Đang tải... (xem toàn văn)
Nội dung chính của bài viết này trình bày nhiều sự cố đáng tiếc đã xảy ra thi khi công hố đào sâu, gây thiệt hại không ít về người và tài sản. Thực tế này đòi hỏi phải có những biện pháp quản lý chặt chẽ hơn nữa, để giảm thiểu những sự cố khi thi công hố đào sâu. Bài báo này trình bày nguyên lý phân tích rủi ro khi thi công hố đào sâu và các biện pháp giảm thiểu. Mời các bạn tham khảo!
Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2020 14 (5V): 101–117 PHÂN TÍCH RỦI RO TRONG THI CƠNG HỐ ĐÀO SÂU Phạm Quang Túa,∗, Nguyễn Ngọc Toànb a Khoa Cơng trình, Trường Đại học Thủy Lợi, Số 175 Tây Sơn, Đống Đa, Hà Nội, Việt Nam b Khoa Xây dựng dân dụng công nghiệp, Trường Đại học Xây dựng, số 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 19/10/2020, Sửa xong 04/11/2020, Chấp nhận đăng 04/11/2020 Tóm tắt Hố đào sâu xây dựng nhà cao tầng đô thị đóng vai trị quan trọng, vừa tiết kiệm quỹ đất, vừa tối ưu hóa cơng tịa nhà Việc thi công hố đào sâu thường gặp vấn đề phức tạp như: cố lún sụt, biến dạng cơng trình lân cận, ổn định cơng trình chống đỡ hố đào nguyên nhân bất lợi khác từ bên Nhiều cố đáng tiếc xảy thi công hố đào sâu, gây thiệt hại khơng người tài sản Thực tế địi hỏi phải có biện pháp quản lý chặt chẽ nữa, để giảm thiểu cố thi cơng hố đào sâu Bài báo trình bày ngun lý phân tích rủi ro thi cơng hố đào sâu biện pháp giảm thiểu Ví dụ áp dụng minh họa cho hố đào sâu Đông Hội trình bày chi tiết Từ khố: rủi ro; quản lý xây dựng; hố đào sâu; cố; phân tích rủi ro RISK ANALYSIS IN CONSTRUCTION OF DEEP EXCAVATION Abstract Deep excavation of the high-rise building, in urban area, plays important roles in saving the land acquirement as well as in optimising the function of the building The construction works often meet difficulties such as ground surface subsidence, unexpected deformation of the surrounding structures, failures of braces, anchors, walls or others external difficulties Many unexpected incidents were occurred in the construction process, resulted in massive human and property costs More comprehensive management solutions are required to reduce the risk of incidents in the construction of deep excavation This paper presents the risk analysis framework in the construction of deep excavation as well as the mitigation measures to reduce risk An example of risk analysis for Dong Hoi deep excavation is also presented Keywords: risk; project management; deep excavation; incident; risk analysis https://doi.org/10.31814/stce.nuce2020-14(5V)-09 © 2020 Trường Đại học Xây dựng (NUCE) Giới thiệu Hố đào sâu cơng trình thường gặp xây dựng nhà cao tầng thị lớn cơng trình đặc thù có hố móng nằm sâu mặt đất Đây hạng mục cơng trình ngầm thi cơng phức tạp tương tác môi trường đất đá với kết cấu móng, tường vây đồng thời với có mặt nước đất, xem chi tiết [1–3] Việc phân loại hố đào tiến hành theo nhiều phương pháp phương pháp phân loại theo kết cấu neo giữ biện pháp thi cơng trình bày Bảng phổ biến Tùy điều kiện cụ thể nền, kết cấu phía điều kiện mặt bằng, cơng trình lân cận tiến độ, thời gian thi cơng mà có giải pháp gia cố hố móng cho phù hợp ∗ Tác giả đại diện Địa e-mail: tupq@tlu.edu.vn (Tú, P Q.) 101 Tú, P Q., Toàn, N N / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Bảng Phân loại hố đào theo kết cấu neo giữ STT Kết cấu neo giữ/ PP thi công Phạm vi áp dụng Tường ngàm Thường dùng cho hố đào nông, kết cấu sử dụng cọc ván thép, cọc BTCT đổ chỗ tùy theo chiều sâu hố đào, cấu trúc đất, cơng trình xung quanh, tiến độ thi công mà sử dụng loại cọc cho phù hợp Tường có neo, chống gia cường Khi yêu cầu khống chế chuyển vị khắt khe hơn, hố móng đào sâu cần có giải pháp gia cường chủ động (neo) bị động (thanh chống) Vách hầm kết hợp thi công sàn chống đỡ từ xuống (top-down/semi top-down) Sử dụng biện pháp thi công kết hợp vách tường hầm để thi công từ xuống kết hợp đào từ lên Gia cố xử lý Gia cố đất mái đào vữa xi măng áp lực cao (jet grouting), đinh đất, vữa áp lực thấp Các nghiên cứu ngồi nước thường tập trung vào phân tích toán kết cấu chống đỡ, tương tác kết cấu môi trường đất đá để đánh giá hệ số an toàn tổng thể hố đào, chuyển vị ngang tường độ lún mặt đất quanh hố móng Ou [1] trình bày ngun lý tính tốn thiết kế chi tiết hố đào sâu với tốn đến phức tạp, có ý nghĩa tham khảo tốt cho kỹ sư thực hành hố đào sâu Ahmed [2], BCA-Singapore [3], Van Tol Korff [4], Yongan [5] tổng hợp nghiên cứu đánh giá ổn định hố đào sâu, cố q trình thi cơng biện pháp khắc phục thường sử dụng, ví dụ cố hố đào đường hầm lên nhánh cao tốc Nicoll Singapore, cố thi công đường metro Amsterdam, Hà Lan cố nước khác Trung Quốc, Ai Cập, Đức Nhóm cố tổng kết lại nghiên cứu này, tập trung vào môi trường nền, kết cấu chống đỡ, biện pháp thi công, thời gian thi công, hiệu ứng kích thước hình học đề xuất phương pháp tiếp cận nghiên cứu từ truyền thống - tính tốn giải tích, mơ hình số đến phương pháp sử dụng trí tuệ nhân tạo, mơ hình vật lý quan trắc, cảnh báo Nhìn chung, đánh giá cố hố đào, tính tốn ổn định hố đào toán tương đối cải tiến cơng nghệ tính toán, dự báo cho phù hợp với xu hướng phát triển khoa học công nghệ Với tốc độ đô thị hóa nhanh nay, quỹ đất xây dựng đô thị trở nên ngày khan Việc khai thác không gian ngầm ngày quan tâm Các cơng trình dân dụng có quy mơ đến tầng hầm xuất ngày nhiều Nghiên cứu nước hố đào sâu gắn liền với lịch sử phát triển đô thị lớn nước ta Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Hải Phòng với tầng hầm sâu, cố học rút dự án Kế [6] giới thiệu ngun lý tính tốn hố đào sâu tới cộng đồng kỹ sư Việt Nam qua phương pháp tiếp cận trường phái Xơ Viết (cũ), có kết hợp phương pháp kế thừa nước Tây Âu Ngoài ra, cố hố móng sâu cao ốc Pacific Quận - TP Hồ Chí Minh tác giả phân tích, đánh giá chi tiết với luận giải học rút [7] Nghĩa [8], Minh [9] trình bày ngun lý tính tốn, 102 Tú, P Q., Tồn, N N / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng phân tích tương tự số dự án xây dựng Việt Nam năm gần Các phương pháp nghiên cứu trình bày tác giả có ý nghĩa thực tế cao, nhiên giải vấn đề mang tính truyền thống, chưa trình bày ngun lý phân tích tính tốn rủi ro theo tiếp cận giới Phân tích rủi ro quản lý rủi ro phát triển ứng dụng nhiều chuyên ngành kỹ thuật xây dựng kết cấu, thủy công, địa kỹ thuật đề xuất ứng dụng quản lý rủi ro hố đào sâu Abdel-Rahman [10], Huang Bian [11], Liu Ren [12] có trình bày phương pháp quản lý rủi ro thi công hố đào sâu nghiên cứu đề cập đến khía cạnh khác Trong [10] tác giả dựa vào kết quan trắc để đưa cảnh báo tiếp cận truyền thống cho hố đào metro ngầm Cairo, Ai Cập Trong [11, 12] tác giả tập trung giới thiệu sơ lược phương pháp lý thuyết mà khơng có ví dụ áp dụng Thuật ngữ rủi ro “risk” đề cập nhiều đa phần tiếp cận định tính, phân tích nguyên nhân diễn giải cách thức khắc phục cố Nguyễn Đức Cơng cs [13] có trình bày tổng quan vấn đề nghiên cứu rủi ro xây dựng Trung Nga [14] có đề cập khái niệm rủi ro kỹ thuật phân tích nguyên nhân cố dự án giao thông Việt Nam Tuy nhiên, tác giả dừng mô tả sơ lược khái niêm nguyên nhân rủi ro mà chưa có nghiên cứu chuyên sâu Việc lượng hóa rủi ro ln nhân tố quan trọng, có ý nghĩa định việc đề xuất giải pháp quản lý giảm thiểu rủi ro Faber [15], Vrouwenvelder Holicky [16], Vrijling Van Hengel [17] có đề cập chi tiết cách tiếp cận lượng hóa rủi ro, sở cho thiết kế theo xác suất, phát triển thành sở tính tốn EUROCODE Một số nghiên cứu cịn đưa lý thuyết tập mờ, trí tuệ nhân tạo để dự báo rủi ro cho hố đào dựa tập liệu q khứ phân tích mơ hình dự báo [18–22] Trong báo này, tác giả tiếp cận quản lý rủi ro theo toán tổng thể, từ phân tích định tính tới phân tích định lượng Bên cạnh đó, thơng số kiểm sốt rủi ro mức chuyển vị cho phép tường cừ, độ lún cho phép mặt đất quanh hố móng phân tích đánh giá kinh nghiệm thực hành Singapore - quốc gia có diện tích hẹp, thị phát triển với nhiều hố đào sâu, điều kiện kinh tế xã hội có nét tương đồng với định hướng phát triển Việt Nam, từ có đề xuất đánh giá cho hố đào sâu Đông Anh, Hà Nội Nghiên cứu đề xuất phương pháp quản lý rủi ro hố đào sâu theo hướng tiếp cận áp dụng để đánh giá rủi ro cho hố móng cụ thể theo cao trình đào Căn số liệu quan trắc chuyển dịch cừ, lún mặt đất dao động mực nước ngầm, kỹ sư trường đánh giá nguy rủi ro thực xảy cho hố đào, từ có ứng xử giải pháp phù hợp Rủi ro quản lý rủi ro thi cơng hố đào sâu Nhìn chung, rủi ro tổng hợp cố xảy hậu cố [23] Sự cố kiện không mong muốn xảy ra, người ta thường quan tâm đến xác suất xảy cố Trong quản lý rủi ro thi công hố đào sâu, khả xảy cố thường phụ thuộc vào yếu tố như: tải trọng tác động, độ bền chống đỡ kết cấu đất Hậu thường đề cập đến thiệt hại vật chất, phi vật chất, lượng hóa số cụ thể Quản lý rủi ro quy trình tổng thể, thể qua nhiều bước: (1) phân tích rủi ro: bao gồm mô tả hệ thống, nhận diện rủi ro, phân tích định tính rủi ro; (2) tính tốn rủi ro; (3) quản lý rủi ro: từ giá trị rủi ro tính tốn được, đối chiếu với tiêu chuẩn rủi ro từ đề xuất thực giải pháp giảm thiểu, hạn chế rủi ro Sơ đồ Hình trình bày tổng thể bước phân tích rủi ro, tính tốn rủi ro quản lý rủi ro Chi tiết trình bày mục đây, xem thêm [23] 103 Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, NUCE 2020 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 Tú, P Q., Tồn, N N / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng 114 Hình Sơ đồ phân tích tổng thể rủi ro [23] 115 Hình Sơ đồ phân tích tổng thể rủi ro [23] Quản lý rủi ro quy trình tổng thể, thể qua nhiều bước: (1) phân tích rủi ro: bao gồm mô tả hệ thống, nhận diện rủi ro, phân tích định tính rủi ro; (2) tính tốn rủi ro; (3) quản lý rủi ro: từ giá trị rủi ro tính tốn được, đối chiếu với tiêu chuẩn rủi ro ro từ đề xuất thực giải pháp giảm thiểu, hạn chế rủi ro Sơ đồ Hình trình bày tổng thể bước phân tích rủi ro, tính tốn rủi ro quản lý rủi ro Chi tiết trìnhphân bày rủi mục ro dướilà đây, xemtả thêm [23] Hệ thống toàn tích mơ hệtrong thống 116 117 118 119 120 121 2.1 Phân tích rủi Bước yếu tố (phần tử) liên quan đến kết 122 cấu hố đào, cơng tác có liên quan đến thiết kế, thi công, quản lý Trong bước 123 2.1 Phân ro xếp dựa mối liên hệ chúng Tiếp đó, tiến hành này, yếu tố liệttíchkêrủivà 124 Bước phân tích rủi ro làrủi mơ tảro hệ thống toàn nhận diện rủi ro liên quan đến hố đào Nhận diện chỉHệrathống cố, yếu tố không mong 125 yếu tố (phần tử) liên quan đến kết cấu hố đào, cơng tác có liên quan đến thiết kế, thi muốn, nguy cơ126thực tế xảy cố yếu tố hệ thống công, quản lý…Trong bước này, yếu tố liệt kê xếp dựa trên Sau 127 mốidiện, liên hệ chúng Tiếpphân đó, tiến tích hành nhận diệntính rủi ro liên quan đến đào Nhận rủi ro nhận tiến hành định Nghĩa là,hốxem xét mối quan hệ 128 diện rủi ro cố, yếu tố không mong muốn, nguy thực tế yếu tố nhận diện, sở cho phân tích định lượng sau Với hố đào sâu, cố thường gặp 129 xảy cố yếu tố hệ thống Sau rủi ro kể bao gồm nguyên nhân từ bên nguyên nhân từ bên ngồi 130 nhận diện, tiến hành phân tích định tính Nghĩa là, xem xét mối quan hệ yếu tố 131 cơđãtừ nhận diện,trong sởcó chothể phân kể tích đến định lượng hố đào sâu, cố khảo sát (khảo sát địa Nhóm nguy bên sau sainày sótVớitrong trình Tạp chígặp Khoacóhọc nghệ dựng, 2020nhân từ p-ISSN 2615-9058; e-ISSNnhân 2734-9489 132 thường thểCông kể baoXây gồm cácNUCE nguyên bên ngun từ bên hình, địa kỹ thuật,133 thủyngồi văn), thiết kế tính tốn, thi cơng quản lý dự án Theo đặc thù làm việc 134 Nhómkê nguycác từtác bên kể đến sai sót q trình sát chống, hạ thấp kết cấu chống đỡ, liệt nhân liên quan như: tường cừ,khảo neo, 135 (khảo sát địa hình, địa kỹ thuật, thủy văn), thiết kế tính tốn, thi cơng quản lý dự án mực nước ngầm 136 Theo đặc thù làm việc kết cấu chống đỡ, liệt kê tác nhân liên quan Nhóm nguy bêntường ngồi cập bao gồm tác động từ thời tiết (mưa, nắng, bão), 137 cơnhư: cừ, neo, thanhđề chống, hạ đến thấp mực nước ngầm… động đất, biến138đổi Nhóm mặt xã nguy hội,cơchế độ, sách gồm có thểtácgây bên ngồi đề cập đến bao động kéo từ thờidài tiết dự án, dẫn tới bất 139 (mưa, nắng, động đất, cơng biến trình đổi mặtHình xã hội, chếtrình độ, sách… thể gây định, rủi ro trực tiếp giánbão), tiếp cho bày chicótiết nguồn gây rủi ro 140 141 kéo dài dự án, dẫn tới bất định, rủi ro trực tiếp gián tiếp cho cơng trình Hình trình bày chi tiết nguồn gây rủi ro cố cho hố đào sâu 142 143 Yongan [5] tiến hành phân tích 160 cố hố đào cho thấy có vấn đề lớn cần quan tâm thống kê Bảng 144 Bảng Thống kê nguyên nhân gây cố hố đào sâu Hình Rủi ro liên quan đến hố đào sâu Hình Rủi ro liên quan đến hố đào sâu 104 STT Nguyên nhân gây cố Vấn đề thuộc quản lý Số lần phát sinh Tỷ lệ tổng cố (%) 10 Tú, P Q., Tồn, N N / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng cố cho hố đào sâu Yongan [5] tiến hành phân tích 160 cố hố đào cho thấy có vấn đề lớn cần quan tâm thống kê Bảng Bảng Thống kê nguyên nhân gây cố hố đào sâu STT Nguyên nhân gây cố Số lần phát sinh Tỷ lệ tổng cố (%) Vấn đề thuộc quản lý Vấn đề thuộc khảo sát Vấn đề thuộc thiết kế Vấn đề thuộc thi công Vấn đề thuộc quan trắc 10 74 66 3,5 46 41,5 Như vậy, Trung Quốc, nhóm rủi ro lỗi thiết kế, thi công chiếm đa số nguyên nhân gây cố hố đào Rủi ro nên ý công tác quản lý rủi ro hố đào sâu Việt Nam a Rủi ro từ bên Rủi ro từ bên rủi ro liên quan tới công tác triển khai thi công dự án, từ công tác quản lý dự án đến khảo sát, thiết kế thi cơng Từng nhóm cơng việc đưa xem xét, rà soát để nhận diện rủi ro - Rủi ro từ khảo sát địa kỹ thuật Nền đất chứa đựng nhiều rủi ro, bất định, có bất định mang yếu tố tự nhiên vốn có, chúng sinh hàm chứa rủi ro biến đổi lớp đất đá không gian tiêu học, vật lý, bề dầy Ngồi ra, có yếu tố bất định mà ta hạn chế liên quan đến trình lập phương án, kế hoạch, q trình khoan, lấy mẫu, thí nghiệm phịng, trường, phân tích số liệu [24–26] Chẳng hạn, với hố đào sâu, yêu cầu khảo sát thí nghiệm thơng thường, thí nghiệm sau cần cân nhắc đề xuất: thí nghiệm nén ba trục với sơ đồ U-U, C-U, C-D để xác định thông số tương ứng trạng thái ứng suất đất làm việc, thí nghiệm xác định hệ số nở hơng, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2020 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 165 166 Hình Các sai số gặp khảo sát địa kỹ thuật Hình Các sai số gặp khảo sát địa kỹ thuật 167 168 169 Hình trình bày sai số liên quan tới công tác khảo sát địa kỹ thuật Trong sai số q trình khảo sát trường, thí nghiệm phịng phân tích số liệu đóng vai trị chủ yếu 170 b Rủi ro từ thiết kế 171 172 173 174 Sai sót tính tốn thiết kế nhóm ngun nhân chính, giảm thiểu thông qua nâng cao hiểu biết nhận thức chủ thể tham gia trình thiết kế, thẩm tra, thẩm định Các sai sót gặp tính tốn hố đào sâu là: lựa chọn thông số tải trọng, sức kháng, đất khơng đúng; lựa chọn mơ hình tính tốn 105 Tú, P Q., Tồn, N N / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng thí nghiệm bơm hút nước trường để xác định hệ số thấm đất (nếu cát), thí nghiệm cắt cánh (nếu đất yếu) Nhìn chung, cơng việc phức tạp chứa đựng sai số nhiều Hình trình bày sai số liên quan tới công tác khảo sát địa kỹ thuật Trong sai số q trình khảo sát trường, thí nghiệm phịng phân tích số liệu đóng vai trị chủ yếu - Rủi ro từ thiết kế Sai sót tính tốn thiết kế nhóm ngun nhân chính, giảm thiểu thơng qua nâng cao hiểu biết nhận thức chủ thể tham gia trình thiết kế, thẩm tra, thẩm định Các sai sót gặp tính tốn hố đào sâu là: lựa chọn thơng số tải trọng, sức kháng, đất không đúng; lựa chọn mơ hình tính tốn khơng phù hợp; mực nước ngầm, tải trọng vượt giới hạn khống chế; lỗi tính tốn tường vây, chống, neo - Rủi ro trình quản lý Quản lý dự án chu trình khép kín vịng đời dự án, từ chuẩn bị đầu tư đến bàn giao, đưa vào sử dụng Ở đề cập đến quản lý dự án giai đoạn thi công hố đào Trong quản lý tiến độ, chất lượng, giá thành, an tồn, mơi trường thời gian bị kéo dài nhân tố gây bất lợi rõ Biện pháp thi công thiết kế khoảng thời gian định, với yếu tố đầu vào khống chế cho phù hợp với điều kiện biên tốn Khi kéo dài thời gian thi cơng, điều kiện biên bị thay đổi, kết tính tốn ổn định kết cấu cơng trình khơng đảm bảo Ngồi ra, chậm giải ngân vốn gây khó khăn cho tốn, tốc độ thi cơng, khả huy động vật tư, thiết bị, máy móc khơng kế hoạch, nhà thầu lực yếu, không đảm bảo, cán kỹ thuật công trường yếu, chuyên môn khơng đảm bảo, kiểm sốt chất lượng khơng tốt nguyên nhân gây rủi ro thi cơng - Rủi ro q trình thi cơng Đây nhóm nguyên nhân quan trọng, ảnh hưởng đến cố thi cơng hố đào sâu Theo nhóm cơng việc, phân chia cơng việc thi công cụ thể như: thi công neo không đảm bảo chất lượng, việc có liên quan tới q trình khoan tạo lỗ không đủ chiều dài, lỗ khoan không đủ đường kính, góc nghiêng neo khơng hồ sơ thiết kế; cáp neo không đủ cường độ chiều dài yêu cầu; vữa không đủ áp lực, nồng độ, tạo bầu neo khơng đủ kích thước, vật liệu vữa không đủ thành phần, cường độ u cầu; căng kéo neo khơng đạt u cầu, khóa néo bị hỏng Thi công tường cừ không đảm bảo chất lượng liên quan tới chiều dài cọc, vật liệu làm cọc, khuyết tật, mối nối không đảm bảo, thiết bị neo giữ, chống đỡ Việc thi cơng hạ thấp mực nước ngầm gây rủi ro nghiêm trọng đến trình làm việc kết cấu neo, tường cừ, chống sai lầm công tác kể đến cố điện, bơm hỏng không vận hành kế hoạch, giếng hạ thấp mực nước ngầm bị tắc Các nguyên nhân khác gây cố q trình thi cơng hố móng sâu bao gồm: ổn định thành hố đào tải trọng xe thi công, vật liệu thi công tập kết gần hố đào, cố tải trọng bất thường mưa bão, động đất gây tác động tiêu cực tới ổn định hố đào b Các rủi ro từ bên Là rủi ro xảy nguyên nhân khác, không liên quan trực tiếp đến công tác khảo sát, thiết kế thi công gây Rủi ro từ thời tiết coi nguồn rủi ro lớn yếu tố cực đoan thời tiết hình thái thời tiết bất lợi trình thi cơng hố đào, kể tượng bất lợi như: mưa lớn, mưa thời gian dài, bão, lũ Các bất lợi 106 Tú, P Q., Toàn, N N / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng kể đến mưa lớn gây ngập hố móng, dâng cao mực nước nước mặt, bổ cập làm dâng cao mực nước ngầm hố móng, hư hỏng hệ thống tiêu nước mặt, nước ngầm Nước mưa làm suy giảm tính chất đất đá quanh hố đào, làm ổn định hố móng cơng trình lân cận Các yếu bất lợi khác có tần suất xuất nhỏ hơn, tác động tới hố đào động đất, bão cần xem xét phân tích tính tốn Ngồi ra, rủi ro mặt xã hội trị bất ổn, thay đổi thể chế, sác, dịch bệnh, chiến tranh có tác động tiêu cực tới dự án nói chung q trình thi cơng hố đào sâu nói riêng Chúng gây việc kéo dài thời gian thi công, thay đổi điều kiện biên toán, làm ảnh hưởng trực tiếp tới chủ thể tham gia dự án chủ đầu tư, nhà thầu thi công, nhà thầu tư vấn 2.2 Tính tốn rủi ro Đây bước quan trọng, lượng hóa rủi ro phân tích định tính, trình bày mục 2.1 Faber [15], Vrouwenvelder Holicky [16], Vrijling [17, 23], Singh Jain [27], định nghĩa rủi ro là: R = P f Cn (1) P f xác suất cố cơng trình; C n thiệt hại cố xảy ra, C thiệt hại n hệ số mũ, có xét đến chấp nhận xã hội với cố Ở Việt Nam, kiến nghị n = [17] Mục tiêu phải giảm thiểu rủi ro, nghĩa tìm R cực tiểu với tham số đầu vào để điều chỉnh đề xuất giải pháp phòng chống để rủi ro đạt giá trị nhỏ a Xác suất cố Xác suất cố cơng trình hiểu cố hố đào sâu, hệ thống thiết lập từ phần tử: tường cừ, neo, mực nước ngầm công tác khảo sát, thiết kế, quản lý dự án Các phần tử xác định có quan hệ nối tiếp nghĩa phần tử bị cố, hệt hống bị cố kéo theo Từ biến đổi biến đầu vào, tải trọng sức kháng, ta tính tốn xác suất cố phần tử theo ứng xử vật lý, học chúng, xem chi tiết tài liệu [17] b Thiệt hại cố Phương pháp xác định thiệt hại tính tốn tất thiệt hại hữu hình vơ hình Thiệt hại hữu hình chi phí cần bỏ để khắc phục cố (vật liệu, nhân cơng, máy), ngồi chi phí trực tiếp, cịn có chi phí gián tiếp Nếu có người thiệt mạng, chi phí cần tính đến để bồi thường tổn thất không mong muốn cho gia đình, người thân để họ tiếp tục có hỗ trợ vật chất sống khó khăn sau người thân Ngoài tổn thất vơ hình khác tổn thất danh tiếng, uy tín đối tượng liên quan đến cố, thiệt hại khác không đo đếm cần xem xét, tính tốn 2.3 Kiểm sốt rủi ro Sau tính tốn rủi ro, cần đối chiếu với tiêu chuẩn chấp nhận rủi ro cá nhân hay cộng đồng Thông thường, rủi ro cá nhân chấp nhận thường cao cộng đồng đặc trưng thiệt hại, tổn thất Một cá nhân gặp cố không mong muốn, thiệt hại họ chấp nhận cao tính riêng lẻ, cá biệt, đối tượng có cách thích nghi tương ứng với điều kiện hồn cảnh cụ thể họ Khi kiện xảy cộng đồng, thiệt hại nhân lên gấp bội, cần giảm thấp rủi ro trường hợp thông qua khống chế xác suất cố nhỏ để tổng thiệt hại thấp 107 Tú, P Q., Tồn, N N / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng Với hố đào sâu nay, chưa có tiêu chuẩn rủi ro chấp nhận cho cơng trình cụ thể tham khảo thực hành số quốc gia để đối chiếu áp dụng cho Việt Nam Sau đối chiếu với rủi ro chấp nhận được, cần triển khai bước rủi ro ngưỡng cho phép Trường hợp ngược lại, rủi ro giới hạn cho phép, cần thiết phải có biện pháp giảm thiểu rủi ro quay lại kiểm tra xem rủi ro có vượt ngưỡng cho chấp nhận hay khơng, xem chi tiết sơ đồ Hình Phân tích rủi ro cho hố đào khu nhà tái định cư nhà xã hội xã Đông Hội, huyện Đông Anh, TP Hà Nội 3.1 Giới thiệu tổng quan cơng trình Dự án nhà xã hội, tái định cư nhà cao tầng thuộc lô 5B2, 5B3, 5B4 5B5 nằm phía Bắc cầu Đơng Trù, thuộc địa phận xã Đơng Hội, huyện Đơng Anh, Hà Nội Cơng trình 5B3 có qui mơ với tịa hộ chung cư cao từ 33 đến 39 tầng, với tầng hầm với tổng diện tích đất xây dựng 25000 m2 Diện tích hố móng lên tới 11000 m2 thi cơng theo phương pháp đào hở từ lên có tường cừ kết hợp neo đất gia cố (sau gọi tắt chung hố đào sâu Đông Hội) Địa tầng khu vực xây dựng gồm lớp đất đá sau: - Lớp A: Đất lấp gồm cát, sạn sỏi, xám đen; - Lớp 1: Sét pha xám nâu, xám đen, trạng thái dẻo mềm; - Lớp 2: Cát hạt nhỏ xám đen, xám ghi, xám trắng, kết cấu chặt vừa; - Lớp 5: Cát lẫn sạn sỏi, cuội xám trắng kết cấu chặt - Các lớp 3, 4, 4a, 5b thấu kính sét xám đen, trạng thái nửa cứng phân bố không liên tục, xem chi tiết báo cáo kết khảo sát địa chất [28] Cơng trình có tầng hầm, chưa kể đến hố pit thang máy, tổng độ sâu đào 17 m, mực nước ngầm nằm cao, có nguy ảnh hưởng đến an tồn hố móng tiến độ thi cơng Giải pháp gia cường hố móng sử dụng cừ lasen dài 18 m kết hợp neo đất tầng, chiều dài neo từ 19 đến 27 m, bầu neo 10 m, thép neo thép đặc chủng nhập khẩu, bước neo 1m/neo/hàng Cá biệt khu vực cần hàng neo để gia cố hố móng xuất lớp đất có cường độ thấp, cục Số liệu dùng tính tốn mơ hình sử dụng Bảng Bảng Thông số neo dùng tính tốn Thân neo Lớp Bầu neo Chiều dài (m) EA (kN) Chiều dài (m) EA (kN) 17 17 17 76990 76990 76990 76990 10 10 10 10 795200 795200 795200 795200 Công tác thi công phần ngầm phối hợp nhịp nhàng công tác đào đất, thi công cừ, hạ thấp mực nước ngầm, thi cơng neo, bê tơng móng, tầng hầm Tại cao trình đào, mực nước ngầm khống chế ln thấp cao trình đáy móng m đảm bảo thuận lợi cho phương tiện di chuyển hố móng cơng tác thi cơng khác 108 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2020 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2020 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 Tú, P Q., Toàn, N N / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng 288 288 Hình Mặt tổng thể hố đào sâu Đơng Hội (nhà 5B3) 289 Hình Hội (nhà (nhà 5B3) 5B3) Hình4.4.Mặt Mặtbằng bằngtổng tổng thể thể hố hố đào đào sâu sâu Đơng Đơng Hội 289 290 Hình Mặt cắt địa chất điển hình hố đào sâu Đơng Hội 291 290 292 Số liệu dùng tính tốn mơ hình sử dụng Bảng Bảng Tổng hợp tiêu lý lớp đất hố móng Đơng Hội Hình Mặt cắt địa chất điển hình hố đào sâu Đơng Hội Hình Mặt cắt địa chất điển hình hố đào sâu Đơng Hội Thông số Tên Đơn vị Lớp A Lớp Lớp Lớp Số liệu dùng tính tốn mơ hình sử dụng Bảng Bảngriêng Tổng lý lớp đất hố móng Đơng Hội Trọng lượng hợp tiêu cơkN/m 18,0đất hố18,9 18,0 Hội 18,7 Bảng Tổng hợp móng Đơng unsattiêu lý lớp 291 293 292 293 M.N.N Thông số số Thông Trọng lượng riêng M.N.N Trọng lượng riêng Trọng lượng riêng M.N.N Mô đundưới biến dạng M.N.N Trọng lượng riêng M.N.N MôTrọng đun biến lượngdạng riêng M.N.N Mô đun biến dạng Hệ số nở hơng Áp lực buồng tham khảo Lực dính đơn vị Góc ma sát Góc nở Hệ số triệt giảm tiếp xúc Tên Tên sat γunsat unsat ref 50 γEsat re f E50 re f Esat oed re f EEur ref 50 νur pre f c φ ψ Rinter Đơn A A Lớp Lớp Lớp Lớp Đơnvị3vị Lớp Lớp Lớp kN/m 33 kN/m kN/m 18,3 19,3 18,0 18,0 12 kN/m kN/m2 độ độ 109 7000 7000 21000 7000 0,2 100 20 0,7 18,3 19,0 Lớp 18,9 18,0 18,7 18,0 18,7 11400 13800 19,3 18,5 19,0 3800 1400 13800 19,3 18,5 19,0 3800 11400 13800 11400 34200 41400 3800 11400 13800 0,2 0,2 0,2 100 100 100 15,6 13 28 35 0 0,67 0,7 0,7 18,9 kN/m 7000 18,33800 kN/m kN/m 12 kN/m kN/m2 kN/m kN/m2 18,5 294 295 296 297 298 Công tác thi công phần ngầm phối hợp nhịp nhàng công tác đào đất, thi công cừ, hạ thấp mực nước ngầm, thi cơng neo, bê tơng móng, tầng hầm… Tại cao trình đào, mực nước ngầm khống chế ln thấp cao trình đáy móng 1m đảm bảo thuận lợi cho phương tiện di chuyển hố móng cơng tác thi cơng khác Tú, P Q., Tồn, N N / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng 299 300 301 Hình Tiến độ đào yêu cầu khống chế MNN Hình Tiến độ đào yêu cầu khống chế MNN Mực nước ngầm khống chế 105 giếng với bơm 5-7.5HP vận hành Mực ngầm khống chếnước ngầm 105 giếng bơm HP vận hành theo quy 302nước theo quy trình tối ưu để mực hạvới thấp kịp 5-7,5 thời, không ảnh hưởng trình tối ưu để mực nước ngầm hạ thấp kịpkhi thời, 303 đến hố đào không lãng phí vậnkhơng hành ảnh hưởng đến hố đào khơng Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2020 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 lãng phí vận hành 13 304 305 306 Hình Mặt bố trí neo tầng 1-3 Hình Mặt bố trí neo tầng 1-3 3.2 Phân tích rủi ro hố đào sâu Đơng Hội 307 Trong phần trình bày vấn đề liên quan đến rủi ro định tính định lượng 311 Đây cách tiếp cận truyền thống, với tham số tính tốn tất định phương 3.2 Phân ro hốtường đào cừ, sâucóĐơng Hội tới quy định thực hành số nước Châu Âu, 308 tích rủi thi cơng đối chiếu 309 phần Mỹ Singapore để đối áp dụng chođến Việtrủi Nam Trong trình bày cácchiếu vấn đề liên quan ro[1-3, định5].tính định lượng thi cơng tường 310 cừ, có3.2.1 đối chiếu tới quyhốđịnh thực hành số nước Châu Âu, Mỹ Singapore để đối Tính tốn ổn định móng chiếu áp dụng cho Việt Nam [1–3, 5] a Tính ổn định hố móng 312tốnpháp tính tốn theo quy trình, quy phạm dẫn kỹ thuật hành Với hố móng 313là cách sâu, toán cần giải quyếtvới ổn tường cừ, định sụt lúnvàcơng trình lân Đây tiếpbài cận truyền thống, cácđịnh tham số cừ, tínhchuyển tốn phương pháp tính tốn 314quycận theo trình, quy phạm dẫn kỹ thuật hành Với hố móng sâu, toán cần giải 315 ổn định tường chuyển cừ, này, sụt lún cơngsốtrình lân2Dcận Để giảicừ, bàivịtốn mơ hình Plaxis 3D thường sử dụng 316 317 318 để tính tốn ứng suất, chuyển vị theo giai đoạn thi công, tải trọng mô tương ứng để xem xét tương tác đất Qua mô phỏng, chuyển vị ổn 110 định hố đào mô tả sau (xem Hình 8): cách cận truyền thống, vớitham tham số tốn tính tốn tất định phương 311311 ĐâyĐây cách tiếp tiếp cận truyền thống, với số tính tất định phương pháp quy quy phạm vàdẫn chỉkỹ dẫn kỹ thuật hành Với hố móng 312312pháp tínhtính tốntốn theotheo quy trình,trình, quy phạm thuật hành Với hố móng tốn ổn định tường cừ, chuyển cừ,lún sụtcơng lún cơng trình lân 313313sâu,sâu, các toán cần cần giải giải ổnlàđịnh tường cừ, chuyển vị cừ,vịsụt trình lân 314314cận.cận Tú, P Q., Tồn, N N / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Để giải tốn tốn mơ hình số Plaxis 3D thường sử dụng 315315 Để giải này, này, mơ hình số Plaxis 2D và2D 3Dvàthường được sử dụng Để giải tốn này, mơ hình số Plaxis 2D 3D thường sử dụng để tính tốn ứng để tính chuyển vị theo giai đoạn thi công, tải trọng 316316để tính tốntốn ứngứng suất,suất, chuyển vị theo từngtừng giai đoạn thi công, tải trọng mô mô suất, chuyển vị theo giai đoạn thi công, tải trọng mô tương ứng để xem xét tương 317của tương ứng để xem xét tương tác củacủa đấthốnền mô chuyển ổn 317tác tương ứng đểphỏng, xem xét tương đất Qua mô phỏng, vị vị ổn đất Qua mô chuyển vị tác ổn định đàoQua mô phỏng, tả chuyển sau (xem Hình 8) hố đào mơnhư tả sau (xem 318318địnhđịnh của hố đào đượcđược mô tả sau (xem HìnhHình 8): 8): Tạp Tạpchí chíKhoa Khoahọc họcCơng Cơngnghệ nghệXây Xâydựng, dựng,NUCE NUCE2020 2020 (a) Sơ đồ toán 2D (a) Sơ đồ toán 2D p-ISSN p-ISSN2615-9058; 2615-9058;e-ISSN e-ISSN2734-9489 2734-9489 (b) Sơ đồ 3D 3D (b) Sơ đồSơ 3D (b) đồtoán bàitoán toán (a) Sơ đồ toán 2D 14 14 (c)(c) Chuyển vị hố đào chưa gia cố CDM, chuyển vịvị hốhốkhi đào chưa gia (c) chuyển đào chưa giacốcố toán 2D CDM, CDM,bài bàitoán toán2D 2D (d)Chuyển Chuyển hốhố đào khikhi có CDM, tốnbài (d) đào có gia cố (d) Chuyểnvịvịvị hố đào khigia cócố gia cốCDM, CDM, 3D tốn tốn3D 3D Hình Sơ đồ tính tốn Plaxis 2D 3D Hình Hình8.8.Sơ Sơđồ đồtính tínhtốn tốnPlaxis Plaxis2D 2Dvà và3D 3D Kết tính tốn ổn định tường cừ theo tốn phẳng trình bày Bảng 320 320 Kết Kếtquả quảtính tínhtốn tốnổnổnđịnh địnhtường tườngcừ cừtheo theobài bàitốn tốnphẳng phẳngđược đượctrình trìnhbày bàytrong trongBảng Bảng5.5 319 319 321 321 Bảng Tổnghợp hợp chuyển giai đoạn thithi cơng theotheo tốn Plaxis 2D 2D Bảng Tổng hợpchuyển chuyểnvị cừtrong giai đoạn thicông công theo bàitoán toánPlaxis Plaxis 2D Bảng 5.5.5.Tổng vịvịcừ cừ giai đoạn Chuyển vị đỉnh Lún đất Chuyển Chuyển cừ (*) (cm) sau cừ (cm) Lúnđất đất Lún Lỗ ngang vịvịđỉnh đỉnh Lỗ ngang saucừ cừ vịvị8,5 Đào đất đếnGiai cao độ −4.5thi BH06 −6,6 sau 8,5 sau Giai đoạn thicông công saucừ cừ 4,4FS FS đoạn khoan cừ cừ (*) khoan cừ cừ (*) (cm) (cm) −6,6 (m) 9,3 6,8 (m) (cm) (cm) (cm) (cm) Đào đất đến cao độ −7.5 BH06 Giai đoạn thi công Lỗ khoan MNN sau cừ Chuyển vị ngang Chuyển MNN củaChuyển (m) MNN cừ (cm) −8,5 Đàođất đấtđến đếncao caođộđộ Đào −6,6 BH06 -6,6 BH06 -6,6 Đào đất đến cao độ −11.5 -4.5 BH06 -4.5 −12,5 Đào đất đếncao cao đất đến độđộ Đào đất đếnĐào cao độ −14.5 BH06 -7.5 -7.5 −6,6 BH06 BH06 −15,5 −6,6 Đào đất đến cao độ −17.5 8,6 5,9 12 8,5 8,1 8,5 9,9 5,4 8,5 8,5 -6,6 -6,6 17,4 9,3 9,3 6,811,4 6,8 -8,5 -8,5 12,5 5,9 5,9 8,6 8,6 23,8 BH06 -6,6 12 12 Đàođất đấtđến đếncao caođộđộ Đào −18,5 -6,6 13,7 BH06 BH06 -11.5 -11.5 -12,515m 9,9 9,9 (*) Số liệu chuyển vị thẳng đứng xét vị trí cách đỉnh-12,5 tường Đàođất đấtđến đếncao caođộđộ Đào -14.5 -14.5 Đàođất đấtđến đếncao caođộđộ Đào BH06 BH06 BH06 6,6 14,1 5,8 4,4 4,4 5,8 5,8 1,49 1,47 1,50 6,2 1,49 1,48 1,49 10,2 55 FS 1,63 10,5 1,47 1,57 1,47 15,9 1,71 15,6 1,35 1,50 1,50 8,1 6,6 8,1 6,2 6,2 1,48 1,64 211,48 5,4 5,4 10,2 10,2 1,63 1,63 -6,6 111 -6,6 17,4 17,4 11,4 11,4 10,5 10,5 1,57 1,57 -15,5 -15,5 12,5 12,5 6,6 6,6 15,9 15,9 1,71 1,71 -6,6 -6,6 23,8 23,8 14,1 14,1 15,6 15,6 1,35 1,35 Tú, P Q., Tồn, N N / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Kết tính tốn Bảng cho thấy, chuyển vị tường phụ thuộc chặt chẽ vào mực nước ngầm sau cừ, mực nước ngầm sau cừ dâng cao lỗi công tác thi công hạ thấp mực nước ngầm, chuyển vị cừ tăng 8,7 % đến 47,5% hệ số an toàn giảm đáng kể, từ 1,3% đến 21%, cấp đào sâu, mức độ ảnh hưởng thể rõ ràng b Phân tích rủi ro cho hố đào sâu Đơng Hội Trình tự tính tốn Căn ngun lý phân tích rủi ro trình bày mục 2, bước phân tích chi tiết tiến hành bao gồm: - Bước 1: Mô tả hệ thống Hình mơ tả tổng qt phần tử liên quan hệ thống phân tích rủi ro hố đào sâu Trong coi phần tử có quan hệ nối tiếp nghĩa phần tử có cố hệ thống xảy cố mà không cần tất cố diễn Xét đặc thù dự án nghiên cứu Đông Hội, tác giả lựa chọn phần tử quan trọng hệ thống để xem xét bao gồm: + Thi công tường cừ; + Thi công neo; + Trong thi công hạ thấp mực nước ngầm Các yếu tố lại xem xét nghiên cứu sau - Bước 2: Nhận diện rủi ro Thi cơng tường cừ gặp sai sót liên quan tới hình dạng, kích thước tường cừ, vật liệu làm tường cừ, khuyết tật, mối nối tường, vấn đề liên quan tới thi công biện pháp rung hạ, chiều sâu ngàm Với thi công neo, chất lượng không đảm bảo có liên quan tới cơng đoạn thi cơng: khoan tạo lỗ, kích thước hình học lỗ, vật liệu làm neo, vữa bầu neo, khóa neo Hạ thấp mực nước ngầm gặp sai lệch liên quan đến khả thu nước vào giếng, cơng suất bơm, quy trình vận hành giếng hạ thấp mực nước ngầm - Bước 3: Phân tích định tính Các phân tích cho thấy hệ tường cừ, neo giếng hạ thấp mực nước ngầm có tác động qua lại, ảnh hưởng trực tiếp đến ổn định hố móng sâu Mực nước ngầm dâng cao gây khó khăn cho thi cơng neo, gây ổn định hệ tường cừ Neo làm việc khơng đảm bảo dẫn tới chuyển vị tường cừ lớn, lún mặt đất sau lưng tường tăng lên - Bước 4: Tính tốn rủi ro Hai thành phần công thức (1) cần xác định xác suất xảy cố ổn định hố đào thiệt hai xảy cố Với xác suất ổn định hố đào, cần xem xét tới thông số đầu vào toán ổn định hệ tường cừ - neo - hạ thấp mực nước ngầm, phân thành hai nhóm thơng số đầu vào Nhóm thứ tải trọng tác động bao gồm áp lực đất, áp lực nước, hoạt tải phân bố mặt đất, tải trọng bất thường khác Nhóm thứ hai sức chống đỡ bao gồm độ cứng tường cừ, sức căng neo Thiệt hại cố ổn định hố đào vấn đề nhạy cảm Việt Nam, đề cập nhiều nghiên cứu lĩnh vực bảo hiểm, bồi thường thiệt hại có cố Tập liệu thống kê cố tương tự, có kết hợp kiểm đếm, đánh giá theo kịch cố khác - Bước 5: Quản lý giảm thiểu rủi ro Căn phân tích rủi ro, giải pháp đề xuất để giảm thiểu rủi ro cho hố đào cụ thể tập trung vào hạn chế chuyển vị ngang tường cừ, lún mặt đất theo dõi, kiểm soát mực nước ngầm sau lưng tường cừ nâng cao nhận thức cho cán kỹ sư, công nhân cơng trường kiểm sốt rủi ro Các tiêu chuẩn kiểm soát rủi ro hố đào sâu Ou [1] đưa khuyến cáo khống chế biên độ dịch chuyển ngang 1% cho hố đào làm sở kiểm soát rủi ro BCA-Singapore [3] kiến nghị ngưỡng chuyển vị cho phép tổng hợp Bảng 112 Tú, P Q., Tồn, N N / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng Bảng Tổng hợp ngưỡng chuyển vị ngang cho phép tường cừ [3] Phạm vi xác định Vùng (X/H > 2) Dịch chuyển tường Vùng (X/H < 1) Vùng (1 ≤ X/H ≤ 2) 0,5*% 0,7% Dich chuyển cho phép Nền kiểu A Nền kiểu B 0,7% 1% Nền kiểu A đất sét, sét pha trạng thái cứng, dẻo cứng; đất tàn tính; đất cát kết cấu chặt đến chặt vừa Nền kiểu B loại đất sét, sét pha trạng thái dẻo mềm, dẻo chảy, chảy, chứa hữu cơ; cát kết cấu xốp X khoảng cách tới vị trí xét, H chiều sâu hố đào Một số hố đào có kết cấu lân cận gần, có nguy ổn định lớn, rủi ro cao chuyển vị ngang cho khống chế 0,2% Căn giới hạn chuyển vị quy định kết quan trắc, đưa mức cảnh báo thực tế cho công tác quản lý, thi công công trường Devriendt [29] kiến nghị mức cảnh báo chuyển vị quan trắc vượt q 75% giá trị tính tốn, dự báo BCA-Singapore [3] kiến nghị mức cảnh báo cơng việc có nguy gián đoạn 70% cơng việc vùng Tần suất cố đề cập quy định cố đề cập mơ tả tùy theo tính chất lặp lại chúng, mô tả Bảng Bảng Phân loại cố theo tần suất lặp lại [3] Tần suất Ký hiệu Mô tả Rất thường xuyên Thường xuyên Thi thoảng Hiếm gặp Rất xảy I II III IV V Thường xảy 12 lần năm Xảy tới lần năm Xảy lần năm Xảy lần năm năm Dường không xảy trừ tình đặc biệt Rủi ro xếp loại theo danh mục mô tả Bảng đến Bảng 10 Bảng Phân loại rủi ro theo tần suất quy mô cố [3] Phân loại cố theo thiệt hại Danh mục rủi ro Phân loại cố theo tần suất lặp lại I II III IV V I Thảm họa II Nghiêm trọng III Trung bình IV Nhỏ A A A B C A A B C C A B C C D B C C D D Rất thường xuyên Thường xuyên Thi thoảng Hiếm gặp Rất xảy 113 Tú, P Q., Tồn, N N / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng Bảng Mô tả nhóm rủi ro thi cơng hố đào sâu [3] Nhóm Mơ tả Diễn giải A B Rất khơng mong muốn Không mong muốn C Xem xét D Bỏ qua Rủi ro giảm thiểu cách Rủi ro chấp nhận giải pháp giảm thiểu áp dụng đc Rủi ro chấp nhận nguy cư xảy thấp, chấp nhận thực tế Rủi ro chấp nhận Bảng 10 Bảng phân cấp thiệt hại theo mức độ nghiêm trọng cố [3] Phân loại Ký hiệu Thảm họa I Định nghĩa Có người thiệt mạng, bị thương xảy sau có cố Thiệt hại sản xuất sản lượng lao động vượt ngày làm việc; Tổng thiệt hại vượt $X1 Lớn II* Có người bị thương2 bị bệnh lao động có phát sinh tình nguy hiểm Hư hại nhà máy, làm ngưng trệ sản xuất đến ngày; Tổng thiệt hại lên tới $X2 Đáng kể III* Có người bị thương3 bị bệnh lao động; Hư hại nhà máy, làm ngưng trệ sản xuất đến ngày; Tổng thiệt hại lên tới $X3 Bỏ qua IV Có người bị thương nhẹ4 người bệnh sau kết thúc ca làm việc; Hư hại nhà máy, nơi sản xuất không đáng kể; Tổng thiệt hại lên tới $X4 (*) Nếu thông số bảng vượt giới hạn, thiệt hại chuyển sang nhóm cao hơn; (1) Giá trị thiệt hại dựa theo yêu cầu bồi thường khách hàng bên liên quan, X1 ≥ 1.000.000.000$; X2 = 250.000.000 − 1.000.000.000$; X3 = 25.000.000 − 250.000.000$; X4 ≤ 25.000.000$; (2) Ngày công lao động thiệt hại ngày; (3) Ngày công lao động thiệt hại từ 4-7 ngày; (4) Ngày công lao động thiệt hại từ 1-3 ngày; Kết phân tích rủi ro cho hố đào sâu Đơng Hội Các bước phân tích rủi ro nêu áp dụng cho hố đào Đơng Hội, theo xác suất cố thiệt hại ước tính theo kết tính tốn sơ dẫn tài liệu thực hành áp dụng [3] Cơ sở chung phương pháp nguyên lý nêu cụ thể hóa thành ma trận rủi ro, bảng tra để dễ dàng thực hành cho kỹ sư, dựa vào tham số quan trọng chuyển vị ngang tường cừ, lún mặt đất sau lưng tường kết hợp với thiệt hại xảy cố Tổng hợp kết phân tích cho hố đào Đơng Hội, với mức cảnh báo phân loại rủi ro cho 114 Tú, P Q., Tồn, N N / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng giai đoạn đào Bảng 11 Bảng 11 Phân loại rủi ro theo giai đoạn thi công hố đào sâu Đông Hội Tổng hợp chuyển vị cừ giai đoạn thi công (BH6) Tính tốn thiết kế Cao độ đào (m) Ngưỡng cảnh báo Thực tế Chuyển vị Chuyển vị Mực nước Chuyển vị Chuyển vị Phân loại Chuyển vị Chuyển vị Phân loại ngang (mm) đứng (mm) ngầm (m) ngang (mm) đứng (mm) rủi ro ngang (mm) đứng (mm) rủi ro −4,5 85 42 −6,6 18 25 35 11 18 D D C 32 15 D −7,5 93 68 −6,6 33 46 65 20 33 D C B 55 28 C −11,5 120 81 −6,6 53 74 105 11 32 53 D C B 75 45 C −14,5 174 105 −6,6 68 95 135 14 41 68 D C B 98 60 C −17,5 238 156 −6,6 83 116 165 17 50 83 D C B 112 79 D Căn số liệu Bảng 5, chuyển vị cừ lớn hệ số an toàn tổng thể đảm bảo, thay đổi FS ∼ 1,35÷1,64, nhiên chuyển vị tường lớn hư hại kết cấu cơng trình lân cận, đặc biệt khu nhà trường tiểu học Đông Hội gần phạm vi dự án Bảng 11 thể kết phân loại rủi ro hố đào sâu Đông Hội phương án thiết kế tính tốn xác, theo chuyển vị ngang đứng vượt ngưỡng cảnh báo 0,5-1% chiều sâu hố đào, phân loại rủi ro theo [3] thay đổi từ D đến B tùy theo chiều sâu hố đào Dựa vào phân tích định tính trình bày sơ đồ Hình Hình 2, biện pháp giảm thiểu rủi ro lựa chọn bao gồm: - Thi công bổ sung 03 hàng cọc đất xi măng chân tường, hố móng để giảm dịch chuyển ngang tường cừ Cọc dài 12 m, đường kính 800 mm, cường độ kháng nén trục qu = kG/cm2 , hàm lượng xi măng PCB40 sử dụng 285 kg/m dài cọc; - Kiểm soát chuyển vị cừ inclinometer thường xuyên hơn, chu kỳ có rủi ro cao, cần tiến hành đo 1-2 lần/ngày để có cảnh báo giải pháp xử lý kịp thời; - Kiểm soát hạ thấp mực nước ngầm ngồi hố móng sensor tự động, bơm bị cố, mực nước ngầm dâng lên có cảnh báo tự động cho hệ thống theo dõi Ban điều hành công trường; - Đào tạo quản lý rủi ro cho cán kỹ thuật công trường để nắm bắt nguy rủi ro cho công việc triển khai Kết thu Chuyển vị hố đào lớn quan trắc thực tế cịn 112 mm vị trí lỗ khoan BH6 - vị trí bất lợi nhất, lún mặt đất đạt 55 mm vị trí cách xa đỉnh tường 10 m 79 mm vị trí cách tương 115 cơng trình lân cận, đặc biệt khu nhà trường tiểu học Đông Hội gần phạm vi dự án Bảng 11 thể kết phân loại rủi ro hố đào sâu Đơng Hội phương án thiết kế tính tốn xác, theo chuyển vị ngang đứng vượt ngưỡng P Q., Toàn, N N / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng cảnh báo 0,5-1% chiều sâuTú,hố đào, phân loại rủi ro theo [3] thay đổi từ D đến B 15 m Về tổng quan, hố đào kiểm soát an tùy theo chiều sâu hố đào tồn, rủi ro bỏ qua, khơng có cố lớn xảy Dựa vào định tính trình bày sơ qphân trìnhtích thi cơng đồ Hình Hình 2, biện pháp giảm thiểu rủi ro luậnở bao gồm: 4.lựaKết chọn - 9 - - - Bài báo sử dụng phương hợp kết Thi công bổ sung 03 hàng cọcpháp đấttổng xi măng chân nghiên cứu nước kết hợp phân tường, móng giảm chuyển tích mơ hình hố số phânđể tích theo dịch lý thuyết rủi rongang cừ.vàCọc 12m, đường kính để tường hồn thiện phátdài triển ngun lý phân tích800mm, rủi ro cho hố đào sâu Việt Nam cường độ kháng nén trục qu=5kG/cm2, hàm Thông qua phân tích định tính định lượng, lượng PCB40 sửlýdụng tác giảxiđãmăng giới thiệu quy trình thuyết,làtừ285kg/m mơ tả hệ dài cọc; thống, nhận diện rủi ro, phân tích định tính định lượng, sốt từ đề xuất giải thiểu rủi ro Kiểm chuyển vịpháp cừ giảm inclinometer Kết áp dụng cho hố đào sâu Đông Hội minh thường xuyên chu rủi ro cao, chứng phầnhơn, cho phương pháp Vớikỳ cáccóngưỡng cần tiến đo vị1-2 đểmực có nước cảnh báo kiểm sốthành chuyển cừ, lần/ngày lún mặt đất, ngầm sau tường cừ, tác giả đưa mức phân giải pháp xử lý kịp thời; loại rủi ro theo ma trận (tham khảo ngưỡng Kiểm soát hạ thấp mực nước ngầm Singapore kiểm soát rủi ro hố đào sâu).và ngồi hố móng cứu sensor Kết nghiên cho tự thấyđộng, cầnnếu thiếtbơm bị tíchnước định lượng ro cho hố đào - cố,phân mực ngầmrủidâng lên… cósâu cảnh báo tự cơng tác cần nâng cao thực động chodựng hệ thống theoở dõi tiễn xây cơng trình thịBan hiệnđiều hành cơng Theotrường; đó, rủi ro cần lượng hóa thành xác suất cố thiệt hại, lý xác suất cầnthuật xét Đào tạovàvề quản rủi đó, ro cho cánsựbộcốkỹ thành phần hệ thống diễn giải công trường để nắm bắt nguy rủi ro cho Hình Rủi ro chấp nhận ngưỡng việcđược kiểmcơng sốt cần xâytriển dựngkhai cho điều kiện cụ thể Hình Kết quan trắc hố móng QT16 [30] Hình 9: Kết quan trắc Việt Nam thơng qua tính tốn đầy đủ xác suất cố xác định thiệt hại cố Đây tốn phức hố tạp,móng khơng thể QT16 trình bày hết [30] Kết thu báo này, nhóm tác giả tiếp tục phát triển hướng nghiên cứu để phân tích tính tốn cụ thể xác suất cố thiệt hại thành phần hệ thống, đóng góp vào việc hồn thiện mơ hình phân tích kiểm sốt rủi ro thực thi cơng hố đào sâu Việt Nam 21 Tài liệu tham khảo [1] Ou, C.-Y (2014) Deep excavation: theory and practice CRC Press [2] Ahmed, S M (2014) State-of-the-art report: deformations associated with deep excavation and their effects on nearby structures Ain Shams University, Cairo [3] Building and Construction Authority (BCA)-Singapore (2010) Technical reference for deep excavation SPRING Singapore [4] Van Tol, A F., Korff, M (2012) Deep excavations for Amsterdam metro North-South line: an update and lessons learned Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground-Proceedings of the 7th International Symposium on Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground, 37–45 116 Tú, P Q., Tồn, N N / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng [5] Yongan, L Q K (1999) Comprehensive Analysis on Engineering Accidents of Deep Foundation Pits in China [J] SCI/Tech Information Development & Economy, [6] Kế, N B Thiết kế thi cơng hố móng sâu Nhà xuất Xây dựng [7] Kế, N B (2010) Bài học từ cố sập đổ Viện khoa học Xã Hội vùng Nam Thành phố Hồ Chí Minh Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, (3):49–57 [8] Nghĩa, Đ T (2020) Thiết kế thi cơng hố móng sâu Trường Đại học Thủy Lợi [9] Minh, N B (2015) Một số học rút thi công tầng hầm nhà cao tầng Vĩnh Long Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội [10] Abdel-Rahman, A H (2007) Construction risk management of deep braced excavations in Cairo Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 1(4):506–518 [11] Huang, H W., Bian, Y H (2005) Risk management in the construction of deep excavation engineering Underground Space, 4:611–614 [12] Liu, J.-y., Ren, F., Liu, Y (2011) Research on Monitoring-based Risk Management of Deep Excavation Engineering 2011 International Conference on Management and Service Science, IEEE, 1–4 [13] Công, N Đ., Hương, N L., Hải, Đ T (2018) Tổng quan nghiên cứu rủi ro xây dựng Tạp chí Người Xây dựng, ((11&12)):38–42 [14] Trung, N V., Nga, V T (2008) Phân tích rủi ro kỹ thuật xây dựng cơng trình cầu Việt Nam [15] Faber, M H (2007) Risk and safety in civil engineering Lecture Notes, Swiss Federal Institute of Technology, Zurich [16] Vrouwenvelder, A., Holicky, B M., Tanner, C P., Lovegrove, D R., Canisius, E G (2001) Risk assessment and risk communication in civil engineering CIB Report [17] Vrijling, J K., Van Hengel, W., Houben, R J (1998) Acceptable risk as a basis for design Reliability Engineering & System Safety, 59(1):141–150 [18] Sekhavatian, A., Choobbasti, A J (2018) Comparison of Point Estimate and Monte Carlo probabilistic methods in stability analysis of a deep excavation International Journal of Geo-Engineering, 9(1):20 [19] He, L., Liu, Y., Bi, S., Wang, L., Broggi, M., Beer, M (2020) Estimation of failure probability in braced excavation using Bayesian networks with integrated model updating Underground Space, 5(4):315–323 [20] Zhang, G., Wang, C., Jiao, Y., Wang, H., Qin, W., Chen, W., Zhong, G (2020) Collapse Risk Analysis of Deep Foundation Pits in Metro Stations Using a Fuzzy Bayesian Network and a Fuzzy AHP Mathematical Problems in Engineering, 2020 [21] Bian, Y.-H., Huang, H.-W (2006) Fuzzy fault tree analysis of failure probability of SMW retaining structures in deep excavations Underground Construction and Ground Movement, American Society of Civil Engineers, 312–319 [22] Jan, J C., Hung, S.-L., Chi, S Y., Chern, J C (2002) Neural network forecast model in deep excavation Journal of Computing in Civil Engineering, 16(1):59–65 [23] Vrijling, J K., van Gelder, P Probabilistic design Lecture notes CT4310, TU Delft, the Netherlands [24] Fok, P., Neo, B H., Wen, D., Veeresh, C (2012) Design and construction of earth retaining walls for deep excavation–a risk management process The IES Journal Part A: Civil & Structural Engineering, (3):204–209 [25] Baecher, G B., Christian, J T (2005) Reliability and statistics in geotechnical engineering John Wiley & Sons [26] Phoon, K.-K., Kulhawy, F H (1999) Characterization of geotechnical variability Canadian Geotechnical Journal, 36(4):612–624 [27] Singh, V P., Jain, S K., Tyagi, A (2007) Risk and reliability analysis: a handbook for civil and environmental engineers American Society of Civil Engineers [28] GEOTECH (2017) Báo cáo khảo sát địa chất GEO-5B3-TRE-17-2-1A 2017 Công ty CP TVĐT&XD GEOTECH Việt Nam [29] Devriendt, M (2014) Trigger levels for displacement monitorin Geotechnical Instrumentation News, 11 (5):747–764 [30] GEOTECH (2018) Báo cáo quan trắc chuyển vị hố móng sâu Đơng Hội Cơng ty CP TVĐT&XD GEOTECH Việt Nam 117 ... tác quản lý rủi ro hố đào sâu Việt Nam a Rủi ro từ bên Rủi ro từ bên rủi ro liên quan tới công tác triển khai thi công dự án, từ công tác quản lý dự án đến khảo sát, thi? ??t kế thi công Từng nhóm... chế rủi ro Sơ đồ Hình trình bày tổng thể bước phân tích rủi ro, tính toán rủi ro quản lý rủi ro Chi tiết trìnhphân bày rủi mục ro dướilà đây, xemtả thêm [23] Hệ thống toàn tích mơ h? ?trong thống... Quản lý rủi ro quy trình tổng thể, thể qua nhiều bước: (1) phân tích rủi ro: bao gồm mơ tả hệ thống, nhận diện rủi ro, phân tích định tính rủi ro; (2) tính tốn rủi ro; (3) quản lý rủi ro: từ giá