Sự cố công trình xây dựng phần ngầm, loại sự cố công trình nghiêm trọng trong xây dựng

1 “SỰ CỐ CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG PHẦN NGẦM” LOẠI SỰ CỐ CÔNG TRÌNH NGHIÊM TRỌNG TRONG XÂY DỰNG KS. TRẦN NGỌC HÙNG Phó Chủ tòch kiêm Tổng Thư ký Tổng hội Xây dựng Việt Nam Trước hết xin được phát biểu về tên và cũng là chủ đề hội thảo hôm nay “Sự cố công trình xây dựng có phần ngầm”. Bài học và kinh nghiệm. Nếu viết là công trình xây dựng có phần ngầm thì sẽ được hiểu là mọi công trình xây dựng và có rất ít công trình hoàn toàn đặt trên mặt đất không có phần ngầm và nếu hiểu như vậy thì sẽ là sự cố của mọi công trình mất rồi? Phải chăng các nhà tổ chức hội thảo hôm nay muốn nói đến loại công trình có phần ngầm có công năng sử dụng (như tầng hầm gara, hệ thống đường hầm đường bộ, tàu điện ngầm, phần tầng hầm kỹ thuật, tầng hầm trạm bơm ) hoặc có một cách hiểu khác rộng hơn. Nội dung hội thảo là sự cố công trình trong giai đoạn thi công phần ngầm và sự cố công trình do phần ngầm gây nên (loại bỏ những sự cố phần thân, mái ). Trong khuôn khổ bài tranh luận này tôi chỉ xin tập trung vào chủ đề sự cố công trình xây dựng do những sai phần về khảo sát thiết kế, thi công phần ngầm (kể cả công trình có sử dụng phần ngầm), nói cách khác hội thảo theo tôi nên có tên là “Sự cố công trình xây dựng phần ngầm, bài học và kinh nghiệm”. Thời gian qua tốc độ phát triển trong xây dựng ngày càng tăng nhanh, trong đó có nhiều công trình lớn đòi hỏi trình độ thiết kế thi công có trình độ cao, thiết bò thi công hiện đại tính toán kết cấu phức tạp. Có phần ngầm sâu, lớn như các công trình thủy điện, nhiệt điện, lọc hóa dầu, các công trình nhà cao vài ba chục tầng, các cầu vượt sông khẩu độ lớn, các nhà máy đóng tầu, bến cảng nước sâu Bên cạnh những thành quả đạt được trong thiết kế, thi công các công trình có chất lượng mang lại hiệu quả kinh tế trong đầu tư cũng có nhiều công trình bò sự cố gây hiệu quả nghiêm trọng về người và của gây dư luận xấu trong xã hội như sự cố sập 2 nhòp neo cầu Cần Thơ, sự cố cầu vượt Văn Thánh. Một số công trình cao tầng tại Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh khi thi công phần ngần làng sập lún, nứt nhà bên cạnh mà nguyên nhân chủ yếu từ “phần ngầm” của công trình xây dựng gây nên. Việc tổ chức cuộc hội thảo hôm nay để tìm ra nguyên nhân, biện pháp khắc phục có một ý nghóa rất lớn. Mong rằng những ý kiến của các đại biểu trong hội thảo lần này được Ban tổ chức biên tập, phổ biến đến những người làm công tác xây dựng nhằm hạn chế đến mức thấp nhất sự cố công trình xây dựng nói chung và sự cố công trình xây dựng phần ngầm nói riêng. I. KHẢO SÁT MỘT CÔNG VIỆC QUAN TRỌNG ĐẢM BẢO CHẤT LƯNG CHO THIẾT KẾ THI CÔNG CÔNG TRÌNH NGẦM Công tác khảo sát gồm hai phần: - Khảo sát đòa chất thủy văn; - Khảo sát các công trình lân cận ảnh hưởng đến phần ngầm dự kiến xây dựng. 2 1. Khảo sát đòa chất thủy văn. - Khảo sát đòa chất thủy văn: Đây là một công việc rất quan trọng phục vụ cho công việc tính toán và lập biện pháp tổ chức thi công công trình ngầm. (Và là công việc dưới “âm phủ”). Vì vậy việc thực hiện các phương tiện kỹ thuật tiên tiến nhất để có số liệu chính xác rõ ràng về các tầng đòa chất là yếu tố rất quyết đònh. Điều đáng lưu ý là trong các văn bản quy phạm, tiêu chuẩn hiện hành đều có quy đònh, số lượng thăm dò tối thiểu tuy nhiên tùy tình hình đòa chất phức tạp của khu vực, tùy tầm quan trọng của công trình, người chủ trì thiết kế quyết đònh vò trí số lượng lỗ khoan thăm dò và các phương pháp kỹ thuật khác (khoan xuyên, đào thử ). Ví dụ: tại tiêu chuẩn thiết kế nền móng quy đònh tối thiều phải có 1 lỗ khoan. Nếu diện tích lớn hơn tiêu chuẩn quy đònh phải tăng lỗ khoan tương ứng, thiết kế móng công trình cầu. Quy đònh ở mỗi mố, trụ cầu ít nhất phải có 1 lỗ khoan thăm dò đòa chất. Qua thực tế theo dõi, tuy chưa có được đầy đủ các thông tin. Chúng tôi thấy rằng một nguyên nhân quan trọng gây sự cố công trình do khảo sát đòa chất công trình không đầy đủ, không đảm bảo tiêu chuẩn, không phản ánh được đầy đủ thông tin phần ngầm dẫn đến thiết kế không phù hợp không đảm bảo chòu lực chòu lún ví dụ điển hình là: - Công trình khu ngoại giao đoàn Hà Nội: Do số liệu khảo sát không đầy đủ thiết kế cọc tháp không phù hợp với các lớp đòa chất dưới móng. Vì vậy các công trình cọc tháp khu vực này đều bò lún 50 -1 m 50, các công trình đợt II đều phải cắt tầng (từ tầng 5 xuống 3 tầng ). - Công trình lớn gần đây nhất là sự cố sập 2 nhòp neo cầu Cần Thơ: Một nguyên nhân quan trọng quyết đònh dẫn đến lún, lún lệch móng trụ tạm và là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến sự cố sập 2 nhòp cầu neo cầu Cần Thơ như kết luận của Hội đồng Nhà nước. Nhưng một nguyên nhân quan trọng là công tác khảo sát thăm dò không đầy đủ, đòa chất khu vực phức tạp dẫn đến thiết kế không phù hợp. Khi trực tiếp kiểm tra tại hiện trường chúng tôi thấy: - Số lượng mũi khoan khản sát không đủ theo quy phạm. + Ngay tại trụ chính số P14, P15 cũng không có mũi khoan thăm dò đòa chất (vi phạm quy đònh trong tiêu chuẩn thiết kế móng trụ cầu), và tất nhiên tại vò trí trụ tạm cũng không có mũi khoan thăm đò đòa chất. Ngay khi HĐNN bắt đầu họp tại Cần Thơ. Bộ Giao thông Vận tải đã quyết đònh phải khoan bổ sung để kiểm tra tình hình đòa chất tại vùng xảy ra sự cố. Theo tôi được biết phải khoan thêm đến 8 mũi khoan nữa mới giúp Hội đồng Nhà nước khẳng đònh nguyên nhân do lún, lệch móng trụ tạm. - Do tính toán phần chòu lực cọc treo của móng trụ tạm theo tài liệu đòa chất không đầy đủ nêu trên nên “nếu chỉ theo số liệu đòa chất đã có để tính toán thì móng không lún, không lệch” (báo cáo ban đầu của chủ thầu tại HĐNN). 2 - Khảo sát các công trình lân cận ảnh hưởng đến phần ngầm dự kiến xây dựng: Các công trình xây dựng đặc biệt các công trình có phần ngầm có độ sâu, lớn, công trình xây xen ở thành phố đòi hỏi phải tổ chức khảo sát công trình lân cận một cách đầy đủ, qua các sự cố công trình xây dựng phần móng, phần tầng hầm, ở các thành phố Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh gây lún, nứt, sập nhà lân cận một nguyên nhân quan trọng theo 3 tội là chưa khảo sát một cách đầy đủ (tình trạng kết cấu xây dựng nhà bên cạnh, đặc biệt là loại móng, độ sâu chôn móng, đòa chất thủy văn khu vực ) từ đó có những biện pháp gia cố, biện pháp cách ly (ví dụ: đóng cọc cừ ) để không gây sự cố cho các công trình bên cạnh. II. THIẾT KẾ PHẦN NGẦM KHÔNG PHÙ HP, SAI SÓT Trên cơ sở khảo sát giả thiết rằng đã đầy đủ và đáp ứng yêu cầu của thiết kế thì việc thiết kế kết cấu phần ngầm không phù hợp, sai sót là nguyên nhân quyết đònh gây nên sự cố công trình. Trở lại một số trường hợp sự cố công trình điển hình chúng ta thấy rõ hơn về nguyên nhân này. 1- Tại các công trình ngoại giao đoàn: Lần đầu tiên tại Hà Nội đưa vào sử dụng móng cọc tháp cho các nhà cao tầng: Kết quả là một số công trình bò lún, nứt, có công trình bò lún 1/2 tầng một số công trình sau phải xử lý cắt bớt 2 tầng (chỉ còn 3 tầng). Nguyên nhân chủ yếu là do tính toán thiết kế phần móng cọc không phù hợp với tình hình đòa chất. 2- Sự cố sập 2 nhòp cầu neo Cần Thơ: Nguyên nhân chủ yếu quyết đònh theo kết luận của UBNN là do lún, lệch móng trụ tạm. Nhưng nguyên nhân gốc rễ của nó là do tính toán bố trí cọc treo không đủ chòu lực cụ thể: + Số lượng cọc - chiều dài cọc: Không đảm bảo việc chống lún, chống lún lệch. + Bố trí cọc không hợp lý: - Bố trí cọc lệch tâm không phù hợp móng sự cố bò lệch theo chiều vuông góc với bố trí cọc. - Bố trí nhóm cọc treo trong phạm vi móng có khoảng cách nhỏ hơn 3 d. (Theo TCVN ghi rất rõ trong trường hợp xử dụng cọc treo không nên bố trí khoảng cách nhỏ hơn 3 d) điều đó dẫn đến độ lún của nhóm cọc tăng hơn khi tính toán cho từng cọc. Với những lý do nêu trên biện pháp thi công mới của nhà thầu tại phần móng trụ tạm đã chuyển hẳn sang phương pháp thi công cọc nhồi - cọc chống có độ sâu 72 m . (Biện pháp cũ là CỌC TREO có độ sâu 36 m !!) và tăng từ 2 lên 4 trụ tạm, khẩu độ dầm đỡ còn 13 m - 50 (cũ là 20 m ). 3- Nhà hát chèo Hà Nội: Sự cố lún nứt phần thân nhà hát dẫn đến xây dựng hơn 20 năm không đưa vào sử dụng gây tai tiếng dư luận xấu trong xã hội. Theo kết luận của đoàn kiểm tra thì nguyên nhân chủ yếu là do thiết kế không hợp lý móng tòa nhà chia làm 2 khu, một khu móng trên các cọc thi công bằng phương pháp đóng (cọc treo) một khu sử dụng móng nông do độ lún theo thời gian khác nhau vì vậy gây nứt các kết cấu phía trên. Một số nguyên nhân phụ khác là cọc treo đóng đủ độ sâu nhưng không đảm bảo độ chối vẫn không được xử lý. Điều đáng lưu ý là hiện tượng này ở Hà Nội đã xây ra ở nhiều công trình khác như Bệnh viện Nhi Thụy Điển toàn bộ khu hành lang bò lún nứt vì sử dụng móng nông trong khi 4 nhà bệnh viện chính trên nền cọc thì không lún, Hội trường Ba Đình khu phòng họp không lún, còn khu phụ hành lang xung quanh lún gây nứt tuy không lớn nhưng cũng đều phải xử lý. III . NGUYÊN NHÂN DO BIỆN PHÁP THI CÔNG HOẶC VI PHẠM QUY TRÌNH THI CÔNG XÂY DỰNG Như đã phân tích ở trên nguyên nhân sự cố công trình ngầm chủ yếu là do công tác khảo sát và thiết kế. Ngoài ra có một nguyên nhân quan trọng gây sự cố công trình ngầm là do biện pháp thi công hoặc vi phạm quy trình thi công trong xây dựng. - Sự cố sập 2 nhòp neo cầu Cần Thơ hoàn toàn trong giai đoạn thi công bê tông do biện pháp thi công sai của nhà thầu (đã phân tích ở phần trên). - Sự cố sập nhà của Trung tâm Khoa học Xã hội Nhân văn tại TP. Hồ Chí Minh và nhiều nhà xây xen ở Hà Nội, Hải phòng, TP. Hồ Chí Mình hoàn toàn do biện pháp thi công phần ngầm của công trình đang xây dựng gây nên. - Một ví dụ khác tại công trình trạm bơm Nhà máy điện Phả Lại trong giai đoạn thi công phần ngầm trạng bơm, sau một trận mưa lớn toàn bộ hệ thống đê bao ngăn cách trạm bơm và sông đã bò đổ sập với hàng chục m 3 ngàn đất, nước làm thiệt hại kinh tế, chậm tiến độ thi công. Rất may sự cố xảy ra vào ban đêm, mưa to công nhân đã nghỉ hết nên không bò thiệt hại con người. Việc thi công trạm bơm theo tình hình đòa chất khu vực, biện pháp thi công hệ đê bao tạm bằng đất đắp, sử dụng đê cũ hay sử dụng các biện pháp đóng cọc cừ (cọc ván thép, cọc bê tông) Tại công trình trạm bơm nhà máy nhiệt điện Phả Lại sử dïng biện pháp đê bao bằng đất khi đang thi công phần cửa trạm bơm gặp mưa lớn, nước dâng gây áp lực lớn (chênh lệch giữa nước sông và đáy cửa trạm bơm) làm vỡ đê bao. Xét cho cùng sự cố này là do biện pháp thi công đã không được tính toán một cách đầy đủ. + Một nguyên nhân khác cần xem xét đó là việc theo dõi, phát hiện trong quá trình thi công: ví dụ: trong quá trình theo dõi đóng cọc thi công móng, theo dõi độ lún của móng cọc, cụ thể nếu theo ghi nhật ký từng cọc một cách chính xác sẽ phát hiện sự chênh lệch về độ chối của các cọc, phát hiện tốc độ cọc xuống để phát hiện tình trạng đòa chất dưới móng (nhật ký đóng cọc tại đây rất sơ sài không đúng quy đònh do một đơn vò không chuyên thực hiện). Nếu theo dõi độ lún của móng sẽ phát hiện được tình trạng của công trình. + Mặt khác trách nhiệm kiểm tra (hiện trường và tài liệu nhật ký thi công) trước khi chuyển sang các bước tiếp theo. Nếu người chủ trì thiết kế thực hiện giám sát tác giả trước khi chuyển tiếp giai đoạn thi công đặc biệt là các giai đoạn của phần ngầm chắc chắn sẽ phát hiện xử lý kòp thời, giảm thiểu sự cố công trình. IV. BÀI HỌC VÀ KIẾN NGHỊ NHẰM HẠN CHẾ SỰ CỐ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM: 5 Qua phân tích các sự cố xây dựng công trình ngầm đã nêu trên. Chúng ta thấy rằng nguyên nhân trực tiếp gây nên sự cố là do: 1- Công tác khảo sát không đúng, không đủ. 2- Công tác tính toán kết cấu công trình không đảm bảo. 3- Công tác thi công không đảm bảo (biện pháp thi công và vi phạm các quy đònh trong quá trình triển khai thi công). BÀI HỌC KINH NGHIỆM VÀ CÁC KIẾN NGHỊ CỤ THỂ 1- Khảo sát đầy đủ, chất lượng khảo sát chính xác làm cơ sở vững chắc cho người thiết kế quyết đònh đến phương án thiết kế phần ngầm xây dựng: - Công tác theo dõi, giám sát nghiệm thu quá trình khảo sát giữ vai trò quan trọng đến tính chính xác của kết quả khảo sát, phát hiện kòp thời những sai sót hay những bất thường trong quá trình khoan thăm dò (gặp túi bùn, gặp hang các tơ…). Qua thực tế thường công tác này chứ đầu tư “khoán trắng” cho đơn vò khảo sát không giám sát thường xuyên. - Khi gặp khu vực đòa chất phức tạp, phát hiện những hiện tượng bất thường trong quá trình khoan thăm dò cần bổ sung thêm các mũi khoan thăm dò mới hoặc bổ sung thêm phương pháp khảo sát khác (khoan xuyên, đào thử, đóng cọc thử ) - Kinh phí phục vụ khảo sát cần được bổ sung đáp ứng theo yêu cầu nhiệm vụ của chủ trì thiết kế (số lượng lỗ khoan, độ sâu lỗ khoan). - Nếu công trình yêu cầu thiết kế móng sử dụng cọc đóng; cọc khoan nhồi. Việc tiến hành thử tải (tónh, động) rất quan trọng, tùy theo yêu cầu công trình chủ trì thiết kế quyết đònh số lượng, vò trí thử tải để phát hiện, để khẳng đònh sự phù hợp của thiết kế với tình hình đòa chất đã khoan thăm dò. - Trong giai đoạn thi công đóng cọc,khoan nhồi cần giám sát quá trình thi công để phát hiện các hiện tượng bất thường (cọc xuống nhanh, độ chối lớn dù đã đóng tới cốt thiết kế, khoan tới cốt thiết kế - đối với cọc khoan nhồi, vì đã gặp phải đất xấu, túi bùn, hang các tơ ). 2- Công tác thiết kế phần ngầm: Dựa trên kết quả khảo sát, tổ hợp chòu lực bất lợi nhất truyền xuống móng người thiết kế đưa ra phương án thiết kế phần ngầm phù hợp có ý nghóa quyết đònh đến an toàn công trình. Tuy nhiên vì công trình ngầm là công việc âm phủ rất phức tạp vì vậy cần phải. + Tổ chức thẩm đònh một cách đầy đủ nghiêm túc đặc biệt về độ an toàn. + Trực tiếp giám sát công tác khảo sát, cọc thử tải, xem xét các văn bản nhật ký đóng cọc, cọc nhồi để quyết đònh bước thi công tiếp theo của phân móng (giám sát tác giả đối với công trình ngầm có ý nghóa rất quyết đònh đến an toàn công trình). + Tuân thủ nghiêm ngặt các quy phạm, tiêu chuẩn (khoảng cách cọc, chiều sâu cọc, độ chối cọc, khe lún giữa các khối nhà, theo dõi độ lún kể cả công trình chính, công trình tạm). 3- Công tác thi công: 6 - Lập biện pháp thi công phù hợp là yếu tố quyết đònh đến an toàn công trình trong quá trình thi công như đã nêu ở trên sự cố sập 2 nhòp cầu neo cầu Cần Thơ là do biện pháp thi công móng trụ tạm chống đỡ giàn dào đổ bê tông không đảm bảo gây nên. Điều đáng lưu ý các “công trình tạm” phải được tính toán, thực hiện thi công như công trình chính (chỉ trừ các phụ tải được tính thấp hơn ở một số loại như động đất, gió bão theo mùa chứ không phải lấy theo số liệu lớn nhất của 100 năm ). - Thực hiện nghiêm chỉnh các quy trình trong thi công như công trình chính: thử tải, đo độ lớn, kiểm tra giám sát quá trình lắp ráp, nghiệm thu các bước đặc biệt phần ngầm như: việc ghi nhật ký đóng cọc, khoan cọc nhồi (độ chối, lở vách ống cọc, mặc dù tới độ sâu nhưng nền đất yếu vẫn không đảm bảo chòu tải ) để phát hiện những bất thường trong lòng đất có ý nghóa rất lớn ngăn chặn sự cố; việc đo độ lún móng (lún, lún lệch) sẽ phát hiện xử lý kòp thời những vấn đề phát sinh. 4- Một vấn đề quan trọng liên quan đến tổ chức quản lý dự án từ khâu thiết kế, khảo sát, thẩm đònh, giám sát tác giả, giám sát thi công, thực hiện các bước nghiệm thu, ghi nhật ký đầy đủ đồng bộ theo quy đònh của pháp luật về đầu tư xây dựng. Nếu thực hiện tốt chắc chắn sẽ hạn chế, phòng ngừa các sự cố trong xây dựng và phần ngầm nồi riêng. Với mong muốn góp phần tình hiểu nguyên nhân rút ra một số bài học kinh nghiệm xin được nêu lên để các đại biểu tham khảo. Xin cảm ơn ban tổ chức đã tổ chức Hội thảo này. . 1 “SỰ CỐ CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG PHẦN NGẦM” LOẠI SỰ CỐ CÔNG TRÌNH NGHIÊM TRỌNG TRONG XÂY DỰNG KS. TRẦN NGỌC HÙNG Phó Chủ tòch kiêm Tổng Thư ký Tổng hội Xây dựng Việt Nam Trước. hôm nay Sự cố công trình xây dựng có phần ngầm”. Bài học và kinh nghiệm. Nếu viết là công trình xây dựng có phần ngầm thì sẽ được hiểu là mọi công trình xây dựng và có rất ít công trình hoàn. trong hội thảo lần này được Ban tổ chức biên tập, phổ biến đến những người làm công tác xây dựng nhằm hạn chế đến mức thấp nhất sự cố công trình xây dựng nói chung và sự cố công trình xây dựng