Với người làm xây dựng, phần khó của một công trình nhiều khi nằm dưới mặt đất: giữ ổn định hố đào, kiểm soát nước ngầm và chống thấm. Đây là những công việc ít được nhìn thấy sau khi công trình hoàn thành, nhưng lại ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn, chất lượng và tiến độ của phần ngầm.

Hầm sâu là một bài toán riêng

Khi một tòa nhà hoàn thiện, người ta thường nhìn thấy mặt tiền, sảnh và tầm nhìn từ trên cao. Nhưng hỏi người làm nghề đâu là phần khó, câu trả lời thường nằm dưới chân công trình.

Tầng hầm sâu tập hợp đồng thời nhiều yếu tố: địa chất, mực nước ngầm, tải trọng đất, công trình lân cận, điều kiện mặt bằng và yêu cầu tiến độ. Một thay đổi ở một yếu tố có thể làm thay đổi cách tổ chức thi công của toàn bộ phần ngầm.

Vì vậy, kinh nghiệm thi công hầm không nằm ở việc chỉ biết một biện pháp. Kinh nghiệm nằm ở khả năng đọc điều kiện của từng dự án, nhận diện rủi ro sớm và lựa chọn trình tự thi công phù hợp.

Bắt đầu từ khảo sát, không bắt đầu từ bản vẽ

Địa chất mỗi nơi mỗi khác. Bùn sét yếu ứng xử khác cát rời; cát rời khác đất phong hóa. Cùng một độ sâu nhưng hồ sơ địa chất khác nhau có thể dẫn tới những phương án giữ thành hố đào khác hẳn nhau.

Đó là lý do công việc phải bắt đầu bằng khảo sát. Hồ sơ khảo sát là cơ sở để đánh giá điều kiện đất, mực nước và những tác động có thể xảy ra trong quá trình thi công. Với công trình xây chen, việc đánh giá công trình lân cận càng quan trọng vì biến dạng của hố đào có thể trở thành rủi ro cho khu vực xung quanh.

Không có hố đào nào giống hố đào nào. Cùng một độ sâu nhưng điều kiện địa chất khác nhau thì cách tổ chức thi công cũng phải khác.

Kinh nghiệm được tích lũy từ những điều kiện khác nhau

Qua các dự án, điều có giá trị không phải là một phương án đã từng áp dụng, mà là kinh nghiệm nhận biết khi nào phương án đó còn phù hợp và khi nào cần điều chỉnh. Độ sâu, địa chất, mực nước ngầm, khoảng cách tới nhà lân cận và tiến độ đều là những biến số phải được đưa vào quyết định.

Theo cách tiếp cận này, mỗi dự án tầng hầm trở thành một lần kiểm chứng năng lực: từ khảo sát, lựa chọn giải pháp, tổ chức thi công, quan trắc, kiểm soát nước ngầm cho tới chống thấm hầm và lấp đất.

Ba bài toán cốt lõi của hầm sâu

Trong thực tế thi công tầng hầm sâu, có ba nhóm vấn đề luôn phải được giải quyết song song: giữ ổn định hố đào, kiểm soát nước ngầm, và chống thấm hầm. Điểm chung của cả ba là không có chỗ cho việc xử lý để sau.

Giữ ổn định hố đào

Đào tới đâu, chống tới đó

Đào một hố sâu rồi giữ cho nó ổn định trong nhiều tháng là bài toán phải được kiểm soát ngay từ đầu. Khi đào sâu, trạng thái ứng suất của đất thay đổi và yêu cầu kiểm soát biến dạng của hệ chắn giữ trở nên khắt khe hơn.

Muốn giữ ổn định hố đào cần hai thành phần: kết cấu chắn giữ quanh chu vi đất và hệ chống đỡ kết cấu đó. Điểm quan trọng là trình tự chống. Tường chắn càng để trong trạng thái thiếu đỡ ngang càng có nguy cơ phát sinh biến dạng dưới tác động của đất và nước ngầm.

Vì thế, quy tắc thi công là đào tới đâu chống tới đó: đào xuống một cao độ, lắp một tầng thanh chống ngang, rồi mới đào tiếp. Nhịp đào có thể chậm lại chính vì lý do này. Đó là cái chậm có chủ đích để kiểm soát rủi ro.

Lựa chọn hệ giữ thành và trình tự thi công

Không có một cách làm hầm chung cho mọi công trình. Kết cấu chắn giữ đất có thể là tường vây bê tông, cọc vây bê tông, cừ thép hoặc mái đào có gia cố. Việc lựa chọn phụ thuộc vào độ sâu, điều kiện địa chất, mực nước ngầm, khoảng cách tới công trình lân cận và điều kiện thi công thực tế.

Về trình tự, có thể đào trước rồi chống tạm bằng hệ thanh chống thép hoặc neo trong đất; sau đó thi công các phần cần thiết và tháo chống theo trình tự. Cách này tương đối trực quan, nhưng trong thời gian đó mặt bằng bên trên bị hạn chế.

Một hướng khác là top-down: thi công sàn hầm theo trình tự rồi tiếp tục đào xuống phía dưới, sử dụng chính sàn như một phần của hệ chống đỡ. Ưu điểm là có thể khởi động phần thân bên trên song song; đổi lại không gian dưới sàn chật và tối hơn, đòi hỏi phải tính trước đường đi của máy móc và vật tư.

Không có phương án tốt hơn trong mọi trường hợp. Bài toán là cân bằng giữa điều kiện địa chất, mặt bằng, công trình lân cận và mức độ gấp của tiến độ.

Quan trắc – biến dữ liệu thành quyết định

Suốt thời gian đào, kết cấu chắn đất và các công trình lân cận phải được quan trắc theo chu kỳ, đối chiếu với các ngưỡng cho phép trong hồ sơ thiết kế. Quan trắc không phải là bước làm cho có; giá trị của nó nằm ở việc phát hiện xu hướng bất thường đủ sớm để đội ngũ có thời gian đánh giá và hành động.

Đó cũng là một cách nhìn khác về năng lực làm hầm sâu: không đo bằng số mét đào được mỗi tuần, mà đo bằng khoảng cách giữa lúc một chỉ số bắt đầu lệch trên bảng quan trắc và lúc có người quyết định phải làm gì với chỉ số đó.

Kiểm soát nước ngầm

Mực nước ngầm bên ngoài cao hơn cao độ sàn hầm

Ở khu vực có mực nước ngầm cao, khi đào sâu có thể gặp nước ngầm. Khi mực nước bên ngoài cao hơn sàn hầm, nước tạo áp lực thủy tĩnh lên tường hầm và lực đẩy nổi lên bản đáy.

Trong giai đoạn thi công, khi trọng lượng công trình chưa đủ lớn, nguy cơ mất ổn định do đẩy nổi có thể bất lợi. Vì vậy, cần kiểm tra khả năng chống đẩy nổi theo từng giai đoạn thi công.

Hạ mực nước ngầm – rủi ro đối với công trình lân cận

Bơm hạ mực nước ngầm làm giảm áp lực nước lỗ rỗng, tăng ứng suất hữu hiệu, có thể gây cố kết và lún nền đất, ảnh hưởng đến công trình lân cận.

Vì vậy, phạm vi ảnh hưởng cần được đánh giá, kèm theo quan trắc mực nước, chuyển vị và lún trong suốt quá trình thi công.

Đưa nước ra khỏi hố đào là chưa đủ. Phải hiểu nước đang tạo ra lực gì, ảnh hưởng đến đâu, và kiểm soát rủi ro theo từng giai đoạn thi công.

Chống thấm tầng hầm

Rò rỉ thường bắt đầu từ những chi tiết nhỏ

Bê tông đủ mác, đủ dày, đầm đúng cách thì bản thân nó thấm rất ít. Nước thường tìm đường vào ở các vị trí liên kết.

Tường và sàn hầm phải chia thành nhiều đợt thi công, tạo ra các mạch ngừng thi công giữa các đợt đổ bê tông.

Mạch ngừng thi công giữa các đợt đổ bê tông là vị trí cần được kiểm soát ngay từ khi lập biện pháp thi công.

Chất lượng chống thấm tầng hầm phần lớn không nằm ở việc chọn vật liệu đắt tiền. Nó nằm ở kỷ luật hiện trường: mặt bê tông cũ có được đục nhám và làm sạch trước khi đổ tiếp không; băng cản nước có đúng vị trí không; bê tông có được bảo dưỡng đủ ngày không; có thử nước không.

Đây là những công việc nhỏ, lặp lại hàng trăm lần, và sau khi hoàn thành gần như không ai nhìn thấy. Nhưng chính những chi tiết đó quyết định khả năng kiểm soát nước ngầm.

Năng lực được kiểm chứng bằng phần ngầm

Một tầng hầm hoàn thành không dừng ở việc đạt được cao độ đào. Thành quả của phần ngầm phải được nhìn đồng thời qua sự ổn định của hố đào, khả năng kiểm soát nước, chất lượng chống thấm, an toàn và khả năng đáp ứng tiến độ.

Hầm nằm trên đường găng của tiến độ

Thi công tầng hầm thường nằm trên đường găng của dự án. Một công tác bị chậm có thể kéo theo nhiều công việc phía sau và ảnh hưởng trực tiếp đến tiến độ chung.

Nhưng chậm tiến độ tầng hầm hiếm khi chỉ do thi công đào chậm. Nguyên nhân thường đến từ những rủi ro phải xử lý giữa chừng: mực nước ngầm thay đổi, số liệu quan trắc bất thường, chống thấm chưa đạt yêu cầu hoặc điều kiện địa chất thực tế khác với dự kiến.

Thi công hầm sâu không chỉ là đào nhanh. Đó là khả năng nhận diện rủi ro sớm, kiểm soát diễn biến hiện trường và đưa ra quyết định kịp thời, để quá trình thi công luôn nằm trong tầm kiểm soát.

Từ kinh nghiệm dự án đến phương pháp làm việc

Qua nhiều bài toán phần ngầm, những kinh nghiệm rời rạc dần trở thành cách làm có hệ thống: khoan khảo sát trước khi thiết kế; lựa chọn giải pháp giữ thành hố đào theo điều kiện thực tế; đào và chống theo trình tự; quan trắc trong suốt quá trình; kiểm soát nước ngầm; kiểm soát các vị trí có nguy cơ rò rỉ; và thử nước trước khi lấp đất.

Giá trị của kinh nghiệm vì thế không nằm ở việc kể đã từng làm bao nhiêu công trình, mà ở khả năng biến bài học của công trình trước thành năng lực kiểm soát tốt hơn cho công trình sau.

Những gì không ai nhìn thấy lại là nơi thể hiện năng lực

Có những công việc sau khi hoàn thành sẽ biến mất khỏi tầm mắt. Hệ giằng chống được tháo, các mạch ngừng được che khuất, và những ngày quan trắc trở thành một phần của lịch sử công trường.

Nhưng chính những phần việc đó lại đòi hỏi sự chính xác, kỷ luật và trách nhiệm cao. Một quyết định đúng từ khi khảo sát có thể tránh một rủi ro lớn sau này. Một lần quan trắc đúng lúc có thể giúp nhận diện sớm một thay đổi. Một dải waterstop được đặt đúng vị trí có thể ngăn một đường rò rỉ mà nhiều năm sau không ai biết nó từng tồn tại.

Đó là bản chất của thi công tầng hầm sâu: phần việc càng nằm sâu, yêu cầu kiểm soát càng phải đi trước một bước.

Build by Heart – Kiến tạo từ Trái tim