Tổng quan nghiên cứu

Dự án Vệ sinh môi trường Thành phố Hồ Chí Minh giai đoạn 2 là công trình hạ tầng kỹ thuật trọng điểm với nguồn vốn tài trợ từ Ngân hàng Thế giới, hướng tới mục tiêu xử lý nước thải sinh hoạt đô thị với lưu lượng tối đa đạt 34.000 m3/h ở giai đoạn 1 và mở rộng lên 55.000 m3/h trong tương lai. Nằm trên diện tích 10 ha tại phường Thạnh Mỹ Lợi, Thành phố Thủ Đức, gói thầu XL02 bao gồm thiết kế, thi công và vận hành Nhà máy xử lý nước thải Nhiêu Lộc - Thị Nghè trong tổng thời gian 48 tháng thi công và 60 tháng vận hành. Trong đó, hạng mục kè cừ ván bê tông cốt thép dự ứng lực đóng vai trò xung yếu nhằm chống ngập, nắn dòng sông Phú Mỹ và bảo vệ nền móng toàn bộ nhà máy.

Tuyến kè có tổng chiều dài 1.596 m, được chia thành 5 phân đoạn chính kết nối với Cầu Kỳ Hà 1 và Cầu Kỳ Hà 4, sử dụng 1.596 cọc cừ tường chính SW600A dài 18 m và 798 cọc cừ neo SW350A dài 12 m. Thách thức lớn nhất của công tác thi công xuất phát từ điều kiện địa chất phức tạp với tầng bùn sét mềm đến rất mềm dày trung bình 9,5 m ngay trên bề mặt, cùng chế độ bán nhật triều không đều dao động từ 1,5 m đến 2,0 m khiến mặt bằng bị ngập sâu từ 9 đến 10 giờ mỗi ngày.

Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là xây dựng và hoàn thiện hệ thống quản lý chất lượng thi công cừ ván bê tông dự ứng lực theo tiêu chuẩn quốc tế và pháp luật Việt Nam. Đề tài tập trung xác lập các chỉ số kỹ thuật then chốt, kiểm soát 100% các điểm dừng kỹ thuật, tối ưu hóa năng suất cơ giới và giảm thiểu tỷ lệ sai lệch vị trí cọc xuống dưới 1,5%, tạo tiền đề đảm bảo tuổi thọ công trình trên 50 năm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng lý thuyết quản lý chất lượng toàn diện và tiêu chuẩn quốc tế TCVN ISO 9001:2015, kết hợp chặt chẽ với chu trình cải tiến liên tục Deming bao gồm 4 giai đoạn Hoạch định - Thực hiện - Kiểm tra - Điều chỉnh. Hệ thống lý thuyết này nhấn mạnh việc tiếp cận theo quá trình và quản trị rủi ro ngay từ giai đoạn chuẩn bị vật liệu đến nghiệm thu bàn giao. Bên cạnh đó, nghiên cứu tích hợp hệ thống văn bản quy phạm pháp luật hiện hành gồm Luật Xây dựng số 50/2014/QH13, Luật sửa đổi số 62/2020/QH14, Nghị định số 06/2021/NĐ-CP về quản lý chất lượng thi công và bảo trì công trình, cùng Nghị định số 15/2021/NĐ-CP về quản lý dự án đầu tư xây dựng.

Khung kỹ thuật chuyên ngành áp dụng tiêu chuẩn công nghiệp Nhật Bản JIS A5373:2016 đối với cấu kiện bê tông đúc sẵn dự ứng lực, yêu cầu cường độ chịu nén của cọc sau khi đóng rắn phải đạt tối thiểu 70 MPa. Hệ thống kiểm soát chất lượng tích hợp ba khái niệm cốt lõi: Kế hoạch kiểm tra và thử nghiệm (ITP), Điểm dừng kỹ thuật (Hold Point) - nơi bắt buộc phải có sự phê duyệt bằng văn bản của Tư vấn giám sát trước khi chuyển bước thi công, và Điểm chứng kiến (Witness Point) nhằm đảm bảo tính minh bạch tuyệt đối trong công tác nghiệm thu hiện trường.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp chọn mẫu toàn bộ đối với 100% cấu kiện tham gia chịu lực tại công trình, bao gồm 1.596 cọc cừ tường chính SW600A và 798 cọc neo SW350A, cùng danh mục 44 thiết bị cơ giới thi công đường thủy chuyên dụng như cẩu trục bánh xích từ 80 đến 150 tấn, búa rung 120 kW đến 150 kW và tàu cẩu tải trọng từ 10 đến 1.998 tấn. Cỡ mẫu toàn diện này là bắt buộc do đặc thù kết cấu kè chịu tải trọng thủy lực liên tục, không cho phép xảy ra bất kỳ sai số cục bộ nào.

Dữ liệu thứ cấp được trích xuất từ hồ sơ thiết kế kỹ thuật, bản đồ khảo sát thủy văn địa hình AVJA000SWDWG0001 và báo cáo địa chất công trình. Dữ liệu sơ cấp được thu thập trực tiếp thông qua nhật ký công trường, kết quả thí nghiệm nén mẫu bê tông, hồ sơ kiểm định cơ giới và hệ thống biên bản nghiệm thu ba bên. Lý do lựa chọn phương pháp phân tích thực nghiệm kết hợp quan trắc trắc đạc là nhằm đối chiếu chính xác các thông số đo đạc thực tế về độ nghiêng, cao độ đỉnh cọc và me cừ ván với chỉ dẫn kỹ thuật của gói thầu, giúp phát hiện sớm các biến dạng trong quá trình xối nước và đóng cọc rung.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình phân tích thực tế tại dự án cho thấy việc kiểm soát chất lượng từ khâu chế tạo đến thi công đã mang lại nhiều kết quả vượt trội:

Thứ nhất, 100% các lô cừ ván bê tông dự ứng lực SW600A và SW350A được sản xuất tại nhà máy đều đạt cường độ nén bê tông trên 70 MPa theo tiêu chuẩn JIS A5373:2016. Kích thước hình học, độ dày thành cọc và dung sai chế tạo được kiểm soát nghiêm ngặt với tỷ lệ đạt chuẩn kích thước ngoại quan lên tới 99,2% trước khi xuất xưởng.

Thứ hai, công tác vận chuyển đường thủy trên quãng đường 95 km trong thời gian 24 giờ bằng xà lan tải trọng từ 230 đến 660 tấn được kiểm soát an toàn tuyệt đối. Việc quy định xếp dỡ tối đa 10 đến 12 cọc mỗi xà lan công tác đã loại bỏ hoàn toàn nguy cơ nứt gãy thứ cấp do va đập và quá tải trọng cho phép.

Thứ ba, việc triển khai đồng bộ 44 danh mục máy móc thiết bị có đầy đủ kiểm định an toàn kỹ thuật giúp quá trình thi công hạ cọc đạt độ chính xác cao. Độ lệch tim cọc và sai số cao độ đỉnh cọc được kiểm soát chặt chẽ, đạt tỷ lệ nghiệm thu chuẩn xác trên 98,5% ngay trong lần đóng đầu tiên.

Thứ tư, nghiên cứu đã lượng hóa được tác động của yếu tố thủy văn khi mặt bằng chịu ảnh hưởng của 2 chu kỳ triều lên xuống mỗi ngày với biên độ 1,5 m đến 2,0 m. Các công tác thi công dầm bê tông tại cao độ +1,25 m chỉ có thể triển khai trong khung giờ triều kiệt kéo dài 9 đến 10 giờ, đòi hỏi biểu đồ tiến độ phải được điều chỉnh linh hoạt theo từng ngày.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến sự thành công của hạng mục là việc tuân thủ tuyệt đối quy trình ITP và sự phối hợp nhịp nhàng giữa Liên danh Acciona - Vinci cùng Tư vấn giám sát Haskoning DHV - DOHWA. Việc kiểm soát điểm dừng tại 3 cấp nghiệm thu đã ngăn chặn triệt để các rủi ro kỹ thuật ngay từ khâu định vị khung dẫn hướng.

Dữ liệu chất lượng thi công có thể được trực quan hóa thông qua biểu đồ tròn phân tích cơ cấu các nguyên nhân gây khuyết tật bề mặt cọc, kết hợp với bảng theo dõi tiến độ đóng cọc thực tế so với kế hoạch trên 5 phân đoạn tuyến kè. Qua đó, các số liệu quan trắc cho thấy phương pháp hạ cọc bằng búa rung kết hợp xối nước áp lực cao giúp giảm ma sát thành cọc trong tầng sét dày 9,5 m, tăng tốc độ thi công lên 15% so với phương pháp đóng búa thông thường và không gây nứt đầu cọc. Kết quả này hoàn toàn tương đồng với các nghiên cứu gần đây về thi công kè ngập nước tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long, chứng minh tính ưu việt của việc kết hợp chu trình PDCA trong quản trị xây dựng ven sông.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các phát hiện thực tế tại gói thầu XL02, nghiên cứu đề xuất 4 nhóm giải pháp chiến lược nhằm tối ưu hóa công tác quản lý chất lượng:

Một là, số hóa toàn diện quy trình kiểm tra và nghiệm thu ITP. Tổng thầu và Tư vấn giám sát cần triển khai phần mềm quản lý nhật ký thi công điện tử, cập nhật tức thời hình ảnh và tọa độ trắc đạc của từng cây cọc, mục tiêu rút ngắn thời gian xử lý hồ sơ nghiệm thu xuống dưới 24 giờ kể từ thời điểm hoàn thành hạ cọc.

Hai là, thiết lập biểu đồ thi công động thích ứng với diễn biến thủy triều. Ban chỉ huy công trường cần phối hợp với bộ phận kỹ thuật cập nhật lịch thủy văn hàng tuần, bố trí các công tác đúc dầm mũ và neo cừ vào khung giờ triều thấp từ 9 đến 10 tiếng mỗi ngày, nhằm nâng cao 20% hiệu suất làm việc hữu ích của nhân công và máy móc.

Ba là, siết chặt kiểm soát chuỗi cung ứng và vận chuyển đường thủy cự ly 95 km. Nhà thầu cần duy trì quy chuẩn chèn lót cao su giảm chấn giữa các tầng cọc trên xà lan và sử dụng cần cẩu 70 tấn có gắn thiết bị cân bằng tải trọng khi bốc dỡ, đặt mục tiêu duy trì tỷ lệ hư hại cấu kiện trong vận chuyển ở mức 0%.

Bốn là, chuẩn hóa công tác bảo trì phòng ngừa đối với 44 đầu thiết bị cơ giới nặng. Đơn vị thi công phải thực hiện chế độ bảo dưỡng định kỳ sau mỗi 200 giờ hoạt động đối với búa rung 120 kW đến 150 kW, trạm máy xối nước 350 HP đến 420 HP và cẩu trục 150 tấn, bảo đảm hệ số sẵn sàng của thiết bị luôn đạt trên 95% trong suốt thời gian thi công 48 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung luận văn mang tính ứng dụng thực tiễn sâu sắc, phù hợp cho 4 nhóm đối tượng chính:

Nhóm thứ nhất là các Giám đốc dự án, Chỉ huy trưởng công trường và Kỹ sư quản lý chất lượng tại các nhà thầu xây dựng. Tài liệu cung cấp cẩm nang chi tiết về quy trình lập bảng ITP, biện pháp thi công cọc cừ ván SW600A và phương án bố trí cơ giới đường thủy cho tuyến kè dài 1.596 m.

Nhóm thứ hai là Ban Quản lý dự án đầu tư xây dựng hạ tầng đô thị và các Chủ đầu tư dự án ODA. Luận văn là tài liệu tham khảo giá trị trong việc xây dựng cơ chế kiểm soát hợp đồng, phân định trách nhiệm pháp lý theo Nghị định 06/2021/NĐ-CP và quản lý nguồn vốn vay quốc tế hiệu quả.

Nhóm thứ ba là các Kỹ sư tư vấn giám sát và chuyên viên kiểm định chất lượng công trình. Tài liệu hỗ trợ phương pháp kiểm tra dung sai cọc đúc sẵn theo tiêu chuẩn JIS A5373:2016 và kỹ thuật đánh giá điểm dừng đối với kết cấu ngập nước chịu biên độ triều 2,0 m.

Nhóm thứ tư là Giảng viên, Học viên cao học và Sinh viên chuyên ngành Kinh tế Xây dựng, Quản lý Xây dựng. Đây là nguồn dữ liệu thực chứng phong phú phục vụ giảng dạy, nghiên cứu tình huống thực tế về quản trị rủi ro và điều hành dự án quy mô 10 ha với công suất 34.000 m3/h.

Câu hỏi thường gặp

Hạng mục kè cừ ván bê tông dự ứng lực tại gói thầu XL02 có quy mô và đặc điểm kỹ thuật gì nổi bật?
Tuyến kè dài 1.596 m chia thành 5 phân đoạn, sử dụng 1.596 cọc SW600A dài 18 m làm tường chắn chính và 798 cọc neo SW350A dài 12 m. Toàn bộ cọc được đúc sẵn bằng bê tông dự ứng lực cường độ cao đạt mác chịu nén trên 70 MPa theo tiêu chuẩn JIS A5373:2016.

Yếu tố thủy văn và địa chất ảnh hưởng như thế nào đến công tác thi công cọc kè?
Địa tầng công trường có lớp bùn sét mềm dày 9,5 m kết hợp dao động bán nhật triều từ 1,5 m đến 2,0 m gây ngập mặt bằng 9 đến 10 giờ mỗi ngày. Do đó, các công tác đúc dầm bê tông cao độ +1,25 m bắt buộc phải thi công linh hoạt trong các khung giờ triều kiệt.

Quy trình ITP và chu trình PDCA được vận hành thế nào trong kiểm soát chất lượng?
Kế hoạch ITP xác định rõ các Điểm dừng kỹ thuật và Điểm chứng kiến cho từng công đoạn từ sản xuất cọc, vận chuyển đường thủy 95 km đến khi hạ cọc. Chu trình PDCA giúp nhận diện sai số trắc đạc ngay tại hiện trường và tiến hành điều chỉnh tức thì trước khi đóng cọc tiếp theo.

Hệ thống máy móc thiết bị thi công được quản lý theo tiêu chí nào?
Toàn bộ 44 danh mục thiết bị bao gồm cẩu trục bánh xích tải trọng từ 80 đến 150 tấn, búa rung 120 kW đến 150 kW và tàu cẩu đến 1.998 tấn đều phải có giấy chứng nhận kiểm định kỹ thuật an toàn còn hiệu lực, nhật ký bảo dưỡng định kỳ và chứng chỉ vận hành hợp lệ.

Biện pháp kiểm soát rủi ro nứt vỡ cừ ván trong quá trình vận chuyển đường thủy là gì?
Cọc được vận chuyển bằng xà lan chuyên dụng trên hành trình sông 95 km kéo dài 24 giờ, giới hạn nghiêm ngặt từ 10 đến 12 cọc mỗi chuyến. Tại hai đầu bến, việc bốc dỡ được thực hiện bằng cần cẩu 70 tấn móc đúng 2 vị trí định vị có đệm lót chuyên dụng.

Kết luận

Luận văn đã giải quyết toàn diện bài toán quản lý chất lượng thi công xây dựng công trình tại một dự án hạ tầng kỹ thuật trọng điểm thông qua 5 đóng góp cốt lõi:

  • Hệ thống hóa khung pháp lý và tiêu chuẩn kỹ thuật gồm Nghị định 06/2021/NĐ-CP, TCVN ISO 9001:2015 và tiêu chuẩn JIS A5373:2016 vào thực tế quản lý thi công kè ngập nước.
  • Thiết lập hoàn chỉnh quy trình kiểm tra ITP cho 2.394 cọc cừ ván bê tông dự ứng lực cường độ cao từ 70 MPa trở lên, bảo đảm kiểm soát 100% các điểm dừng kỹ thuật.
  • Đề xuất giải pháp thi công đóng cọc rung kết hợp xối nước áp lực cao, thích ứng hiệu quả với nền địa chất bùn sét dày 9,5 m và biên độ thủy triều dao động 2,0 m.
  • Xây dựng quy chế điều phối và kiểm định an toàn cho 44 chủng loại máy móc, thiết bị cơ giới thi công đường thủy hạng nặng từ 10 đến 1.998 tấn.
  • Đúc kết bài học kinh nghiệm thực tiễn phục vụ quản lý dự án nhà máy xử lý nước thải công suất 34.000 m3/h, góp phần nâng cao chất lượng các công trình bảo vệ môi trường đô thị.

Kế hoạch tiếp theo trong vòng 6 đến 12 tháng tới cần tập trung hoàn thiện công tác quan trắc chuyển vị định kỳ toàn tuyến kè 1.596 m và nghiệm thu hoàn thành bàn giao gói thầu XL02 đưa vào vận hành 60 tháng. Các tổ chức, nhà thầu và kỹ sư đang thực hiện các dự án hạ tầng ven sông nên áp dụng ngay mô hình quản lý chất lượng này để tối ưu hóa chi phí và đảm bảo độ bền vững tuyệt đối cho công trình.