Thiết kế công trình hoàn thiện và quản lý rủi ro xây dựng dành cho kiến trúc sư và kỹ sư doc

Thiết kế công trình hoàn thiện và quản lý rủi ro xây dựng
dành cho kiến trúc sư và kỹ sư
Hans-Ulrich Moennig
Tổng Giám đốc ICCS
Chủ tịch Phòng Thương mại Kỹ sư Thuringen,
CHLB Đức
1. Mở đầu


Erfurt – thủ phủ bang Thuringen,CHLB Đức
Các công trình đều mang bản tính riêng và độc đáo. Điều này phân biệt chúng
với các sản phẩm công nghiệp khác mà có thể sản xuất hàng loạt hay chế tạo với
cấp độ lặp lại và tiêu chuẩn hóa cao. Sự sai lệch ra khỏi các định mức là khó tránh
khỏi ngay cả khi các qui tắc và qui định kỹ thuật được đáp ứng. Đó là do các ảnh
hưởng từ bên ngoài tác động vào công trình, vật liệu sử dụng hay tay nghề, đó là
các tiêu chí chủ quan, có thể ảnh hưởng xấu tới dự án công trình. Chi phí lên tới
10% - 20% của xây dựng hàng năm có thể phải bỏ ra để cải tạo công trình hay để
đạt tới chất lượng theo kế hoạch. Về khối lượng quốc gia công tác xây dựng, điều
này có nghĩa rằng nước Đức phải chi tới 15-20 tỷ euro hàng năm.
Đây chỉ là ước tính mà không có các con số chính xác về phương diện này, bởi
vì các công việc yếu kém và sai sót thường không được thống kê đầy đủ.
Công trình có nghĩa là đầu tư và thường bao hàm chi phí vốn lớn. Rủi ro là cao
với khả năng chủ đầu tư/khách hàng sẽ phải chịu đựng một công trình chất lượng
kém, không hoàn thiện hay lỗi về chức năng. Nhu cầu do vậy được hình thành để
bảo đảm đối phó với rủi ro này ở cấp độ quốc gia và quốc tế.
Nếu một KTS hay KS gây nên lỗi trong một dự án và gây ra thiệt hại cho bên
thứ ba như một hậu quả, chúng sẽ được xử lý bằng chính sách bảo hiểm. Điều này
cũng áp dụng cho tất cả nhưng người tham gia vào công tác xây dựng. Tuy nhiên
sẽ không thể có bảo hiểm nếu như chưa cung cấp dịch vụ (hoàn thành hợp đồng)
hay được thực hiện „yếu kém“ (tay nghề yếu). Chỉ có những hậu quả của những
lỗi đó được đưa vào nội dung bảo hiểm trách nhiệm, nếu chúng gây nên thiệt hại

vật chất hay phi vật chất (thiệt hại tài chính).
Một phân tích về các nguyên nhân của thiệt hại đã chỉ rõ trong hầu hết các
trường hợp, sai lầm mang tính chủ quan, đó là do con người. Để phòng tránh thiệt
hai, do vậy cần giảm thiểu hay loại trừ những yếu tố chủ quan đó.
Một số phương diện và thông tin được thiết kế để tránh rủi ro này được nhắc
đến dưới đây và được minh họa bằng nhiều nghiên cứu điểm.
1.1. Dịch vụ kỹ thuật của kỹ sư
Về cơ bản, có ba yêu cầu liên quan tới việc giảm thiểu rủi ro mà một kỹ sư dễ
mắc sai lầm:
- lập/yêu cầu một bộ hoàn thiện các hồ sơ dự án
- kiến thức chuyên môn về hợp đồng cuối cùng, mà thường nên được soạn bởi
các luật sư và nhà kỹ thuật có đủ năng lực
- xây dựng một khái niệm tổng thể về thứ tự các quá trình công nghệ trên công
trường cần có để hoàn thành một dự án xây dựng.
Rủi ro về hư hỏng hay sai lầm được giảm thiểu nếu yêu cầu đơn giản sau đây
được đáp ứng:
Hồ sơ dự án phải tạo điều kiện cho dự án xây dựng được hoàn thành nhanh
chóng và suôn sẻ.
Điều này có nghĩa rằng công trình phải được lập hồ sơ một cách đầy đủ nhất và
được mô tả theo hình thức phù hợp bằng cách sử dụng bản vẽ hay thuyết minh.
Điều này bao gồm nhu cầu làm sáng tỏ các thành phần công trình phức tạp bằng
việc cung cấp các chi tiết liên quan. Không có sẵn các bộ qui tắc nói rõ là các bản
vẽ, chi tiết hay thuyết minh phải rõ như thế nào cho dự án. Qui tắc duy nhất là các
bản vẽ, mô tả và trong một số trường hợp, mô hình chuyên dụng cần phải tạo điều
kiện hoàn thành công tác xây dựng, tức là làm cho nó khả thi.
1.2. Hợp đồng
Hợp đồng là một cơ sở kỹ thuật và kinh tế quan trọng nhất cho bất kỳ dự án xây
dựng nào. Một hợp đồng thiếu hoàn chỉnh hay yếu kém sẽ dẫn đến sự hiểu nhầm
hay chỉ theo cách hiểu của một bên. Kết quả là, một bên có thể bị thiệt hại chi phí
đáng kể. Trong các trường hợp nghiêm trọng, điều này có thể dẫn đến đổ vỡ tài

chính.
Một kỹ sư cần biết rõ về hợp đồng, dự án được dựa trên cơ sở nào với các thông
số và thu xếp, những cái quyết định về chất lượng của công trình và các thông số
kỹ thuật và kinh tế quan trọng nhất của nó. Một trong những lỗi thường xuyên
nhất của là KTS và KS là gây ra yêu cầu trách nhiệm của bên thứ ba, mà thường
chỉ được xử lý bởi một công ty bảo hiểm, đơn giản là bởi vì họ không hiểu rõ về
nội dung hợp đồng. Trong nhiều trường hợp điều này gây nên kết quả là các yêu
cầu trách nhiệm và thiệt hại tài chính cho các cá nhân. Do vậy cần thiết phải có sự
hợp tác chặt chẽ giữa các KS, nhà kế hoạch, và luật sư trong quá trình soạn ra hợp
đồng, để tất cả các đặc tính và yếu tố kỹ thuật trong dự án được tính đến hết, và
như vậy tránh được bất kỳ lỗi phân xử pháp lý và kỹ thuật mà có thể xảy ra khi dự
án đang được hoàn thành.
Điều này ứng với việc thực hiện các dự án ở cấp độ quốc gia và quốc tế.
1.3. Quản lý công trường và kiểm tra
Sai sót thường xuyên và nghiêm trọng thường có trong công tác kiểm tra công
trình. Các khiếm khuyết bao gồm công tác xây dựng không tuân theo kế hoạch dự
án và/hay không có chất lượng vật liệu xây dựng hay vật liệu phối được bảo đảm
khi các loại vật liệu thay thế với chất lượng kém hơn đựa đưa vào sử dụng.
Qui tắc quan trọng nhất cho công tác xây dựng hay kiểm tra mà không có lỗi là
hoàn thành dự án với chất lượng và số lượng kết cấu chính xác theo như các hạng
mục công việc ghi trong hợp đồng. Trách nhiệm của nhà kiểm tra xây dựng không
chỉ là đảm bảo công tác xây dựng tuân theo các kế hoạch trên tay, mà còn kiểm tra
tính khả thi và tính chính xác của chúng và, nếu cần thiết, yêu cầu cải thiện/thay
đổi. Nhà kiểm tra công trình do vậy có trách nhiệm rất lớn bởi vì hai nhiệm vụ này
và do vậy mối rủi ro chính về sai sót hay lỗi phân xử dễ xảy ra. Một phân tích về
các trường hợp thiệt hại chỉ rõ rằng tần suất sai sót và rủi ro thiệt hại là rất lớn
trong lĩnh vực này.
Ngoài các yếu tố nêu trên liên quan tới việc tránh rủi ro gây thiệt hại, cũng cần
bảo đảm rằng công tác xây dựng hay công tác kiểm tra được lập hồ sơ kỹ lưỡng
trong mỗi giai đoạn của dự án để cung cấp bằng chứng rõ ràng về quá trình công

tác xây dựng và các cá nhân chịu trách nhiệm vào một giai đoạn sau (trong một số
trường hợp điều này có thể liên quan tới nhiều năm). Đây là cách duy nhất xử lý
với những đòi hỏi về thiệt hại mà có thể phát sinh bởi vì sự thiếu hoàn chỉnh thực
tế hay bị đổ lỗi của công trình.
Từ quan điểm lý thuyết, các yếu tố quan trọng nhất để tránh thiệt hại là::
- Lập một dự án hoàn thiện theo hình thức các bản vẽ, thuyết minh, mô hình
hay các phương tiện thích hợp khác để thể hiện, mà bảo đảm rằng việc xây dựng
có thể được tiến hành mà không xảy ra vấn đề gì.
- Xây dựng một hợp đồng, với các chi tiết cả về yếu tố kỹ thuật và pháp lý; đó
là một trong những nền tảng quan trọng nhất để hoàn thành một dự án
- Một sự hiểu biết chi tiết về hợp đồng để xác định các giới hạn kỹ thuật và kinh
tế được qui định trong đó
- Cần có bản dịch được ủy quyền sang tiếng địa phương của dự án
- Công tác kiểm tra phải soát xét kỹ chất lượng và số lượng được qui định của
các thành phần riêng lẻ
- Phải có sự ủy quyền nếu việc trệch hướng khỏi các chỉ định kỹ thuật của dự án
trở nên cần thiết
Việc lập hồ sơ các qui trình trong khi hoạt động xây dựng là cần thiết để cung
cấp minh chứng bằng văn bản hay cung cấp tài liệu bảo vệ chống lại bất kỳ đòi hỏi
bồi thường thiệt hại nào.
2. Một sự ước tính kém về nền đất gây ra thiệt hại chi phí lớn – một trường
hợp nghiên cứu điểm
Đối với khảo sát nền móng, nhìn chung phải phân tích chất lượng và số lượng
của các lớp đất phía dưới công trình để xem chúng bị tác động tới mức độ nào bởi
tải trọng cần được hấp thụ từ công trình. Độ sâu của khảo sát phụ thuộc vào công
trình cụ thể được thi công. Trong trường hợp các dự án kết cấu và xây dựng kỹ
thuật, độ sâu của công tác thăm dò ít nhất bằng 3 lần kích thước nhỏ nhất của
móng hay ít nhất là 6 m. Đối với các công trình nhỏ hơn, độ sâu khảo sát 2 m là đủ.
Về cơ bản, các qui trình khoan và thăm dò cần tạo điều kiện đánh giá được các
lớp đất phía dưới móng cũng như xác định các thuộc tính cơ học của mỗi thể loại

đất. Cũng cần tiến hành thăm dò ít nhất tại các góc của công trình hay tại các điểm
chịu tải lớn, để cho phép xác định trình tự các lớp tại các điểm khảo sát trong mặt
bằng với sự trợ giúp của các mặt cắt.
Thêm vào đó, cần phải có được các hồ sơ liên quan, nhìn chung có sẵn tại cơ
quan xây dựng địa phương hay văn phòng của chính phủ về địa chất và quy hoạch
vùng. Những tài liệu này cung cấp các chi tiết về các điều kiện nền đất nói chung.
Bất kỳ sự biểu hiện bất thường không đồng bộ nào mà không được thể hiện trong
các khảo sát lựa chọn sẽ được liệt kê riêng.
Sau khi hoàn thành công tác xây dựng và sau khi bắt đầu sử dung công trình, độ
lún trong trường hợp tòa nhà tương đối nhẹ đã là tới dm sau một thời gian ngắn.
Nhiều chuyên gia nền móng làm việc để điều tra nguyên nhân của sự lún này.
Họ áp dụng các phương pháp khảo sát đã được công nhận và sử dụng mũi khoan
và thử nghiệm.
Một nỗ lực được thực hiện để giảm sự bất thường này, mà đã thấy rõ trong quá
trình đào đất, bằng cách phủ lên khu vực đất móng một lớp đán dăm như một lớp
đệm để phân bố đều lực tải xây dựng.
Khi sự lún nhiều tiếp theo gây ra nứt và hư hỏng kết cấu nặng, lúc này cần thiết
phải xác định những nguyên nhân của sự lún. Bởi vì người ta cho rằng sự bất
thường ngâm chiết xảy ra trong nền đất, các cuộc điều tra đã tiến hành sử dụng các
phép đo kháng trở điện. Chúng cho phép các kỹ sư đạt được một hình ảnh 2 chiều
đầy đủ về nền đất tới độ sâu khoảng 90 m dọc theo tuyến giao nhau (hình ảnh 1, 2,
3). Rõ ràng là nguyên nhân của sự lún là một sự ngâm chiết hình phễu, được tạo ra
trong các thời kỳ địa chất trước đây. Nó kéo dài tới độ sâu 40-70 m, được chứa
đầy bởi một chất liệu yếu và được phủ bằng lớp đá ổn định dày 3 m.
Để ổn định các lớp đó, một khối lượng lớn bê tông được chèn vào và nền đất và
thay thế và ổn định lớp đất yếu phía dưới. Sự lún công trình được dừng lại.
Bằng cách sử dụng phương pháp thông tin này, có thể nhận được một bức tranh
liên tục của nền đất và các nguyên nhân của sự lún lớn với một chi phí nhỏ về
khảo sát cơ học. Như bức ảnh 1-3 chỉ rõ, đây là một phương pháp so sánh, thể hiện
rõ những khác biệt về mật độ trong nền đất bằng cách sử dụng các loại màu khác

nhau.
2.1. Các ví dụ khác về công tác kế hoạch/đánh giá sai lầm
2.1.1. Sai lầm trong qui hoạch vùng
(ảnh 4) Một khu vực phát triển ở Tanzania: vị trí một nhà máy chế biến dệt để
sản xuất vải lụa đa mát chất lượng cao rất gần một công trình xi măng. Bụi xi
măng nhỏ li ti tràn vào nhà máy nằm ở cuối hướng gió chủ đạo. Điều này có nghĩa
rằng các bộ lọc cần phải được liên tục thay để bảo đảm sản xuất.
2.1.2. Vật liệu xây dựng không dùng được cho điều kiện công trường
(ảnh 5) Vật liệu xây dựng và chất độn phải phù hợp với điều kiện khí hậu cụ thể.
Trên bức hình này, nỉ lợp mái nhựa đường được cung cấp tới một nước nóng ẩm.
Mức độ tia tử ngoại khắc nghiệt đã sớm phá hủy vật liệu làm cho nó không thể
dùng được nữa.
2.1.3. Công nghệ phải được làm chủ ở cấp địa phương
(ảnh 6) Công tác thiết kế và các công nghệ cần thiết phải được điều chỉnh theo
địa điểm và lực lượng lao động địa phương. Si lô xi măng được xây cho một nhà
máy ở Saudi Arabia có sử dụng một phương pháp xây dựng bê tông trượt. Yêu cầu
công nghệ quá cao nên không được đáp ứng trong điều kiện địa phương (tiếp
nguyên liệu liên tục, mức độ tia bức xạ cao, tỷ lệ bốc hơi nước lớn).
2.1.4. Độ căng thẳng khí hậu quá tải
(ảnh 7) Một kết cấu mái được xây dựng dưới điều kiện Châu Âu được sử dụng
ở một nước châu Phi mà không điều chỉnh kỹ thuật phù hợp. Hai hình thức hư
hỏng đã xảy ra:
Do mức độ bức xạ nhiệt cao và thay đổi nhiệt độ lớn giữa ngày và đêm, những
biến đổi về hình dáng và độ dài đã xảy ra, dẫn đến phá hủy các cấu kiện kết nối và
làm cho mái không còn dùng được nữa
Do việc sử dụng trực tiếp các kim loại khác nhau (liên quan tới dãy số điện),
các thành phần địa phương được tạo ra trong điều kiện ẩm, nên theo luật khoa học
tự nhiên, gây ra một sự biến dạng hệ thống của kim loại kém phẩm chất
2.1.5. Tính toán sai của phần mềm
(ảnh 8) Một công trình mái dây căng được thiết kế theo lý thuyết bậc 3. Phần

mềm sử dụng vòng lặp. Kết quả cuối cùng là không chính xác, tuy nhiên, về mặt
số lượng các chu trình tính toán, kết quả không đạt được độ tiệm cận mà với một
mức độ tối đa.