ĐỊA KỸ THUẬT – NGÀNH KHOA HỌC ỨNG DỤNG.

Đến nay, nhiều chuyên gia vẫn còn nghi ngờ về lợi ích và tính hợp lý sử dụng, cùng nhiều tranh cãi với các câu hỏi, như: “Thuật ngữ “Địa kỹ thuật” nghĩa là gì” ? “Phải chăng địa kỹ thuật là một lĩnh vực khoa học độc lập?”. “Đối tượng nghiên cứu và đặc điểm của phương pháp luận?”. “Vai trò và vị trí của Địa kỹ thuật so với các môn học đã hình thành từ lâu ở nước thuộc Liên xô cũ, như “Địa chất công trình”, “Cơ học đất”, ”Nền và móng”, “Địa cơ học”. Khi hợp nhất nhiều lĩnh vực theo các định hướng khoa học và công trình bằng thuật ngữ chung sẽ thu được những gì cho sự phát triển của khoa học và thực tiễn công trình?”.

Thật vậy, thuật ngữ “Địa kỹ thuật” – tương đối rộng và nó bao trùm toàn bộ các khoa học ứng dụng và các môn học công trình.

Hiện nay thuật ngữ Đia kỹ thuật thường được hiểu là hệ thống các giải pháp liên hệ lẫn nhau về khảo sát công trình, điều tra, tính toán địa kỹ thuật, tính toán dự đoán, thiết kế, công nghệ xây dựng, kiểm tra chất lượng thi công, quan trắc đối tượng xây dựng và công trình xung quanh liên quan đến việc bố trí móng hoặc phần dưới mặt đất của công trình

Thoạt nhìn qua ta thấy, “Địa kỹ thuật” – đó là bộ sưu tập đơn giản từ các lĩnh vực rêng lẻ và các nhánh chuyên ngành khoa học, và mỗi lĩnh vực sử dụng các phương pháp riêng để hoàn thành các yêu cầu của nó. Vậy tại sao đòi hỏi hợp nhất chúng lại dưới thuật ngữ chung “địa kỹ thuật” và điều đó đem lại cái gì mới?

Trước khi trả lời câu hỏi này, chúng ta hãy quan tâm đến tình hình thực tế. Nhiều chuyên gia có kinh nghiệm về thiết kế và xây dựng, không ít lần va chạm với tình huống điển hình không tương thích của các nhiệm vụ trong các công đoạn của mắt xích “khảo sát – thiết kế - xây dựng – vận hành”. Ví dụ, các tài liệu khảo sát địa chất công trình có nhiều thông tin thừa, mà những người thiết kế không thể “tiêu hóa” và không thể sử dụng hết các số liệu thu thập được, trong đó lại thiếu những số liệu cần thiết, để tính toán khi thiết kế. Đến lượt nhà thiết kế, thường không tính đến năng lực thực tế của các đơn vị xây dựng, v.v…Vì thế, cả hệ thống nhiều khi làm việc ít hiệu quả, bởi vì chúng bị chia tách thành các thành phần riêng biệt, ít liên kết với nhau, từ đó dẫn đến làm tăng giá thành xây dựng, tăng thời gian thi công, giảm chất lượng, phải bổ sung một số công tác phụ trợ và dễ dẫn đến sự cố.

Ở các nước phương Tây vai trò điều phối các chức năng này là của nhà địa kỹ thuật. Chính họ xác định, sẽ áp dụng mô hình làm việc nào của đất nền để tính toán, ví dụ xác định thành phần và khối lượng khảo sát công trình, xác định phương pháp thí nghiệm địa cơ học và v.v…và cuối cùng họ là người trả lời các yêu cầu trên.

Tất cả những vấn đề trên đây theo cơ sở địa kỹ thuật được tích hợp, nếu xem “địa kỹ thuật” không phải là tập hợp các môn học riêng lẻ, mà là hệ thống các kiến thức chuyên ngành, có nghĩa là các thành phần liên hệ lẫn nhau, thống nhất bởi mục tiêu chung.

Theo Từ điển Bách khoa (Tập 1), Địa kỹ thuật là một ngành học nghiên cứu những tính chất của đất đá để xác định các điều kiện có thể xây dựng các công trình (hầm, đập, đường sá, nhà cửa, v.v…) trong một môi trường địa chất và một vùng khí hậu nhất định. Địa kỹ thuật bao gồm bốn lĩnh vực: nghiên cứu cấu trúc địa chất ngoài thực địa, cơ học đất và nền móng, cơ học đá và địa chất thủy văn.

Theo Từ điển “Địa Sinh thái-Địa Môi trường-Địa kỹ thuật” – NXB Xây dựng 2008, Địa kỹ thuật là: Sự áp dụng các phương pháp khoa học và các nguyên tắc kỹ thuật vào việc thu nhận, giải thích và sử dụng các kiến thức về các vật liệu của vỏ quả đất để giải quyết các vấn đề kỹ thuật, là khoa học áp dụng để làm cho Trái đất có sức chứa nhiều hơn. Nó bao gồm các lĩnh vực cơ học đất, cơ học đá và nhiều vấn đề kỹ thuật của địa chất, địa vật lý, thủy văn cũng những khoa học liên quan.

Trong “Cẩm nang dùng cho kỹ sư”, tác giả Trần Văn Việt giải thích: Địa kỹ thuật là một bộ môn nhằm nghiên cứu và xác định các điều kiện của môi trường đất, đá và nước dưới đất cùng các tính chất xây dựng của chúng phục vụ cho các công tác: lựa chọn mặt bằng phù hợp cho một dự án, tính toán thiết kế nền móng và đề ra các giải pháp gia cố, xử lý cần thiết, v.v… Và theo tác giả, Địa kỹ thuật, có thể hiểu khái quát là chuyên môn bao gồm hai chức năng gắn bó hữu cơ với nhau, đó là :

- “khảo sát đất nền” là thu thập thông tin về các điều kiện đất nền và nước dưới đất;

- “Phân tích Địa kỹ thuật” là xử lý các số liệu về đất nền và kết cấu công trình, tính toán kích thước nền móng, đề xuất giải pháp xử lý-gia cố và kiến nghị biện pháp thi công hợp lý, trên cơ sở cơ đất-nền-móng.

Theo lý thuyết hệ thống thì Địa kỹ thuật là tổng thể các bộ phận liên hệ với nhau, chúng liên kết bởi mục tiêu thống nhất và tính hoạt động hoàn chỉnh, vì thế bản chất của bản thân hệ thống không phải là tổng số các tính chất của các thành phần gộp lại. Các tính chất chính của hệ thống mặc dù có phụ thuộc vào thành phần và tính chất của các thành phần hợp thành, nhưng về nguyên tắc sự nhận thức ở mức độ nghiên cứu không chỉ căn cứ các đặc tính của các thành phần. Vì vậy, khi tiếp cận hệ thống thì việc nghiên cứu hệ thống xảy ra từ cái chung nhất đến bộ phận hợp thành, nhưng không có ngược lại.

Vì vậy, Địa kỹ thuật là một hệ thống của các khoa học ứng dụng liên kết nhau hình thành một lĩnh vực kiến thức mới và phương pháp luận mới trong nghiên cứu.

Tất nhiên, việc đánh giá địa kỹ thuật như là các hệ thống sẽ mở ra các khả năng mới để hoàn thiện định hướng về các phương pháp khảo sát công trình cũng như phương pháp tính toán, các phương pháp và kết cấu móng v.v… trong sự kết hợp nhau nhằm mục đích mang lại hiệu quả cuối cùng tối đa. Từ đó địa kỹ thuật sẽ là ngành khoa học ứng dụng.

Trương Quang – Viện Công nghệ Khoan