Trong quá trình xây dựng, thi công hay đưa vào sử dụng một công trình, quan trắc lún công trình là một bước quan trọng không thể thiếu. Đây là công đoạn giúp đánh giá độ lún, tìm ra nguyên nhân gây lún công trình rồi từ đó đánh giá mức độ nguy hiểm và tìm cách khắc phục hiệu quả và dứt khoát. Tuy nhiên, không phải công trình nào cũng nhất thiết thực hiện bước này.
Với những công trình trọng điểm hoặc những nền đất đặc biệt yếu, việc thực hiện quan trắc lún là rất quan trọng. Khi đó, công tác này đóng vai trò nòng cốt trong bước tiền thi công để có thể thuận lợi đưa vào sử dụng. Nền móng có chắc chắn hay không, công trình đưa vào thi công có bền bỉ với thời gian hay không phụ thuộc nhiều vào những quy định nghiêm ngặt của khâu quan trắc lún này.
I - Quan trắc lún là gì
Quan trắc lún công trình xây dựng là quy trình đầu tiên và tối quan trọng để tránh sự cố lún nền, chuyển dịch đất nền gây ảnh hưởng đến tiền bạc, thời gian và sự an toàn tính mạng của người thi công cũng như người sử dụng.
II - Quan trắc lún có tác dụng gì?
Trước khi thi công công trình, các kỹ sư có chuyên môn sẽ kiểm tra quan trắc lún thông qua các giá trị về độ lún, mức lún lệch, tốc độ lún trung bình hàng năm của công trình và so sánh chúng với giới hạn lún được cho phép khi thiết kế xây dựng công trình một cách kỹ lưỡng và cẩn thận.
Ngoài ra, nền móng công trình tại thời điểm xây và mức độ thay đổi sau khi đưa vào thực thế sử dụng cũng được đánh giá sát sao để ghi nhận hiệu quả thi công. Khi thực hiện đo đạc, các kỹ sư và chủ đầu tư cũng có thể đánh giá được mức độ lún và độ chuyển dịch trung bình của công trình có nằm trong giới hạn an toàn cho phép khuyến cáo với các loại công trình và các nền đất sẵn có khác nhau hay không.
Độ lún của nền móng luôn yêu cầu được đo một cách cẩn thận, có kỹ thuật và có hệ thống. Kết quả thu được phải được ghi chép theo chu kỳ nhất định để đánh giá những mối nguy tiềm năng.
Công tác quan trắc lún sẽ được đo thường xuyên cho đến khi mức độ lún của đất công trình thi công đi vào ổn định với tốc độ lún của công trình dao động từ 1-2 mm trong một năm. Hoặc việc đo quan trắc lún công trình có thể được dừng lại nếu độ lún chu kỳ của công trình dao động trong giới hạn kỹ thuật cho phép. Nếu thấy công trình có những dấu vết đáng ngờ và đột biến (rẽ, nứt, lún, nghiêng) thì cần tổ chức xem xét tổng thể, kịp thời để xác định các thông số làm ảnh hưởng đến sự bền vững của công trình, tìm ra nguyên nhân và kiến nghị những giải pháp cần thiết để sửa chữa công trình.
III - Những yếu tố trong quan trắc lún
Những yếu tố giúp quá trình thực hiện quan trắc lún được chính xác và hiệu quả:
Mốc chuẩn quan trắc lún: Cần xây dựng hệ thống lưới gồm các mốc chuẩn trước khi thực hiện quan trắc lún. Khi tiến hành đo, mốc chuẩn sẽ giúp khống chế độ cao, giúp làm cơ sở để xác định độ lún của công trình xây dựng. 50-100 m là khoảng cách thường thấy từ mốc chuẩn đến công trình. Và để xác định được mốc quan trắc lún một cách chuẩn xác nhất thì các kỹ sư xây dựng cần phải đo đạc trắc địa để đưa ra mốc chuẩn xác.
Mốc quan trắc lún: Đây là mốc được gắn trực tiếp vào nền móng hoặc thân công trình. Khi gắn vào các điểm của kết cấu chịu lực này, kỹ sư có thể đo được quan trắc lún hoặc trồi.
Thiết bị sử dụng: Cần sử dụng kết hợp nhiều loại máy điện tử có độ chính xác cao như máy thủy bình điện tử, máy thủy bình tự động,... và các loại máy có độ chính xác tương đương.
Cóc: Giúp kỹ sư đặt mia chuyền độ cao khi tiến hành thủ thuật đo chênh cao giữa hai điểm không thể nhìn thấy trực tiếp bằng mắt thường với trạm máy TCXD 271:2002.
Mia: Thường là mia invar hoặc mia invar mã vạch (dùng cho máy điện tử) dùng để đo.
IV - Khi nào cần thực hiện quan trắc lún
Những vấn đề gặp phải ở công trình đang thi công có thể kể đến như là: Mất an toàn, khả năng chịu lực của cơ sở hạ tầng có thể gây nguy hiểm, ảnh hưởng đến an toàn của công trình và nhân sự. Các công trình có quy mô lớn hơn 300m2 có thể phục vụ những nơi tụ tập quy mô lớn trên mức 3 người như rạp chiếu phim, rạp hát, trung tâm thương mại, nhà thi đấu, bệnh viện, trường học,...
Ngoài ra, đối với các công trình đang xây dựng như chung cư, nhà chung cư, khu dân cư khi phát hiện công trình có vết nứt, nghiêng bất thường cần xác định chính xác nguyên nhân gây lún và tiến hành giám sát, nghiệm thu công trình ngay lập tức để tránh thiệt hại đáng tiếc về người có thể có. Vật liệu phải được đảm bảo an toàn để tránh những trường hợp mất an toàn ảnh hưởng đến công việc xung quanh và cuộc sống của con người.
Về cơ bản, tất cả các công trình chịu tải đất đều phải được quan trắc lún, nhưng xét về quy mô và tính kinh tế trong thực tế, chúng tôi chỉ liệt kê một số công trình móng cần phải quan trắc cụ thể như sau:
Các công trình nhà dân cao tầng.
Các công trình đập thủy lợi, thủy điện được nhà nước đầu tư xây dựng.
Các công trình có nền đất yếu sẵn.
Các công trình để phục vụ mục đích là nơi sinh hoạt cho nhiều người như xưởng may, nhà máy, công ty, rạp chiếu phim, văn phòng,...
Công trình giao thông cầu đường.
Ngoài ra, đối với các công trình đang xây dựng như khu dân cư, chung cư, nhà ở khi phát hiện các vết nứt, công trình nghiêng bất thường cần tiến hành ngay các thủ tục quan trắc lún công trình, phát hiện vật liệu, đồng thời tiến hành thi công ngay để xác định chính xác nguyên nhân giải quyết sự việc. Để tránh những trường hợp mất an toàn ảnh hưởng đến công việc xung quanh và cuộc sống của mọi người.
Trong quan trắc, bàn quan trắc lún là công cụ hữu ích và vô cùng quan trọng để đo lường và so sánh độ lún giữa các vị trí khác nhau của đất nền. Cách sử dụng bàn quan trắc lún hiệu quả nhất sẽ giúp bạn hiểu hơn về bàn quan trắc, tác dụng và ứng dụng của nó trong công trình thực tế.
V - Quy trình của quan trắc lún
1. Lập đề cương và đề xuất phương án kỹ thuật
Lập kế hoạch tỉ mỉ và chi tiết để tìm ra phương án thực hiện là điều tất yếu trước khi tiến hành khâu quan trắc lún công trình. Thông qua kế hoạch đã vạch ra đó, kỹ sư thực hiện quan trắc lún công trình có thể nắm được kế hoạch triển khai để chủ động trong thời gian thực hiện công việc, tiến độ phù hợp để thực hiện kế hoạch.
Đề cương bao gồm một mặt bằng với các mốc cơ sở, một mặt bằng với các mốc kiểm tra, tiêu chuẩn viện dẫn, cấu tạo của các mốc kiểm tra và cơ sở, thời gian và số chu kỳ, tiến độ được dự trù, giới hạn lún, độ lệch, mẫu đo có sẵn, mẫu báo cáo cụ thể và phần mềm cần dùng.
2. Thiết kế các loại mốc chuẩn và mốc quan trắc lún
Căn cứ trên các quy luật trong xây dựng, xác định mốc chuẩn và mốc quan trắc lún cần sự tỉ mỉ nhất định. Đây là 2 yếu tố bắt buộc để tiến hành quan trắc lún.
Bố trí các mốc cơ sở cũng như mốc kiểm tra thực tế cũng phải được tiến hành nghiêm ngặt theo quy định của quan trắc lún. Chúng phải có vị trí, chất liệu, hình dạng, kích thước theo tiêu chuẩn của Bộ xây dựng đã quy định để có thể chịu tải phù hợp. Theo thông lệ thì mốc kiểm tra phải là mốc inox được khoan cấy vào những cột có khả năng chịu tải. Mốc cơ sở phải được khoan sâu ít nhất là 5m vào tầng sét và cách 100-150m xa công trường xây dựng. Tùy vào xem xét trường hợp thực tế mà độ xê dịch có thể được kéo dài hay rút ngắn nhưng độ sâu thì phải giữ nguyên.
3. Phân bố vị trí đặt mốc
Cần phải ấn định các đường cơ sở và độ cao mặt đất với các mốc độ lún.
4. Gắn các mốc đo rồi đo chuyển dịch
Cố định các mốc độ lún tại các mốc đã đặt trước đó để phục vụ công tác khảo sát và báo cáo tình hình.
5. Đo các giá trị bằng máy đo chuyên biệt
Tất cả đều là máy đo chuyên dụng có độ chính xác cao để quan trắc lún công trình, được lập trình sẵn các ứng dụng đo đạc quan trắc lún công trình.
Sử dụng màn hình lắng có độ phóng đại và bộ đọc vi mạch, mia inva. Lưu ý: Sơ đồ đo, người đo và thời gian đo phải cố định và không được sai sót giữa các chu kỳ. Máy được khuyên dùng hiện nay là máy DNA 03 với bộ mã vạch mia inva để theo dõi quyết toán.
6. Xử lý số liệu
Sau khi đo độ lún của công trình, cán bộ đo đạc lưu số liệu đo đạc thực tế, sau đó nhập số liệu, tính toán, phân tích kết quả đo đạc từ đó đưa ra các phương pháp, dự báo, cảnh báo sớm để ngăn ngừa những rủi ro thi công.
Sau khi đo độ lún, cán bộ đo đạc sẽ lưu giữ số liệu đo đạc thực tế, đồng thời sử dụng công thức đặc biệt hoặc phần mềm điều chỉnh đặc biệt để tính toán và đưa ra các kết quả quan trắc lún đã được liệt kê. Bảng kê trên nhằm phản ánh thực trạng công trình giúp kỹ sư kết cấu phân tích nguyên nhân lún, điều chỉnh bản vẽ hoặc phương án thi công, giảm thiểu rủi ro khi thi công đưa vào sử dụng công trình dài hạn.
VI - Chu kỳ quan trắc lún công trình
Quan trắc lún công trình gây ra biến dạng là phương pháp đo lặp lại công trình xây dựng, mỗi lần đo được gọi là một chu kỳ quan trắc. Thời gian thực hiện giai đoạn quan trắc sẽ phụ thuộc vào từng loại dự án khác nhau, cốt nền của từng loại, đặc điểm mức độ dịch chuyển của công trình và tiến độ xây dựng của công trình.
Chu trình quan trắc lún được chia thành 3 giai đoạn phổ biến: giai đoạn thi công xây dựng, giai đoạn hoàn thiện và giai đoạn vận hành.
Trong giai đoạn thi công ban đầu, chu kỳ quan trắc lún công trình được thực hiện khi bắt đầu đặt móng, khi công trình chưa chịu tác dụng của tải trọng và áp lực ngang. Các chu kỳ tiếp theo căn cứ vào tiến độ thi công và khối lượng công việc, thông thường từ 2 đến 4 tháng đo 1 chu kỳ.
Trong giai đoạn hoàn thành và vận hành, các chu kỳ được phân bổ theo tốc độ dịch chuyển và đặc điểm vận hành của công trình. Thời gian đo giữa 2 chu kỳ có thể lựa chọn từ 6 tháng đến 1 năm, khi công việc dần ổn định thì thời gian giữa 2 chu kỳ ít cố định hơn.
Trong các giai đoạn hoạt động và phát triển của một dự án, thời gian đo lường giữa các chu kỳ có thể thay đổi từ 6 tháng đến 1 hoặc 2 năm. Khi công việc ổn định và tốc độ dịch chuyển khoảng 1-2 mm / năm thì có thể dừng việc quan trắc. Nếu một đột biến bất thường xảy ra, nó phải được đo lường và quan sát. Nếu một sự kiện bất thường xảy ra với đột biến, phải thực hiện giám sát bổ sung.
Các chu kỳ cần được theo dõi và thực hiện quan trắc lún đúng thời gian quy định để phản ánh rõ nhất các quy định chuyển dịch, biến dạng để có thể đánh giá chất lượng thi công công trình một cách tổng quan.
VII - Kết luận
Trên đây là những quy trình để thực hiện quan trắc lún phổ biến tại Việt Nam. Hi vọng bài viết này sẽ giúp các bạn giải đáp được phần nào thắc mắc và bạn có thể áp dụng những kiến thức trong bài vào thực tiễn công việc.
