EN -CS II
Trang 2ory 20
ING
GS TS NGUYEN VIET TRUNG (Chi bién) TS DINH CONG TAM
PHAN TICH VA QUAN LY
RUI RO KY THUAT TRONG XAY DUNG CAU
Trico |
NHA XUAT BAN GIAO THONG VAN TAI
Trang 3LỜI NÓI ĐÀU
Trong quá trình xây dựng cơng trình cầu, một sai lầm kỹ thuật nhỏ ở một cơng việc nào đó có thê dẫn tới hậu quả không lường trước được Quản lý rủi ro sẽ làm giảm bot, hạn chế và ngăn chặn các rủi r0 cÓ thể xảy ra Trong nội dung của Quản ly rui ro, trước hết cần quan tâm đến Phân tích rủi ro kỹ thuật
Giáo trình này sẽ đề cập tới việc: Phân tích rủi ro iv thuật xảy dựng cơng trình câu ở Việt Nam qua một số sự có gân đây Từ đó có thể sẽ giúp cho người cán bộ kỹ thuật có cách nhìn nhận tổng quát hơn trong công tác phòng tránh rủi ro trong suốt quá trình xây dựng và khai thác công trình câu
Ngồi là giáo trình dùng để giảng dạy cho sinh viên ngành xây dựng cơng trình giao thơng, sách còn được dùng tham khảo cho các cán bộ nghiên cứu, quản lý và kỹ sư can quan tam đến vấn đề này
Sách được viết lần đâu, tác giả hy vọng nhận được những góp ý của bạn đọc và đông nghiệp Xin chân thành cám ơn!
Trang 4Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 KHÁI NIỆM
Quan điểm truyền thống cho rằng rủi ro mang tính chất tiêu
cực thường được nhận thức như là sự không mong muốn, kết
quả không thuận lợi tức là nó chỉ đem lại thiệt hai, mat mat va
không thẻ đo lường được Hiện nay xu Rướng chung đều thống nhất định nghĩa “Rủi ro là sự kiện hoặc tình huống bất ngờ có thể hoặc đưa lại các cơ hội mới trong quá trình đầu tư, kinh doanh hoặc dẫn đến các mất mát, thiệt hại, tổn thất; và các yêu
tố này có thể xác định được”
Tuy nhiên, căn cứ vào thực trạng những dự án xây dựng cơng trình giao thơng hiện chỉ đề cập đến các rủi ro mang lại
thiệt hại hoặc những tác động bất lợi đối với dự án Tiếp cận
theo quan điểm này, rủi ro chỉ phát sinh khi có một sự không
chắc chắn về mắt mát có thể xảy ra Khi có sự khơng chắc chắn
về kết quả, tức là có rủi ro trong hoạt động Rủi ro là những
thiệt hại, mất mát hoặc các yếu tố có liên quan đến nguy hiểm, khó khăn, tồn thất hoặc điều không chắc chắn có thể xảy ra cho con người hoặc kết quả hoạt động của con người
Rủi ro của dự án mang tính chất tổng hợp các yếu tố ngẫu nhiên có thể đo lường xác suất không đạt mục tiêu của dự án, là những yếu tố gây nên mắt mát thiệt hại Xây dựng cơng trình nói chung và xây dựng cơng trình cầu nói riêng là một lĩnh vực phức
Trang 5tạp, nó phải sử dụng tới nhiều nguồn lực của xã hội và bị ảnh hưởng bởi sự không ổn định của môi trường xung quanh như những yêu cầu về pháp luật, sự biến động của giá cả các yêu tố đầu vào, các vấn đề liên quan đến quy hoạch và sử dụng đất đai, các vấn đề về giải phóng mặt bằng, môi trường, cấp phép, tuyển dụng lao động, sự thay đổi của công nghệ và trình độ quản lý điều hành, và tính an toàn trong xây dựng do đó nó có nhiều
rủi ro
Theo Khoản 29 Điều 3 của Luật xây dựng số 16/2003/QH11
thì sự cố cơng trình là: “Sự cố cơng trình xây dựng là những hư hỏng vượt quá giới hạn an toàn cho phép, làm cho cơng trình xây dựng có nguy cơ sập đổ; đã sập đồ một phần hoặc tồn bộ cơng trình hoặc cơng trình khơng sử dụng được theo thiết kế”
Có nhiều quan điểm về rủi ro đã trình bày ở trên, ở đây quan
niệm sự cố cũng là rủi ro đã xảy ra mất mát Chúng ta cũng
nghiên cứu về những sự cố này để tìm ra các biện pháp để ngăn - ngừa, phòng tránh nó hoặc để xử lý khủng hoảng khi rủi ro đã
Xây ra i
Theo théng ké khoang 70 - 80% sự cố cơng trình xây dựng bắt nguồn từ lỗi do thiết kế Trong đó thiếu sót và sai lầm do việc khảo sát không kỹ chiếm hơn 50%; việc thiếu kiến thức thiết kế, sai sót trong khâu thấm định thiết kế chiếm 20 - 30% của thiết kế Các sai lầm gây sự cố thường liên quan trước tiên đến nguyên nhân về giải pháp kết cấu nền móng; sau đó đến sai lầm trong giải pháp chọn kết cấu cơng trình khơng hợp lý Cịn 20% trường hợp sự cố liên quan đến lỗi đỗ thi cong va giám s sat thi công
Trang 6Trong thực tế xây dựng cơng trình cầu sự cơ có thể xảy ra ở
mọi công đoạn, bộ phận, hạng mục theo quá trình xây dựng
Một sự cố có thể xảy ra độc lập hoặc là hệ quả của một hay nhiều sự cố khác; về mặt lý luận có nhiều cách hợp nhóm, phân loại sự cố '
Quản lý rủi ro dự án thường được hiểu là việc nhận dạng, đo lường mức độ rủi ro, trên cơ sở đó lựa chọn, triển khai và quản lý các hoạt động nhằm khắc phục rủi ro trong suốt vòng đời dự án Quản lý rủi ro là một quá trình bao gồm nhiều nội dung, từ việc xác
dịnh rủi ro đến phân tích đánh giá rủi ro và đề ra những giải pháp,
chương trình để quản lý rủi ro
Theo kinh nghiệm và thực tế của các nước đi trước chúng ta cho thấy có thể giảm thiểu nguy cơ rủi ro và ảnh hưởng của rủi ro bằng cách thiết lập và duy trì một hệ thống quản lý rủi ro trong quá trình quản lý dự án Điều quan trọng là phải thấy được
các rủi ro tiềm an và từ đó sớm tiến hành các hoạt động đối phó
với các nguy cơ này một cách có hiệu quả
1.2 SỰ CÀN THIẾT NGHIÊN CỨU QUAN LY RUIRO
Sự cố trong xây dựng nói chung và trong xây dựng, cầu nói
riêng tại Việt Nam hiện nay đang là một vấn đề lớn cần giải
quyết, khắc phục Trong một vài năm gần đây, tại Việt Nam, khơng ít cơng trình xây dựng kể cả những công trình hiện đại,
phức tạp đã xảy ra Sự cố Những rủi ro xảy ra trong xây dựng cầu do nguyên nhân khách quan hay chủ quan đã và đang gây
hậu quả rất nghiêm trọng cho cá nhân, tổ chức và xã hội Gần đây đã có những sự cố rủi ro lớn trong ngành xây đựng cầu đường tại Việt Nam, ngoài những nguyên nhân do thiên tai gây
Trang 7ra cịn có những ngun nhân đặc thù về kỹ thuật, ví dụ như: sập đà giáo 2 nhịp dẫn ở cầu Cần Thơ, (T.P Cằn-Thơ); hư hỏng hệ thống cọc khoan nhồi cầu Thanh Trì (Hà Nội), nứt kết cầu BTCT các đốt hằm Thủ Thiêm (TP Hồ chí Minh) Các sự cố này đã gây ra nhiều thiệt hại về người và của cải
Sự thành công của một dự án cơng trình phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khách quan và chủ quan Có nhiều yếu tố dẫn đến những sự cố và rủi ro cho dự án Những yếu tố khách quan ví dụ như điều kiện khí tượng, thuỷ văn, điều kiện tự nhiên phức tạp, bão lũ, lụt Các yếu tô chủ quan là đo con người, ví dụ như điều tra đo đạc thiếu chính xác; thiết kế, tính tốn khơng chính xác, - khơng đầy đủ; thi công công trình chất lượng khơng đảm bảo, kỹ thuật thi công khơng an tồn Đứng trước những nguy cơ do các yếu tố này gây ra thì các nhà quản lý dự án phải làm gì để giảm thiểu đến mức tối đa những thiệt hại đồng thời dự đoán và ngăn chặn các rủi ro tiếp theo có thể xảy đến với dự án? Đây là vấn đề vẫn luôn được quan tâm, nhưng cho đến nay chưa thể có câu trả lời chính xác và biện pháp triệt để Vì vậy cần phải có những nghiên cứu và trải nghiệm để đưa ra các giải pháp khắc phục và hướng tới hoàn thiện
_ Một dự án thường bị đe doạ bởi các lý do không được nhận đạng rủi ro một cách rõ ràng và các hành động kiểm sốt rủi ro khơng được thực hiện một cách đúng đắn Do đó, nhà quản lý cần phải chủ động cảnh giác và đặt ra các tình huống đe doạ
tiềm tàng đến dự án để có những phản ứng kịp thời, hiệu quả
Nha quan lý cần trang bị cho mình những kỹ thuật quản lý, phương pháp tổ chức và giải quyết sự việc
Trang 8Bat kỳ một sự cố cơng trình hay một tai nạn nghề nghiệp nào trong xây dựng, trước hết bản thân nó phải được coi là một phần hay là một mắt xích trong hệ thống nhiều mắt xích của hoạt động xây dựng Điều này khơng có nghĩa chúng ta coi
trọng sự cố hoặc những sai phạm kỹ thuật là đương nhiên trong
hoạt động xây dựng, mà chúng ta cần thừa nhận thực tế đó để chủ động phịng ngừa các rủi ro kỹ thuật
Chỉ có thể tránh khỏi các rủi ro đó khi đã xác định rõ các
nguyên nhân của rủi ro và chủ động có các giải pháp phòng ngừa trong quản lý chất lượng cơng trình ở các giai đoạn thiết kế, thi công và khai thác sử dụng
1.3 NHẬN DIỆN NHỮNG RỦI RO CO THE DAN DEN SỰ CÓ
Những sự cố xảy ra trong các năm vừa qua phần nhiều đều ở trong giai đoạn đang thi cơng, và có chung nguồn gốc là sự hiểu
biết của chúng ta còn chưa đầy đủ về những tác động đặc biệt của thiên nhiên, sự thiếu độ dự trữ về độ bền, độ ổn định của
chính bản thân các giải pháp trong quá trình xây dựng
Việc điều tra, tìm ra nguyên nhân của bat kỳ sự cố nào đều
phải hết sức khoa học, khách quan với sự tham gia của các chuyên gia có kinh nghiệm cùng các trang thiết bị kỹ thuật hiện đại; bởi bất kỳ: một sai sót nhỏ nào làm sai lệch bức tranh toàn cảnh sự cố, sẽ đưa ra những kết luận khơng khách quan, hoặc
thậm chí sai lầm, chẳng giúp ích gì cho sự phát triển bền vững
Trang 9Có thể chia nguyên nhân củả sự cố cơng trình thành 3 nhóm
cơ bản
Nhóm thir nhất, gồm những lỗi và vi phạm nặng các tiêu chuẩn, định mức trong thiết kế và thi công Khi mắc phải những lỗi này thì sự phá hoại một phần hay tồn bộ cơng trình, về nguyên tắc sẽ xây ra khi còn trong giai đoạn thi cơng
Nhóm thứ hai, có thể gồm một loạt nguyên nhân mà sự kết hợp của chúng có thể dẫn tới sự cố Đó là những thiếu sót và những lỗi lầm khác nhau trong thiết kế và thi công đã làm giảm mức dự trữ độ bền của các chỉ tiết kết cấu riêng lẻ; dù những cơng trình bị những lỗi lầm này cũng chưa đủ gây nên sự cố
Nhóm thứ ba, là những tác động nguy hiểm từ môi trường địa kỹ thuật và môi trường thiên nhiên mà các kết cấu của cơng trình khơng được thiết kế để sẵn sàng tiếp nhận và có xu hướng vượt quá những những gì mà Tiêu chuẩn kỹ thuật quy định hoặc không quy định Những tác động thuộc nhóm thứ ba này hiện đang là nguy cơ lớn nhưng không dễ loại trừ
1.4 QUAN LY VA PHONG NGỪA SỰ CÓ
Một ví dụ: kết quả quan trắc trong quá trình thi công hồ đào giúp người thiết kế và thi công biết được sự ứng xử của đất và nước trong nền đất xung quanh hố đào để kiểm tra, khẳng định những giả thiết của thiết kế; đồng thời kiểm soát sự an toàn nhờ thiết lập các hồ sơ quan trắc và cảnh báo sớm sự ứng xử bat loi tiềm tàng: và cung cấp các dữ liệu có liên quan tới những
nguyên nhân gây ra sự ứng xử bất lợi nhằm thực hiện những biện pháp phòng tránh, sửa chữa, phục hồi
Trang 10Ngoài ra, cần bàn tới việc bảo đâm khả năng dự trữ an tồn của cơng trình trong cong tác thiết kế, thi cơng Theo đó, trong quá trình điều tra sự cố, yếu tố quan trọng cho phép định hướng trong việc tìm kiếm nguyên nhân sự cố là trình tự sập đơ
Những gì liên quan đến chất lượng vật liệu, kết cấu thì hồn tồn có thể kiểm tra bằng thiết bị; nhưng khi kiểm tra thiết kế, kết quả tính tốn có độ chính xác tương đối và không cho phép đánh giá khả năng dự trữ thực tế về độ bền vững của cơng trình có tính đến tồn bộ hệ thống, đặc biệt tại thời điểm nằm ngoài thời điểm kết cấu làm việc đàn hồi trước sự cô
Việc xác định rõ nguyên nhân của sự cố, rút ra các bài học để quản lý an tồn cơng trình xây dựng là vấn đề hết sức quan
trọng trong tiến trình đổi mới hệ thống Tiêu chuẩn xây dựng tại
Việt Nam
Do tất cả những sự cế như đã nói, không chỉ liên quan tới
những tác động đặc biệt của thiên nhiên, của việc khai thác, sử
dụng quá khả năng cho phép hoặc của các nhân tố chủ quan
khác mà còn liên quan đến những quan niệm vốn đã lỗi thời về
độ an tồn của chính bản thân cơng trình, như một hệ thống
phức tạp bền vững lâu dài tổng thể trong quá trình xây dựng,
khai thác và sử dụng
Trên cơ sở đó, để quản lý khủng hoảng do sự cô xây dựng
cầu tại Việt Nam về mặt kỹ thuật công trình, cần tập trung
nghiên cứu những vấn đề cơ bản sau:
+ Thống kê trong thực tế và dự đoán các sự cố và các rủi ro
xảy ra trong dự án xây dựng cầu
Trang 11+ Nhận dạng và phân loại các sự cố thường xảy ra trong xay *
dung cầu Đưa ra được các dang su cố cơ bản, phổ biến xảy ra
tại các cơng trình thực tế ở Việt Nam đồng thời dự báo các tình huống có thể xây ra trong tương lai
+ Đề ra các giải pháp quản lý rủi ro về mặt kỹ thuật khi xảy ra các tình huống sự cố trong xây dựng cầu
Hiện nay, trong hầu hết các dự án nói chung và dự án xây
dựng cơng trình cầu nói riêng thường chứa đựng những yếu tố rủi ro Khi xảy ra các rủi ro, các sự cố tại các cơng trình chúng ta
đều có sự điều tra, tìm nguyên nhân sự cố (điển hình là sự cỗ ở
Cầu Cần Thơ năm 2007) Tuy nhiên những báo cáo về sự cố
cơng trình thường khơng được đưa ra công bố chính thức, và
cũng chưa có một nghiên cứu nào đánh giá rủi ro xây dựng công
trình cầu tại Việt Nam Trên cơ sở đó, cần phải chỉ ra những vấn
đề cần chú ý để những người tham gia xây dựng dự án cơng
trình cầu khác sau này có thể đưa ra những biện pháp phòng tránh cũng như xử lý rủi ro, sự cố để góp phần nâng cao hiệu quả của dự án đầu tư
Trang 12Chương 2 ‘ CÁC NGUYÊN NHÂN CƠ BẢN
GÂY RA RỦI RO VÀ SỰ CỔ
2.1 CÁC NGUYÊN NHÂN CHUNG GÂY RA RỦI RO
Quản lý rủi ro phải được xem xét đầy đủ trong cả quá trình thực hiện dự án Quản lý rủi ro là tăng sự nhận thức liên qua' đến cả ảnh hưởng tích cực và tiêu cực của rủi ro Trong lĩnh vực an toàn, rủi ro thường được nhận ra kết quả là tiêu cực, vì vậy quản lý về rủi ro an toàn là dựa trên việc ngăn ngừa và giảm nhẹ hậu quả Dé có thể phòng tránh rủi ro hay giảm thiểu tác hại của rủi ro thì ta phải hiểu rõ về nó Do vậy, trước hết cần phải phân tích các nguyên nhân gây ra rủi ro và phải đặc biệt lưu ý những nguyên nhân do bản thân con người, những nguyên nhân mà con người hồn tồn có thể chế ngự nó Và cũng cần phân tích khả năng xẩy ra rủi ro và tầm mức ảnh hưởng của nó, để có thể dành sự quan tâm, và huy động các nguồn lực hiệu quả để phòng và ngừa rủi ro trước khi nó xảy ra
Trên thực tế, nhiều hiện tượng rủi ro đã đẻ lại cho chúng ta
những bài học lớn: như vụ sập cầu Tacoma Narrows ở nước Mỹ từ những năm 1940 do ảnh hưởng của dao động gió, sau khi cây cầu này sập, sự kiện này đã kích thích hàng loạt các nghiên cứu
đem lại kiến thức về phân tích khí động học giúp cho sự phát
triển xây dựng cầu dây võng, cầu dây văng ngày nay
Đã có nhiều trường hợp mà người ta<ó thể dự báo được rủi ro
Trang 13Sau khi phân tích rủi ro để rút kinh nghiệm, chúng ta có thể đưa ra các biện pháp phòng ngừa để mỗi rủi ro không dẫn đến các sự việc thảm khốc do sự tích lũy hậu quả từ những rủi ro nhỏ Chúng ta có thể thấy các nguyên nhân gây ra rủi ro chủ yếu như sau:
5.Thiếu sốt về điều 6.Điều kiện SỐ
tra/phản tích thay đổi 7.Sai sót khi
: lap ké hoach
4.Sai s6t trong đánh giá
.Sai sót khi 3.Sự thay đổi đánh giá giá trị
thủ tục
2.Sự cầu thả 9.Sai sót khi thực hiện l Thiếu - 10.Sự không hiểu biết
hiểu biết
Hình 2-1: Các rủi ro điển hình
Nhờ nghiên cứu nguyên nhân dẫn đến rủi ro có thể tìm ra các phương tiện để ngăn ngừa chúng Do vậy, chúng ta cần tìm kiếm kiến thức mới từ các rủi ro
2.2 CÁC LOẠI NGUYÊN NHÂN CHÍNH CỦA RỦI RO 2.2.1 Sự thiếu hiểu biết
Nguyên nhân rủi ro có thể do thiếu hiểu biết Cách để tránh loại rủi ro này là chúng ta cố gắng nghiên cứu và học tập để tìm ra nguyên nhân gây rủi ro
2.2.2 Sự cầu thả, không cẩn thận
Những rủi ro liên quan đến sự cau tha, không cần thận của con
Trang 14người là loại rủi ro mà có thể tránh được nếu chúng ta có sự chú ý đủ mức nghiêm túc Các trường hợp sự cố rủi ro này bị gây ra bởi sự thiếu thông tin do điều kiện tự nhiên xấu, sự mệt mỏi do làm việc quá sức, hay thiếu ý kiến xác đáng khi chúng ta bận rộn hay phải làm việc căng thằng lien tục Nếu nhận thấy một cơng việc có thể đưa tới một rủi ro thảm hoạ thì tốt nhất là chúng ta nên dừng công việc hoàn toàn để tránh rủi ro do thiếu cẩn thận Một ví dụ điển hình là nếu buồn ngủ trong khi đang lái xe thì khơng nên lái xe nữa mà dừng lại hay đổi người khác lái xe
3 Sự thay đổi thủ tục, cách quản lý
Đây là loại rủi ro xảy ra do mọi người không tuân thủ theo các qui tắc hợp lý đã được thiết lập từ trước Một số hoạt động cá nhân mà bỏ qua các nguyên tắc thường dẫn tới rủi ro, đặc biệt khi cá nhân đó đang tham gia trong hoạt động của cả nhóm
Để ngăn ngừa loại rủi ro này các công ty thường đưa ra những sách hướng dẫn để bất cứ người nào đều có thể thực hiện những hoạt động tương tự mà không rủi ro (ví dụ sách hướng dẫn công nhân khi làm việc trên cao) Cần phải có phương pháp quản lý cụ thể để mọi người lao động luôn hiểu rằng: “tất cả chúng ta phải làm theo hướng dẫn”, và hiểu rằng tự mỗi người lao động không thể đưa ra giải pháp đúng trong mọi tình huống bất ngờ hay tình huống tai nạn
2.2.4 Sai sót trong đánh giá vấn đề
Sự hiểu biết khơng hợp lý về tình huống, hay sự đánh giá sai dẫn tới rủi ro thậm chí nếu các tình huống đã được hiểu đúng Trong một số trường hợp, nền tảng của một đánh giá hay quá trình đạt tới sự quyết định có thể có sai lầm và có thể dẫn tới sự
Trang 15cố rủi ro Đây có thể được gọi là rủi ro vì “sự thiếu suy nghĩ” hay “sự sơ xuất”
Để phòng ngừa những rủi ro này chúng ta nên kiểm soát các vấn đề kỹ lưỡng, nêu ra tất cả các trường hợp sự cố tiềm ẩn và kết quả phỏng đốn
2.2.5 Sự thiếu sót trong nghiên cứu và điều tra
Trong trường hợp này, rủi ro là do một người đưa ra sự đánh
giá sai khi thiếu sự điều tra đầy đủ và cụ thể Một nhà lãnh đạo
tốt thường cho rằng trường hợp lỗi đánh giá sai là do chính họ và sẽ lập ra các kế hoạch triệt để đối phó trong các tình huống như vậy Như một kế hoạch tốt sẽ loại trừ được sự lộn xôn trong rủi ro tiềm ẩn
2.2.6 Điều kiện thay đổi /
Khi ching ta sang tao hay thuc hiện một vài thứ mới (công nghệ mới, vật liệu mới), đầu tiên chúng ta cho rằng đã thiết lập các hệ thống chặt chẽ Nếu các sự việc bất ngờ xẩy ra trong điều
kiện không như giả định ban đầu mong muốn, thì đó là rủi ro do sự thay đổi điều kiện
Ví dụ, một cấp phối bê tông đã được thiết kế và thử nghiệm
cho phù hợp với điều kiện thi công trong những ngày mùa hè nắng nóng sẽ có thể không phù hợp khi thời tiết đã chuyển sang
nhiều mưa và nhiệt độ thấp hơn :
2.2.7 Sai sót khi lập kế hoạch sản xuất
Đó là sự rủi ro do các vấn để với thị trường hay kế hoạch
của nó Ví dụ có thể khi lập tiến độ kế hoạch đã không xét kỹ
Trang 16đá, xi măng, sắt thép xăng dầu v.v Rủi ro do kế hoạch sản xuất sai thường đem lại tổn thất lớn về kỹ thuật và cả về tài chính Các tổ chức với sự tập trung quan liêu ở cấp cao (ví dụ Tổng công ty) thường rơi vào tình huống này
2.2.8 Sai sót khi đánh giá giá trị
Đây là loại rủi ro gây ra do sự không nhất quán khả năng giữa cá nhân con người, tổ chức của họ và môi trường Tất cả sự tín nhiệm qua các kinh nghiệm thành công trong quá khứ hay quyền lực tổ chức làm cản trở giá trị thông thường từ kinh tế,
luật lệ hay lập trường văn hoá và dẫn tới loại rủi ro này 2.2.9 Sai sót khi thực hiện
Rui ro này là nguyên nhân do bản thân tổ chức thiêu năng động Sự việc xấu là tổ chức đứng đầu không nhận ra rủi ro như một là vết thương có thể bị trở nên trầm trọng hơn Người đứng đầu tổ chức có sai lầm trong đánh giá tình hình của họ và bỏ qua các quyết định đúng để sửa chữa công tác quản lý của tổ chức
2.2.10 Rủi ro không rõ nguyên nhân
Một vài rủi ro xây ra mà không ai trên thế giới biết về hiện tượng và nguyên nhân dẫn đến nó
23 NGUYÊN NHÂN CHÍNH CỦA RỦI RO XÉT RIÊNG TRONG LĨNH VỰC XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH
Có thể chia ra thành 10 nguyên nhần sau:
1 Vi phạm trình tự xầy dựng cở bản: như không triển) khai nghiên cứu khả thi, thi công khơng.có “hay-thiến-bài
thiết kế hay thi cônd RRđồN@đ@áutta6! Net HONG Nhang
Trang 17
Nói chung khơng có sự cế cơng trình cầu nào là hoàn toàn giống như nhau Mặc dù vậy, người kỹ sư có khả năng kiểm soát và dự đoán các rủi ro có thể dẫn đến sự cố Hầu hết rủi ro kỹ thuật xây dựng cơng trình cầu đều có nguyên nhân chủ quan từ con người, vì vậy việc phân tích, phịng tránh, xử lý rủi ro kịp thời là hồn tồn có thể thực hiện được
Công tác nghiền cứu, phân tích cụ thể các sự cố đã xảy ra là kho tư liệu quí giá để người kỹ sư hoàn thành tốt dự án cơng
trình của mình, là tài liệu thực tế quan trọng để chúng ta xây dựng biện pháp quản lý rủi ro kỹ thuật cơng trình cầu một cách có hiệu quả
Trang 18Chương 3
NGHIÊN CỨU VỀ SỰ CỐ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CẦU THEO MỖI LOẠI KẾT CẤU
Trong quá trình nghiên cứu về rủi ro kỹ thuật xây dựng cơng trình cầu trên thế giới và Việt Nam có các hướng nghiên cứu sau:
- Nghiên cứu về sự cố của từng cơng trình cụ thể
- Nghiên cứu sự cố mỗi loại kết cầu
~ Nghiên cứu sự cố của từng loại công nghệ xây dựng cầu - Nghiên cứu sự cố theo giai đoạn
^ “ = 1A “ x Ê# s3 Ke
Trong chương này, chúng ta sẽ nghiên cứu về sự cô của mỗi loại kết cấu cầu
3.1 SU CO NEN MONG VA MO TRU CAU
Nền móng là nơi đặt trực tiếp kết cầu mồ trụ cầu lên nó Mé trụ cầu có chức năng đỡ kết cấu nhịp, truyền tải trọng xuống đất nền Nền móng vững chắc sẽ đảm bảo an toàn cho kết cấu Nếu xảy ra một sự việc rủi ro nào trong khi thi công nền móng (ké ca
khảo sát, thiết kế, khai thác) thì sẽ rất tốn kém kinh phí dé xử lý và có khi khơng thể khắc phục được dẫn đến sự kết thúc hoạt
động của cả cơng trình cầu
Hiện nay do sự phát triển của cơng nghệ, cơng trình móng được thi công dễ dàng và nhanh chóng hơn Chúng ta có thể xử
lý được các trường hợp điều kiện địa chất phức tạp, tuy nhiên
Trang 19Hiện tượng này xảy ra ở hầu hết các cơng trình trên tuyến đường
Hỗ Chí Minh
- Nguyên nhân: Do vị trí hố móng đặt trên nền đá mà mực
nước ngầm thay đổi theo mùa, khoan địa chất không phát hiện được các khe nứt của đá, số lỗ khoan ít nên không xác định được hết hiện trạng của nền đặt móng và mực nước ngầm
- Biện pháp xử lý: Điều tra khảo sát địa chat thiy van day
đủ Tùy theo lưu lượng nước thấm vào trong hồ móng, độ sâu hỗ
móng mà chọn biện pháp hút nước ra khỏi hố móng phù hợp Khi mực nước ít: trộn bê tông mác cao vào để đuổi nước kết hợp với hút nước, hay lắp đặt ván khn bệ móng đóng vai trò như thùng chụp được gia cố để ngăn và hạn chế nước vào hố móng
Nên chọn thời điểm thi công khi mực nước ngầm thấp Khảo sát
kỹ cao độ mực nước ngầm để dự tính lưu lượng nước thấm 3.1.2 Sự cố vòng vây cọc ván thép, thùng chụp
Móng càng sâu, điều kiện địa chất phức tạp, chiều sâu nước mặt lớn, mực nước thi cơng lớn thì khả năng xảy ra sự cố càng nhiều Khi vị trí móng mồ trụ thi cơng ở nơi có nước mặt, chúng ta cần thi cơng vịng vây cọc ván thép, thùng chụp Các sự cổ hay xẩy ra khi thi công vòng vây cọc ván thép, thùng chụp như sau:
a) Sự cỗ khớp mộng chân cọc ván thép
Mô tả sự cố: Khi móng đặt trên nền thiên nhiên, nền đá cuội với chiều sâu đào lớn hơn 6m và chiều sâu nước mặt lớn hơn 5m, dé thi công bệ trụ cần phải dùng vòng vây cọc ván thép với nhiều khung chống Tiến hành đào đất nền đến gần cao độ chân
cọc ván thép và hút nước hố móng để lắp tầng khung chống dưới
Trang 20cùng thì xảy ra hiện tượng xé rách khớp mộng dưới chân cọc ván thép, hay cọc ván thép khơng đóng sâu vào nền được nên chân cọc ván thép bị xé khớp mộng
- Nguyên nhân: do móng đặt trên nền thiên nhiên (nền sét cứng đá tự nhiên hay cuội Sởi), cao độ nước mặt lớn, đất đào thấm nước nên việc hạ khung chống khó khăn làm cho cọc ván thép không ngàm được vào trong đất hay chiều sâu ngàm nhỏ lam chân cọc ván thép bị xé rách Do mực nước thi công cao, kha nang chịu xé rách của chân cọc ván kém
- Biện pháp phòng tránh: Khi hút nước để lắp tầng khung chồng cuối cùng cần chú ý cẩn thận vì đây là trường hợp bất lợi nhất Nên thi công khi mực nước thấp để giảm áp lực ngang Dùng vịi xói áp lực cao (5 - 6 atm) để xói đất tại vị trí chướng ngại vật và dùng thợ lặn lấy chướng ngại vật ra khỏi vị trí
- Biện pháp xử lý: Nhanh chóng xả nước vào vịng vây để giảm độ chênh áp lên chân cọc ván thép, sau đó tiếp tục đào, hút đất đến chân cọc ván thép Thi công lớp bê tông vữa dâng (dày từ 0,7 - 1,2m) tại chân cọc ván thép để giữ ổn định và ngàm chắc cho chân cọc ván thép Khi bê tông đạt 90% cường độ thì hút nước đến cao độ vữa dâng và lắp tầng khung chống cuối cùng
b) Mat 6 én định vòng vây cọc ván khi lũ về:
~ Mô tả sự cố: Khi thi công cọc ván thép thì lũ về, tốc độ và lưu lượng dòng chảy lớn làm vòng vây cọc ván thép bị mất én định Hiện tượng này xảy ra khi thi công trụ 8, cầu Đuống
- Nguyên nhân: Do dịng chảy khơng ô ổn định gay tốc độ xói nhanh, thi cơng khơng kịp thời gian trước khi lũ về, thiết kế hệ thống cọc chống không đủ khả năng giữ ổn định tổng thể vòng
Trang 212m Những cọc ván thép gặp đá mồ cơi thì đỗ lớp bê tông vành khăn bịt kín chân cọc ván thép rồi tiếp tục đào (như cầu Phong Châu khi thi công trụ 7) Khi trồi đất hỗ móng cục bộ: đóng sâu một số cọc ván thép ở phía bị trồi đất, nếu cát trồi do một số cọc ván thép bị vướng vào đá mồ côi thì đào đất hồ móng đến cao độ chướng ngại vật, dùng vịi xói áp lực xói đất xung quanh chướng ngại vật, hay dùng thợ lặn lấy chướng ngại vật Có thể bỏ đá chống xói bên ngồi vịng vây khi cao độ mặt đất bên ngoài bị
tụt xuống để cải thiện cấu trúc của đất và tăng góc ma sát trong
e) Khung chống vòng vây cọc ván thép bị kẹt:
- Mô tả sự cố: Khi cao độ đáy bệ nằm sâu dưới cao độ mặt nước tự nhiên và ở vùng nước sâu khung chống phải dùng đến nhiều tang Đào đất trong vòng vây cọc ván thép để hạ tầng
khung chống cuối cùng thì khơng thể hạ được
- Nguyên nhân: Khi thi cơng bệ móng ở dưới sâu, hố móng có chiều sâu lớn, cọc ván thép phải nối dài hay dùng nhiều tầng khung chống Khi hạ các tầng khung chống thì bị kẹt do áp lực đáy cọc ván thép ép sát vào vành đai
- Biện pháp khắc phục: Đào đất, hút bùn đến cao độ đặt
tầng vành đai nằm trong đất thì dừng lại, hút nước trong vòng vây đến cao độ tang khung chống trên, dùng nêm gỗ nêm căng tầng khung chống đó với cọc ván thép trước khi hút nước trong vòng vây để chống lại áp lực nước lên cọc ván thép Tùy theo biến dạng của cọc ván thép mà có thể tiếp tục
hút nước đến cao độ vành đai hay lắp tại chỗ vành đai đó
trong nước (như thi công ở trụ 2 cầu Hàm Rồng) Khi thiết kế
nên tính toán sao cho đường bao vành đai nhỏ hơn chu vi
Trang 22vành đai trong của vòng vây, khe hở giữa chúng là 30cm và có thể nêm chèn sau khi hạ tầng vành đai
3.1.3 Sự cố lớp bê tông bịt day
Khi thi cơng xong hỗ móng, vịng vây cọc ván thép hay thùng chụp ta tiến hành đổ lớp bê tông bịt đáy móng, sau đó hút nước để
tiến hành thi công tiếp bệ trụ Hầu hết các trường hợp thi công lớp
bê tông bịt đáy là đổ bê tông dưới nước Hiện nay có hai cơng nghệ dị bê tơng đưới nước được áp dụng ở nước ta là:
(1) Công nghệ rút ống thẳng đứng (2) Công nghệ vữa dâng
Khi thi công lớp bê tông bịt đáy hay xảy ra các sự cố sau: a) Su cố bục lớp bê tông bịt đáy
- Mô tả sự cố: Khi xây dựng hỗ móng, sau khi lắp đặt xong vòng vây cọc ván thép hay thùng chụp, ta tiến hành dé lớp bê tông bịt đáy Khi bê tông đủ cường độ thì tiến hành hút nước, đây là trường hợp bất lợi nhất, khi đó dễ xảy ra hiện tượng bục lớp bê tông bịt đáy Tùy thuộc vào chất lượng thi công lớp bê tông bịt đáy, chiều sâu cọc ván thép, địa chất đáy móng mà các lỗ bục đáy xảy ra nhiều hay ít, nhỏ hay rộng
- Nguyên nhân: Do thiết kế chiều dày lớp bê tông bịt đáy
nhỏ, vật liệu bẩn nên độ dính bám kém làm cho chất lượng bê
tông kém; công tác đào, xói hút đất trong vòng vây chưa triệt
để, đất đáy móng khơng bằng phẳng; khi bơm vữa dâng chưa
kín hết phạm vi đáy móng hay áp lực bơm chưa đủ để vữa lan toa déu, vệ sinh hố móng chưa sạch làm dính bám bê tông bịt đáy và cọc kém
Trang 23xuyên kiểm tra trạng thái các tam đệm giảm xung trên và dưới của mũ cọc
- Biện pháp khắc phục: có nhiều biện pháp khắc phục dựa vào nguyên nhân gây ra phá vỡ đầu cọc Nếu đầu cọc bị phá hoại phải đục bỏ lớp vỡ làm lại
b) Sự cố cọc đóng dịch chuyên, nghiêng và gây cọc
- Mô tả sự cố: Khi đóng cọc thấy cọc di chuyển ngang, tìm cọc bị nghiêng hay thấy :cọc đột ngột tụt xuống nhanh
- Nguyên nhân:
+ Cọc đóng dễ sinh ra hiệu ứng ép đất, làm cho thân cọc
chuyển dịch, nghiêng, nứt gãy cọc
+ Cọc đóng trong lớp đất yếu bão hòa, sinh ra áp lực nước lỗ rồng làm cho cường độ kháng cắt của đất yếu bị xáo trộn giảm đi, khi cọc chìm vào trong đất thì cọc sẽ ép đất khiến cho khối đất trên mặt vồng lên và dịch chuyển, đồng thời làm cho cọc bên cạnh đã xây dựng xong bị đẩy lên hoặc chuyển dịch, uốn cong
hay gẫy cọc
Biện pháp khắc phục: Tùy vào cơng trình cụ thể mà chúng ta có cách xử lý khác nhau Có thể xử lý như sau: tiến hành đóng cọc từ giữa ra ngoài, những cọc bị nghiêng để nguyên và đóng thêm cọc, mở rộng đài cọc Có thể cải tiến cơng nghệ đóng cọc như khoan trước khi hạ cọc, giữa các cọc có bố trí tắm bản nhựa thoát nước, giếng bao cát hoặc giếng cát, đào các rãnh phòng chống ép ở xung quanh hố móng, khống chế tốc độ hạ cọc
c) Sự cố nứt gẫy thân cọc:
Trang 24xong hay khi vận chuyển và đóng cọc Có khe nứt ở bất kỳ đoạn nào trên thân cọc, nhưng thường có nhiều ở đoạn đầu cọc, khe nứt ngang thường ở vùng, đầu hoặc giữa 1/3 thân cọc Khe nứt ngang, chuyên thành khe nứt xiên 45° 6 phan cọc trên mặt đất
- Nguyên nhân:
+ Nứt dọc: là do sự xuất hiện các vết nứt dọc thân cọc có quan hệ với sự gia tăng chung của ứng suất vượt quá sức bền chịu nén động của bê tông cọc dưới tác dụng của tải trọng lặp Hu hong nay kha di nhất là do chiều cao rơi búa lớn hoặc tam đệm giảm xung quá cứng Nguyên nhân khác có thể là mũi cọc gặp dất quá cứng hoặc chướng ngại ran Khi do sẽ tạo ra sóng nén phản hồi cộng vào với sóng nén trực diện làm tăng ứng suất
nén trong thân cọc `
+ Nứt ngang: có thể là do thân cọc bị uốn khi mũi cọc chệch khỏi hướng xuất phát vì gặp chướng ngại hoặc cần búa bị lệch,
bị lắc Nếu cần búa bị lệch thì nguyên nhân chính là máy chủ
đứng trên nền lún không đều Hiện diện của mô men uốn, quan
hệ với độ lệch của cọc hoặc búa đóng so với vị trí ban đầu dễ
đàng nhận ra do cọc bị xô về một phía sau khi nâng búa và mũ cọc ra ngoài Cho nên khi đóng cọc cần phải theo dõi độ thẳng đứng của cọc theo hai phương vng góc nhau
+ Vét nứt xiên: thường với góc gần 459, xuất hiện do các nội
lực xoắn gây ra khi mũ cọc hoặc cọc bị xoay, hoặc do tác động
đồng thời của kéo và xoắn Dấu hiệu của tác dụng mô men xoắn là độ xoay của đầu cọc so với vị trí ban đầu khi nâng búa và mũ cọc
+ Cọc chế tạo có khuyết tật, mũi cọc bị lệch lớn so với trục
cọc, cọc bị cong quá mức †
Trang 25+ Khi hạ cọc thân cọc bị nghiêng và uốn cong.-
+ Độ mảnh của cọc quá lớn, khi ta hạ cọc thì gặp phải chướng ngại khối lớn cứng hoặc khi hạ cọc gặp mặt đá có độ nghiêng quá lớn, dịch chuyển mũi cọc về làm một phía thân cọc
bị nứt :
+ Nối đầu cọc lệch vị trí: chất lượng mối nối không đảm
bảo cường độ như: tắm đệm không bằng phẳng, có khe rỗng cục
bộ, cấp phối không thỏa đáng, lỗ neo quá lớn, cốt thép neo bị cong, không chịu được búa đóng làm cho nứt gãy ở chỗ nối cọc
Biện pháp khắc phục: :
+ Cần phù hợp với từng nguyên nhân gây nứt: đảm bảo tốt công tác thi công cọc, vận chuyền, cầu xếp cọc để tránh xây ra vết nứt; trong q trình đóng cọc cần chú ý đến độ nghiêng của cọc, nên có thiết bị dẫn hướng
+ Ngăn ngừa vết nứt thẳng có thể bằng cách § giảm chiều cao rơi búa và thay các tắm đệm có độ đàn hồi lớn hơn Thường hay dùng cách thay vật liệu tắm đệm vì cách này ít ảnh hưởng tới độ
chối của nhát búa Khi độ chối của cọc bị giảm nhiều (nhỏ hơn
0,2 cm) do dùng các biện pháp trên, mà cần phải hạ cọc tới độ
sâu thiết kế, nên chuyển đổi dùng búa nặng hơn hoặc tìm cách:
giảm sức kháng của đất (khoan dẫn, xói nước ) ¿
Ví dụ khi thi cơng cọc ống của móng trụ T5 - T8, cầu Dan
Xây (Tp Hồ chí Minh) có D = 1000mm, dài 48m, xuyên qua
tầng sét dẻo - cứng và tựa trong tầng cát mịn - trung đã gặp sự cố: đóng cọc không xuống và gây nứt Ở Cầu Hiệp Phước, Tp HCM, theo thiết kế móng trụ cầu khung T (T8) gồm có 54 cọc
Trang 26BTCT đúc sẵn: 40x40 dài 49m, cọc xuyên qua tang cát chặt vừa và tựa trên tầng sét cứng Trong thi công xây ra sự cố: cọc đóng, khơng xuống đến cao độ yêu cầu và gãy nứt cọc Sau đó, đã
quyết định cho thay đổi thiết kế từ 54 cọc đúc sẵn (đóng) thành 5 cọc khoan nhồi đường kính 1500mm, dài 52m
d) Thân cọc bị phá hỏng do ứng suất es búa và ứng suất
moi gây HỆH
~- Mô tả sự cố: Trong q trình đóng cọc thấy cọc tự ¿ nhiền rơi xuống nhanh, hoặc thân cọc nghiêng nứt
- Nguyên nhân: Trong quá trình đóng hạ cọc, cọc chịu các loại tác động như nén, kéo, cắt, uốn, ứng suất và biến dạng phức tạp; thường ứng suất nén giảm theo chiều sâu cọc ngập vào trong đất, ứng suất do búa tác động phân bố trên đầu cọc ở giữa lớn cịn mép ngồi nhỏ Khi búa đóng lệch thì thân cọc xuất hiện tải trọng tập trung làm cho hiện tượng tập trung ứng suất cục bộ tăng lên Khi số lần đóng cọc quá nhiều thì thân cọc bị mỏi, cường độ chịu lực giảm, lực dính kết giữa bê tông và cốt thép giảm, thân cọc sẽ bị phá hoại, khung cốt thép bị biến dạng
- Biện pháp khắc phục: Cần lựa chọn trọng lượng búa và
công cụ đóng cọc thích hợp đảm bảo sức chịu tải cọc đơn Nên
khống chế số lần đóng cọc khoảng 1500 lần vì nếu đóng 2000 lần thì cọc sẽ bị mỏi
e) Hồ móng đào không tốt làm thân cọc nghiêng, uốn, mid, gay:
- Mô tả sự cố: Sau khi đóng cọc, tiến hành thi cơng hỗ móng bằng cách dùng gầu xúc lấy đất tập trung tới cao độ thiết kế, khi đó có thể thân cọc bị phá hỏng
Trang 27- Nguyên nhân:
+ Do sự cẩu thả trong thi cơng hố móng, khi đào hố móng khơng đào từng lớp một mà đào tập trung ở từng vị trí khiến thân cọc phải chịu áp lực đất khác nhau gây đứt gãy cọc hay cọc bị nghiêng
_+ Do gầu lấy đất va chạm vào đầu cọc khi thi công hố móng, làm cho đầu cọc chịu một lực xung kích ngang, gây uốn thân cọc
Biện pháp khắc phục: Tùy thuộc vào nguyên nhân gây phá hỏng cọc như đo đạc xác định mức độ hư hỏng của cọc từ đó gia cố bổ sung cọc tại thực địa, bơm vữa nén chặt
?) Sự cố do lớp đỡ mũi cọc không hợp lý:
- Mô tả sự cố: Cọc được đóng xuống không đến lớp điaa tầng đỡ mũi cọc theo thiết kế, sức chịu tải của cọc đơn không đủ
- Nguyên nhân: Tại vị trí thi công, gặp lớp địa chất là đất cát
chặt hay đất sét cứng dày hơn 5m, khi đóng cọc qua tang nay dé đến cao độ thiết kế thì cọc bị gãy hoặc gây khó khăn trong thi công làm giảm sức chịu tải của cọc đơn
- Biện pháp khắc phục: Nếu giảm bớt chiều đài cọc thì khả năng chịu lực không đủ cần thêm cọc đóng Hoặc tiếp tục dùng các biện pháp đưa cọc xuống cao độ thiết kế
3.1.5 Sự cố móng giếng chìm
Giếng chìm khi thi cơng móng sâu có ưu điểm đặc biệt, giếng chìm tương đối ổn định, không cần làm bờ quây, tin cậy về mặt kỹ thuật, thao tác đơn giản Nhưng nếu thi cơng khơng tốt, có thể xảy ra sự cố khi hạ giếng Móng giếng chìm đã được
Trang 28sử dụng ở các cơng trình cầu Thăng Long, cầu Bãi Cháy Khi thi công hay gặp các sự cố sau:
- Sự cố giếng chìm bị rỗng chân, làm phát sinh hiện tượng cát trồi, rò vữa sét: đây là hiện tượng xảy ra phổ biến gây khó khăn cho cơng tác xói hút và đào đất trong giếng
- Giếng chìm bị nghiêng lệch khỏi vị trí thiết kế “ - Chan giéng bi lat không ngàm vào đất nền
- Thành giếng bị phá hoại
- Giéng bị lệch tâm
- Khi gặp nước lũ cao, vòng vây đảo bị xói lở, mặt đảo bi sat, lam vành đai áo sét bị loãng
- Đò nước qua lớp bê tông bịt đáy
- Sự cố khó khăn làm khơ hỗ móng khi thi cơng bệ móng + Sự cố vịng vây cọc ván
- Sự cố lớp bê tông bịt đáy
- Sự cố cát chảy vào chân đáy giếng khi lấy đất chân giếng Sau đây là phân tích một vài sự cơ điển hình:
a) Giếng bị nghiêng, lệch khi hạ giếng:
= Mô tả sự cố: Ống giếng chìm nghiêng lệch, làm cho tim
của ống khơng thẳng với tìm của chân ống, đồng thời giữa các
điểm chuẩn phía bên trên ơng có độ cao chênh lệch - Nguyên nhân:
+ Chất lượng thi công giếng không tốt, chân giếng không
bằng phẳng, không thẳng đứng, đường tim giếng không thẳng làm chân giếng mắt chức năng định hướng `
Trang 29+ Mặt đào không đều, cục bộ có chỗ dám, quá sâu, không
đối xứng :
+ Biện pháp giảm lực cản phía sau vách giếng chìm mất hiệu lực cục bộ, lực ma sát không đối xứng
+ Khơng thốt nước giếng chìm đang hạ xuống, giữa chừng thốt nước hoặc khơng bỗ sung kịp thời nước
+ Đệm gỗ rút bỏ không đối xứng, không đều Sau khi rút lại
không kịp thời lấp đất đầm chặt, làm cho giếng chìm trong khi
chế tạo, bắt đầu chìm đã có hiện tượng nghiêng lệch
+ Không kịp thời sử lý khi hiện tượng nghiêng lệch xảy ra - Biện pháp khắc phục: Trong giai đoạn đầu thấy giếng chìm
nghiêng, có thể đào đất nhiều ở phía cao, đào đất ít ở phía thấp
để sửa chữa; trong giai đoạn cuối, nói chung có thể phun nước hoặc phun khí vào phía ngồi giếng đẻ phá phía đất cao, có thể đệm nêm gõ phía thấp ở dưới chân, phía cao đào đất, hoặc nén ép ở phía trên để chữa nghiêng
b) Giống chìm ngừng chìm
- Mô tả sự cố: Khi hạ giếng đến mức nào đó thì khơng thé
hạ được nữa ˆ
ˆ « Nguyên nhân:
+ Chiều sâu mặt đào không đủ, lực cản mặt chính quá lớn + Gặp lớp đất rắn chắc, phá đất khó khăn
+ Giếng chìm nghiêng lệch, làm cho dưới chân ống cục bộ
Trang 30+ Khơng có biện pháp giảm áp lực cản phía sau vách, hoặc biện pháp bị phá hoại, do đó lực ma sát mặt bên tăng lên
+ Thời gian ngừng hạ giếng giữa chừng quá lâu vì sự cố, áp lực mặt bên hồi phục tăng lên
- Biện pháp khắc phục:
+ Tăng phạm vi và độ sâu đào đấi, nối cao vách giếng hoặc
gia tai dé dé chim giếng
+ Dùng súng phun nước nghiêng hoặc mũi khoan mở rộng lỗ dễ loại bỏ đất cục bộ chân ống
+ Khôi phục biện pháp giảm lực cản mặt sau vách đã bị phá hoại Nếu trước chưa có biện pháp giảm áp lực thì có thể dùng súng phun nước giúp việc chìm giếng
b) Giéng chìm hạ xuống đột ngơi: : s
- Mô tả sự cố: Giếng chìm nhanh xuống mà trước khi đó
thường là ngừng chìm Khi nghiêm trọng thường kèm theo
nghiêng lệch ống giếng, mặt đất bị lở
- Nguyên nhân:
+ Giếng chìm trong nền đất yếu, áp lực đất trong và ngoài không cân bằng Nếu đào đất tương đối sâu trong ống giếng hoặc khối đất dưới chân bị đào bị mất do chỗ đỡ thường sinh ra
chìm lớn :
+ Giếng chìm đào sâu vượt quá chân ống quá phiền mà xung quanh giếng chìm có thiết bị dẫn hướng ngăn lại, nhưng, hễ bị thiết bị dẫn hướng nới ra thì giếng chìm sẽ chìm đột ngột
+ Do những nguyên nhân gây mất ổn định như trong đất
Trang 31sét, đào sâu vượt quá chân hình thành đáy nổi tương đối sâu, hoặc chỉ xuyên qua một phần trong lớp đất sét, nhưng lớp cát còn lại bên dưới bị máy thủy lực hút bùn hút rỗng, cùng với khi đất sét đưới chân bị nước bão hịa sẽ làm giếng chìm đột ngột
- Biện pháp khắc phục: Nếu phát hiện giếng chìm có hiện tượng nguy hiểm như rò rỉ cát hoặc chảy dẻo nghiêm trọng, để tránh bất ngờ chuyển chìm giếng thành thi công hạ giếng không
thải nước
e) Sự cố lớp bê tông bịt đáy giống chìm:
Mơ tả sự cố: Ta thấy giếng chìm không đều, giếng nổi lên hoặc khe nối rò ri nước
Nguyên nhân: Trước khi bịt đáy, nước và bùn trong day giếng chưa dọn sạch, hoặc bê tông lấp đáy khơng thi cơng theo
trình tự hợp lý Hay trong lớp đất có nước, đáy giếng chưa làm tầng lọc ngược, chưa hút nước ra từ giếng tập trung nước, khi ngừng hút chưa có biện pháp tương ứng Do chưa xử lý tốt bề mặt tiếp xúc giữa bê tông cũ và bê tông mới (bê tông bịt đáy)
- Biện pháp khắc phục: Trong lớp đất có nước, nếu trong
giếng có khối lượng nước lớn không thể hút cạn được hoặc đáy
giếng nước tràn vào nghiêm trọng, đùn cát, giếng chìm khơng ngừng tự chìm hoặc nghiêng lệch, đều phải bơm nước vào giếng, dùng biện pháp bịt đáy không hút nước ra Nếu khe nối các đốt giếng rò rỉ nước ra thì có thể dùng phương pháp bơm
vữa để xử lý ,
3.1.6 Sự cố biến dạng móng
Sự cố biến đạng móng hầu hết liên quan đến đất nền, nó bao
Trang 32gồm các loại biến dạng (tương ứng là các rủi ro) sẽ liệt kê ở dưới đây
a) Biến dạng lún: Chia thành biến dạng tương đối lớn và biến dạng lún không, đều
b) Biến dạng nghiêng: Độ lệch thẳng đứng của móng hoặc cơng trình q lớn, vượt quá quy định của quy phạm Loại biến đạng này thường có liên quan đến biến dạng lún
©) Biễn dạng nút: Biến dạng do móng bị nứt tương đối rộng gây nên
- Mô tả các sự cố: Trong q trình thi cơng móng ta thấy xuất hiện một trong các loại biến dạng như trên Hiện tượng này đã xây ra ở cầu Văn Thánh 2
- Nguyên nhân gây ra sự cố móng thường có tính tổng hợp, do vậy phân tích và xử lý rất phức tạp, phải phân tích tơng hợp từ các mặt khảo sát, xử lý nền, thiết kế, thi công và sử dụng để tìm biện pháp phòng tránh, xử lý hiệu quả Nguyên nhân thường gặp
có các loại sau:
+ Về khảo sát địa chất, khảo sát thủy văn: Khảo sát thiểu, tư liệu khảo sát không đầy đủ, thiếu chính xác Sức chịu tải đất nền
khai báo quá sai, làm cho nền bị phá hoại cắt; mái đốc không ổn định gây nên phá hoại nền, làm cho nền bị nghiêng Điều kiện
nước ngầm thay đổi, trong khi thi công hạ mực nước ngầm làm
cho nền lún không đều hoặc sạt lở nền đất Nền bị ngập nước tạo
lún phụ thêm vì bị nước mặt ngắm vào cũng tạo lún không đều
Sau khi sử dụng cơng trình, hút nước ngầm nhiều lần làm cơng
trình lún
Trang 33+ Về thiết kế: Khi xây dựng trên nền đất yếu, thiết kế chưa đảm bảo các biện pháp cần thiết làm móng lún quá lớn Tính chất của đất nền khơng đều, tính cơ học vật lý của chúng chênh lệch nhau tương đối lớn, hoặc chiều dày các lớp đất nền không như nhau, chênh lệch biến dạng nén lớn Tải trọng của kết cấu bên trên cơng trình chênh lệch nhau lớn, hình dạng kiến trúc phức tạp Độ cứng tồn khối của cơng trình kém, nhạy cảm đối với lún không đều của nền Coc nhiéu ma chiéu dai coc khac nhau lớn khiến cho việc gia cố nền dưới chân cơng trình khơng đều nhau
+ Về thi cơng: Trình tự và phương pháp thi công không hợp lý, bộ phận cơng trình thi cơng sau ảnh hưởng tới bộ phận cơng trình thi cơng trước Ảnh hưởng của việc hạ thấp mực nước ngầm bằng thủ cơng, trình tự đóng cọc sai, không kiểm tra chất lượng cọc thường xuyên, cọc bị nghiêng nhiều, các ngoại lực tác động trong thi công làm móng bị nghiêng, chất tải lớn không đều Không tuân thủ theo đúng những quy định thi công
Một số biện pháp khắc phục sau thường được áp dụng:
+ Thông qua xử lý nền, chỉnh lại biến ‘dang móng: Như phương pháp giếng chìm, phương pháp ngập nước, đào đất
+ Phương pháp chữa nghiêng bằng cách thay đổi on giao thông (cầu Long biên), hoặc dùng kích
+ Phương pháp gia cố móng: phương pháp nâng dầm
tường, giếng chìm, hạ thùng, nén cọc ˆ
Ngoài ra cân chú ý đến một số vấn đề sau:
Trang 34khảo tất cả các tài liệu có liên quan như: bản vẽ thiết kế, báo cáo địa chất, nhật ký thi công
- Chọn phương pháp xử lý tối ưu, xét đến cả mặt kinh tế và kỹ thuật
- Làm tốt công tác chuẩn bị trước lúc hiệu chỉnh biến dạng:
bao gồm cả các thí nghiệm hiện trường 3.1.7 Sự cố mố trụ cầu
Mồ trụ cầu là một bộ phận quan trọng trong cơng trình cầu, có chức năng đỡ kết cấu nhịp, truyền tải trọng thẳng đứng và ngang xuống đất nền Mốồ cầu cũng là bộ phận chuyên tiếp và đảm bảo xe chạy êm thuận từ đường vào cầu Trụ cầu cịn có tác đụng phân chia nhịp cầu
Mé cau chiu tai trọng từ kết cấu nhịp truyền xuống đất nền, đồng thời làm nhiệm vụ như một tường, chắn đất, chịu áp lực ngang của đất dap, dam bao 6 ổn định của đất nền đường đầu cầu Mồ cầu cũng là bộ phận chuyển tiếp đảm bảo xe chạy êm thuận từ đường vào cầu Ngoài ra mố cầu là cơng trình điều chỉnh dong chay va dam bao chống xói bờ sơng Mố cầu có cấu tạo không đối xứng theo phương dọc cầu do lực tác dụng theo phương dọc cầu của đất sau mố và lực tác dụng của nước sơng là khác nhau
Trụ cầu có vị trí ở giữa hai nhịp liền kề, chịu tải trọng từ nhịp truyền xuống Trụ làm việc theo phương dọc và phương ngang cầu Trụ được xây dựng trong phạm vi dòng chảy nên tiết diện ngang cần có hình dạng hợp lý về mặt thủy động học để thoát nước tốt, vỏ trụ có lớp đặc biệt để chống xâm thực Hình dạng trụ phải đảm bảo
mỹ quan và không cản trở sự đi lại dưới cầu '
Trang 35Mố trụ cầu là kết cấu bê tông cốt thép nên nó cũng có những sự cố chung của kết cấu này là: nứt, bị sai lệch vị trí, sự cố lỗ rỗng, cường độ bê tông không đủ, sự cố sập đổ, những sự cố này sẽ đề cập ở mục 3.2 (Sự cố kết cấu nhịp) Đồng thời sự cố sẽ xẩy ra nếu kết cấu nền móng xây ra sự cố Ngồi ra mố cầu cịn xẩy ra sự cố: tường mế bị xê dịch, đứt gẫy Mố cầu bị nứt,
gay do lún trượt đường đầu cầu : 3.2 SỰ CÓ KÉT CÁU NHỊP
Kết cấu nhịp cầu thuộc kết cấu phần trên của cầu Kết cấu nhịp có thể làm bằng bê tông cốt thép, bê tông cốt thép dự ứng lực, thép Chúng ta lần lượt xem xét các sự cố có thể xây ra đối với các loại kêt câu đó
3.2.1 Sự cố kết cấu nhịp bê tông cốt thép (BTCT)
Khi sử dụng loại kết cấu này thường xẩy ra các loại sự cố
như sau:
~ Nứt bê tông
- Sai lệch vị trí, biến dạng kết cấu - Sự cố liên quan đến cốt thép - Cường độ bê tông không đủ
Dưới đây là phân tích một số sự cố hay xảy ra đối với dạng
cơng trình này a) Sự cố vết nút
Mô tả sự cố:
+ Vị trí vết nứt: Vết nứt xuất hiện tại vị trí đầu dầm hay giữa dầm, phần trên hay phần dưới của mặt cắt dầm
Trang 36+ Chiều và hình dạng của vết nứt: Chiều vết nứt thường
thẳng góc với ứng suất chính, do vậy nó rất quan trọng Chiều
vết nứt là: ngang, đọc, xiên, chéo góc và giao nhau Hình dạng
vết nứt như chiều rộng vết nứt thay đổi không nhiều hay không
thay đổi
+ Độ rộng vết nứt: Là chiều rộng một khe có tính đại
diện, thẳng góc với chiều của vết nứt
+ Chiều dai vết nứt: Chiều dài mỗi vết nứt, vết nứt có xun
qua tồn bộ mặt cắt hay không, các vết nứt có liền nhau hay
không
+ Chiều sâu vết nứt chủ yếu phân biệt vết nứt trên bề mặt, vết nút của lớp bảo vệ các vết nứt tương đối sâu ,
+ Thời gian xây ra nứt có mỗi quan hệ tích cực đến tính chất
vết nứt
Sự phát triển và thay đổi của vết nứt thay đổi chiều dài,
chiều rộng, số lượng vết nứt
Các đặc điểm khác: Bê tông bị bong rộp, nứt vỡ, vết nứt bị rò
rỉ nước, cốt thép bị ăn mịn
Nứt bê tơng là rất phổ biến Tuy nhiên một số vết nứt trong,
bê tông là rất khó tránh Ngồi những vết nứt hình thành dưới
tác động của tải trọng, phần lớn vết nứt là sự co ngót của bê tơng
và biến dạng nhiệt độ gây nên Một số vết nứt thường gặp như
vết nứt co ngót do nhiệt độ, vết nứt có độ rộng khơng lớn ở vùng bê tông chịu kéo thông thường không nguy hiểm đến an toàn của cấu kiện kiến trúc Do đó, vết nứt của bê tông không phải
đều là sự cô
Trang 37Kết cấu bê tông cốt thép có 6 loại nứt gẫy là: nứt gẫy uốn,
nứt gẫy cắt, nứt sau khi chịu nén, nứt gẫy neo, nứt gẫy xoắn và
thanh nén mất ôn định
Đối với dầm vết nứt nguy hiểm thường có dạng như sau: + gan giữa nhịp của dầm đơn, dầm liên tục, phía dưới xuất hiện các vết nứt ngang, một phía của nó kéo lên phía trên tới hơn 2/3 chiều cao dầm, hoặc trên đó xuất hiện nhiều vết nứt ngang rõ rệt, lớp bảo vệ bị bong rộp, mặt dưới thêm các vết nứt đứng
+ Gần gối dầm 'xuất hiện các vết nứt xiên rõ rệt, đây là vết nứt rất nguy hiểm Khi vết nứt kéo dài trên 1/3 chiều cao dầm, hoặc khi xuất hiện các vết nứt xiên, vùng chịu nén còn xuất hiện các vết nứt ngang thì có thể làm cho dầm phá hoại vì bị nứt gẫy;
có thể do cốt đai quá ít, mà tỉ lệ của khoảng cách từ tải trọng tập trung đến gối và chiều cao hữu hiệu của dầm lớn hơn 3, nếu xuất hiện các vết nứt xiên, ứng suất của cốt đai rất nhanh đạt tới cường độ chảy, vết nứt xiên phát triển rất nhanh làm cho dầm
nứt làm hai phần mà bị hư hỏng
+ Phía trên gần gối của dầm liên tục xuất hiện các vết nứt ngang rõ rệt, một phía của nó kéo dài tới trên 1/3 chiều cao dầm, hoặc phía trên xuất hiện các vết nứt đứng, đồng thời phía dưới xuất hiện các vết nứt ngang
+ Gần đầu cố định của dầm cơng xơn có các vết nứt đứng rõ rệt hoặc các vết nứt xiên
Đối với bản vết nứt nguy hiểm thường có dạng như sau: + Xuất hiện các vết nứt ngang thẳng góc với chiều của cốt thép chủ chịu kéo, đồng thời kéo dài về vùng chịu nén
Trang 38+ Phía trên gần đầu cố định của bản công xôn xuất hiện các
vết nứt rõ rệt, chiều của nó thẳng góc với chiều của cốt thép chủ
chịu kéo
+ Xung quanh phía trên của bản đỗ tại chỗ có vết nứt rõ rệt, hoặc phía dưới có những vết nứt đan nhau
Ngoài những vết nứt nguy hiểm nêu trên, nếu chiều rộng vết nứt vượt quá giá trị cho phép của qui phạm thiết kế, đều cần
phân tích cần thận, đồng thời cần xử lý thích đáng
Trong “Qui trình điều tra và sửa chữa vết nứt bê tông” của Nhật Bản giới hạn phán đoán vết nứt có cần phải xử lý hay không dựa vào độ bền và tính chống thấm
- Nguyên nhân chính:
+ Do chất lượng vật liệu không đảm bảo (bê tông, cốt thép)
+ Kiến trúc và-cầu tạo không tốt + Sai sót trong thiết kế kết cấu + Do biến dạng nền móng, mồ trụ
+ Do công nghệ thi công không tốt + Do ảnh hưởng của nhiệt độ, co ngót của bê tông + Do ăn mịn hóa học hay chắn động
- Giải pháp xử lý vết nứt có mấy loại sau:
ˆe Xử lý bề mặt: Phương pháp thường dùng có ép chặt trát
phẳng, sơn chất kết dính Epơxy, phun vữa xi măng hoặc bê tông đá nhỏ, dán vải sợi thủy tỉnh mát tít Epơxy, Epơxy tăng tính tồn
khối của lớp mặt, neo vết nứt bằng bu lông thép
Trang 39e Phương pháp sửa chữa cục bộ: Thường dùng có phương pháp ứng suất trước, đục bỏ một phần bê tông để đỗ bê tông lại
e Phương pháp phun vữa áp lực vữa xỉ măng: Phù hợp với các vết nứt ổn định có chiều rộng vết nứt > 0,5mm
e Phun vữa hóa học: Khi chiều rộng vết nứt > 0,05mm
* Giảm nội lực của kết cấu: sửa dầm giản đơn thành dầm
liên tục hóa, làm kết cấu giảm tải, thay đổi tính chất khai thác của kết cầu (như cầu Long Hiến! thay đổi hướng xe chạy; tốc độ tàu qua cầu giảm)
e Tăng cường kết cấu: phương pháp dán bản thép, tăng cường hệ thống ứng suất trước
e Thay đổi phương án kết cấu, tăng cường độ cứng tổng thé Khi lựa chọn phương pháp xử lý vết nứt thường chú ý: tính
chất, độ lớn, vị trí vết nứt, mơi trường, mục đích xử lý, cùng với
tình trạng chịu lực và tình hình sử dụng của kết cấu b) Sự cố biến dạng, sai lệch vị trí
- Mơ tả sự cố: vị trí mặt bằng bay mặt đứng kết cấu lệch lớn, sai phương hướng Biến dạng kết cấu lớn
- Nguyên nhân: do sai sót trong đo đạc, mốc đo đạc sai lệch vị trí Công nghệ thi công không đúng: chưa hiệu chỉnh đã cố định Câu lắp cấu kiện đúc sẵn vào vị trí sai lệch lớn, biến dạng nghiêm trọng Thiết bị thi công va chạm vào kết cấu hoặc do nên lún không đều l
- Giải pháp xử lý:
+ Xử lý sự cố biến dạng nền móng như trình bày ở trên
Trang 40+ Dùng kích chữa nghiêng, dùng tay dòn và kích điều chỉnh
cốt cao độ lắp dat dam
+ Gia cố tăng cường: bằng BTCT, dán bản thép (vì khi biến dạng lớn có thể tăng thêm ứng suất)
©) Sự cố liên quan đến cối thép:
- Mô tả sự cố: kết cấu bị đứt gay, xuất hiện các vết chảy rỉ thép trên bể mặt bê tông; cốt thép bị ăn mòn làm bong lớp vỏ, giảm diện tích hữu hiệu; xuất hiện các vết nứt ngang dọc trên bề mặt bê tông hay cốt thép
- Nguyên nhân:
+:
ất lượng cốt thép không đạt tiêu chuẩn hoặc không tuân
thủ yêu cầu thiết kế: do nguồn cung không rõ ràng, sự tráo trộn
vì mục tiêu lợi nhuận của nhà cung cấp
+ Đặt sai hay thiếu cốt thép: do gian lận hoặc sai sót (xem nhằm bản vẽ), thay đổi chủng loại cốt thép không đúng
+ Sai lệch cốt thép chủ lớn đo thi công không tốt, không cỗ
định được cốt thép
+ Cốt thép bị ăn mòn do bảo quản không tốt, độ đặc chắc
của bê tông cấu kiện kém, lớp bảo vệ mỏng
- Giải pháp xử lý:
+ Bồ sung cốt thép đặt thiếu sót: khoan thêm lỗ dặt cốt thép,
đục bỏ lớp bê tông bảo vệ để thêm cốt thép ˆ+ Tăng thêm cốt dai để chống nứt
+ Gia cố bằng tăng cường kết cấu hay cấu kiện: dùng
phương pháp bọc ngoài bằng bê tông cốt Hiệp, ' dán bản thép, tăng thêm dự ứng lực ngoài