Báo Cáo ứng dụng lý thuyết độ tin cậy để đánh giá mức độ an toàn và dự báo tuổi thọ cống dưới đê

HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC VỀ
SỰ CỐ VÀ HƯ HỎNG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY ĐỂ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ AN TOÀN VÀ DỰ BÁO TUỔI THỌ CỐNG DƯỚI ĐÊ

PGS.TS Nguyễn Văn Huân ​ KS. Phùng Vĩnh An​ Viện Khoa học Thuỷ lợi​ ABSTRACT: Evaluation and diagnosis of defects in hydraulic structures are a complicated problem. Especially for under-dyke sluice systems, which located deep in soil and resist complicated loading elements such as dead and live loads, seepage pressure, etc., the tasks are even more difficult.
This is however an interesting topic since appropriate evaluation and timely response to problems will have positive socio-economic impacts (e.g. the cost to rehabilitate and upgrade old structures is usually 10-20% of that to construct new). This article will present initial results of the research on the evaluation of safety and the life expectation of under-dyke sluices, as well as the development of a computer software to assist the effective evaluation.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong hệ thống đê điều, cống là vị trí xung yếu nhất hay gây ra sự cố dẫn đến mất an toàn cho đê (thực tế những năm vừa qua cho thấy vỡ đê hầu hết do sự cố về cống gây nên).
Hiện nay chỉ tính riêng trên hệ thống đê sông Hồng và sông Thái Bình đã có khoảng 1000 cống. Các cống này có đặc điểm chung là phong phú về hình thức đa dạng về chủng loại, có thời gian xây dựng khác nhau, được thiết kế và thi công theo các tiêu chuẩn, quy trình khác nhau, một số cống đã trải qua 2 cuộc chiến tranh và là mục tiêu đánh phá của giặc.
Theo thời gian chỉ tiêu chất lượng của cống thay đổi theo chiều hướng giảm dần do ảnh hưởng của các yếu tố liên quan đến như: thiết kế; thi công; quản lý khai thác; các tác động của môi trường, khí hậu vv. Nói chung cống dưới đê xây dựng càng lâu càng bị xuống cấp, mức độ an toàn càng đáng phải quan tâm, việc kiểm tra xem xét định kỳ và sửa chữa kịp thời các cống là rất cần thiết. Việc đánh giá phân loại cống để tu bổ sửa chữa cho nhanh, chính xác có hiệu quả và đạt hiệu quả kinh tế kỹ thuật là vấn đề cấp bách nhất cần nghiên cứu. Hiện nay việc đánh giá độ an toàn của cống còn chung chung, sửa chữa mang tính chắp vá. Những năm vừa qua mặc dù cơ quan quản lý các cấp cũng đã đầu tư kinh phí cho việc điều tra khảo sát, nghiên cứu và đã tiến hành sửa chữa cho một số cống nhưng kết qủa thực tế vẫn còn mang tính cục bộ và còn rất nhiều hạn chế bởi các lý do sau:
- Việc đánh giá chất lượng hiện hữu của cống dưới đê chưa đúng bởi vì ở nước ta hiện nay chỉ có tiêu chuẩn thiết kế cống (tiêu chuẩn để sinh ra công trình) chứ hầu như không có tiêu chuẩn đánh giá chất lượng cống hiện hữu (các đối tượng này bao gồm sự ổn định, tuổi thọ và độ bền của kết cấu, các yếu tố đảm bảo sự vận hành bình thường và hoạt động của con người). Cho nên việc lấy tiêu chuẩn thiết kế cống để đánh giá chất lượng cống hiện hữu là không đúng.
- Việc đánh giá chất lượng công trình hiện hữu chưa đúng dẫn đến việc xử lý thiếu đồng bộ mang tính chắp vá, làm đi làm lại.
- Dưới tác động của con người, ngày nay thời tiết trên trái đất đã thay đổi rất nhiều, hạn hán gió bão, lũ lụt xảy ra thường xuyên hơn. Các tham số thiết kế của công trình đã thay đổi trong khi đó nhiều khi việc nâng cấp sửa chữa lại căn cứ theo số liệu cũ. Lấy ví dụ: Các cống cũ khi thiết kế chỉ căn cứ vào cao trình đê trước kia. nhưng lý do tôn cao mở rộng đê nên các cống đó nghiễm nhiên chịu trọng tải lớn hơn hoặc phải kéo dài thân cống so với thiết kế ban đầu vv
- Việc sữa chữa cống dưới đê cũng như dưới đập đất ở hồ chứa rất phức tạp và tốn kém. Nhiều trường hợp bỏ đi làm lại cống mới còn mang lại hiệu qủa kinh tế - kỹ thuật cao hơn là nâng cấp sữa chữa không đúng.
- Nhằm khắc phục các nhược điểm trên chúng tôi đã ứng dụng kết qủa nghiên cứu trong nước và trên thế giới về lý thuyết độ tin cậy xây dựng một hê thống tiêu chí, phương pháp đánh giá an toàn và xây dựng lý thuyết dự báo tuổi thọ cho cống dưới đê. Các kết quả nghiên cứu này không những có thể sử dụng để tính toán kiểm tra xác định mức độ an toàn và dự báo được tuổi thọ của kết cấu cống dưới đê làm cơ sở cho các nhà quản lý hoạch định kế hoạch (phá đi làm mới hay nâng cấp sửa chữa .vv) mà còn có thể sử dụng cho các loại cống khác.



TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Văn Huân, Phùng Vĩnh An (2002), “ Xây dựng hệ thống tiêu chí , phương pháp đánh giá an toàn và lý thuyết dự báo tuổi thọ cống dưới đê ”. Báo cáo đề tài độc lập cấp nhà nước nghiên cứu các giải pháp khoa học công nghệ để nâng cấp sửa chữa cống dưới đê.
2. Nguyễn Văn Phó, Nguyễn Lê Ninh, Lê Văn Thành (1999) “ Độ tin cậy của công trình trong vùng động đất ”, Tuyển tập báo cáo hội nghị cơ học vật rắn biến dạng toàn quốc lần thứ VI.
3. Nguyễn Xuân Chính, “Một phương pháp đánh giá độ tin cậy của khung BTCT”. Tuyển tập báo cáo hội nghị cơ học vật rắn biến dạng toàn quốc lần thứ III, 1996.
4. CEB, Diagnosis and Assessement of Concrete Structure, CEB Bulletin, (192), London, 1989.
5. Hope, B.B, “Corrosion Rates of Stell in Concrete”,Cem. Concreteres, 16(5), pp .771-781, 1986.
6. AASSTO, The Maintenance and Management of Roadways and Bridges American Association of State Highway and Transportation officials, Washington D.C, 1998.
7. Taywood Engineering LTD, Việt nam “Bridge Testing and Evalution Project – Final Report”, Hà Nội, 1996.
8. Vanek, T.Rekonstruckce staveb. SNTL – Praha, 1993.