Sự cố nền móng và công trình ngầm đô thị một số nguyên nhân và kiến nghị

Nhận xét:  Các kỹ sư kết cấu chưa được trang bị kiến thức về tính toán, thiết kế nền móng và công trình ngầm trong điều kiện phức tạp, ví dụ : xác định tải trọng tác dụng, sơ đồ tính to

Sự cố nền móng và công

trình ngầm đô thị - một số nguyên nhân và

kiến nghị

TS NguyÔn §øc Ngu«n

§¹i häc KiÕn tróc Hµ Néi

I.Một số sự cố trong xây dựng ngầm

1.1 Trong khâu khảo sát

- Công trình cao ốc Pacific 11D Thi Sách

không phát hiện được các túi nước ngầm có

áp

- Công trình nhà kho dầu nhờn thuộc tổng

kho Nhà Bè được thiết kế trên cơ sở số liệu khảo sát địa chất - công trình không chính xác nên độ lún vượt quá giới hạn cho phép

- Sự cố sập 2 nhịp cầu Cần Thơ một phần do

số liệu khảo sát địa chất không đầy đủ.

Nhận xét:

- Chi phí khảo sát địa chất- công trình trong

điều kiện phức tạp thường chiếm tới 1%-3%

tổng chi phí xây lắp công trình, nhưng các bước khảo sát, cũng như chi phí khảo sát thường bị cắt giảm

- Các yêu cầu trong nhiệm vụ khảo sát địa

chất- công trình, địa chất thủy văn không rõ

ràng đầy đủ

- Do yêu cầu “Tiết kiệm” của một số chủ đầu tư quá lớn (nhiều trường hợp đơn vị khảo sát chỉ thu được 55-60% chi phí khảo sát theo đơn giá của nhà nước)

1.2 Trong khâu thiết kế

 Nhà văn phòng trên đường Hà Nội Hà Đông cao

15 tầng, có 2 tầng hầm dùng cọc larsen sâu

khoảng 16m Cừ đặt vào tầng cát pha bão hòa nước Khi bơm hút nước một số nhà 4 tầng lân cận đã bị lún, nứt tường

 Tầng ngầm nhà văn phòng trên đường Lê

Duẩn, Hà Nội, đơn vị thiết kế đã dùng thép

hình không đủ khả năng chịu lực để tạo tường

cừ gây nên lún nứt các nhà lân cận

 Cao ốc văn phòng Bến Thành TSC- 186 Lê

Thành Tôn TP HCM có diện tích mặt bằng

10x40m và 2 tầng hầm Khi đào hố móng sâu, nước ngầm phun lên rất mạnh đẩy trồi đáy hố móng, làm xê dịch tường cừ larsen khoảng

8cm Đất nền bị lún sụt làm nứt đường hẻm lân cận

Nhận xét:

 Các kỹ sư kết cấu chưa được trang bị kiến

thức về tính toán, thiết kế nền móng và công trình ngầm trong điều kiện phức tạp, ví dụ : xác định tải trọng tác dụng, sơ đồ tính toán

trong quá trình thi công, ảnh hưởng của mực nước ngầm, yêu cầu về quan trắc…

 Chưa có sự kết hợp chặt chẽ giữa cán bộ thiết

kế với cán bộ thi công và khảo sát;

 Đơn vị thẩm tra thiết kế chưa đủ năng lực,

chủ đầu tư hoặc Ban quản lý dự án chưa biết

tổ chức xin ý kiến của các chuyên gia

 Các giai đoạn thiết kế và chi phí thiết kế

thường bị cắt giảm (giá thiết kế thường chỉ

còn 65-70%) so với đơn giá nhà nước

1.3 Trong khâu thi công

 Khách sạn tại khu vực Láng Hạ xây dựng vào năm

1995, gồm 16 tầng, trong đó có một tầng hầm.Trong

quá trình thi công xảy ra hiện tượng xói ngầm làm cho đỉnh một số nhà lân cận nghiêng về hố móng khoảng

40cm

 Công trình Pacific 43- 45- 47 Nguyễn Thị Minh Khai-

Q.1 có 5 tầng hầm Tại vị trí mối nối xuất hiện lỗ thủng 0,2x0,7m ở độ sâu 20-22m của tường vây Xảy ra hiện tượng cát chảy làm sụp đổ công trình Viện nghiên cứu Khoa học xã hội Nam bộ ngay bên cạnh và Tòa nhà sở Ngoại vụ bị lún nứt nghiệm trọng

 Nhà văn phòng ở quận Hai Bà Trưng Hà Nội cao 8 tầng

có 1 tầng hầm, dùng cọc ván thép U200 dài 6m ép

thành tường cừ xung quanh chu vi móng và tầng hầm, làm cho ngôi nhà lân cận lún nghiêng, tách hẳn khỏi

nhà liên kề ở trên mái 15cm

Không chỉ ở VN, tại các nước như Anh, Singapo, Thái Lan, Trung Quốc, Malaixia cũng xảy ra nhiều sự cố tương tự

Nhận xét:

 Nhiều sự cố xảy ra do nước ngầm có áp, chất lượng thi công, vật liệu kém dẫn đến hiện

tượng xói ngầm và cát chảy nguy hiểm

 Đơn vị thi công chưa có đủ kinh nghiệm và

chưa có cán bộ chuyên môn về xây dựng công trình ngầm đô thị;

 Nhà thầu thi công không có đủ thiết bị máy

móc cần thiết khi thi công các hạng mục công trình có yêu cầu đặc biệt;

 Không có sự kiểm tra thẩm định các biện pháp thi công;

 Không có biện pháp quan trắc thỏa đáng phù hợp với điều kiện cụ thể

II Tổng kết, đánh giá nguyên nhân chính gây ra sự cố

Khi phân tích những sự cố nghiêm trọng của hố

đào sâu (trên dưới 6m) thấy rằng [1]:

 Ở Anh trong những năm 1973-1980: trong số

100 trường hợp sự cố: Do thiết kế chiếm 66%;

Do thi công chiếm 34%

 Ở Trung quốc chỉ mới phân tích hơn 160

trường hợp sự cố đã cho thấy Nguyên nhân rủi

ro chính là trong các khâu thi công và thiết kế chiếm tới 87,5%, trong đó 41,5 % trường hợp

do thi công

 Tại Malaysia: Gue và Tan năm 2004 đã thống

kê sự cố hố đào sâu của 55 công trình như sau:

- Sự cố do thiết kế chiếm tới 45%, do thi

công:15 % còn lại do cả thiết kế và thi công

chiếm 40 %

Ở Việt Nam

 Theo thống kê của tác giả bài báo, trong

số 28 công trình xây dựng phần ngầm

phần lớn tại Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh thời gian gần đây cho thấy nguyên nhân sự cố do số liệu khảo sát chưa đầy

đủ chiếm tới 17%, do thiết kế và thi công chiếm tới 80%, trong đó do thiết kế

chiếm khoảng 35%

 Tuy chưa đầy đủ nhưng kết quả thống kê

sơ bộ cho thấy các sự cố, rủi ro trong xây dựng ngầm ở nước ta là do một số

nguyên nhân chính sau đây:

Các nguyên nhân chính:

 Không đánh giá đầy đủ ảnh hưởng của

địa chất công trình, mực nước ngầm, các công trình xây dựng lân cận Tính toán thiết kế

không xét đến biện pháp thi công;

 Biện pháp gia cố vách hố đào không hợp lý;

 Quan trắc trong quá trình thi công không có

hoặc không đạt yêu cầu

 Các cán bộ thiết kế, thi công công trình chưa

được trang bị đầy đủ kiến thức trong lĩnh vực

xây dựng phần ngầm và công trình ngầm đô

thị

 Các biện pháp bảo vệ môi trường (rác, đất thải, rung, ồn ) không được chú ý, quan tâm;

III Các kiến nghị cụ thể:

3.1 Về mặt quản lý:

1 Chỉ cho phép cán bộ kết cấu có chuyên

môn và hiểu biết về công trình ngầm hoặc chuyên gia nền móng tính toán thiết kế, thẩm tra, giám sát phần ngầm;

2 Cần nghiên cứu bổ sung về vấn đề cấp

chứng chỉ trong công tác thiết kế, thi công

và giám sát phần ngầm hoặc công trình

ngầm;

3.1 Về mặt quản lý:

3 Cần sớm ban hành tiêu chuẩn về thiết kế và

thi công hố móng đào sâu trong vùng xây chen (đặc biệt là các hố móng sâu trên 6m)

4 Việc lựa chọn nhà thầu phục vụ khảo sát, thiết

kế, thi công các phần ngầm và công trình ngầm cần phải được kiểm tra kỹ về năng lực, nhân sự (có trình độ và kinh nghiệm), trang thiết bị

5 Tăng cường đào tạo, phổ biến kiến thức, kinh nghiệm trong lĩnh vực thiết kế và thi công công trình ngầm

3.1 Về mặt quản lý

6 Cần ban hành các quy định về thẩm tra biện pháp thi công, đơn giá về thẩm tra

biện pháp thi công phần ngầm

7 Cần nghiên cứu cơ chế giá tư vấn nói

chung và công trình ngầm (như công

trình, hạng mục công trình phức tạp) nói riêng để khuyến khích các nhà tư vấn

nâng cao chất lượng công trình theo

hướng hiệu quả kinh tế càng cao thì chi

3.2 Về mặt kỹ thuật

1 công tác khảo sát

 Cần khảo sát kỹ địa chất- công trình, các nguồn nước, hiện trạng các công trình lân cận (trong vòng 3 lần độ sâu hố đào, tính từ mép hố đào) cung cấp đầy đủ cho đơn vị thiết kế, thi công và quan trắc, đặc biệt khi nền đất có lớp cát hạt nhỏ, cát bụi, á cát có chứa nước

2 Công tác thiết kế

- Đối với các công trình trong điều kiện

phức tạp chủ đầu tư cần tổ chức thực hiện thiết kế theo 3 bước và không cắt giảm chi phí thiết kế, thẩm tra

- Cừ thép (ví dụ cừ larsen) để chống giữ

vách hố đào chỉ nên sử dụng cho các hố

đào sâu không quá 6m và khi sử dụng cần chú ý:

 Không nên cắm cọc cừ vào lớp đất bùn,

cát hạt nhỏ, cát bụi, cát pha no nước;

 Cần cân nhắc việc rút cừ hoặc để lại cừ

trong đất Trong trường hợp rút cừ cần có biện pháp tránh sụt lở đất xung quanh;

2 Công tác thiết kế

- Đối với các hố đào sâu trên 6m trong vùng

xây chen trên nền đất yếu hoặc đất cát hạt

nhỏ, cát bụi, cát pha no nước khuyến cáo sử

dụng tường trong đất làm tường tầng hầm kiêm vách chống giữ hố đào trong quá trình thi công

Trong đó cần lưu ý:

 Chân tường phải cắm xuống lớp đất sét, á sét dẻo cứng trở lên đảm bảo chống thấm tốt cho cho tầng hầm và ổn định trong quá trình thi

3 Công tác thi công

 Cần nghiên cứu kỹ tài liệu khảo sát (địa

hình, địa chất- công trình), hiện trạng các

công trình lân cận, đặc biệt là tình hình nước ngầm khi lập biện pháp thi công;

 Cần sử dụng biện pháp chống sạt lở vách hố đào.Trong trường hợp cát hạt nhỏ, cát bụi, cát pha bão hòa nước, khi sử dụng vữa

bentonie cần đặc biệt lưu ý lựa chọn trọng

lượng thể tích của chúng;

 Phải đảm bảo chất lượng thi công tường bê tông tránh khuyết tật Cần có gioăng và bê tông chèn chống thấm tốt giữa các tấm

tường, tuân thủ chặt chẽ các yêu cầu kiểm tra chất lượng của thiết kế;

3 Công tác thi công

 Sử dụng tường trong đất chống giữ vách hố

đào sâu cần lưu ý so sánh, lựa chọn hệ chống hoặc phương pháp thi công (top-down, semi top - down, botom - up, kết hợp thi công phần dưới và phần trên đồng thời)

 Nghiên cứu áp dụng hệ chống thay đổi chiều dài và neo ứng suất trước;

 Khi bơm hút nước ngầm cần lưu ý tốc độ, lưu lượng và biện pháp bơm hút nước, lưu ý cân

bằng áp lực trong và ngoài hố đào khi cần

thiết;

 Tổ chức quan trắc liên tục trong quá trình thi công Chuẩn bị sẵn phương án, vật liệu, thiết

bị xử lý sự cố tiềm ẩn

3.3.Yếu tố về con người

 Cần lựa chọn các đơn vị thiết kế, thi công và đơn vị tư vấn giám sát phần ngầm có kỹ sư

xây dựng công trình ngầm, chuyên gia địa kỹ thuật, có đủ năng lực và kinh nghiệm

 Cần kiểm tra năng lực, kinh nghiệm hoặc

chứng chỉ về thiết kế, thi công và giám sát

phần ngầm;

 Các đơn vị tư vấn xây dựng cần có kế hoạch

đào tạo, bổ sung kiến thức về xây dựng ngầm cho các kỹ sư xây dựng dân dụng và công

nghiệp trước khi bố trí công tác thiết kế thi

công phần ngầm và công trình ngầm

3.3.Yếu tố về con người

 Các đơn vị tư vấn khảo sát, thiết kế, giám sát không nên giảm giá để cạnh tranh nhau bằng mọi giá Giảm giá và rút ngắn tiến độ để giành việc chỉ tự làm nghèo mình và đồng nghiệp,

dẫn đến giảm chất lượng công trình và uy tín của đơn vị mình;

 Chi phí tư vấn không lớn trong tổng vốn đầu tư công trình nhưng sự đóng góp trí tuệ và công sức nâng cao chất lượng công trình lại rất lớn, trước tiên là tránh được các rủi ro tiềm ẩn, do

đó khuyến cáo các chủ đầu tư không nên giảm giá, co ngắn tiến độ trong công tác tư vấn quá mức

Tài liệu trích dẫn

 PGS TS Nguyễn Bá Kế-Những rủi ro trong xây dựng công trình ngầm và các yêu cầu quan trắc- quản lý- tài

liệu Hội thảo tháng 8/2008 Tp HCM;

 Hội thảo khoa học công trình xây

dựng có phần ngầm- bài học từ các

sự cố và giải pháp phòng chống Tp

HCM tháng 8/2008