công trình ngầm, không gian ngầm việt nam- hôm nay và ngày mai

124 NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM QUỐC TẾ VÀ VIỆT NAM về công trình ngầm đô thò HỘI THẢO 22-10-2008 CÔNG TRÌNH NGẦM, KHÔNG GIAN NGẦM VIỆT NAM - HÔM NAY VÀ NGÀY MAI Nguyễn Trường Tiến Đặng Đình Nhiễm Phạm Ngọc Tân Nguyễn Đức Toản Lê Trung Kiên Võ Ngọc Quân Tóm tắt: Việt Nam đang có nhu cầu lớn trong vấn đề phát triển cơ sở hạ tầng, các toà nhà, nhà máy và nhiều dự án khác phục vụ cho công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Tuy nhiên nhiều khó khăn đặt ra cho việc thực hiện các dự án này, bao gồm các vấn đề về nền đất yếu, sự giới hạn các nguồn tài nguyên nhân lực, thiên tai, biến đổi khí hậu, năng lượng, nguồn nhân lực, môi trường,… Công trình ngầm có mặt ở hầu hết các loại công trình trên, phải được xây dựng với công nghệ cao và kiểm soát được các rủi ro. Từ kinh nghiệm và thực tiễn của Quốc tế và của Việt Nam trong những năm qua, có thể khẳng đònh việc xây dựng các công trình ngầm và phát triển không gian ngầm là một giải pháp hợp lý cho sự phát triển bền vững của Việt Nam. Các công trình nhà ở cao tầng cần tầng hầm cho gara ô tô thiết bò kỹ thuật, vui chơi giải trí, tích chứa năng lượng và sản xuất năng lượng Biomass Các công trình ngầm là cần thiết cho các loại công trình ngầm cho công nghiệp, nhà máy thủy điện và giao thông đô thò Bài viết này trình bày và thảo luận về các vấn đề trên. Trình bày những sai sót trong thực tế và đề xuất một số giải pháp kiến nghò. 1.MỞ ĐẦU Không gian ngầm là không gian được tạo ra hay sử dụng dưới ngầm (Space created or used underground). Chúng ta đã có các thành tựu xây dựng công trình ngầm nhất đònh, trong ngành thủy lợi/thủy điện, nhà ở và giao thông. Ở đây sẽ không bàn đến các hệ thống ngầm của các nhà máy thủy điện và hầm trên các đường sắt và đường ôtô. Sau đây chỉ xin đề cập đến một số dạng công trình ngầm trong đô thò (hệ thống tàu điện ngầm, bãi đỗ xe ngầm, nút giao thông ngầm, kho chứa ngầm, hầm dành cho người đi bộ v.v…). Công trình ngầm, không gian ngầm là xu hướng phát triển tất yếu của nhân loại, vì con người vốn được sinh ra từ các hang đá thiên nhiên. Các loại động vật đều có hang để ở như con chim có tổ. Loài người xây dựng hàng loạt các công trình trên mặt đất. Nay lại đi sâu vào lòng đất vì đất được coi là “Mẹ", lúc nào cũng sẵn lòng đón các con. Công trình ngầm và không gian ngầm có ưu điểm: - Con người được sống, làm việc, sinh hoạt, mua bán, đi lại an lành, an ninh hơn trong lòng đất. - Sử dụng được năng lượng từ lòng đất, đòa nhiệt (không phải chỉ có năng lượng từ mặt trời). - Khai thác được không gian ngầm để tích chứa nhiên liệu, lương thực, nước Sản xuất đá (ice), khí Biomass để cung cấp năng lượng cho tòa nhà và đô thò - Giảm thiểu tai nạn và ách tắc giao thông. - Nâng cao giá trò sử dụng đất. Tuy vậy việc thiết kế, thi công, đầu tư, khai thác, bảo hành, quản lý công trình ngầm có nhiều khó khăn do: - Đòi hỏi có kỹ thuật và công nghệ cao. - Đòi hỏi có tính chuyên nghiệp cao. Phải có kiến thức về cơ học đất, nền móng, đòa kỹ thuật, thủy lực, phương pháp tính, giám sát, quản lý, tài chính, môi trường, phong thủy… - Quan trắc, dự báo được quá trình thi công và khai thác sử dụng - Có độ rủi ro cao, chi phí lớn. Lại đòi hỏi phát triển nhanh do nhu cầu đất nước và nhà ở… - Là một chuyên ngành mới mẻ, chưa được đào tạo đầy đủ ở Việt Nam. - Thiếu kiến thức, kinh nghiệm, tài liệu sách giáo khoa và đội ngũ chuyên gia. 125 NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM QUỐC TẾ VÀ VIỆT NAM về công trình ngầm đô thò HỘI THẢO 22-10-2008 1.1 ĐIỀU KIỆN CHUNG CỦA VIỆT NAM Việt Nam có hơn 4000 năm lòch sử cùng với 332.000km2 diện tích đất tự nhiên và 3000km bờ biển. Dân số khoảng 84 triệu dân, trong đó có hơn 70% là nông dân. Việt Nam là quốc gia trẻ, có sự kết hợp của văn hoá phương Đông và văn minh phương Tây. Người Việt Nam thông minh, cần cù, thân thiện… như cây lúa, cây tre, cây dâu, đất, nước, khí… Hình ảnh của Việt Nam là chữ “S” và số 8. Trong tiếng Anh, chữ S là đứng đầu của “Success, Satisfaction, safety,…” và số 8 là số của Phật giáo. Việt Nam bắt đầu bằng chữ “V” tức là “Value, Victory…” và “ Vui Vẻ, Vinh Quang, Văn Hoá…” Mái nhà của Việt Nam cũng có chữ “V” của “Vẻ Vang, Vững Vàng…” Hình 1 là bản đồ tự nhiên của Việt Nam và các đồng bằng ở lưu vực sông - Đồng bằng Sông Hồng: Dân số là 20triệu, gồm Hà Nội và 5 tỉnh khác đó là Hải Phòng, Hải Dương, Thái Bình, Ninh Bình, Hà Nam - Đồng bằng Sông Cửu Long: Dân số là 20triệu, gồm Tp.Hồ Chí Minh và 7 tỉnh khác là Long An, Đồng Tháp, Cần Thơ, Vónh Long, Kiên Giang, Tiền Giang và Bến Tre Sau cuộc chiến chống Mỹ cứu nước (1975), Việt Nam bắt tay vào xây dựng và phát triển đất nước với nhiều thời cơ thuận lợi. Tuy nhiên, cũng phảI đối mặt với nhiều vấn đề khó khăn vì trình độ dân trí quá thấp. Ngày nay Việt Nam vẫn còn là một đất nước nghèo, thu nhập bình quân đầu người là 700$/ năm/ người. Nhiều nơi thậm chí chỉ là 200$/năm/người. Sự đòi hỏi cần xây dựng hệ thống giao thông, cầu, hạ tầng cơ sở… ngày càng trở nên gay gắt theo từng năm vì đây là vấn đề sống còn cho sự phát triển của Việt Nam. Không quá khó để nhận thức được vai trò và sứ mạng của các ngành khoa học kỹ thuật, đặc biệt là khoa học kỹ thuật xây dựng cơ bản và xây dựng công trình ngầm 1.2 ĐIỀU KIỆN NỀN ĐẤT - Nền đất ở ĐBSH và ĐBSCL có lớp sét yếu có chiều dày lên đến 40m. Đất sét thường có nhiều các tạp chất hữu cơ. Các công việc đang tiến hành của 2 Hệ thống Tàu điện ngầm/ Hình 1a: Bản đồ tự nhiên Việt Nam Hình 1b:Đồng bằng Sông Hồng Hình 1c: Đồng bằng Sông Cửu Long Đường ngầm ở 2 thành phố lớn giúp bổ sung thông tin làm sáng thêm bức tranh về điều kiện nền đất của vùng, hoặc chí ít cũng mang đến sự phát triển xứng đáng cho nghành xây dựng nói chung và ngành cầu, hầm nói riêng. - Độ sâu của lớp nước ngầm là rất nhỏ (0.5 đến 2.5m). Ở Hà Nội, hàm lượng nước ngầm trở nên ít hơn trong thời gian gần đây, phân bố rộng hơn. Lý do chính là do khai thác nước ngầm gây lún phụ. Đất yếu thường có các đặc trưng sau - Hàm lượng nước thường lớn hơn giới hạn chảy. 126 NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM QUỐC TẾ VÀ VIỆT NAM về công trình ngầm đô thò HỘI THẢO 22-10-2008 - Giá trò N điển hình: từ 0 - 5. - Cường độ chòu cắt không mất nước: từ 10 đến 40 kpa. - Chỉ số nén ép: 0,6 - 1. - Tỷ lệ lỗ rỗng ban đầu: 1,5 - 2. - Lượng mưa hàng năm: 1000 - 2000 mm. 1.3 KHÓ KHĂN CỦA ĐẤT YẾU Ở VIỆT NAM ĐỐI VỚI NỀN MÓNG VÀ CÔNG TRÌNH NGẦM - Nền móng của đường, nhà ở và các công trình khác quanh công trình ngầm + Độ lún: độ lún lớn, nhiều nơi ở khu vực ĐBSCL, những đê có độ cao 5 đến 8 m, độ lún có thể là 3 đến 5m. Tầng hầm, công trình ngầm, hầm chui cho người đi bộ bò lún theo đất đắp. + Tính ổn đònh của nền, đất. + Tính thấm của đất. + Sự hoá lỏng : động đất, tải trọng đường bộ, tải trọng đường sắt… đến công trình ngầm. - Khó khăn khi xây dựng công trình ngầm + Các công trình về giao thông , thuỷ lợi và các công trình khác trên đất đắp. + Cải tạo nền đất cho CTXD tại vùng ngập lụt: Lún cả khu đất đắp và móng. + Sạt lở đất ở các đường quốc lộ làm hư hỏng các công trình ngầm. + Sự ổn đònh ở các bờ sông , bờ biển do đất, dòng chảy, xói mòn và hệ thống thoát nước. + XD các công trình nhà máy thuỷ điện, đường bộ, đường sắt,… trên nền đất, nền đá phức tạp, tiềm ẩn các rủi ro. Đặc biệt với các hang ngầm, đá mồ côi. + XD các công trình ngầm, hầm ngầm, đường tàu điện ngầm… làm ảnh hưởng đến các công trình hiện hữu trên mặt đất (lún, nghiêng, mất nước, dòch chuyển ngang…). + XD các công trình trên biển. Công trình bảo vệ an ninh quốc phòng, kinh tế. Hệ thống hầm ngầm… trên đá san hô, trên đất, đá… đỏi hỏi kỹ thuật và công nghệ thích hợp. Hình 2: Trượt lở tại đường quốc lộ 6 Sơn La Hình 3: Các vấn đề gặp phải do nền đất yếu Hình 2 và hình 3 trình bày các sự cố về trượt lở mái dốc và hư hỏng công trình do đất yếu và nền móng. Công trình tường chắn đất của hố đào có thể bò trượt. Móng công trình có thể bi lún quá mức cho phép. Áp lực lên tường chắn đất lớn hơn áp lực cho phép. Tường trong đất và cọc không chòu được tải trọng ngang quá lớn. Toàn bộ khối đất đắp bò lún. Công trình cạnh hố đào bò nghiêng 127 NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM QUỐC TẾ VÀ VIỆT NAM về công trình ngầm đô thò HỘI THẢO 22-10-2008 2. THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH NGẦM Việc thiết kế đòa kỹ thuật có thể sử dụng phương pháp đơn giản hoặc phương pháp số. Với phương pháp số, một số chương trình thương mại đã được phổ biến và sử dụng khá rộng rãi ở Việt Nam như: Plaxis, Geoslope, Soil vision v.v… - Thực nghiệm và thí nghiệm. Phải có một chương trình thực nghiệm và thí nghiệm tổng thể. - Quan trắc. Phải đặt các mốc quan trắc dòch chuyển, ứng suất, biến dạng và áp lực nước. - Mô hình nền. Phải kể đến các điều kiện biên, điều kiện tải trọng và cho mô hình hợp lý. - Chỉ tiêu đất nền. Quan trọng nhất là các chỉ tiêu về cường độ, biến dạng, hệ số thấm. - Tải trọng tác động. Phải kể đến tải trọng các công trình bên cạnh. - Tải trọng động. Phải kể đến tải trọng của xe chạy, chấn động… - Hạ mực nước ngầm. 3. THI CÔNG CÔNG TRÌNH NGẦM VÀ CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ HỐ ĐÀO 3.1. HỐ ĐÀO THI CÔNG TẦNG HẦM CỦA CÁC TOÀ NHÀ CAO TẦNG Công trình có tầng hầm đầu tiên sau 1954 được xây dựng chính là tầng hầm của nhà 11 tầng (móng cọc đóng 12m, 1 tầng hầm) nay là Khách sạn Hà Nội (Hồ Giảng Võ), được tập thể cán bộ Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng thiết kế (Nguyễn Mạnh Kiểm, Hoàng Như Sáu, Huỳnh Thanh Xuân, Nguyễn Đăng Bích, Nguyễn Trường Tiến, Phùng Đức Long, Nguyễn Bá Kế, Nguyễn Anh Dũng,…) và Sở Xây dựng Hà Nội thi công vào năm 1981. Sau năm 1994 cho đến nay tại Hà Nội và TP.HCM có rất nhiều các toà nhà cao tầng có tầng hầm, quy mô từ 1 đến 5 tầng hầm. Hố đào và tầng hầm có thể được thi công và bảo vệ bằng: - Cọc đất xi măng( Công nghệ của Thụy Điển) - Tường trong đất và neo mềm (neo cáp dự ứng lực) (trụ sở Vietcombank 184 Trần Quang Khải, Hà Nội 1997; Tòa nhà Tập đoàn Điện lực Việt Nam EVN tại 11 phố Cửa Bắc, Hà Nội 2008, tòa tháp Keangnam Landmark Tower, Lô 6 đường Phạm Hùng, Hà Nội) - Tường cừ bằng gỗ và thanh chống (5 Lê Duẩn, Tp.Hồ Chí Minh 1997, Trung tâm Thương mại số 14 Ngô Quyền, Hà Nội 1992). Các công trình trên do VIC, COFEC và AA thực hiện - Tường cừ bằng BTCT và đào hố hoặc top-down có thanh chống bằng BTCT, Thép, Gỗ - Tường cừ bằng ván ép và thanh chống (31 Hai Bà Trưng, 102 Trần Hưng Đạo, Hà Nội). Các cán bộ của COFEC, Hội Cơ học đất và Đòa kỹ thuật Việt Nam và Công ty AA đảm nhận thiết kế - Tường cừ bằng cọc khoan nhồi (mở rộng Khách sạn Hà Nội, 1997) Công ty TDC, TCTy Xây Dựng Hà Nội thực hiện Không chỉ các tòa nhà cao tầng mới xây mới bắt buộc phải có các tầng hầm, mà các tòa nhà cao tầng xây dựng trong giai đoạn trước năm 2000, nay cũng đã có nhu cầu phải làm thêm tầng hầm bên dưới công trình đang sử dụng. Vấn đề chính là giải quyết chỗ đỗ xe ô tô với tiêu chuẩn 1 – 2 gara/hộ. Việc nảy sinh nhu cầu lớn của việc xây thêm tầng hầm kiểu bổ xung khi có nhu cầu đỗ xe là hậu quả của việc tư duy chưa đủ tầm xa trong giai đoạn trước. Nay phải lãnh hậu quả khi mà số lượng phương tiện cơ giới tăng lên và sự gia tăng tập trung dân số đô thò ngoài vòng kiểm soát dẫn tới thiếu đất nghiêm trọng. Tuy vậy việc xây thêm các tầng hầm bên dưới tòa nhà đang sử dụng (mà không làm ảnh hưởng sinh hoạt của con người trong tòa nhà đó) là khả thi về mặt kỹ thuật, nhưng chi phí có lẽ sẽ là không hề rẻ. Hình 4: Các loại tường cừ chống giữ hố đào Sử dụng cừ thép, sử dụng cọc nhồi, sử dụng tường trong đất 128 NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM QUỐC TẾ VÀ VIỆT NAM về công trình ngầm đô thò HỘI THẢO 22-10-2008 Việc xây dựng các bãi đỗ xe ô tô ngầm (Công viên Lê Văn Tám), công trình ngầm chợ siêu thò, đường ngầm, tầng hầm cho vui chơi giải trí, thư giãn, tích chứa năng lượng, sản xuất năng lượng, thoát nước, cấp nước… là một nhu cầu tất yếu. Khó khăn nhất là việc xây dựng công trình ngầm trên là đảm bảo sinh hoạt, hoạt động bình thường của người dân, sự an toàn của các công trình lân cận và hệ thống kỹ thuật. Việc hạ mực nước ngầm tạm thời, các dòch chuyển ngang, lún bổ xung mang lại nhiều rủi ro cho chủ đầu tư và các bên tham gia dự án. 3.2. HỆ THỐNG TÀU ĐIỆN NGẦM VÀ CÁC NÚT GIAO NGẦM Cho tới cuối thế kỷ XX, vẫn chưa có công trình ngầm đô thò nào như hệ thống tàu điện ngầm, bãi đỗ xe ngầm, hầm dành cho người đi bộ v.v… được xây dựng ở Việt Nam. Trong những năm đầu thế kỷ XXI và tương lai gần, các công trình ngầm sẽ xây dựng ở các thành phố lớn có thể kể đến: - Hầm chui phục vụ giao thông tại Ngã Tư Sơ. - Hầm chui phục vụ gần Trung tâm Hội nghò quốc gia. - Hầm tại nút giao thông Kim Liên (Lê Duẩn – Đào Duy Anh – Đại Cồ Việt). - Hệ thống thoát nước ngầm, cấp nước ngầm tại Tp. Hồ Chí Minh. 3.3. CHỐNG THẤM BÃI RÁC, HỒ CHỨA NƯỚC, VÀ CÔNG TRÌNH NGẦM BẰNG CÔNG NGHỆ ROCAMIX Xuất phát từ thực tế là phải xây dựng những công trình đường giao thông, hồ chứa nước,đập nước, đê điều, nhà ở trong điều kiện đất nền yếu, phức tạp, thiếu các vật liệu truyền thống như đá, cát, sỏi… Công nghệ ROCAMIX đã được hình thành Ý tưởng chính của công nghệ ROCAMIX là lập lại quá trình tự nhiên của đá bò phong hoá và tác động thiên nhiên đã trở thành đất, nay lại cải tạo ngược để đất trở lại các đặc tính của đá: Tăng cường độ và giảm tính thấm của đất nền. Nguyên lý làm việc của ROCAMIX là đẩy nước ra khỏi đất và che phủ các lỗ rỗng của đất dưới tác động của hoá lý và năng lượng đầm chặt. 3.4. TÍCH CHỨA NƯỚC DƯỚI ĐẤT Một trong những vấn đề khó khăn nhất của việc thi công công trình ngầm là làm khô hố móng, chống phá hỏng hố đào. Đồng thời lại không làm hạ mực nước ngầm xung quanh hố đào sâu, gây độ lún phụ cho các công trình lân cận. Công nghệ Wills có thể được sử dụng để tích Hình 5: Áp dụng công nghệ ROCAMIX làm đập, hồ chứa nước, bảo vệ hố chứa rác, chống thấm… 129 NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM QUỐC TẾ VÀ VIỆT NAM về công trình ngầm đô thò HỘI THẢO 22-10-2008 Hình 3: Chu kỳ vận động nước- Biến thể của dòng chảy đến và dòng chảy đi của nước ngầm. chứa nước và các tầng chứa nước, không làm hạ mực nước ngầm quanh hố đào. Đồng thời hút nước từ đáy hố đào. Nguyên lý của công nghệ Wills (CHLB Đức) được mô tả dưới đây và trên các hình vẽ Sự chảy đến, chảy đi của dòng nước ngầm biến đổi về căn bản khi có sự cản lại, khi ta đưa vào dòng chảy một cửa ngầm làm việc như một vật cản. Vật cản có thể là một giếng, tầng hầm của nhà, một tường chắn hay là một vùng nước chết do áp lực thấm và hút của vòi phun. Vật cản tạo ra ở dòng chảy đến một sự mất nước. Đồng thời sau vật cản sinh ra một sức hút trong dòng nước ngầm chảy đi. Nguyên lý này tương tự như gió đẩy và gió hút khi tác động vào một ngôi nhà Công nghệ Willer đang được nghiên cứu để áp dụng trong việc làm khô hố đào của 5 tầng hầm tại tòa nhà 65 tầng City Complex – Liễu Giai, Hà Nội và bãi đỗ xe Lê Văn Tám, Tp.Hồ Chí Minh. Công nghệ này cho phép làm khô hố móng và “nhồi nước” từ hố móng vào nước ngầm chung quanh. Đảm bảo sự cân bằng áp lực nước và không làm lún nền. Giải pháp này cũng có Hình 6: Giếng khai thác và thấm ngầm – Diễn tả kỹ thuật (dưới ngầm) Hình 7: Nước chua được xử lý bằng hệ Thấm ngầm với vòi phun có dùng vôi và Glycerin 130 NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM QUỐC TẾ VÀ VIỆT NAM về công trình ngầm đô thò HỘI THẢO 22-10-2008 Hình 8a: Giếng khoan hút nước Hình 8b: Giếng khoan nhồi Hình 8: Hệ thống hút nước trong hố đào và“nhồi nước“ vào tầng chứa nước cạnh hố đào thể cho phép thoát nước trong đô thò qua hệ thống hồ thu nước và bơm nước mưa từ hồ chứa nước xuống các tầng ngầm chứa nước. Hồ chứa nước ngầm hoặc nổi có thể hình thành bằng công nghệ Willer hoặc sử dụng công nghệ Rocamix 3.5.RỦI RO VÀ TAI NẠN KHI LỰA CHỌN GIẢI PHÁP XÂY DỰNG TẦNG HẦM Thực tế cho thấy rằng không có một giải pháp xây dựng công trình ngầm và bảo vệ hố đào là duy nhất. Việc lựa chọn công nghệ thi công phụ thuộc vào - Điều kiện đòa kỹ thuật - Điều kiện đòa hình - Thiết bò sẵn có - Kinh nghiệm thi công và thiết kế - Công trình lân cận - Điều kiện thoát nước - Tác động do hạ mực nước ngầm - Tải trọng và tác động - Môi trường - Kinh phí - Thời gian - Sự rủi ro (Con người x Xã hội, chính sách, quy đònh… = Rủi ro) - Sự rủi ro thường gặp là: + Sự cố và khả năng sụp đổ của các công trình lân cận + Lý do thường được đưa ra là do sự cố của đất nền, do có túi nước là không đúng (lỗi do thiết kế và thi công tường vây, hạ mực nước ngầm thường bỏ qua) + Công tác tư vấn trong nhiều trường hợp là không chuyên nghiệp và chưa làm việc đúng luật + Hạ mực nước ngầm do đào hố móng gây lún lệch các công trình lân cận thường là nguyên nhân chính gây rủi ro và tai nạn. + Chống thấm và làm giảm lưu lượng nước thường ít được quan tâm. Nước có thể phá hủy hố đào, phá hỏng công trình lân cận. Nước là tác động đến sự ổn đònh của đất (Thủy và Thổ trong Ngũ hành) + Nhà quản lý, chủ đầu tư, tư vấn thiết kế và thi công thường bỏ qua những tải trọng, tác động trong quá trình thi công (sử dụng Bentonite giữ thành hố khoan, tường trong đất, song không kể đến áp lực của tải trọng khác ví dụ của công trình lân cận, tải trọng do xe chạy, thiết bò thi công…) 131 NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM QUỐC TẾ VÀ VIỆT NAM về công trình ngầm đô thò HỘI THẢO 22-10-2008 Việc lựa chọn tư vấn thiết kế và quản lý dự án công trình ngầm đúng có vai trò quyết đònh cho sự thành công của dự án. Nhà tư vấn có trách nhiệm thiết kế và phải lựa chọn được nhà thầu có kinh nghiệm, đã thực hiện dự án trong khả năng có thể kiểm soát được các rủi ro cho chủ đầu tư và cho cộng đồng. Khó khăn nhất đối với các đơn vò thi công hiện nay không phải là thiết bò, kinh phí mà là con người có đủ năng lực, kinh nghiệm để lập biện pháp thi công, quản lý, kiểm soát chất lượng và tiến độ thi công Chủ đầu tư phải dành kinh phí cho công tác kiểm tra chất lượng, khảo sát bổ sung, quan trắc và thẩm đònh hồ sơ, giám sát công trình ngầm… Hội Cơ học đất và Đòa kỹ thuật Công trình Việt Nam, Công ty AA, Công ty Liên doanh Xây dựng VIC, Viện Đòa kỹ thuật Việt Nam (VGI), Tổng Công Ty Xây dựng Hà Nội… có nhiều kinh nghiệm trong thiết kế thi công và quản lý dự án công trình ngầm trong đô thò, đặc biệt là quản lý Dự án và quan trắc đòa kỹ thuật. Một số công trình ngầm có quy mô lớn của Trung tâm Hội nghò Quốc gia, Tòa nhà City Complex, Hầm chui, thoát nước… do Tổng Công Ty Xây dựng Hà Nội và Công ty VIC thi công tại Hà Nội và Tp.Hồ Chí Minh 4. VÌ SAO CÔNG TRÌNH NGẦM BỊ HƯ HỎNG, CHÚNG TA ĐI VỀ ĐÂU? Công trình ngầm và nền móng bò hư hỏng có thể chiếm tới 75% sự cố các công trình xây dựng. Việc thiết kế, thi công nền móng và sử dụng công trình ngầm gây hư hỏng có nhiều nguyên nhân. Nguyên nhân có thể là do sự thiếu hiểu biết, thiếu kinh nghiệm, thiếu năng lực, thiếu tính chuyên nghiệp và đạo đức nghề nghiệp của người kỹ sư, chủ đầu tư và nhà quản lý. Một số nguyên nhân hư hỏng và sự cố công trình ngầm do nền móng thường gặp là: 4.1. SAI LẦM TRONG KHẢO SÁT * Thiếu các chỉ tiêu đất nền cần thiết: - Hệ số thấm, xác đònh sai từ 5 đến 15 lần. - Hệ số cố kết, xác đònh sai, không đúng thực tế thi công và tải trọng trong các giai đoạn. - Lưu lượng nước và dòng chảy vào hố móng. Không được dự tính đúng, vừa làm vừa tát nước… Càng hút nước càng làm tăng áp lực lên tường chắn và tăng áp lực gây lún do hạ mực nước ngầm - Sức kháng cắt không thoát nước và thoát nước. Các chỉ số này là cần thiết để tính toán sự ổn đònh của vách hố đào, mái dốc trong các điều kiện ứng suất khác nhau - Hệ số nén lún của nền theo độ sâu với các trạng thái ứng suất và biến dạng khác nhau và điều kiện thóat nước khác nhau. Hệ số đất nền theo phương ngang thường bỏ qua. - Thấu kính cát. Có khả năng tải nước và phá hỏng hố đào (cát chảy) - Xác đònh không chính xác tầng chứa nước, mực nước ngầm. Khi nước ngầm hạ tăng thêm ứng suất hữu hiệu và gây lún bổ xung cho các công trình lân cận. Hạ mực nước 10m, tải trọng gây lún phụ là tương ứng với nhà 5 tầng mới. Sự hạ mực nước ngầm lại là không đều (theo khoảng cách đến hố đào), vì vậy công trình lân cận bò lún lệch. * Tác động môi trường: Tư vấn thiếu các đánh giá tác động môi trường (Phong thủy) - Ảnh hưởng của môi trường. - Ảnh hưởng công trình lân cận. - Ảnh hưởng của tải trọng động. 4.2. SAI LẦM TRONG THIẾT KẾ - Tính lún sai sơ đồ. Hầm chui cầu Văn Thánh trên cọc cừ tràm bò lún là do lún tổng thể của tầng đất đắp. Đất đắp của cầu Văn Thánh có chiều rộng khoảng 50m, chiều dày tầng bùn khoảng 30m. Việc sử dụng cọc cừ tràm 5m và cắm bấc thấm khoảng 15m để xử lý nền đất yếu là không phù hợp. Độ lún tổng thể có thể lên đến 3m - Tính lún lệch cầu Cần Thơ Sự cố nền móng cầu Cần Thơ là một bài học kinh nghiệm lớn cho các Kỹ sư, chủ đầu tư và nhà quản lý. Theo Ủy ban Nhà nước điều tra về sự số cầu Cần Thơ sự phá hỏng cầu dẫn là độ lún lệch 12mm của trụ phụ 13 (hình 10). Các hình vẽ và hình ảnh dưới đây mô tả về sự cố của cầu dẫn cầu Cần Thơ với các trụ chính 13, 14, 15 (cách nhau 40m) sử dụng cọc khoan nhồi chiều sâu 76 – 80m. Các trụ phụ giữa nhòp 13-14 và 14-15 là hệ đỡ tạm. Móng của các trụ phụ này là cọc đóng 30x30 (hình…). Một khả năng có thể gây phá hỏng tức thời hệ thống cầu dẫn trên các trụ 13-14-15 có thể là: Độ lún lệch giữa trụ phụ và trụ chính. Các móng cọc 37m của trụ phụ làm việc chủ yếu trong lớp đất yếu khoảng 40m vì chủ yếu bằng ma sát bên. Với mức dòch chuyển khoản 5mm ma sát bên đã được huy động hết. Sai sót lớn nhất là thiếu các quan trắc độ lún vì độ dòch chuyển (chuyển vò) của công trình và móng 132 NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM QUỐC TẾ VÀ VIỆT NAM về công trình ngầm đô thò HỘI THẢO 22-10-2008 Hình 9: Cầu chui Văn Thánh Tư vấn cũng thường không kể đến các yếu tố sau: - Không tính đến lực đẩy nổi (lực đẩy nổi của nước lên tầng hầm và thể tích đất đào đi là một ưu điểm lớn: Giảm tải trọng lên cọc và lên nền). Tuy vậy phải kể đến áp lực đẩy nổi khi đang thi công phần tầng hầm - Tính sức chòu tải của nền không đúng - Tính lưu lượng nước, lưới thấm, phần mềm… Với điều kiện biên và chỉ tiêu đất nền sai. - Tính áp lực ngang của đất không chính xác. Không kể đến các trường hợp tải trọng và trạng thái ứng suất khác nhau trong thi công - Không kể đến khả năng phá hỏng hố đào do đẩy nổi hoặc cát chảy - Thiết kế chiều sâu đóng tường cừ trong cát được mô tả dưới đây. Về nguyên tắc tường cừ thép, bê tông,… được cắm vào lớp đất có độ thấm ít hơn cát (sét, sét pha) Hình 10: Lún lệch móng T13-U và sơ đồ biến dạng trụ thép( theo UBNN điều tra sự cố) Hình 11: Mô tả hệ đỡ tạm (trục 13-15) Hình 12: Trụ tạm thép 133 NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM QUỐC TẾ VÀ VIỆT NAM về công trình ngầm đô thò HỘI THẢO 22-10-2008 PHẢI LUÔN NHỚ RẰNG: NƯỚC LÀ YẾU TỐ VÀ TÁC ĐỘNG QUAN TRỌNG NHẤT ĐẾN SỰ ỔN ĐỊNH. SỰ HẠ MỰC NƯỚC NGẦM VÀ DỊCH CHUYỂN NGANG DO ĐÀO HỐ MÓNG SÂU GÂY LÚN LỆCH CHO CÔNG TRÌNH LÂN CẬN. Hình 13: Mô tả điều kiện nền đất dưới trụ tạm Hình 14: Hình ảnh trụ tạm bò sập [...]... dựng công trình ngầm không gian ngầm và nền móng phần âm của công trình Nên có đường cong và hình tròn trong công trình ngầm c hội thảo những bài học kinh nghiệm quốmtế và việt nam 137 đô thò 22-10-2008 về công trình ngầ 5.6.3 Quản lý công trình ngầm với phong thủy Quản lý công trình ngầm là hợp với phong thủy, 4 mùa, 4 phương, 8 hướng Dương đã khó, Âm càng khó hơn vì ÂM PHÙ, DƯƠNG TRÙ 5.6.4 Quản lý công. .. đảm nhận vai trò quản lý, ký tên vào bản vẽ, lãnh đạo và thực hiện dự án công trình ngầm Sự trợ giúp của tư vấn nước ngoài là quan trọng Song Việt Nam phải có chiến lược phát triển nguồn nhân lực cho công nghệ phát triển công trình ngầm, không gian ngầm thảo 136 hội 22-10-2008 những bài học kinh nghiệm quốc tế và việt nam về công trình ngầm đô thò Bộ môn công trình ngầm và phong thủy nên được thành lập... nghệ thuật không phải kỹ thuật - Hợp tác quốc tế và chuyển giao công nghệ về công trình ngầm - Xây dựng TCVN về công trình ngầm, không gian ngầm - Học tập kinh nghiệm quốc tế, đặc biệt tích cực tham gia ITA - Nâng cao chất lượng nguồn nhân lực trong các loại hình đào tạo 5 Kết luận và kiến nghò 5.1 Sự cố nền móng và công trình ngầm trong xây dựng, giao thông, thủy lợi, công nghiệp… đã đang và sẽ trở... nhỏ” (từng bước) 5.6 Quản lý công trình ngầm hôm nay và ngày mai 5.6.1 Nguyên tắc 6M: MAN CON NGƯỜI MACHINERY THIẾT BỊ METHOD PHƯƠNG PHÁP MANAGEMENT QUẢN LÝ MONEY KINH PHÍ MINUTE THỜI GIAN 5.6.2 Quản lý công trình ngầm và Trống Đồng Việt Nam (NÕ NƯỜNG) QUẢN LÝ NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH NGẦM LÀ QUẢN LÝ PHẦN ÂM Xin quay về với quá khứ, với Trống Đồng để cân bằng âm dương ở hiện tại và vững bước, hài hòa đi đến... trì và là giám đốc dự án? - Tổ chức đào tạo liên tục (Continuity Professional Development, CPD) theo thông lệ quốc tế Phổ biến kiến thức về công trình ngầm, không gian ngầm - Thành lập hội kỹ sư Việt Nam (Institution of Engineers of Vietnam, IEV) - Xây dựng các đơn vò tư vấn và nhà thầu chuyên nghiệp về công trình ngầm - Có khảo sát, quan trắc đòa kỹ thuật cho các loại công trình So sánh lý thuyết và. .. nước ngầm, chuyển vò, ứng suất; Dự tính kết quả quan trắc…Phải quan trắc, điều tra các công trình lân cận 5.4 Nền móng và công trình ngầm trong đô thò bò phá hỏng là do các sai sót - Khảo sát đất nền không chính xác - Thiếu kinh nghiệm thiết kế Đặc biệt là không có hiểu biết về bài toán lún, thấm, dòch chuyển ngang, ổn đònh mái dốc, dòng chảy và cường độ… - Lựa chọn công nghệ thi công sai - Quy trình công. .. Quản lý công trình ngầm với sự kết hợp Đông – Tây Công trình ngầm ở Việt Nam là sự kết hợp giữa văn hóa phương Đông và văn minh phương Tây Càng đi vào lòng đất ngay từ lúc còn sống, con người sẽ có hiểu biết hơn, khỏe hơn, an lành hơn và thương yêu đồng loại hơn 5.6.5 Quản lý công trình ngầm nhằm phòng chống, giảm thiểu thiên tai thay đổi khí hậu và tiết kiệm năng lượng Hình 19: Trống Đồng Việt Nam Trống... mức nước ngầm làm nghiêng lún công trình xung quanh (31 Hai Bà Trưng - Hà Nội, 62 Lý Thái Tổ - Hà Nội, 14 Ngô Quyền - Hà Nội, Pacific TPHCM) - Sai sót trong quá trình thi công và sập công trình lân cận (hình 18) Có ý kiến cho rằng Hình 18: Viện Khoa học xã hội bò sập do ảnh hưởng của thi công Tòa nhà Pacific c hội thảo những bài học kinh nghiệm quốmtế và việt nam 135 đô thò 22-10-2008 về công trình ngầ... đại học/ viện nghiên cứu /công ty 5.3 Các công nghệ thiết kế công trình ngầm được trình bày là các công nghệ đã được dùng phổ biến trên thế giới Các chương trình máy tính điện tử đã có sẵn ở Việt Nam Các khó khăn của việc thiết kế công trình ngầm là phải: - Có được các chỉ tiêu đòa kỹ thuật với độ chính xác cao Phải có Kỹ sư chuyên nghiệp thực hiện các thí nghiệm, đánh giá và lựa chọn chính xác nhất... nước ngầm và hạ nước ngầm (nếu cần) - Nhà thiết kế phải đảm bảo nguyên tắc về giá trò dưới đây Lựa chọn phương án đã có công trình ngầm chất lượng cao nhất (giá trò âm) và giá thành thấp nhất (giá trò dương) Nguyên tắc: Giá trò = Chất lượng / Giá thành (vai trò của người kỹ sư chuyên nghiệp) 4.3 Sai lầm trong thi công - Lựa chọn công nghệ thi công không đúng - Lựa chọn sai thiết bò - Chống thấm không . 124 NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM QUỐC TẾ VÀ VIỆT NAM về công trình ngầm đô thò HỘI THẢO 22-10-2008 CÔNG TRÌNH NGẦM, KHÔNG GIAN NGẦM VIỆT NAM - HÔM NAY VÀ NGÀY MAI Nguyễn Trường Tiến Đặng Đình Nhiễm Phạm. một số dạng công trình ngầm trong đô thò (hệ thống tàu điện ngầm, bãi đỗ xe ngầm, nút giao thông ngầm, kho chứa ngầm, hầm dành cho người đi bộ v.v…). Công trình ngầm, không gian ngầm là xu hướng. dựng công trình ngầm không gian ngầm và nền móng phần âm của công trình. Nên có đường cong và hình tròn trong công trình ngầm. 138 NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM QUỐC TẾ VÀ VIỆT NAM về công trình ngầm