ĐỀ TÀI KC.09- 1ó NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, THI CÔNG CÁC LOẠI CÔNG TRÌNH BIỂN THÍCH HỢP ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM VÀ CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG TRÁNH, KHẮC PHỤC SỰ CỔ CÔNG TRÌNH

Tuy nhiên, trong những năm tới muốn gia tăng gấp rưỡi hay gấp đôi sản lượng, đòi hỏi chúng ta phải tăng cường hơn nữa công tác thăm đò và khai thác, đẩy nhanh phát hiện các mỏ mới, nhất

Trang 1

TUYẾN TẬP CÁC KÉT QUÁ CHỦ YÊU CỦA CHƯƠNG TRÌNH “Điều tra cơ bản và nghiên cứu ứng dụng công nghệ biên " (KC.09)

ĐỀ TÀI KC.09- 1ó

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, TH CÔNG CÁC LOẠI CÔNG TRÌNH BIỂN

THÍCH HỢP ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM VÀ CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG TRÁNH,

KHẮC PHỤC SỰ CỔ CÔNG TRÌNH +

MỞ ĐẦU 1 CÁC KỸ THUẬT MỚI TRONG KHAI THÁC DẦU KHÍ BIỂN

1.1 CÔNG TRÌNH BIỂN VỚI KỸ THUẬT KHOAN XIÊN

Để nâng cao hiệu suất tối đa của một đàn khoan, ngày nay kỹ thuật khoan xiên được

sử dụng phổ biến, tạo ra khả năng vươn xa tới các tầng dầu, với độ nghiêng của giếng có

thể đạt tới 45 — 60 “ và còn hơn nữa Mới đây, kỹ thuật khoan ngang cũng đã được áp dụng Độ vươn xa đã đạt tới 7290m (mỏ Statfjord, Biển Bắc) Kỹ thuật khoan xiên cũng đã được

Trang 2

't, 7X PSG ii

possible with Bau KT 0c c0 65 cá

System and made Els90213)12ã 20015

technologies, sụch as extended-

longevity well screens patented Muig-la:

1.2 KỸ THUẬT ĐÀN ĐẦU GIẾNG:

Là các đàn nhẹ, thường không có người ở có 2 loại:

+ loại kết cấu truyền thống (Jacket) như các dàn BK ở mỏ Bach Hé + loại đàn nhẹ tối thiểu (MOSS —- Minimum Offshore Support Structures) ˆ Tác dụng: giảm chi phí cho xây dựng mỏ, tăng hiệu quả kinh tế cho việc khai thác các mỏ nhỏ và rất nhỏ (xem trên hình đưới đây)

1.3 CONG TRINH BIEN VOI DAU GIENG NGAM

Công nghệ này thường được kết hợp với các công trình biển nổi, cho phép: + Giảm số lượng dàn

+ Khai thác sớm, làm tăng hiệu quả kinh tế ˆ

1.4 CÔNG TRÌNH BIỂN VỚI THƯỢNG TẦNG TOÀN KHỐI

Sử dụng loại cẩu nổi hiện đại, với sức cẩu tới 11 000 15 000 t, cho phép cầu lắp thượng tầng I lần khi thi công trên biển, hoặc sử dụng kỹ thuật chở nổi không dùng cẩu

(công nghệ TECHNIP)

295

Trang 3

inimal Platforms

Maximum Savings

MOSS* IV - Skirt Supported

Tripod, Water Depths to 325°

J 106 Wells

30 MMSCFD ar 1500 BPD me MOSS* f- Braced Caisson

Water Depths to 140’, 1 ro 5 Wells, 30 MMSCFD or 1500

BPD, Unmanned Operations

MOSS®* I - Vertical Jacket

Leg With Skirt Support, Water

Depths to 300), | to 6 Wells 30 MMSCFD or 1500 BPD ‘Unmanned Operations

ds, satellite platforms, development, MOSS*

re Support Saucture) Economical

¢ fast track to a return nent MOSS* begins

f five patented base Versatile Pile Configuration with Skirt

ies Support Water Depths to 750°

1 40 24 Wells, Drill Rig Capacity 100 MMSCFD ur 20000 BPD

lk capacity With these

MOSS* provides com-

fom engineering and Em

=~ Proven Tect

296

Trang 4

CÁC KIỂU DÀN TỐI THIỂU ỨNG VỚI CÁC ĐỘ SÂU NƯỚC VÀ SỐ LƯỢNG GIẾNG

dầu khí tìm được ngày càng xa bờ hơn Đặc biệt từ thập kỷ 90 của thế kỷ 20, thế giới tập trung nghiên cứu kỹ thuật và công nghệ cho các loại công trình biển chuyên dụng khai thác nước sâu, đã đạt được những thành tựu vượt bậc: đã chế tạo loại công trình biển khai thác ở mỏ nước sâu tới 2300m (tại Vịnh Mexico)

Các loại công trình biển hiện nay đang được sử dung trên thế giới: (1) Công trình biển cố định (bằng thép - móng cọc, bằng bê tông - móng “trong luc) ở độ sâu nước dưới 300 - 400m

(2) Công trình biển đạng Trụ mềm (ở độ sâu từ 400 - 1000 m);

(3) Công trình bán chìm (chủ yếu cho vùng nước sâu, độ sâunước tới 2000 m) (4) Công trình neo đứng ((chủ yếu cho vùng nước sâu, độ sâunước tới 2000 m)

(5) Bề chứa nổi (chủ yếu cho các loại vùng nước, độ sâunước tới 2500 m) (6) Kết cấu đầu giếng ngầm (chủ yếu cho vùng nước sâu, độ sâu nước tới 3000m)

297

Trang 5

Đồ thị biểu điễn sự phát triển các công trình biển

theo độ sâu nước và theo thời gian (1949 - 2004)

mA) Xà 12 ch

kg 350011 poi

{PPS} f ad Piafotrn

ieee esha tcc eucaaas

`

EU hà

Các loại công trình biển được sử dụng thuỳ theo độ sâu nước

Trang 6

1I NHU CẦU XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN CỦA VIỆT NAM PHỤC VỤ KHAI

THÁC DẦU KHÍ TRONG NHỮNG NĂM TỚI 2.1 TIỀM NĂNG DẦU KHÍ TAI THEM LUC DIA VN

1) Bể Cửu Long: có diện tích trên 40 nghin km’, có độ sâu nước trên dưới 50 m,

hiện nay có 4 mỏ dầu đang được khai thác (Bạch Hồ, Rồng, Rạng Đông, Ruby) đang cung cấp trên 90% sản lượng đầu khai thác, trong đó có Bạch Hổ là lớn nhất, do Xí nghiệp LD- DK Vietsovpetro khai thác, nơi đào tạo chủ yếu các kỹ sư và công nhân ngành Dầu Khí Việt Nam, kể từ khi thu hồi đồng dầu đầu tiên vào năm 1986

2) Bể Nam Côn Sơn: có diện tích 120 nghìn kmỶ, có độ sâu nước trên đưới 100 m,

hiện đang và chuẩn bị khai thác 1 mỏ đầu (Đại Hùng) và 5 mỏ dầu-khí (LanTây, Lan Đỏ, Rồng Đôi Tây, Hải Thạch và Mộc Tĩnh)

3)Thêm Tây Nam: diện tích 130 nghìn km”, là cánh nghiêng Đông Bắc của bể

Malaysia thuộc thềm lục địa Tây Nam VN, hiện đang khai thác mỏ dầu Bunga Kekwa- Cái nước Một số mỏ lân cận cũng đang chuẩn bị bước vào khai thác đó là các mỏ Bunga

Orkid, Bunga Parkma, Bunga Raya, Kim Long

4) Bể Phú Khánh: Là dải hẹp năm dọc bờ biển miền Trung, phần lớn diẹn tích có

độ sâu lớn hơn 200m tới trên 1000m; đang tiến hành khảo sát dịa chấn, cho thấy có nhiều

cấu tạo các tầng mặt, dầu tương tự bể Nam Côn Sơn và Cửu Long 5) Bể Vũng Máy —- Tư Chính: nằm giữa bể Nam Côn Sơn và quần đảo Trường Sa,

trong khu vực nước rất sâu, đang tiến hành khảo sát địa chấn, cho thấy cũng có các tầng

mạch giống bể Nam Côn Sơn 6) Bé sông Hồng: Bề có diện tích rộng nhất, khoảng 160 nghìn km” và gần bằng cả

Vịnh Bắc Bộ, nhưng có hiểu biết và phát hiện dầu khí thấp Đã phát hiện một số mỏ khí

nhỏ ở cả ngoài biển và trên đất liền (trũng Hà Nội)

2.2 NHU CẦU PHÁT TRIỂN CÔNG TÁC KHAI THÁC DẦU KHÍ TRONG NHỮNG

NĂM TỚI

Chuyển sang thiên niên kỷ, Ngành dầu khí Việt Nam đạt được một mốc son đáng

ghi nhớ là khai thác được hơn 100 triệu tấn đầu thô Với thành tựu khai thác sản lượng 17 triệu tấn đầ thô, 2 tỷ mỶ khí, ViệtNam đã trở thành nước đứng thứ 3 về khai thác và sản xuất dầu thô ở Đông Nam Á Thành quả nổi trội làm nên đóng góp ngày càng tăng cho nguồn thu Ngân sách Nhà nước (đạt hơn 20%) và đưa Ngành Dầu khí lên vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân là kết quả và phát triển khai thác nhanh chóng

Nguồn trữ lượng đầu khí có thể khai thác, được xác minh, đạt trên I ty m’ quy dau

làm cơ sở cho việc duy trì và phát triển khai thác dầu khí cho I0 đến 20 năm tiếp theo trên

nền tiểm năng 3,5 ~ 5 tỷ m' quy dầu

299

Trang 7

Tuy nhiên, trong những năm tới muốn gia tăng gấp rưỡi hay gấp đôi sản lượng, đòi

hỏi chúng ta phải tăng cường hơn nữa công tác thăm đò và khai thác, đẩy nhanh phát hiện

các mỏ mới, nhất là ở các vùng nước sâu trên 200 m - 1000 m (chiếm phần lớn diện tích

thêm lục địa nước ta), dựa trên những kinh nghiệm và thành tựu đã đạt được trong 30 năm

qua của ngành Dầu khí VN, kết hợp với ứng dụng các kỹ thuật công nghệ hiện đại của nước ngoài Đây là mục tiêu chiến lược của chúng ta, trong lúc cả thế giới đang trong thời kỳ khủng hoảng năng lượng, với giá dầu khí leo thang chưa từng có (70 USD/thùng), đòi hỏi quyết tâm lớn của cả nước, trực tiếp là những chuyên gia và cán bộ kỹ thuật liên quan Chuyên ngành “xây dựng công trình biển” đóng một vai trò quan trọng, đặc biệt chuẩn bị khả năng làm chủ trong việc xây dựng các công trình biển thế hệ mới nhất,phục vụ khai thác các mỏ nước sâu (ở độ sâu từ 150 - 200 m nước trở lên)

Đây là mục tiêu thứ 2 của Để tài, mà Bộ KHCN đã giao cho nhóm tác giả Các kết

quả nghiên cứu chủ yếu sẽ được trình bày đưới đây, gồm 4 loại công trình biển:

- Công trình biển cố định bằng thép (với chân đế truyền thống, kiểu jacket): ở độ sâu

- Công trình biển cố định nhẹ tối thiểu (kiểu MOSS): ở độ sâu 50 - 100 m, cho mỏ nhỏ hoặc làm Dàn đầu giếng;

- Công trình biển cố định trọng lực bê tông (kiểu GBS): ở độ sâu tới 30 - 50 m, phục

vụ dầu khí và quốc phòng (phướng án mới cho các CT.DKI trên các bãi ngầm san hô);

- Công trình nổi neo đứng (kiểu TLP): khai thác mỏ nước sâu từ 200 - 1000m trong

300

Trang 8

CHƯƠNG 1ï NHỮNG THÀNH TỰU VỀ CÔNG TRÌNH BIỂN CỦA VIỆT NAM 1.1 THÀNH TỰU PHÁT TRIỂN VỀ CÔNG TRÌNH BIỂN CỦA VIỆT NAM PHỤC _ VỤ KHAI THÁC DẦU KHÍ

Năm 1984, thời kỳ xây dựng công trình biển đầu tiên ở nước ta, với độ sâu nước

50m phục vụ khai thác dầu khí trên thểm lục địa Việt Nam (mỏ Bạch Hổ), cho dòng dầu đầu tiên vào 2 năm sau (1986), ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam đã ghi một mốc son lịch sử trong công cuộc chính phục biển cả để khai thác tài nguyên làm giầu cho đất nước Tổng Công ty Dầu khí Việt Nam, trong đó lực lượng nòng cốt và tiên phong là các cán bộ ,

kỹ sư và công nhân của Xí nghiệp Liên Doanh Vietsovpetro, là những người có công đầu

trong sự kiện lịch sử này ở những thập niên cuối ở thế kỷ 20 của đất nước ta

Sau 30 năm kể từ ngày thành lập, Tổng công ty Dầu khí Việt Nam đã phát triển

mạnh mẽ và toàn diện trên tất cả các lĩnh vực, trở thành ngành công nghệ mũi nhọn quan trọng trong sự-nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hoá đất nước; có đóng góp đáng kể cho

ngân sách Nhà nước, đưa nước ta vào danh sách các nước sản xuất dầu khí trên thế giới và đứng thứ 3 ở Đông Nam á về khai thác dầu mỏ

Hoạt động tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí trên thềm lục địa và lãnh thổ Việt Nam đã xác định được trữ lượng xác minh là khoảng 1 tỷ mỶ và trữ lượng tiểm năng là

khoảng 3-4,5 ty m* đầu quy đổi, đã phát hiện và đưa vào khai thác 6 mỏ dầu, một số mỏ

dầu khí có giá trị thương mại mới được phát hiện sẽ được đưa vào phát triển trong thời gian

tới, sản lượng khai thác dầu, khí không ngừng gia tăng đạt L7 triệu tấn đầu và 17 tỷ m° khí

vào năm 2001 Ngành công nghiệp khí đã được hình thành và phát triển nhanh chóng Hệ

thống thu gom, vận chuyển và xử lý khí Bạch Hổ - Rạng Đông — Phú Mỹ đã hoàn thành

cung cấp khoảng 2 tỷ mỶ khí cho các nhà máy điện ở Bà Rịa, Phú Mỹ; 150.000 tấn

condensate và 300.000 tấn LPG mỗi năm đáp ứng phần lớn nhu cầu trong nước Công nghiệp lọc hóa dầu đang được hình thành và phát triển nhằm từng bước đảm bảo an ninh

nhiên liệu cho phát triển đất nước và cung cấp nhiên liệu cho công nghiệp hóa dầu Các để án sản xuất DƠP, PVC, Polypropylen và đặc biệt, để án nhà máy lọc dầu số I Dung Quất đã và đang được triển khai tích cực [Theo số liệu của Tạp chí Dầu khí, 2002]

Dầu khí là một ngành công nghiệp hiện đại, đầu tư lớn, siêu lợi nhuận song rủi ro

cao, do đó đoì hỏi trình độ khoa học và công nghệ rất cao Nhận thức được đặc điểm đó,

các hoạt động nghiên cứu khoa học và triển khai công nghệ đã được Tổng công ty đầu khí

Việt Nam đặc biệt quan tâm cả về tiềm lực vật chất (thiết bị, máy móc, công nghệ) lẫn nguồn lực con người Các cơ sở nghiên cứu đầu ngành về thăm dò khai thác, chế biến dầu

khí, an toàn môi trường; các trung tâm thông tin tư liệu, đào tạo đã sớm được thành lập,

301

Trang 9

được đầu tư thích đáng và đang phát triển Nhờ đó tiém lực khoa học công nghệ của Tổng

công ty Dầu khí Việt Nam đã không ngừng được nâng cao, tiếp cận dần với trình độ của

cộng đồng đầu khí trong khu vực Các hoạt động khoa học và công nghệ đã có những đóng

góp quan trọng vào thành tích chung của ngành Dầu khí trong suốt 30 năm qua

Nhìn chung, năng lực và trình độ khoa học công nghệ của Tổng công ty Dầu khí Việt

Nam hiện nay đã đạt được trình độ trung bình của khu vực Ngoài một số công trình, thiết bị trên mỏ Bạch Hồ được thiết kế, trang bị theo tiêu chuẩn của Liên Xô (cũ), các công trình

khai thác dầu khí, các công trình khí và các công trình thuộc khâu sau khác đã được xây

Xí nghiệp Liên doanh Vietsovpetro kể từ khi thành lập (năm 1981) tới nay, đã đạt

được những thành tựu to lớn trong các khâu tìm kiếm thăm dò, khai thác và vận chuyển

đầu khí ở thềm lục địa Việt Nam Với một khối lượng công việc lớn trong khảo sát địa vật lý , khoan ở các bồn trũng Cửu Long, Nam Côn Sơn, Sông Hồng, XNLD đã tiến hành thăm dò, phát triển và khai thác 3 mỏ dầu có giá trị công nghiệp là Bạch Hổ, Rồng, Đại Hùng và phát hiện các cấu tạo chứa dầu khí như Tam Đảo, Ba Vì, Bà Đen, Sói, Lân đầu tiên phát hiện đầu trong móng nứt nẻ trước Kainozoi là một thành tựu rất nổi bật, nó đã đảm bảo gần 90% sản lượng dầu

hàng năm của XNLD Đến nay XNLD đã khai thác được trên 100 triệu tấn đầu thô, là

phần đóng góp rất quan trọng cho ngân sách nhà nước

XNLD đã thực hiện hàng loạt các nghiên cứu ứng dụng khoa học công nghệ nhằm

đảm bảo toàn bộ công tác tìm kiếm thăm dò, khai thác có hiệu quả cao, đảm bảo an toàn

và hoạt động liên tục cho các công trình dầu khí trên biển

Trên Hình 1 là sơ đồ bồn vũng trũng và các vùng mỏ dầu khí đang khai thác trên

thêm lục địa Việt Nam

* Sự phát triển công trình biển phục vụ khai thác dầu khí

Trong 25 năm XD và trưởng thành, đến nay XNLD “Vietsovptro” đang tiến hành

khai thác đầu khí tại mỏ Bạch Hồ và Rồng Trong quá trình trên, việc thiết kế xây dựng

mỏ Bạch Hồ được tiến hành trong điều kiện mỏ chưa được thăm dé ti mi, phải vừa triển

khai thiết kế, xây dựng mỏ, vừa dần hoàn thiện theo kết quả tìm kiếm - thăm dò đầu

khí hàng năm

302

Trang 10

1998

303

Trang 11

Khi tìm ra đầu ở tầng móng, XNLD chuyển sang áp dụng phương pháp mới khai thác vòm nam mỏ Bạch Hồ với việc sử dụng các giàn nhẹ và giàn công nghệ Trung tâm

Nổi bật trong sự trưởng thành của XNLD là về lĩnh vực thiết kế, chế tạo, xây dựng các công trình biển, thường xuyên cải tiến đổi mới về dạng kết cấu chân đế (MSP, BK) cũng như về công nghệ chế tạo thị công

Theo thiết kế MSP mẫu (16716), chân đế MSP do Viện GocNIPI Gipromorneftegas” thiết kế theo tiêu chuẩn Liên Xô (GOST) với số liệu khí tượng thuỷ văn có tần suất 100 năm, độ đảm bảo 1% được xác định vào giai đoạn đầu mới thành lập XNLD, theo tiêu

chuẩn GOST (vận tốc gió —-50m/s, chiều cao sóng — 13.2m, vận tốc dòng chảy mặt ~ 3.2m/s, vận tốc đòng chảy đáy — 1.2m/s) thì kết cấu chân đế có các thông số :

* Số lượng chân đế: 02

* Tổng trọng lượng chân đế: 2x1200=2400 tấn

* Trọng lượng dầm chịu lực: 800 tấn * Đường kính cọc: ¿720 x 20 mm * Số lượng cọc: 16 cọc chính, 32 cọc phụ (cho cả 2 chân đế)

* Tổng trọng lượng cọc:1350 tấn

* Độ sâu đóng cọc: 48 - 50 m

Chân đế cho các công trình mới (PPD-30000, CTP-3) do Viện NIPI, XNLD thiết kế

theo tiêu chuẩn API với số liệu khí tượng, thuỷ văn có tần suất 100 năm, độ đảm bảo 1%, được xác định vào giai đoạn cuối những năm 90 theo tiêu chuẩn API (vận téc gié —51m/s,

chiều cao sóng — 14.6m, vận tốc dòng chảy mặt — 2.2m/s, vận tốc dòng chảy đáy —

1.37m/s) thì kết cấu chân đế mới có các thông số:

* Số lượng chân đế: 01

* Tổng trọng lượng chân đế: 1200 - 1400 tấn

* Trọng lượng dầm chịu lực: 700 - 1000 tấn * Số lượng cọc: 8 - 12 cọc chính, không có cọc phụ

* Đường kính cọc: ÿ1020x25.4, $1219x32, ÿ1219x32, ¿1219x60 * Tổng trọng lượng cọc:850 - 1500 tấn

* Độ sâu đóng cọc: 57 - 74 m

Ưu điểm chính của chân đế dạng mới là trong kết cấu sử dụng loại ống lớn, độ dày lớn dẫn tới kết cấu đơn giản, các nút được tăng cường độ đày nên khả năng chịu cắt đập và chịu mỏi tốt, số lượng cọc ít và lớn nên thi công đóng cọc nhanh ít gặp sự cố, dễ đảm bảo

độ chính xác trong lắp ghép ngoài biển, giảm trọng lượng của toàn bộ công trình trên 25%

trong khi các điểu kiện khí tượng thuỷ văn để thiết kế khắc nghiệt hơn và các công trình đạt tiêu chuẩn quốc tế

304

Trang 12

Khi XNLD thay đổi quan điểm phát triển mỏ, chuyển sang xây dựng các giàn nhẹ

BK trên mỏ Bạch Hồ và Rồng thì kết cấu chân đế của các BK cũng lần lượt thay đổi, hoàn

thiện theo 3 giai đoạn chính:

Thế hệ đầu, cho BK-I (1990-1991) Chân đế thiết kế cho 3 giếng khoan, theo tiêu chuẩn GOST với số liệu khí tượng, thuỷ văn, như cho thiết kế MSP mẫu (nói ở trên), thì kết cấu chân đế có các thông số:

* Tổng trọng lượng chân đế: 450 tấn * Đường kính cọc: $720 x 20 mm

Thế hệ thứ ba, cho các BK7 Chân đế thiết kế cho 12 giếng khoan, theo tiêu chuẩn

API với số liệu khí tượng thuỷ văn được xác định vào cuối những năm 90 (như nêu ở trên),

thì kết cấu chân đế mới có các thông số: * Tổng trọng lượng chân đế: 710 tấn

* Đường kính cọc: $1219 x 25.4 mm * Số lượng cọc: 4 cọc chính, không có cọc phụ

* Tổng trọng lượng cọc: 480 tấn c

* Độ sâu đóng cọc: 68 m

Ưu điểm chính của chân đế thế hẹ thứ 3 là mặt bằng rộng dễ bố trí thiết bị, số lượng

giếng khoan nhiều (12 giếng) Kết cấu sử dụng loại ống lớn, dẫn tới kết cấu đơn giản, các

nút được tăng cường độ dày nên khả năng chịu cắt đập và chịu mỗi tốt, công trình đạt tiêu chuẩn Quốc tế

Các thế hệ chân đế BK đều đo XNLD thiết kế, chế tạo, xây dựng Như vậy trong lĩnh

vực thiết kế, chế tạo, xây dựng chân đế dạng MSP, BK cho độ sâu nước biển 50-60m

XNLD đã liên tục hoàn thiện và đến nay đã đạt tiêu chuẩn Quốc tế [Các số liệu ở phần

này dựa trên Báo cáo của TSKH Lâm Quang Chiến, PTGĐ-VSP, tại HNKH của VSPỊ

305

Trang 13

12 THÀNH TỰU VỀ CÔNG TRÌNH BIỂN CỦA VIỆT NAM PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN KINH TẾ VÀ QUỐC PHÒNG

1.2.1 Nhiệm vụ và mục tiêu xây dựng công trình biến (DKT):

Quá trình hình thành, phát triển các công trình biển phục vụ xây dựng các 'cựm kinh

tế - khoa hoc -dich vu ’ đã thể hiện quyết tâm của Nhà nước ta, của Bộ Quốc phòng, và

trực tiếp là của Bộ Tư lệnh Công Binh (Ban Quan lý Dự án các CT.DKI) va Quan ching

Hải quân Việc xây dựng các công trình biển (DKI) nhằm mục tiêu: - Khẳng định chủ quyền thêm lục địa của Việt nam

- Đặt các đèn biển làm tiêu cho các tàu thuyền qua lại - Dat tram khi tượng hải van để thường xuyên nghiên cứu, thu thập dữ liệu dự báo và

công bố cho đất liền, cho các tàu thuyền đi lại trong vùng

- Nghiên cứu địa chất biển và dầu khí vùng thềm lục địa, quy luật hoạt động của các dòng

hải lưu và nghiên cứu sinh thái biển trong khu vực phục vụ công tác nghiên cứu hải dương

- Lầm dịch thu mua và sơ chế hải sản, là nơi tránh bão và làm nhiệm vụ cung ứng

hậu cần - kỹ thuật cho tàu thuyền cá của Nhà nước và ngư dân ta trong vùng

1.2.2 Thống kê lịch sử các công trình DKI: (heo số liệu của QC Hải quân) 1) DKU1 xây đựng tháng 8/1989 tại bãi Tư Chính với chân đế là dạng móng cọc,

khối thượng tầng hình khối 4 cạnh , 2) DKI/2 Xay dung thang 8/1993 tai bai Phtic Tan vdi chan đế hàn pông tông bơm

trám xi măng, khối thượng tầng hình bát giác, có sân bay

3) DK/3 xây dựng tháng 8/1989 tại bãi Phúc Tân với chân đế hàn pông tông bơm trầm xi măng vào bông tông nhằm gia tăng trọng lực để giữa khối thượng tầng (đạng móng cọc trọng lực), khối thượng tầng hình 4 cạnh

4) DKI/4 xây dựng tháng 8/1989 tại bãi Ba Kè với chân đế hàn pông tông bơm tram xi măng vào pông tông nhằm gia tăng trọng lực để giữa khối thượng tầng (dạng móng cọc trọng lực), khối thượng tầng hình 4 cạnh

5) DKI/ 5 xay dung thang 11/1990 tại bãi Tư Chính với chân đế dạng móng cọc bơm tram xi măng khối thượng tầng hình bát giác

6) DK6 xây dựng tháng 11/1990 tại bãi Phúc Nguyên với chân đế dạng móng cọc

bơm trám xi măng, khối thượng tầng hình bát giác 7) DKI/7 xây dựng tháng 11/1991 tại bãi Huyền Chân với chân đế dạng móng cọc bơm trám xi măng, khối thượng tầng hình bát giác

306

Trang 14

8) DK1/S xây dựng tháng 8/1991 tại bãi Quế Đường với chân đế dạng móng cọc bơm

tram xi măng, khối thượng tầng hình bát giác

9) DKI/9 xây dựng tháng 8/1993 tại bãi Ba Kè với chân đế dạng mồng cọc bơm trám

xi măng, khốt thượng tầng hình bát giác 10) DK1/10 xây dựng thang 4/1994 tai bãi Cà Mau với chân đế dạng móng cọc bơm

trám xi măng, khối thượng tầng hình bát giác, có sân bay

11) DKI/11 xây dựng tháng 8/1994 tại bãi Tư Chính với chân đế đạng móng cọc bơm trám xi măng, khối thượng tầng hình bát giác, có sân bay

12) DKW12 xây dựng tháng 8/1994 tại bãi Tư Chính với chan dé dang móng cọc bơm trám xi măng, khốt thượng tầng hình bát giác

13) DK1/14 xây dựng tháng 4/1995 tại bãi Tư Chính với chân đế dạng móng cọc bơm

trám xi măng, khối thượng tầng hình bát giác

14) DKJ/15 xây dựng tháng 4/1995 tại bãi Phúc Nguyên với chân đế dạng móng cọc

bơm trám xi măng, khối thượng tầng hình bát giác, có sân bay

15) DKI/16 xây dựng tháng 6/1996 tại bãi Phúc Tần với chân đế dạng móng cọc bơm

tram xi măng, khối thượng tầng hình bát giác

16) DKI/17 xây đựng tháng 6/1996 tại bãi Phúc Tần với chân đế dạng móng cọc bơm

trám xi măng, khối thượng tầng hình bát giác 17) DKI/18 xây dựng tháng 4/1997 tại bãi Phúc Tần với chân đế dang méng coc bơm trám xi măng, khối thượng tầng hình bát giác, có sân bay

18) DKL/19 xây dựng tháng 4/1997 tại bãi Quế Dương với chân đế dạng móng cọc

bơm trám xi măng, khối thượng tầng hình bát giác, có sân bay

19) DKI/20 xây dựng tháng 7/1998 tại bãi Ba Kè với chân đế dạng móng cọc bơm

trám xi măng, khối thượng tầng hình bát giác 20) DKI/21 xay dựng tháng 7/1998 tại bãi Ba Kè với chân đế dạng móng cọc bơm

trám xi mãng, khối thượng tầng hình bát giác, có sân bay 1.2.3 Nhận xét chung về mặt kỹ thuật xây dựng công trình biển: Tất cả các công trình DKI do Ban QL.CT.DKI phụ trách về xây dựng và Quân chủng

Hải quân phụ trách về quản lý và khai thác Các công trình từ DK1/5 đến DKI/21 được thiết kế theo dạng tương tự các công trình biển cố định bằng thép (kiểu Jacket) ở mỏ Bạch Hổ, tuy nhiên về quy mô công trình và độ sâu đều nhỏ hơn nhiều, do Xí nghiệp VSP trực

tiếp thiết kế và thi công bằng các phương tiện hiện đại của ngành Dầu khí, với Sự cộng tác

chặt chế của Ban QLDA.CTDKI, cũng như một số Cơ quan liên quan Việc thiết kế đã

được thực hiện dựa trên “nhiệm vụ thiết kế, kèm theo số liệu về điều kiện tự nhiên" do Bộ QP cung cấp Các công trình DKI/1 - DK1/4 do các Đơn vị khác Thiết kế (với các kiểu

dạng khác nhau) và Thị công, được thực hiện trong thời kỳ đầu, với đặc điểm cấp bách về

307

Trang 15

nhiệm vụ chính trị và chưa có kinh nghiệm xây dựng ở vùng có nhiều khác biệt về điều kiện tự nhiên (các bãi ngầm san hô)

Các công trình xây dựng trong giai đoạn đầu: đều đã được gia cố sửa chữa nhiều

lần, trong đó có 1 công trình đã bị đổ (DK1/4), một công trình vẫn còn nhưng bị nghiêng

lệch nên không sử dụng (DK3 - kiểu lai trọng lực)

Các công trình xáy dựng trong giai đoạn 2: (DKUS - DKI/21): là các công trình

thép móng cọc, đã có 2 công trình bị đổ, các công trình còn lại đều bị rung lắc, có nguy cơ bị đổ tiếp nếu không gia cố kịp thời, nên Bộ Quốc phòng đã cho gia cường toàn bộ (theo

“nguyên lý trọng lực hoá") để đảm bảo an toàn cho người ở trên công trình, nhất là trong

mùa bão và gió chướng Từ trên 10 năm nay, dã có nhiều nghiên cứu và Hội thảo khoa học

cho loại CT.DKI trên nền san hô để phân tích nguyên nhân rung lắc (ngày càng tăng) của tất cá các CT.DKI bằng thép kiểu móng cọc và dé xuất kiểu công trình khác thích hợp với

nền san hô

Trong báo cáo này có dành một phần thích đáng (Phần II) để trình bày các kết quả nghiên cứu và kết luận theo quan điểm của các tác giả của Đề tài đối với các sự cố của CT.DKI kiểu móng cọc, cũng như đề xuất phương án mới

1.3 KẾT LUẬN

Những thành công của ngành xây dựng công trình biển Việt Nam thực là to lớn và đã được khẳng định, rất đáng trân trọng, tạo nên sự trưởng thành vượt bậc của đội ngũ chuyên

gia, kỹ sư và công nhân của lĩnh vực công trình biển, trước tiên và chủ yếu là trong ngành

Dầu khí, vốn ra đời muộn mẫn, còn rất mỏng và non trẻ so với thế giới Bên cạnh những

thành quả đã đạt được, thực tế cho thấy vẫn còn những sai sót đã dẫn đến sự cố về công

trình biển Đó là điều tất yếu Tuy nhiên cần nhìn nhận các sự cố như là “những bài học

quý giá” giúp cho sự phát triển ngành công trình biển nước ta Nhưng các sự cố chỉ có thể trở thành những bài học quý, nếu nó được điều tra, 'mổ sẻ, nghiên cứu một cách tỉ mi,

nghiêm túc và khách quan khoa Học Đó chính là mục tiêu thứ nhất của Đề tài này, đã được

Bộ Khoa học & Công nghệ giao nhiệm vụ Kết quả nghiên cứu chính về các loại sự cố điển hình sẽ được trình bầy trong phần tiếp theo đây (Phần II) Trong quá trình thực hiện nhiệm

vụ này, Đề tài đã được sự ủng hộ và giúp đỡ nhiệt tình của các Đơn vị chủ quản liên quan,

trong việc cung cấp số liệu thực tế và cử chuyên gia - kỹ sư cộng tác nghiên cứu về các

nguyên nhân sự cố Chúng tôi xin chân thành cám ơn các Cơ quan nói trên, đặc biệt là Xí

nghiệp LD Vietsovpetro và Bộ Quốc phòng (Quân chủng Hải quân, Ban QL.CT.DKI -

BTL Công Binh)

308

Trang 16

CHUONG II

TỔNG HỢP CÁC SỰ CỐ ĐIỂN HÌNH VỀ CÔNG TRÌNH

BIỂN Ở VIỆT NAM VÀ BIỆN PHÁP KHÁC PHỤC

Báo cáo này trình bẩy một số kết quả nghiên cứu của Đề tài KC.09-16 về nghiên

cứu đánh giá các sự cố công trình biển, tìm nguyên nhân gây sự cố, nghiên cứu phương

pháp luận đánh giá lại kết cấu công trình biển và tìm giải pháp hợp lý về thiết kế và thi công để gia cường kết cấu bị sự cố nhằm duy trì sự hoạt động bình thường của công trình để đáp ứng nhu cầu khai thác an toàn công trình như mong muốn

2.1 ĐIỂM QUA MỘT SỐ SỰ CỐ ĐIỂN HÌNH TRÊN THẾ GIỚI

Sự cố điển hình đã sảy ra trên thế giới là do cháy nổ Cháy nổ luôn đe doa gây ra thảm hoạ đối với các công trình khai thác đầu khí Các sự cố điển hình có thể kể đến là: Dàn bán chim Alexander Kieland (khoan đi động) tại mỏ Ekofisk (Norway), bị lật trong lúc biển động

ngày 27/3/1980, làm 123 người chết, 89 người sống sót, nguyên nhân được xác định là một

trong 5 cột của Dàn bị rời ra do phá huỷ mỗi Đàn cố định bằng thép Piper Alpha (Mô Piper Biển Bắc - U.K.), xây dựng năm 1976 tại Anh bị phá huỷ hoàn toàn do cháy nổ ngày 6/7/1988

làm hơn 165/226 người chết, (Hình la); Dàn bán chìm P-36 lớn nhất thế giới (khoan và khai

- thác), tại Roncador (mỏ lớn nhất của Brazil)- niềm tự hào của Brazin, bị nghiêng do cháy nổ

làm một trong bốn ponton bị vỡ và chìm dần xuống độ sâu hơn 1000m tháng 5 năm 2001, (Hình Ib) Sự cố ở Brazin không gây tổn hại vẻ người do quá trình chìm xẩy ra chậm, kịp sơ tán hết người nhưng để lại một thiệt hại nặng nề về kinh tế

Sau đây là một vài hình ảnh về sự cố công trình biển trên thế giới:

a) Dàn cố định Pipe Alpha; b) Dàn bán chìm ở Brazin

Hình 2.1: Sự cố do cháy nổ

309

Trang 17

310

Hình 2.3 Sự cố Dàn bị cháy nổ

Trang 18

2.2 PHÂN LOẠI SỰ CỐ VỀ CÔNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM VÀ CÁC NGUYÊN

NHÂN GÂY RA SỰ CỐ

2.2.1 Phân loại sự cố của các công trình biển ở Việt Nam

Cách tiếp cận của đề tài là từ hiện trạng công trình có sự cố hoặc cần phòng tránh

sự cố, chấp nhận kết cấu cũ phải tìm ra giải pháp gia cường hợp lý nhất và có hiệu quả cao

để khác phục sự cố hoặc phòng tránh sự cố cho công trình, tùy thuộc hiện trạng “mức độ

sự cố”' của công trình

Šư cố mức 1: Công trình biển có khuyết tật cục bộ hoặc hư hỏng nhỏ, chỉ gây ra sự

cố nhẹ, công trình biển vẫn được khai thác “bình thường”, tuy nhiên nếu tích luỹ, về lâu dài, sẽ dẫn đến sự cố nặng làm CTP phải đình chỉ khai thác, hoặc CTB bị phá huỷ không thể sử dụng được (như phần lớn các đàn thép ở mỏ Bạch Hồ, ), Trường hợp này cần

nghiên cứu đề xuất giải pháp phòng tránh sự cố, kéo dài tuổi thọ cho công trình biển

Šư cố mức 2: Công trình biển có khuyết tật, hư hỏng lớn đã gây ra sự cố nặng, nhưng

chưa bị phá huỷ hoàn toàn, đòi hòi phải phải sửa chữa ngay thì mới có thể tiếp tục khai thác bình thường (như các hầu hết các công trình DKI trên nền san hô, bị rung lắc lớn và ngày càng

tăng, trong đó 14 công trình đã được sửa chữa trong 7 năm trở lại đây; Trạm chứa & rót dầu Ba

Vì bị sự cố gẫy càng neo vào tháng 1/2000, phải đình chỉ khai thác để sửa chữa ngay); Trường

hợp này cần nghiên cứu đề xuất giải pháp khắc phục sự cố, có lưu ý đến rút kinh nghiệm thông qua đánh giá hiệu quả (ưu, nhược điểm) của các giải pháp thiết kế và thi công để khắc phục sự cố đã thực hiện (như các công trình DKI và công trình đầu kh)

Šư cố _mức 3: Công trình biển có sự cố nghiêm trọng và bị phá huỷ hoàn toàn,

không thể sửa chữa để tái sử dụng (như 2 công trình DKI/ 6,5 đã bị đổ trong đợt gió lớn);

cần thu thập đây đủ hiện trạng sự cố công trình, để tìm nguyên nhân sự cố một cách chính xác, làm cơ sở nghiên cứu để xuất các giải pháp khắc phục sự cố cho các công trình biển ở

sự cố mức Ì và 2

Các giải pháp gia cường, khắc phục sự cố cho công trình biển ở mức sự cố 1 & 2 phải dua

trên các phương pháp luận , công nghệ thi công phù hợp và Tiêu chuẩn Quy phạm hiện hành

2.2.2 Nguyên nhân gây ra sự cố

(1) Nguyên nhân gây sự cố các công trình biển thép móng cọc trên nên san hô (DK])

Tất cả các công trình biển thép móng cọc trên nền san hô đều đã gặp sự cố mức 2,

trong đó đã có 2 công trình sảy ra sự cố mức 3 Các công trình DKI móng cọc trên nền san hô, có cọc ống thép đường kính 720mm dầy 20mm, đóng sâu vào nền san hô khoảng 20m Sau khi đóng cọc, có bơm trám xi măng vào khe giữa cọc và ống chính và phần trống giữa cọc và nền (do san hô bí vỡ Khrđóng cọc)

a

311

Trang 19

Sau khi xây dựng, hầu hết các công trình DKI đều bị rung lắc mạnh khi gặp gió bão

Các lý do rung lắc có thể dẫn đến sự cố như sau:

- Khi đóng cọc phần san hô dưới mũi cọc bị phá vỡ do lực búa đóng cọc và không được cố kết lại (do tính chất làm việc dòn của san hô)

- Mặc dù có bơm trám xi măng vào phần tiếp giáp nhưng chưa có hồ sơ nào chứng tỏ

đã quản lý được chất lượng và độ đặc chắc của lớp vữa sau khi bơm trám vì vậy khi công trình đao động do tác động của sóng biển, luôn có va đập giữa cọc và nền, biến dạng của nên san hô là biến dạng dư hoàn toàn [18], sau một thời gian khai thác toàn bộ các công

trình DKI xây dựng trên nên san hô bị rung lắc mạnh do ngàm chân cọc với nền hạ sâu dần

- Nguyén ly nay phan nao dugc sang to trong thi nghiệm hiện trường đã báo cáo

trong dé tai KC.09-11 [18] - Khi ngam bi ha thap và lớp san hô tiếp giáp với coc bị phá vỡ, khả năng chịu nhổ của cọc

bị triệt tiêu và công trình có xu hướng bị nhổ, nếu không kịp thời gia cố thì công trình sẽ bị dé do cọc bị nhổ (DK1/5 và DKI/6 đã bị đổ năm 1998 và 1999 do không kịp thời gia cố)

Hình 2.4 Sự làm việc của cọc thép chịu tải trọng động trên nền san hô

Có thể kết luận: Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến tất cả các công trình thép móng cọc trên

nền san hô (DKD bị sự cố mức 2 và mức 3 là do đã lựa chọn sai giải pháp móng : không nên chọn phương án móng cọc trên nền san hô, thi công bằng phương pháp đóng cọc

(2) Nguyên nhân gáy sự cố các công trình dầu khí biển a Do con người

Hoạt động sản xuất của con người, do thiếu ý thức hoặc do quản lý không tốt nhiều khi gây ảnh hưởng không nhỏ đến độ bền công trình

b Do va chạm

312

Trang 21

(2) Các sự cố mức 2

a Hiện tượng rung lắc các công trình DKI

Các sự cố mức 2 chủ yếu đã sảy ở các công trình phục vụ Quốc phòng (DKI), là các công trình thép móng cọc trên nền san hô, bị rung lắc mạnh

Hình 2.8 Ảnh chụp DK1/14 từ tầu Trường Sa - 2001 Trong quá trình khai thác công trình, theo thời gian, công trình càng ngày càng rung

lắc mạnh, bởi vì trong quá trình dao động mạnh, cọc thép tiếp tục ép nát những tính thể san

hô còn tiếp xúc với cọc và chiều sâu ngàm tăng dần, khi đó dao động của công trình sẽ lớn dần và sảy ra rung lắc lớn

Như vậy lý do rung lắc là do cọc thép (khi thi công hoặc trong quá trình khai thác

công trình) đã ép nát san hô và lực ma sát giữa cọc và nền bị mất hoàn toàn, làm giảm

đáng kể khả năng chịu nhổ của cọc

Một số công trình ngoài hiện tượng rụng lắc còn bị nghiêng lớn, việc gia cố gặp nhiều khó khăn - ví dụ DKI/14, ống chính hướng Đông bị nhổ và làm cho công trình bị nghiêng mạnh, độ nghiêng theo hướng Dong Bac - Tay Nam la 2°36, hinh 2.8

b Nhu cdu gia cố các công trình DKI đã xây dựng và định hướng cho giải pháp gia cố Theo yêu cầu của đơn vị sử dụng công trình, toàn bộ các DKI (trừ DKI/10 được xây

dựng trên nền cát sa bồi tại bãi cạn Cà Mau) đều có nhu cầu được gia cố chống rung lắc để

đảm bảo điều kiện sinh hoạt bình thường trên công trình Kế hoạch gia cố các công trình như bảng sau:

315

Trang 22

Bảng 2.1: Kế hoạch gia cố sửa chữa các công trình DKI đã xây dựng

dựng | cons trình xây dựng (m) trinh sửa chữa

1 1989 DKI/1 Tư Chính 2 San hô Bán

trọng lực

2 | 1989 DKI/3 | Phúc Tân 11 Sanhô | Trnghethep+BT ‘|

3 1989 DKI/4 Ba Kè 7 San hô Trong luc thép + BT 4 1990 DK1/2 Sự cố tại bờ 17 San hô Trọng lự thép+ BT 3 1990 DKI/5 Tư Chính 2 2 San hô Thép, móng cọc Đồ năm 2000

9 1993 DKI/9 Ba Ké 15 San hô "Thép, móng cọc 2001

10 | 1993 DKI/2 | Phúc Tản 17 San hô Thép, ming coc 2001

11 1994 DKI/10 | Cà Mâu 24 Cát sa bồi Thép, móng cọc Không gia cố

13 1994 DKU/12 | TưChính4 19,5 San hô "Thép, móng cọc 2000

14 | 1995 | DKI/14 | TưChính5 22 Sanhô | “Thếø móng 2001

15 1995 DKI/1IS | Phúc Nguyên 2 25 San hô Thép, móng cọc 2000

l6 1996 DKILI6 | Phúc Tản 2 21,5 San hô "Thép, mớng cọc 2003 17 1996 DKY/17 Phúc Tần 3 16,0 San hô Thép, móng cọc 2001

I8 | 1997 | DKI/I8 | Phúc Tân 20,5 | Sanhô "Thép, mớng 2003

19 1997 DKIU19 | Quế Đường 16,5 San hô Thép,móng cọc 2004

20 1998 DKI20 |BaKè 13,0 San hô Thép, móng cọc 2004

21 | 1998 | DKy21 | Bake San hô 'Thép, móng œc 2005

Sự cố mức 3 đã sảy ra đối với các công trình DKI, trong đó điển hình là sự cố đổ

DKI/6 và DKI5 năm 1998 và 1999 Trong các cơn bão năm 1998 và 1999, công trình

DKI/5,6 da bi rung lắc mạnh và các cọc thép bị nhổ khỏi nền san hô Khi công trình bị

nhổ, biến dạng công trình rất lớn và công trình đã bị đổ do các ống chính của chân đế biến

dang déo lớn và gẫy gập, hình 2.9 316

Trang 23

Hình 2.9: Công trình DKI/5,6 bị nhổ và bị phá huỷ

Các hình ảnh chụp sau khi công trình DKI bị sự cố mức 3 đã làm sáng tỏ những nhận

Nguyên nhân cơ bản dẫn đến sự cố mức 3 (phá huỷ công trình) ở DKI/5 và DK1/6 là

giải pháp móng không phù hợp Sự không phù hợp là do: Dùng giải pháp đóng.cọc vào nền

san hô là không hợp lý, vì khi đóng cọc đã phá vỡ dạng tinh thể của nền san hô và trong

quá trình dao động nền bị phá huỷ theo thời gian và dẫn đến sự cố mức 3 là tất yếu

.317

Trang 24

Hình 2.10: Ảnh chụp các ống chính

sau sự cố Ởở các công trình DKI

a) Ông chính bị nhổ khỏi nền và gẫy

2.3 CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC SỰ CỐ CỦA CÁC CÔNG TRÌNH DKI

2.3.1 Các phương án gia cố công trình DKI trên nền san hô Các công trình sự cố mức 2 đều cần được gia cố Nếu không kịp thời gia cố, tất yếu

các công trình DKI đang chịu sự cố mức 2 sẽ sảy ra sự cố mức 3 Mục đích gia cố là:

- Tăng cường độ bền, độ ổn định, chống rung lắc cho công trình

- Duy trì khả nang khai thác công trình theo tuổi thọ như nhiệm vụ thiết kế ban đầu - 25 năm

Theo [14], [17], [18] nền san hô nguyên khối có khả năng chịu lực nén tốt, nếu phá

vỡ liên kết tỉnh thể của san hô thì nên không còn khả năng chịu lực nữa Như vậy để không

phá vỡ tỉnh thể san hô tốt nhất là đặt công trình tựa lên mặt nền san hô đã san phẳng theo nguyên lý trọng lực - móng nông

Sử dụng nguyên lý trọng lực để thay đổi nguyên lý làm việc cho các công trình

DKT đã xây dựng dạng móng cọc trên nền san hô Việc trọng lực hoá các công trình DKI 318

Trang 25

được thực hiện bằng cách sắn vào chân các công trình DKI một khối lượng đủ lớn để triệt

tiêu lực nhổ tác dụng lên chân đế công trình và khắc phục được hiện tượng rung lắc kết cấu

công trình Có thể lựa chợn một trong các phương án sau:

Phương án 1: Gia cố trực tiếp

a): Gia cố cục bộ tại chân các ống chính, hình 11a

b): Gia cố toàn bộ đáy móng, hình I Ib

Phương án 2: Mở rộng khối chân đế (neo và chống, hình | Lc

Cả hai phương án nêu trên đây nếu các khối gia tải được thi công đảm bảo tính toàn

khối, đảm bảo sự liên kết chắc chấn giữa các khối gia tải với chân đế công trình và đảm

bảo trọng lượng và ổn định vị trí theo tính toán t"ì công trình DKI móng cọc coi như đã

Hai phương án gia cố trực tiếp ila và 11b c3 cùng một ý tưởng, phương án l la là thu gọn của LIb bỏ đi những vị trí không cần thiết để tránh tăng khối lượng vật liệu Vì vậy dưới đây chỉ phân tích lựa chọn theo hai phương án: Gia cố trực tiếp và mở rộng khối chân đế.

Trang 26

(1) Các Phương án thiết kế gia cố các công trình DKI a Phương án gia cố trực tiếp (kiểu DKI7,2,9)

Hình 2.12: Phương án gia cố trực tiếp

Phương án gia cố trực tiếp - đại diện là DKT/? - được thực hiện bằng cách tạo một

vành cốp pha bằng thép có đường kính đủ lớn - theo tính toán cho DK1/7 đường kính cốp pha là 8m và chiều cao cốp pha là 3m Hệ thống cốt thép được chế tạo và gắn vào ống chính thông qua các vòng đai Sau khi lắp cốt thép vào ống chính, tiến hành ghép cốp pha

và bơm bê tông dâng với cốt liệu thô là đá barit Toàn bộ khối gia cố khoảng 200 tấn (dưới

nước), hình 2.11

b Phương án mở rộng chân đế Mở rông chân để dang lắp phép - DKI/11.14.17

Song song với việc thực hiện gia cố trực tiếp, năm 2001 Viện Xây dựng Công trình biển kết hợp với Viện Nghiên cứu khoa học và thiết kế công trình dâu khí - biển (NIPD

thuộc Liên doanh Đầu khí Việt Xô thực hiện thiết kế gia cố các công trình DKI/11,14,17 bằng phương pháp mở rộng khối chân đế, có sử dụng các phương tiện thi công lớn của 320

Trang 27

Liên doanh Dầu - Khí Việt Xô và các vật liệu thép đặc chủng dùng cho các công trình

biển, hình 2.12

Tại mỗi góc của khối chân đế công trình được lấp bổ sung một cụm kết cấu không gian hình chóp tam giác (khung tam giác) được chế tạo từ thép đặc chủng, các ống chính ®610x17.5, các ống ngang 416x16, cdc ống giằng ®273x14.3, khung tam giác được

liên kết với cột chính của chân đế bằng các liên kết cứng thông qua các mối hàn tại đỉnh

khung, phần dưới nước sử dụng các liên kết khớp trụ thông qua các máng kẹp bằng bu

lông M42A325Type3 Để liên kết với nền, giữ ổn định cho khung tam giác và cả cơ hệ, sử

dụng tám khối bê tông để gia tải vào các góc của các khung tam giác Các khối bê tông được chia thành hai phần lồng vào nhau:

- Khối NI nằm phía trong là bê tông bền sun phát mác 300, mặt ngoài có đạng hình

côn đáy dưới ®4120mm, đáy trên ®4000mm, cao 1400mm, mặt dưới được tạo lõm với

kích thước ®3600mm, cao 300mm để tạo khoảng hở cho việc bơm trám xi măng, bên trong khối bê tông có đặt hệ sườn cứng bằng các dầm thép hàn chặt với một ống thép

®813x20.6 đặt ở trung tâm, trong lòng ống thép ®813x20.6 có bố trí một cơ cấu kích ren

để điều chỉnh cao trình khi lắp đặt Toàn bộ khối bê tông N1 được hàn cứng với khung tam

giác thông qua một dầm thép tổ hợp cao 1200, rộng 800, dầm thép này được hàn cứng với

hệ sườn của khối bê tông Trọng lượng của khối bê tông NI trong không khí là 37 tấn,

trong nước là 22 tấn

- Khối bê tông N2 (nằm phía ngoài) là loại bê tông bền sun phát mác 300, mặt ngoài

có dạng hình trụ đáy ®6600, cao 2960mm, mặt trong phía dưới có dạng hình côn kích thước phù hợp với khối bê tông NI, cao 1200mm, về phía khung tam giác có để một rãnh

hở để lấp ráp Trọng lượng của khối bê tông N2 trong không khí là 182,5 tấn, trong nước là

109,5 tấn

- Toàn bộ cơ hệ được liên kết với nền san hô bằng vữa xi mãng bền sun phát bơm chèn vào khe giữa khối bê tông NI và nền san hô

321

Trang 28

Các khối gia tải được chế tạo ngàm chặt và mở rộng ra bốn phía của công trình tăng bề rộng đáy công trình lên 38.054m (tính đến tâm các khối gia tải) theo các hướng Bac -

Nam, Đông - Tây So với bể rộng đáy tăng 2.74 lần theo các hướng Đông - Bắc - Tây - Nam, Đông - Nam - Tây - Bắc và tăng 2,14 lần theo các hướng Bắc - Nam, Đông - Tây

đảm bảo làm giảm chiều cao trọng tâm và tăng ổn định của toàn bộ công trình

Vật liệu để chế tạo kết cấu khung tam giác cũng như các khối gia tải sử dụng loại vật

liệu đặc chủng dùng cho công trình biển có độ bền cơ học cao và chịu được sự xâm thực

của nước biển Toàn bộ phần kết cấu thép được bảo vệ trong môi trường nước biển bằng

các Protector kết hợp sơn phủ

Mo rong chân đế kiểu - bé tong dang DKI/8,12,15

Cùng với việc thực hiện phương án lắp ghép hoàn toàn, để khác phục việc phải thi công lắp ghép các kết cấu gia cường có trọng lượng lớn và tránh không dùng các phương tiện đặc chủng của Liên doanh Dầu - Khí Việt - Xô, phương án mở rộng khối chân đế đã

rút kinh nghiệm và kết hợp việc lắp ghép dàn gia cường với vành cốp pha bê tông (trọng lượng nhỏ - khoảng 30 tấn) với việc bơm bê tông dâng vào các vành bê tông đường kính

khoảng 5m, hình 1.13 Phương án này đã được thực hiện gia cố DKI/8,12,15 Đây là

phương án khắc phục được hầu hết các nhược điểm của các phương án trước đây 322

Trang 29

- Tại mỗi góc của khối chân đế công trình được lắp bố sung một cụm kết cấu không gian hình chóp tam giác (dàn tam giác) được chế tạo từ thép đặc chủng, các ống chính ®œ720x20, các ống ngang Œ416x16, các ống giằng ®273x14.3 thép ống dùng laọi API 5L X52, dàn tam giác được liên kết với cột chính của chân đế bằng các liên kết cứng thông qua các mối hàn tại đỉnh đàn, phần đưới nước sử dụng các liên kết khớp trụ thông qưa các máng kẹp bằng bu lông

- Giữ 6n định cho một dàn tám giác bằng hai khối bê tông mỗi khối có trọng lượng 162 tấn trên không khí (94 tấn dưới nước) Các khối bê tông được chia thành hai phần bao gồm:

- Vành bê tông (làm cốp pha) được chế tạo sẵn trên bờ có đường kính 5300mm cao 3000mm dây 300mm - nặng 35 tấn (trên không khí

- Phan bê tông đổ tại chỗ theo phương pháp rút ống có đường kính 4700mm cao 3000mm

Tổng trọng lượng tám khối bê tông gia tải là 1296 tấn (trên không khí

tương đương 752 tấn dưới nước gấp

2,63 lần so với trọng lượng bản thân

toàn bộ công trình là 493 tấn - trên

không khí (chưa kể trọng lượng các

Vật liệu để chế tạo kết cấu dàn tam giác cũng như các khối gia tải sử dụng loại vật

liệu đặc chủng dùng cho công trình biển có độ bền cơ học cao và chịu được sự xâm thực

của nước biển Toàn bộ phần kết cấu thép được bảo vệ trong môi trường nước biển bằng các Protector kết hợp sơn phủ

Về nguyên tắc cá ba phương án nêu trên đây đều đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật để chuyển nguyên lý móng từ móng cọc sang móng trọng lực Tuy nhiên đối với công trình biển, tính khả thi của phương án thi công biển quyết định sự thành công của giải pháp kết cấu

2.3.2 Giải pháp thí công trên biển

(1) Giải pháp thí công gia cố lập trung kiểu DKI!7

G3 N G2

Trang 30

Việc gia cố trực tiếp được thực hiện hoàn toàn trên biển Trình tự thi công gia cố trực

tiếp -kiểu DKI/7 như sau: - Dọn mặt bằng thi công - thủ công;

- Lap ván khuôn bao gồm hai mảng được liên kết với nhau bằng bu lông,

- Lắp cốt thép, liên kết các lưới cốt thép vào ống chính bằng đai và bu lông;

- Xếp các bao cát chèn khe hở giữa ván ván khuôn và nền;

- Bơm bê tông dâng theo phương pháp rút ống, hình 2.14; - Kiểm tra và nghiệm thu trên biển

Hình 2.16: Bơm bê tông vữa dâng tai DKI/7 nam 2000

(2) Giải pháp thị công gia cô kết câu công trình kiêu LDKI/11,14,17 - Don mat bang;

- Lắp khung tam giác có gắn toàn khối với 02 cục loại N1 (tổng trọng lượng 135 tấn) vào các ống chính:

- Kê chèn khung tám giác và liên kết khung tam giác với ống chính của khối chân đế

(hàn và bu lông):

- Kê chèn khe hở giữa các cục N1 với nền san hô; - Bơm trám bê tông gắn các cục NI với nền san hô; - Lắp các cục N2 chụp lên trên các cục N1;

- Kiểm tra và nghiệm thu trên biển

324

Trang 31

a), b) Cầu lắp dàn tam giác và các

cục N1 vào vị trí thiết ké c) Cong trinh DKI/11 sau khi gia cé

4.2.3 Giải pháp thi công gia cố kết cấu công trình kiểu DKI/8,12,15

Việc thi công gia cố các công trình DKI/8,12,15 được thực hiện theo quy trình sau: - Dọn mặt bằng:

- Lắp khung tam giác vào các ống chính;

- liên kết khung tam giác với ống chính của khối chân đế (hàn và bu lông); - Lắp các vành bê tông vào vị trí thiết kế;

- Kê chèn khe hở giữa các vành bê tông với nền san hô; - Bơm bê tông dâng (rút ống) liên kết vành bê tông với dàn tam giác và liên kết toàn hệ với nền san hô,

~- Kiểm tra và nghiệm thu trên biển

325

Trang 32

| Sno mon AE 199 A

lỗ

Z2 THER HIN HẸP eino

LAM Kins BĂNG vớ:

iA ĐẠT VÀ BAO CAT

Hinh 2.19: Thi céng bơm bê tông dâng tại DKI/8,12,15

2.3.3 Những van dé kỹ thuật gặp trong khi thì công gia cố các công trình DKI (1) Giải pháp thì công gia cố kết cấu công trình kiểu DKI7

Vấn đề kỹ thuật nổi bật trong giải pháp thi công gia cố trực tiếp là việc đổ bê tông tại chỗ theo phương pháp rút ống Phương pháp rút ống hiện nay đã được ứng dụng rất rộng rãi để đổ bê tông dưới nước nhất là khi đổ bê tông cọc khoan nhồi kích thước lớn Việc ứng

dụng phương pháp rút ông có thể được cho là thành công nhất ở Việt Nam là đổ bê tông

cọc nhồi cho các trụ cầu Bắc Mỹ Thuận với đường kính cọc 2500mm ở độ sâu 100m kể từ

mặt đáy sông ở Bắc Mỹ Thuận Việc thực hiện đổ bê tông tại Bắc Mỹ Thuận đã được giám

sát kỹ thuật kỹ lưỡng và hoàn toàn kiểm soát được chất lượng bê tông Tuy nhiên khi áp dụng phương pháp đổ kiểu rút ống tại DK1/7, hầu như các vấn đề

kỹ thuật không được hoặc khó đảm bảo thực hiện được một cách nghiêm túc Với đường kính của khối gia tải tại DKI/7 (8000mm) thì việc dùng một ống bơm bê tông như hình 4 326

Trang 33

là chưa đủ Vấn đẻ về độ kín khít của cốp pha và việc ngăn không cho dòng chảy đáy của biển tác dụng trực tiếp và rửa trôi bê tông mới đổ cũng cần phải quan tâm chỉ tiết hơn ống bơm bê tông tại DKI/7 hầu như được thả tự do dưới tác dụng của sóng và đòng chảy biển dẫn đến không đảm bảo được sự ổn định của ống bơm khi bơm bê tông và không thể rút ống theo quy trình đổ bê tông dưới nước Vấn để độ sụt của vữa bê tông khi bơm cũng cần được quan tâm dưới góc nhìn kỹ thuật Để có thể bơm thành công kiểu rút ống tại DKI/7

cần thiết kế vữa bê tông với độ sụt 22 Trong điều kiện hệ thống cốp pha mở như DKỰ?7 thì việc bơm vữa có độ sụt lớn sẽ dễ bị rửa trôi nhưng nếu bơm vữa với độ sụt nhỏ hơn thì quá

trình bơm không thể thực hiện Để có thể bơm thành công bệ tông dâng kiểu rút ống cho DKT/7 thì với diện tích bơm có đường kính là 8000mm cần tối thiểu là 04 ống [20] bơm đồng thời thông qua một hệ thống diéu khiển trung tâm Bốn ống bơm phải được ga lắp ổn định và thao tác rút ống được thực hiện đồng thời, hình 19

Việc gá lắp và giữ ổn định đòng thời bốn ống bơm và hệ thống phếu lớn để chứa đủ lượng bê tông cho lần đổ đầu tiên hầu như khó có thể thực hiện trên cơ sở các phương tiện

nhỏ và chi phí thấp Đội ngũ cán bộ thi công cũng cần được trang bị kỹ về kỹ thuật thì

công đổ bê tông dưới nước kiểu rút ống và những kiến thức về chống ăn mòn, chống xâm

thực cho bê tông và cốt thép trong môi trường biển

Một vấn để kỹ thuật nữa cần quan tâm là tính bám dính của bê tông mới đổ với các

chân ống chính bằng thép đã bị hà và các sinh vật biển khác bám lâu năm chưa được làm

sạch triệt để Như vậy tính toàn khối của bê tông gia cố tại chân các ống chính của DKI/7 không được đảm bảo do thi công chưa đúng quy trình rút ống Nếu các khối gia cường này chịu

tải trọng lớn tác dụng trực tiếp lên khối gia tải (như đã tính toán trong thiết kế) thì khả

nang bị phá huỷ sẽ xảy ra và công trình DK1/7 sau khi gia cố vẫn không khắc phục được

327

Trang 34

Hình 2.20: Đổ bê tông dâng kiểu rút ống

(2) Giải pháp thí công gia cố kết cấu công trình kiểu DKI!I1,14,17 Vấn để kỹ thuật khi thi công lắp ghép các kết cấu gia cường ở DKI/11,14,17 là khó

lấp ghép các khung tam giác vào vị trí thiết kế Lý do là các khung tam giác có gắn thêm

hai cục gia tải NI với tổng trọng lượng 135 tấn đã bị biến dạng lớn trong trạng thái thi công lắp ghép khung tam giác vào vị trí thiết kế Biến dạng lớn của kết cấu khung tam giác

còn gây khó khăn khi thi công xiết các bu lông cường độ cao liên kết giữa khung gia cường với ống chính của khối chân đế, hình 20

Sự cố đã sảy ra khi lắp ghép khung tam giác vào khối chân đế DKI/L7 Biến dạng lớn

của ống chính khung tam giác lặp theo tác động của sóng lừng đã làm ống chính bị gẫy

sau khoảng sáu giờ đao động mạnh, hình 21 Việc bơm trám bê tông với độ sụt vô cùng tại DKI/11,14,17 (lỏng hoàn toàn như bơm trám vào các ống thép trong các công trình đầu khí) vào phần đáy liên kết cục N1 với

nền khó thực hiện được theo các chỉ tiêu kỹ thuật đề ra với lớp vữa bơm trám nhằm liên kết đáy các khối gia cố với nền san hô Vữa bơm trám được cách ly khỏi dòng chảy đáy bằng

cách bơm vữa vào các túi bằng vải bạt gắn sẩn vào đáy các cục NI Trên thực tế, các túi vải bạt để phục vụ bơm vữa xi măng hầu như bị phá huỷ do các va chạm trong trạng thái

thi công - khi kéo lê các cục bê tông trên bãi lấp ráp để hạ thuỷ và khi lắp các khung tam

giác có gắn sẵn các cục N1 chạm đáy biển san hô - các túi bạt không còn kín và bền vững

328

Trang 35

Hình 2.21: Thi công lắp ghép các khung và khối gia tải tại DKI/11,14,17

a) Sơ đồ cầu lắp khung tam giác và các cục gia cố N1

b) Khung tam giác bị cong, cán trở công việc xiết bu lông liên kết

- Việc bơm bê tông gia tải gặp khó khăn vì nền san hô thực tế không bằng phẳng, độ lồi lõm lớn hơn so với dự đoán ban đầu

329

Trang 36

2.3.4 Đánh giá hiệu quả các phương án thi công gia cường công trình DKI

Bắng 2.2: Đánh giá ưu nhược điểm các phương án thi công biển

Vấn đề kỹ es

khắc phục : Gia cố tập trung

tông dâng) - Các liên kết giữa cốt thép | thành công, | bơm bé tông |hiện do hệ

- Khó quản lý được chất trực tiếp quy định hiện rút ống trên Tượng bê tông bơm; hành biển khó giữ - Lực tác dụng lên khối gia on dinh -

lượng bê tông

vữa dâng) - Các liên kết giữa cốt bơm bê tông | do hệ thống

thép và chân đế khó thực dâng và bơm | bơm bẻ tông

hiện và khó kiểm tra; vữa dâng theo | dâng trên

- Khó quản lý được chất đúng quy định biển khó giữ lượng bê tông bơm: hiện hành ồn định; -

- Tính toàn khối của bê - Khó kiếm

~ Lực tác dụng lên khối gia none be

Phương án mở rộng khối chân đế

cường mực tiếp | - Khó quản lý chất lượng | động và phải đặc chiing

(~{6-70D bom trám xi măng giải quyết của dầu khí

nhiều vấn dé

kỹ thuật trên

biển

330

Trang 37

Í Phương án mở rộng khối chân đế lắp ghép kết hợp bơm bê tông gia tải `:

Mở rộng | - Quản lý được | - Việc bơm bê tông dâng | - Gặp khó | - Khảo sát bổ | Đây l phương khối chân | chất lượng của | gặp nhiều khó khăn do đó | khăn khi thí | sung và diéu | án có tính khả đế, lắp | hầu hết các kết | phải kéo dài thời gian thi | công lắp các | chỉnh vị trí các { thí cao và dùng

ghép một | cấu gia cường | công trên biển máng kẹp để | máng kẹp phù | được các

tông dâng |trọng lượng không khớp | Kẻ chèn kín | đặc chủng của

theo trung bình vào với kích |các khe hở | dầu khí Nếu

phương kết cấu khối thước hiện | giữa vành bê | khắc phục các

pháp rút | chân đế trạng của kết | tông và nền để | nhược điểm và

ống(DKV8 | _ [ực tác dụng cấu bơm bê tông | thì công mong

DKI/12, lên khối gia tải - Thời gian | dâng tốthơn | mùa biển lặng

giải quyết các vấn để

- Giải pháp bơm bê tông vữa dâng ở DKI/2,9 đã thực hiện được như thiết kế tuy

nhiên chất lượng bê tông khối gia tải không cao, chỉ đạt mác ~100 trong khi mác thiết kế

là 300 Khối bê tông gia tải trực tiếp ở DKIU/2,9 có mác bê tông thấp, khi gia cố trực tiếp khối gia tải chịu lực rất lớn [5], [11], như vậy có thể kết luận việc gia cố chưa đạt chất

- Giải pháp lắp ghép hoàn toàn (DKI/11,1,4,17) tổ ra có ưu điểm về chất lượng các

cấu kiện gia cường tuy nhiên rgặp nhiều khó khăn khi phải lấp ghép các kết cấu có trọng lượng và kích thước lớn Việc bơm trám gặp nhiều khó khăn Phương án không chủ động

được phương tiện và thiết bị thi công vì phải phụ thuộc vào kế hoạch sản xuất của VSP - Giải pháp thi công lấp ghép kết hợp bơm bê tông gia tải có nhiều ưu điểm Các nhược điểm của giải pháp này đều có thể khắc phục

2.3.5 Giải pháp thi công gia cố kết cấu công trình DKI điển hình Từ những phân tích ở mục trên, nhận thấy việc cải tiến giải pháp thi công lắp ghép kết hợp bơm bé tông gia tải nhu 6 DKI/8,12,15 1a kha thí Trong [9] đã mô tả kỹ giải pháp

thiết kế gia cường DK]/16,18 trên cơ sở rút kinh nghiệm khi thi công gia cường các công ˆˆ

331

Trang 38

trinh DKI/8,12,15 va DK1/11,14,17 Dưới đây trình bầy những cải tiến trong giải pháp thi

công và những kết quả đã đạt được khi thi công gia cường các công trình DKI/16,18

* Những cải tiến so với các phương án thi công gia cường đã áp dụng: (1) Tạo các tấm chắn bằng thép để giữ ổn định các bao xỉ măng chèn khe hở giữa

vành bê tong va nén dé bom tram

Sau khi cẩu lấp các vành bê tông vào vị trí thiết kế Đáy vành bê tông không tiếp xúc

đều với nền vì nền san hô không bằng phẳng Để có thể bơm bê tông vào vành bê tông và

toàn khối hoá vành bê tông, vữa bê tông đổ tại chỗ với khung gia cường, khoảng hở giữa đáy vành bê tông và nền được bịt kín bằng các bao hỗn hợp xi măng cát Tuy nhiên, tại

nhiều vị trí có khoảng hở lớn (80cm đến 1,2m) khi đó khối lượng xi măng cát chèn khe

khá lớn và các bao cát khó ổn định vị trí đảm bảo độ kín cần thiết để bơm bê tông dâng

vào vành bê tông Rút kinh nghiệm từ những khó khăn khi thi công DKI/8,12,15, tại các

công trình DK1/16,18 có cấu tạo thêm các tấm chắn bằng thép tạo thành bức tường chắn xung quanh chu vị vành bê tông Tấm tường chắn có tác dựng làm điểm tựa để giữ ồn định các bao xi măng cát chèn khe, hình 2.21

(2) Nghiên cứu cải tiến hệ thống bơm bê tông dáng: Về nguyên lý, việc bơm `

bê tông dâng đã được nghiên

DKI/8,12,15 Tuy nhiên ban

dau, viéc bom bé tong dang &

DKI/8,12,15 chua thanh céng Kết quả khảo sát như báo cáo

trong [19] cho thấy các khối

bê tông gia tải có lớp mặt bị rửa trôi nhiều, đôi chỗ tạo thành hố

bơm, tránh hiện tượng vữa phun mạnh gáy phân tầng Việc rút ống được thực hiện bằng

cách thay đổi khả năng nổi của các phao gấn vào hệ thống ống bơm, dưới sự trợc giúp của

thợ lặn

(3) Những kết quả đã đạt được

Lần đầu tiên đã thi công biển tại DKI/16,18 đúng theo tiến độ thiết kế

332

Trang 39

ất cả các bước thi công đã được thực hiện theo thiết kế

Công trình DK1/16,18 sau khi thi công đã được đơn vị sử dụng đánh giá đạt chất lượng tốt

2.4 ĐÁNH GIÁ LẠI CÁC CÔNG TRÌNH DẦU KHÍ CHỊU SỰ CỐ MỨC 1, CÁC BIEN PHAP GIA CƯỜNG CÁC CÔNG TRÌNH DẦU KHÍ CHỊU SỰ CỐ MỨC 1

2.4.1 Tóm tắt phương pháp luận đánh giá lại kết cấu các công trình biển

(1Ù Mô hình hoá kết cấu hiện trạng và mô hình hoá kết cấu - nền

4) Mô hình hoá các hư hỏng cục bộ

Kết cấu dàn khoan biển được mô hình hoá theo phương pháp phần tử hữu hạn, bao

gồm các phần tử thanh không gian, liên kết với nhau tại nút Điểm khác biệt lớn nhất của

các mô hình tính toán thể hiện ở cách mô tả liên kết giữa kết cấu chân đế và nền

< << <

đổi theo Để có cơ sở đánh giá lại kết cấu các công trình đã bị hư hỏng cục bộ, dưới đây

xây dựng các quan hệ về sự thay đổi các đặc trưng hình học nêu trên Từ số liệu khảo sát phân loại các hư hỏng cục bộ thành các trường hợp điển hình bao gồm: Các trường hợp

mặt cắt thanh bị móp méo; các trường hợp mặt cắt thanh bị nứt/vỡ; các trường hợp thanh bị cong Việc mô hình hoá các hư hỏng cục bộ của kết cấu các công trình biển đã được trình bay k¥ trong [15]

Trang 40

b) Mô tả liên kết giữa kết cấu chân đế và nên Có thể lựa chọn một trong ba mô hình để mô tả liên kết giữa kết cấu cọc của khối

chân đế với nền: mô hình ngàm cứng, mô hình cọc tương đương hoặc mô hình làm việc

đồng thời giữa kết cấu chân đế - cọc và nền Mô hình kết cấu chân đế - cọc và nền làm việc đồng thời phản ánh đầy đủ nhất sự

làm việc của kết cấu khối chân đế, hình 24 Sự chính xác của mô hình tính toán phụ thuộc

vào phương pháp xác định hệ số nền Báo cáo này sử dụng mô hình kết cấu chân đế - cọc

Khi tính toán theo mô hình làm việc đồng thời, quan niệm đất nền làm việc theo mô

hình nên Winkler, tương tác giữa cọc và nền đất được thay bởi các lò xo Cọc được chia thành nhiều đoạn (thông thường để tránh sai số, mỗi đoạn cọc có chiều đài < 2m) Mỗi đoạn cọc được đặc trưng bởi mô đụn đàn hồi của cọc và tiết diện cọc Tương tác giữa nền

đất và đoạn cọc thứ ¡ được thay thế bởi hai lò xo theo phương ngang và một lò xo theo phương thẳng đứng tại điểm giữa của đoạn cọc Riêng đoạn cọc gần mũi cọc thì có thêm một lò xo chống đặt tại đầu đoạn cọc, hình 24 Độ cứng lò xo phương ngang, đứng và mũi

coc (Ky K,;, K„ và K„.) xác định theo biểu thức sau:

7

K„=— xi TT XỈ Xu (1) 1

K,, axl, XC yj (2) K, =——xl,xc,, (3)

Kyo tl xcy, (4)

Hình 2.24: Mô hình làm việc đồng thời cọc - nền

334

Tiêu đề	NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, TH CÔNG CÁC LOẠI CÔNG TRÌNH BIỂN THÍCH HỢP ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM VÀ CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG TRÁNH, KHẮC PHỤC SỰ CỔ CÔNG TRÌNH
Tác giả	Pham Khắc Hùng
Trường học	Trường Đại học Xây dựng
Chuyên ngành	Công trình biển
Thể loại	Đề tài nghiên cứu

Định dạng
Số trang	133
Dung lượng	3,95 MB