Một số trao đổi về tiêu chuẩn TCVN 9362- 2012 khi tính toán nền công trình

ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1+2 - 2019 80 MỘT SỐ TRAO ĐỔI VỀ TIÊU CHUẨN TCVN 9362- 2012 KHI TÍNH TỐN NỀN CƠNG TRÌNH VÕ THỊ THƯ HƯỜNG* Some exchange to standard TCVN 9362- 2012 for foundtion calculation Abstract: The paper presents some shortcomings when applying the TCVN 9362-2012 standard to foundations design within the conditions of many advances in information technology. TCVN 9362-2012 1. ĐẶT VẤN ĐỀ * TCVN 9362:2012 được chuyển đổi từ TCXD 45:1978 theo quy định tại khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a khoản 1 Điều 7 Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 01/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật. TCVN 9362:2012 là văn bản cĩ bố cục trình bày rất chặt chẽ về mặt pháp lý đã gĩp phần nâng cao hiệu quả cơng tác quản lý hoạt động xây dựng ở Việt Nam. Nhưng trong quá trình áp dụng TCVN 9362:2012 vào thực tế hiện nay, nhận thấy cĩ một số điểm của tiêu chuẩn cần tường minh để tiêu chuẩn thật sự đi vào thực tế cơng việc của người thiết kế, khuyến khích phát huy tính sáng tạo. Tuy nhiên, trong khuơn khổ của bài báo, ở đây chỉ thảo luận một số vấn đề cĩ tính khả thi trong việc điều chỉnh, gồm: bố cục trình bày; một số giới hạn; phân loại nền. Trong đĩ, bố cục một số mục gây khĩ với người sử dụng; một số giới hạn quy định chưa chú ý tới đặc điểm sai số trong kết quả tính; phân loại nền chưa chưa chú ý * Đại học Kiến trúc Hà Nội DĐ: 0912774874 Email: vothaohuong@gmail.com đến mục đích xây dựng. Đặc biệt hiện nay, trong bối cảnh phát triển của cơng nghệ tin học, điện tử tự động hĩa, cho phép thực hiện các phép tính của tính tốn nền mĩng nhanh chĩng, nên cĩ điều kiện so sánh kết quả giữa các phương pháp tính khác nhau, giữa kết quả tính sử dụng các số liệu đất nền thu được từ các phương pháp thí nghiệm khác nhau, trong đĩ cĩ các phương pháp ngày càng hiện đại của thế giới. Do đĩ, trong bối cảnh mới TCVN 9362 cần được diễn giải lại để nâng cao hiệu quả cơng tác quản lý nhà nước về xây dựng đồng thời thỏa mãn nhu cầu tìm hiểu của nhiều đối tượng. 2. KHÁI QUÁT NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA TIÊU CHUẨN TCXD 9362-2012 TCVN 9362:2012 là tiêu chuẩn được chuyển đổi từ TCXD 45:1978, trong đĩ TCXD 45:1978 thực chất là văn bản được dịch từ снuп II-15-74 của Liên xơ, trong đĩ lược bỏ các vấn đề nền khơng cĩ ở Việt Nam. TCVN 9362:2012, ngồi phần phụ lục, cĩ 15 mục, trong đĩ từ mục 1 đến mục 4 là các vần đề chung của tính tốn nền, từ mục 5 đến mục 15 là đặc điểm thiết kế của các nền đặc biệt và nền của các cơng trình đặc biệt. Sau đây để tường minh, tạm gọi 15 mục là 15 điều để phân biệt với các mục trong các điều và phần ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1+2 - 2019 81 trong ngoặc kép dưới đây là trích nguyên văn các câu trong tiêu chuẩn TCVN 9362:2012. Nhìn sâu vào các nội dung của tiêu chuẩn, nhận thấy lời giải bài tốn Boussinesq trong lý thuyết đàn hồi, sau đĩ là các áp dụng của lời giải bài tốn phân bố ứng suất dưới các diện chịu tải, trong bán khơng gian vơ hạn đối xứng trục, đồng nhất và đàn hồi tuyến tính gọi chung là các bài tốn lý thuyết đàn hồi cho đối tương đất, chính là cở sở lý thuyết của tiêu chuẩn. Tuy nhiên, các tính chất của đất nền khác xa với các mơ hình lý tưởng của bài tốn nên cịn thấy, trong tiêu chuẩn cịn cĩ các cơ sở lý thuyết khác như: lý thuyết hệ thống, lý thuyết bền, lý thuyết về trạng thái giới hạn, nguyên lý tiền định của thiết kế cơng trình để giải quyết vấn đề sai khác. Từ các cơ sở lý thuyết của tiêu chuẩn, thơng qua nội dung của các điều các mục trong tiêu chuẩn đã đưa ra cách giải quyết các vấn đề sai khác giữa lý thuyết với thực tiễn, giữa tính hữu hạn của các lời giải bài tốn với tính phong phú đa dạng của đất nền trên vỏ trái đất. Cách giải quyết chia ra làm 3 dạng: Dạng các vấn đề chưa thống đã được thống nhất thành quy định bắt buộc mặc dù cịn rất nhiều tranh luận chưa ngã ngũ, cụ thể cĩ một số vấn đề như: Tính tốn sức chịu tải vẫn cịn nhiều quan điểm liên quan đến chiều sâu vùng biến dạng dẻo hoặc sự hình thành nhân nén chặt Tính tốn biến dạng là bài tốn mà các thơng số tải trọng và đất nền giá trị của nĩ khơng phải là hằng số thì tiêu chuẩn cũng đã đưa ra các quy định bắt buộc về cách xác định tải trọng và cách xác định các thơng số nền, mặc dù nhìn vào sẽ thấy khơng đúng trong nhiều trường hợp. Dạng đưa vào tiêu chuẩn các quy định để giải quyết các vấn đề chưa thống nhất giữa lý thuyết với thực tiễn nhưng rất thuyết phục, như: Quy định về tính tốn nền theo trạng thái là cách giải quyết hiệu quả nhất các vấn đề cịn sai, bằng sự kết hợp tính logic của bài tốn lý thuyết với tính thực dụng của mục đich tính tốn. Đây là tiền đề cho thiết kế nền mĩng theo nguyên tắc tiền định hay thiết kế theo quy trình: trước hết là luận chứng lựa chọn phương án, sau đĩ tính tốn kiểm tra chọn phương án hợp lý nhất theo các điều kiện yêu cầu Quy định riêng về các tính tốn cho các trường hợp đặc biệt, cụ thể như: đối với các dạng nền đặc biệt và các cơng trình đặc biệt. Đây là cách bao quát mọi vấn đề tính tốn, để luơn đảm bảo rằng mọi vấn đề tính tốn đều được kiểm sốt. Dạng các quy định mang tính quy ước khơng cĩ tranh luận đĩ là các quy định về điều kiện áp dụng. Ngồi ra, cịn nhiều thể hiện khác về bắt buộc và thuyết phục nằm rải rác ở các điều các mục trong tiêu chuẩn. Đánh giá chung cĩ thể khẳng định: TCVN 9362:2012 đã bao quát mọi nội dung trong tính tốn nền. Đây là một văn bản pháp quy dưới luật nên TCVN 9362:2012 cĩ bố cục chung và bố cục ở các điều, các mục cũng như nội dụng của các mục, các điều trong tiêu chuẩn, rất thuận lợi cho lĩnh vực quản lý nhà nước về hoạt động xây dựng, cho các chủ đầu tư để kiểm sốt hiệu quả đầu tư. 3. MỘT SỐ TRAO ĐỔI Tiêu chuẩn TCVN 9362 mà trước đây là TCXD 45-78 một văn bản được áp dụng sớm nhất vào trong lĩnh vực hoạt động xây dựng ở Việt Nam đã gĩp phần quan trọng vào quản lý hoạt động xây dựng. Tuy nhiên, để áp dụng tốt TCVN 9362-2012 vào trong cơng việc thiết kế địi hỏi kỹ sư phải mất nhiều năm học hỏi kinh ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1+2 - 2019 82 nghiệm, mặt khác với cơng nghệ tin học phát triển như hiện nay cho phép tinh tốn nhanh, cĩ thể thực hiện khối lượng tính tốn lớn nên tiêu chuẩn bộc lộ một số bất cập. Nhằm hồn thiện TCVN 9362-2012 cĩ một số trao đổi xung quanh chủ đề của bài báo như sau: 3.1. Một số trao đổi của điều 3 - Tại mục 3.2.1 nêu “đá gồm cĩ phún xuất, biến chất, trầm tich cĩ liên kết cứng giữa các hạt ”đĩ là câu thừa và cịn gây hiểu lầm rằng, ngồi 3 loại đá trên cịn cĩ loại đá khác -Tại mục 3.3.2 khi đưa ra tiêu chuẩn phân loại đã nêu đất cát cĩ chỉ số dẻo Ip<0.01 và đất sét cĩ chỉ số dẻo Ip> 0,17. Tại sao khơng dùng đơn vị % cho độ ẩm mà dùng thập phân để gây hiểu lầm và tại sao khơng đưa ra tiêu chuẩn phân loại cho sét pha và cát pha mà để đên mục 3.8 mới đưa ra bảng phân loại - Tại mục 3.3 Phân loại đá theo cả 3 tiêu chí cường độ kháng nén, hệ số hĩa mềm hệ số phong hĩa, vậy tiêu chí được ưu tiên theo thứ tự như thế nào? Bởi vì, khơng cĩ sự ưu tiến phân loại sẽ khơng cĩ mục đich. - Tại muc 3.4 Định nghĩa đất hịn lớn bằng tỷ số khơng đều hạt d60/d10 là khơng phản ánh tính chất hịn lớn. Bởi vì, đất cát pha khơng phải là đất hịn lớn nhưng vẫn sử dụng tỷ số khơng đều hạt d60/d10 để đánh giá. Đáng chú ý nhất mục 3.5 lại đưa ra bảng phân loại đất hịn lớn mà tiêu chí phân loại khơng đề cập đến d60/d10 mà d60/d10 chỉ là thơng tin bổ sung thêm cho bảng phân loại. Như thế việc đưa khái niệm d60/d10 khơng đúng chỗ đã gây hiểu lầm, làm phức tạp hĩa vấn đề. - Tại mục 3.12 Khi đưa ra khái niệm bùn đã viết: ((Bùn là đất sét ở giai đoạn đầu thành hình, được tạo bởi trầm tích cấu trúc trong nước cĩ các quá trình vi sinh vật)). Với khái niệm như trình bày thì đất sét pha, cát pha khơng cĩ bùn, trong khi bảng 9 của mục này lại đưa ra hệ số rỗng của bùn sét pha và bùn cát pha. -Tại mục 3.18 Khái niệm về đất than bùn được trình bày chưa nêu đủ các nội hàm của đất than bùn mà chỉ là các tiêu chuẩn phân loại Tĩm lại, ở điều 3 phân loại đất nền, các tồn tại là trình bày phức tạp khơng cần thiết, thiếu tường minh và cĩ mục sai với lý thuyết, hậu quả gây hiểu lầm cho người thiết kế và khĩ áp dụng. Về những bất cập này cĩ đề xuất như sau: đối với các sai sĩt ở các khái niệm được trích dẫn nên chỉnh sửa như sau: tại mục 3.2.1 được sửa là ‘Đá là các thành tạo địa chất cĩ liên kết giũa các hạt là liên kết cứng’; tại mục 3.3 đât dính được gọi tên theo chỉ số dẻo là sét khi Ip>17%; sét pha khi 17%>Ip >7%, cát pha<7%; tại mục 3.4 chỉ đựa ra bảng phân loại trong đĩ cĩ chú giải sử dụng hệ số khơng đều hạt để đánh giá và sau đĩ giải thích khái niệm về hệ số khơng đều hạt; tại mục 3.12 vì khơng cĩ ý định xác định quy luật phân bố, vì thế nên định nghĩa bùn ngắn gọn như sau: bùn là đất yếu được đánh giá bằng tiêu chuẩn phân loại theo bảng; tại mục 3.18 đất than bùn cũng chỉ nêu ngắn gọn là đất được hình thành trong điều kiện đặc biệt và cĩ những tính chất đặc biệt và được đánh giá phân loại theo bảng 3.2. Một số trao đổi của điều 4 - Tại mục 4.1.3 quy định: ((nền phải tính theo: a. trạng thái giới hạn thứ nhất dựa vào sức chịu tải. b. trạng thái giới hạn thứ hai dựa vào biến dạng)) Theo trình bày sẽ cĩ 2 cách hiểu. Cách thứ nhất là :trạng thái thứ nhất và trạng thái thứ hai. Cách thứ 2 là: trạng thái thứ nhất hoặc trạng thái thứ hai. Đĩ là 2 cách hiểu trái ngược nhau, theo đĩ sẽ cĩ áp dụng trái ngược nhau. ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1+2 - 2019 83 - Tại mục 4.1.4 Nêu: ((Nền tính theo sức chịu trong trường hợp tải trọng ngang đáng kể)) mà khơng cĩ sự phân biệt đất đá’, rồi tại khoản d của mục này lại quy định tiếp: ((tính theo sức chịu tải trong trường hợp nền là đất sét no nước và than bùn)). Trong khi đĩ, mục 4.1.3 quy định: ((nền tính theo biến dạng khi nền khơng phải là đá)) tức là nền đất. Vậy, hiểu các quy định này như thế nào - Tại điểm d của 4.1.4 cĩ quy định: ((cho phép khơng tính nền theo sức chịu tải trong các trường hợp nêu ở 4.1.4a và 4.1.4b nếu dùng giải pháp kết cấu đảm bảo rằng chuyển vị khơng vượt quá giới hạn cho phép)) câu này khơng sai nhưng quá dài dịng và gây hiểu lầm, bởi cho phép khơng tính nền theo sức chịu tải tức là cho phép tính nền theo biến dạng, mà tính nền theo biến dạng thì đương nhiên phải kiểm tra các điều kiện biến dạng cho phép tức là điều kiện chuyển vị khơng vượt quá giới hạn cho phép. - Tại mục 4.2.2 cĩ 2 quy định như sau: ((tính nền theo biến dạng cần tiến hành trên cơ sở của tổ hợp cơ bản của tải trọng- tính nền theo sức chịu tải phải dựa trên cơ sở của tổ hợp cơ bản của tải trọng)) Vậy sự khác nhau của chúng là ở đâu? Phải chăng giữa một bên cần và một bên phải, tức là một bên tùy ý và một bên bắt buơc, nếu thế chỉ cần quy đinh bên bắt buộc. Tĩm lại, chưa xét tới việc xắp xếp thứ tự các quy định đã nhận thấy rất rõ các bất cập, gây khĩ cho việc vận dụng các quy định vào trong tính tốn. Về những bất cập này cĩ những đề xuất như sau: phải đưa ra quy định tiêu chuẩn xác định trạng thái giới hạn trươc, sau đĩ mới cĩ quy định về tính nền theo trạng thái. Bởi vì, chỉ khi cĩ định nghĩa về trạng thái mới cĩ cơ sở lựa chọn tính tốn nền theo trạng thái nào. Thay vì đưa ra quy định về các trường hợp tính nền theo sức chịu tải hoặc biến dạng thì nên là các quy định cho tính nền theo trạng thái. Bởi vì, sử dụng điều kiện để phải tính tốn theo sức chịu tải hoặc biến dạng đã làm mất đi sự tường minh khi phải tính tốn áp lực tiêu chuẩn dưới đáy mĩng trong tình tốn biến dạng mà thực chất áp lực tiêu chuẩn dưới đáy mĩng cũng là một giá trị của tải trọng. Riêng với 4.1.4 d nên viết gọn là: ((cho phép tính nền theo biến dạng khi nền là đất sét no nước, đất than bùn trong trường hợp quy định ở 4.1.4 a và 4.1.4 b)) 3.3 Một số trao đổi về bảng tra và bố cục Trong phụ lục và trong nội dung tiêu chuẩn cĩ nhiều bảng tra, chia làm nhiều loại: các bảng phân loại; các bản là các hệ số của cơng thức thực nghiệm và các bảng vốn là hàm đại số. Trong đĩ, bảng kết quả tính sẵn từ các hàm đại số như bảng tra A,B,D cho áp lực tiêu chuẩn R. Sử dụng bảng tra kết qua tính sẵn, thường phải nội suy, và nội suy thường cĩ giá trị sai lệch với kết quả tính từ cơng thức. Do đĩ, vấn đề bất cập của tiêu chuẩn chính là, khơng quy định cơng thức để tính mà đưa ra bảng tra, trong khi việc tính tốn hồn tồn đơn giản khi thực hiện trên máy tính. Bố cục của điều 3, điều 4 là một vấn đề đáng bàn luận nhất vì nĩ đã gây ra sự phức tạp khơng đáng cĩ và hậu quả là gây ra sự khĩ hiểu và khĩ khăn cho người áp dụng vì để thực hiện quy định ở mục này phải quay lại quy định ở mục trước thậm chí cả điều trước rồi quay trở xuống quy định các mục sau đĩ và ngược lại, đồng thời vẫn cịn cĩ quá nhiều trùng lặp ở các mục, cĩ một số dẫn chứng như sau: tại mục 4.7 chỉ nĩi về tính nền theo sức chịu tải, trong khi 4.1.4 cũng nĩi về điều kiện tính nền theo sức chịu tải. Tại điểm d của 4.1.4 cĩ quy định :((nền đất sét no nước và than bùn nêu ở 4.6.8)), như thế phải tìm ở phía dưới, sau đĩ lại ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1+2 - 2019 84 quy định tiếp: ((cho phép khơng tính nền theo sức chịu tải trong các trường hợp nêu ở 4.1.4a và 4.1.4b)), như thế lại phải tìm ngược lên trên. Với bố cục như thế khơng ảnh hưởng đến cơng tác quản lý hoạt động xây dựng, nhưng ảnh hưởng xấu với người thiết kế. Vì vậy, để thỏa mãn mọi đối tượng. ngồi điều 1 và điều 2 thì các điều 3 và điều 4 nên bố cục theo trình tự các nội dung thiết kế nền mĩng, cụ thể như sau: Bước 1 Xác định tải trọng tức là các nội dung của mục 4.2 Bước 2 Xác định các thơng số nền tức là nội dung của điều 3 và mục 4.3, mục 4.4 Bước 3 luận chứng giải pháp mĩng, tức là các nội dung mục 4,5 và các nội dung liên quan đến tính tốn theo trạng thái giới hạn như mục 4.1.3, mục 4.1.4, mục 4.1.5, mục 4.6 và mục 4.7 Các điều cịn lại được bố cục như phần phụ lục bắt buộc và được chỉ dẫn áp dụng bởi điều 4. Theo đề xuất này sẽ làm tiêu chuẩn gọn hơn và những quy định khĩ thực hiện trong tiêu chuẩn sẽ trở thành những hướng dẫn dễ hiểu cho người thiết kế, nhất là với những kỹ sư mới tốt nghiệp. KẾT LUẬN Tiêu chuẩn Quốc gia nĩi chung và TCVN 9362-2012 là kết quả nghiên cứu khơng chỉ chuyên mơn thuần túy mà luơn gắn liền với sự phát triển kinh tế xã hội và khoa học kỹ thuật của Quốc gia. Được chuyển đổi từ Tiêu chuẩn Xây dựng 45- 78, tức là đã trải quan hơn 40 năm với nhiều bước phát triển kinh tế xã hội và khoa học kỹ thuật, TCVN 9362-2012 cĩ những chỉnh sửa là tất yếu. Vấn đề là chỉnh sửa như thế nào mới là điều đáng bàn. Do đĩ, những trao đổi được đưa ra trong bài báo này chỉ là một gĩc nhìn từ những người làm cơng tác giảng dạy chuyên ngành Địa kỹ thuật TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Tiêu chuẩn phân loại đất xây dựng TCVN 5747: 1993. 2. Tiêu chuẩn TCVN 9362 - 2012 thiết kế nền cơng trình dân dụng cơng nghiệp. 3. V.D. Lomtaze , ‘Địa chất cơng trình chuyên mơn’ bản dịch tiếng Nga, NXB. KHKT 1985. 4. N.A Xưtovich. (1983), “Cơ học đất”, bản dịch tiếng Nga NXB Nơng nghiệp. 5. R. Whitlow (1997), “Cơ học đất”, NXB Giáo dục. 6.K.Széchy, L. Varga (1978), “Foundation engineering”, Akadémiai Kiadĩ Budapest, 9. E.D Sukina (1985), “C¬ lý ho¸ hƯ ph©n t¸n tù nhiªn”, NXB Matxcova, Người phản biện: PGS,TS. ĐỒN THẾ TƯỜNG