SỰ CỐ KỸ THUẬT, THẢM HỌA ĐỊA KỸ THUẬT VÀ CÁC GIẢI PHÁP TẠI VIỆT NAM GS.TS Nguyễn Trường Tiến Phó TGĐ Tổng công ty Xây dựng Hà Nội Chủ tịch Hội Cơ học đất Địa KTCT VN (VSSMGE) Tóm tắt: Bài viết trình bày điều kiện địa chất, tự nhiên thảm họa địa kỹ thuật Việt Nam Sự cố dự án lý móng, lũ lụt, ổn định mái dốc thảo luận Giải pháp địa kỹ thuật, phương pháp cải thiện đất để tăng giá trị, chất lượng để giảm chi phí, thảm họa địa kỹ thuật rủi ro kiến nghị Từ khóa: Sự cố móng, cải tạo đất, lũ lụt, ổn định mái dốc GIỚI THIỆU Điều kiện tự nhiên Việt Nam Việt Nam có 4000 năm lịch sử, diện tích tự nhiên 332000 km2 (số 8) 3000km bờ biển Dân số Việt Nam 86 triệu người; 70% dân số nông dân Việt Nam đất nước trẻ, có kết hợp văn hóa phương Đông văn minh phương Tây Người Việt Nam cởi mở, linh hoạt, chân thành, có lòng hảo tâm thông minh lúa, tre, đất, nước, khí… Hình ảnh Việt Nam chữ S số Điều có nghĩa thành công, hài lòng, phát triển bền vững số số Phật Happy tiếng Việt Nam có nghĩa Hạnh phúc Hai từ bắt đầu chữ H, có sống Hạnh phúc, có số Hạnh phúc cao Việt Nam bắt đầu chữ V, có nghĩa Value Victory giá trị thắng lợi, đồng thời tận hưởng sống vui vẻ Việt Nam Hình 2a: Đồng sông Hồng Hình Bản đồ Việt Nam – Hình chữ S số Hình giới thiệu đồ Việt Nam đồng sông Hình 2b: Đồng sông Cửu Long Hội thảo khoa học toàn quốc “Sự cố phòng ngừa cố công trình xây dựng” Đồng Sông Hồng: Dân số khoảng 20 triệu người, gồm Thủ đô Hà Nội tỉnh Hải Phòng, Hải Dương, Thái Bình, Ninh Bình, Hà Nam, Hưng Yên Đồng Sông Cửu Long: Dân số khoảng 20 triệu người, gồm Thành phố Hồ Chí Minh tỉnh Long An, Đồng Tháp, Cần Thơ, Vĩnh Long, Kiên Giang, Tiền Giang, Bến Tre Sau năm 1975, Việt Nam có nhiều hội để phát triển xây dựng lại đất nước tốt đẹp Tuy nhiên, phải đối mặt với nhiều khó khăn thực trạng yếu chất lượng giáo dục đào tạo, tự nhiên thảm họa địa kỹ thuật Ngày nay, Việt Nam đất nước nghèo, thu nhập bình quân đầu người đạt khoảng 1000USD/người/năm Tại nhiều nơi, thu nhập bình quân đầu người chí 200USD/người/năm Vì yêu cầu cần phải xây dựng đường, cầu, hạ tầng sở, tòa nhà, nhà máy, trường học, thăm dò mỏ tài nguyên thiên nhiên yêu cầu khách quan trở nên cấp thiết Theo thống kê khoảng 70% cố công trình móng Vì thật dễ để nhận thấy vai trò quan trọng địa kỹ thuật kỹ thuật móng cho phát triển bền vững Việt Nam 1.1 Điều kiện đất - Đất địa tầng sông Hồng đồng Cửu Long có nhiều khu vực đến 40m đất sét mềm Đất sét thường có lẫn tạp chất hữu - Mực nước ngầm gần mặt đất (ở 0,5-2,5 m chiều sâu) - Độ ẩm tự nhiên thường cao giới hạn chảy - Trị số N xuyên tiêu chuẩn, giá trị SPT: 0-5 - Sức kháng cắt không thoát nước đất sét yếu: 10-40KPa - Chỉ số nén: 0,6-1,0 - Hệ số lỗ rỗng: 1,5-2,0 - Lượng mưa hàng năm 1000-2000 mm 1.2 Nền đất yếu Việt Nam đặt vấn đề sau - Nền móng đường, tòa nhà kết cấu khác + Biến dạng: Biến dạng lớn Trong nhiều khu vực sông Mekong, biến dạng khoảng 3-5m; với đất đắp cao khoảng 5-8m, + Ổn định: Khả chịu lực, ổn định mái dốc áp lực lên tường chắn + Thấm: Cát chảy, cát lở, sói ngầm + Hóa lỏng: động đất, tải trọng động phương tiện giao thông, tải trọng đường sắt - Khó khăn: + Xây dựng đường giao thông, đê điều công trình khác + Sự cải tạo nâng cấp đường đê tại, + Xây dựng công trình vùng ngập lũ Hội thảo khoa học toàn quốc “Sự cố phòng ngừa cố công trình xây dựng” + Sự trượt lở dọc theo hệ thống đường cao tốc + Ổn định bờ sông bờ biển + Xây dựng nhà máy thủy điện, đập, đường cao tốc đường sắt đất yếu + Công trình ngầm, đường hầm, bãi đậu xe, hệ thống tàu điện ngầm + Xây dựng công trình vùng đất san lấp khơi + Các vấn đề xây dựng điều kiện đất yếu thể Hình Hình 3: Các vấn đề đất yếu Địa kỹ thuật vấn đề thảm họa địa kỹ thuật 2.1 Xây dựng đường giao thông - Trượt lở tự nhiên Việt Nam chưa có kỹ thuật, công nghệ thích hợp để bảo vệ ổn định chống trượt lở Các kỹ sư tư vấn chưa thật quan tâm đến việc bảo vệ mái dốc Hình 4: Ổn định mái dốc trượt lở mái dốc Hội thảo khoa học toàn quốc “Sự cố phòng ngừa cố công trình xây dựng” - Đất đắp đất yếu cầu Văn Thánh (Thành phố Hồ Chí Minh) Kết thúc biến dạng 3m, khoảng 10% chiều dày lớp sét yếu bên lớp đất đắp Sự cố công trình cắm nhựa xuống độ sâu 15m, lúc chiều dày lớp đất yếu 30m - Có khác biến dạng đường cầu Người thiết kế không gia cố đất đắp, nơi tiếp giáp với mố cầu 2.2 Sự cố Cầu Cần Thơ Dr il l ed ho l e posit ion Can t ho br idge Hình 5.1 Cầu Cần Thơ Hình 5.2 Vị trí cọc khoan nhồi điều kiện đất Sự cố Cầu Cần Thơ cho chênh lệch độ lún trụ (13, 14, 15) trụ phụ Các trụ sử dụng cọc khoan nhồi độ sâu 80m, trụ phụ sử dụng cọc đóng độ sâu 37m Tuy nhiên trình thi công trụ phụ lại thành phần tham gia chịu lực Các trụ phụ trụ 14 chịu phần lớn tải trọng từ dầm sàn bê tông Đây toán dầm đặt gối tựa chưa liên kết thép dự ứng lực Hình 5.3 Các trụ phụ để thi công (trục 13 – 15) Sự sụp đổ trụ phụ chênh lệch độ lún trụ phụ (Theo báo cáo Ủy ban nhà nước – 2008) Cấu kiện thép: Cột thép H350x350 Kết cấu thép: liên kết cột dầm liên kết bulong Hình 5.4 Cột trụ phụ để thi công (trục 13 – 15) Hình 5.5 Nền đất bên trụ phụ (Móng cọc: Cọc bê tông 300x300, 14 cọc cho cột, sâu 37m) Hội thảo khoa học toàn quốc “Sự cố phòng ngừa cố công trình xây dựng” Bùn sét, Cát mịn, Bùn sét, Bùn sét lẫn hữu xen kẹp cát mịn, Cát mịn, Sét dẻo mềm Hình 5.6 Trụ cầu (trục 13 – 15), phút trước sụp đổ ngày 26/9/2007 Hình 5.7 Trụ phụ bị sụp đổ, 54 người chết Hình 5.8 Nghiên cứu toàn chi tiết trụ phụ Hội thảo khoa học toàn quốc “Sự cố phòng ngừa cố công trình xây dựng” 2.3 Hố đào xây dựng tầng hầm cho tòa nhà cao tầng Tại Hà Nội Thành phố Hồ Chí Minh, nhiều nhà cao tầng xây dựng Số lượng tầng hầm nhà cao tầng từ đến tầng Sự cố sụp đổ công trình lân cận xảy Nguyên nhân cố sai lầm từ khảo sát địa chất công trình, thiết kế thi công tường chắn đất, bảo vệ dòng chảy quan trắc chuyển động đất, quản lý chất lượng, đảm bảo chất lượng giám sát… Các dịch vụ tư vấn nhiều trường hợp không chuyên nghiệp thiếu tiêu chuẩn đạo đức Dưới trình bày cố cao ốc Pacific Hình Sự cố Viện khoa học xã hội, Thành phố Hồ Chí Minh (10.2007) đào đất xây dựng tầng hầm cao ốc Pacific Điều kiện đất cao ốc Pacific: Địa tầng đất theo kết khảo sát 2/2006 Số TT Loại đất Đất đắp Sét pha Sét + Sỏi sạn Sét pha Cát mịn đến trung Sét màu nâu cứng đến cứng Sét pha, nửa cứng Cát hạt trung Chiều dày (m) 1.0 4.0 3.3 4.1 29.0 15.1 2.3 Đến độ sâu 80m SPT (N/30) Ghi độ sâu (m) 13 10 18 42 29 34 1m 5m 8.3m 12.4m 41.4m 56.5m 78.8m Không rõ chiều dày + Địa chất thủy văn: Mực nước ngầm độ sâu 9.0m + Các kết thí nghiệm thấm mẫu đất từ độ sâu 17m đến 25m thực vào tháng 11 năm 2008 tháng năm 2009 (sau bơm vữa xi măng) cho hệ số thấm trung bình khoảng 3x10-6cm/s hố khoan cho địa tầng bị thay đổi: + Từ mặt đất đến 17m: đất lẫn vữa xi măng + Từ 17m độ sâu đến 25m: Vữa xi măng + Chủ đầu tư tiến hành khoan khảo sát địa chất công trình vào tháng năm 2009 Kết Hội thảo khoa học toàn quốc “Sự cố phòng ngừa cố công trình xây dựng” STT Lớp đất đắp Loại đất Chiều dày SPT (N/30) Ghi độ sâu 5a Sét pha nhẹ Sét pha nặng Sét pha Sét pha nặng Sét pha Cát pha Sét mềm màu đỏ trạng thái cứng Sét pha nặng Cát pha 1.3 1.7 2.5 2.5 1.1 32 12 20 7–9 16 – 20 11 – 14 10 – 12 22 12 – 31 46 – 50 35 – 50 29 – 50 2.3 4.0 6.5 9.0 10.1 42.1 54.1 60.1 80.1 Kết hai lần khảo sát đất vào năm 2006 2009 tương đối thống - Đặc điểm công trình, móng tầng hầm + Kích thước tầng hầm: 37.2 x 47.2m + Số lượng tầng hầm: 5,5m (độ sâu 22m) + Chiều cao công trình: 83.5m + Móng cọc BARRETTESS: 1.2 x 2.8m, bê tông mác 300, sâu 67.6m, sức chịu tải tính toán 1500 + Cọc thử tải đến tải trọng 1500 tấn, có độ lún 3mm + Cọc thử tải đến tải trọng 3000 tấn, có độ lún 10mm + Độ lún dư sau giảm tải 2.0mm + Đài cọc 3.0m, bê tông mác 400 + Vách tầng hầm 30.8m, dày 100cm, mác 400 Kết cấu khung BTCT, cột 140 x 140cm, vách cứng 20cm – 35cm khu vực cầu thang thang máy Bê tông mác 400 - Sự cố công trình + Tường tầng hầm có khuyết tật 20 x 80cm độ sâu khoảng 21m Nước đất tràn vào hố móng gây sập tòa nhà Viện phát triển bền vững Nam Bộ thuộc Viện Khoa học Việt Nam + Các mối nối tường tầng hầm bị thấm nước + Sự có mặt lớp cát mịn, cát trung với chiều dày 18m, xuất độ sâu 12m, có hệ số thấm cao + Nước ngầm thấm chảy vào hố móng trình đáo móng gây lún đất xung quanh hố đào nguyên nhân chủ yếu gây nên cố - Khắc phục cố - Chủ đầu tư cho thi công cọc bơm phun (Jet Grouting) đến độ sâu 25m bên tường vây, nơi có mối nối cọc Barrette - Chủ đầu tư thi cho công cột gia cường vị trí mối nối hai cọc Barrette phía bên tầng hầm - Kết khoan cho thấy lớp đất đến độ sâu 25m trộn với xi măng có hệ số thấm thấp - Đã thi công đài móng tầng hầm dày 3m - Hiện bên tầng hầm khô, nước thấm - Nhận xét kết luận Hội thảo khoa học toàn quốc “Sự cố phòng ngừa cố công trình xây dựng” + Nguyên nhân gây cố công trình khuyết tật tầng hầm Tầng hầm bị thấm nước, gây dịch chuyển lớn đất + Hiện cố khắc phục Hầm không bị thấm nước cọc bơm phun áp lực bên tường chắn cột bê tông bên tường chắn đến độ sâu 25m vị trí mối nối Đây giải pháp hợp lý, tăng khả chống thấm cho công trình Các hố khoan kiểm tra cho hệ số thấm lớp đất bơm xi măng đạt trị số x 10-6 cm/s + Sức chịu tải cọc cho công trình an toàn + Chủ đầu tư có giải pháp để khắc phục hậu cố với chủ công trình lân cận 2.4 Sự cố cọc đóng dự án nhà máy xi măng Thăng Long Tổng quan: - Tải trọng cho phép cọc 205 Tổng số cọc 404 cọc - Búa Diesel 7,2 tấn, chiều cao rơi từ 1.5 - 2.2m - Chuyển vị đầu cọc thay đổi từ 0.69m đến 1.61m Hầu hết có chuyển vị khoảng 1.0m - 80% cọc triển khai thực có khuyết tật độ sâu 7-10 mét Các cọc bị hư hỏng lái xe thiếu kinh nghiệm xi măng đất subsoil khó khăn Hình Mặt cắt địa chất công trình dự án Hình Cấu trúc phá hoại móng cọc nhà máy xi măng Thăng Long Hình Thiết kế móng cọc (Cọc ép, cọc rỗng bê tông dự ứng lực Φ0.7m, L = 35m) Hình 10 Nước ngập mặt đất 4m (tháng 11 năm 2007) Hội thảo khoa học toàn quốc “Sự cố phòng ngừa cố công trình xây dựng” Hình 11 người dân nghèo quốc gia nghèo dễ bị thiên nhiên người gây tai họa 2.5 Lũ lụt, biến đổi khí hậu, thách thức Trong 50 năm qua, nhiệt độ trái đất tăng lên 0.70C Việt Nam nước phải đối mặt với tăng lên mực nước biển Nếu mực nước biển tăng lên 1m, vùng Đồng Sông Hồng Đồng Sông Cửu Long bị ngập nước 70% diện tích vùng Đồng Sông Cửu Long bị mực nước biển Hiểm họa Thiên nhiên người gây biến đổi khí hậu - Dự báo x Sự tổn thương xã hội, kinh tế, môi trường, chí yếu tố trị gia tăng dân số đô thị Kỹ thuật (EWS, bảo tồn nguồn nước) Sử dụng quỹ đất, suy thoái nguồn nước Xu hướng, sách Hình 12: Các khu vực nhiệt đới có bão, lốc xoáy Hình 14 Mưa bão thường xuyên nhấn chìm Việt Nam = Rủi ro Hình 13 Các khu nhiệt đới vực theo dõi Hình 15 Nam Định 14.8.2003 Hội thảo khoa học toàn quốc “Sự cố phòng ngừa cố công trình xây dựng” Bão, lũ lụt, lở đất thường xuyên xảy Việt Nam Khoảng 400 người chết 1,5% GDP bình quân hàng năm Các công trình xây dựng cần kể đến tác động thiết kế 2.6 Khai thác mỏ than Đồng Sông Hồng Việt Nam có kế hoạch khai thác than Đồng Sông Hồng Dự án đề nghị trình cho phủ Việt Nam xem xét, phê duyệt Mục đích để khai thác 210 tỷ than đá khu vực Tổng diện tích khoảng 3.500km2 Các mỏ than nằm độ sâu 150 ~ 2000m mặt đất Những thách thức vấn đề sau thảm họa địa kỹ thuật cố công trình xảy ra: - Đất lún vùng đồng sông Hồng - Nước ngầm hạ thấp vấn đề tài nguyên nước Các nguồn nước khu vực có vị trí sâu 70-150 m Hà Nội thành phố khác có vấn đề nước ngầm hạ thấp bơm hút nước từ lòng đất - Rủi ro từ việc quản lý đất, nước sản xuất gạo - Kỹ thuật ứng dụng giải pháp công nghệ thăm dò loại than cần phải nghiên cứu thử nghiệm - Đánh giá tác động kinh tế đánh giá môi trường nên thực Hình 16 Cánh đồng lúa ĐBSH Hình 17 Ruộng bậc thang Sapa, Lào Cai 2.7 Khai thác quặng Bô xít sản xuất Alumin Tây Nguyên Việt Nam có hội lớn khai thác quặng bô xít Tây Nguyên để sản xuất Alumin Mục đích đầu tư nhà máy với nguồn vốn khoảng 20 tỷ USD sản xuất 12-18 triệu Alumin/năm Những thách thức vấn đề sau thảm họa địa kỹ thuật xảy ra: - Để sản xuất 15 triệu Alumin / năm, cần phải thực việc xử lý 23 triệu bùn đỏ Các bãi rác hồ nước để bảo vệ bùn đỏ cần phải nghiên cứu cẩn thận Đất nước bị ô nhiễm Lở đất xảy - Rủi ro từ việc quản lý đất, nước môi trường - Kỹ thuật ứng dụng giải pháp công nghệ để thăm dò quặng bô xít khu vực lớn, đến độ sâu 6m cần nghiên cứu kỹ lưỡng - Năng lượng, cấp thoát nước, phát triển sở hạ tầng cần xem xét Hội thảo khoa học toàn quốc “Sự cố phòng ngừa cố công trình xây dựng” 10 - Bảo vệ điều kiện tự nhiên cối, rừng, đất, nước giá trị văn hóa cần xem xét đánh giá Hình 18 Hồ bùn đỏ Ấn Độ Hình 19 Công trường thi công Hồ chứa bùn đỏ nhà máy Alumin Nhân Cơ (ĐăkNông) 2.8 Đồng sông Cửu Long Các thăm dò tình hình thực tế đồng sông Cửu Long thảo luận nước ASEAN Việc xây dựng đập nước nhà máy thủy điện dọc theo sông Mê Kông có tác động lớn đến đất đai tài nguyên nước khu vực Giải pháp móng để giảm thiểu cố công trình 3.1 Cọc tiết diện nhỏ Cọc tiết diện nhỏ công nghệ sáng tạo Việt Nam 3.3.1 Các đặc tính - Thường sử dụng khu đô thị từ năm 1981 cho sở khu vực dân cư dày đặc, đất cải tiến, trụ chống đỡ - Đường kính nhỏ 250 mm - Hình dáng: tròn (rỗng cọc d: 11-20 cm), rỗng 8-15 cm - Diện tích: Quảng trường: 10 - 25 mm Chiều dài: 6-25 m - Thi công búa nhẹ, kích thuỷ lực, độ rung lên đến 25 m - Ma sát cọc, tăng diện tích bên - Khả chịu tải từ 100 kN đến 300 kN - Tiết kiệm 50% vật liệu, lượng thấp để thi công, lượng thi công thấp, độ rung nhỏ 3.1.2 Áp dụng - Giải pháp móng cho khu vực dân cư đông đúc - Cải tạo đất Hội thảo khoa học toàn quốc “Sự cố phòng ngừa cố công trình xây dựng” 11 - Gia cường móng cố công trình P a 0 30 30 L/3 Z L t 2L/3 b LZ BZ Hình 20: Sử dụng cọc tiết diện nhỏ để giảm thiểu độ lún rủi ro công trình đô thị t: nhỏ 25cm; a: đệm đầu cọc; b: Cọc tiết diện nhỏ 3.1.3 Các công trình áp dụng - Tòa nhà văn phòng Bộ khoa học công nghệ, 39 Trần Hưng Đạo, Hà Nội - Sự cố móng Bệnh viện nhi Thụy Điển (1989 – 2005) - Rất nhiều công trình khác sử dụng công nghệ Hình 21: Sử lý cố công trình TP Hồ Chí Minh cọc tiết diện nhỏ (Tòa nhà Bình Thạnh Lê Văn Sỹ) 3.2 Cọc khoan nhồi Cọc khoan nhồi sử dụng Việt Nam suốt thập kỷ 90 Cọc khoan nhồi sử dụng làm giải pháp móng cho tòa nhà cao tầng cầu Tại Hà Nội TP Hồ Chí Minh nhiều tòa nhà cao tầng sử dụng cọc khoan nhồi với độ sâu 40 – 50m Đường kính cọc thường từ 80 – 100cm 3.2.1 Đặc tính - D = 800 – 2400mm Hội thảo khoa học toàn quốc “Sự cố phòng ngừa cố công trình xây dựng” 12 - Chiều sâu: 30 – 80m - Ma sát bên: 90% - Sức kháng mũi cọc: 10% - Tải trọng: – 15MN 3.2.2 Kỹ thuật thi công Hình 22 Quy trình thi công cọc khoan nhồi Định vị tim cọc, Bắt đầu khoan, Đặt vách thành cọc, Bơm dung dịch Bentonite, Khoan đến độ sâu thiết kế, Làm đầu cọc, Mở rộng đầu cọc, Đo độ sâu, Lắp đặt lồng thép, 10 Đặt ống đổ bê tông theo phương pháp vữa dâng, 11 Thổi rửa bùn khoan, 12, 13 Đổ bê tông, 14 Hoàn thành đổ bê tông với mũi cọc mở rông, rút thép vách thành cọc 3.2.3 Các công trình áp dụng - Tòa nhà văn phòng 14 Ngô Quyền, Hà Nội - Tòa nhà văn phòng số Lê Duẩn, TP Hồ Chí Minh - Khách sạn Melia, Hà Nội 1995 Hình 23 Khách sạn Melia Hà Nội, sử dụng cọc khoan nhồi (1995) Đơn vị thi công Công ty VIC 3.2.4 Bình luận Yếu tố an toàn cao sức chịu cọc nhồi sử dụng Hệ số an toàn 3-6 lần sức chịu cho phép Hầu hết cọc nhồi cọc ép Việt Nam cọc ma sát - Các cọc đóng giải pháp kinh tế so với cọc nhồi Hội thảo khoa học toàn quốc “Sự cố phòng ngừa cố công trình xây dựng” 13 - Cần nghiên cứu độ cứng cọc (K = P / S, P = Tải trọng, S = Độ lún) so sánh cường độ bê tông ( đất chiều dài) cọc tải trọng cho phép - Điều quan trọng làm đáy cọc trước đúc bê tông 3.3 Cọc đóng cọc ép 3.3.1 Các đặc tính - Kích thước điển hình + Cọc bê tông vuông, kích thước từ 300 – 600mm + Diện tích cọc 300 – 400 + Lực đóng 2000 – 6000kN + Sức chịu tải: 1000 - 3000 kN + Ưu điểm: + Giảm thiểu độ rung tiếng ồn (cọc ép) + Thi công dễ + Kiểm tra chất lượng quản lý chất lượng dễ thực 3.3.2 Kỹ thuật thi công cọc ép Đối trọng trọng lượng khối bê tông Đối trọng trọng lượng tòa nhà Hình 24 Quy trình thi công cọc ép Cọc ép, Giá thép định hướng cọc, Kích thủy lực, Ống dầu, Đối trọng cân bằng, Giá đỡ, Khóa, Hộp dầu, Pittong Thủy lực 3.33 Công trình áp dụng - Khách sạn La Thành (1985) - TCT Xây dựng Hà Nội (1990) - Tòa nhà 154 Quán Thánh, Hà Nội (1991) 3.3.4 Phạm vi áp dụng - Nền móng công trình Hội thảo khoa học toàn quốc “Sự cố phòng ngừa cố công trình xây dựng” 14 - Công trình tầng - Cọc ép sau, sử dụng tải trọng công trình làm đối trọng - Công trình tầng 3.3.5 Bình luận - Sử dụng bê tông cường độ cao - Quản lý chất lượng dễ dàng cọc khoan nhồi - Hiệu kinh tế cao - Gia tăng lực ma sát ngang sử dụng cọc rỗng - Có thể sử dụng cọc bê tông dự ứng lực - Giảm thiểu rủi ro thảm họa địa kỹ thuật 3.4 Móng cọc cho hang Carsto Việt Nam Trong suốt 30 năm qua, Việt Nam xây dựng nhiều nhà máy xi măng Hai nhà máy xi măng Xi măng Hoàng Thạch (Hải Dương) Xi măng Bỉm Sơn (Thanh Hóa), hai nhà máy xây dựng từ năm 1978 – 1983 Trong trình xây dựng, móng công trình sử dụng loại cọc đóng 300x300mm, chiều dài cọc 25m Tại công trình nhà máy Xi măng Hoàng Thạch gặp phải hang ngầm Casto Bồn chứa Xi măng cao 56m, đường kính 18m áp lực 700kPa Giải pháp móng sử dụng là: - Cọc ống bê tông đưa xuống đá búa đóng - Khoan dẫn lỗ rỗng cọc qua hang ngầm vào lớp đá đáy hang - Ống thép chế tạo dẫn hướng cọc qua hang ngầm đóng vào lớp đá cứng - Làm ống nước áp suất khí - Lắp đặt cốt thép - Đổ bê tông - Sự kết hợp cọc ép, cọc khoan nhồi, cọc thép, cọc bê tông cọc rỗng xây dựng thành công Hình 25 mô tả thiết kế phương án e b d = 25 m c a cavity 3.9 mof high b concrete hollow pile D = 55 cm, d = 36 cm c steel pile d steel net e concrete P = 4500 KN b d = 25 m a cavity - m b concrete hollow pile 35 x 35 cm, d = 16 cm c steel pile d concrete P = 700KN c = 12 m a a =1-3m Hình 25 Giải pháp xử lý móng hang ngầm (Kỹ thuật sáng tạo Việt Nam) Hội thảo khoa học toàn quốc “Sự cố phòng ngừa cố công trình xây dựng” 15 3.5 Móng vỏ nón Móng vỏ nón nghiên cứu Viện Khoa học công nghệ xây dựng (IBST) từ năm 1981 Ưu điểm móng vỏ nón giảm khối lượng thép bê tông sử dụng Móng vỏ nón thường sử dụng cho công trình tòa nhà văn phòng, nhà - Sử dụng móng vỏ nón tiết kiệm 50% bê tông 30% thép - Thi công dễ dàng P = 700 KN a b t - 1,5 m 150 - 200 cm Hình 26 Móng vỏ nón (được áp dụng công trình Bộ Văn hóa, 51 Ngô Quyền, Hà Nội) 3.6 Tường cứng, neo đất tầng hầm Những công nghệ để xây dựng tầng hầm sử dụng tường cứng neo đất giảm độ rủi ro thảm họa địa kỹ thuật việc xây dựng tòa nhà cao tầng Hà Nội, TP Hồ Chí Minh thành phố khác Việt Nam Thi công hố đào xây dựng tầng hầm tòa nhà cao tầng cần phải sử dụng tường cứng neo đất Hình 28-32 thể điển hình tường cứng neo đất Dự án sử dụng công nghệ tòa nhà Vietcombank (198 Trần Quang Khải, Hà Nội, 1999), dự án gần tòa nhà Keangnam 65 tầng Hà Nội (2008) Hình 28 Hàng cáp neo Hình 30 Hàng neo đất hoàn thành Hình 29 Hoàn thiện neo tường cứng Hình 31 Đang thi công neo đất tường cứng Hội thảo khoa học toàn quốc “Sự cố phòng ngừa cố công trình xây dựng” 16 Hình 32 Một góc tầng hầm tòa nhà Keangnam Hà Nội Gia cường đất 4.1 Sử dụng cọc đất xi măng để gia cường đất Cọc đất vôi công nghệ Thụy Điển giới thiệu Việt Nam từ năm 1980 Do khó khăn để sử dụng vôi Việt Nam thiếu ngành công nghiệp vôi, xi măng sử dụng để thay cho vôi, nghiên cứu thay đổi Viện Khoa học công nghệ xây dựng IBST Đất sét yếu xi măng trộn lẫn cách sử dụng nước đất Sự kết hợp đất xi măng tạo cho đất trở thành 'bê tông cường độ thấp' ngày trở thành phương pháp phổ biến để cải thiện đất Các cột xi măng làm việc hệ cọc, giảm độ lún tăng sức chịu tải đất Các bồn chứa xi măng, đất đắp, bảo vệ vách hố đào bảo vệ ổn định mái dốc Hình 33-38 thể hiển điển hình ứng dụng cột xi măng Hình 33, 34 Các bồn chứa dầu sử dụng phương pháp gia cường đất cọc đất xi măng Tại Trà Nóc, Cần Thơ Nhà Bè Hội thảo khoa học toàn quốc “Sự cố phòng ngừa cố công trình xây dựng” 17 Hình 35, 36 Bồn chứa dầu Đình Vũ, Hải Phòng Sân bay Trà Nóc, Cần Thơ sử dụng công nghệ cọc đất xi măng Hình 37 Thiết kế gia cường đất cho tuyến đường sắt từ khu công nghiệp Đình Vũ đến Cảng Đình Vũ, sử dụng công nghệ cọc đất xi măng 4.2 Phương pháp thoát nước theo phương đứng gia tải trước Phương pháp gia tải trước thoát nước theo phương đứng thường sử dụng Việt Nam để thi công công trình đất đắp đất yếu Các phương pháp thường sử dụng gia tải trước đất đắp hút chân không Hình 38 Phương pháp gia tải trước đất đắp Hội thảo khoa học toàn quốc “Sự cố phòng ngừa cố công trình xây dựng” 18 Hình 39 Phương pháp hút chân không Fig 42 Pumping Operation Hình 40 Hiện trường thi công phương pháp hút chân không Kết luận, kiến nghị 5.1 Sự cố địa kỹ thuật thảm họa địa kỹ thuật Việt Nam đất sét yếu, điều kiện tự nhiên khắc nghiệt, thảm họa tự nhiên Đồng thời kỹ sư phải đáp ứng phát triển đối mặt với nhiều dự án lớn thiếu kinh nghiệm, kỹ tính chuyên nghiệp 5.2 Việc phát triển kỹ thuật, công nghệ ngành địa kỹ thuật để giảm thiểu cố công trình, thảm họa địa kỹ thuật quan trọng cần ưu tiên hàng đầu Việt Nam thách thức phải đối mặt, điều kiện tự nhiên giới hạn 5.3 Các mục đích để phát triển kỹ thuật ngành địa kỹ thuật Việt Nam là: - Tiết kiệm vật liêu, lượng hạ giá thành - Nâng cao chất lượng công trình việc sử dụng kỹ thuật, công nghệ vật liệu - Giảm thời gian thi công chi phí tu bảo dưỡng - Giảm thiểu cố địa kỹ thuật thảm họa địa kỹ thuật Hội thảo khoa học toàn quốc “Sự cố phòng ngừa cố công trình xây dựng” 19 - Nâng cao kỹ thuật để đảm bảo phát triển bền vững, cân lợi ích kinh tế bảo vệ môi trường 5.4 Chúng ta cần nâng cao chất lượng nguồn nhân lực, kỹ sư, kiến trúc sư, nhà quản lý người lãnh đạo Chúng ta cần đẩy mạnh việc đăng bạ kỹ sư chuyên nghiệp Cần xây dựng luật, sách tiêu chuẩn đạo đức người kỹ sư chuyên nghiệp Trách nhiệm người kỹ sư chuyên nghiệp bảo đảm an toàn sức khỏe cộng đồng xã hội Đồng thời họ phải học tập liên tục để có đủ kiến thức, kỹ năng, lĩnh đưa giải pháp kỹ thuật đắn, có giá trị 5.5 Thật tốt kết hợp khoa học kỹ thuật, công nghệ, đầu tư, thương mại mục tiêu văn hóa tảng giáo dục đào tạo để giảm thiểu cố công trình, rủi ro, thảm họa địa kỹ thuật sống tốt đẹp Hình ảnh nhà tương lai GS.TS Nguyễn Trường Tiến - Email: tien.nguyentruong@gmail.com Hội thảo khoa học toàn quốc “Sự cố phòng ngừa cố công trình xây dựng” 20