- Tác giả: John Dunnicliff
Giới thiệu
Lập kế hoạch cho một chương trình quan trắc sử dụng thiết bị quan trắc địa kỹ thuật nên tiến hành theo các bước trình bày dưới đây. Toàn bộ các bước lập kế hoạch nên, nếu có thể, hoàn thành trước khi công tác quan trắc bắt đầu tại hiện trường.
Bước 1: Định nghĩa những điều kiện của dự án
Người phụ trách lên kế hoạch cho một chương trình quan trắc phải trở nên rất quen thuộc với bố cục và loại dự án, địa tầng và các đặc tính kỹ thuật của lớp vật liệu, điều kiện nước ngầm, tình trạng các công trình liền kề, điều kiện môi trường, và biện pháp thi công dự kiến.
Bước 2: Dự đoán cơ chế kiểm soát hành vi
Trước khi phát triển một chương trình quan trắc, một hoặc nhiều giả thuyết cơ sở phải được phát triển cho các cơ chế có khả năng kiểm soát hành vi. Trong công trình đập, thuật ngữ “Phân tích dạng hư hỏng tiềm ẩn” (PFMA) được sử dụng và thuật ngữ này cũng đươc sử dụng cho trong các loại dự án khác.
Bước 3: Xác định những câu hỏi về địa kỹ thuật cần được trả lời
Mỗi thiết bị trong một dự án nên được lựa chọn và bố trí để hỗ trợ trả lời một câu hỏi cụ thể: nếu không có câu hỏi nào được đặt ra, thì không nên có thiết bị đo đạc. Đây là nguyên tắc vàng đầu tiên.
Bước 4: Xác định, phân tích, phân bổ và lập kế hoạch kiểm soát rủi ro
Tất cả những rủi ro liên quan tới công trình cần được xác định, và mỗi “câu hỏi địa kỹ thuật” nên được ưu tiên dựa trên rủi ro. Chịu trách nhiệm cho mỗi rủi ro nên được giao cho một đơn vị độc lập hoặc nhiều hơn một đơn vị. Phân bổ trách nhiệm rủi ro trong hồ sơ hợp đồng xây dựng.
Phân tích rủi ro thể hiện những lý thuyết khoa học rất rộng và phân tích kỹ thuật để xác định các nguồn rủi ro tiềm ẩn, xác định xác suất xảy ra và ước tính hậu quả của từng nguồn rủi ro. Tổng rủi ro là tổng xác suất xảy ra của từng nguồn rủi ro nhân với hậu quả của việc xảy ra đó. Có thể giảm bớt rủi ro bằng những hành động làm giảm khả năng xảy ra nguồn rủi ro hoặc giảm thiểu hậu quả bất lợi của nguồn rủi ro.
Bước 5: Lựa chọn các thông số để quan trắc
• Các thông số địa kỹ thuật điển hình bao gồm:
• Áp lực nước lỗ rỗng trong đất
• Áp lực nước khe nứt trong đá
• Chuyển vị
• Tổng ứng suất trong đất
• Sự thay đổi ứng suất trong đá
• Tải trọng và biến dạng trong các cấu kiện của kết cấu
• Dao động
• Nhiệt độ
Câu hỏi “thông số nào phù hợp nhất” nên được trả lời.
Bước 6: Dự đoán biến độ thay đổi
Việc dự đoán là cần thiết để có thể chọn được khoảng đo và độ chính xác cần thiết của thiết bị. Ước tính giá trị tối đa có thể hoặc giá trị tối đa quan tâm, từ đó lựa chọn khoảng đo khoảng đo thiết bị. Ước tính giá trị tối thiểu quan tâm dẫn đến việc lựa chọn độ chính xác của thiết bị.
Nếu các phép đo nhằm kiểm soát công trình hoặc mục đích an toàn, việc xác định trước phải phải co các giá trị cụ thể cho thấy sự cần thiết của biện pháp giảm thiểu mang tính quyết định.
Những giá trị này thường được gọi là mức kích hoạt (hoặc mức cảnh báo nguy hiểm hoặc giá trị phản hồi). Khái niệm về mức kích hoạt xanh lá cây, màu hổ phách, màu đỏ thực sự rất hữu ích:
• Màu xanh lá cây cho biết mọi thứ đều ổn
• Màu hổ phách cho thấy sự cần thiết của các biện pháp phòng ngừa bao gồm cả việc tăng tần suất quan trắc
• Màu đỏ biểu thị sự cần thiết phải có các hành động khắc phục kịp thời và sẵn sàng thực hiện chúng một cách nhanh chóng.
Bước 7: Đưa ra các biện pháp khắc phục
Vốn dĩ việc sử dụng thiết bị quan trắc trong xây dựng là cực kỳ cần thiết để quyết định, lợi thế, một phương tiện tích cực để giải quyết bất kỳ vấn đề nào có thể được tiết lộ bởi kết quả giám sát. Nếu kết quả giám sát cho thấy cần có hành động khắc phục thì hành động đó phải dựa trên các kế hoạch phù hợp đã được dự đoán trước đó.
Cần bố trí để xác định làm sao cho tất cả các biên sẽ được chuyển tiếp về các hành động khác phục đã được lập kế hoạch.
Bước 8: Phân bổ nhiệm vụ cho từng giai đoạn thi công
Nguyên tắc vàng thứ 2 là: Nhiệm vụ phải được giao cho người mà có chuyên môn và động lực để đạt được dữ liệu có chất lượng tốt nhất. Rất nhiều chương trình quan trắc đã thất bại bởi vì người lên kế hoạch của chương trình đã giao nhiệm vụ chính cho những người không có đủ động lực và chuyên môn. Do đó bước này vô cùng quan trọng, và được đề cập chi tiết như dưới đây.
Những nhiệm vụ bao gồm:
1. Lựa chọn và mua sắm thiết bị
2. Lắp đặt thiết bị
3. Thu thập dữ liệu
4. Bảo trì thiết bị
5. Giải trình dữ liệu
6. Từ kết quả dữ liệu thực hiện hành động
Và điều quan trọng là các nhiệm vụ được giao cho những người có nhiều khả năng tối ưu hóa chất lượng dữ liệu nhất.
Việc giải thích dữ liệu rõ ràng (Nhiệm vụ 5) là trách nhiệm của nhà thầu xây dựng, với ý kiến đóng góp từ người khời xướng kế hoạch quan trắc.
Việc thực hiện (Nhiệm vụ 6) phải do bên xây dựng thực hiện.
Hãy gọi nhiệm vụ 1-4 là “Công tác thiết bị hiện trường”. Nếu thầu chính, thầu phụ, nhà thầu phụ địa kỹ thuật chuyên môn hoặc nhà thầu thiết kế/xây dựng đã khởi xướng chương trình quan trắc thì rõ ràng họ có động lực lớn nhất và những nhiệm vụ này nên được giao cho họ.
Nhưng nếu chương trình quan trắc được khởi xướng bởi đơn vị thiết kế của dự án, có 4 lý do để không giao công việc đo đạc hiện trường cho nhà thầu chính:
A. Các nhà thầu xây dựng chính có thể không đủ động lực để đảm bảo chất lượng. Việc sử dụng thủ tục đấu thầu với giá thấp nhất như thông thường, theo đó các nhiệm vụ này được đưa vào như các hạng mục trong hợp đồng của thầu chính, thường dẫn đến dữ liệu có chất lượng không đảm bảo.
B. Việc quan trắc không thể bắt đầu cho đến sau khi trao hợp đồng xây dựng, do đó dữ liệu trước khi xây dựng (cơ sở) đầy đủ thường không có sẵn. Các cấu trúc dịch chuyển và nước ngầm thường thay đổi theo mùa và dữ liệu giám sát địa kỹ thuật không thể được diễn giải chính xác nếu dữ liệu cơ sở không được thiết lập. Bất cứ khi nào có thể, tốt nhất nên thiết lập ít nhất một năm dữ liệu cơ sở.
C. Nó khiến chủ đầu tư tốn nhiều chi phí hơn. Các nhà thầu phụ quan trắc đưa ra giá cho các nhà thầu chính trước khi đấu thầu. Sau khi trao hợp đồng, thông thường sẽ có một quá trình thương lượng và chủ đầu tư trả 10 đồng cho công việc mà nhà thầu chính phải trả 8 hoặc 9 đồng.
D. Đối với dự án có nhiều hợp đồng chính, mỗi hợp đồng xây dựng chính sẽ có một nhà thầu phụ quan trắc.
Tuy nhiên, nếu chương trình quan trắc do các nhà thầu thiết kế dự án khởi xướng và nếu các quy định của địa phương yêu cầu công việc thiết bị đo đạc hiện trường phải được giao cho nhà thầu xây dựng chính thì điều cần thiết là phải có sự hợp tác cũng như các quy định về thông số kỹ thuật nghiêm ngặt cần được thực thi.
Nếu chương trình quan trắc được nhà thầu thiết kế dự án khởi xướng thì nên thực hiện một trong các nhiệm vụ sau đây đối với công việc đo đạc tại hiện trường:
• Thiết kế của chủ đầu tư hoặc tư vấn địa kỹ thuật. Ở một số quốc gia, đây không phải là một lựa chọn vì lo ngại về trách nhiệm pháp lý và bảo hiểm.
• Chuyên gia giám sát nhà thầu theo hợp đồng với chủ đầu tư, sử dụng quy trình lựa chọn dựa trên năng lực, KHÔNG áp dụng giá thầu thấp.
Bước 9: Lựa chọn thiết bị quan trắc
Tám bước trước đó phải được hoàn thành trước khi chọn thiết bi quan trắc. Khi lựa chọn thiết bị, đặc điểm mong muốn quan trọng nhất là độ tin cậy và thực tế thì về độ tin cậy chỉ đơn giản như những yêu cầu cho phép. Lựa chọn thiết bị quan trắc và thiết bị đọc phụ thuộc trực tiếp vào phương pháp được sử dụng để thu thập dữ liệu. Quy mô của chương trình quan trắc địa kỹ thuật phải phù hợp với quy mô và sự phức tạp của các câu hỏi về địa kỹ thuật và cũng phải phù hợp với những rủi ro đã được xác định.
Chi phí thấp nhất của một thiết bị không bao giờ được phép ưu tiên trong việc lựa chọn. Thiết bị có giá thấp nhất nhất không có khả năng giúp giảm thiểu chi phí dự án. Khi đánh giá tính kinh tế của các thiết bị thay thế, cần so sánh tổng chi phí mua sắm, hiệu chuẩn, lắp đặt, bảo trì, giám sát và xử lý dữ liệu.
Bước 10: Lựa chọn vị trí lắp đặt thiết bị
Một cách tiếp cận thực tế để lựa chọn vị trí đặt thiết bị bao gồm ba bước:
• Đầu tiên, hãy thiết lập các khu vực có rủi ro cao nhất.
• Thứ hai, các vùng được xác định, thường là mặt cắt ngang, nơi được dự đoán hành vi được coi là đại diện cho toàn bộ hành vi, những hành vi này mặt cắt ngang được coi là mặt cắt được thiết kế chính, và các thiết bị được đặt ở đây để cung cấp thông tin toàn diện về phản ứng của địa tầng/kết cấu và hiệu suất xây dựng.
• Thứ ba, vì các yếu tố chưa biết có thể gây ra hiệu suất kém hơn ở các thời điểm khác. vị trí, thiết bị đo nên được lắp đặt ở một số vị trí thứ cấp các phần được thiết kế để phục vụ như các chỉ số của hành vi so sánh. Thiết bị quan trắc ở các phần phụ này phải đơn giản như yêu cầu cho phép và cũng nên được lắp đặt tại các phần chính để có thể thực hiện phép so sánh. Nếu trên thực tế hành vi ở mức độ thứ cấp phần dường như khác biệt đáng kể so với hành vi tại phần chính, thiết bị bổ sung có thể được lắp đặt tại phần thứ cấp khi tiến độ xây dựng.
Khi lựa chọn địa điểm, cần lưu ý rằng một số thiết bị có thể sẽ ngừng hoạt động khi vẫn cần dữ liệu, do đó có thể cần phải dự phòng.
Một số phép đo trùng lặp có giới hạn sẽ làm tăng độ tin cậy của dữ liệu, đặc biệt là trong các lĩnh vực không chắc chắn hoặc có sự thay đổi lớn.
Bước 11: Xác định những nguồn có thể làm thay đổi dữ liệu quan trắc được
Bản thân các phép đo hiếm khi đủ để đưa ra kết luận hữu ích. Quan trắc địa kỹ thuật thường bao gồm các phép đo liên quan đến nguyên nhân và do đó hồ sơ và nhật ký phải được lưu giữ về tất cả các yếu tố có thể gây ra thay đổi trong các thông số đo được, bao gồm cả chi tiết và tiến độ xây dựng.
Bước 12: Chuẩn bị ngân sách
Ngân sách nên được chuẩn bị ở giai đoạn này cho tất cả các nhiệm vụ quan trắc trong tương lai, bao gồm:
• Hiệu chuẩn
• Lắp đặt
• Bảo dưỡng & bảo trì
• Thu thập dữ liệu
• Xử lý và trình bày dữ liệu quan trắc
• Giải thích dữ liệu quan trắc
• Báo cáo kết luận
• Thực hiện
Khi đó cần phải đảm bảo có đủ vốn. Một lỗi thường gặp trong việc chuẩn bị ngân sách là đánh giá thấp thời gian của dự án và tổng chi phí cho việc thu thập và giải thích dữ liệu. Nếu không có đủ kinh phí, chương trình quan trắc có thể phải cắt giảm hoặc phát sinh nhiều kinh phí hơn.
Bước 13: Chuẩn bị hai bộ hồ sơ hợp đồng
Đầu tiên, đối với hợp đồng giữa chủ đầu tư và nhà thầu tư vấn thiết kế hoặc nhà thầu địa kỹ thuật hoặc nhà thầu tư vấn giám sát chuyên môn. Hãy nhớ bao gồm phân bổ trách nhiệm rủi ro.
Thứ hai, đối với hợp đồng giữa chủ đầu tư và nhà thầu thi công. Hợp đồng này phải bao gồm thông tin về hợp đồng đầu tiên, vì cần có sự tương tác giữa các bên. Hãy nhớ bao gồm phân bổ trách nhiệm rủi ro.
