Khoa học, Công nghệ, Sản phẩm mới
Năng lực của lòng đất và sự khai thác dành cho nhà cao tầng 27/03/2008

Khuynh hướng của đô thị văn minh ở nhiều nước là xây dựng nhà có số tầng rất cao. Cho đến nay, chưa ai nói đến giới hạn khả dĩ về số tầng đó. Về phía “thiên nhiên”, có thể nói, năng lực của “họ” là vô cùng mặc dù thực tế chưa chắc đã như vậy. Bởi lẽ, “họ” biết rằng sự hạn chế về số tầng không phải do năng lực của lòng đất mà là vấn đề của sơ đồ kết cấu và khả năng tột đỉnh đến mức nào của vật liệu xây dựng.
Như vậy, ở đây xảy ra sự thách đố giữa thiên nhiên và người xây dựng (NXD).
ở góc độ khác có thể nói NXD cần bao nhiêu, lòng đất sẽ đáp ứng bấy nhiêu. Công cụ để đo đếm trong công việc khai thác này chính là cọc nhà cao tầng (NCT).
Theo ước đoán được căn cứ từ kết quả khảo sát địa chất công trình, NXD giả thiết các đặc trưng hình học của tiết diện cọc (cạnh a hoặc đường kính D) và độ sâu hạ cọc L theo yêu cầu về lực cần khai thác để đáp ứng sức nặng NCT.
Cọc càng lớn và càng sâu thì tạo ra năng lực ở lòng đất càng nhiều và từ đó, số lượng tầng càng cao.
Để tìm ra lời giải đó, trong cuộc thử nghiệm bằng thử tải, giá trị Pmax phải đủ lớn để chuyển vị đầu cọc đạt càng gần đến chuẩn giới hạn càng tốt.
Trong số khá nhiều đặc trưng, ta có thể chọn hai đặc trưng tiêu biểu nhất, đó là và .
*  (mm/h) - chênh lệch chuyển vị trong một giờ lưu tải (từ biến) đầu tiên.
 Chính là tốc độ chuyển vị ban đầu ở giai đoạn 1 thuộc hàm từ biến C(t,t) (First Creep Deformation). Các TCQP về bê tông thường gọi đó là giai đoạn “từ biến nhanh”.
Giai đoạn 1 của C(t,t) có ý nghĩa lớn, quyết định chất lượng ổn định lâu dài của NCT khi C(t,t) ® const hoặc dẫn đến sự cố công trình hoặc làm giảm tuổi thọ NCT do trạng thái căng thẳng về ứng suất - biến dạng khi C(t,t) tiến dần đến ¥.
Chính là đặc trưng tiêu biểu nhất của giai đoạn 1 nhiều ý nghĩa đó.
Trạng thái chất lượng NCT trong tương lai gần và xa đều được nhận dạng qua giá trị của  so với chuẩn. Trong khi ta chưa có nhiều chuẩn về nó, có thể tham khảo chuẩn của Chương trình SL đã xử lý và thống kê với hơn 1000 bộ số liệu thử tải cọc ở các tỉnh phía Nam và đặc biệt ở TP. HCM.
Chuẩn .
Khi thì trạng thái chất lượng NCT sau đó đáng báo động, cần phải có giải pháp cải thiện để nâng cấp C(t,t) càng sớm càng tốt.
Quan hệ  cũng rất minh bạch.
Với P < PTK, giá trị  xê dịch với chiều hướng tăng dần.
Khi P > PTK với giá trị tăng cao dần thì  tăng nhanh và rất cao.
ở trạng thái này, sự mất ổn định đã làm cho cấu trúc của đất trượt nhanh rồi trượt dài trong trạng thái phá hoại.
Sau nhiều trắc nghiệm theo quan điểm của khoa học thực nghiệm và xử lý số liệu theo quan điểm địa cơ và qui luật biến dạng ta có thể kết luận rằng là đặc trưng tin cậy nhất, nhạy cảm nhất, phổ biến nhất để nhận dạng trạng thái chất lượng nền cọc công trình. Công tác này nhằm chăm sóc chất lượng nền cọc trước khi thực hiện giải pháp móng cọc. Lợi ích kinh tế đưa lại cho chủ đầu tư rất đáng kể. Kinh nghiệm ở Huyện Nhà Bè - TP. HCM, nhờ giải pháp này, có thể giảm được 15% số lượng cọc cho NCT. Sự khảo sát này thuộc về ổn định, tức thuộc trạng thái giới hạn thứ nhất của kết cấu công trình. Đây là một ưu việt của tiêu chuẩn Hoa Kỳ về thử tải cọc đã chuyển dịch vào TCXDVN 269:2002, phụ lục E, E2.
Quan hệ  là một trong những định lý của qui luật từ biến, là biện pháp để kiểm soát chất lượng của số liệu thu thập khi thử tải cọc. Thu thập sai về S thì kết quả xử lý số liệu trở thành vô nghĩa. Một lần nữa cho thấy rằng, nếu chỉ căn cứ vào giá trị S đơn độc thì sẽ khó nhận xét được trạng thái biến dạng của nền cọc mà cần thiết S phải thuộc vào một đặc trưng tỉ lệ nào đó như , …
*  suất lún trên 1 Tấn.
 thuộc một trong những quan hệ loga của TCXDVN 269:2002, phụ lục E, E2
Chuẩn - theo BS 8004 là 0,254
- theo tài liệu tập huấn 3/2000 của các chuyên gia Hà Nội: 0,20
- theo SL: 0,18 - 0,22  tiêu biểu cho trạng thái địa chất công trình từ Đồng Nai qua TP. HCM đến Bến Tre, Bạc Liêu.
Thông qua giá trị của  và  khi thử tải cọc, không những chỉ có thể góp phần xác định Pghcủa nền cọc với độ tin cậy cao mà còn giúp ta nhận dạng trạng thái nền cọc khi trắc nghiệm các giả thiết về cọc của cơ quan thiết kế.
Với Pmax phải đủ lớn như trên đã nói thì ta sẽ nhận được từ nền cọc giá trị thật của Pgh. Pmax đó ứng với đặc trưng hình học đã được giả thiết về cọc (a, L) hoặc (D,L). Trường hợp này còn được biểu thị qua tỉ lệ đủ lớn, lớn hơn 70% (theo SL). Đây là biểu hiện của NGUYÊN Lý KHÔI PHụC (Reversible) mà TCXD 190:1996 đã gợi ý.
Bài viết này phù hợp với điểm 7.7a của TCXDVN 269:2002 nhằm thử tải thăm dò. Cần phải hiểu, đây là công tác thăm dò khả năng đáp ứng của nền cọc tương ứng với giả thiết về các đặc trưng của cọc do CQTK thiết lập.
Như vậy, đối với số tầng tối đa của các nhà cao tầng vẫn là ẩn số do năng lực hạn chế của con người. Vì vậy, về phía lòng đất, tạm thời được xem là năng lực “vô tận”.
Tuy nhiên, con người phải dùng các đặc trưng của cọc làm công cụ để thăm dò và khai thác theo mức độ cần thiết của số tầng. Đương nhiên, trong khi khai thác, lượng yêu cầu càng lớn thì sự tốn kém càng nhiều. Những chủ đầu tư khôn ngoan khi biết bàn bạc với cơ quan thiết kế sẽ tiết kiệm được 15% số lượng cọc NCT là chuyện bình thường. (Con số mà người viết đã gặp là tương đương với 5 tỷ đồng).
Các cơ quan thiết kế phải biết chọn và trắc nghiệm những giả thiết về cọc của mình với độ tin cậy cao nhất nhờ khoa học về thử tải cọc đã được thiết lập.

GSTS. Nguyễn Văn Đạt


Các tin khác
Một số vấn đề về kết cấu tháp cao tầng bằng thép ( 04/04/2008 )
Nguyên lý làm việc của vì neo gia cường khối đá ( 04/04/2008 )
Ứng dụng công nghệ mới làm đê, kè chống ngập, úng ( 27/03/2008 )
BREEAM, GBC Và LEED, các hệ thống đánh giá kiến trúc xanh trên thế giới ( 27/03/2008 )
Độ chống thấm của vữa và bê tông hạt nhỏ ( 27/03/2008 )
Móng cọc nhồi đường kính lớn mở rộng đáy (tiếp theo) ( 27/03/2008 )
Các giải pháp cấu tạo tăng cường khả năng ổn định cho công trình kiến trúc chịu sự tác động của gió bão và những đề xuất mới phù hợp trong điều kiện Việt Nam ( 27/03/2008 )
Xu hướng khai thác không gian ngầm đô thị ( 27/03/2008 )
ĐHXD- Trung tâm hợp tác đào tạo và Tư vấn quốc tế Năng động và phát triển ( 27/03/2008 )
Hiệp Hội Tư vấn xây dựng Việt Nam (VECAS) với nhiệm vụ năm 2007 ( 27/03/2008 )
Cuộc tranh luận khoa học kéo dài hơn 25 năm đã đến hồi kết ( 27/03/2008 )
 Tin mới nhất

Lộ trình đổi mới R&D Xây dựng và giao thông Hàn Quốc

Những năm qua, Hàn Quốc đã mở rộng rất nhiều đầu tư trong nghiên cứu và phát triển (R&D) khoa học và công nghệ và đã đạt được thành tựu có ý nghĩa. Bắt đầu như là một dự án hợp tác R&D công nghiệp – hàn lâm tháng 12/1994, dự án R&D công nghệ xây dựng và giao thông đã dần dần phát triển ra tổng số 16 dự án bao gồm “Dự án Nghiên cứu và Phát triển công nghệ xây dựng trọng điểm” năm 2006 với vốn Nhà nước được chi cho các dự án từ 1,2 tỷ won lên 262 tỷ won.


Thông báo về việc triệu tập đại hội lần thứ VI của Tổng Hội XDVN

Căn cứ vào Nghị quyết hội nghị BCH TW Tổng Hội XDVN lần thứ V khoá V ngày 6/12/2007, Đoàn Chủ tịch Tổng Hội XDVN đã có quyết định và thông báo về việc tổ chức đại hội khoá VI của Tổng Hội vào ngày 21/8/2008. Đoàn Chủ tịch Tổng Hội đã lập đề cương tổ chức đại hội và ra quyết định thành lập Ban Tổ chức để chuẩn bị đại hội.


Các đề tài NCKH của Tổng Hội được duyệt trong năm 2008

Theo công văn số 02/BXD-KHCN ngày 7/1/2008 của Bộ Xây dựng, về kế hoạch khoa học công nghệ và môi trường ngành xây dựng năm 2008, ban hành theo quyết định số 1535/QĐ-BXD ngày 28/12/2007 của Bộ trưởng Bộ Xây dựng, Bộ Xây dựng thông báo chính thức các đề tài mà cơ quan thực hiện là Tổng Hội XDVN trong năm 2008 gồm 2 đề tài, đó là:


10 sự kiện quan trọng của Hội Môi trường đô thị Việt Nam năm 2007

1. Trong thời gian từ 28/2~13/3/2007, Hội đã cử 30 thành viên tham quan, học tập và trao đổi kinh nghiệm về xử lý chất thải công nghiệp và bảo vệ môi trường  ở Nhật Bản.
2. Đã tổ chức hội nghị BCH lần thứ 7 khoá II tại TP Hồ Chí Minh vào ngày 15/6/2007


Hoạt động của Hội Kết cấu và Công nghệ xây dựng Việt Nam

Họp Thường trực BCH
Ngày 19/1/2008, Hội đã họp hội nghị Thường trực BCH do Chủ tịch Hội, GS. TSKH. Nguyễn Văn Liên chủ trì. Hội nghị đã quyết định một số công tác quan trọng trong năm 2008.


Hội Xây dựng Hà Nội họp tổng kết công tác năm 2007

Sáng ngày 26/1/2008 tại Hội trường Công viên Bách Thảo, Hội Xây dựng Hà Nội đã họp hội nghị Tổng kết hoạt động năm 2007 với sự tham dự của các uỷ viên BCH Hội, lãnh đạo các chi hội cùng đại diện các Hội bạn. GS.TS. Nguyễn Mạnh Kiểm Chủ tịch Tổng hội XDVN và Phó Chủ tịch UBND Hà Nội Nguyễn Văn Khôi đã đến dự Hội nghị.