ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Giới thiệu chung: Việt Nam là một trong mười nước có mật độ sông ngòi, kênh rạch lớn nhất thế giới khoảng 0. Các khu dân cư, thành phố và vùng nông nghiệp ở nước ta thường phát triển dọc theo các vùng ven sông và chịu ảnh hưởng lớn của lũ và nguy cơ ngập lụt, ngập mặn cao. Đặc biệt hiện nay tốc độ đô thị hóa nhanh chóng cùng với sự nóng lên của trái đất dẫn tới nước biển dâng gây ra hiện tượng ngập úng, xâm nhập mặn tại các vùng ở Thành Phố Hồ Chí Minh, Đồng bằng Sông Cửu Long., gây ảnh hưởng rất lớn đến đời sống và sinh hoạt cũng như kinh tế của người dân. Để giải quyết tình trạng trên người ta đã nghĩ đến việc xây dựng các đê bao và cống kiểm soát triều, đập ngăn nước tại các cửa sông để khoanh vùng và điều tiết nước.
Cống kiểm soát triều, đập ngăn nước gọi tắt là công trình ngăn sông với mục đích ngăn mặn, tiêu úng thoát lũ, giữ ngọt để tạo nguồn nước dân sinh, nông nghiệp đã được nghiên cứu và xây dựng rất nhiều. Hầu hết các công trình ngăn sông từ trước đến nay điều được xây dựng theo công nghệ truyền thống. Trong quá trình xây dựng theo công nghệ truyền thống đã nảy sinh nhiều vấn đề khó khăn, nhiều khi không giải quyết được như: giải phóng mặt bằng, kinh phí lớn, ảnh hưởng môi trường…Nhằm tháo gỡ khó khăn này, Viện Khoa Học Thủy Lợi đã nghiên cứu và ứng dụng thành công công nghệ ngăn sông mới Đập Trụ Đỡ và Đập Xà Lan do G.S Trương Đình Dụ cùng cộng sự nghiên cứu và đạt giải thưởng Hồ Chí Minh về cụm công trình: Ngăn sông Đập Trụ Đỡ và Đập Xà Lan (Kỳ, 2012). Đập Trụ Đỡ là một trong hai kết quả nghiên cứu của đề tài KC 12.10: “Nghiên cứu áp dụng công nghệ tiên tiến trong cân bằng, bảo vệ và sử dụng có hiệu quả nguồn nước Quốc gia” (1991-1995) do GS.
TS Trương Đình Dụ làm chủ nhiệm (Kỳ, 2012). Kết quả nghiên cứu đã được áp dụng vào thực tế xây dựng các công trình: Cống Thảo Long (Thừa Thiên Huế), cống Sông Cui (Long An), cống Phó Sinh (Bạc Liêu),.và một số công trình đã xây dựng và chuẩn bị xây dựng theo quy hoạch chống ngập úng QH1547 của Thành Phố Hồ Chí Minh. Điều kiện địa chất ở Việt Nam tương đối phức tạp, nói chung địa chất ở miền Bắc xuất phát từ đồng bằng châu thổ sông Hồng, địa chất ở miền Trung xuất phát từ Học Viên: Đỗ Ngọc Hưng – 7140102 Trang 6 Luận Văn Thạc Sĩ - CBHD: TS. Phạm Vũ Hồng Sơn – TS.
Lê Hoài Long dãy núi Trường Sơn và địa chất ở miền Nam xuất phát từ đồng bằng châu thổ sông Cửu Long. Đó cũng là một trong những nguyên nhân dẫn đến những khó khăn trong thiết kế xử lý nền cho móng Đập Trụ Đỡ đối với các công ty tư vấn và các nhà thầu xây dựng. Hiện nay có một số biện pháp xử lý nền cho móng Đập Trụ Đỡ đã ứng dụng ở nước ta như: cọc khoan nhồi, cọc bê tông cốt thép dự ứng lực và đặc biệt là cọc ống thép công nghệ Nhật Bản. Mỗi kết cấu nền móng có mỗi đặc điểm riêng như về khả năng chịu lực, công nghệ thi công, kinh nghiệm thi công, tiến độ thi công, chi phí…Cho nên việc lựa chọn xử lý nền móng phải phù hợp và hiệu quả nhất về chi phí, tiến độ lẫn chất lượng hay tính cấp thiết của công trình là điều cần thiết.2 Xác định vấn đề nghiên cứu: 1.1 Lý do hình thành nghiên cứu: Trong lĩnh vực đầu tư phát triển, việc bỏ vốn đầu tư xây dựng công trình tiết kiệm và đạt hiệu quả cao là mục tiêu hàng đầu của Đảng, nhà nước ta và của các Nhà đầu tư.
Vấn đề tiết kiệm chi phí trong lĩnh vực đầu tư xây dựng công trình được các chủ đầu tư quan tâm hàng đầu, trong đó chất lượng công tác thiết kế lựa chọn phương án phù hợp có ý nghĩa quyết định đối với chất lượng và giá thành công trình. Trong công tác thiết kế công trình xây dựng, giải pháp thiết kế xử lý nền móng công trình chiếm vai trò hết sức quan trọng, có ý nghĩa quyết định đến độ bền vững, tuổi thọ và giá thành công trình, đặc biệt là các công trình ngăn sông vùng triều có nền móng đặt trong vùng nước sâu nền đất yếu. Trong công trình xây dựng, chi phí cho phần móng thường chiếm tới 20% đến 30 %, thậm chí lên tới 40% giá thành công trình nếu xây dựng trên nền đất yếu và địa chất phức tạp. Vì vậy lựa chọn giải pháp nền móng hợp lý là vấn đề quan tâm hàng đầu đối với các nhà thiết kế, chủ đầu tư công trình (Đức, 2012).
Nền móng của một số công trình ứng dụng công nghệ Đập Trụ Đỡ đã và đang thi công như sau: - Cống Thảo Long; Cống Phó Sinh, Cống Hiền Lương, Cống Sông Cui… đã đi vào hoạt động chọn cách xử lý nền cho móng là cọc bê tông cốt thép đúc sẵn. - Cống Nhiêu Lộc Thị Nghè đã đi vào hoạt động chọn cách xử lý nền cho móng là cọc khoan nhồi. Học Viên: Đỗ Ngọc Hưng – 7140102 Trang 7 Luận Văn Thạc Sĩ - CBHD: TS. Phạm Vũ Hồng Sơn – TS.
Lê Hoài Long - Hiện nay các cống kiểm soát triều thuộc dự án Chống Ngập Thành Phố Hồ Chí Minh điều ứng dụng công nghệ Đập Trụ Đỡ và chọn cọc khoan nhồi, cọc ống thép dạng giếng để xử lý nền móng. Các nhà triết học La Mã nói: Không có gì chắc chắn trừ những việc đã xảy ra trong quá khứ (E. Do đó mà việc lựa chọn nền móng cũng vậy, công nghệ thế giới ngày càng phát triển và cải tiến sao cho phù hợp với điều kiện, môi trường ngày càng cao của thực tại. Việc áp dụng những công nghệ mới trong công tác nền móng điều dựa trên cơ sở ưu điểm, nhược điểm cái đã từng áp dụng để đưa ra một cái phù hợp hơn.
Việc áp dụng những công nghệ mới được đánh giá là tốt nhưng không phải lúc nào, hoàn cảnh nào cũng phù hợp và tối ưu. Cho nên nghiên cứu này muốn xây dựng một mô hình lựa chọn dựa trên những tiêu chí cần thiết được nắm bắt trên tất cả các vấn đề, như một cách tiếp cận một chiều là một sự đơn giản hóa của bản chất thực sự của vấn đề. Tất cả những ý tưởng mới có thể dẫn tới biến thể của quyết định lựa chọn, nên việc so sánh lựa chọn phải dựa trên một tập hợp nhiều tiêu chí mâu thuẩn nhau.2 Các câu hỏi nghiên cứu: Đối với thiết kế, vấn đề xử lý nền cho móng Đập Trụ Đỡ nhiều lúc chỉ dựa trên kinh nghiệm đã thiết kế hay những tiền lệ đã có sẵn để thiết kế. Đơn vị thiết kế có lên một bức tranh tổng thể các phương án để so sánh ưu điểm nhược điểm của từng giải pháp không? Về lâu dài giải pháp nào hiệu quả hơn? Đối với chủ đầu tư, nhà đầu tư đặt ra câu hỏi là phương án nền móng của thiết kế đưa ra hợp lý chưa? Có còn phương án nào tối ưu hơn không? 1.3 Mục tiêu nghiên cứu: - Xác định các tiêu chí quan trọng ảnh hưởng đến công tác xử lý nền cho móng Đập Trụ Đỡ trong trường hợp cột nước sâu ở Việt Nam.
- Nghiên cứu và xây dựng mô hình AHP đánh giá, lựa chọn phương án xử lý nền cho móng Đập Trụ Đỡ dựa trên các tiêu chí. - Ứng dụng mô hình để đánh giá việc lựa chọn phương án xử lý nền cho móng Đập Trụ Đỡ công trình Cống Kiểm Soát Triều Mương Chuối thuộc dự án chống ngập TpHCM. Học Viên: Đỗ Ngọc Hưng – 7140102 Trang 8 Luận Văn Thạc Sĩ - CBHD: TS. Phạm Vũ Hồng Sơn – TS.
Lê Hoài Long 1.4 Phạm vi nghiên cứu: - Địa điểm: trên lãnh thổ nước Việt Nam. - Đối tượng nghiên cứu: Lựa chọn phương án xử lý nền móng cho công trình Đập Trụ Đỡ ngăn sông. - Quan điểm phân tích: Quan điểm của thiết kế và chủ đầu tư.5 Đóng góp của nghiên cứu: 1.1 Về mặt học thuật: Nghiên cứu này dựa trên cơ sở kết hợp nhiều biện pháp (lý thuyết xác suất thống kê, kiểm định thống kê, công cụ AHP…) tạo thành một biện pháp nghiên cứu thống nhất tạo nên cơ sở lý thuyết vững chắc để giải quyết vấn đề đặt ra. Và với mong muốn thông qua đề tài này hình thành một mô hình AHP dựa trên bộ tiêu chí quan trọng để cho việc ra quyết định giải quyết vấn đề đa dạng hơn, hợp lý hơn.2 Về mặt thực tiễn ứng dụng: Nghiên cứu này sẽ góp phần làm cho đơn vị thiết kế, chủ đầu tư có một mô hình lựa chọn dựa trên cái nhìn tổng quát hơn qua các tiêu chí quan trọng quyết định việc thiết kế nền móng cho công trình Đập Trụ Đỡ ngăn sông.
Và qua đó đơn vị thiết kế chứng minh với Chủ đầu tư rằng sự lựa chọn của mình là phù hợp thông qua bộ tiêu chí đánh giá này. Học Viên: Đỗ Ngọc Hưng – 7140102 Trang 9 Luận Văn Thạc Sĩ - CBHD: TS. Phạm Vũ Hồng Sơn – TS. Lê Hoài Long CHƯƠNG II: TỔNG QUAN 2.1 Các khái niệm và định nghĩa: 2.1 Định nghĩa về Đập Trụ Đỡ Đập Trụ Đỡ là một trong hai kết quả nghiên cứu của đề tài KC 12.10: “Nghiên cứu áp dụng công nghệ tiên tiến trong cân bằng, bảo vệ và sử dụng có hiệu quả nguồn nước Quốc gia” (1991-1995) do GS.
TS Trương Đình Dụ làm chủ nhiệm (Kỳ, 2012). Đập Trụ Đỡ là công trình điều tiết nước bao gồm các trụ chịu lực bằng bê tông cốt thép có móng cọc cắm sâu vào nền, giữa các trụ là dầm đỡ van liên kết với các trụ, dưới dầm đỡ van và các trụ là cừ chống thấm cắm vào nền, các thanh cừ liên kết kín nước với nhau, đỉnh cừ liên kết với dầm van và trụ, trên dầm van là cửa van kết hợp với các trụ để điều tiết nước. Hình 1: Cấu tạo chính Đập Trụ Đỡ Học Viên: Đỗ Ngọc Hưng – 7140102 Trang 10 Luận Văn Thạc Sĩ - CBHD: TS. Phạm Vũ Hồng Sơn – TS.
Lê Hoài Long 2.2 Đập Trụ Đỡ ở vùng nước sâu: Các công trình ngăn sông điều tiết nước lớn ở Việt Nam thường nằm trên vùng có địa chất phức tạp , chiều dày lớp đất yếu rất lớn. Cao trình đáy lớp đất yếu (Đất bùn lỏng, đất sét pha trạng thái chảy, có chỉ số SPT N30 < 10) nằm trong khoảng từ -15,0m -:- -30,0m.