Cần so sánh đầy đủ các giải pháp xây dựng cầu đường để có lựa chọn phù hợp

06:59 10/06/2024
Công nghệ mới trong xây dựng cầu đường đã được cơ quan quản lý nhà nước tiếp nhận. Tuy nhiên, cần phải so sánh một cách đầy đủ các giải pháp trước khi áp dụng để có lựa chọn phù hợp…

Kết cấu bê tông cốt thép có độ bền 100 năm

Ý kiến thảo luận của các chuyên gia, nhà khoa học tại Hội thảo “Các giải pháp kết cấu bê tông cho đường cao tốc trên cao”, do Tạp chí Xây dựng phối hợp với Hội Bê tông Việt Nam (VCA) và các đơn vị thành viên của VCA tổ chức sáng 08/6 cho biết, những giải pháp dầm cầu vượt nhịp lớn, chiều cao thấp được hiện thực hoá bởi sự phát triển về công nghệ bê tông ngày càng cao và công nghệ dự ứng lực ngày càng tốt hơn. Những giải pháp này đã được cơ quan quản lý nhà nước ở địa phương tiếp nhận và triển khai nhiều trong thực tiễn…

Thi công dầm U cầu đập Trà Khúc, tỉnh Quảng Ngãi.

Theo TS Ngô Châu Phương, tại thời điểm hiện nay, những dầm cầu do ông thiết kế có tuổi thọ tới 100 năm, tiêu chuẩn thiết kế cầu hiện tại cũng là 100 năm.

TS Ngô Châu Phương đề xuất một số giải pháp kết cấu có khả năng áp dụng tại Việt Nam. Trong đó, về giải pháp cho bản mặt cầu, sử dụng bản lắp ghép, bán lắp ghép bằng bê tông cốt thép, bê tông cốt cứng, bê tông UHPC, bản thép, bản đúc tại chỗ ván khuôn;

Giải pháp kết cấu mố sử dụng mố lắp ghép, bán lắp ghép (bê tông cốt cứng, bê tông cốt thép), mố tường vây cọc ván (bê tông cốt thép dự ứng lực, cọc ván thép);

Giải pháp kết cấu trụ cầu sử dụng trụ bê tông cốt thép lắp ghép, bán lắp ghép, trụ thép lắp ghép:

Giải pháp kết cấu móng sử dụng cọc ép ống thép, cọc ép bê tông cốt thép dự ứng lực ly tâm, cọc vít ống thép (cọc NS-ECO Pile), cọc xi măng đất lõi thép (cọc vít ATT), cọc khoan hạ.

Phân tích giải pháp cụ thể, TS Ngô Châu Phương cho biết, sử dụng dầm U có khả năng chống uốn và chống xoắn rất tốt, kết hợp sử dụng bê tông cường độ cao và dự ứng lực, giảm số lượng dầm đáng kể trên mặt cắt ngang cầu, giảm chiều cao dầm. Khoảng cách giữa các dầm U lớn từ 3,5 - 5,0 m.

Kết cấu nhịp dầm U bê tông cường độ cao, kinh tế hơn dầm Super T từ 15 - 20%. Giảm chiều cao trụ và chiều cao đất đắp đường đầu cầu 0,35 m, giảm tải trọng tác dụng lên kết cấu móng mố, trụ cầu, giảm số lần lao lắp dầm.

Theo TS Ngô Châu Phương, giải pháp cầu cạn có nhiều ưu điểm và có thể ứng dụng trên đường cao tốc nói chung và cao tốc ĐBSCL nói riêng, giúp giảm khối lượng cát san lấp, đắp nền đường, từ đó giúp hạn chế sạt lở, lún; không ngăn lũ; tránh chia cắt cộng đồng, chia cắt cảnh quan; giảm thiểu tác động môi trường trong quá trình khai thác; giảm phạm vi GPMB, thu hồi đất nông nghiệp; chi phí theo vòng đời công trình hợp lý; sử dụng được nguồn dư thừa xi măng... Đề xuất giải pháp sử dụng giải pháp kết cấu nhịp dài như dầm I cánh rộng, dầm U kết hợp với bê tông cường độ cao, là những giải pháp có hiệu quả hơn so với các giải pháp truyền thống như dầm Super T hay dầm I, T…

Còn theo ThS Nguyễn Trọng Nghĩa - Giám đốc Công ty CP Tư vấn Synectics, hiện nay dầm U đã được ứng dụng rất phổ biến tại Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc, châu Âu, Canada… với chiều dài dầm giản đơn lên đến 50 m. 

Tại Việt Nam, dầm U được nhóm chuyên gia tư vấn của Tư vấn Synectics phối hợp với Công ty CP Bê tông 620 Châu Thới, Công ty CP Beton6 nghiên cứu thiết kế từ năm 2015, kế thừa các kết quả nghiên cứu của TxDOT bởi Robert L có điều chỉnh cho phù hợp với điều kiện, triển khai sản xuất thử nghiệm năm 2016 với mục tiêu đẩy mạnh việc ứng dụng công nghệ bê tông lắp ghép tiên tiến trên thế giới tại Việt Nam.

Các thông số kỹ thuật của dầm U Bê tông cường độ cao.

Các dự án dầm U bê tông cường độ cao C70 chiều dài nhịp 35 - 45 m được Tư vấn Synectics triển khai từ năm 2017 đến nay đều đảm bảo độ tin cậy cao để ứng dụng rộng rãi. 1km cầu cạn đường cao tốc sử dụng dầm U giảm 35 - 40% số lượng dầm so với dầm Super T; thời gian thi công, lao lắp rút ngắn 35 - 40% thời gian.

Dầm T ngược đã được Tư vấn Synectics ứng dụng cho nhiều dự án tại Việt Nam trên 15 năm, bảo đảm an toàn và độ tin cậy cao. Chi phí xây dựng thấp, khoảng 6 - 8 triệu đồng/m2 kết cấu nhịp, 14,5 - 18,5 triệu đồng/m2 cầu, hoàn toàn đáp ứng các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật cạnh tranh so với các giải pháp kết cấu khác cùng chiều dài, có thể triển khai áp dụng cho các công trình cầu vượt thay thế hầm chui dân sinh trên mạng lưới cao tốc.

Theo tính toán chi tiết của ThS Nguyễn Trọng Nghĩa, tổng chi phí xây dựng cho 1 km cầu cạn đường cao tốc với mặt cắt ngang 4 làn xe (Bc = 17,50 m) dự kiến là 435 tỷ đồng/km, đi trên mặt đất là 180 tỷ đồng/km. Nếu xây dựng tuyến ở ĐBSCL với tỷ lệ tuyến đi cao/tuyến đi trên mặt đất 60/40%, chi phí đầu tư xây dựng trung bình 333 tỷ đồng/km; với tỷ lệ 40/60%, chi phí đầu tư xây dựng trung bình đường cao tốc là 282 tỷ đồng/km.

Tổng chi phí xây dựng cho 1 km cầu cạn đường cao tốc với mặt cắt ngang hoàn chỉnh (Bc = 24,25 m) dự kiến là 606 tỷ đồng/km, đi trên mặt đất là 220 tỷ đồng/km. Nếu xây dựng tuyến ở ĐBSCL với tỷ lệ tuyến đi cao/tuyến đi trên mặt đất là 60/40%, chi phí đầu tư xây dựng trung bình 452 tỷ đồng/km; với tỷ lệ 40/60%, chi phí đầu tư xây dựng trung bình 374 tỷ đồng/km.

Đánh giá chung các phương án, ThS Nguyễn Trọng Nghĩa khẳng định, với phương án đề xuất sử dụng cầu cạn kết hợp với thiết kế tối ưu không sử dụng hầm chui dân sinh, suất đầu tư xây dựng 1 km đường cao tốc ở ĐBSCL đều nằm trong suất đầu tư của 1 số dự án đã hoàn thành và hoàn toàn manh tính khả thi vì lợi ích lâu dài, bền vững cho dự án...

Nói về giải pháp cầu cạn cho phát triển bền vững hệ thống hạ tầng giao thông Việt Nam, TS Trần Bá Việt - Phó Chủ tịch Hội Bê tông Việt Nam (VCA) cho biết, cầu cạn khi dùng dầm UHPC chỉ bằng 83,6% dùng dầm Super-T; Phương pháp thiết kế và công nghệ để chế tạo hệ dầm UHPC có thể đạt tới cường chịu nén 130 - 160 MPa và cường độ chịu kéo từ 7 - 13 Mpa; Tĩnh tải mặt cầu giảm 60%, dẫn tới chi phí xây dựng móng và kết cấu mố trụ giảm. Hiện nay, đã làm chủ được thiết kế, chế tạo dầm UHPC, tiết diện chữ U > 50 m; Thời gian sản xuất dầm UHPC nhanh, hàng loạt do được modul hoá dẫn tới công trình sớm được đưa vào vận hành sử dụng.

Công ty ZhungLu-DURA đã xây dựng cầu cạn đường cao tốc từ Trung Sơn đến Khai Bình ở Trung Quốc. Tải trọng đường cao tốc hạng nhất (JTG D60-2015).

Trên thế giới, số lượng cầu UHPC sử dụng tại Malaysia là 273 cầu năm 2023), tại Bắc Mỹ là 460 cầu năm 2023, với các mặt cắt dầm khác nhau… Trong đó, nhịp đơn 105 m đã được Công ty xây dựng Dura của Malaysia xây dựng tại các nước như: Malaysia, Singapore, Indonesia, Ấn Độ, Trung Quốc, Canada, Campuchia, Bruney trong 10 năm qua... Tại Việt Nam, các nhà máy bê tông lớn đã chế tạo cấu kiện dầm UHPC; Phương pháp tính toán, tiêu chuẩn áp dụng, phần mềm thiết kế đã thiết kế và chế tạo dầm để xây dựng hơn 100 cây cầu trên 17 tỉnh thành tại Việt Nam, cho kết quả sử dụng tin cậy. TS Trần Bá Việt đồng thời nhấn mạnh tới tiêu chí lựa chọn cầu cạn là vùng đất yếu, có yêu cầu hầm chui dân sinh, đất đắp cao, đang thiếu cát, giá cát tăng, nếu đường đắp sẽ hạn chế thoát lũ, có nút giao lớn khoảng cách 70 - 100 m…

Vì sao công nghệ xây dựng cầu đường mới chưa được áp dụng?

Từ những chia sẻ, phân tích của TS Ngô Châu Phương, ThS Nguyễn Trọng Nghĩa và TS Trần Bá Việt, các chuyên gia, nhà khoa học trong ngành Xây dựng, Giao thông đặt câu hỏi chất vấn: Tại sao chưa áp dụng những ưu việt về công nghệ xây dựng cầu đường mới cho một số tuyến cao tốc, trong khi một số nhà đầu tư tư nhân đã áp dụng? Vướng mắc ở chỗ nào khiến việc áp dụng bị chậm trễ?

ThS Nguyễn Trọng Nghĩa cho biết, ông đã tham gia thiết kế và thuyết trình nhiều về dầm U. Tuy nhiên, gặp vướng bởi các tư vấn của Bộ GTVT đều cho rằng dầm U không khả thi vì rất đắt, bê tông cường độ rất cao, phải đầu tư thiết bị lao lắp… Nhưng thực tiễn, đối với bê tông cường độ 70 Mpa hoàn toàn không đắt, có thể kiểm soát được để sản xuất tại Việt Nam một cách đơn giản, Synectics đã nghiên cứu từ lâu và đã nhận chuyển giao công nghệ từ Trường Đại học công nghệ TU Graz (Cộng hòa Áo).

Sản xuất 2 dầm U38 bê tông HPC thử nghiệm tại nhà máy Beton6.

Tư vấn Synectics cũng đã trao đổi với một số đơn vị tư vấn, đặc biệt là tư vấn lớn như Tổng Công ty Tư vấn thiết kế giao thông vận tải (TEDI) cho thấy, đơn vị này chỉ quen với dầm Super-T và không đủ thời gian để nghiên cứu, chuyển sang sử dụng các loại dầm khác. Đó là một nhược điểm mà các đơn vị tư vấn không mạnh dạn đưa các ứng dụng tiến bộ và những ứng dụng có bảo đảm tính kinh tế, kỹ thuật.

Theo ThS Nguyễn Trọng Nghĩa, Tư vấn Synectics may mắn khi hợp tác với Sun Group trong dự án đầu tư cảng quốc tế Hòn Gai tại Quảng Ninh. Sun Group mời Tư vấn Synectics thiết kế tối ưu để thay thế dầm bản dự ứng lực nhằm tiết kiệm chi phí. Trong ngành xây dựng công trình cảng quen sử dụng dầm bản dự ứng lực. Nhóm thiết kế của Tư vấn Synectics đưa ra giải pháp sử dụng dầm U và tăng chiều dài nhịp. Dầm bản thông thường chỉ 21 m, Tư vấn Synectics tăng lên 30 - 35 m, từ đó giảm được số lượng chung.

So với phương án thông thường, phương án của Tư vấn Synectics giúp tiết kiệm cho Sun Group thời điểm đó khoảng 180 tỷ đồng. Sun Group cho rằng, loại dầm U được tư vấn sử dụng cho dự án đã được áp dụng trên thế giới, không có gì mới. Và đó là lý do Sun Group quyết định cho Tư vấn Synectics thử nghiệm tại dự án.

Sau khi làm xong dự án của Sun Group, UBND tỉnh Quảng Ninh cho phép áp dụng dầm U tại rất nhiều công trình khác trên địa bàn tỉnh như: Đường bao biển cầu núi Bài Thơ, toàn bộ dự án cảng Vạn Ninh sử dụng dầm U. Sau đó, Tư vấn Synectics áp dụng cho một số dự án khác như dự án cầu ở Quảng Ngãi, cầu ở Quận 2 ,TP.HCM, áp dụng cho một số cầu kết nối giữa tỉnh Bình Dương và tỉnh Đồng Nai…

ThS Nguyễn Trọng Nghĩa cho rằng, cần thiết phải so sánh một cách đầy đủ các giải pháp trước khi áp dụng để lựa chọn giải pháp phù hợp. Bởi hiện nay, Tư vấn Synectics thẩm tra rất nhiều dự án giao thông nhưng tư vấn thiết kế không so sánh một cách đầy đủ, mà chỉ làm hời hợt việc so sánh giữa các giải pháp.

Ở góc nhìn khác, TS Ngô Châu Phương cho biết, việc làm tư vấn nghiên cứu cũng có những hạn chế do chi phí cho nghiên cứu hạn chế, chi phí cho công tác thực nghiệm vướng mắc. Sau khi thực nghiệm, được đánh giá bằng kết cấu thật, mới tiến đến bước thuyết phục Bộ GTVT. Trong khi đó, các công ty bán dầm hay sản xuất dầm tính chi phí cao, rất khó so sánh hiệu quả đầu tư giữa các giải pháp. Nếu chỉ so sánh riêng về vật liệu thì dễ, nhưng để so sánh từ đầu, từ khi đúc một bộ ván khuôn với sản lượng không biết bao nhiêu, thông thường các đơn vị sản xuất cấu kiện tính giá thành cao quá. Nếu tính kể cả bộ ván khuôn thì chi phí rất cao.

Theo TS Ngô Châu Phương, Bộ GTVT đã tiếp nhận các công nghệ. Tuy nhiên, về mặt tổng thể chưa có giải pháp mang tính chất định hướng hay có chỉ đạo chung để các tư vấn, các bên thực hiện. Tư vấn đa phần rất ngại áp dụng những cái mới vì khó khăn trong thuyết phục chủ đầu tư, cũng như thuyết phục các bên liên quan áp dụng công nghệ mới. Thông thường, một công nghệ mới muốn vào Việt Nam chịu rất nhiều rào cản, khoảng 10 năm mới áp dụng được là bình thường.

Không sử dụng suất vốn đầu tư để so sánh các giải pháp

Về bê tông cường độ cao 70 Mpa được Tư vấn Synectics triển khai từ năm 2017, TS Trần Bá Việt - Phó Chủ tịch Hội Bê tông Việt Nam (VCA) cho biết thêm, cường độ 70 Mpa kể cả dùng cho mố trụ, cũng là bê tông cường độ cao. Tuy nhiên, hiện nay điều kiện về máy móc trộn thi công, vật liệu, xi măng, đá, cát, sỏi, phụ gia… thi công tại hiện trường dễ dàng, không quá phức tạp, khó khăn.

Nhận định về quan điểm, định hướng của cơ quan quản lý nhà nước trong đầu tư xây dựng đường cao tốc, TS Trần Bá Việt thông tin, thông qua cuộc họp gần đây của ông với Thứ trưởng Bộ GTVT Nguyễn Duy Lâm cho thấy, các chuyên gia Bộ GTVT đã thống nhất giải pháp cầu cạn là rất tốt. Tuy nhiên, Bộ GTVT đang căn cứ vào suất vốn đầu tư và đã báo cáo với Chính phủ rằng, cầu cạn nói chung đắt hơn gấp 3 lần so với cầu sử dụng cát đắp. So sánh này của Bộ GTVT căn cứ vào suất vốn đầu tư tuyến Sài Gòn - Trung Lương.

Trong khi đó, theo phân tích của TS Trần Bá Việt, tuyến Sài Gòn - Trung Lương trong suất vốn đầu tư của Bộ Xây dựng công bố, đắt gấp 2,2 lần so với cầu sử dụng cát đắp. Nhưng, tuyến Sài Gòn - Trung Lương đã xây dựng từ nhiều năm trước, trong đó sử dụng dùng dầm Super-T, cát đắp chỉ có 2,5 m. Nếu cát đắp 4 m cộng với phần âm 1 m nữa thành 5 m, thì khối lượng cát đắp phải sử dụng sẽ khác và taluy sẽ phải rộng ra… Nếu so trong tình huống này, giải pháp cầu cạn không đắt hơn 2,2 lần, mà thấp hơn.

TS Trần Bá Việt khẳng định, nếu sử dụng các giải pháp công nghệ tiên tiến như hiện nay, như các chuyên gia cũng đã chia sẻ, thì suất đầu tư cầu cạn chỉ đắt hơn 1,5 - 1,8 lần, không phải là 2,2 lần hay 3 lần như Bộ GTVT báo cáo Chính phủ. Cần phải thực hiện cập nhật rất nhiều thông tin mới, phải so sánh với cát đắp cao và xử lý bấc thấm 20 m ở ĐBSCL, mới có được bài toán so sánh chính xác...

Liên quan đến vấn đề suất vốn đầu tư cho cầu cạn, sáng 27/9/2023, tại Hội thảo khoa học “Giải pháp sử dụng hiệu quả VLXD trong ngành xây dựng công trình hạ tầng giao thông”, trao đổi một số vấn đề liên quan đến suất vốn đầu tư đường cao tốc bằng đất đắp và bằng cầu cạn, TS Lê Văn Cư - nguyên Viện trưởng Viện Kinh tế xây dựng cho biết, chi phí đầu tư xây dựng đường bộ cao tốc theo công bố của Bộ Xây dựng tại Quyết định số 510/QĐ-BXD ngày 19/5/2023, chỉ là chỉ tiêu tổng hợp, được xác định bình quân cho các điều kiện của dự án theo 8 vùng, theo mặt bằng giá quý 4/2022. Cụ thể, suất vốn đầu tư cao tốc 4 làn xe là 186,181 tỷ đồng/km, trong đó suất chi phí xây dựng là 170,631 tỷ đồng/km. Suất vốn đầu tư cao tốc 4 làn xe chưa bao gồm chi phí xây dựng cầu, xử lý nền đất yếu là 143,809 tỷ đồng/km, trong đó suất chi phí xây dựng là 132,293 tỷ đồng/km.

Đáng chú ý, TS Lê Văn Cư nhấn mạnh, suất vốn đầu tư này chưa bao gồm chi phí bồi thường, hỗ trợ và tái định cư, lãi vay trong thời gian xây dựng, đánh giá tác động môi trường, gia cố nền móng đặc biệt và một số khoản mục chi phí có liên quan…

Theo đó, với tính chất là chỉ tiêu tổng hợp và có tính bình quân, TS Lê Văn Cư cho rằng việc sử dụng chỉ tiêu suất vốn đầu tư theo công bố của Bộ Xây dựng để phân tích, so sánh chi phí đầu tư xây dựng đường cao tốc sử dụng nền bằng cát đắp và phương án cầu cạn bê tông cốt thép là rất khó khả thi.

Nhấn mạnh tầm quan trọng của việc đánh giá tác động môi trường khi đầu tư xây dựng các dự án cao tốc tại vùng ĐBSCL, TS Phan Hữu Duy Quốc - Phó Tổng thư ký Hội Bê tông Việt Nam, Chủ tịch HĐQT Searefico E&C cho rằng, một khía cạnh không định lượng được khi xây dựng cầu đường bộ vùng ĐBSCL là các tác động đến môi trường, chia cắt thành phố, ngăn cản dòng lũ phân phối phù sa và thậm chí đưa cát biển vào sâu trong đồng bằng… Do đó, suất đầu tư các dự án cao tốc chỉ nên là một thông số để nhận định. Nếu chỉ nói đến suất đầu tư, không đề cập các yếu tố khác sẽ không phản ánh đầy đủ  tổng mức đầu tư, hiệu quả đầu tư dự án....

Bình luận