Some issues in studying and applying Geotechnical Engineering in Vietnam
Bùi Trường Sơn
Khoa Kỹ thuật xây dựng, trường Đại học Bách khoa, ĐHQG HCM. E-mail: [email protected]
Nguyễn Trung Kiên
Khoa Kỹ thuật xây dựng, trường Đại học Bách khoa, ĐHQG HCM. E-mail: [email protected]
Lại Văn Quí
Khoa Kỹ thuật xây dựng, trường Đại học Bách khoa, ĐHQG HCM. E-mail: [email protected]
Ở Việt Nam hiện có một số cơ sở giáo dục Đại học đã và đang đào tạo kỹ sư ngành Địa kỹ thuật Xây dựng (ví dụ trường ĐH Mỏ – Địa chất, trường ĐH Khoa học Huế, …); Địa kỹ thuật/ Địa chất công trình (ví dụ trường ĐH KHTN – ĐH QGHN, trường ĐH BK TPHCM …); hay chuyên ngành Địa kỹ thuật thuộc ngành kỹ thuật Xây dựng CTGT hay kỹ thuật Xây dựng CTTL … (ví dụ trường ĐH GTVT, trường ĐH Thủy Lợi, …).
Do lịch sử tồn tại nên việc đào tạo và ứng dụng Địa kỹ thuật nói chung ở Việt Nam có một số khác biệt so với các nước trong khu vực cũng như trên thế giới. Sự khác biệt đó có thể nhận thấy trong chuyên ngành đào tạo, các môn học trong chương trình đào tạo, một số chi tiết tính toán thiết kế trong các dự án thực tế và cả nhiệm vụ của các kỹ sư trong thực hiện các công trình.
Ở nước ta, từ những ngày đầu trong đào tạo và xây dựng tiêu chuẩn cho tới nay, công tác khảo sát địa chất công trình với sản phẩm là hồ sơ khảo sát địa chất công trình được đảm nhiệm chủ yếu bởi các kỹ sư địa chất công trình, địa chất thủy văn kết hợp với trắc địa bản đồ. Sau đó, tùy vào loại hình dự án mà hồ sơ khảo sát địa chất công trình được sử dụng phục vụ thiết kế. Việc thiết kế được đảm đương bởi các kỹ sư xây dựng công trình nói chung hay các chuyên gia của một số chuyên ngành khác. Ở đây, dữ liệu thông tin từ hồ sơ khảo sát địa chất công trình được sử dụng để tính toán thiết kế nền móng, xử lý nền hoặc các biện pháp thi công như đào sâu, san lấp. Các nhà thầu xây dựng căn cứ kết quả thiết kế thực hiện thi công và việc kiểm định hay quan trắc quá trình thi công có thể được đảm đương bởi các kỹ sư địa chất hay đo đạc.
Từ nhiều năm nay tại các nước trên thế giới có đào tạo kỹ sư chuyên ngành Địa kỹ thuật. Ở các nước đó, các kỹ sư hay chuyên gia trong lĩnh vực này đều có thể đảm đương công việc khảo sát, thí nghiệm, tính toán thiết kế, thi công và kiểm định đánh giá chất lượng công trình. Trong trường hợp này, bộ phận công trình họ đảm đương bao gồm chủ yếu là phần nền móng công trình, nền đất đá được xử lý, công trình nằm dưới mặt đất hay các công trình bằng đất, ổn định khối đất đá với công trình ….
Sự khác biệt ở nước ta so với 1 số nước khác thể hiện nhiều cả trong chương trình đào tạo, tài liệu tham khảo và nguyên tắc cũng như yêu cầu hay nội dung tính toán khi thiết kế. Các kỹ sư có liên quan đến lĩnh vực Địa kỹ thuật ở Việt Nam thường có các kiến thức chung về Thủy lực, Sức bền vật liệu, Địa chất công trình, Cơ học đất, kết cấu …. Trong chương trình đào tạo kỹ sư Địa chất công trình còn có các môn học như Thạch học, Địa chất thủy văn, Địa chất lịch sử, Địa chất kiến tạo, Địa mạo, Địa chất công trình chuyên môn. Do đó, trong công tác thăm dò khảo sát, việc đánh giá các điều kiện địa chất công trình thường gắn với điều kiện tự nhiên, tức là các lớp đất đá được phân tích ở trạng thái ban đầu. Các yếu tố ảnh hưởng có thể xem xét là vị trí độ sâu khu vực khảo sát, ảnh hưởng của mực nước ngầm, kể cả thành phần hóa học của nước dưới đất, hình dạng kích thước bề mặt đất, các hoạt động kiến tạo hay hiện tượng địa chất có thể xảy ra.
Kỹ sư xây dựng được trang bị các kiến thức cơ bản như Bê tông, Kết cấu thép, Nền móng, kỹ thuật thi công … và công việc của họ gắn liền với công trình xây dựng cụ thể. Trong tính toán thiết kế hay thi công, môi trường đất đá dưới cách nhìn của họ gắn liền với sự có mặt của công trình ở trạng thái ứng suất thay đổi. Ngoài khả năng chịu tải hay độ lún của nền đất còn có các ứng xử như gia tải, dỡ tải, tải lặp, ứng suất trước…
Trong các tài liệu sử dụng đào tạo tại một số Trường Đại học ở nước ngoài, có một số tài liệu Địa kỹ thuật bao hàm chung các nội dung kiến thức liệt kê như trên và cơ bản có các nội dung liên quan đến các vấn đề về Địa chất, các phương pháp thăm dò và thí nghiệm, cơ sở lý thuyết Cơ học đất và tính toán thiết kế các bài toán Địa kỹ thuật cụ thể. Tuy nhiên, trong các chương trình giảng dạy hiện nay tại một số cơ sở đào tạo ở nước ta hình như chưa có một môn học nào bao gồm tất cả các yếu tố trong một tài liệu học tập, giảng dạy này. Cũng như ở nước ngoài, tại một số Trường Đại học trong nước, còn có các tài liệu mang tính chuyên sâu hơn được sử dụng khi đào tạo kỹ sư chuyên ngành địa kỹ thuật như Cơ học đá, Móng cọc, Móng nông, Cơ học đất không bão hòa, Động học đất, Lý thuyết dẻo, Ổn định mái dốc, Áp lực đất lên tường chắn, Các phương pháp gia cố và xử lý nền …
Với ứng dụng Địa kỹ thuật trong thực tế sản xuất ở nước ta. Các tài liệu bằng tiếng Anh, khả năng chịu tải thường được đánh giá cuối cùng thông qua giá trị tải trọng cho phép với các đặc trưng cơ lý trung bình hay chọn lựa ngẫu nhiên (từ kết quả thí nghiệm trong phòng hay thí nghiệm hiện trường thậm chí thông qua các tương quan đã công bố) và giá trị hệ số an toàn FS thường chọn bằng 3. Ở đây, việc sử dụng sức chống cắt không thoát nước từ kết quả thí nghiệm cắt cánh hiện trường được hiệu chỉnh theo giá trị chỉ số dẻo để đánh giá khả năng ổn định khác biệt so với các tính toán còn lại và có tính chất gần với các phương pháp tính toán theo trạng thái giới hạn. Trong khi đó, việc tính toán theo trạng thái giới hạn bằng việc chọn lựa trị tiêu chuẩn và tính toán thông qua các thuật toán thống kê với số lượng mẫu thí nghiệm cần thiết được sử dụng chủ yếu ở Việt Nam và khá phổ biến trong các tài liệu. Ở đây, sự an toàn thường thể hiện thông qua hệ số điều kiện làm việc. Tuy nhiên, điều này có thể gây khó khăn trong việc chọn lựa đặc trưng cơ lý từ thí nghiệm hiện trường do không có các chỉ dẫn thống kê. Điều tương tự cũng có thể nhận thấy trong tính toán ước lượng độ lún trong các công thức tính lún, độ sâu vùng ảnh hưởng chịu nén lún. Ở đây cũng cần lưu ý thêm rằng việc tính toán căn cứ đặc trưng cơ lý đất nền thu nhận từ kết quả thăm dò và thí nghiệm. Các qui trình trình thí nghiệm khác nhau hoặc phương pháp thí nghiệm khác nhau có thể cho kết quả khác biệt nhau và điều này có thể ảnh hưởng đến giá trị tính toán thiết kế cuối cùng.
Mặc dù còn có một số khác biệt trong chương trình đào tạo, công việc phân công thực hiện trong thực tế nhưng trong những năm gần đây số lượng kết quả nghiên cứu của các chuyên gia Địa kỹ thuật Việt Nam gia tăng đáng kể, đóng góp nhiều thành quả trong lĩnh vực chuyên môn. Các khuynh hướng nghiên cứu có thể được tóm tắt như sau: đặc điểm và tổng hợp kết quả thí nghiệm trong phòng, hiện trường, các tương quan kết quả thí nghiệm và phương pháp thí nghiệm mới; nghiên cứu mô hình hay lý thuyết tính toán, bổ sung hay thay thế các thông số trong mô hình hay công thức tính đã có cũng như các đề nghị tính toán mới; mô phỏng hay xây dựng chương trình tính toán mô phỏng các bài toán thực tế đặc trưng, đặc thù; tổng hợp phân tích kinh nghiệm trên cơ sở dữ liệu các dự án công trình sản xuất; phân tích máy học.
Mặc dù hiện nay các kỹ sư, chuyên gia hoạt động trong lĩnh vực Địa kỹ thuật ở Việt Nam được đào tạo từ các cơ sở khác nhau với các môn học chuyên ngành khác nhau có khuynh hướng có các định hướng nghiên cứu còn khác nhau. Thông qua giao lưu các kết quả nghiên cứu ở các Hội nghị khoa học hay Tạp chí khoa học chuyên ngành, các chuyên gia ở các lĩnh vực khác nhau dần có ngôn ngữ chung hơn về Địa kỹ thuật. Hơn nữa, sau khi học tập, nghiên cứu trong lĩnh vực Địa kỹ thuật từ các nước trở về, ngôn ngữ chuyên môn của họ ngày một chung hơn. Hy vọng các yếu tố này ngày càng phát triển giúp các chuyên gia Địa kỹ thuật Việt Nam hội nhập tốt hơn và ngành Địa kỹ thuật tiếp tục thể hiện rõ nét định hướng của mình trong hệ thống đào tạo, thực hiện và quản lý, giúp xây dựng nền móng vững chắc cho các công trình và tinh thần hội nhập để phát triển.
