Thứ Tư, 13 tháng 8, 2014

Sự cố một số công trình thủy lợi ở Việt Nam - Nguyên nhân và biện pháp khắc phục

Abstract: This paper presents the occurrence happened to some hydraulic structures in Vietnam and points out the remedial measures that have been applied to overcome the occurrence

1. MỞ ĐẦU

Trong những năm vừa qua, việc xây dựng các công trình thủy lợi đã góp phần rất quan trọng trong việc giảm nhẹ thiên tai, xây dựng cơ sở hạ tầng tạo đà cho các ngành kinh tế phát triển một cách bền vững, góp phần cải tạo môi trường sinh thái.

Trong quá trình xây dựng và phát triển, bên cạnh những thành tựu đã đạt được vẫn có một số tồn tại trong khảo sát thiết kế và thi công dẫn đến sự cố hư hỏng một phần hoặc toàn bộ hạng mục công trình.

Trong báo cáo này, tác giả đề cập đến một vài sự cố đã xảy ra, phân tích, đánh giá dự đóan nguyên nhân và biện pháp khắc phục.

2. ĐẶC ĐIỂM CÁC SỰ CỐ CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI

Sự cố công trình thủy lợi cũng có những đặc điểm chung của hầu hết các công trình xây dựng, ngoài ra do đặc thù còn có các đặc điểm riêng:

- Hầu hết được xây dựng tại những vùng chậm phát triển, xa xôi hẻo lánh, dân cư thưa thớt, giao thông khó khăn, thời tiết khắc nghiệt do đó khi có sự cố, việc cứu hộ, khắc phục gặp nhiều khó khăn.

- Phần lớn các công trình đều được xây dựng ngay trên sông suối, bờ biển nên công tác thi công (dẫn dòng thi công, tiêu nước hố móng, thi công hố móng, thi công dưới nước,…) rất phức tạp và lệ thuộc nhiều vào thời tiết, dòng chảy và mực nước. Có trường hợp công trình sửa chữa bị sự cố ngay trong quá trình dẫn dòng và tiêu nước hố móng.

- Các hạng mục công trình thường là khối lớn, chủ yếu dùng vật liệu địa phương vì vậy đòi hỏi sự đồng nhất trong chất liệu cấu thành. Thi công không đảm bảo sự đồng nhất cũng gây sự cố nghiêm trọng cho công trình.

- Đại bộ phận là các công trình ngầm, chịu tải trọng lớn, đặc biệt là tải trọng của đất và áp lực của nước. Nhiều công trình bị sự cố do xói ngầm và ổn định.

- Hậu quả do sự cố công trình thường rất lớn trên diện rộng, mức độ thường nghiêm trọng có khi là thảm hoạ; ảnh hưởng kéo dài hàng năm đến hàng chục năm. Việc khắc phục thường phức tạp và tốn kém.

3. SỰ CỐ THẤM ĐẬP CHÍNH HỒ KIM SƠN

3.1. Giới thiệu công trình

Hồ chứa nước Kim Sơn nằm trên suối Khe Nang tỉnh Hà Tĩnh. Công trình được thi công từ năm 1990, hoàn thành vào năm 1993.

Nhiệm vụ của công trình là cấp nước sinh hoạt cho thị trấn Kỳ Anh, khu công nghiệp cảng biển Vũng Áng và bổ sung nước tưới cho 710 ha hệ thống thủy lợi Sông Trí.

Một số thông số kỹ thuật cơ bản hồ chứa nước Kim Sơn:

- Diện tích lưu vực : 10,5 km².

- Mực nước dâng bình thường : +97.00m.

- Mực nước gia cường : +99.00m.

- Mực nước chết : +88.50m.

- Dung tích toàn bộ : 17,5x10⁶m³

Đập chính Kim Sơn được thiết kế với chiều dài đỉnh đập là 185m; chiều cao đập lớn nhất H_max=37,5m; cao trình đỉnh đập là +100.50m; mái thượng lưu m = 3,0 và 3,5; mái hạ lưu m = 2,75 và 3,25; đập đồng chất. Vật liệu đắp đập là đất á sét có nguồn gốc pha tàn tích của đá gốc khai thác ở sườn đồi phía hạ lưu đập.

Ảnh 1. Lòng hồ Kim Sơn

3.2. Quá trình và hiện trạng thấm đập đất

a. Trước năm 1998

Sau khi công trình xây dựng xong, hiện tượng thấm xuất hiện ở hai vai và mái hạ lưu đập chính, mức độ thấm tăng dần và đến năm 1998 trở lên trầm trọng, nước thấm trên hai vai đập và vùng cơ hạ lưu ở +87.40m chảy thành dòng. Mái hạ lưu đập từ cao trình +80.00m trở xuống thường bị ướt sũng nước. Theo kết quả kiểm tra của đơn vị tư vấn độc lập, năm 1998 lưu lượng thấm khoảng 10¸12l/s.

Ảnh 2: Vùng thấm gây sình lầy mái hạ

lưu trên cơ +87,40m, phía bên trái đập

b. Sau năm 1998

Trước tình trạng thấm đe dọa đến an toàn ổn định của hồ Kim Sơn, tháng 8/1998 Bộ chủ quản đã giao đơn vị tư vấn tiến hành khảo sát, lập “dự án xử lý khẩn cấp (bước 1) tình trạng thấm lậu ra mái hạ lưu và hai vai đập, giữ cho đập không bị sạt, trượt, gây mất an toàn cho hồ chứa”.

Công tác xử lý khẩn cấp đã hoàn tất vào đầu năm 1999 với các nội dung công việc như sau:

- Khoan phụt vữa xi măng sét tạo màng chống thấm vào nền đập với 2 hàng khoan phụt tại đỉnh đập. Phạm vi xử lý: 60m ở vai trái và 40m ở vai phải đập.

- Lát đá bổ sung dày 20cm, dưới có trải lớp vải địa kỹ thuật đoạn mái đập hạ lưu từ cơ +87.4m đến cơ +80.00m, mở rộng cơ +80.00m thành 14m. Lát đá trên mặt, phía dưới bố trí tầng dăm cát lọc.

- Đắp áp trúc hạ lưu từ cơ +80.00 xuống đến chân đập ở cao độ khoảng +65.00m, trên mặt lát đá, mái đập m=3, mái lăng trụ đá chân đập m=1.5 có cơ rộng 2m ở cao độ +74.00m.

Sau khi thi công các phần việc trên, vì vẫn trong mùa khô và còn vốn kết dư nên đã thi công thêm:

- Khoan phụt vữa xi măng sét một phần thân đập (dài 64m, đoạn đầu hai vai đập) từ cao trình +96.00 m xuống đến cao trình +86.00m.

- Lát đá, làm lọc ngược 2 băng mái hạ lưu nằm sát phía trên cơ +87.40m.

Sau khi xử lý, tình trạng thấm hai vai đập đã cơ bản được giải quyết. Hai vai đập khô ráo, chỉ còn tình trạng thấm qua đoạn thân đập chưa được xử lý khoan phụt làm ướt mái hạ lưu ở một số vị trí bên trái trên cơ +87.40m.

Hình 1: Mặt bằng đập đất Kim Sơn

c. Năm 2003

Ngày 30/6/2003 các đơn vị chức năng đã đi kiểm tra, trên cơ sở quan sát tại thực địa đập Kim Sơn, đoàn công tác đánh giá như sau:

- Tại những vị trí xử lý năm 1998, 1999 lưu lượng thấm đã giảm hẳn, hai vai đập không còn hiện tượng rò như trước đây.

- Tình trạng thấm chỉ còn tồn tại tập trung ở 75 m thân đập chưa được xử lý khoan phụt, trong đó nổi bật là 2 vùng: một ở phía vai trái, tại vùng cơ +87,40. Nước rò chảy thành dòng trên một phạm vi khoảng 10m². Đây là điểm rò nhiều nhất trên mái hạ lưu. Vùng thứ hai ở phía lòng sông, tại cao độ +92,00, diện tích rò khoảng 8¸10m². Lượng nước rò ở vùng này ít hơn vùng thứ nhất. Nước từ hai vùng rò rỉ này chảy thành dòng đổ vào các rãnh thoát nước xả về hạ lưu, lưu lượng đo được khoảng 4¸5l/s. Quan sát thực tế thấy nước trong, không kéo theo các hạt đất. Còn các vùng khác dưới cơ +87,40 vẫn có nước thấm, nhưng mái đập đã được xử lý cát sỏi lọc và đá hộc.

3.3. Đặc điểm địa chất nền đập và đất đắp thân đập

Theo đồ án thiết kế công trình, địa chất nền đập chính bao gồm tầng phủ đất màu xám nâu lẫn nhiều mảnh dăm của đá gốc phong hóa mạnh dày 2¸4m phân bố ở sườn đồi núi của lũng suối, bên dưới tầng phủ là đá diệp thạch sét philít phong hóa nứt nẻ mạnh, chiều dày tầng phong hóa 2¸3m ở phía sườn vai trái và 3¸5m ở sườn vai phải tuyến đập. Phía dưới là đới phong hóa nứt nẻ yếu.

Đập chính Kim Sơn là đồng chất, vật liệu đắp đập là đất á sét có nguồn gốc pha tàn tích của đá gốc khai thác ở sườn đồi phía hạ lưu đập.

Theo tài liệu khảo sát địa chất công trình năm 1998 để phục vụ cho công tác xử lý bước 1 năm 1998, kết quả khảo sát địa chất cho thấy địa tầng khu vực đập chính Kim Sơn theo thứ tự từ trên xuống như sau:

+ Đất đắp đập: (ký hiệu lớp 1):

Bao gồm đất á sét trung đến nặng lẫn dăm sạn, màu nâu vàng, nâu đỏ, trạng thái chặt vừa đến chặt, đất nửa cứng ở phần trên trên đường bão hòa đến dẻo cứng – dẻo mềm ở phía dưới đường bão hòa. Chiều dày thay đổi từ 1m ở sườn vai đập đến 37.5m ở khu vực lòng suối. Đất thấm có hệ số thấm không đều, từ 1x10^-4cm/s ¸ 1x10^-5 cm/s. Hệ số thấm bình quân cho toàn lớp K=5x10^-5cm/s. Đất đắp có dung trọng khô g_K=1,61 T/m³

+ Đất nền đập: (ký hiệu lớp 2):

Bao gồm tầng phủ chưa bóc bỏ hết, được tạo thành bởi đất á sét trung đến nặng lẫn nhiều dăm sạn, đất có trạng thái tự nhiên chặt vừa, dẻo mềm bão hòa nước, chiều dày từ 2¸3m phần bố ở sườn vai đập, đất có nguồn gốc pha tàn tích không phân chia (deQ). Đất có hệ số thấm K=(0,2¸1)x10^-4cm/s.

+ Đá gốc nền đập:

Bao gồm cát bột kết xen kẹp sét kết dạng filít màu xám. Theo bản đồ địa chất 1:200 000 Hà Tĩnh – Kỳ Anh, đá gốc thuộc hệ tầng Sông Cả, đá phong hóa không đều từ mạnh đến nhẹ tươi. Tại khu vực tiếp giáp với tầng phủ, đá phong hóa mạnh, nứt nẻ nhiều với chiều dày 4¸6m, hệ số thấm K=(5¸9)x10^-4cm/s ứng với lưu lượng tiêu hao đơn vị q khi ép nước thí nghiệm q=0,4¸0,7 l/ph-m²; phía dưới là đới phong hóa vừa đến nhẹ có q=0,08 l/ph.m², tương ứng với hệ số thấm K=1x10^-4cm/s.

3.4. Đánh giá nguyên nhân thấm đập đất

Qua kiểm tra, tính toán, thí nghiệm địa chất có thể đưa ra một số nguyên nhân chính gây ra hiện tượng thấm ở đập chính Kim Sơn như sau:

- Độ đầm chặt của đất khi đắp chưa đảm bảo: theo hồ sơ thiết kế, đơn vị tư vấn chọn chỉ tiêu đất đắp đập với dung trọng khô g_K=1,60T/m³. Thực tế qua kết quả thí nghiệm trên 17 mẫu đất đắp cho thấy: có 8 mẫu đất đạt g_K=1,60¸1,68T/m³; 9 mẫu đạt g_K=1,55¸1,59 T/m³. Trị số bình quân đạt g_K=1,61T/m³. Tuy vậy, kết quả đầm Proctor tiêu chuẩn 2 mẫu đất đắp cho kết quả g_cmax=1,73¸1,75 T/m³ với độ ẩm thích hợp Wop=17¸18%, nếu lấy độ chặt Kc=0,5 g_cmax để chọn chỉ tiêu thiết kế thì dung trọng khô thiết kế phải là g_cTK=1,64T/m³, thực tế đất đắp đập mới đạt độ chặt K=0,90 do đó việc chọn g_cTK=1,60T/m³ là nhỏ dẫn đến tình trạng thấm nhiều trên mái.

- Trong quá trình thi công, việc xử lý tiếp giáp giữa các lớp đất đầm không tốt, gây ra hiện tượng thấm dị hướng, (K_ngang >> K_đứng ), điều này dẫn đến một số vị trí trên mái nước thấm mạnh chảy thành dòng.

- Đập Kim Sơn là một đập cao, trong khi đó tràn xả lũ thuộc loại tràn không cửa van, cống lấy nước lại được bố trí theo yêu cầu phát điện nên đặt ở dưới mực nước dâng bình thường chỉ 10m, do đó đập thường xuyên chịu tải trọng lớn bất lợi.

3.5. Biện pháp xử lý

Trước mắt để hạn chế thấm, đảm bảo an toàn cho đập chính trong mùa mưa lũ 2003, biện pháp xử lý khẩn cấp là khoan phụt vữa xi măng đất sét vào đoạn thân đập chưa được xử lý khoan phụt trước đây bao quanh hai vùng thấm mạnh đã nêu trên, bố trí 3 hàng khoan phụt dọc tim đập tạo màng chống thấm thân đập từ cao độ +96,0m xuống đến nền đập với chiều dài 75m. Hố khoan phụt thứ nhất cách tim mốc ĐKS1/1 bên vai trái đập 38m.

Hình 2: Bố trí khoan phụt xử lý đập và nền

3.6. Kết luận

- Kết quả sau khi xử lý khoan phụt, hiện tượng thấm thân đập hầu như giảm hẳn, lưu lượng thấm qua đập đo được chỉ còn rất nhỏ khoảng 0,03 l/s. Hai vùng thấm lớn bên trái trên cơ +87,4m đã hết.

- Qua quá trình thi công khoan phụt cho thấy đất đắp thân đập có độ đầm chặt kém, có chỗ bị tụt cần khoan, điều đó phản ánh đúng nguyên nhân gây ra tình trạng thấm như đã đánh giá nguyên nhân thấm trong hồ sơ xử lý sự cố trên.

- Do đập có chiều cao lớn, cột nước thấm cao, phương án xử lý sự cố đã đáp ứng được mục tiêu xử lý khẩn cấp chống lũ năm 2003. Tuy nhiên để đảm bảo ổn định lâu dài cho đập chính, bước tiếp theo cần tiếp tục đầu tư nghiên cứu các giải pháp chống thấm ổn định, lâu dài hơn.

4. SỰ CỐ Ở TRẠM BƠM CẨM GIANG 1

4.1 Giới thiệu công trình

Trạm bơm Cẩm Giang 1 được xây dựng bên bờ tả sông Mã tỉnh Thanh Hoá. Công tác khảo sát, thiết kế thực hiện vào năm 1996 và xây dựng năm 1997-2000.

Nhà trạm nằm cách mép sông gần 2m, kích thước 5x5,8 cao 3,6m bố trí một máy bơm xiên P18M của ấn Độ với lưu lượng thiết kế 550l/s và công suất động cơ N=110Kw. Kết cấu nhà loại khung sàn bê tông cốt thép, tường gạch xây dày 11cm, móng đơn kết hợp giằng móng. Nền nhà trạm được tôn cao khoảng 2m so với cao độ bờ sông.

Thân bơm đặt trên ray được gắn chặt vào các trụ đỡ bê tông cốt thép dạng khung hoặc tường với góc nghiêng khoảng 30^o, mái sông khu vực thân bơm có độ dốc 1,73 gia cố bằng đá xây dày 0.3m.

Bể hút hình thức chữ U bằng bê tông kích thước 0.7x5.8m, cao trình đáy bể hút +12.20m. Bể xả hình hộp bê tông cốt thép 3x3,2m, cao trình đáy bể xả +25.30m

Kênh tưới nằm song song với bờ sông có mặt cắt hình chữ nhật rộng 1m, tường đá xây, đáy bằng bê tông, bên cạnh kênh tưới là các ao hồ của dân.

Ảnh 3: Nhìn từ phía hạ lưu trạm bơm

- Sự cố lần 1: tháng 3/1998 khi thi công các mố đỡ ống thì xuất hiện vết nứt hình vòng cung ở cao độ +21,50m dài khoảng 50m chiều rộng vết nứt lớn nhất 10cm độ sâu vết nứt 1,2m. Sau khi xảy ra sự cố Cơ quan thiết kế đã thay đổi đồ án bằng cách cho kéo dài các trụ đỡ A1 và A 2 xuống cao độ +12 và +12.36, làm thêm trụ đỡ A4, lùi nhà trạm vào phía trong 2m và thay đổi hình thức kết cấu từ tường chịu lực, móng đá xây sang kết cấu khung, móng đơn bê tông cốt thép kết hợp giằng. Toàn bộ phần đất nằm trong khối trượt được đào ra và đắp lại, đầm kỹ. Sau đó thi công hòan tất tòan bộ công trình và bàn giao cho đơn vị quản lý sử dụng, trong quá trình không xuất hiện vết nứt hay trượt.

- Sự cố lần 2: xảy ra đột ngột, các vết nứt và chuyển vị đều xuất hiện trong khỏang thời gian chiều và tối 30/1/2002.

+ Phía trong nhà trạm bệ đặt máy và nền xuất hiện nhiều vết nứt rộng 5¸ 7cm. Bên ngoài nhà nhiều nơi nền bị lún, nứt vỡ và bong mạch vữa.

+ Các trụ đỡ:

. Trụ B: đá xây ở chân trụ bị tụt xuống khoảng 14,0 ¸ 20,0cm; hai bên chân trụ bậc đá xây bị nứt vỡ, khe nứt rộng từ 3,0¸8,0cm có chỗ tới 30cm.

. Trụ A2: Chỗ tiếp giáp với đá xây bị nứt vỡ hoàn toàn, khe nứt rộng 4¸7cm, sâu 10 ¸ 12cm.

. Trụ A3: thân trụ bị nứt ngang, vết nứt cách mặt trụ 0,70cm, rộng tới 0,4cm đá xây dưới chân trụ bị nứt vỡ, bong mạch vữa.

. Trụ A4: hầu như không bị nứt vỡ.

Ảnh 4: Trụ B - bậc đá xây chân trụ bị nứt 3¸8cm

Ảnh 5. Trụ A3- trụ bị trồi lên, đá xây bị nứt

+ Mái sông: vết nứt trên mái sông dài khoảng 60m hình vòng cung từ chân mái dốc bên trái trạm bơm lên cao dần đến chân tường rào bảo vệ và trụ đỡ ống bơm (trụ B) sau đó phát triển sang bên phải và kết thúc tại chân mái dốc. Chiều rộng vết nứt tại chân mái dốc bên trái từ 1¸3cm và mở rộng dần lên chân tường rào và trụ B ở đây vết nứt rộng 15¸20cm. Bên phải trạm bơm vết nứt rộng 5¸10cm.

Các vết nứt trên có xu hướng ngày càng phát triển nên Bộ chủ quản đã cho tháo máy bơm và giao đơn vị tư vấn nghiên cứu xử lý.

Hình 3: Mặt cắt ngang mô tả vết nứt

4.3 Khảo sát địa chất và kiểm toán ổn định

1) Để đánh giá nguyên nhân nứt đơn vị tư vấn đã tiến hành khảo sát thăm dò địa chất và kiểm toán ổn định hiện trạng. Địa tầng khu vực trạm bơm từ trên xuống bao gồm các lớp đất sau:

· Lớp 1: Lớp đất đắp trong các hố móng trụ, đắp nền, bờ kênh thuộc đất á sét dẻo mềm đến dẻo cứng kết cấu kém chặt chiều dày từ 0,7¸ 2,0 m.

· Lớp 2a: Đất á sét dẻo mềm, kết cấu kém chặt. Chiều dày từ 1,5¸4,0m chỉ phân bố trong phạm vi hẹp .

· Lớp 2: Đất á sét dẻo cứng kết cấu chặt phân bố rộng trong khu vực trạm bơm với chiều dày từ 2,0 ¸ 5,0m.

· Lớp 3: Hỗn hợp cát cuội sỏi cuội sỏi chiếm 50 ¸ 60% chủ yếu là thạch anh cứng chắc, chiều dày thăm dò tới 8,0m và phân bố tương đối rộng và thường lộ ra ở bờ sông bên trái .

· Lớp 4: Đất á sét nặng dẻo cứng sản phẩm phong hoá hoàn toàn của đá cát bột kết và nằm tương đối sâu, chiều dày từ 3,50 ¸ 6,50m.

· Dưới lớp 4 là đá cát bột kết phong hóa không đều, tương đối mềm.

2) Trên cơ sở tài liệu khảo sát địa chất tiến hành tính toán ổn định mái với các trường hợp.

a) Mực nước kênh +26.00m, mực nước sông +14.80m

b) Mực nước ao hồ +23.50m, mực nước sông +14.80m

c) Mực nước ngầm +17.00m, mực nước sông +14.80m

Kết quả kiểm toán cho thấy hệ số ổn định mái không đảm bảo an toàn như trên bảng sau:

Trường hợp tính	a	b	c
K_min	0,80	0,86	0,95

4.4 Đánh giá nguyên nhân

Công tác khảo sát địa chất, hiện trạng vết nứt cũng như kiểm toán ổn định cho kết quả tương đối thống nhất và phù hợp, cụ thể như sau:

1) Địa chất: đọc theo ống đẩy là các lớp đất dính (lớp 1, lớp 2a, và lớp 2) phân bố theo độ dốc mái và kết thúc tại trụ A1, bên dưới là cát cuội sỏi có khả năng chịu lực cao do đó khả năng trượt chỉ xảy ra trong các lớp đất dính trong phạm vi từ nhà trạm đến trụ A1.

2) Hiện trạng nứt: Vết nứt chỉ xuất hiện ở nền nhà trạm, chân trụ B, A3 (phần đá xây) và cắt ngang thân trụA2, trụ A1 không bị nứt. Đối chiếu với địa chất thì các trụ B và A3 nằm trên và đầu cung trượt, lớp đất dính mỏng nên ít bị ảnh hưởng trượt. Trụ A2 được chôn vào lớp đất cuội sỏi có lớp đất dính dày lại nằm giữa cung trượt, nên sẽ bị ảnh hưởng trượt lớn, trụ A1 nằm cuối cung trượt có lớp đất dính rất mỏng và chôn sâu vào lớp cuội sỏi nên không bị ảnh hưởng trượt.

3) Kiểm toán ổn định: kết quả phân tích ổn định cho thấy các cung trượt đều xuất phát khoảng giữa nhà trạm và kết thúc trong khoảng trụ A1 và bể hút. Điểm xuất phát cung trượt không ở đầu mái dốc (thực tế) là do ổng đẩy bằng thép f500mm dày 10mm có độ cứng lớn lại được gắn cố định vào các trụ, bể hút và bể xả kết cấu khối tảng nên phần nào ngăn chặn chuyển vị trượt làm thay đổi hình dạng vết nứt. Kết quả kiểm toán cũng chỉ ra tại các thỏi đất ở vị trí trụ B ,A3 và A1 lực gây trượt nhỏ còn tại vị trí trụ A2 có lực gây trượt rất lớn.

Như vậy có thể nói nguyên nhân chủ yếu gây sự cố là mái sông không đảm bảo ổn định gây trượt mái đất.

Một số yếu tố dưới đây cũng góp phần thúc đẩy nhanh quá trình trượt đất

1) Nước rút nhanh: Vị trí trạm bơm đặt đúng vào khuỷ cong bờ sông Mã chịu tác động phức tạp về chế độ thuỷ lực, mực nước mùa kiệt có cao độ 14,50 ¸ 15,0m, mùa lũ lên đến 20,00 ¸ 21,00m. Một đặc điểm của sông Mã là vào mùa lũ nước lên nhanh và rút cũng rất nhanh, độ bền kháng cắt của đất có thể giảm khi mực nước sông thay đổi đột ngột và tác dụng chống trượt của nước bị loại bỏ.

2) Về địa tầng: Lớp 3 là hỗn hợp cát cuội sỏi lẫn đất khá dày có tính thấm nước mạnh. Khi quá trình rút nước nhanh xảy ra áp lực nước trong lớp 3 bị giảm đột ngột có khả năng mang theo một lượng cát và đất của lớp này gây lún cho lớp 2 nằm trên nó.

3) Vị trí: Bờ sông khu vực này có tiền sử chưa ổn định theo dân sở tại cho biết trước khi xây trạm bơm Cẩm Giang 1, sau các mùa lũ khu vực bờ sông thường xuất hiện các vết nứt, có năm đã xảy ra sụt lún ở bờ sông đất phía dưới bị cắt do kết quả của sự dịch chuyển và kéo theo là độ bền của nó giảm đi chỉ bằng 50% độ bền ban đầu. Mặt khác các vết nứt lại không được khảo sát và xử lý triệt để ví dụ như vết nứt năm 1998 do đó vẫn tiềm ẩn nguy cơ tái diễn trượt mái.

4) Giải pháp thiết kế: Trạm bơm đặt bên bờ sông có chiều cao 11m, dài 27m lại được chất thêm 2m đất, mặt khác khi nước ao hồ dâng cao hoặc khi kênh tưới dẫn nước, mực nước ngầm dâng cao (cách mặt đất khoảng 2m) nhưng không có biện pháp thoát nước. Vì vậy việc chất tải và không làm thoát nước đã thúc đẩy sự phá hoại mái dốc.

4.5 Biện pháp xử lý

1) Giảm tải trọng: dỡ bỏ nhà trạm, tường rào, và khối đất tôn nền, bạt đất (phá bớt trụ bê tông đỡ ống) tạo mái dốc 2.5 và làm thêm cơ rộng 2m tại cao độ +20.00.

2) Thoát nước: Bao gồm thoát nước mặt và nước ngầm bằng các rãnh thoát nước và mương thấm nối với nhau bằng các ống PVC f300 tại cao độ 20.00 và 25.00 và mạng ống thoát nước PVC f50 khoáng cách 2m được bố trí từ cơ +20.00 xuống +15.50

3) Bảo vệ mái: Xây đá dày 30cm bên dưới là các lớp đá dăm dày 15cm và cát thô dày 10cm toàn bộ mái từ cao độ +20,00 xuống +15,50. Khu vực chân mái dốc cao độ +15,50m được xếp đá dày 40cm trong khung đá xây bên dưới là vải địa kỹ thuật.

Hình 4: Xử lý mái trạm bơm

Các biện pháp trên đã đảm bảo hệ số ổn định mái tối thiểu 1,2; công việc sửa chữa hoàn tất vào cuối năm 2002, đến nay trạm bơm hoạt động tốt, mái sông ổn định.

Trên đây trình bày một số sự công trình thuỷ lợi, bước đầu phân tích nguyên nhân và các biện pháp khắc phục đã thực hiện. Mong rằng bài viết sẽ ít nhiều bổ ích cho các đồng nghiệp đến vấn đề này.

Tài liệu tham khảo

1. Hồ sơ thiết kế công trình hồ Kim Sơn, năm 1988-1990.

2. Hồ sơ thiết kế sửa chữa đập chính Kim Sơn, Công ty Tư vấn Xây dựng thuỷ lợi 1, năm 1998, 2003.

3. Hồ sơ thiết kế công trình trạm bơm Cẩm Giàng 1, năm 1996.

4. Hồ sơ thiết kế sửa chữa trạm bơm Cẩm Giàng 1, Công ty Tư vấn Xây dựng thuỷ lợi 1, năm 2002.

(GS.TSKH.Phạm Hồng Giang , KS. Nguyễn Ngọc Thuật, ThS. Nguyễn Hoài Nam - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn)

Hiệu ứng nhóm cọc

Khoảng cách giữa các cọc trong móng thường được xác định đảm bảo điều kiện kinh tế - kỹ thuật. Thiết kế móng cọc chịu tải trọng đứng gồm các bước sau:

1. Xác định sức chịu tải cực hạn của các cọc trong móng Qgu.

2. Xác định độ lún của móng cọc, S, dưới tải trọng làm việc cho phép (allowable load) Qga

Nói chung Tải trọng cực hạn của móng cọc khác với tổng tải trọng cực hạn của từng cọc đơn. Hệ số Eg xem xét tới hiệu ứng nhóm cọc, phụ thuộc vào những thông số như loại đất xung quanh cọc, phương pháp hạ cọc, ví dụ: cọc đóng khác với cọc thi công tại chỗ, và khoảng cách giữa các cọc:

Trong thực tế, việc xác định sức chịu tải của móng cọc không có công thức hiệu quả (efficiency formula) nào được chấp nhận chung cho các trường hợp. Hiện nay các kỹ sư đôi khi dùng một số công thức xác định hệ số nhóm cọc như công thức của Converse-Labarre. Đây là những công thức bán kinh nghiệm nhằm xác định hiệu ứng nhóm cọc cho đất không đồng chất. Nhưng khi cọc thi công trong nền cát đồng nhất thì hệ số này có thể dùng tương quan của Vesic (1967), theo thí nghiệm hiện trường trên móng cọc trong nền cát. Hiện nay chưa có thí nghiệm đủ tin cậy đánh giá hiệu ứng nhóm cọc ngàm trong đất dính.

Hiệu ứng nhóm cọc trong đất cát

Vesic (1967) tiến hành thí nghiệm trên móng 4 và 9 cọc đóng trong nền cát chế bị.

Trong thí nghiệm, nhóm cọc với khoảng cách từ 2, 3, 4 đến 6 lần kích thước cọc. Thí nghiệm tiến hành trong nền cát chặt vừa, đồng nhất. Kết quả thí nghiệm trình bày trong Fig. 15.26. Theo hình này cho thể hiện như sau:

1. Hiệu ứng của nhóm cọc 4 và 9 cọc khi đài cọc tự do (không đặt trên nền)
2. Hiệu ứng của nhóm cọc 4 và 9 cọc khi đài cọc đặt trên nền.
3. Hiệu ứng bên của nhóm cọc (skin efficiency) 4 và 9 cọc
4. Hiệu ứng điểm trung bình của tất cả các cọc trong nhóm.

Hình 15.26 Hiệu ứng của nhóm cọc trên nền cát (Vesic, 1967)

It may be mentioned here that a pile group with the pile cap resting on the surface takes more load than one with free standing piles above the surface. In the former case, a part of the load is taken by the soil directly under the cap and the rest is taken by the piles. The pile cap behaves the same way as a shallow foundation of the same size. Though the percentage of load taken by the group is quite considerable, building codes have not so far considered the contribution made by the cap.

It may be seen from the Fig. 15.26 that the overall efficiency of a four pile group with a cap resting on the surface increases to a maximum of about 1.7 at pile spacings of 3 to 4 pile diameters, becoming somewhat lower with a further increase in spacing. A sizable part of the increased bearing capacity comes from the caps. If the loads transmitted by the caps are reduced, the group efficiency drops to a maximum of about 1.3.

Very similar results are indicated from tests with 9 pile groups. Since the tests in this case were carried out only up to a spacing of 3 pile diameters, the full picture of the curve is not available. However, it may be seen that the contribution of the cap for the bearing capacity is relatively smaller.

Vesic measured the skin loads of all the piles. The skin efficiencies for both the 4 and 9-pile groups indicate an increasing trend. For the 4-pile group the efficiency increases from about 1.8 at 2 pile diameters to a maximum of about 3 at 5 pile diameters and beyond. In contrast to this, the average point load efficiency for the groups is about 1.01. Vesic showed for the first time that the increasing bearing capacity of a pile group for piles driven in sand comes primarily from an increase in skin loads. The point loads seem to be virtually unaffected by group action.

Công thức xác định hiệu ứng nhóm cọc

Hiện có nhiều công thức xác định hiệu ứng nhóm cọc. Những công thức này nếu được sử dụng cần rấ lưu ý, trong nhiều trương hợp cho kết quả sai khác lớn với thực tế. Công thức Converse-Labarre là một trong những công thức được sử dụng rộng rãi nhất để xác định hiệu ứng nhóm cọc, trình bày trong công thức 15.68:

(Nguyễn Hải Hà- Viện Thủy Công)

Ổn định hố đào theo phân tích của BJERRUM AND EIDE (1956)

Phương pháp phân tích ổn định hố đào trong trường hợp hố đào vô hạn và kích thước chiều rộng lớn hơn nhiều chiều sâu được trình bày trong nhiều tài liệu. Còn trong trường hợp mà hố đào chữ nhật, vuông hoặc tròn hoặc chiều sâu lớn hơn kích thước bề rộng thì chưa đề cập, vì vậy phân tích của BJERRUM AND EIDE (1956) sau đây được sử dụng để tính toán ổn định hố đào.
Trong phân tích này, hố đào mô phỏng như hố móng sâu trong đo chiều sâu và chiều rộng xác định từ đáy. Hố đạo bị mất ổn định do đẩy nổi. Theo lý thuyết của Skempton thì hệ số Nc (hệ số sức chịu tải) cho các hình dạng móng theo hình 20.32, giá trị Nc là hàm của tỷ số H/B cho móng băng, móng tròn hoặc móng vuông. Riêng móng vuông có thể xác định theo công thức 20.68

Figure 20.32 Ổn định của hố đào sâu (Theo Bjerrum and Eide, 1956)

(hhc2tech)

Ưu nhược điểm của một số phương pháp tính toán ổn định mái dốc hiện nay

Trong phân tích ổn định mái dốc, có 2 xu hướng chính thường được dùng như sau:

- Phương pháp cân bằng giới hạn

- Phương pháp phần tử hữu hạn

1. Phương pháp cân bằng giới hạn hạn (limit equilibrium methods - LEM hoặc còn có tên nữa là slice methods). Nếu sử dụng phương pháp này, người kỹ sư phải giả thiết trước vị trí và hình dạng mặt trượt. Sau đó viết các phương trình cân bằng tĩnh về lực và moment cho mặt trượt giả định. Mặt trượt có thể được chia nhỏ thành các slice với giả thiết là hệ số an toàn của các slice là như nhau. Các phương trình cân bằng lực và moment có thể được viết và giải cho từng slice. Sự tương tác giữa các slice với nhau được mô tả bởi các interslice forces.

Phương pháp LEM khởi đầu từ Fellenius (1936), sau đó phát triển thành slice methods bởi Bishop (1955). Sau Bishop, một loạt các anh tài khác nhảy vào cuộc như Janbu, Spencer, Sharma, Morgenstern-Price, Fredlund... Các phương pháp sau này chủ yếu phức tạp hóa mối quan hệ giữa các interslice force còn thì vẫn dựa trên nền là cân bằng tĩnh học. Nhưng phương pháp đầu tiên như Bishop hoặc Janbu's Simplified chỉ thỏa mãn một trong hai điểu kiện cân bằng tĩnh (i.e., hoặc là moment như Bishop, hoặc là lực như Janbu's Simplified). Có một điều lý thú là phương pháp của Bishop, dù ra đời đầu tiên và sử dụng những giả thiết khá sơ đẳng nhưng lại cho kết quả rất ấn tượng (không khác gì mấy so với những phương pháp phức tạp sau này như Morgenstern-Price hay GLE của Fredlund). Trong các phương pháp nêu trên Janbu's Simplified theo tôi là tệ nhất. Phương pháp này sử dụng một cái hệ số alpha huyền bí đến mức không ai hiểu nổi là lấy từ đâu.

Hai hạn chế cơ bản của LEM là: (i) Bỏ qua mối quan hệ ứng suất biến dạng của đất và (ii) kết quả tìm được phụ thuộc rất nhiều vào kinh nghiệm của kỹ sư. Nên nhớ giải bài toán ổn định mái dốc bẳng LEM là một quá trình trial and error với giả thiết là vị trí và hình dạng mặt trượt phải được đưa vào từ đầu.

2. Phương pháp phần tử hữu hạn để tìm kiếm mặt trượt tới hạn. Phương pháp này nếu so với LEM có rất nhiều ưu điểm. Sở dĩ nói vậy vì nếu sử dụng PTHH, các điều kiện cân bằng ứng suất, biến dạng liên tục, quan hệ ứng suất biến dạng đều được thỏa mãn. Nên nhớ một điều là các phương pháp LEM hoàn toàn không thỏa mãn điều kiện cân bằng ứng suất (chỉ là cân bằng lực). Quan hệ ứng suất biến dạng thì đối với LEM lại càng quá là xa xỉ (nói đúng hơn là LEM hoàn toàn lờ đi khoản biến dạng).

Nếu như quan niệm rằng mặt trượt tiềm tàng là tập hợp những điểm có biến dạng cắt lớn tại đó tỷ số giữa cường độ chịu cắt và ứng suất cắt là nhỏ nhất thì việc sử dụng PTHH để tìm kiếm những điểm này là hoàn toàn khả thi. Hạn chế của PTHH đó là nếu như số liệu đầu vào không phản ánh trung thực sự ứng xử của đất thì kết quả biến dạng tính toán được là hoàn toàn vô nghĩa. Và đây chính là lý do chính cản trở sự ứng dụng rộng rãi của PTHH trong phân tích ổn định mái dốc. So với PTHH, LEM chỉ cần người dùng đưa vào những thông số hết sức dễ tìm như c, phi, gama là đảm bảo giải được kết quả.

3. Gần đây, một phương pháp mới trong phân tích ổn định mái dốc được phát triển: Phương pháp sử dụng dynamic programming (Quy hoạch động).

Phương pháp này ra đời nhằm khắc phục các hạn chế của hai phương pháp nêu trên. Cụ thể như sau:

Nếu so với LEM, thì dynamic programming khắc phục được cả 2 hạn chế đã nêu. Cụ thể là hệ số an toàn được tính toán từ ứng suất "thực" bằng PTHH chứ không phải bằng cân bằng tĩnh (tức là quan hệ ứng suất biến dạng được thỏa mãn). Quan trong hơn đó là không cần phải giả thiết trước vị trí và hình dạng của mặt trươt. Nói một cách khác, mặt trượt tìm ra bởi dynamic programming là duy nhất (unique).

Nếu so với PTHH, hạn chế về số liệu đầu vào đã được khắc phục. Dù số liệu về modulus vẫn cần phải có khi phân tích nhưng giá trị modulus này không quá quan trọng (thậm chí có thể là hằng số) do dynamic programming không dựa trên trường biến dạng để tìm ra mặt trượt. Thực chất thì dynamic programming (DP) không quan tâm đến giá trị của E khi đưa vào. E có thể bằng hằng số (linear elastic) hay stress dependent (non-linear). Các thông số đó hoàn toàn là do người định nghĩa. Phương pháp DP cần một trường ứng suất (stress field) để nó dựa vào đó mà tìm ra được mặt trượt tới hạn. Thành thử nếu người dùng khai báo số liệu đầy đủ cho E thì càng tốt, độ chính xác khi tìm kiếm càng cao. Còn nếu E=const thì vẫn cho kết quả với độ chính xác nhất định.

Hiện nay code của chương trình đã được một công ty phần mềm địa kỹ thuật của Canada là Soilvision mua bản quyền để phát triển thương mại. Độc giả có thể tham khảo thêm tại: www.svdynamic.com

(Nguồn ketcau.com. Trích bài báo GS. Fredlund đăng năm 2003 trong Canadian Geotechnical Journal. Bài này nói về ứng dụng của một phương pháp tìm kiếm tối ưu hóa (dynamic programming method) kết hợp với phân tích ứng suất sử dụng phần tử hữu hạn để tìm kiếm mặt trượt tới hạn đồng thời tính toán hệ số an toàn cho mặt trượt tìm được.)

Thứ Ba, 12 tháng 8, 2014

Sức chịu tải cọc đứng theo TCXDVN 205-1998 và lưu ý trong thiết kế

Một ví dụ thiết kế móng cọc 35x35 (BTCT thường) đóng hoàn toàn trong nước.
Khảo sát chỉ có cắt trực tiếp, không có SPT hay CPT.
cụ thể như sau:
Lớp 1: Bùn sét, trạng thái chảy; bề dày lớp trung bình là 1,1m.
Lớp 2: Sét, trạng thái nửa cứng. Bề dày lớp là 15m.

1. CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ
Độ sệt : B= 0,16
Độ ẩm tự nhiên : W (%)=23,81
Dung trọng tự nhiên: gtn (g/cm3)=1,947
Dung trọng khô: gkk (g/cm3)=1,537
Tỷ trọng : Gs=2,714
Độ rỗng : n %=42,03
Hệ số rỗng : eo=0,726
Góc ma sát trong : phi=16 độ
Lực dính : C kg/cm2= 0,614
Đáy đài đặt vào mặt lớp 2, chiều dài cọc 9m,

2. DỰ BÁO SỨC CHỊU TẢI CỌC
2.1. Dự báo theo phụ lục A, phương pháp tra bảng :
Qa=Qult/Fs= 102.5 T (Fs= 1.4)

2.2. Dự báo theo phụ lục B, dự báo sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ
Qa= Q bên/2+ Q mũi /3= 36 T

3. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
Sức chịu tải dự báo theo 2 phương pháp trong phụ lục A và B của TCXDVN 205-1998 chênh nhau lớn (Theo phụ lục A: Qa=102.5T lớn gấp 2,85 lần theo phu lục B: Qa=36T ).

Câu hỏi đặt ra, độ tin cậy của 2 phương pháp này thế nào? Phương pháp nào cho kết quả chính xác hơn trong trường hợp địa chất nền ở trên (sét nửa cứng, B=0.16.)
Bàn luận:
1. Theo phụ lục A thì sức chịu mũi và ma sát thành đơn vị tăng theo chiều sâu (gần như tăng tuyến tính) theo các bảng tra. Nên bạn sẽ có sức chịu tải lớn hơn khi tính toán theo phụ lục A. Thực tế thì sức chịu mũi cũng như ma sát thành không tăng tuyến tính theo toàn bộ chiều sâu cọc mà chỉ đến chiều sâu tới hạn (kể cả đất dính và đất rời).

2. Khi tính theo phụ lục B, Sức chịu tải được tính toán dựa trên góc nội ma sát hữu hiệu và effective over-burdened pressure. Tuy nhiên thực tế tính toán thì người thiết kế không có góc nội ma sát hữu hiệu (cho đất dính) nên lấy góc ma sát ở trạng thái không thoát nước nhỏ hơn rất nhiều so với thực tế dẫn tới sức chịu tải tính toán sẽ nhỏ đi khi tính toán theo B. Tuy nhiên có một cách giải quyết là tính toán sức chống cắt không thoát nước theo tương quan (correlation) sau đây thì sẽ có kết quả khả quan hơn:

Su ~ (0.22-:0.25)sigma'v0

Rồi từ đó tính toán sức chịu tải.

Hoặc nếu dùng góc nội ma sát hiện có thì cần tính với ứng suất tổng để có su = c + singma*tan(phi) - c, phi, sigma theo ứng suất tổng. Rồi tính sức chịu tải.

Còn đối với đất rời thì không cần bàn thêm vì các thông số cần thiết đã có.

Tuy nhiên tính theo phụ lục B, người thiết kế cần chú ý đến độ sâu cực hạn mà tại đó sức chịu mũi và ma sát thành đơn vị không tăng khi tăng chiều sâu cọc. Tức phân bố của hai đại lượng này theo chiều sâu là bi-linear.

(Nguồn: ketcau.com)

Thứ Tư, 23 tháng 7, 2014

Kiến trúc đẹp cho công trình thủy lợi

Bài viết liên quan:
Thông tư quy định thẩm tra, thẩm định và phê duyệt thiết kế XD công trình
Sự cố một số công trình thủy lợi ở Việt Nam - Nguyên nhân và biện pháp khắc phục

Công trình thủy lợi thường có dạng bê tông khối lớn, kết cấu bền vững như đập dâng, tràn, cống... với kiến trúc nặng nề, cục mịch. Vì thế trong những năm gần đây vấn đề kiến trúc cho công trình thủy lợi rất được quan tâm. Dưới đây là một số dạng kiến trúc đẹp cho công trình thủy lợi được thiết kế gần đây:

Hình 1. Cống ngăn triều chống ngập Nhà Mát- TP Bạc Liêu- tỉnh Bạc Liêu

Hình 2. Cống kiểm soán triều Nhiêu Lộc Thị Nghè- TP Hồ Chí Minh

Hình 3. Đập dâng và âu tầu Mậu A trên sông Thao- tỉnh Yên Bái

Hình 4. Cống điều tiết - Tỉnh Cà Mau

Hình 5. Cống Ba Thôn - TP Hồ Chí Minh

Đoạn đê trụ rỗng 500m bảo vệ bờ biển huyện Trần Văn Thời, tỉnh Cà Mau

Đê trụ rỗng bảo vệ bờ biển Nhà Mát, tỉnh Bạc Liêu

(hhc2tech@gmail.com)

Thứ Hai, 21 tháng 7, 2014

Nhân loại và vấn đề môi trường sống

Bài viết liên quan:
Đầu tư thủy lợi, tạo động lực mới cho ĐBSCL

Môi trường sống đã và đang trở thành một trong những vấn đề được quan tâm nhất và cũng là một trong những thách thức lớn nhất của nhân loại. Bởi lẽ, môi trường sống gắn bó hữu cơ với cuộc sống của con người, cũng như với sự tồn tại và phát triển của xã hội loài người. Trận động đất khủng khiếp, với cường độ mạnh 9 độ rích te, xảy ra ngày 26/12/2004 ở In-đô-ne-si-a, xảy ra những cơn sóng thần cực mạnh, tàn phá vùng phía tây đảo Xu-ma-tra (In-đô-ne-si-a) và nhiều nước Châu Á khác, cướp đi sinh mạng của hơn 280.000 người, đã cho thấy vấn đề môi trường sống có quan hệ mật thiết với những vấn đề toàn cầu, mà để giải quyết được chúng, cần phải có sự hợp lực của tất cả các dân tộc, các quốc gia và vùng lãnh thổ trên toàn thế giới.

1. Những vấn đề bức xúc đang đặt ra

Hiện nay, nhân loại đang phải đối mặt với nhiều vấn đề môi trường rất bức xúc và nan giải, trong đó nổi bật nhất có các nhóm vấn đề như: 1) nạn cạn kiệt các nguồn tài nguyên thiên nhiên: đất, nước, tài nguyên khoáng sản, động, thực vật, nhiên liệu (dầu mỏ, khí đốt…); 2) nạn ô nhiễm nặng nề môi trường sống: ô nhiễm nước, ô nhiễm phóng xạ, ô nhiễm tiếng ồn…; 3) những tai biến của thiên nhiên: động đất, núi lửa, bão, lũ, hạn hán, các cơn bão từ vũ trụ xuống trái đất, sự va chạm giữa các hành tinh… Ngoài nhóm vấn đề thứ ba con người không thể có khả năng điều chỉnh và phòng tránh, hai nhóm vấn đề thứ nhất và thứ hai chủ yếu là do con người gây ra. Do vậy, con người cần có trách nhiệm trong việc tìm cách khắc phục và ngăn chặn hậu quả, nếu không thảm hoạ sẽ không chỉ là môi trường tự nhiên bị tàn phá, mà hơn thế, còn xoá sạch những gì mà loài người đã dày công xây dựng trong hàng chục nghìn năm qua, kể cả sự sống của bản thân con người trên trái đất.

Nạn cạn kiệt các nguồn tài nguyên thiên nhiên và nạn ô nhiễm nặng nề môi trường sống gắn bó hữu cơ với nhau, bởi lẽ chúng cùng có chung một cội nguồn đó là sự phát triển của nền sản xuất xã hội. Nhằm phục vụ nhu cầu ngày càng tăng của mình, con người đã không ngừng khai thác các nguồn tài nguyên thiên nhiên và môi trường để đưa vào sản xuất. Nền sản xuất xã hội là phương thức trao đổi chất giữa con người (xã hội) với tự nhiên, nhằm bảo vệ sự sinh tồn của con người và sự phát triển không ngừng của xã hội. Tuy nhiên, những hậu hoạ sinh thái mà ngày nay con người đang phải gánh chịu cũng xuất phát chủ yếu từ phương thức trao đổi chất này.

Từ nền văn minh nông nghiệp trở về trước, nền sản xuất xã hội phát triển chập chạp, mức độ khai thác tài nguyên thiên nhiên của con người để phục vụ cho quá trình sản xuất chủ yếu chỉ có đất đai và động, thực vật. Nguyên nhân chính là do lực lượng sản xuất còn kém phát triển, công cụ sản xuất còn thô sơ. Mối quan hệ giữa con người và môi trường tự nhiên, nhìn chung, còn ở mức độ hài hoà; sản xuất xã hội và cuộc sống của con người còn phụ thuộc nhiều vào các điều kiện thiên nhiên. Tuy nhiên, ngay trong những giai đoạn phát triển đầu tiên này, một số cuộc khủng hoảng sinh thái cục bộ đã dẫn đến sự ra đi vĩnh viễn của một số nền văn minh đã từng vang bóng một thời như văn minh Mai – a, văn minh Cơ – rét, văn minh Lưỡng Hà v.v…

Sự phát triển nhanh chóng và mạnh mẽ của nền sản xuất xã hội được bắt đầu từ khi nổ ra cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ nhất và tiếp theođó là quá trình công nghiệp hoá ở các nước tư bản chủ nghĩa. Trải qua hơn 300 năm, ngày nay, quá trình công nghiệp hoá gắn liền với hiện đại hoá đã được thực hiện ở rất nhiều nước trên thế giới. Xã hội loài người chuyển từ văn minh nông nghiệp sang văn minh công nghiệp và hậu công nghiệp (văn minh trí tuệ). Song, đồng thời với sự phát triển xã hội và sự suy thoái của môi trường sống, cả về số lượng lẫn chất lượng.

Chỉ trong vòng hơn ba thập niên, kể từ khi các nước thực hiện quá trình công nghiệp hoá, sự suy thoái về số lượng của môi trường tự nhiên đã diễn ra ngày càng gay gắt hơn theo ba cấp độ. Nếu như ở thế kỷ XVIII, Man – tuýt và Tiu – go mới đưa ra cái gọi là Quy luật về sự giảm dần sự phì nhiêu của đất đai, tới thế kỷ XIX, Tôm – xơn và Cơ – ru – xơ mới đặt vấn đề về sự cạn kiệt các nguồn năng lượng trên trái đất, thì ngày nay (thế kỷ XX và XXI), con người đã phải nói đến nguy cơ cạn kiệt toàn bộ các nguồn tài nguyên thiên nhiên, cả tái tạo và không tái tạo trên hành tinh chúng ta, đặc biệt là các nguồn năng lượng (dầu mỏ, khí đốt, than đá), nước ngọt và sạch, rừng… Đi kèm với quá trình cạn kiệt các nguồn tài nguyên thiên nhiên là nạn ô nhiễm môi trường sống ngày càng trầm trọng hơn. Bởi vì, tài nguyên càng cạn kiệt, có nghĩa là số tài nguyên bị khai thác để đưa vào sản xuất và chế biến càng lớn – trong điều kiện kỹ thuật và công nghệ chưa hoàn thiện của nền văn minh nông nghiệp và công nghiệp – thì càng có nhiều chất thải độc hại đi vào môi trường, gây nên hiện tượng ô nhiễm, làm cho chất lượng môi trường sống ngày càng xấu hơn.

Sự ô nhiễm của môi trường sống đã dẫn đến những hiểm họa sinh thái tiềm tàng, mà hậu quả của chúng chưa thể nào lường trước được, trong đó, đặc biệt nguy hiểm và nan giải là các hiện tượng như hiệu ứng nhà kính, lỗ thủng tầng ô – dôn, mưa axít, sa mạc hoá, sự giảm dần độ đa dạng sinh học v.v… làm biến đổi các điều kiện thiên nhiên trên trái đất theo chiều hướng tiêu cực đối với sự sống. Một trong những biến đổi sinh thái nguy hiểm nhất là sự biến đổi của khí hậu trái đất. Sự biến đổi này là hậu quả tổng hợp, tất yếu của các hiện tượng ô nhiễm môi trường. Biểu hiện đầu tiên và nguy hiểm nhất là sự tăng lên nhiệt độ trung bình của trái đất, theo dự đoán vào giữa thế kỷ XXI là từ 1,50C đến 4,50C, và kéo theo nó là biết bao hiểm họa khác. Theo ông G.B. Brôn – tơ – man, nguyên Chủ tịch Uỷ ban Môi trường và Phát triển của thế giới, thì trừ chiến tranh hạt nhân ra, sự biến đổi của khí hậu là mối đe doạ lớn nhất đói với loài người. Nó không những đe doạ sự tồn vong của loài người, mà còn uy hiếp cả tương lai của trái đất.

2. Nguyên nhân

Có rất nhiều nguyên nhân dẫn đến thực trạng bức xúc của những vấn đề môi trường sống hiện nay trên thế giới cũng như ở nước ta. Tuy nhiên, ở đây chúng tôi chỉ tập trung nêu lên những nguyên nhân chủ yếu do con người gây ra ở phạm vi vĩ mô.

Một là, do sự phát triển xã hội theo quan điểm chiến lược lấy con người làm trung tâm hay quan điểm duy nhân loại đã từng thống trị ở các nước phương Tây trong suốt giai đoạn duy lý, nhất là từ thế kỷ XVII – XVIII đến nay. Theo quan điểm này, con người có quyền uy tối thượng đối với thế giới; còn giới tự nhiên được coi như một bộ máy cơ giới, vô tri, vô giác, con người có thể tuỳ tiện tác động lên nó, có thể tước đoạt từ tự nhiên tất cả những gì cần thiết cho cuộc sống của mình. Trong suốt nhiều thế kỷ qua, xã hội phương Tây đã phát triển theo đường hướng này. Kết quả là xã hội phương Tây, đặc biệt là các nước tư bản chủ nghĩa phát triển, đã đạt được những thành tựu vô cùng to lớn trong lĩnh vực kinh tế. Tuy nhiên, từ những gì đã đạt được, nhìn lại, con người không khỏi không băn khoăn, lo lắng, pha trộn cả nỗi sợ hãi về những hậu hoạ sinh thái do chính mình gây ra.

Hai là, do sự phát triển xã hội theo quan điểm duy kinh tế. Để thoả mãn nhu cầu ngày càng tăng của mình, con người đã ra sức khai thác tài nguyên thiên nhiên, bất chấp mọi quy luật tồn tại và phát triển của chúng. Ví dụ, từ năm 1876 đến năm 1975, con người đã khai thác từ lòng đất khoảng 137 tỉ tấn than, 46,7 tỷ tấn dầu mỏ, 20 nghìn tỉ mét khối khí thiên nhiên, 24,5 tỉ tấn quặng sắt… Lợi ích kinh tế đã trở thành mục tiêu duy nhất và cao nhất; các chỉ tiêu kinh tế như tổng sản phẩm quốc dân (GNP), tổng sản phẩm quốc nội tính theo đầu người (GDP), khối lượng tài nguyên thiên nhiên khai thác được… trở thành tiêu chí quan trọng nhất để đánh giá trình độ phát triển của các quốc gia, dân tộc.

Ba là, do sự chưa hoàn thiện của kỹ thuật và công nghệ. Để đạt mục tiêu tăng trưởng kinh tế nhanh và cũng để thoả mãn nhu cầu ngày càng tăng, trong điều kiện kỹ thuật và công nghệ cao chưa hoàn thiện và còn nhiều hạn chế, con người buộc phải sử dụng phương thức khai thác tài nguyên thiên nhiên theo bề rộng, tức là, đồng thời khai thác nhiều loại tài nguyên, nhưng đối với mỗi loại tài nguyên chỉ sử dụng một vài tính năng chủ yếu của chúng, rồi thải bỏ. Chẳng hạn như than đá và dầu mỏ chỉ được dùng làm nhiên liệu là chủ yếu. Chính vì lý do này mà tài nguyên thiên nhiên càng được khai thác và chế biến nhiều thì môi trường càng bị ô nhiễm nặng nề hơn. Đúng như Ph. Ăngghen đã cảnh báo cách đây hơn 100 năm: “Không nên quá tự hào về những thắng lợi của chúng ta đối với giới tự nhiên. Bởi vì cứ mỗi lần ta đạt được một thắng lợi, là mỗi lần giới tự nhiên trả thù lại chúng ta”.

Bốn là, do sự nhận thức còn nhiều hạn chế của con người về giới tự nhiên. Theo một trong những thông báo gân đây, mỗi người bình thường có khoảng hơn 100 tỷ nơ – ron thần kinh, nhưng chỉ có trung bình khoảng từ 2% đến 8% số nơ – ron đó được đưa vào hoạt động nhận thức. Con người đã dành gần trọn số nơ – ron thần kinh được đưa vào hoạt động đó (hơn 99%) cho việc nhận thức thế giới ngoài con người. Tuy nhiên cho đến nay, tự nhiên vẫn còn quá nhiều điều bí hiểm mà con người chưa thể nhận thức được. Hơn nữa, ngay cả với những điều đã nhận thức được, con người cũng không thể thực hiện sự điều chỉnh một cách hài hoà và hợp lý mối quan hệ giữa mình với tự nhiên. Bởi lẽ, còn có quá nhiều lý do cản trở con người làm điều đó, như vì sự sống còn và lợi ích trước mắt, vì sự cạnh tranh, vì sự hạn chế của khoa học và công nghệ v.v…

3. Cần thay đổi quan niệm về sự phát triểnTrước hết, thay quan điểm phát triển lấy con người làm trung tâm (hay duy nhân loại) và chinh phục thiên nhiên bằng bất cứ giá nào bằng quan niệm hài hoà và đồng tiến hoá giữa xã hội và tự nhiên.

Con người và tự nhiên vốn có cùng bản chất và không đối lập nhau. Bởi vì, con người và xã hội loài người là sản phẩm của một quá trình tiến hoá lâu dài và vô cùng phức tạp. Toàn bộ hoạt động của con người và tự nhiên được thống nhất trong cơ thể vận hành của chu trình sinh học hay chu trình trao đổi vật chất, năng lượng và thông tin của sinh quyển, theo các nguyên tắc cơ bản là tổ chức, tự điều khiển, tự làm sạch, tự bảo vệ theo một trật tự liên hoàn chặt chẽ.

Kể từ khi xuất hiện con người và xã hội loài người, sự tiến hoá của giới tự nhiên được chia làm hai nhánh: lịch sử tiến hoá của tự nhiên và lịch sử tiến hoá của xã hội. Có thể coi lịch sử tiến hoá của xã hội là sự tiếp tục và cùng song hành với lịch sử tiến hoá của tự nhiên. C.Mác và Ph. Ăngghen đã chỉ rõ: “Có thể xem xét lịch sử dưới hai mặt, có thể chia lịch sử ra thành lịch sử tự nhiên và lịch sử nhân loại. Tuy nhiên, hai mặt đó không tách rời nhau. Tuy nhiên hai mặt đó không tách rời nhau. Chừng nào mà loài người còn tồn tại thì lịch sử của họ và lịch sử tự nhiên quy định lẫn nhau”. Do vậy, quan điểm đồng tiến hoá giữa xã hội và tự nhiên là một quan điểm đúng đắn, hoàn toàn phù hợp với một giai đoạn phát triển mới về chất của xã hội loài người – giai đoạn của nền văn minh trí tuệ; đồng thời cũng đánh dấu bước chuyển từ sự tiến hoá của sinh quyển sang sự tiến hoá của trí tuệ quyển.

Tiếp theo, thay đổi quan điểm phát triển duy kinh tế (tức là lấy những chỉ tiêu kinh tế làm thước đo cao nhất và duy nhất) bằng quan điểm phát triển bền vững với ba mục tiêu cơ bản: tăng trưởng kinh tế nhanh và an toàn, công bằng xã hội và bảo vệ môi trường sống; và lấy chỉ số phát triển con người (HDI), bao gồm: bình quân thu nhập quốc dân tính theo đầu người; giáo dục và dân trí; sức khoẻ và tuổi thọ… làm thước đo cao nhất cho sự phát triển.

Cuối cùng, thay quan điểm phát triển cục bộ theo vùng, theo lãnh thổ quốc gia bằng quan điểm phát triển toàn cầu: liên doanh, liên kết, hội nhập toàn cầu, trước tiên là hội nhập về kinh tế, trên cơ sở tôn trọng chủ quyền độc lập, tự chủ của các quốc gia và bản sắc văn hoá của các dân tộc.

Trái đất là ngôi nhà chung của nhân loại. Điều này đã được công nhận tại các Hội nghị Thượng đỉnh về Môi trường và Phát triển của Liên Hợp quốc, ở Xtốc – khôm (Thuỵ Điển) năm 1972; Ri-ô đờ Gia-nê-rô (Braxin) năm 1992, Giô – han – ne – xbớc (Nam Phi) năm 2002; trong các bản tuyên bố chung và trong Chương trình hành động cụ thể – Chương trình nghị sự 21 của thế giới về sự phát triển bền vững.

Sự thay đổi quan điểm về sự phát triển xã hội, cùng với những bản “Tuyên bố chung” và “Chương trình nghị sự 21 của thế giới” là cơ sở và luận cứ quan trọng để các quốc gia trên thế giới vạch ra chiến lược phát triển mới, với những giải pháp cụ thể, phù hợp, nhằm chung lòng, chung sức vượt qua một trong những thử thách lớn nhất trên con đường phát triển của nhân loại. Đó là các thử thách về môi trường sống.

(Nguồn: Phạm Thị Ngọc Trầm – PGS.TS Viện Triết học, Viện Khoa học Xã hội Việt Nam)

Thông tư quy định thẩm tra, thẩm định và phê duyệt thiết kế XD công trình

Bài viết khác:
Kiến trúc đẹp cho công trình thủy lợi

Ngày 15/8, Bộ Xây dựng đã ban hành Thông tư số 13/2013/TT-BXD về quy định thẩm tra, thẩm định và phê duyệt thiết kế xây dựng công trình.

Thông tư này quy định việc thẩm tra, thẩm định và phê duyệt thiết kế kỹ thuật đối với công trình thực hiện thiết kế ba bước, thiết kế bản vẽ thi công đối với công trình thực hiện thiết kế một bước hoặc hai bước và các thiết kế khác triến khai ngay sau thiết kế cơ sở được quy định tại Điều 20 và Điều 21 của Nghị định số 15/2013/NĐ-CP ngày 06 tháng 02 năm 2013 của Chính phủ về quản lý chất lượng công trình xây dựng (sau đây viết tắt là Nghị định 15/2013/NĐ-CP).

Đối tượng áp dụng là các cơ quan quản lý nhà nước về xây dựng; chủ đầu tư xây dựng công trình; các tổ chức, cá nhân tham gia khảo sát, thiết kế, thẩm tra thiết kế xây dựng công trình và các tổ chức, cá nhân khác có liên quan.

Đối với các công trình không thuộc đối tượng quy định tại Khoản 1 Điều 21 của Nghị định 15/2013/NĐ-CP: Trường hợp thiết kế một bước: Chủ đầu tư tổ chức thẩm định và trình người quyết định đầu tư phê duyệt thiết kế bản vẽ thi công cùng với báo cáo kinh tế - kỹ thuật xây dựng công trình; Trường hợp thiết kế hai bước, thiết kế ba bước hoặc thiết kế khác triển khai sau thiết kế cơ sở: Chủ đầu tư tổ chức thấm định và phê duyệt thiết kế kỹ thuật đối với trường hợp thiết kế ba bước, thiết kế bản vẽ thi công đối với trường họp thiết kế hai bước và thiết kế khác triển khai sau thiết kế cơ sở. Trong quá trình thẩm định, khi cần thiết chủ đàu tư thuê tổ chức, cá nhân có đủ điều kiện năng lực thực hiện thẩm tra các nội dung phục vụ thẩm định, phê duyệt thiết kế. Nội dung thuê thẩm tra theo quy định tại Điểm c, Điểm d, Điếm đ và Điếm e Khoản 3 của Điều này.

Đối với các công trình thuộc đối tượng quy định tại Khoản 1 Điều 21 của Nghị định 15/2013/NĐ-CP: Chủ đầu tư gửi hồ sơ đến cơ quan chuyên môn về xây dựng thẩm tra thiết kế kỹ thuật đối với công trình thực hiện thiết kế ba bước, thiết kế bản vẽ thi công đối với công trình thực hiện thiết kế một bước hoặc hai bước và các thiết kế khác triển khai ngay sau thiết kế cơ sở theo quy định tại Điều 4 và Điều 5 Thông tư này trước khi thực hiện việc phê duyệt thiết kế.

Đối với công trình không sử dụng vốn ngân sách nhà nước nội dung thẩm tra thiết kế xây dựng công trình gồm: Điều kiện năng lực hoạt động xây dựng của các tổ chức, cá nhân thực hiện khảo sát, thiết kế so với yêu cầu của hợp đồng và quy định của pháp luật: Kiểm tra điều kiện năng lực của tổ chức khảo sát, thiết kế; kiểm tra điều kiện năng lực của chủ nhiệm khảo sát, chủ nhiệm đồ án thiết kế, chủ trì thiết kế; Sự phù hợp của thiết kế với các quy chuẩn kỹ thuật, các tiêu chuẩn chủ yếu áp dụng cho công trình; Mức độ đảm bảo an toàn chịu lực của các kết cấu chịu lực của công trình và các yêu cầu về an toàn khác, bao gồm: Sự phù hợp của giải pháp thiết kế nền - móng với đặc điểm địa chất công trình, kết cấu công trình và an toàn đối với các công trình lân cận; sự phù hợp của giải pháp kết cấu với thiết kế công trình, với kết quả khảo sát xây dựng và với công năng của công trình.

Đối với công trình sử dụng toàn bộ hoặc một phần vốn ngân sách nhà nước; công trình sử dụng vốn có nguồn gốc từ ngân sách nhà nước; công trình đầu tư bằng vốn xây dựng cơ bản tập trung; công trình được đầu tư theo hình thức: Xây dựng - chuyển giao (BT), xây dựng - kinh doanh - chuyển giao (BOT), xây dựng - chuyển giao - kinh doanh (BTO), hợp tác công - tư (PPP) và những công trình đầu tư bằng những nguồn vốn hỗn hợp khác. Nội dung thẩm tra thiết kế bao gồm nội dung quy định tại các Điểm a, Điểm b, Điếm c Khoản 1 của Điều này; Sự phù hợp của thiết kế so với thiết kế cơ sở hoặc nhiệm vụ thiết kế đã được phê duyệt (trong trường hợp thiết kế một bước); Sự hợp lý của thiết kế để đảm bảo tiết kiệm chi phí trong xây dựng công trình: Kiếm tra việc áp dụng đơn giá, định mức của dự toán; đánh giá giải pháp thiết kế về tiết kiệm chi phí xây dựng.

Thông tư cũng chỉ rõ thời gian thẩm tra: Đối với các công trình cấp đặc biệt, cấp I: Thời gian thẩm tra không quá 40 ngày làm việc; Đối với các công trình còn lại, trừ các công trình đã quy định tại Điểm c, Điểm đ Khoản 1 Điều này: Thời gian thẩm tra không quá 30 ngày làm việc; Đối với công trình thiết kế một bước và nhà ở riêng lẻ: Thời gian thẩm tra không quá 20 ngày làm việc.

Thông tư này có hiệu lực từ ngày 30 tháng 9 năm 2013.

Tải toàn văn thông tư: http://bit.ly/1avhCMb

(Nguồn: http://www.ccu.vn)

Một số tài liệu ABAQUS

Seepage

Modeling of soils as multiphase-materials with Abaqus; See also
Researchgate- Seepage; See also

Pile, Tube, Dam

Modeling Vertical Bearing Capacity of Pile Foundation by Using ABAQUS; See also
Foundation on soil - ABAQUS; See also
Finite element analysis of geotextile tubes; See also
Initial study on seismic analyses of concrete and embankment dams in Sweden; See also