Nghiên cứu khoa học

Các giải pháp kỹ thuật được chấp thuận áp dụng cho nền đường tại Việt Nam

Các giải pháp kỹ thuật được chấp thuận áp dụng cho nền đường tại Việt Nam

Tạp chí Xây dựng - Bộ xây dựngDo yêu cầu kỹ thuật cho vật liệu đất đắp nền đường rất chặt chẽ nên việc tìm kiếm các giải pháp phù hợp, bảo đảm nguồn cung ứng gặp nhiều khó khăn, giá thành cao. Định hướng chung là tháo gỡ khó khăn về nguồn cung ứng nhưng bảo đảm kiểm soát chất lượng, độ ổn định lâu dài và kiểm soát tổng mức đầu tư.

1. Giải pháp thay thế vật liệu đất đắp

Giải pháp được áp dụng phổ biến và đã được kiểm chứng phù hợp với thực tế xây dựng các tuyến đường giao thông trong nhiều năm qua, đặc biệt với vùng ĐBSCL, là dùng vật liệu cát sông tự nhiên. Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân nên vật liệu cát tự nhiên đã ngày càng khan hiếm. 

Trước thực tế đó, Bộ GTVT đã chỉ đạo các cơ quan chức năng nghiên cứu sử dụng cát biển thay thế cát tự nhiên dùng cho vật liệu đắp nền đường. Giải pháp này được đánh giá là có triển vọng, đang được triển khai ở giai đoạn thí điểm. Do cấu trúc thành phần hạt và thành phần hóa học của cát biển có những điểm khác biệt so với cát sông tự nhiên nên quá trình nghiên cứu tập trung đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật của loại vật liệu này, trong đó tập trung nghiên cứu về chỉ tiêu độ nhiễm mặn.

Tại thời điểm này, nhìn chung không sử dụng độc lập cát biển để xây dựng nền đường, nếu sử dụng thường phải được xử lý ổn định bằng xi măng, đắp xen kẽ hoặc các giải pháp gia cường khác. 

Ngoài ra, hầu hết cỡ hạt của cát biển là hạt mịn, trong quá trình vận chuyển vật liệu và nền đường thi công chịu tác động của thời tiết (gió, nắng) sẽ gây ra bụi ra xung quanh môi trường và khu dân cư. 

Bên cạnh đó, cát biển có chứa một lượng nhất định muối hòa tan. Vì vậy, sử dụng cát biển làm nền đường, trong quá trình xây dựng và hoạt động, do ảnh hưởng của thời tiết, khí hậu, điều kiện thủy văn, các muối hòa tan và các ion sẽ có thể cuốn theo dòng nước gây ảnh hưởng đến môi trường xung quanh. 

Sử dụng hóa chất DHD 101 gia cố mặt nền ở Tây Nguyên.

Đặc biệt đối với đất nông nghiệp, có thể ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và năng suất cây trồng, cuộc sống khu dân cư quanh dự án. Do vậy, cần phải có giải pháp và có đánh giá tác động môi trường về việc sử dụng cát biển đắp nền đường trong thời gian khai thác.

2. Giải pháp thay thế kết cấu nền đường - sử dụng cầu cạn

2.1. Phạm vi ứng dụng của cầu cạn (Viaduct)

+ Cầu dẫn, cầu vượt đường tại các nút giao cắt, vượt thung lũng.

+ Thay thế các đoạn đường địa chất yếu, xử lý nền móng tốn kém hoặc không ổn định.

+ Dùng cho các tuyến đường đi cao trong đô thị.

+ Tại vị trí tuyến đường giao thông có nhu cầu dân sinh, thoát lũ phía dưới.

+ Tại vị trí đắp cao, không đáp ứng yêu cầu cảnh quan, kiến trúc.

+ Tránh các vị trí sườn núi địa chất xấu, thường xảy ra sụt trượt, đá rơi, đá lăn.

+ Tại vị trí tuyến đường hạn chế diện tích giải phóng mặt bằng.

+ Có thể áp dụng trường hợp khan hiếm vật liệu đất đắp nền đường.

2.2. Các ưu điểm của phương án cầu cạn thay thế đoạn tuyến đường đắp thông thường

+ Kết cấu ổn định, chắc chắn, kiểm soát độ lún, yếu tố hình học tốt. 

+ Mỹ quan, kiến trúc đẹp, thông thoáng không gian dưới cầu.

+ Thoát lũ, phục vụ dân sinh tốt, môi trường sinh quyển 2 bên tuyến được cải thiện.

+ Đối với các đoạn tuyến đi qua vùng địa chất yếu thời gian thi công nhanh hơn do không cần thời gian gia tải chờ xử lý ổn định nền đất.

+ Chiếm dụng diện tích xây dựng ít hơn.

+ Không yêu cầu cung ứng vật liệu đất đắp lớn.

+ Giá thành cao hơn giải pháp đắp nền thông thường có xử lý đất yếu. Mức chênh cao về chi phí phụ thuộc vào địa chất, địa hình đoạn tuyến đi qua, với các vùng đất yếu trung bình thường có giá thành cao đáng kể, tuy nhiên, với vùng đất có lớp đất yếu sâu thì phương án này có giá thành cao hơn không quá nhiều (kinh nghiệm chỉ khoảng 10 - 20%).

Kinh nghiệm ở các nước tiên tiến khi xây dựng các tuyến đường ôtô cao tốc qua vùng đồi núi và đất yếu các đoạn tuyến sử dụng cầu cạn chiếm từ 25 - 40% tổng chiều dài tuyến; với các tuyến đường sắt cao tốc chiếm từ 50 - 70% chiều dài tuyến.

2.3. Kinh nghiệm sử dụng các phương án cầu cạn thay thế đoạn tuyến đường đắp thông thường ở Việt Nam

+ Đã áp dụng rộng rãi, hoàn toàn làm chủ công nghệ, trang thiết bị, kinh nghiệm thiết kế, thi công, duy tu, bảo trì.

+ Đã có nhiều kinh nghiệm, lựa chọn được giải pháp hợp lý là cầu bê tông cốt thép dự ứng lực nhịp giản đơn, chiều dài từ 25 - 40 m

+ Chi phí duy tu, bảo trì thấp, dễ sửa chữa, thay thế.

Đã có nhiều kinh nghiệm chứng minh hiệu quả của vấn đề này như Dự án cao tốc TP.HCM - Trung Lương đã so sánh và sử dụng 13 km cầu cạn/40 km tuyến qua vùng đất yếu.

3. Các giải pháp cải tạo đất tại chỗ  

Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 1266/QĐ-TTg ngày 18/8/2022 về Chiến lược phát triển chiến lược VLXD Việt Nam thời kỳ 2021 - 2030, định hướng đến năm 2050. Theo Quyết định này, Thủ tướng Chính phủ phê duyệt từng bước thay thế, giảm áp lực cho việc khai thác cát sông tự nhiên hiện nay (sử dụng cát nghiền, các vật liệu tái chế từ phế thải công nghiệp xây dựng, cát biển…).

Trước đó, Thủ tướng Chính phủ đã có Chỉ thị số 08/CT-TTg ngày 26/3/2021 về việc đẩy mạnh xử lý, sử dụng tro, xỉ, thạch cao của các nhà máy nhiệt điện, hóa chất, phân bón làm nguyên liệu sản xuất VLXD và trong công trình xây dựng (Chỉ thị số 08/CT-TTg).Thực hiện Chỉ thị số 08/CT-TTg, Bộ GTVT đã chỉ đạo Viện KH&CN GTVT công bố TCCS 02:2022/VKHCN "Đường giao thông nông thôn - Lớp đá dăm chèn vữa xi măng sử dụng tro bay nhà máy nhiệt điện đốt than - Thi công và nghiệm thu" để làm cơ sở áp dụng cho các đường giao thông nông thôn.

+ Đã thử nghiệm một số hóa chất cải tạo đất như DZ33, DHD 101, Soil Stabilizer…; giải pháp chế bị như trộn vôi, xi măng nhưng hiệu quả phụ thuộc vào tính chất từng vùng đất.

4. Kết luận và kiến nghị

Giải quyết vấn đề khan hiếm vật liệu xây dựng, đặc biệt là vấn đề vật liệu đắp cho các dự án xây dựng các tuyến đường giao thông là vấn đề rất lớn, mang tính quyết định tiến độ, chất lượng và giá thành công trình cần nỗ lực tập trung giải quyết.

Kinh nghiệm của các nước trên thế giới và ở Việt Nam đã chỉ ra rằng cần nghiên cứu, thử nghiệm nhiều giải pháp một cách đa dạng và linh hoạt, thích hợp với yêu cầu khác nhau về quy mô, yêu cầu chất lượng, tiến độ, điều kiện cụ thể của từng địa bàn xây dựng để đạt được mục tiêu đề ra. 

Đối với Việt Nam, thực tế đã chứng minh giải pháp cầu cạn với kết cấu bê tông cốt thép dự ứng lực nhịp giản đơn có nhiều ưu điểm có thể giải quyết cơ bản vấn đề. Tuy nhiên, để đảm bảo đạt hiệu quả cao về các mặt kỹ thuật, chất lượng, giá thành hợp lý, bảo vệ môi trường cần có sự phân tích, so sánh kỹ lưỡng giải pháp cầu cạn (giải pháp xây dựng đoạn tuyến đi trên cao) với các phương án khác để có đủ cơ sở lựa chọn phương án có hiệu quả nhất. 

Giải pháp nghiên cứu sử dụng các vật liệu thay thế khác như cải tạo bùn đất, xử lý, sử dụng tro, xỉ, thạch cao của các nhà máy nhiệt điện, hóa chất, phân bón làm nguyên liệu sản xuất vật liệu xây dựng, sản xuất cát nghiền, cát biển thay thế cát sông tự nhiên để thi công nền và móng đường giao thông cũng rất có triển vọng đáp ứng yêu cầu một cách cơ bản, lâu dài cần được quan tâm ứng dụng.

Kiến nghị các cơ quan quản lý, tư vấn, nhà thầu… tập trung rà soát, hoàn thiện các vấn đề liên quan đến các loại vật liệu này, trong đó, đặc biệt hoàn thiện cơ sở khoa học, pháp lý, hiệu quả kinh tế - xã hội của các loại vật liệu để có thể ứng dụng linh hoạt, hiệu quả nhiều giải pháp sử dụng vật liệu vào thực tế xây dựng các công trình giao thông, mang lại lợi ích to lớn cho sự phát triển đất nước.

Tài liệu tham khảo

[1]. Viện KH&CN GTVT: Đề cương nhiệm vụ và Dự toán chi phí công tác tư vấn, báo cáo đánh giá thí điểm dùng cát biển làm vật liệu đắp nền đường-Hà Nội 2023.

[2] Viet-Phuong NGUYEN, Duy-Hoa PHAM, Phu-Doanh BUI, Ngoc-Thinh BUI, và Dang-Viet-Anh NGUYEN: RESEARCH THE POSSIBILITY OF USING SEA SAND IN ROADBED CONSTRUCTION IN VIETNAM”, International Journal of GEOMATE, 01/2021.

[3]. Bộ GTVT: Hồ sơ THKT các tuyến đường vành đai 2, vành đai 3.

[4]. Bộ GTVT: Hồ sơ THKT các tuyến đường đường cao tốc TP.HCM - Trung Lương.

Ý kiến của bạn