Mở đầu
Nghiên cứu khoa học là một yêu cầu cần thiết cho sự phát triển nói chung và của ngành Địa Kỹ thuật nói riêng. Để có thể định hướng công tác nghiên cứu trong Hội Cơ học đất và Địa kỹ thuật công trình, báo cáo này mô tả tóm tắt hiện trạng của công tác nghiên cứu khoa học trong cả nước, thông qua những trao đổi với các đồng nghiệp của các Viện nghiên cứu và các Trường Đại học trong lĩnh vực xây dựng.
Các đơn vị tham gia nghiên cứu
Công tác nghiên cứu chủ yếu được thực hiện trong bốn nhóm chủ chốt sau đây:
• Các Viện Khoa học trực thuộc các bộ Xây dựng, Thủy lợi (Bộ NN và PT NT), Giao thông. Các đề tài nghiên cứu được hình thành trên cơ sở đặt hàng của Bộ chủ quản và đề xuất của cơ sở, nguồn kinh phí do Bộ cung cấp. Đặc điểm của loại đề tài này là phục vụ cho công tác quản lý của bộ chuyên ngành, nên chúng thường được tập trung vào việc biên soạn các tiêu chuẩn chuyên về ngành của mình. Ví dụ như IBST của Bộ Xây dựng thiên về các tiêu chuẩn chung về thiết kế và công nghệ thi công chuyên ngành, ITST của Bộ Giao thông thiên về các tiêu chuẩn của ngành và những vấn đề ảnh hưởng đến ngành giao thông, và Viện Khoa học thủy lợi tập trung vào các vấn đề đê, đập bảo vệ bờ sông, biển.
Do Việt Nam không làm tiêu chuẩn, nên các tiêu chuẩn là được thực hiện dựa trên cơ sở các tiêu chuẩn của nước ngoài được biên soạn có hoặc không bổ sung cho phù hợp với điều kiện nhiệt đới ở Việt Nam.
Các cơ sở này cũng thực hiện những đề tài theo đặt hàng của Nhà nước phục vụ những vấn đề cấp thiết của xã hội, ví dụ như đề tài sử dụng tro xỉ của các nhà máy nhiệt điện than, trượt đất đồi núi và sông ngòi.
• Các Trường Đại hoc chuyên ngành xây dựng hoặc bộ môn thuộc chuyên ngành, như các Trường Đại học XD Hà Nội, Đại học Thủy Lợi, Đại Học Giao Thông, Đại học Mỏ – Địa chất, Đại học Kiến trúc, Đại học Bách khoa Hồ Chí Minh, Đại học Bách khoa Đà Nẵng, Đại học Cần Thơ, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Đại học Miền Tây . . . . Các đề tài nghiên cứu của các cơ sở này cũng là đa dạng hơn. Nguyên nhân là do các trường Đại học có nhu cầu đào tạo cán bộ khoa học vì vậy đề tài cần phải mang tính cấp thiết cho nhiều lĩnh vực. Mặt khác tại các trường nhiều giảng viên được đào tạo ở nước ngoài nên vẫn tiếp tục có những hợp tác nghiên cứu, đặc biệt những nước có ý định mở rộng đưa công nghệ mới vào Việt Nam, ví dụ như đề tài hợp tác giữa giảng viên của Đại học Giao thông và Học viện Kỹ thuật Quân sự với đối tác Nhật Bản về việc sử dụng vật liệu siêu nhẹ EPS để thi công nền đắp trên đất yếu. Các cơ sở này cũng thực hiện các đề tài nghiên cứu biên soạn tiêu chuẩn tuy nhiên không nhiều.
• Các doanh nghiệp chuyên về kỹ thuật nền móng là các đơn vị đi đầu trong việc áp dụng các công nghệ mới. Một số doanh nghiệp hàng đầu có thể kể ra như Bachy Soletanche, Fecon, Phan Vũ, Geoviet. Một đặc điểm đáng chú ý của các doanh nghiệp này là đội ngũ lãnh đạo là các kỹ sư thuộc chuyên ngành Địa Kỹ thuật và cả các giáo viên có học vị cao của các trường Đại học. Những nghiên cứu của các doanh nghiệp này chủ yếu phục vụ cho công tác kinh doanh của họ và kinh phí nghiên cứu là của đơn vị tự đầu tư. Như Bachy Soletanche từ năm 2004, họ đã tiến hành thử nghiệm công nghệ bơm phun thành cọc Barrett tại Đà Nẵng. Công ty Bachy Soletanche cũng là đơn vị đầu tiên đưa công nghệ neo đất cho công trình hố đào cũng như công nghệ trụ vật liệu rời.
• Các công ty tư vấn thiết kế cùng là một kênh để góp phần phát triển ứng dụng công nghệ mới. Theo quy trình quản lý Xây dựng ở Việt Nam các công trình xây dựng trước khi được xây dựng phải được thông qua quy trình kỹ thuật của đơn vị quản lý, mà các đơn vị quản lý có thói quen dựa vào những công nghệ gì đã có trong tiêu chuẩn ban hành, vì vậy đơn vị tư vấn thiết kế đóng vai trò rất quan trọng trong việc phát triển khoa học công nghệ.
Cũng thông qua những đơn vị tư vấn thiết kế cộng với đòi hỏi của thực tế mà các kỹ thuật mới được áp dụng. Ví dụ năm 2011, một sự cố trượt đất xảy ra ở TP Đà Lạt khi thi công mà với các giải pháp truyền thông ở Việt Nam không khắc phục được,công nghệ đinh đất đã được công ty Tư vấn Xây dựng & Môi trường (C&E Consultants) đưa vào.
Cho đến nay tại các đơn vị tư vấn lớn cũng đã được trang bị những công cụ tính toán hiện đại thông qua nhập khẩu. Tuy nhiên việc sử dụng những công cụ này còn hạn chế. Để khắc phục điểm yếu này Hội VSSMGE đã thường xuyên tổ chức các hội thảo về áp dụng phương pháp số để trao đổi kinh nghiệm và nâng cao khả năng áp dụng của các phần mềm tính toán.
• Một đầu mối thúc đẩy áp dụng công nghệ mới đó là nhu cầu khách hàng. Một ví dụ được đưa ra là công nghệ trụ xi măng – đất được nghiên cứu ở Việt Nam vào những năm 80 của thế kỷ trước. Tuy nhiên nó chỉ được phát triển thông qua yêu cầu tìm giải pháp móng mới cho các bồn chứa xăng dầu trên nền của Petrolimex (Tổng công ty Xăng – Dầu Việt Nam) thỏa mãn các yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật. Và công nghệ này bắt đầu được phát triển rộng rãi kể từ năm 2000 với sự kết hợp của Công ty LD Kỹ thuật Nền móng Công trình (COFEC) và Công ty Hercules của Thụy Điển. Việc xuất hiện thi công hạ tầng đô thị đã xuất hiện các công ty thi công khoan ngầm ngang (HDD) để lắp đặt các đường ống và cũng bắt đầu xuất hiện sự cần thiết của tiêu chuẩn thi công. Ngoài ra cũng do nhu cầu thực tế nhiều công nghệ mới cũng được được áp dụng.
Thành tựu
Cùng với thế giới, ở Việt Nam sự phát triển của khoa học công nghệ trong mọi lĩnh vực Địa kỹ thuật cũng có những thành tựu đáng kể và bắt kịp với trào lưu của thế giới.
Trong lĩnh vực khảo sát, tại Việt nam đã có những thiết bị thí nghiệm trong phòng cũng như hiện trường hiện đại bao gồm các loại máy khoan, xuyên đo tĩnh có đo áp lực nước lỗ rỗng, xuyên Seismic Cone, thí nghiệm nén ngang, thí nghiệm địa chấn trong hố khoan, cắt cánh hiện trường tự động. Một công nghệ áp dụng trong thí nghiệm cọc không cần chất tải là thí nghiệm Osterberg cũng là phổ biến và cũng có những đơn vị đã tự sản xuất thiết bị thí nghiệm.
Trong lĩnh vực thiết kế các tiêu chuẩn quốc gia cho thiết kế cũng được ban hành kịp thời và đầy đủ. Đặc biệt là sự phổ biến của các chủng loại phần mềm cho nhiều lớp bài toán khác nhau với điều kiện biên và tải trọng phức tạp góp phần đem lại các phương án thiết kế an toàn và kinh tế.
Trong lĩnh vực công nghệ nền móng các công nghệ tiên tiến cũng đã du nhập vào Việt Nam, ban đầu là thông qua những công trình của nước ngoài làm tổng thầu sau đó đã hình thành các công ty riêng của Việt Nam và hầu như cho đến nay kỹ sư Địa Kỹ thuật của Việt Nam đã có thể đảm nhiệm toàn bộ vấn đề này. Một loại móng quan trọng trong xây dựng nhà cao tầng là móng cọc khoan nhồi đã được coi là một công nghệ thi công thông thường. Đối với móng cọc đúc sẵn, để phục vụ cho việc thi công trong khu vực đông dân cư một số công ty như Fecon, ECC hay Phan Vũ đã đưa những công nghệ hạ cọc cho phép đưa cọc đến độ sâu thiết kế mà ảnh hưởng đến công trình lân cận là tối thiểu.
Trong lĩnh vực gia cố nền đất yếu bằng phương pháp chất tải trước (hay hút chân không) kết hợp với đường thoát nước thẳng đứng, các công ty trong nước đã hoàn toàn thực hiện được và thống trị thị trường xây dựng như công ty Fecon hay Geoviet. Các phương pháp gia cố sâu bằng trụ xi măng – đất, trụ đá cũng đã được áp dụng tại nhiều công trình lớn có tầm quan trọng về kỹ thuật cũng như chịu tải.
Một công nghệ quan trọng cũng được phát triển trong lĩnh vực Địa Kỹ thuật, đó là công nghệ quan trắc. Công nghệ quan trắc đã đi vào tất cả các khâu trong lĩnh vực Địa kỹ thuật, trong việc kiểm soát thi công hố đào sâu trong thành phố hay kiểm soát quá trình chất tải xử lý nền đất yếu, đánh giá sức chịu tải cọc trong quá trình thí nghiệm. Hay trong viêc sử dụng thiết bị quan trắc để cảnh báo sự cố sạt trượt vùng đồi núi. Một số đơn vị như Trường Đại học Thủy lợi hay Viện Địa chất (thuộc Viện HLKH&CN Việt Nam) cũng đang tiến hành những nghiên cứu trong vấn đề này ở các tỉnh miền núi ở Tây Nguyên và phía Bắc. Kết quả quan trắc là những kinh nghiệm quý báu đề điều chỉnh các tính toán thiết kế cũng như góp phần nâng cao hiểu biết trong lĩnh vực Địa Kỹ thuật.
Hạn chế
Những hạn chế trong lĩnh vực phát triển khoa học công nghệ của ngành Địa kỹ thuật có thể kể ra là như sau:
Trong danh mục các đề tài nghiên cứu hầu như không có các đề tài nghiên cứu cơ bản về đặc tính của nền đất, trong rất nhiều bài toán các thông số đất nền được lấy theo mặc định hay kinh nghiệm của nước ngoài. Việc áp dụng các phần mềm tính toán cũng đòi hỏi các thông số riêng cho từng mô hình nền sử dụng, tuy nhiên các phòng thí nghiệm cũng chưa chú ý đến việc thực hiện những thí nghiệm cho các thông số đầu vào này.
Cũng có một số đề tài nghiên cứu về đặc tính của nền đất chủ yếu cho các tỉnh phía nam do các đơn vị.
Kinh phí thực hiện đề tài là hạn chế. Nguồn kinh phí của nhà nước cấp cho lĩnh vực nghiên cứu là hạn hẹp và cũng chỉ dùng cho mục đích của các đơn vị quản lý. Chính vì vậy tại các Viện nghiên cứu đề tài chủ yếu là biên soạn tiêu chuẩn và đặc biệt trong lĩnh vực Địa Kỹ thuật là chuyển đổi hệ tiêu chuẩn đang có sang hệ của châu Âu.
Một nguồn kinh phí có thể huy động là của Quỹ Phát triển khoa học và công nghệ Quốc gia (Tên giao dịch quốc tế là National Foundation for Science and Technology Development, viết tắt là NAFOSTED).
Một khó khăn trong việc phát triển công nghệ mới là quy trình kiểm duyệt cho các công trình xây dựng. Một công nghệ mới có thể là tốt tuy nhiên do chưa có tiêu chuẩn ban hành nên cũng khó có thể được áp dụng.
Phương hướng tham gia nghiên cứu khoa học của Hội VSSMGE
Để có thể xác định được phương hướng trong công tác nghiên cứu, cần phải xem xét nhu cầu đòi hỏi của thực tiễn. Ngoài những vấn đề về lý thuyết hay công nghệ xây dựng thông thường vẫn là cần thiết thì những vấn đề lớn mà ngành Địa Kỹ thuật đối mặt đó là những vấn đề liên quan đến biến đổi khí hậu, như:
• Vấn đề trượt lở bờ sông, biển.
• Vấn đề chất thải rắn của nhiệt điện.
• Vấn đề lún nền của các đô thị ở đồng bằng đặc biệt là tại đồng bằng sông Cửu Long.
• Vấn đề kiểm soát trượt đất vùng đồi núi.
Hội VSSMGE là một tổ chức nghề nghiệp và bị hạn chế trong nguồn kinh phí cũng như cơ sở vật chất sử dụng cho công tác nghiên cứu. Tuy nhiên một lợi thế lớn của Hội là có một đội ngũ cán bộ có trình độ cao nên công tác nghiên cứu khoa học của Hội VSSMGE cũng phải xác định hướng đi phù hợp với khả năng của mình, bao gồm:
• Tham gia Công tác tư vấn xã hội thông qua việc liên kết với kết hợp với các đơn vị địa phương nơi có nhu cầu giải quyết những đòi hỏi của thực tế.
• Kết hợp với các trường Đại học trong công tác đào tạo và phổ biến công nghệ mới.
• Cổng thông tin của Hội cần phải là nơi trao đổi của các cán bộ trong ngành.
Vừa qua, Hội VSSMGE đã và đang tiến hành những bước đi nhằm kết hợp với trường Đại học Miền Tây trong việc hợp tác phục vụ những ý đồ trên.
Nguyễn Anh Dũng
Hội Cơ học đất và Địa kỹ thuật công trình Việt Nam.
E-mail: [email protected]
