Giải pháp thiết kế và thi công tầng hầm nhà cao tầng chuẩn kỹ thuật

Tầng hầm nhà cao tầng không chỉ là một phần quan trọng trong kiến trúc mà còn đóng vai trò quyết định về sự an toàn và độ bền vững của toàn bộ công trình. Với yêu cầu chịu tải lớn và đảm bảo không gian sử dụng tối ưu, việc thiết kế và thi công tầng hầm đòi hỏi sự tỉ mỉ, kỹ thuật cao cùng quy trình khắt khe. Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá chi tiết các biện pháp thi công tầng hầm nhà cao tầng phổ biến, từ khảo sát địa chất đến các giải pháp chống thấm và an toàn cho công trình.

Khảo sát địa kỹ thuật trước khi xây dựng tầng hầm nhà cao tầng

Khảo sát địa kỹ thuật là quá trình thu thập, đánh giá các thông tin về đặc điểm địa chất và điều kiện nền đất tại khu vực xây dựng. Mục tiêu của khảo sát này là đảm bảo thiết kế móng và tầng hầm phù hợp với điều kiện địa chất thực tế, giúp đảm bảo an toàn, ổn định và hiệu quả trong suốt quá trình thi công và vận hành của công trình.

Chủ đầu tư nên thuê đơn vị có trình độ và kinh nghiệm để khảo sát và thẩm tra địa kỹ thuật trước khi xây hầm cho tòa nhà cao tầng

Khảo sát địa kỹ thuật là bước thiết yếu để đảm bảo sự ổn định và an toàn cho tầng hầm và toàn bộ công trình nhà cao tầng. Công tác này cần được thực hiện bởi các đơn vị chuyên nghiệp. Quá trình khảo sát địa kỹ thuật cần diễn ra bài bản như sau:

Nghiên cứu điều kiện địa chất

Cần tìm hiểu về lịch sử hình thành địa chất và điều kiện tại khu vực xây dựng, tham khảo tài liệu có sẵn về địa chất khu vực và các công trình lân cận.

Khoan thăm dò

Lấy mẫu đất và đá ở các độ sâu khác nhau để phân tích thành phần, kết cấu và tính chất cơ học của nền đất.

- Xác định số lượng và vị trí khảo sát:

Số lượng điểm khảo sát cần đủ để bao quát toàn bộ khu vực xây dựng, tối thiểu 3 điểm khảo sát ngay cả với các công trình nhỏ.

Vị trí các điểm khảo sát phải được đặt xung quanh chu vi móng và một số điểm ở giữa công trình để tạo ra bản đồ cắt ngang địa chất.

- Chiều sâu khảo sát:

Các điểm khảo sát phải vượt qua tầng chịu nén của đất.

Với móng cọc, chiều sâu khoan cần vượt qua độ sâu đầu cọc dự kiến từ 7,5m - 10m để thu thập đủ dữ liệu địa chất cho thiết kế và tính toán.

- Phương pháp khảo sát:

Thường sử dụng máy khoan địa chất, như thiết bị khoan Y-50M và các phương pháp xuyên tỉnh CPT hoặc xuyên tiêu chuẩn SPT với chiều sâu khác nhau (có thể lên đến 100m hoặc hơn).

Đối với đất yếu, có thể cần sử dụng thiết bị cắt cánh Vanetest để đo đạc tại hiện trường.

Thí nghiệm hiện trường

Bao gồm các phương pháp như thí nghiệm xuyên tĩnh (CPT), xuyên tiêu chuẩn (SPT) để xác định độ chịu tải và độ lún của nền đất. Các thiết bị thí nghiệm cần đảm bảo đủ dữ liệu về cơ lý của đất để tính toán và thiết kế nền móng.

Đánh giá mực nước ngầm và tác động lên bê tông

Cần xác định mực nước dưới đất theo mùa và đánh giá tính chất ăn mòn đối với bê tông.

Quan sát các công trình lân cận

Cần khảo sát, đo đạc và chụp ảnh kỹ lưỡng các công trình lân cận để xem xét ảnh hưởng từ quá trình xây dựng.

Phân tích nguy cơ địa chất

Đánh giá các yếu tố như độ ổn định của nền đất, nguy cơ sạt lở, hiện tượng co ngót, giãn nở của đất và tác động của các yếu tố địa chất khác.

Thiết kế thi công tầng hầm nhà cao tầng đảm bảo an toàn kết cấu

Tiêu chuẩn thiết kế tầng hầm nhà cao tầng

Hầu hết các chủ đầu tư hiện nay đều tận dụng xây dựng tầng hầm để xe cho chung cư, văn phòng. Vậy khi thiết kế tầng hầm để xe nhà cao tầng cần tuân theo những tiêu chuẩn nào? Theo tiêu chí của Bộ Xây dựng thì thi công thiết kế xây dựng tầng hầm cho các công trình nhà ở cao tầng cần đạt được những tiêu chí sau đây:

Thiết kế móng

Nhà dưới 30 tầng: Thường sử dụng móng cọc khoan nhồi. Đường kính cọc phổ biến từ 0,8m đến 1,4m, thông dụng nhất là cọc đường kính 1m và 1,2m.

Nhà trên 30 tầng: Nên sử dụng móng cọc Barrette

Chiều dài cọc: Thông thường, ở Hà Nội và TP HCM, chiều dài cọc từ 40m đến 60m, đầu cọc phải cắm vào lớp đất tốt có chỉ số xuyên tiêu chuẩn (SPT) lớn hơn 50.

Đài cọc: Chiều dày đài cọc phải bằng hoặc lớn hơn 2 lần đường kính của cọc khoan nhồi hoặc 2 lần chiều rộng của cọc Barét.

Kiểm tra chất lượng cọc: Cần kiểm tra chất lượng bê tông cọc bằng phương pháp siêu âm (Sonic và PIT) để đảm bảo độ an toàn.

Thí nghiệm sức chịu tải của cọc: Ngoài việc tính toán lý thuyết, cần thực hiện thí nghiệm thực tế như nén tỉnh cọc, PDA hoặc phương pháp Osterberg.

Thiết kế tường trong đất

Tường trong đất: Đây là kết cấu bê tông cốt thép có chiều dày từ 60cm đến 1,5m (phổ biến nhất là 60cm đến 1m) cho tầng hầm nhà cao tầng.

Chức năng của tường trong đất: Tường phải chống được nước ngầm và đảm bảo ổn định cho tầng hầm nhà cao tầng bằng cách chống lại đất sét có độ cứng từ dẻo đến cứng.

Liên kết với kết cấu khác: Tường tầng hầm cần liên kết chặt chẽ với các bản sàn và hệ thống đài cọc của nền móng để tạo sự ổn định.

Chống thấm: Phải đặc biệt chú ý đến vấn đề chống thấm tường tầng hầm và đáy tầng hầm, nhất là khi sử dụng cọc lắc hoặc cọc đất xi măng phải chú ý đảm bảo chất lượng bê tông thật tốt.

Số tầng hầm

Theo quy định của Bộ Xây dựng, số lượng tầng hầm của một công trình nhà ở cao tầng phụ thuộc vào mục đích sử dụng. Tuy nhiên, số tầng hầm tối đa không được vượt quá 5 tầng.

Các công trình nhà ở ít tầng và diện tích nhỏ thường xây 1 tầng hầm. Công trình thương mại lớn có thể có từ 2 - 3 tầng hầm.

Diện tích tầng hầm

Nhà ở thương mại: Mỗi 100m² diện tích sử dụng chung cần bố trí ít nhất 20m² diện tích để xe.

Nhà ở xã hội: Mỗi 100m² diện tích sử dụng chung cần ít nhất 12m² để xe. Đường nội bộ trong khu vực để xe cũng được tính vào diện tích này.

Chiều cao tầng hầm

Chiều cao tầng hầm tối thiểu là 2,2 m để đảm bảo xe có thể di chuyển dễ dàng. Đường dốc xuống hầm cũng phải có chiều cao tối thiểu 2,2 m.

>> Xem chi tiết: Quy định chiều cao tầng hầm gia chủ cần biết

Độ dốc tầng hầm

Độ dốc tầng hầm không được vượt quá 15 - 20% so với chiều sâu của hầm để đảm bảo xe lên xuống an toàn.

Đối với các nhà phố có diện tích hẹp, độ dốc có thể từ 20 - 25%, tức là cứ đi 1m vào hầm, chiều cao giảm 25cm.

>> Tham khảo: Cách tính độ dốc tầng hầm chuẩn xây dựng

Tiêu chuẩn bãi đậu xe

Thiết kế tầng hầm để xe nhà cao tầng với các kích thước phổ biến như sau:

Xe ô tô: Mỗi 4-6 hộ dân cư cần có một chỗ để xe ô tô, với diện tích 25 m² mỗi chỗ.

Xe máy: Mỗi hộ cần có 2 chỗ để xe máy, diện tích mỗi chỗ từ 2,5-3 m².

Xe đạp: Mỗi hộ cần có 1 chỗ để xe đạp, diện tích mỗi chỗ là 0,9 m².

Thiết kế tầng hầm để xe nhà cao tầng đáp ứng các kích thước đỗ xe ô tô, xe máy, xe đạp

Lối ra vào tầng hầm

Tầng hầm phải có ít nhất một lối đi ra và một lối đi vào với kích thước tối thiểu là 0,9m x 1,2m.

Đối với các công trình thương mại, lối ra hầm phải thông với đường chính và không được thông ra hành lang của tòa nhà.

Thiết kế tường, trần và sàn tầng hầm

Tường và trần: Thiết kế đơn giản, màu sơn thường là màu trắng dễ lau chùi.

Sàn: Sử dụng vật liệu lát có khả năng chống mài mòn và trơn trượt.

Một số tiêu chuẩn khác

Hệ thống ánh sáng: Tầng hầm không có ánh sáng tự nhiên, nên cần lắp đặt hệ thống chiếu sáng tốt. Đèn neon hoặc đèn compact là lựa chọn phổ biến.

Hệ thống thông gió: Tầng hầm cần hệ thống thông gió để giải quyết mùi xăng xe và không khí ngột ngạt. Các loại quạt thông gió như quạt Jetfan, quạt hướng trục, quạt ly tâm thường được sử dụng. Xem thêm tại bài viết Kỹ thuật thông gió tầng hầm tránh nấm mốc, khí độc

Đảm bảo an toàn cháy nổ: Tầng hầm là khu vực dễ xảy ra cháy nổ do tập trung nhiều phương tiện và nhiên liệu. Cần lắp đặt hệ thống báo cháy, bình cứu hỏa và hệ thống hút khói để đảm bảo an toàn.

Phòng tránh ngập nước: Do vị trí tầng hầm thấp, dễ bị ngập nước khi mưa lớn, cần thiết kế hệ thống cống thoát nước hiệu quả để ngăn ngập lụt.

>> Quan tâm: Từ A-Z về xây nhà có tầng hầm

Biện pháp thi công tầng hầm nhà cao tầng

Khi thi công tầng hầm cho nhà cao tầng, việc đào hố sâu gặp nhiều thách thức liên quan đến kỹ thuật và môi trường. Đào hố sâu có thể làm thay đổi trạng thái đất xung quanh, khiến mực nước ngầm thay đổi và dẫn đến lún nền đất. Nếu không có biện pháp phù hợp, điều này có thể gây hư hỏng cho các công trình lân cận.

Do đó, lựa chọn biện pháp thi công tầng hầm nhà cao tầng phù hợp không chỉ giúp công trình đạt được độ bền vững, mà còn đảm bảo sự an toàn tuyệt đối cho các công trình lân cận và các phương tiện lưu thông. Dưới đây là một số giải pháp thi công tầng hầm nhà cao tầng phổ biến và mang lại hiệu quả cao.

Thi công tầng hầm nhà cao tầng bằng cách đào đất trước rồi thi công nhà từ dưới lên

Đây là biện pháp thi công tầng hầm nhà cao tầng truyền thống, trong đó toàn bộ đất được đào đến độ sâu cần thiết để đặt móng. Sau đó, công trình sẽ được thi công từ dưới lên trên.

Phương pháp này được áp dụng khi:

Chiều sâu hố đào không quá lớn.

Diện tích mặt bằng thi công rộng rãi.

Đất nền có đặc tính dính (đất có góc ma sát trong lớn, tức đất ổn định hơn khi đào).

Cách thực hiện:

- Đào hố: Hố được đào đến độ sâu mong muốn bằng phương pháp thủ công hoặc cơ giới, tùy thuộc vào:

Độ sâu của hố đào.

Tình trạng địa chất và thủy văn (mực nước ngầm).

Khối lượng đất cần đào.

Khả năng cung cấp máy móc, thiết bị và nhân lực của đơn vị thi công.

- Thi công công trình: Sau khi hố đã được đào xong, công trình sẽ được xây dựng theo trình tự bình thường, từ tầng dưới lên tầng trên.

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

Nhược điểm và cách khắc phục:

Phương pháp này có thể gây ra hiện tượng lún sụt ở các khu vực xung quanh hố đào. Để khắc phục, có thể gia cố thành tường hố đào bằng các biện pháp như:

Sử dụng cừ tràm hoặc cọc bê tông để giữ ổn định đất.

Sau đó, tiến hành ghép ván hoặc phun vữa bê tông giữa các cọc để gia cố tường đất, giữ đất không bị sụt lở.

Thi công tầng hầm nhà cao tầng bằng giải pháp làm tường chắn đất

Trước khi đào đất, công nhân sẽ thi công tường bao tầng hầm trước. Sau đó, đất bên trong tường bao mới được đào đến độ sâu của đáy tầng hầm. Nếu móng công trình là cọc khoan nhồi, quá trình thi công cọc khoan nhồi sẽ diễn ra đồng thời với tường bao.

Các giải pháp chống đỡ thành hố đào phổ biến

Tường cừ thép: Thích hợp khi thi công trong thành phố, trong khu vực đất dính. Kết hợp với tường bê tông dày từ 300mm - 400mm để chống thấm và giữ ổn định cho hố đào.

Tường cừ cọc xi măng đất: Sử dụng phản ứng hóa học giữa xi măng và đất để tạo thành cọc bền vững, giúp đất mềm đóng rắn lại và gia tăng độ cứng.

Tường cừ Barrette: Đây là tường bê tông đổ tại chỗ, dày từ 600mm - 800mm, có khả năng chắn giữ hố móng sâu. Tường được tạo thành từ các đoạn cọc barrette hình chữ nhật, chiều rộng thay đổi từ 2.6m - 5.0m.

Những tường cừ này cần đảm bảo đủ cường độ và độ ổn định để chịu được áp lực từ đất. Chúng thường được cắm sâu, neo chặt trong đất, hoặc chống đỡ từ bên trong hố đào theo nhiều cấp độ khác nhau.

Tùy theo điều kiện địa chất công trình và chiều sâu hố đào mà lựa chọn giải pháp tường chắn đất phù hợp. Tham khảo như sau:

Các phương pháp giữ ổn định tường chắn đất trong quá trình thi công

Để đảm bảo an toàn và ổn định cho công trình khi thi công tầng hầm trong các điều kiện phức tạp, cần có những giải pháp giữ ổn định tường bao.

Với tường barrette

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

Giữ ổn định bằng hệ dàn thép hình

Sử dụng các thanh chống bằng thép để giữ ổn định. Số lượng thanh chống có thể từ 1 đến nhiều tầng tùy thuộc vào độ sâu hố đào và điều kiện địa chất.

Ưu điểm: Trọng lượng nhẹ, dễ lắp đặt và tái sử dụng.

Nhược điểm: Độ cứng thấp, nhiều mối nối có thể gây mất ổn định nếu không được thi công đúng cách.

Thi công tường vây barrette trước khi đào hầm

Giữ ổn định bằng neo trong đất

Phương pháp này dùng các thanh neo dự ứng lực cắm vào đất để giữ hố đào ổn định.

Ưu điểm: Hố đào gọn gàng, phù hợp cho hố đào rất sâu.

Nhược điểm: Khó áp dụng với nền đất yếu và ít công ty có thiết bị thực hiện.

Giữ ổn định bằng phương pháp thi công Top-down

Đây là phương pháp thi công tầng hầm nhà cao tầng phổ biến hiện nay. Công trình được thi công từ trên xuống dưới, sử dụng cột chống tạm bằng thép để giữ vách đất và sàn tầng hầm.

Ưu điểm: Đảm bảo an toàn cao, tiến độ nhanh và tiết kiệm chi phí.

Nhược điểm: Kết cấu phức tạp, việc liên kết giữa dầm sàn và cột tường khó thi công, việc đào đất trong không gian hẹp khó thực hiện bằng máy móc.

>> Tham khảo:

Thi công semi top down là gì?

Quy trình thi công top down cột vách tầng hầm chi tiết

Với tường bao bê tông dày 300 - 600mm

Tường bao bê tông được giữ ổn định khi thi công tầng hầm nhà cao tầng nhờ áp dụng các biện pháp sau:

Giữ ổn định bằng tường cừ thép: Phương pháp này thích hợp khi thi công trong thành phố, trong khu vực đất dính.

Giữ ổn định bằng cọc xi măng đất: Phương pháp này sử dụng phản ứng hóa học giữa xi măng và đất để làm đất mềm trở nên cứng và ổn định hơn, tạo ra các cọc đất có độ bền và tính ổn định nhất định.

Thi công tầng hầm nhà cao tầng cần tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật nào?

Thi công tầng hầm nhà cao tầng là một quá trình đòi hỏi kỹ thuật cao và sự chuẩn bị kỹ lưỡng để đảm bảo an toàn và chất lượng công trình. Từ việc khảo sát địa chất, thi công tường bao, đến xử lý nền móng và hầm chứa, mỗi bước trong quá trình này đều phải tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn xây dựng như:

Quy định về quản lý chất lượng công trình xây dựng: TCVN NĐ 209/2004/NĐ-CP

Nguyên tắc cơ bản quản lý chất lượng công trình xây dựng: TCVN 5637:1991

Tổ chức thi công công trình xây dựng: TCVN 5055:1985

Dung sai trong xây dựng và phương pháp đo kiểm tra công trình: TCVN 210:1998 (bao gồm công trình và các cấu kiện chế sẵn, vị trí điểm đo)

Hệ thống tiêu chuẩn an toàn lao động: TCVN 2287:1978 (Quy định cơ bản)

An toàn điện trong xây dựng: TCVN 4086:1985 (Yêu cầu chung)

An toàn lao động trong công việc hàn điện: TCVN 3146:1986 (Yêu cầu chung)

Quy phạm kỹ thuật an toàn thiết bị nâng: TCVN 4244:1986

Quy phạm kỹ thuật an toàn trong xây dựng: TCVN 5308:1991

Phòng cháy chữa cháy cho nhà và công trình: TCVN 2622:1995

Quy trình thi công tầng hầm nhà cao tầng chuẩn kỹ thuật

Tầng hầm không chỉ là nền tảng vững chắc cho toàn bộ công trình mà còn là nơi chịu tải trọng lớn từ các tầng phía trên. Để đảm bảo tính an toàn, chất lượng và độ bền của công trình, quy trình thi công tầng hầm cần được thực hiện theo những bước chặt chẽ và khoa học. Các bước chính trong quy trình thi công tầng hầm nhà cao tầng được thực hiện như sau:

Bước 1: Chuẩn bị mặt bằng

Khảo sát địa chất, lập bản vẽ và thiết kế biện pháp thi công (bảo vệ hố đào, chống thấm, xử lý nước ngầm).

Dọn dẹp và bố trí lối vào cho phương tiện.

Bước 2: Thi công tường vây và cọc khoan nhồi

Thi công tường vây trước khi đào đất để bảo vệ hố đào.

Thi công cọc khoan nhồi nếu có, để chịu tải trọng chính của công trình.

Bước 3: Đào đất và gia cố tường

Đào đất từng lớp, gia cố tường bằng thanh chống hoặc neo.

Quản lý nước ngầm bằng hệ thống bơm hoặc hạ mực nước.

Đào đất xây tầng hầm nhà cao tầng

Bước 4: Thi công đáy và hệ thống thoát nước

Thi công móng và đài cọc, lắp đặt hệ thống thoát nước để tránh ngập úng.

Bước 5: Thi công sàn và cột

Thi công sàn, chống thấm và dựng cột tạm để đảm bảo an toàn khi thi công.

Bước 6: Chống thấm

Sử dụng màng và phụ gia chống thấm, kiểm tra và khắc phục các khu vực dễ bị thấm.

Bước 7: Hoàn thiện tầng hầm

Lắp đặt hệ thống kỹ thuật (điện, nước, thông gió, PCCC) và hoàn thiện bề mặt.

Bước 8: Kiểm tra và nghiệm thu: Kiểm tra chất lượng và nghiệm thu công trình.

Bước 9: Bảo trì: Bảo trì định kỳ, kiểm tra hệ thống thoát nước và chống thấm thường xuyên.

Tầng hầm nhà cao tầng là kết cấu quan trọng giúp tăng tính tiện nghi và tối ưu không gian sử dụng cho các tòa nhà hiện đại. Việc hiểu rõ quy trình thi công và các tiêu chuẩn kỹ thuật cần thiết sẽ giúp đảm bảo chất lượng công trình, đồng thời kéo dài tuổi thọ và nâng cao hiệu quả sử dụng. Hãy đảm bảo rằng mọi khâu từ thiết kế đến thi công tầng hầm đều được thực hiện đúng chuẩn để mang đến sự an tâm và bền vững cho toàn bộ công trình.

Đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi khi bạn có bất kỳ câu hỏi nào!

CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG GREENHN

Hotline: 0967.212.388 - 0922.77.11.33 - 0922.99.11.33

Fanpage: Xây Nhà Trọn Gói GreenHN

Youtube: Xây Nhà Trọn Gói - GreenHN

Tiktok: Xây nhà trọn gói GreenHN