Tường vây là gì và vì sao kết cấu này được sử dụng phổ biến trong các công trình có tầng hầm, móng sâu hoặc không gian ngầm? Tường vây là hệ tường bê tông cốt thép thi công trong lòng đất, có nhiệm vụ giữ ổn định hố đào, chắn đất và hạn chế nước ngầm xâm nhập. Đây cũng là hạng mục kỹ thuật quan trọng cần được tính toán kỹ khi triển khai xây nhà trọn gói đối với các công trình có tầng hầm hoặc yêu cầu xử lý móng phức tạp. Trong bài viết dưới đây, Hùng Anh Groups sẽ giúp bạn tìm hiểu chi tiết cấu tạo, đặc điểm, ứng dụng và quy trình thi công tường vây đúng kỹ thuật.
Tường vây là gì?
Tường vây, thường được hiểu là diaphragm wall hay tường trong đất, là hệ tường được thi công trực tiếp trong lòng đất từ các panel liên tiếp. Kết cấu này thường sử dụng bê tông cốt thép cùng các vật liệu xây dựng có yêu cầu cao về cường độ, độ bền và khả năng chống thấm, nhằm giữ đất, ổn định hố đào, hạn chế nước ngầm và trong nhiều trường hợp có thể trở thành một phần kết cấu vĩnh viễn của tầng hầm.
Theo TCVN 12091-5:2018, tường trong đất được định nghĩa là tường chịu lực hoặc tường ngăn không thấm nước được thi công tại chỗ trong lòng đất bằng một loạt mảng tường kế tiếp nhau.
Không nên hiểu tường vây đơn giản là một bức tường bê tông được chôn xuống đất. Đây là một hệ kết cấu địa kỹ thuật phải được tính toán đồng thời với nền đất, nước ngầm, tải trọng công trình, hệ chống giữ và ảnh hưởng tới các công trình lân cận.
Thông tin nhanh về tường vây
| Tiêu chí | Đặc điểm |
| Tên tiếng Anh | Diaphragm wall |
| Tên thường dùng | Tường vây, tường trong đất, tường Barrette trong một số ngữ cảnh |
| Vật liệu phổ biến | Bê tông cốt thép |
| Phương thức thi công | Đào rãnh từng panel rồi đặt thép và đổ bê tông |
| Giữ thành rãnh | Bentonite hoặc dung dịch polymer phù hợp |
| Công dụng chính | Chắn đất, giữ hố đào, hạn chế nước ngầm |
| Công trình thường gặp | Tầng hầm, nhà cao tầng, ga ngầm, hầm, công trình đô thị |
| Vai trò | Kết cấu tạm hoặc kết cấu vĩnh viễn tùy thiết kế |
Cấu tạo và thông số kỹ thuật phổ biến của tường vây
Tường vây thường được cấu tạo từ bê tông cốt thép toàn khối, thi công theo từng panel liên tiếp trong rãnh đào sâu. Các thông số như độ dày, chiều sâu, chiều dài panel và cấp vật liệu không cố định mà phải được tính toán dựa trên tải trọng, địa chất, mực nước ngầm và chiều sâu tầng hầm.
Độ dày tường vây
Theo TCVN 14213-1:2024, chiều dày tường barrette thường được sử dụng trong khoảng 600–1.000 mm. Việc sử dụng chiều dày nhỏ hơn 600 mm cần có quy trình công nghệ phù hợp để bảo đảm chất lượng bê tông.
Trong thực tế, có thể tham khảo:
- 600 mm: thường áp dụng cho công trình quy mô vừa, hố đào không quá sâu.
- 800 mm: phổ biến ở các công trình có nhiều tầng hầm và yêu cầu độ cứng lớn.
- 1.000 mm trở lên: có thể được lựa chọn đối với hố đào sâu, tải trọng lớn hoặc điều kiện địa chất phức tạp.
Chiều dày tường vây ảnh hưởng trực tiếp đến khối lượng bê tông cần sử dụng. Khi lập dự toán, có thể quy đổi thể tích từng panel để xác định số 1 khối bê tông cần thiết, từ đó tính lượng vật liệu và chi phí thi công sát thực tế hơn.
Chiều dày chính xác phải được xác định bằng tính toán kết cấu và địa kỹ thuật, không nên lựa chọn chỉ dựa vào số tầng hầm.
Chiều sâu tường vây
Chiều sâu tường vây thường lớn hơn chiều sâu đáy tầng hầm vì phần chân tường phải được cắm sâu xuống lớp đất bên dưới để tăng ổn định, hạn chế chuyển vị và kiểm soát dòng thấm.
Ví dụ, với công trình có tầng hầm sâu khoảng 10–15 m, tường vây có thể phải thi công sâu hơn đáng kể tùy địa chất. Những dự án tầng hầm sâu hoặc công trình ngầm quy mô lớn có thể sử dụng tường vây sâu hàng chục mét.
Do đó, không có một chiều sâu tiêu chuẩn áp dụng cho mọi công trình. Thông số này cần được xác định từ kết quả khảo sát địa chất, áp lực đất, áp lực nước ngầm, tải trọng lân cận và phương án chống đỡ hố đào.
Vật liệu cấu tạo tường vây
Bê tông: Tường vây sử dụng bê tông có cấp cường độ và các chỉ tiêu kỹ thuật theo hồ sơ thiết kế. Bê tông thường được đổ dưới dung dịch giữ thành bằng ống tremie, nhằm tạo khối bê tông liên tục từ đáy rãnh lên trên.
Cốt thép: Lồng thép được gia công theo từng panel và hạ xuống rãnh trước khi đổ bê tông. Cốt thép có nhiệm vụ chịu mô men uốn, lực cắt và các nội lực phát sinh do áp lực đất, nước và tải trọng bên ngoài.
Dung dịch giữ thành: Trong quá trình đào rãnh, bentonite hoặc bentonite polymer thường được sử dụng để ổn định thành rãnh, hạn chế sạt lở trước khi đổ bê tông. TCVN 14213-2:2024 quy định dung dịch giữ thành phải được kiểm soát các chỉ tiêu như khối lượng riêng, độ nhớt, pH và hàm lượng cát.
Bảng thông số tường vây tham khảo
| Thông số | Giá trị thường gặp |
| Vật liệu chính | Bê tông cốt thép toàn khối |
| Độ dày phổ biến | 600–1.000 mm |
| Chiều sâu | Phụ thuộc địa chất và chiều sâu hố đào |
| Kết cấu thi công | Chia thành từng panel |
| Dung dịch giữ thành | Bentonite hoặc polymer |
| Phương pháp đổ bê tông | Đổ bằng ống tremie |
| Công dụng chính | Chắn đất, hạn chế nước ngầm, tạo tường tầng hầm |
Các thông số trên chỉ mang tính tham khảo. Với từng dự án, kích thước tường vây phải được xác định thông qua khảo sát địa chất và tính toán thiết kế để đáp ứng yêu cầu về khả năng chịu lực, ổn định hố đào, chuyển vị và chống thấm.
Tại sao phải sử dụng tường vây trong xây dựng tầng hầm?
Khi bắt tay vào triển khai một dự án có hố móng sâu giữa lòng đô thị đông đúc, bài toán chắn giữ đất luôn làm các chủ đầu tư và kỹ sư đau đầu. Chúng tôi hiểu rằng bạn đang đứng trước rất nhiều lựa chọn về biện pháp thi công nền móng. Vậy điều gì khiến tường vây (Diaphragm Wall) trở thành lựa chọn hàng đầu cho các công trình ngầm quy mô lớn?
Thực tế, không có một công nghệ xây dựng nào là hoàn hảo tuyệt đối. Để giúp bạn đưa ra quyết định kỹ thuật chính xác và tối ưu ngân sách cho dự án của mình, chúng ta sẽ cùng mổ xẻ chi tiết những mặt lợi ích và rào cản của phương pháp chắn giữ này.
Ưu điểm nổi bật của hệ thống tường vây
Nếu dự án của bạn thiết kế từ hai tầng hầm trở lên hoặc nằm trong khu vực địa chất yếu, tường vây gần như là giải pháp không thể thay thế nhờ những đặc tính vượt trội về mặt kết cấu.
- Khả năng chịu lực và độ cứng cực cao: Tường vây được thi công bê tông cốt thép khối lớn trực tiếp tại công trường với độ dày phổ biến từ 600mm đến 1500mm. Khối bê tông vạm vỡ này tạo ra một hệ khung bệ đỡ vững chắc, đủ sức chống lại toàn bộ áp lực khổng lồ từ đất và dòng nước ngầm đẩy ngang, ngăn chặn triệt để tình trạng vách hố đào bị cong vênh hay biến dạng.
- Hiệu quả chống thấm ưu việt: Các tấm panel (đoạn tường vây) liên tiếp nhau được khóa chặt bằng hệ thống gioăng cản nước (waterstop) tại các khe nối. Lớp màng chắn liên tục này cô lập hoàn toàn mạch nước ngầm, giúp không gian hố móng luôn khô ráo. Nhờ đó, bạn hoàn toàn có thể tận dụng chính hệ thống chắn giữ này làm vách hầm vĩnh cửu, giúp tiết kiệm đáng kể không gian xây dựng.
- An toàn tối đa cho công trình lân cận: Khác với việc đóng hoặc ép cừ thép thường sinh ra tiếng ồn và độ rung truyền qua đất, công nghệ đào hào bằng gầu ngoạm diễn ra êm ái hơn rất nhiều. Hơn nữa, việc sử dụng dung dịch chuyên dụng để giữ thành hố đào giúp bảo vệ nền móng của những ngôi nhà sát vách không bị nứt gãy hay sụt lún trong suốt quá trình thi công.
Những hạn chế cần lường trước khi thi công
Dù giải quyết triệt để những bài toán kỹ thuật hóc búa nhất của công trình ngầm, phương pháp thi công này vẫn đi kèm với những rào cản nhất định mà bạn cần nắm rõ để lên kế hoạch triển khai phù hợp.
- Ngân sách đầu tư lớn: So với các biện pháp truyền thống như ép cừ Larsen hay cọc khoan nhồi, tường vây có chi phí triển khai cao hơn hẳn. Việc tiêu tốn khối lượng lớn bê tông, thép cường độ cao và vật tư phụ trợ đòi hỏi dự án phải có nguồn tài chính được chuẩn bị từ trước.
- Yêu cầu thiết bị siêu trường, siêu trọng: Để đào được những vách hầm sâu trong lòng đất, nhà thầu buộc phải huy động các thiết bị cẩu và gầu ngoạm chuyên dụng cỡ lớn. Quá trình này cũng cần đến hệ thống trạm trộn và bể chứa dung dịch bùn phức tạp, đòi hỏi mặt bằng công trường phải có đủ không gian để vận hành và tập kết thiết bị.
- Kỹ thuật vận hành và giám sát khắt khe: Việc kiểm soát chất lượng các mối nối ngầm ở độ sâu hàng chục mét không hề đơn giản. Đội ngũ kỹ sư cần giám sát chặt chẽ tỷ trọng dung dịch giữ thành, tỷ lệ trộn bê tông và quy trình đổ bê tông bằng ống tremie. Chỉ một sai sót nhỏ khiến bùn đất lẫn vào mối nối cũng có thể dẫn đến hiện tượng thấm, rò rỉ nước ngầm về sau và làm tăng đáng kể chi phí khắc phục.
Biện pháp thi công tường vây
Thi công tường vây là quá trình đòi hỏi kiểm soát chặt chẽ về vị trí, độ thẳng đứng của rãnh đào, chất lượng dung dịch giữ thành, lồng cốt thép và bê tông. Quy trình cơ bản thường được triển khai theo từng panel và gồm các bước sau:
Bước 1: Làm tường dẫn (Guide wall)
Tường dẫn là kết cấu bê tông cốt thép hoặc bê tông đặt ở hai bên tuyến tường vây trước khi đào rãnh. Bộ phận này có nhiệm vụ:
- Định vị chính xác tim và kích thước panel.
- Dẫn hướng cho gầu đào trong quá trình thi công.
- Giữ ổn định lớp đất phía trên gần mặt đất.
- Tạo điểm tựa phục vụ hạ lồng thép và các thao tác thi công sau đó.
Trước khi làm tường dẫn, đơn vị thi công cần xác định chính xác tim tuyến, cao độ và phạm vi thi công theo bản vẽ thiết kế.
Bước 2: Đào hố và giữ thành bằng dung dịch Bentonite
Sau khi hoàn thành tường dẫn, thiết bị chuyên dụng như gầu ngoạm hoặc máy đào tường vây sẽ đào đất theo từng panel đến độ sâu thiết kế.
Trong quá trình đào, dung dịch bentonite hoặc polymer được cấp liên tục vào rãnh để tạo áp lực thủy tĩnh, giúp:
- Giữ ổn định thành rãnh.
- Hạn chế sạt lở đất.
- Ngăn nước ngầm xâm nhập quá mức.
- Duy trì hình dạng và kích thước hố đào trước khi đổ bê tông.
Khi đạt độ sâu yêu cầu, đáy rãnh cần được làm sạch và kiểm tra các thông số như độ sâu, độ thẳng đứng, kích thước panel và chất lượng dung dịch giữ thành. Cặn lắng đáy rãnh nếu không được xử lý tốt có thể ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bê tông và khả năng chịu lực của tường.
Bước 3: Hạ lồng thép
Lồng cốt thép được gia công trước theo đúng bản vẽ thiết kế, bao gồm thép chủ, thép đai, thép gia cường và các chi tiết liên kết cần thiết.
Do chiều dài lồng thép có thể lớn, lồng thường được chia thành nhiều đoạn để vận chuyển và cẩu lắp. Các đoạn được nối với nhau trong quá trình hạ xuống rãnh.
Khi thi công cần bảo đảm:
- Lồng thép không bị biến dạng khi nâng hạ.
- Vị trí lồng đúng tim panel.
- Bảo đảm chiều dày lớp bê tông bảo vệ.
- Không để lồng thép va mạnh vào thành rãnh.
- Các chi tiết chờ và mối nối được bố trí đúng thiết kế.
Sau khi lồng thép được đặt ổn định, đơn vị thi công tiến hành lắp ống tremie để chuẩn bị đổ bê tông.
Bước 4: Đổ bê tông theo phương pháp rút ống tremie
Bê tông tường vây thường được đổ bằng ống tremie từ đáy rãnh lên trên. Đầu ống phải luôn ngập trong khối bê tông tươi để hạn chế bê tông hòa trộn với dung dịch bentonite.
Khi bê tông dâng lên, ống tremie được rút dần từng đoạn, nhưng vẫn phải duy trì độ ngập cần thiết của đầu ống trong bê tông. Vì vậy, thuật ngữ “phương pháp rút ống” thực chất là quá trình đổ bê tông bằng tremie kết hợp nâng và tháo dần ống theo cao độ bê tông.
Quá trình này diễn ra liên tục cho đến khi bê tông đạt cao độ thiết kế. Đồng thời, dung dịch bentonite bị bê tông đẩy lên phía trên sẽ được thu hồi, xử lý và có thể tái sử dụng nếu đáp ứng yêu cầu kỹ thuật.
Sau khi bê tông đạt cường độ cần thiết, các panel tiếp theo được thi công tuần tự cho đến khi hình thành hệ tường vây liên tục bao quanh khu vực tầng hầm hoặc hố đào.
Nhìn chung, chất lượng thi công tường vây phụ thuộc rất lớn vào việc kiểm soát từng công đoạn, đặc biệt là độ thẳng đứng của rãnh đào, chất lượng dung dịch giữ thành, cặn lắng đáy rãnh và quá trình đổ bê tông bằng ống tremie. Sai sót ở một trong các bước này có thể làm tăng nguy cơ thấm nước, khuyết tật bê tông hoặc chuyển vị tường trong quá trình đào tầng hầm.
So sánh Tường vây và Cừ Larsen trong thi công hố đào
Tường vây và cừ Larsen đều được sử dụng để giữ ổn định thành hố đào, hạn chế sạt lở và bảo vệ khu vực thi công. Tuy nhiên, hai giải pháp khác nhau đáng kể về kết cấu, khả năng chịu lực, chống thấm, phạm vi ứng dụng và chi phí.
| Tiêu chí | Tường vây (Diaphragm Wall) | Cừ Larsen (Sheet Pile) |
| Kết cấu | Tường bê tông cốt thép thi công trong lòng đất | Các tấm cừ thép có khóa liên kết với nhau |
| Phương pháp thi công | Đào rãnh, giữ thành bằng bentonite/polymer, hạ lồng thép và đổ bê tông tremie | Ép hoặc rung các tấm cừ thép xuống đất |
| Độ cứng | Cao, khả năng hạn chế biến dạng tốt | Thấp hơn tường vây, phụ thuộc tiết diện và hệ chống |
| Khả năng chịu lực | Phù hợp với áp lực đất, nước và tải trọng lớn | Phù hợp hố đào quy mô vừa hoặc điều kiện tải trọng phù hợp |
| Khả năng chống thấm | Tốt nếu panel và mối nối được thi công đúng kỹ thuật | Có khả năng hạn chế nước nhưng vẫn có nguy cơ thấm qua khóa cừ |
| Chiều sâu thi công | Có thể áp dụng cho hố đào rất sâu | Thường phù hợp hơn với hố đào có độ sâu vừa, tùy địa chất và thiết kế |
| Ảnh hưởng công trình lân cận | Kiểm soát chuyển vị tốt, thích hợp khu vực đô thị mật độ cao | Rung hoặc ép cừ có thể ảnh hưởng công trình gần đó nếu không kiểm soát tốt |
| Khả năng sử dụng lâu dài | Có thể trở thành tường tầng hầm vĩnh viễn | Chủ yếu sử dụng làm kết cấu chắn tạm, có thể nhổ và tái sử dụng |
| Tốc độ thi công | Quy trình phức tạp, thời gian chuẩn bị và thi công dài hơn | Thi công tương đối nhanh khi điều kiện mặt bằng thuận lợi |
| Thiết bị | Cần máy đào tường vây, hệ thống bentonite, cẩu và thiết bị tremie | Chủ yếu cần máy ép cừ hoặc búa rung cùng thiết bị nâng |
| Chi phí ban đầu | Cao | Thường thấp hơn tường vây đối với công trình phù hợp |
| Khả năng tái sử dụng | Không | Cừ thép có thể được thu hồi và sử dụng cho công trình khác |
| Ứng dụng điển hình | Nhà cao tầng nhiều tầng hầm, ga ngầm, công trình ngầm, hố đào sâu | Hố móng, công trình tạm, kè, hố đào vừa và công trình cần thi công nhanh |
Khi nào nên sử dụng tường vây?
Tường vây thường được ưu tiên khi công trình có hố đào sâu, nhiều tầng hầm, mực nước ngầm cao hoặc nằm sát các công trình hiện hữu. Độ cứng lớn giúp kiểm soát biến dạng đất và chuyển vị thành hố tốt hơn, đồng thời tường có thể được tận dụng làm kết cấu tầng hầm vĩnh viễn.
Đây cũng là giải pháp phù hợp với các dự án có yêu cầu cao về khả năng chống thấm, độ ổn định và kiểm soát ảnh hưởng đến khu vực xung quanh.
Khi nào nên sử dụng cừ Larsen?
Cừ Larsen phù hợp hơn với các công trình cần giải pháp chắn đất tạm thời, tiến độ nhanh và khả năng thu hồi vật liệu sau thi công. Phương án này thường được xem xét cho hố móng, công trình hạ tầng, kè hoặc hố đào có độ sâu phù hợp với khả năng chịu lực của hệ cừ và hệ chống.
Một ưu điểm đáng chú ý là các tấm cừ thép có thể được nhổ lên để tái sử dụng, nhờ đó có thể giảm chi phí vật liệu trong một số dự án.
Tường vây hay cừ Larsen tốt hơn?
Không có phương án nào tốt hơn trong mọi trường hợp. Tường vây có lợi thế về độ cứng, khả năng kiểm soát chuyển vị và phù hợp với hố đào sâu. Trong khi đó, cừ Larsen nổi bật ở tốc độ thi công, tính linh hoạt và khả năng tái sử dụng.
Việc lựa chọn giải pháp cần căn cứ vào chiều sâu hố đào, địa chất, mực nước ngầm, khoảng cách đến công trình lân cận, yêu cầu chống thấm, tiến độ và ngân sách. Với công trình phức tạp, phương án cuối cùng cần được xác định thông qua tính toán địa kỹ thuật và thiết kế kết cấu thay vì chỉ dựa vào chi phí ban đầu.
Câu hỏi thường gặp về tường vây
Tường vây tiếng Anh là gì?
Tường vây trong nghĩa kết cấu tường trong đất thường được gọi là Diaphragm Wall.
Tường vây và cọc Barrette có giống nhau không?
Không hoàn toàn. Hai cấu kiện có thể sử dụng công nghệ đào tương tự nhưng khác về bố trí và chức năng chính. Tường vây tạo thành hệ liên tục để giữ đất và hố đào, trong khi cọc Barrette chủ yếu là phần tử móng chịu tải.
Tường vây thường dày bao nhiêu?
Nhiều dự án sử dụng chiều dày khoảng 600–1.500 mm. Tuy nhiên, chiều dày thực tế phải được kỹ sư xác định bằng tính toán, không nên áp dụng một kích thước cố định.
Tường vây có chống thấm tuyệt đối không?
Không. Tường có khả năng kiểm soát nước tốt nhưng vẫn có nguy cơ thấm qua mối nối, khuyết tật bê tông hoặc vị trí liên kết với sàn. Hệ chống thấm phải được thiết kế và thi công đồng bộ.
Tường vây có thể làm luôn tường tầng hầm không?
Có. Trong nhiều dự án, tường vây được thiết kế trở thành vách ngoài vĩnh viễn của tầng hầm.
Nhà dân có cần làm tường vây không?
Không phải mọi nhà dân đều cần. Giải pháp thường được cân nhắc khi nhà có tầng hầm sâu, nằm sát công trình lân cận hoặc điều kiện nền đất và nước ngầm phức tạp.
Bentonite trong tường vây để làm gì?
Dung dịch bentonite tạo áp lực giữ thành, giúp hạn chế đất trong rãnh bị sạt trước khi lồng thép và bê tông được thi công.
Có thể dùng cừ Larsen thay tường vây không?
Có thể trong một số công trình, nhưng phải căn cứ chiều sâu hố đào, địa chất, nước ngầm, không gian thi công và giới hạn chuyển vị. Hai giải pháp không thể thay thế cho nhau trong mọi trường hợp.
Qua bài viết trên hy vọng bạn đã hiểu rõ tường vây là gì, cấu tạo, chức năng cũng như quy trình thi công tường vây trong các công trình có tầng hầm và hố đào sâu. Việc thiết kế, thi công đúng kỹ thuật sẽ giúp tăng khả năng giữ đất, hạn chế nước ngầm và bảo đảm an toàn cho công trình lân cận.
Nếu cần tư vấn giải pháp thi công tường vây phù hợp với từng dự án, bạn có thể liên hệ Hùng Anh Groups để được hỗ trợ chi tiết.
