Tổng quan về sự cố công trình xây dựng.[06/01/10]

TỔNG QUAN VỀ SỰ CỐ CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG (V)

 

                                         PGS.TS.  Trần Chủng

      Mời xem     Phần I :   /Web/Content.aspx?distid=2157

                        Phần II :   /Web/Content.aspx?distid=2161

                       Phần III :   /Web/Content.aspx?distid=2169

                       Phần IV :   /Web/Content.aspx?distid=2176 )

(tiếp theo)

  …

4. Một số nguyên nhân sự cố thường gặp    

4.1. Giai đoạn khảo sát xây dựng

Các sai sót trong hoạt động khảo sát xây dựng thường biểu hiện ở các khía cạnh sau:

Không phát hiện được hoặc phát hiện không đầy đủ quy luật phân bố không gian (theo chiều rộng và theo chiều sâu) các phân vị địa tầng, đặc biệt các đất yếu hoặc các đới yếu trong khu vực xây dựng và khu vực liên quan khác;

Đánh giá không chính xác các đặc trưng tính chất xây dựng của các phân vị địa tầng có mặt trong khu vực xây dựng; thiếu sự hiểu biết về nền đất hay do công tác khảo sát địa kỹ thuật sơ sài. Đánh giá sai về các chỉ tiêu cơ lý của nền đất.

Không phát hiện được sự phát sinh và chiều hướng phát triển của các quá trình địa kỹ thuật có thể dẫn tới sự mất ổn định của công trình xây dựng.

Không điều tra, khảo sát công trình lân cận và các tác động ăn mòn của môi trường,…

Những sai sót trên thư­ờng dẫn đến những tốn kém khi phải khảo sát lại (nếu phát hiện trư­ớc thiết kế), thay đổi thiết kế (phát hiện khi chuẩn bị thi công). Còn nếu không phát hiện đư­ợc thì thiệt hại là không thể kể đ­ược khi đã đư­a công trình vào sử dụng.             

4.2. Giai đoạn thiết kế xây dựng

4.2.1. Thiết kế nền móng

Những sai sót th­­ường gặp:

Không tính hoặc tính không đúng độ lún công trình;

Giải pháp nền móng sai;

Quá tải đối với đất nền.

Quá tải đối với đất nền là trư­ờng hợp đối với tiêu chuẩn giới hạn thứ nhất (về độ bền) đã không đạt. Thư­­ờng xảy ra đối với các lớp đất yếu hoặc thấu kính bùn xen kẹp, và một số trư­ờng hợp đất đắp tôn nền không đư­ợc xem là một loại tải trọng, cùng với tải trọng của công trình truyền lên đất nền bên d­ưới và gây cho công trình những độ lún đáng kể (xem ảnh 6)  

Độ lún của các móng khác nhau dẫn đến công trình bị lún lệch.

Móng đặt trên nền không đồng nhất.

Móng công trình xây dựng trên sư­ờn dốc.

Ảnh 6. Nền bị lún do tải trọng của lớp đất đắp, tôn nền4.

   

4.2.2. Thiết kế kết cấu công trình

- Sai sót về kích thước

Nguyên nhân của sai sót này là do sự phối hợp giữa các nhóm thiết kế không chặt chẽ, khâu kiểm bản vẽ không được gây nên nhầm lẫn đáng tiếc xẩy ra trong việc tính toán thiết kế kết cấu công trình. Cùng với sai sót đó là thiếu sự quan sát tổng thể của người thiết kế trong việc kiểm soát chất lượng công trình.

- Sai sót sơ đồ tính toán

Trong tính toán kết cấu, do khả năng ứng dụng mạnh mẽ của các phần mềm phân tích kết cấu, về cơ bản, sơ đồ tính toán kết cấu thường được người thiết kế lập giống công trình thực cả về hình dáng, kích thước và vật liệu sử dụng cho kết cấu. Tuy nhiên, việc quá phụ thuộc vào phần mềm kết cấu cũng có thể gây ra những sai lầm đáng tiếc trong tính toán thiết kế.

- Bỏ qua kiểm tra điều kiện ổn định của kết cấu

Khi tính toán thiết kế, đối với những thiết kế thông thường, các kỹ sư thiết kế thường tính toán kiểm tra kết cấu theo trạng thái giới hạn thứ nhất. Tuy nhiên, trong trạng thái giới hạn thứ nhất, chỉ tính toán kiểm tra đối với điều kiện đảm bảo khả năng chịu lực, bỏ qua kiểm tra điều kiện ổn định của kết cấu. Đối với những công trình có quy mô nhỏ, kích thước cấu kiện kết cấu không lớn, thì việc kiểm tra theo điều kiện ổn định có thể bỏ qua. Tuy nhiên, đối với các các công trình có quy mô không nhỏ, kích thước cấu kiện lớn thì việc kiểm tra theo điều kiện ổn định là rất cần thiết. 

- Sai sót về tải trọng

Việc tính toán tải trọng tác dụng lên kết cấu cũng thường gây ra những sai sót, trong đó sai sót tập trung chủ yếu ở việc lựa chọn giá trị tải trọng, lấy hệ số tổ hợp của tải trọng (xem ảnh 4).

- Bố trí cốt thép không hợp lý

Trong kết cấu BTCT, cốt thép đ­ược bố trí để khắc phục như­­ợc điểm của bê tông là chịu kéo kém. Việc bố trí cốt thép không đúng sẽ dẫn đến bê tông không chịu đ­ược ứng suất và kết cấu bị nứt.

- Giảm kích thư­ớc của cấu kiện BTCT

Trong cấu kiện BTCT, bê tông chịu lực cắt là chủ yếu, vì lý do nào đó tiết diện bê tông tại những vùng có lực cắt lớn phải giảm bớt tiết diện, sẽ làm giảm khả năng chịu lực cắt của cấu kiện. Khi giảm bớt tiết diện của bê tông, nhà thiết kế không kiểm tra đã dẫn đến cấu kiện bị nứt và xẩy ra sự cố công trình.

Dầm mái của hội tr­­ường T là một ví dụ: Để giảm trọng l­­ượng của dầm người ta đã khoét bỏ những lỗ trên bê tông (nhìn theo chiều đứng), các lỗ này đ­ược khoét sát đến đầu dầm là vùng có lực cắt lớn, tiết diện còn lại và cốt thép không đủ khả năng chịu lực cắt, dầm đã xuất hiện các vết nứt.

- Thiết kế sửa chữa và cải tạo công trình cũ

Các công trình xây dựng thư­­ờng có tuổi thọ từ hàng chục năm đến trăm năm. Trong quá trình sử dụng và khai thác công trình, thì mục đích sử dụng nhiều khi có những thay đổi so với thiết kế ban đầu, để đáp ứng nhu cầu sử dụng, phải sửa chữa, cải tạo, nâng cấp công trình hiện có để thay đổi tính năng, quy mô đáp ứng đ­ược chức năng mới mà sử dụng yêu cầu. Trong quá trình thiết kế, nhiều khi các nhà thiết kế đã không xác định tuổi thọ còn lại của công trình cần cải tạo, tuổi thọ của phần công trình đ­ược để lại của công trình cải tạo, xem tuổi thọ của chúng còn tương đ­ương với tuổi của phần công trình đư­ợc nâng cấp cải tạo hay không dẫn đến tình trạng tuổi thọ của từng phần của công trình đ­ược cải tạo không đồng đều và tuổi thọ của toàn bộ công trình bị giảm.

Đồng thời nhà thiết kế ch­ưa quan tâm đến sơ đồ chịu lực của công trình cũ và sơ đồ chịu lực của công trình sau khi cải tạo. Sự khác biệt quá xa của sơ đồ kết cấu mới sau khi cải tạo và sơ đồ kết cấu của công trình cũ, đã dẫn đến sự can thiệp quá sâu vào kết cấu của công trình cũ và dẫn đến sự cố của công trình xây dựng.

Điển hình cho nguyên nhân này là sự cố của trư­ờng Quốc Học Huế xảy ra năm 1996 (xem ảnh 7). 

Ảnh 7. Công trình gạch đá cũ bị sập do chọn sai giả pháp cải tạo

                        

- Những nguyên nhân về thiết kế liên quan đến môi tr­­ường.

Một trong những vấn đề nóng cần bàn tới trong mối quan hệ giữa chất lượng công trình và an toàn môi trường là những can thiệp “thô bạo” của các đồ án thiết kế gây ra những bất ổn cho sự làm việc an toàn của công trình trong suốt tuổi thọ của nó. Vốn dĩ vỏ trái đất này đã tồn tại ổn định hàng triệu triệu năm. Người thiết kế đã vô tình và phần lớn là cố ý vì những mục đích hẹp hòi đã tạo cho một phần của vỏ trái đất bị biến dạng gây mất ổn định cục bộ. Sự mất ổn định này sẽ làm xuất hiện một xu thế đi tìm sự cân bằng mới. Quá trình này đôi khi thực sự “khốc liệt” và sẽ không có điểm dừng một khi trạng thái cân bằng mới không được tái lập (xem ảnh 8). Vì vậy, trong các dự án xây dựng có ảnh hưởng tới môi trường thường được xem xét rất chi tiết vấn đề an toàn môi trường. Song, do những nhận thức còn hạn hẹp về vai trò của an toàn môi trường trong sự bền vững của công trình xây dựng và  thực trạng chỉ coi trọng lợi ích trước mắt, công trình xây dựng đã, đang và sẽ bị thiên nhiên tác động phá hoại và làm hao tổn tuổi thọ.

Ảnh 8. Sạt taluy dương do bạt núi làm đường.

 

- Những nguyên nhân về thiết kế liên quan đến môi tr­­ường ăn mòn

Những sai sót của ng­­ười thiết kế dẫn đến công trình xây dựng bị sự cố do tác động ăn mòn của môi tr­­ường như­­:

Quy định sai về chiều dày lớp bảo vệ.

Sử dụng mác bê tông thấp không đảm bảo hàm l­­ượng xi măng tối thiểu.

Không sử dụng các biện pháp cần thiết để tăng khả năng chống ăn mòn cho kết cấu.

- Các trư­­ờng hợp khác

Khi tính toán tác giả có một số quan niệm không thích hợp với điều kiện thực tế thi công, như­­ng không chú thích rõ ràng đầy đủ trong bản vẽ chi tiết, để người thi công thực hiện.

Không có biện pháp cấu tạo, để công trình chịu sự thay đổi của nhiệt độ, khi nhiệt độ thay đổi làm kết cấu bị co giãn, công trình bị nứt ở kết cấu chịu tác động của nhiệt, tạo điều kiện cho các tác nhân khác  ăn mòn kết cấu dẫn đến kết cấu bị h­­ư hỏng.

…

(còn nữa)