Thiết kế và thẩm định giải pháp thi công tầng hầm: yếu tố thì chốt cho công trình hạ tầng an toàn và bền vững

Trong xây dựng hiện đại, tầng hầm không còn là hạng mục phụ trợ mà đã trở thành bộ phận kết cấu quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến độ ổn định, an toàn và tuổi thọ của toàn bộ công trình. So với các phần nổi, thi công tầng hầm phải đối mặt với một loạt thách thức phức tạp từ môi trường địa chất, nước ngầm, và các tác động cơ học. Bất kỳ sai sót trong giai đoạn thiết kế biện pháp thi công đều có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng như sạt lở hố đào, thấm nước, lún nứt công trình lân cận, thậm chí là sự cố chết người. Do đó, việc đầu tư nghiêm túc vào công tác thiết kế và đặc biệt là thẩm tra biện pháp thi công tầng hầm không chỉ là yêu cầu pháp lý mà còn là giải pháp tối ưu để kiểm soát rủi ro và đảm bảo thành công cho dự án.

Vai trò của thiết kế và biện pháp thi công tầng hầm

Tầng hầm được xem như phần móng mở rộng của công trình, đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo sự ổn định tổng thể. Nó không chỉ cung cấp không gian cho các mục đích sử dụng như đỗ xe, khu kỹ thuật, kho bãi mà còn tăng cường đáng kể độ cứng kết cấu và khả năng chịu tải của toàn bộ tòa nhà. Việc tận dụng được không gian ngầm một cách hiệu quả còn mang lại giá trị thương mại lớn, đặc biệt tại các đô thị có quỹ đất hạn chế.

Tuy nhiên, chính vì nằm dưới mặt đất, tầng hầm phải chịu tác động trực tiếp và liên tục từ các yếu tố bất lợi như áp lực ngang của đất, sự dao động của mực nước ngầm, và các rung động từ hoạt động thi công. Một biện pháp thi công tầng hầm nhà phố hay công trình cao tầng được thiết kế bài bản sẽ dự đoán trước các tình huống này, đưa ra giải pháp kỹ thuật phù hợp để kiểm soát biến dạng, chống thấm và đảm bảo an toàn cho công nhân cũng như công trình xung quanh. Nó chính là bản đồ hành trình, hướng dẫn chi tiết từng bước thi công, từ đào đất, gia cố vách hố đến đổ bê tông, giúp tránh được sự lúng túng, chồng chéo và phát sinh rủi ro không đáng có trên công trường.

Nội dung chính trong thiết kế biện pháp thi công tầng hầm

Một bộ hồ sơ thiết kế biện pháp thi công tầng hầm hoàn chỉnh và đạt chuẩn phải bao quát toàn diện các yếu tố từ khảo sát, tính toán đến tổ chức thi công. Đây là nền tảng để triển khai công việc một cách an toàn và hiệu quả.

Khảo sát điều kiện ban đầu

Mọi thiết kế đều phải bắt nguồn từ số liệu thực tế. Công tác khảo sát địa chất công trình là bước không thể bỏ qua, cung cấp các thông số quan trọng về thành phần, tính chất cơ lý của các lớp đất, vị trí và dao động mực nước ngầm theo mùa. Bên cạnh đó, việc khảo sát hiện trạng các công trình lân cận, hệ thống hạ tầng ngầm (cống, cáp), điều kiện mặt bằng và giao thông tiếp cận là cơ sở để đánh giá rủi ro và lựa chọn phương pháp thi công phù hợp, tránh gây ảnh hưởng xấu đến môi trường xung quanh.

Lựa chọn phương pháp thi công phù hợp

Tùy thuộc vào độ sâu hố đào, điều kiện đất nền, không gian mặt bằng và yêu cầu đặc thù của dự án, kỹ sư sẽ đề xuất phương án tối ưu. Các phương pháp phổ biến bao gồm thi công tường vây (D-wall) bằng cọc khoan nhồi hoặc cọc Barrette, sử dụng cọc secant để vừa chắn đất vừa chống thấm, hay áp dụng kỹ thuật thi công tầng hầm theo phương pháp top-down (thi công từ trên xuống) để hạn chế chuyển vị ngang. Việc lựa chọn hệ chống đỡ tạm thời như chống văng thép, chống giằng hay neo trong đất cũng cần được tính toán kỹ lưỡng cho từng giai đoạn đào.

Tính toán kỹ thuật và ổn định công trình

Đây là phần cốt lõi thể hiện năng lực của đơn vị tư vấn thiết kế. Các tính toán phải đảm bảo kiểm soát được:

• Áp lực đất chủ động và bị động tác dụng lên tường chắn.
• Ổn định tổng thể và cục bộ của hố đào ở mọi giai đoạn.
• Khả năng chịu lực của hệ thống chống văng, chống giằng.
• Chuyển vị ngang và lún đáy hố đào trong phạm vi cho phép.
• Ảnh hưởng của rung động thi công đến công trình lân cận.

Thiết kế hệ thống chống thấm – thoát nước

Chống thấm là yêu cầu sống còn đối với công trình ngầm an toàn. Thiết kế phải đề ra giải pháp toàn diện cho tường và sàn hầm. Các giải pháp thường được kết hợp bao gồm sử dụng màng chống thấm khò nóng HDPE, phun hoặc quét các loại vật liệu gốc polymer, xi măng polymer, kết hợp với cấu tạo bê tông chống thấm. Hệ thống thoát nước chân tường với rãnh thu và giếng thu nước cũng cần được bố trí hợp lý để giảm áp lực nước ngầm lên kết cấu chống thấm. Trong giai đoạn thi công, phương án bơm tiêu nước tạm thời phải được chuẩn bị sẵn sàng.

Lập tiến độ và phương án tổ chức công trường

Một tiến độ thi công chi tiết, logic là công cụ quản lý hiệu quả. Nó giúp chủ đầu tư và nhà thầu kiểm soát khối lượng công việc, điều phối nhân lực, máy móc thiết bị một cách tối ưu, tránh lãng phí và gián đoạn. Phương án tổ chức công trường cần thể hiện rõ vị trí tập kết vật tư, đường di chuyển của máy móc, khu vực sinh hoạt cho công nhân và đặc biệt là các biện pháp đảm bảo an toàn lao động và vệ sinh môi trường trong suốt quá trình thi công.

Quy trình thẩm tra biện pháp thi công tầng hầm

Thiết kế dù tốt đến đâu cũng cần được xem xét, đánh giá bởi một đơn vị thẩm tra độc lập có chuyên môn và kinh nghiệm. Công tác thẩm tra thiết kế thi công này đóng vai trò như một lớp rà soát an toàn cuối cùng trước khi đưa bản vẽ ra hiện trường.

Kiểm tra nội dung thiết kế

Đơn vị thẩm tra sẽ xem xét tính đầy đủ, chính xác và logic của toàn bộ hồ sơ. Trọng tâm là kiểm tra lại các tính toán về ổn định hố đào, nội lực trong tường chắn và hệ chống, giải pháp chống thấm có phù hợp với điều kiện địa chất thực tế hay không. Sơ đồ tổ chức thi công và biện pháp an toàn cũng được đánh giá về tính khả thi.

Đối chiếu quy chuẩn kỹ thuật

Mọi giải pháp kỹ thuật đều phải tuân thủ nghiêm ngặt hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành. Các văn bản quan trọng cần được đối chiếu bao gồm QCVN 04:2021/BXD về kết cấu bê tông cốt thép, các tiêu chuẩn về nền móng và địa kỹ thuật (TCVN 9362:2012), tiêu chuẩn về thi công (TCVN 4519:2012), và các quy định về an toàn lao động trong xây dựng.

NỘI DUNG QUYẾT ĐỊNH 44/2016/QĐ-UBND NGÀY 05/11/2016 VỀ BIỆN PHÁP THI CÔNG TẦNG HẦM TẠI TPHCM – KIỂM ĐỊNH XÂY DỰNG ECONS

Đánh giá rủi ro thi công

Dựa trên kinh nghiệm thực tiễn, đơn vị thẩm tra sẽ chỉ ra các điểm tiềm ẩn nguy cơ mà bản thiết kế có thể chưa đề cập đầy đủ. Các rủi ro điển hình cần được đánh giá bao gồm khả năng sạt lở vách hố đào khi đào sâu, nguy cơ thấm nước ồ ạt qua các khe hở hoặc mối nối, ảnh hưởng gây lún, nứt cho nhà dân và công trình lân cận, cũng như khả năng biến dạng của tường vây vượt quá giới hạn cho phép.

Kiến nghị điều chỉnh – tối ưu

Sau quá trình rà soát, đơn vị thẩm tra sẽ đưa ra các kiến nghị cụ thể bằng văn bản. Các kiến nghị này có thể liên quan đến việc bổ sung cấu tạo chi tiết, tăng cường tiết diện hoặc số lượng cấu kiện chống đỡ, thay đổi phương pháp thi công cho phù hợp hơn, hoặc điều chỉnh tiến độ để đảm bảo tính an toàn. Mục tiêu cuối cùng là tối ưu hóa giải pháp, cân bằng giữa yếu tố kỹ thuật, an toàn và hiệu quả kinh tế.

Rủi ro điển hình và cách phòng ngừa khi thi công tầng hầm

Hiểu rõ và chủ động phòng ngừa rủi ro là yếu tố then chốt để dự án thi công tầng hầm diễn ra suôn sẻ.

• Sạt lở – trượt vách hố đào: Thường xảy ra do đất yếu, đào quá sâu hoặc hệ chống không đủ khả năng chịu lực. Biện pháp phòng ngừa là tăng cường hệ chống, giảm bậc đào hoặc chuyển sang sử dụng biện pháp neo trong đất để gia cố.
• Thấm nước vào vách – đáy hầm: Nguyên nhân do mực nước ngầm cao, giải pháp chống thấm không hiệu quả hoặc bị hư hỏng trong thi công. Cần áp dụng giải pháp chống thấm tầng hầm nhiều lớp kết hợp với hệ thống thoát nước chân tường hoạt động tốt.
• Lún nứt công trình lân cận: Gây ra bởi việc hạ thấp mực nước ngầm hoặc biến dạng đất nền do đào hố. Phải lắp đặt hệ thống quan trắc lún và nghiêng tự động, liên tục để theo dõi và có biện pháp xử lý kịp thời.
• Đất nền yếu dưới đáy hầm: Có thể dẫn đến lún không đều, nứt sàn. Cần gia cố nền đất yếu bằng các kỹ thuật như Jet Grouting, cọc xi măng đất, hoặc sử dụng bê tông cốt thép có độ cứng cao.

Biện pháp thi công tầng hầm nhà phố hiệu quả nhất năm 2024

Thành phần bắt buộc của hồ sơ biện pháp thi công

Một bộ hồ sơ biện pháp thi công tầng hầm đạt chuẩn phải đầy đủ các thành phần sau để làm cơ sở pháp lý và kỹ thuật cho việc thi công:

1. Thuyết minh biện pháp thi công: Trình bày tổng quan về phương pháp, trình tự thi công.
2. Tính toán kỹ thuật kèm mô phỏng (nếu có): Chứng minh độ ổn định và an toàn.
3. Bản vẽ thi công: Bao gồm bản vẽ mặt bằng, mặt cắt hố đào, chi tiết tường vây, hệ chống, cốt thép.
4. Biện pháp chống thấm chi tiết: Thuyết minh và bản vẽ cấu tạo các lớp chống thấm.
5. Tiến độ thi công chi tiết và sơ đồ tổ chức mặt bằng.
6. Biện pháp an toàn lao động và bảo vệ môi trường.

Vai trò của tư vấn giám sát

Sau khi có bản thiết kế đã được thẩm tra phê duyệt, vai trò của tư vấn giám sát trở nên vô cùng quan trọng. Họ là người đảm bảo mọi công việc trên hiện trường được thực hiện đúng như những gì đã được tính toán và phê duyệt. Công việc của họ bao gồm giám sát chặt chẽ chất lượng vật tư đầu vào, quy trình thi công từng hạng mục, kiểm tra vị trí và chủng loại cốt thép, chất lượng đổ bê tông. Đặc biệt, họ phải phối hợp theo dõi số liệu quan trắc biến dạng (lún, nghiêng, chuyển vị ngang) để so sánh với dự báo trong thiết kế. Khi phát hiện bất kỳ dấu hiệu bất thường nào, họ phải kịp thời cảnh báo cho chủ đầu tư và nhà thầu để cùng đưa ra biện pháp xử lý, ngăn chặn sự cố mở rộng.

Đầu tư cho công tác thiết kế và thẩm tra biện pháp thi công tầng hầm một cách nghiêm túc chính là sự đầu tư thông minh và có trách nhiệm. Nó không chỉ giúp chủ đầu tư tuân thủ pháp luật, tránh các rắc rối pháp lý mà quan trọng hơn, nó xây dựng nền tảng vững chắc cho một công trình an toàn, bền vững, bảo vệ tính mạng con người và tài sản. Trong bối cảnh xây dựng ngày càng phức tạp, việc hợp tác với các đơn vị tư vấn có chuyên môn kinh nghiệm thực tiễn trong lĩnh vực này là yếu tố không thể thiếu để đảm bảo thành công trọn vẹn cho mọi dự án có công trình ngầm.