Những công trình ngầm trong hệ
thống này thường có chiều dài khơng lớn lắm, tuy nhiên đây là nhóm cơng trình ngầm
có thường có các giai đoạn làm việc khác nhau và chế độ làm việc cũng khác nhau đó là
chế độ làm việc khi khơng có nước chảy bên trong (khi thi công và khi sửa chữa) và khi
đi vào hoạt động ngoài áp lực đất đá bên ngoài tác động cịn có nước và áp lực nước bên
trong nên khi thiết kế và thi cơng các cơng trình ngầm trong nhóm này cũng có những
đặc điểm và yêu cầu riêng.
- Cơng trình ngầm dân dụng: Những cơng trình ngầm trong nhóm này bao gồm
các tầng hầm trong các nhà cao tầng, các gara để xe ngầm, hệ thống đường hầm kỹ
thuật dùng để đặt ống nước sinh hoạt, nước thải, cáp điện, cáp quang...phục vụ nhu cầu
sinh hoạt của nhân dân. Kích thước tiết diện ngang những cơng trình này thường
không lớn tuy nhiên yêu cầu về kiến trúc lại cao hơn hẳn những cơng trình phục vụ
khai thác khống sản và chúng có tuổi thọ cao hơn hẳn và thời gian tồn tại lâu dài.
- Cơng trình ngầm đặc biệt: đây là nhóm những cơng trình ngầm phục vụ mục
đích qn sự, quốc phịng, các nhà máy ngầm... nhóm những cơng trình này có đặc
điểm là cần sự kiên cố cao và nằm bí mật trong lịng đất. Thơng thường kích thước tiết
diện ngang của chúng như những phịng, tiền sảnh, những kho để vũ khí đạn dược
cũng như những nhà máy sản xuất trang thiết bị quân sự ngầm.
1.3.2. Theo vị trí thế nằm
Cơng trình ngầm có thể có những dạng, thế nằm khác nhau. Trong xây dựng
cơng trình ngầm tùy thuộc vào góc nghiêng của trục cơng trình ngầm với phương nằm
ngang mà người ta có thể chia ra:
- Cơng trình ngầm nằm ngang (khi góc nghiêng của trục cơng trình ngầm với
phương ngang  khơng q 0  50)

- Cơng trình ngầm nằm nghiêng ( khi góc nghiêng 50< <850)
- Cơng trình ngầm thẳng đứng khi góc nghiêng  = 900  50
Tùy theo tương quan của cơng trình ngầm với mặt lộ người ta cũng có thể chia
cơng trình ngầm ra làm 2 dạng:
- Cơng trình ngầm nằm ở gần mặt đất khi chiều sâu đặt cơng trình ngầm khơng
q 12 m so với mặt lộ.
- Cơng trình ngầm nằm sâu trong lịng đất khi chiều sâu đặt cơng trình ngầm
lớn hơn 12 m so với mặt lộ
1.3.3. Theo diện tích tiết diện đào
Tựy theo diện tích tiết diện gương đào mà người ta cũng có thể chia cơng
trình ngầm ra làm 3 nhóm:
- Cơng trình ngầm tiết diện nhỏ: những cơng trình ngầm dạng này thường có
tiết diện sử dụng S<18 m2 loại này thường là những cơng trình ngầm dân dụng và các
đường lị trong các mỏ.
- Cơng trình ngầm tiết diện trung bình: thường có S=(1832) m2


- Cơng trình ngầm tiết diện lớn: khi S>32 m2 người ta hay gọi là cơng trình
ngầm có tiết diện lớn đa số chúng là các cơng trình phục vụ lợi ích giao thơng vận tải
và thủy điện trung bình và lớn.
1.3.4. Tương quan giữa chiều dài và chiều rộng cơng trình ngầm
Theo đặc điểm kích thước giữa hai chiều cơng trình ngầm người ta có thể chia
cơng trình ngầm ra làm hai nhóm:
- Khi các cơng trình ngầm có kích thước chiều dài lớn hơn nhiều lần chiều
rộng và chiều cao thì người ta thường gọi chung chúng là các đường lị, đường hầm.
Những cơng trình ngầm dạng này thì có thể có chiều dài từ vài chục, vài trăm thậm chí
hàng chục kilơmét.
- Các hầm trạm: những cơng trình ngầm có tương quan chênh lệch giữa chiều dài,
chiều rộng và chiều cao khơng q lớn, những cơng trình ngầm như vậy người ta thường
gọi là các hầm trạm ví dụ như: các gian máy trong hệ thống nhà máy thủy điện ngầm, các

hầm sữa chữa đề pô tầu điện ngầm, trạm bơm, trạm biến áp ngầm.v.v...
1.4. Cơ sở lựa chọn phương pháp thi công hầm
Lựa chọn phương pháp đào phụ thuộc vào nhiều yếu tố, những yếu tố cơ bản là
tính chất cơ lý của đất đá (than) cơng trình ngầm đi qua (mức độ ngậm nước, hệ số
kiên cố f...). Sự ổn định của đất đá nóc, hơng cơng trình, khả năng trang bị thiết bị máy
móc, kỹ thuật thi cơng, trình độ tay nghề của cơng nhân, chiều dày của vỉa, hình dạng
kích thước tiết diện ngang cơng trình, độ sâu bố trí cơng trình, khu vực khơng gian thi
cơng cơng trình trên mặt đất và nhiều yếu tố khác. Chọn phương pháp này hay phương
pháp khác có thể tham khảo thêm bảng 1-2.
Bảng 1-2: Lựa chọn phương pháp đào

Các yếu tố cơ bản
ảnh hưởng đến lựa
chọn phương pháp
đào
- Hệ số cứng của than
(đất đá) f
- Chiều dày của nóc
bảo vệ, m (khi chiều
rộng cơng trình ngầm
2.5-3.5m)
- Khả năng chịu áp
lực của nền cơng
trình

Các phương pháp đào
Khoan nổ
Máy đánh
mìn búa rạch & khoan
chèn

nổ mìn

Búa
chèn

Khoan
nổ mìn

Combai

Sức
nước

< 1.5

>2

>2

<4

<8

<2

< 0.75

> 1.5

< 1.5


> 3.0

> 1.5

> 2.0

-

> 0.5

> 0.5

> 1.0

> 0.75

-

Câu hỏi ôn tập chương 1
Cầu 1. Trinh bày khái quát về các phương pháp thi cơng CTN.
Cầu 2. Trình bày đặc điểm cơ bản của cơng trình ngầm tiết diện lớn
Cầu 3. Phân loại các cơng trình ngầm.
Cầu 4. Nêu cơ sở lựa chọn phương pháp thi công.


Ch-ơng 2
Thi công CTN bằng Ph-ơng pháp lộ thiên
2.1. Khỏi quỏt chung
Thi công hở tức là tiến hành đào hào từ trên mặt đất, sau đó thi công kết cấu

CTN trong lòng hào (hố) đào và cuối cùng lại phủ đất hay vật liệu phủ lên công trình
ngầm (cut-and-cover). Thông th- ờng trong ph- ơng pháp hay ph- ơng thức thi công hở,
kết cấu công trình ngầm đ- ợc xây dựng từ đáy hào đào hay ít nhất là t- ờng và nóc của
công trình ngầm, sau đó các công việc khác cũng nh- việc hoàn thiện có thể thực hiện
'ngầm'. Ph- ơng thức sau đ- ợc gọi là ph- ơng thức 't- ờng-nóc'. So với ph- ơng pháp thi
công ngầm thì ph- ơng thức thi công hở ít gặp rủi ro hơn và đơn giản hơn.
Nói chung trong ph- ơng pháp thi công hở có hai yếu tố quan trọng là:
Hào hay hố đào với các giải pháp và ph- ơng tiện bảo vệ;
Kết cấu của công trình ngầm.
Thành hào hay hố đào có thể đ- ợc bảo vệ bằng các ph- ơng tiện và giải pháp
khác nhau, tuỳ thuộc vào điều kiện thi công cụ thể. Dựa vào ph- ơng thức bảo vệ, hay
giữ ổn định hào có thể phân ra các nhóm ph- ơng thức thi công nh- trên hình 2.1.
Ph- ơng pháp thi công hở
Để bờ dốc (thành
hào nghiêng)

Bờ dốc
đ- ợc gia cố

Thành hào thẳng đứng,
có t- ờng bảo vệ

Bờ dốc
tự nhiên

Khung
chống

Neo, chốt


T- ờng có
thể thu hồi

T- ờng cừ

T- ờng bảo vệ là bộ phận
của kết cấu công trình ngầm

T- ờng hào
nhồi

T- ờng cọc
nhồi

Các giải pháp gia
c- ờng, tăng sức

Hình 2.1: Ph- ơng thức đào và bảo vệ hào trong ph- ơng pháp hở
Tr- ờng hợp thành hào thẳng đứng, dựa vào mặt cắt ngang của sơ đồ công nghệ
có thể phân ra hai tr- ờng hợp:
Sơ đồ thi công không có khoảng hở giữa thành hào và kết cấu công trình
Sơ đồ thi công có khoảng hở giữa thành hào và kết cấu công trình
Khi thi công theo ph- ơng thức hở phải đặc biệt chú ý đến điều kiện đất nền và
mực n- ớc ngầm vì chúng có ảnh h- ởng đến độ ổn định của thành hào (Bảng 2.1).


Hình 2.2. Năm loại tường cừ chống giữ hố đào thông dụng
Từ trái qua phải: 1) Tường bằng cọc thép hình đứng kết hợp với gỗ lát ngang; 2)
Tường cọc ván thép; 3) Tường đổ bê tông tại chỗ; 4) Tường bằng cọc đất-xi măng trộn
sâu; 5) Tường cừ bê tụng ct thộp trong t.

Bảng 2.1
Tên đất

Mức độ sụt lở của thành hào
Trong hào không có n- ớc ngầm
Trong hào có n- ớc ngầm
đất sét
ổn định trong thời gian dài
Th- ờng không bị sụt lở
đất cát bột
Th- ờng không bị sụt lở
Rất ít sụt lở
Cát có đất bột Rất ít sụt lở
Sụt lở
Cát mịn
Sụt lở
Tính năng của dung dịch sét
nếu kém sẽ sụt lở
Cát thô
Tính năng của dung dịch sét nếu Thành hào phải thêm chống
kém sẽ sụt lở
ngang
Sỏi cát
Thành hào phải thêm chống ngang Bắt buộc phải có biện pháp
giữ ổn định thành hào
Sỏi cuội
Bắt buộc phải có biện pháp giữ ổn Bắt buộc phải có biện pháp
định thành hào
giữ ổn định thành hào
Ph- ơng thức thi công hở đặc tr- ng bằng việc cơ giới hoá cao quá trình thi công,

cho phép áp dụng các kết cấu kiểu công nghiệp hoá (lắp ghép các cấu kiện đúc sẵn),
các máy làm đất và các thiết bị nâng hạ có công suất lớn. Tuy nhiên việc đào hố móng
trên đoạn dài sẽ gây gián đoạn giao thông trong thời gian thi công. Do đó, phải đ- a ra
đ- ợc giải pháp thi công đồng bộ, hiệu quả, rút ngắn thời gian thi công, giảm giá thành
để tăng tính khả thi của ph- ơng pháp.
2.2. u nhc im
2.2.1. u im
- D dàng thiết kế: Hệ thống kết cấu chống giữ bờ dốc, cột chống, neo cố định
thành hào của phương pháp lộ thiên tương đối rõ ràng, dễ dàng lựa chọn phương án
thiết kế và tham số hợp lý.
- Tốc độ thi cơng nhanh tiện: Trong tình trạng bình thường, khai trường thi
công của phương pháp lộ thiên tương đối rộng, vị trí làm việc thi cơng tương đối
nhiều, có thể tiến hành tổ chức thi công với số lượng nhân viên, thiết bị, vật liệu, công
cụ lớn tốc độ thi công nhanh.


- Dễ dàng kiểm sốt an tồn, chất lượng và tiến độ thi cơng: Đại bộ phân trình
tự thi cơng và phương diện tác nghiệp của phương pháp thi công lộ thiên có thể trực
tiếp quan sát và kiểm tra, hạng mục thi công dễ dàng đo đạc, tiểm ẩn mất an toàn dễ
phát hiện, giải pháp an toàn tùy theo quy định và đầy đủ, đáp ứng đầy đủ điều kiện giải
cứu hiện trường tương đối tốt. Vì vậy an tồn, chất lượng và tiến độ thi cơng dễ điều
chỉnh và khống chế.
- Trường hợp lượng giải tỏa di dời nhỏ, giá thành cơng trình tương đối thấp
So sánh giữa phương pháp lộ thiên với phương pháp ngầm và phương pháp đào
máy, đầu tư nhân cơng tương đối ít, thiết bị tương đối đơn giản, hiệu suất thi công
tương đối cao, trường hợp lượng giải tỏa di dời ít thì chi phí tương đối thấp.
2.2.2. Nhược điểm
- Cơng tác giải tỏa lớn, gây phiền hà cho người dân nhiều và ảnh hưởng tới giao
thông
- Chịu ảnh hưởng lớn của biến đổi điều kiện khí hậu, khí tượng

- Ảnh hưởng tương đối lớn đối với môi trường
- Dễ xảy ra phá hủy mất ổn định toàn bộ thành hào
2.3. Phạm vi áp dụng
Điều kiện thích hợp để sử dụng phương pháp thi công lộ thiên: Thi công bằng
phương pháp lộ thiên thường được sử dụng khi lượng phá bỏ và di dời các cơng trình
khơng lớn, cho phép hạ thấp môi trường nước, khai trường thi công tương đối rộng, ổn
định của tầng đất đá tương đối tốt, thông thường hình thức kết cấu ngầm phức tạp và
hào có độ rộng lớn có thể xem xét sử dụng phương pháp thi cơng lộ thiên.
Điều kiện khơng thích hợp sử dụng phương pháp thi công lộ thiên: Tầng cát
chảy không thể hạ thấp nước không phù hợp sử dụng phương pháp thi cơng lộ thiên,
lượng cơng trình phá bỏ và di dời quá lớn sử dụng phương pháp lộ thiên để thi công
không kinh tế, nếu trong tầng đất đá mềm ngậm nước sử dụng phương pháp thi cơng
lộ thiên thì độ sâu khai đào hào rất lớn, tính an tồn trong thi cơng nó cần phải tiến
hành khống chế chặt chẽ.
2.4. Phương pháp đào hào thành nghiêng
2.4.1. Điều kiện sử dng
- Điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn, kích th- ớc hố móng không cho phép đào
hào với thành thẳng đứng;
- Mặt bằng thi công rộng.
Trong tr- ờng hợp này, thành và nền hố móng có thể không cần chống giữ khi
góc dốc của mái hố móng bằng hoặc nhỏ hơn trị số góc dốc tự nhiên của đất tại đó.
Các kinh nghiệm thực tế cho thấy rằng, khi khối đất là đồng nhất, góc nghiêng của bờ
dốc so với ph- ơng nằm ngang có thể áp dụng theo chỉ dẫn trong bảng 2-2 (Theo
TCVN-5380). Ph- ơng thức thi công này có thể áp dụng khi khu vực thi công nằm
ngoài vùng dân c- đông đúc (hình 2-3).
Bảng 2-2

Loi ®ất

Ít ẩm (khơ)

Tỷ số giữa
Góc giữa
chiều cao của
mái dốc
mái dốc và
và ®ường
hình chiếu
nằm
trên mặt
ngang, ®ộ
phẳng ngang

Trạng thái ®ất
Ẩm
Góc giữa
Tỷ số giữa
mái dốc chiều cao của
mái dốc và
và ®ường
hình chiếu
nằm
trên mặt
ngang,
phẳng ngang
®ộ

Ướt
Góc giữa
Tỷ số giữa
mái dốc

chiều cao
và ®ường của mái dốc
và hình chiếu
nằm
trên mặt
ngang,
phẳng ngang
®ộ


Si đỏ dm
Cỏt ht to
Cỏt ht trung
bỡnh
Cỏt ht nh
Sột pha
Đt hữu cơ
(®ất mục)
®ất mục khơng
có rễ cây

40
30

1 : 1,20
1 : 1,75

40
32


1 : 1,20
1 : 1,60

35
25

1 : 1,45
1 : 2,15

28

1 : 1,90

35

1 : 1,45

25

1 : 2,15

25
50

1 : 2,25
1 : 0,84

30
40


1 : 1,75
1 : 1,20

20
30

1 : 2,77
1 : 1,75

40

1 : 1,20

35

1 : 1,45

25

1 : 2,15

40

1 : 1,20

25

1 : 2,25

15


1 : 3,75

Thµnh hµo nghiêng đòi hỏi:
Khoảng không gian thi công thông thoáng lớn hơn,
Làm tăng khối l- ợng đào, bốc, vận chuyển,
BÃi chứa trung gian và khối l- ợng lấp đầy lớn
Đòi hỏi phạm vi hoạt động rộng hơn của các ph- ơng tiện thi công.
Ng- ợc lại ph- ơng án này có thể loại trừ:
Toàn bộ hay từng phần công tác chống giữ và
Có khoảng không gian thi công kết cấu công trình lớn.
Đ- ơng nhiên quyết định lựa chọn phụ thuộc vào tính kinh tế của ph- ơng án.

Hình 2-3: Hào thi công có thành
nghiêng
a) dạng có bờ dốc thông th- ờng,
b) dạng có thành thẳng phần d- ới, áp
dụng khi mực n- ớc ngầm thấp
c) dạng có thành thẳng phần trên (áp
dụng trong điều kiện t- ơng tự kiểu a.

Hình 2-4: Đ- ờng hầm tàu điện ngầm một
nhịp, hai đ- ờng tàu ở độ sâu gần mặt đất

Để thu nhỏ diện tích thi công và khối l- ợng đào, đắp phủ có thể sử dụng các kết
cấu bảo vệ nh- trên hình 2-3b và 2-3c. Khi độ sâu hào lớn hơn 5m có thể bố trí thêm
bậc hào trên cùng rộng 1m.
Khi hào có độ sâu lớn, lực tác dụng lên thành hào cao, điều kiện khối đất nền
cũng nh- điều kiện thuỷ văn phức tạp và có chấn động cần thiết phải tiến hành tính
toán ổn định bờ dốc.

Để giữ ổn định các bờ dốc đứng, có khả năng nguy hiểm về xói mòn, tr- ợt lở có
thể sử dụng bêtông phun, vữa bêtông, neo chốt, vải địa kỹ thuật hoặc các ph- ơng pháp
hoá học để bảo vệ bờ dốc.


Khi hào có thời gian tồn tại phục vụ xây dựng dài cần có các giải pháp thoát
n- ớc mặt, n- ớc ngầm.
Khi hào nằm sâu d- ới mực n- ớc ngầm cần thực hiện công tác thoát n- ớc theo
các giếng khoan có hệ thống.
Trên hình 2-4 cho thấy hình ảnh về công tác thi công hầm tàu điện ngầm hai
đ- ờng tàu, kết cấu công trình ngầm không có cột hoặc t- ờng chống đỡ giữa (hầm một
nhịp), để bờ dốc tự nhiên không chống.
2.5. Phng phỏp o hào thành thẳng đứng
2.5.1. Tường hào thành thẳng đứng với kết cấu tường bảo vệ được thu hồi
Trong nhiÒu tr- ờng hợp, không phải lúc nào ta cũng có thể đào đất theo độ dốc tự
nhiên vì những lý do sau:
- Đào đất theo độ dốc tự nhiên làm tăng khối l- ợng đào và lấp đất hoàn trả;
- Xung quanh khu vực thi công có những công trình cần bảo vệ.
Biện pháp đào hố móng với thành thẳng đứng áp dụng khi:
- Hố móng có chiều sâu không lớn, đào trong đất có độ kết dính tốt, ổn định.
- Điều kiện mặt bằng thi công hạn chế vì xung quanh có những công trình cần
đ- ợc bảo vệ.
Bảng 2-3
Loại đất
đất cát lẫn sỏi sạn

htd
1m

đất pha cát


1,25m

đất thịt, đất sét

1,5m

2m
Tr- ờng hợp chiều sâu hố móng lớn hơn giá trị htd cho phép thì phải áp dụng ngay
biện pháp giữ ổn định thành v nền hố móng để tránh sụt lở hay bùng nền sau khi đào.
Trình tự các công việc khi thi công theo ph- ơng thức hào đào thành thẳng đứng với
kết cấu bảo vệ đ- ợc thu hồi bao gồm các phần việc và theo trình tự sau:
1. Dọn dẹp, san gạt chuẩn bị mặt bằng;
2. Thi công đóng cọc cừ vào nền đất dọc theo h- ớng tuyến dự kiến đặt công trình
ngầm;
3. Đào đất trong hố móng đà đ- ợc bảo vệ bằng các thiết bị thi công lộ thiên;
4. Gia cố giữ ổn định hệ thống cọc cừ bằng ván chèn, neo, giằng hay văng tăng
sức (nếu cần) đồng thời với quá trình đào đất;
5. Thi công đổ bê tông nền, lắp cốp pha đổ bê tông kết cấu công trình (nếu là bê
tông toàn khối) hoặc lắp ghép các cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn (nếu là
cấu kiện đúc sẵn).
6. Thi công lớp chống thấm (xử lý mối nối, bơm chèn bê tông vào phía sau vỏ
chống, phun trát vữa chống thấm mặt trong, v..v)
7. Hoàn thiện công trình;
8. Lấp đất hoàn trả mặt bằng;
9. Kéo rút cọc cừ.
Trong quá trình thi công đào hào, nếu đáy hố móng nằm d- ới mực n- ớc ngầm
hoặc thi công trong mùa m- a thì phải áp dụng đồng thời các biện pháp tiêu n- ớc trong
đất thịt, đất sÐt ch¾c



hố móng để đảm bảo hố móng khô ráo tạo điều kiện thuận lợi cho thi công và độ ổn
định chung của hố móng.
2.5.1.1. Các ph- ơng án thi công
Có hai ph- ơng án đà đ- ợc áp dụng khi thi công công trình ngầm thành phố là:
Không có khoảng hở công tác giữa thành hào và kết cấu công trình ngầm
Có khoảng hở công tác giữa thành hào và kết cấu công trình ngầm
a) Ph- ơng án không có khoảng hở
Theo ph- ơng án nay thành hào đ- ợc bảo vệ bằng t- ờng bảo vệ chống đỡ theo
ph- ơng thẳng đứng hoặc gia c- ờng theo ph- ơng nằm ngang kết hợp neo. Ph- ơng thức
thứ nhất hay đ- ợc áp dụng, cụ thể là t- ờng bao gồm cọc tựa chịu tải, đ- ợc ép từ trên
xuống và các ván chèn (t- ờng cọc- ván chèn) (Hình 2-5a).
Trong ph- ơng án này, vì thành hào và kết cấu công trình sát nhau, nu các cọc
bị lƯch nghiªng khi rút cọc có thể sẽ gây ra phá hủy hay tổn hại đến kết cấu cũng nhlớp cách n- ớc. Tấm chèn bằng thép chỉ đ- ợc sử dụng khi gặp điều kiện thuỷ văn và đất
nền phức tạp, nhằm ngăn hiện t- ợng đất chảy và sụt lún các công trình xây dựng lân
cận, bởi vì giá thành cao.
Ph- ơng án này áp dụng khi điều kiện đất nền t- ơng đối ổn định, kết cấu bảo vệ
thành hào không cần có kết cấu chống giữ bổ sung
b) Ph- ơng án có khoảng hở
Ph- ơng án có khoảng hở khắc phục đ- ợc nh- ợc điểm của ph- ơng án không
khoảng hở và áp dụng khi gặp điều kiện đất nền kém ổn định, đòi hỏi ph¶i cã kÕt cÊu
gia cè bỉ sung cho t- êng bảo vệ thành hào (neo, văng, giằng, cột chống,v.v) (Hình
3-4b).
Ph- ơng án này có các - u điểm và đặc điểm sau:
Rút cọc không ảnh h- ởng đến kết cấu của công trình,
Có thể thu hồi cả ván chèn bằng gỗ,
Sau khi thu hồi t- ờng khoảng hở đ- ợc lấp đầy bằng cát và làm chặt,
Có thể lắp lớp bảo vệ bằng đá hoặc bêtông,
N- ớc chảy vào từ các lớp t có thể bơm dễ dàng nhờ khoảng hở.


Hình 2-5: T- ờng bảo vệ bằng cọc và ván chèn
a) Ph- ơng thức không có khoảng hở, b) Ph- ơng thức có khoảng hở
2.5.1.2. Sơ đồ tổ chức thi công
Tuỳ thuộc vào trình tự thực hiện các công việc có thể phân ra: Sơ ®å song song
hay nèi tiÕp.


Trong sơ đồ song song, đồng thời thực hiện nhiều công việc trên các đoạn khác
nhau (cắm cọc cừ, đào hào, thi công kết cấu CTN, v.v..). Sơ đồ nh- vậy có thể tổ chức
khi công trình ngầm có chiều dài lớn hơn 100-150m.
Trong sơ đồ thứ hai, sơ đồ nối tiếp toàn phần, mỗi công đoạn công nghệ đ- ợc
thực hiện sau khi đà hoàn thành công đoạn tr- ớc dọc theo chiều dài công trình ngầm.
Nó th- ờng đ- ợc áp dụng khi xây dựng hầm có chiều dài nhỏ hơn 100-150m và khi
không có khả năng mở rộng diện công tác.
Trong sơ đồ nối tiếp, chiều dài công đoạn công nghệ đ- ợc rút ngắn, nhu cầu nhân
lực ít hơn nh- ng thời hạn thi công lại kéo dài hơn.
Trong sơ đồ thứ ba, sơ đồ nối tiếp từng phần, đào và chống giữ đ- ợc thực hiện
khép kín trên từng đoạn hố móng tr- ớc khi chuyển sang thi công đoạn kế tiếp, ph- ơng
pháp này áp dụng khi thi công trong đất yếu, chiều dài tuyến hố móng lớn
Các b- ớc công nghệ trong ba sơ đồ nh- nhau hay không phụ thuộc vào loại sơ đồ.
2.5.1.3. ào và chống giữ hố móng
1. Đào hố móng
Để đào hố móng có thể sử dụng ph- ơng pháp thủ công hoặc cơ giới. Tuy nhiên,
muốn tăng tốc độ thi công, nâng cao năng suất, hiện nay chủ yếu áp dụng ph- ơng pháp
đào hố móng bằng thiết bị cơ giới.
Để thi công hố móng bằng ph- ơng pháp cơ giới, hiện nay có rất nhiều loại máy
đào khác nhau: máy xúc thuỷ lực (gầu thuận, gầu nghịch), máy đào nhiều gầu, máy
cạp đất, máy ủi, v.v.. Việc lựa chọn loại máy thi công phụ thuộc vào loại đất, điều kiện
mặt bằng thi công, kích th- ớc hố móng (chiều rộng, chiều sâu), chiều cao mực n- ớc
ngầm, các ph- ơng tiện thi công sẵn có, v.v.. và cuối cùng là phải dựa trên cơ sở tính

toán các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật để lựa chọn ph- ơng án tốt nhất.
Bảng 3-6. Giới thiệu phân loại loại đất cho máy đào
Cấp đất
Tên đất
A. Cho máy xúc thuỷ lực
đất thực vật không lẫn rễ và đá, có lẫn đá dăm, cát khô, cát có độ ẩm tự
nhiên, không lẫn đá dăm, á cát, đất bùn dày đến 30cm không có rễ cây, sỏi
I
sạn không có lẫn đá to trên 30cm, đất đồng bằng lớp trên 0,8m - đất vụn vì
bị nén chặt.
Sỏi sạn lẫn đá to, sét - ớt mềm không lẫn đá dăm, á sét nhẹ, á sét nặng lẫn
II
rễ cây, lẫn bùn đến 30cm, đá dăm, đất đồng bằng sâu từ 0,8 2m, đất cát
mềm lẫn sỏi cuội đến 10%, đất thịt pha cát, sét lẫn đá nhỏ, rễ cây.
Sét nặng vỡ thành mảng, sét lẫn đá dăm, bùn dầy đến 40cm, đá nổ mìn ra,
III
đất đồng bằng sâu từ 2 3,5m, đất đỏ, đất vàng ở đồi lẫn đá ong, sỏi nhỏ
kết cấu đông đặc cứng - đất cứng lẫn đá đầu s- hay sít non.
B. Cho máy ủi, máy san
I
II

đất thực vật không lẫn rễ và đá, đá dăm, á sét nhẹ, đất bùn dầy đến 20cm
không lẫn rễ cây, đất đồng bằng sâu đến 60cm, đất vụn bị nén.
Sỏi sạn không lẫn đá to, sét - ớt mềm không lẫn đá dăm, cát có độ ẩm tự
nhiên không lẫn đá dăm, á sét nặng, đất bùn dầy đến 30 cm, ®Êt ®ång
b»ng s©u ®Õn 0,60 - 1,20 m.


III


- Sét vỡ từng mảng, xẻng mai không xắn đ- ợc, sét lẫn sỏi, sạn, đá dăm, cát
khô, đất bùn dày trên 30 cm. Đất lẫn đá tảng, đất đồng bằng dày 1,2 m trở
lên.

C. Cho mỏy cp
I
II
III

đất thực vật không lẫn rễ và đá, có lẫn đá dăm đất vụn bị nén.
Sét - ớt mềm không lẫn đá dăm - á sét nặng, đất đồng bằng dày đến 0,50m.
Sét vỡ từng mảng, cát có độ ẩm tự nhiên, đất đồng bằng dày đến 1m.


Máy xúc thuỷ lực có thể đ- ợc sử dụng rộng rÃi để đào đất ở trên khô hay d- ới
mực n- ớc ngầm. Trên hình 2-6 giới thiệu các dạng thiết bị của máy xúc thuỷ lực.

Hình 2-6: Các dạng thiết bị của máy xúc thuỷ lực: a - Gầu thuận;
b - Gầu nghịch; c - Gầu dây; d - Gầu ngoạm; e - Gầu bào.
Máy cạp (Scraper) là một loại máy làm đất vạn năng dùng để đào, vận chuyển,
đổ và san đất thành từng lớp. Quá trình làm việc của máy bao gồm: cắt đất, vận
chuyển, đổ và san đất, quay về chỗ đào.



Hình 2-9: Sơ đồ các loại máy đào nhiều gầu:
a) loại guồng xích; b) loại quay tròn

Máy ủi:

Máy ủi là loại máy vừa đào, vừa vận chuyển. Sơ đồ thi công th- ờng áp dụng là
ủi ngang, ủi dọc theo tuyến.
3. Giữ ổn định thành hố móng sau khi đào.
Để giữ ổn định thành hố móng trong quá trình thi công, với giá thành hạ, ta phải
chọn ph- ơng án đào chống vách đất hợp lý theo các nguyên tắc sau:
- Phải giữ đ- ợc vách đào ổn định, an toàn trong quá trình thi công


- Phải phù hợp với biện pháp đào đất và công nghệ thi công phần ngầm
- Thi công đơn giản, giá thành thấp
- Chú ý đến khả năng tái sử dụng kết cấu chống sau khi hoàn thành công trình.
* Các giải pháp chống giữ thành hố đào
- T- ờng cọc ván: Dùng cọc thép hình (I hoặc H), ván gỗ hoặc BTCT đóng ở hai
bên thành hào. Nó đ- ợc áp dụng khi hố móng nông, áp lực đất nhỏ, không có n- ớc
ngầm chảy mạnh. Cọc và ván sau khi thi công có thể thu hồi để sử dụng lại. Ván có thể
xếp theo ph- ơng ngang, ph- ơng đứng và yêu cầu sử dụng kết cấu văng, giằng tăng sức
và liên kết các bộ phận của kết cấu t- ờng bảo vệ.
- Đóng ván cừ thép không chống làm việc d- ới dạng công xôn: áp dụng khi hố
đào nông, có n- ớc ngầm. Ván cừ thép sẽ đ- ợc thu hồi bằng máy nhổ cọc hay cần trục
tháp sau khi đà thi công kết cấu công trình ngầm

Hình 2-13: Các giải pháp giữ ổn định thành hè mãng cã thu håi KCC
* KÕt cÊu b¶o vƯ thành hố đào
+ Chống vách đất bằng ván ngang (hình 2-15, 2-16, 2-17)

a)

b)
Hình 2-15: Chống vách đất bằng ván ngang


c)


a) Chống xiên gia c- ờng thành hố móng; b) Neo gi»ng gia cè thµnh hè; c) Gi»ng
ngang gia cè thành hố móng
Dùng khi đào hố ở những loại đất có độ kết dính nhỏ, không có n- ớc
ngầm hoặc có rất ít n- ớc ngầm. Chiều sâu hố đào từ 2-4m. Đất bên thành hố
móng có thể tự giữ ổn định trong khoảng thời gian nhất định sau khi đào đủ để
thi công hệ ván lát ngang.
+ Chống vách đất bằng ván đứng (hình 2-18)

Hình 2-18: Chống vách đất bằng ván lát đứng
a) Dùng chống xiên; b)Dùng thanh néo
Dùng ®èi víi ®Êt ®Êt cã ®é kÕt dÝnh nhá, rêi rạc, đất ẩm - ớt hoặc đất chảy ng- ời
ta phải đóng cọc cừ bằng ván có vát nhọn đầu. Nếu chiều sâu hố móng nhỏ (khoảng 34 m) thì có thể áp dụng t- ờng cừ công xôn tiếp nhận áp lực bên của đất. Khi chiều sâu
hố móng lớn thì phải gia cố thêm các cọc bằng cách đặt thêm các thanh giằng dọc, nó
có tác dụng giữ cho các cọc không bị chuyển động ngang. Các thanh giằng dọc này lại
đ- ợc hỗ trợ bởi các thanh văng ngang. Khoảng cách đặt các thanh văng ngang khoảng
4 - 6 m däc theo trơc hè mãng. Khi chiỊu sâu hố móng khá lớn (10 - 12m) thì dọc theo
chiều sâu hố móng cũng phải đặt thêm một số lớp giằng nh- trên.

a)

b)
Hình 2.19. Chống vách đất bằng ván lát đứng

+ T- ờng cừ thép
Cc vỏn thộp đc sn xuất với nhiều hình dạng, kích thước khác nhau với các
®ặc tính về khả năng chịu lực ngày càng ®ược cải thiện. Ngồi cọc ván thép có mặt cắt
ngang dạng chữ U, Z cịn có loại mặt cắt ngang Omega (), dạng tấm phẳng (straight



web) cho các kết cấu tường chắn trịn khép kín, dạng hộp (box pile) ®ược cấu thành
bởi 2 cọc U hoặc 4 cọc Z hàn với nhau. Tùy theo mức ®ộ tải trọng tác dụng mà tường
chắn có thể chỉ dùng cọc ván thép hoặc kết hợp sử dụng cọc ván thép với cọc ống thép
(steel pipe pile) hoặc cọc thép hình H (King pile) nhằm tăng khả năng chịu mụmen
un.

Hình 2.21. Sơ đồ đào chống tạm hố đào
1. Chống xiên; 2. Chống ngang hố đào; 3. Cọc thép; 4. Gi»ng däc; 5.
Cọc ván thép ®ược sử dụng ®ể làm tường tầng hầm trong nhà nhiều tầng hoặc
trong các bãi ®ỗ xe ngầm thay cho tường bê tông cốt thép.
Trong thi công hố móng CTN, thép làm t- ờng cừ bảo vệ hố móng th- ờng
dùng loại chữ I, U, Z. Khi hố móng nông thì có thể dùng loại thép lòng máng có
móc thuận nghịch. Khi hố móng sâu, áp lực đất tại đáy hố móng lớn thì có thể
dùng thép ống, thép H và cọc thép có dạng mặt cắt tổ hợp khác (có khả năng chịu
lực uốn do tải trọng ngang tốt hơn). Có ba loại hình dạng tiết diện ván cừ thép
phổ biến hiện nay là ván cừ thẳng, ván cừ khum và ván cừ lacsen (hình 3-19).

Hình 3-19: a) Ghép ván cừ: b) Ván cừ khum; c) Ván cừ lacsen

Hình . Giải pháp thi công hào chống bằng ván cừ thép


Văng gỗ tròn

Ván đ- ờng đi

Văng gỗ
Văng gỗ


Nền

Hình 2-24: Hệ thống giằng tăng sức khi sử dụng cọc dầm giữa.
Để liên kết và giữ ổn định t- ờng cừ thép có thể sử dụng giằng, văng hoặc kết
cấu khác (neo). Trên đỉnh kết cấu cọc làm t- ờng cừ th- ờng bố trí dầm chạy suốt chiều
dài hố móng để tăng c- ờng khả năng làm việc tổng thể của thân t- ờng hoặc sử dụng
dầm cọc giữa để giằng, tăng sức cho t- ờng bảo vệ (hình 2-24).
Các biện pháp tăng ổn định "bên trong" cho thành hào không biến dạng, không
dịch chuyển khi tháo dỡ các hệ giằng, dầm tăng sức chịu ảnh h- ởng rất lớn vào sự ổn
định của thành hào.
Để thực thi hợp lí các công đoạn, rút ngắn thời gian thi công và hạn chế rủi ro
đối với các công trình lân cận nên cố gắng sử dụng các giải pháp bảo vệ thành hào
không cần hệ dầm giằng tăng sức. Điều này thực hiện đ- ợc khi dùng neo (Hình 2-25).

a)

b)

c)

Hình 3-25: Neo chèt
a) Nhê t- êng hay tÊm neo; b) Nhê cäc ép; c) Bằng cách khoan phun ép và kéo.
* Thi công cắm cọc thép


Thi công cắm cọc thép vào trong đất có thể sử dụng các ph- ơng pháp:
đóng cọc, ép tĩnh, rung, v.v.. Các ph- ơng pháp này có thể áp dụng riêng rẽ hoặc
kết hợp với nhau.


Hình 2. Máy ép cọc
* Rút nhổ cọc thép
Thiết bị dùng để rút cọc có thể bằng các tháp đặt trên máy xúc kiểu bánh xích
có trang bị tời, múp để tăng lực rút lên 10000kN. Khi rót cäc cõ trong ®iỊu kiƯn ®Êt rêi
cã thể dùng các thiết bị rung để rút cọc. Ngoài ra, cịng cã thĨ sư dơng kÝch thủ lùc ®Ĩ
rót cọc trong tr- ờng hợp cần tránh gây chấn động tới các công trình xung quanh. Lực
rút trong tr- ờng hợp này hạn chế trong khoảng 5000 - 6000 kN.
2.5.1.5. Thi công kết cấu công trình ngầm
Nói chung khi sử dụng ph- ơng pháp đào hở, kết cấu công trình ngầm th- ờng là
dạng khung bêtông cốt thép hình chữ nhật, có hoặc không có kết cấu chống đỡ giữa
(một nhịp hay hai nhịp). Kết cấu th- ờng đ- ợc đổ tại chỗ, kết cấu bán lắp ghép (nền và
t- ờng là BT đổ tại chỗ, nóc là bêtông đúc sẵn) hoặc ở dạng lắp ghép toàn bộ.
Kết cấu công trình ngầm đ- ợc thi công sau khi đà hoàn thiện công tác đào và
chống giữ hố móng đến độ sâu thiết kế công trình. Đáy hố móng sau khi đ- ợc làm
phẳng và đầm chặt sẽ đ- ợc đổ một lớp bê tông đá dăm lót dầy 10 - 15cm tr- ớc khi thi
công lắp cốp pha và đổ bê tông hay lắp ghép các kết cấu công trình ngầm đúc sẵn.
a. Kết cấu bêtông đổ tại chỗ
Đến nay, nếu nh- khi xây dựng tàu điện ngầm nội đô trên thế giới, kết cấu hình
chữ nhật đ- ợc sử dụng chủ yếu thì khi xây dựng đ- ờng tàu hoả ngầm lại hay sử dụng
các dạng kết cấu có uốn cong, dạng yên ngựa, mõm nhái và các dạng đặc biệt khi thi
công trên khu vực ngoài khu dân c- hoặc khi có chiều dày lớp phủ lớn.
Khi công trình đặt nông th- ờng sử dụng dạng hình chữ nhật với các góc đ- ợc
tăng c- ờng chống uốn. Bằng cách sử dụng kết cấu bán lắp ghép với các tấm, các dầm
nóc đúc sẵn dạng vòm hay bêtông dù øng lùc cho phÐp gi¶m bít chiỊu cao nãc. Khi kết
cấu không có t- ờng hay cột chịu lực giữa khi công trình đặt nông có thể giảm 8 ®Õn
12% kinh phÝ so víi kÕt cÊu hai nhÞp. Cịng chính vì vậy kết cấu một nhịp th- ờng đ- ợc
sử dụng cho tr- ờng hợp này.
Công tác đổ bêtông cho đ- ờng hầm dài đòi hỏi hệ thống cốp pha di động cho
phần thân và nóc hợp lí, nh- vậy có thể tiết kiệm đ- ợc thời gian lắp dựng cốp pha, vật
liệu cốp pha và nhân lực thi công. Nhờ các hệ cốp pha di động cấu thành tõ thÐp èng



hay thép hình mà có thể tiến hành đổ bêtông cho t- ờng và nóc đồng thời trong một
công đoạn. Nói chung các hệ cốp pha di động đòi hỏi không gian thi công không có hệ
thống giằng tăng sức và tiết diện kết cấu cố định một nhịp (hình 2-27).
Ván khuôn di động theo ph- ơng ngang
Ván khuôn di động theo ph- ơng ngang đ- ợc chế tạo cho các kết cấu bê tông cốt
thép có tiết diện không đổi và chạy dài theo ph- ơng ngang nh- tunnel, đ- ờng hầm mái
vòm,... Ván khuôn di động ngang đ- ợc chế tạo gồm 2 bộ phận chính: ván khuôn mặt
và hệ khung ngang chịu lực.
- Ván khuôn mặt:
Ván khuôn mặt đ- ợc chế tạo bằng gỗ hay thép và đ- ợc liên kết với khung chịu lực.

a)
b)
Hình 2-27: Các hệ thống cốp pha di động
a) Cốp pha cho kÕt cÊu mét khung; b) Cèp pha cho tr- êng hợp bán lắp ghép.
- Khung chịu lực
+ Mỗi khung trong gồm 2 cột biên (1) và cột giữa (2). Cột giữa có thể thay đổi đ- ợc
chiều cao một cách dễ dàng nhờ có cấu tạo kích vít. Các cột đ- ợc liên kết với nhau bởi
dầm d- ới (4), (5) và dầm trên.
+ Dầm trên đ- ợc cấu tạo gồm 2 đoạn và nối với các cột bằng liên kết khớp
+ Dầm d- ới đ- ợc cấu tạo gồm 3 đoạn: 2 đoạn biên liên kết với đoạn giữa (4) bằng
bulông và có thể thay đổi đ- ợc độ dài dầm. Đoạn giữa đ- ợc gắn bánh xe. Dầm liên kết
với cột biên qua bản nối (6).
+ Ván khuôn ngoài và trong liên kết với nhau bởi bulông giằng (16) đâm xiên qua
gông (15).
+ Hệ thống khuông trong và khung ngoài đ- ợc cấu tạo có thể thay đổi đ- ợc kích
th- ớc rộng, cao trong một khoảng nhất định nào đó nhờ có lỗ chờ.


Hình 2-28. Ván khuôn di động ngang
a) Giai đoạn ván khuôn làm việc; b) Giai đoạn tháo dỡ và tr- ợt
1- Cột biên khung trong b»ng thÐp U; 2- Cét gi÷a khung trong b»ng thép ống cấu tạo
thay đổi đ- ợc chiều cao bằng kích vít; 3- Dầm trên bằng thép L; 4- Dầm d- íi b»ng
thÐp I; 5- DÇm d- íi b»ng thÐp U; 6- Bản nối bằng thép tấm; 7- Bán khung ngoài cấu
tạo bằng gỗ hay thép hình; 8- Bản nối bằng gỗ hay thép hình có cấu tạo rÃnh; 9- TÊm


đệm; 10- Tấm khuôn trong; 11- Tấm khuôn ngoài; 12- Thép L liên kết giữa các giằng;
17- RÃnh tr- ợt; 18- RÃnh; 19- Tấm tôn
- Lắp đặt:
+ Lắp dựng hệ thống đ- ờng ray (13) sau khi đà định vị
+ Lắp dựng khung trong, liên kết các khung trong với nhau và cân chỉnh
+ Lắp ván khuôn mặt trong
+ Liên kết ván khuôn thành mặt ngoài với các bán khung ngoài
+ Lắp dựng các bán khung và liên kết các bán khung lại với nhau
+ Liên kết ván khuôn ngoài và trong bằng bulông giằng và gông
+ Cân chỉnh, nghiệm thu
Trên hình 2-29 cho thấy hình ảnh về hệ cốp pha di động tại công tr- ờng thi
công đ- ờng tàu điện ngầm Tierpark, Berlin.

Hình 2-29: Hệ cốp pha di động xây dựng tàu điện ngầm.
Để thi công các kết cấu bán lắp ghép với các tấm hay dầm nóc đúc sẵn, th- ờng
sử dụng các mảng cốp pha diện tích lớn, dễ lắp dựng nh- trên hình 2-30.
Bê tông đ- ợc đổ vào sau ván khuôn bằng cẩu hoặc bằng bơm bê tông. Làm chặt
bê tông bằng đầm. Bêtông có thể vận chuyển bằng máy bơm bêtông hoặc xe tải bêtông
cho những khoảng cách lớn. Đ- ơng nhiên lựa chọn giải pháp nào phải dựa trên cơ sở
phân tích kinh tế.

Hình 2-30: Mảng cốp pha cho t- ờng đ- ờng tàu điện ngầm.

b. Kết cấu bêtông đúc sẵn
Các - u điểm của bêtông đúc sẵn cũng đ- ợc tận dụng để thiết kế, thi công các
công trình ngầm, d- ới dạng kết cấu lắp ghép một phần hay nhiều phần.
Ví dụ đ- ờng tàu điện ngầm Hamburg đà thử nghiệm sử dụng các tấm bêtông dự
ứng lực cho phần t- êng ngoµi réng 2,4m vµ dµi 4,50m cïng víi các tấm có khoảng hở
cho t- ờng giữa nh- trên hình 3-31. Các tấm nóc rộng 2,4m và dài 4,0m, dày 20 đến
25cm có trọng l- ợng lớn nhất đến 7 tấn. Vì các góc không liên kết cứng, do vậy là hệ
tĩnh học không ổn định nên phải giằng chéo khi lắp dựng. Sau khi đà bêtông hoá các


góc và các khe nối toàn bộ kết cấu đ- ợc phủ một lớp bitum chống thấm. Các tấm
bêtông đ- ợc vận chuyển bằng xe từ nhà máy bêtông đến công tr- ờng. Ph- ơng thức này
cũng đà đ- ợc sử dụng thành công khi xây dựng tàu điện ngầm tại Moscow.

Hình 2-31: Kết cấu hầm tàu điện ngầm bằng bêtông lắp ghép
Ng- ợc lại với kết cấu nhiều phần, tại Rotterdam, Hà Lan đà sử dụng kết cấu một
phần có nóc hình vòm, chiều dày 35cm. Mỗi đoạn vỏ này có trọng l- ợng tới 37tấn, dài
10m đ- ợc vận chuyển bằng đ- ờng thuỷ và đ- ợc đặt lên các tấm nền đổ tại chỗ, kéo
căng tr- ớc. Việc lắp dựng đ- ợc thực hiện trong hào đào giữa các t- ờng cừ, có độ sâu
không lớn. Ph- ơng pháp này đà thành công với những hạn chế về ô nhiễm môi tr- ờng
và ảnh h- ởng về xây dựng.
Kết cấu công trình ngầm đúc sẵn đ- ợc lắp ráp bằng cần trục bánh xích hoặc bánh
lốp đặt trên bờ hố móng, trực tiếp trong hố móng hoặc trên nóc công trình ngầm ở
phần đà xây xong. Khi thi công trên diện tích hạn chế có thể sử dụng cẩu tháp có
sức nâng 5 - 15tấn.
Kết cấu đ- ỵc l¾p ghÐp theo chiỊu thø tù tõ d- íi lên trên: đặt tấm móng, tấm
đáy, các tấm t- ờng, cột, dầm dọc, dầm ngang, cuối cùng là các tấm trần (mái).
Một ph- ơng án khác là sử dụng công nghệ dịch chuyển các đốt vỏ hầm đúc sẵn
tr- ợt trên nền hố móng, áp dụng hiệu quả trong điều kiện diện tích thi công chật hẹp.
Để làm việc này, sau khi gia cố hố móng nối vào buồng lắp ráp (là một phần của hố

móng), tiến hành hạ từng đoạn vỏ hầm đúc sẵn vào buồng lắp ráp bằng cẩu, tổ hợp
chúng lại rồi đẩy chúng theo nền hố móng đà thi công. Việc đẩy các đốt có thể bằng
kích thuỷ lực tựa lên đầu của buồng lắp ráp t- ơng tự nh- ph- ơng pháp nén ép ống,
cũng có thể dùng hệ tời cáp để kéo hầm. Tời bố trí ở phía đầu hố móng đối diện. Sau
khi đẩy đốt vỏ vào vị trí thiết kế, tiến hành thi công phòng n- ớc cho mối nối giữa các
đốt, vỏ hầm với nền. Khe hở giữa đáy đốt hầm với tấm bê tông cốt thép đáy đ- ợc ép
đầy hỗn hợp cát hoặc xi măng - cát.
Công nghệ kích đẩy này có - u điểm là các đốt hầm với kích th- ớc lớn đ- ợc đ- a
vào hố móng chỉ ở vị trí buồng lắp ráp nên không cần phải di chuyển cẩu dọc theo trục
hố móng. Do đó phát huy tác dụng khi dùng các cầu vận chuyển qua hố móng để l- u
thông liên tục ng- ời qua các chỗ giao nhau của các đ- ờng trục lớn trong thành phố,
không gây gián đoạn giao thông trong thời gian thi công.
c. Ph- ơng thức thi công sử dụng vì chống di động
* Các dạng khung chống di động
Để cơ giới hoá tối đa công tác đào, xúc đất và xây vỏ hầm, khi xây dựng công
trình ngầm thành phố đặt nông bằng ph- ơng pháp lộ thiªn cã thĨ sư dơng khung chèng
thÐp tiÕt diƯn ngang hë. ViƯc sư dơng khung chèng di ®éng cho phÐp:


- Loại trừ hoặc giảm khối l- ợng kết cấu chống tạm thành hố móng nh- t- ờng
cừ thép, cọc bê tông cốt thép, v.v..
- Giảm khoảng cách giữa vỏ hầm với thành hố móng dẫn đến giảm khối l- ợng
công tác đào đất;
- Nâng cao mức độ cơ giới hoá;
- Nâng cao tốc độ xây dựng công trình ngầm;
- Giảm tiếng ồn và chấn động;
- Giảm nguy cơ do chuyển vị, biến dạng công trình bề mặt xung quanh tuyến
hầm.

Hình 2-32: Sơ đồ vì chống dạng khiên hở

1 - phÇn l- ìi; 2 - dÇm gi»ng; 3 - phÇn tùa; 4 - v¸ch chèng; 5 - kÝch thủ lùc; 6 khung phân phối; 7 - phần đuôi; 8 - dao cắt di chuyển đ- ợc.

Hình 2-33: Khung chống
khiên hở nhĐ tiÕt diƯn hép
thÐp cøng:
1 - phÇn l- ìi; 2 - thanh
chống xiên; 3 - phần tựa;
4 - kích thuỷ lực; 5 - phần
đuôi; 6 - đuôi bảo vệ; 7 kích hiệu chỉnh.

Khung chống di động sử dụng hợp lý khi xây dựng các hầm nối ga của các
tuyến xe điện ngầm, hầm giao thông ô tô, hầm đi bộ đặt nông, chiều dài lớn hơn 50 100m. Ph- ơng pháp thi công này có thể áp dụng cho bất kỳ loại đất không cứng nào,
loại trừ bùn và cát chảy. Khi mực n- ớc ngầm cao, ph- ơng pháp này có thể áp dụng
cùng với việc hạ thấp mực n- ớc ngầm nhân tạo. Trên hình 2-32 giới thiệu loại khiên hở
tiết diện chữ nhật có chiều dài 10,6m, rộng 9,96m, cao 7,98m, trọng l- ợng 270 - 350t
đà dùng để thi công hầm nối xe điện ngầm tuyến đơn hoặc tuyến đôi ở Liên Xô (cũ)
trong hố móng rộng đến 10,5m, sâu 8m trong cát, cát pha, á sét, sét, cát bụi. Khung
chống khiên hở nhẹ tiết diện hép thÐp cøng dµi 11m, réng 3,2 - 12m, cao 3,6m, träng


l- ợng 25 - 67T (hình 2-33) đà đ- ợc sử dụng để đào các đ- ờng hầm đặt nông nhđ- ờng hầm đi bộ ở Matxcơva dài 47,86m, rộng 5,34m, cao 2,32m. Việc dịch chuyển
khiên đ- ợc thực hiện bằng hệ thống các kích thuỷ lực tựa lên các chi tiết vỏ hầm đà tổ
hợp xong.
Ngoài các loại khiên tiết diện hở còn có các dạng khiên tự hành dùng để chống
và tạo biên hố móng. Đây là loại khung chống thép dạng treo không kín lập từ hai khối
vách tạo nên. Khiên di chuyển đ- ợc theo kiểu khe van (Hình 2-34)

Hình 2-34: Sơ đồ khung chống khiên hở tự b- ớc:
1 - vách chống di động đ- ỵc; 2 - th©n; 3 - kÝch thủ lùc; 4 - thanh văng; 5 - thanh
chống xiên.

Các vách của khiên có độ nghiêng 1:10 để giảm trọng l- ợng khung chống và
giảm ứng lực khi di chuyển. Hai vách nối với nhau bằng một khung cứng không gian là
những dầm thép liên kết cứng với nhau. Trên khung có gắn các xilanh thuỷ lực để dịch
chuyển các khối của tấm vách khiên.
Trên thân khung chống có đặt động cơ thuỷ lực, bơm, ống dẫn và bộ phận đóng
mở. Trên khung chống có trang bị phần l- ỡi cắt để cắt đất tạo hình dạng hố móng.
Để di chuyển khung chống đ- ợc thuận lợi và có thể áp dụng cho các hố móng
có bề rộng khác nhau, khung chống là kết cấu lắp ghép, tháo lắp đ- ợc.
a. Công nghệ thi công
Việc thi công bằng khung chống dạng khiên hở tiến hành theo sơ đồ song song.
Sau khi chuẩn bị mặt bằng, khiên đ- ợc lắp ghép trong hố móng hở đà có sẵn các t- ờng
đỡ để di chuyển khiên.
Trình tự đào hầm điển hình nh- sau: đào đất trong lòng hố móng thành từng
b- ớc 1,5m d- ới sự bảo vệ của khiên. Đất nền sau khi đào và làm phẳng đ- ợc đầm chặt.
Song song với công tác đào, tiến hành hạ từng đốt vỏ hầm có chiều dài t- ơng ứng
(1,5m) vào vị trí thiết kế bằng cần cẩu di chuyển trên ray đặt dọc hai bên bờ hố móng.
Làm kín khe nối giữa các đốt bằng cách hàn nối lớp vật liệu chống thấm chờ sẵn của
hai đốt hầm. Khiên đ- ợc di chuyển trên quÃng đ- ờng bằng chiều dài một b- ớc đào và
tr- ợt ra khỏi đốt vỏ hầm bằng kích thuỷ lực. Sơ đồ công nghệ thi công hầm bằng khiên
hở thể hiện trên hình 2-35.
Tốc độ đào hầm sử dụng khung chống dạng khiên tiết diện hở có thể đạt 200
m/tháng. Bên cạnh những - u điểm đà nêu ở phần trên, ph- ơng pháp này cũng có một
số nh- ợc điểm:
- Chỉ dùng loại vỏ chống hầm tổ hợp từ các cấu kiện lắp ghép theo từng đốt hoàn
chỉnh;
- Chiều dài mỗi đốt hầm lắp ghép bị hạn chế theo b- ớc tiến khiên (chiều dài di
chuyển cần của kích khiên) dẫn tới tăng số l- ợng mối nối theo dọc trục hầm;
- Vỏ hầm có thể bị phá hoại d- ới tác dụng của lực kích đuôi khiên;



Hình 2-35: Sơ đồ công nghệ thi công hầm bằng khiên hở
Với loại khung chống dạng khiên tự b- ớc, có thể sử dụng loại vỏ hầm lắp ghép
dạng từng đốt nguyên vẹn hoặc vỏ lắp ghép bất kỳ hoặc vỏ bê tông toàn khối bề rộng
khác nhau dựa vào sự co ngắn hay kéo dài ra cũng nh- có thể thay đổi hệ giằng cứng
của khung chịu lực.
Khi di chuyển khung chống, các kích không truyền áp lực lên vỏ nên cho phép
giảm nhẹ kết cấu vỏ hầm, nâng cao tÝnh chèng nøt vµ chèng thÊm cđa kÕt cÊu vỏ hầm.
Để nén chặt mối nối giữa các đoạn vỏ hầm, trên thân của khung chống có đặt thêm các
các kÝch phơ.
ViƯc ¸p dơng c¸c kÕt cÊu khung chèng tù di chuyển có thể sử dụng nhiều lần
cho phép giảm khối l- ợng công tác đào đất so với ph- ơng pháp đào hố móng thông
th- ờng, giảm khó khăn trong thi công và nâng cao tốc độ xây dựng. Ph- ơng pháp này
có thể áp dụng trong đất đắp, trong cát, trong đất sét, á sét với độ sâu hố móng đến
10m và diện tích tiết diện ngang là 100 m2. Khung chống sử dụng hiệu quả trong những
nơi có mật độ xây dựng ch- a dầy đặc, số l- ợng công trình ngầm không lớn.
2.5.2. Phng phỏp thi công với thành hào là một phần của kết cấu chống hầm
2.5.2.1. Các phương pháp thi cơng
Sư dơng t- êng bảo vệ để lại làm thành một bộ phận của kết cấu công trình ngầm
là ph- ơng thức hay đ- ợc sử dụng khi t- ờng bêtông trong đất và kết cấu công trình
ngầm có thể liên kết với nhau. Nhờ vậy các tải trọng tác dụng đ- ợc khối đất tiếp nhận
một phần và kết cấu chính của công trình có thể thiết kế với khả năng mang tải thấp
hơn.
T- ờng bêtông trong đất có thể là t- ờng khoan cọc nhồi hoặc t- ờng hào nhồi,
đ- ợc thi công xây dựng theo các công nghệ khác nhau, đà từng đ- ợc thi công tại Việt
nam. Ph- ơng thức để lại t- ờng bảo vệ này đặc biệt có lợi khi cần thiết hạn chế hoặc
ngăn chặn biến dạng các công trình lân cận.
T- ờng bảo vệ hố móng xây dựng theo ph- ơng pháp t- ờng trong đất có thể có
hình dạng khác nhau trên mặt bằng: thẳng, đa giác, tròn,v.v
Ngày nay, chiều sâu hố móng công trình ngầm th- ờng hạn chế trong khoảng 30
- 35m. Khi chiều sâu nhỏ hơn 5 - 8m thì việc ứng dụng ph- ơng pháp t- ờng trong đất

th- ờng không cho hiệu qủa về kinh tế và kỹ thuật nên rÊt Ýt gỈp.
- Chèng b»ng cäc khoan nhåi: cäc khoan liền nhau tạo thành vách đất chống
sau đó tiến hành đào đất. Biện pháp này áp dụng khi chiều sâu hố đào lớn, áp lực đất


lớn. Công trình là nhà xây chen cần bảo vệ xung quanh khỏi bị sụt lún. Vách chống có
thể tham gia chịu lực cùng móng công trình nh- ng ít khi sử dụng nó làm t- ờng bao
tầng hầm vì khả năng chống thấm không cao. Tuy nhiên biện pháp này thi công khá
đơn giản (so với thi công t- ờng trong đất). Độ sâu cọc khoan nhồi có thể thi công đến
hết chiều sâu thiết kế mà không cần ¸p dơng biƯn ph¸p chèng gi÷ bỉ sung.
- T- êng trong đất: t- ờng đ- ợc thi công theo ph- ơng pháp nhồi tạo thành vách
kín bao quanh toàn bộ công trình, sau đó tiến hành đào đất bên trong phạm vi t- ờng
bảo vệ. T- ờng trong đất có khả năng chống thấm tốt do đó có thể dùng làm t- ờng
ngầm tham gia chịu lực cùng móng công trình. Khi độ sâu lớn, có thể dùng biện pháp
chống giữ t- ờng trong quá trình thi công tầng hầm. Đây là ph- ơng pháp áp dụng cho
công trình có tầng ngầm sâu, mực n- ớc ngầm lớn. Đặc biệt là áp dụng rất hiệu quả cho
những tầng hầm thi công theo ph- ơng pháp Top-Down.
a. Ph- ơng thức t- ờng - nóc:

Hình 2-36: Các giải pháp giữ ổn định thành hố móng là một phần KC CTN
* Trình tự các b- ớc thi công nh- sau:
- Xây t- ờng bằng ph- ơng pháp t- ờng trong đất;
- Bóc đất đến mức phía d- ới nóc công trình ngầm và làm chặt tạm thời;
- Thi công nóc hầm bằng bêtông đổ tại chỗ hay bêtông lắp ghép;
- Lấp đầy hào;
- Hoàn thiện các công trình trên mặt đất (thi công đ- ờng bộ);
- Đào đất trong đ- ờng hầm;
- Thi công kết cấu bên trong của công trình ngầm, bao gồm lớp cách n- ớc, gia cố
nền và vỏ bên trong.