Quy trình khảo sát thủy văn trước khi thi công đóng cọc bê tông trên sông

Tìm hiểu chi tiết quy trình khảo sát thủy văn trước khi thi công đóng cọc bê tông trên sông, từ bước thu thập dữ liệu, đo đạc mực nước, đến phân tích dòng chảy và lựa chọn phương án thi công an toàn.

Khảo sát trước khi đóng cọc bê tông trên sông cần tách rõ bốn nhóm dữ liệu: thủy văn, địa hình đáy, địa kỹ thuật và điều kiện giao thông/thao tác trên nước. Một bảng tiêu chuẩn gán sai tên hoặc một đợt đo 24–48 giờ không thể đại diện cho toàn bộ điều kiện sông trong mùa.

1. Xác định mục tiêu khảo sát

Cần biết dữ liệu phục vụ thiết kế móng, biện pháp thi công, lựa chọn phương tiện nổi hay tổ chức an toàn. Mỗi mục tiêu yêu cầu phạm vi đo khác nhau. Ví dụ, lựa chọn neo sà lan cần dữ liệu dòng chảy và mực nước trong thời gian thi công; thiết kế móng còn cần địa chất đáy và yêu cầu thủy lực của công trình.

2. Thu thập tài liệu có sẵn

• Chuỗi mực nước, lưu lượng hoặc dữ liệu trạm gần khu vực.
• Bản đồ, bình đồ, mặt cắt sông và hồ sơ nạo vét nếu có.
• Dữ liệu lũ, triều, vận hành hồ/cống ảnh hưởng khu vực.
• Thông tin luồng tàu và quy định giao thông thủy.
• Hồ sơ khảo sát địa chất cũ để tham khảo, không thay thế khảo sát dự án khi chưa đủ.

3. Đo mực nước

Thời gian và tần suất đo phải theo mục tiêu khảo sát và chế độ thủy văn. Một đợt ngắn có thể đủ cho kiểm tra điều kiện tại thời điểm thi công nhưng không đại diện cho cực trị mùa. Khi sông chịu triều hoặc điều tiết, cần bố trí thời gian đo để nhận dạng chu kỳ liên quan.

4. Đo vận tốc và lưu lượng

Có thể sử dụng thiết bị đo lưu tốc hoặc ADCP khi phù hợp. Số mặt cắt và điểm đo không nên cố định “3–7 điểm” cho mọi sông; bố trí phải phản ánh hình học mặt cắt, dòng chính, vùng xoáy và khu vực đặt thiết bị nổi.

5. Khảo sát địa hình đáy

Sonar/echo sounder hoặc phương pháp phù hợp được dùng để xây dựng bình đồ và mặt cắt đáy theo yêu cầu độ chính xác. Kết quả giúp bố trí sà lan, khung dẫn, neo và nhận diện chỗ sâu/cạn; nó không thay thế khảo sát địa chất.

6. Khảo sát địa kỹ thuật đáy sông

Cần xác định các lớp bùn, cát, sét, lớp chặt và chiều sâu tầng ảnh hưởng đến cọc. Khoan, SPT, CPT hoặc thí nghiệm khác được lựa chọn theo nhiệm vụ khảo sát. Dữ liệu này là đầu vào chính để thiết kế cọc và đánh giá diễn biến hạ.

7. Đánh giá xói và biến động đáy

Nếu công trình chịu dòng chảy mạnh hoặc có nguy cơ xói, thiết kế cần đánh giá xói theo loại công trình và tiêu chuẩn áp dụng. Không dùng TCVN 9143:2012 cho mục đích “xói quanh cầu”: bản 2012 đã được thay thế bởi TCVN 9143:2022 và tiêu chuẩn này tập trung tính toán thấm dưới đáy/vai công trình thủy lợi trên nền không phải đá.

8. Căn cứ tiêu chuẩn phải đúng phạm vi

TCVN 8422:2010 là tiêu chuẩn thiết kế tầng lọc ngược công trình thủy công, không phải phương pháp khảo sát thủy văn. TCVN 9150:2012 là tiêu chuẩn thiết kế cầu máng xi măng lưới thép, không phải khảo sát sonar đáy sông. Vì vậy các mã này không nên đặt trong bảng “tiêu chuẩn khảo sát thủy văn”.

QCVN 04-05:2022/BNNPTNT là quy chuẩn về công trình thủy lợi, phòng chống thiên tai – phần quy định chủ yếu về thiết kế; chỉ dùng khi công trình thuộc phạm vi quy chuẩn. Với cầu, bến, công trình giao thông hoặc công trình chuyên ngành khác phải xác định bộ tiêu chuẩn tương ứng của dự án.

9. Ví dụ lập chương trình khảo sát cho bến nhỏ

Kỹ sư xác định khu vực sà lan đứng, đo bình đồ đáy và mặt cắt, ghi mực nước trong các trạng thái đại diện, đo dòng tại khu vực neo, khoan địa chất tại các vị trí móng và kiểm tra luồng tàu. Sau đó mới chọn cao độ sàn công tác, hệ neo và thiết bị cọc. Nếu dữ liệu lịch sử cho thấy mùa lũ khác xa thời điểm khảo sát, biện pháp phải dùng thêm cực trị thiết kế chứ không chỉ số đo ngày khảo sát.

10. An toàn khảo sát trên nước

Phương tiện, áo phao, cứu sinh, liên lạc, thời tiết, luồng tàu và vùng thao tác thiết bị phải được đưa vào kế hoạch an toàn. Khi dòng chảy/gió vượt khả năng phương tiện hoặc hệ neo, dừng khảo sát thay vì cố hoàn thành đủ số điểm.

11. Hồ sơ đầu ra

• Bình đồ và mặt cắt đáy.
• Chuỗi mực nước và số liệu dòng chảy.
• Hồ sơ địa chất và thí nghiệm.
• Nhận xét về biến động, xói/bồi và điều kiện thi công.
• Hệ tọa độ, cao độ, thời gian đo và thiết bị.

Cách chuyển các dữ liệu trên thành biện pháp thi công xem tại đóng cọc bê tông trên sông.

Hệ tọa độ và cao độ phải thống nhất

Dữ liệu đáy sông, mực nước, hố khoan và tim cọc chỉ có thể ghép với nhau khi dùng cùng hệ tọa độ/cao độ hoặc có tham số chuyển đổi rõ. Sai hệ cao độ có thể làm nhầm chiều sâu nước, cao độ mũi cọc và cao độ sàn công tác.

Đo trong một thời điểm không thay thế chuỗi lịch sử

Số đo hiện trường phản ánh trạng thái lúc khảo sát. Đối với sông có mùa lũ, triều hoặc điều tiết hồ, biện pháp thi công cần kết hợp chuỗi lịch sử hoặc số liệu thiết kế để đánh giá trạng thái bất lợi. Đây là lý do không nên quy định “đo đủ 24–48 giờ là đạt”.

Khảo sát luồng và chướng ngại

Ngoài địa hình đáy, cần kiểm tra cọc cũ, vật chìm, đường ống/cáp và khu vực tàu thuyền đi qua nếu có thông tin. Một vật cản không ảnh hưởng thiết kế thủy văn nhưng có thể quyết định vị trí neo hoặc đường di chuyển của sà lan.

Ví dụ sai khác giữa khảo sát và ngày thi công

Khảo sát thực hiện vào thời kỳ nước thấp, còn thi công rơi vào giai đoạn mực nước cao hơn. Cao độ boong, tầm với cẩu, hệ neo và chiều cao khung dẫn cần kiểm tra lại. Không nên dùng nguyên bố trí thiết bị của ngày khảo sát nếu điều kiện đã thay đổi.

Kiểm tra chất lượng số liệu

• Ghi thời gian và điều kiện thời tiết.
• Hiệu chuẩn hoặc kiểm tra thiết bị theo yêu cầu.
• Kiểm tra số liệu bất thường bằng đo lặp.
• Ghi phương pháp xử lý và lọc số liệu.
• Lưu file gốc để có thể truy lại.