Trong nhiều năm qua, xử lý nền đất yếu luôn đặt ra nhiều thách thức đối với giới địa kỹ thuật và các nhà thầu xây dựng. Tuy nhiên, để bảo đảm kết cấu bền vững, tính thẩm mỹ cảnh quan và môi trường xung quanh công trình, đã có nhiều công nghệ xử lý nền đất mới, tiên tiến trên thế giới được nghiên cứu áp dụng thành công tại nhiều dự án ở Việt Nam và một số nước trong khu vực. Mất ổn định trong thi công và độ lún dư kéo dài
Xử lý nền đất yếu là một trong những vấn đề quan trọng khi xây dựng công trình, là một trong những yếu tố quyết định đến kết cấu bền vững của công trình, cũng như bảo đảm tính thẩm mỹ cảnh quan, môi trường xung quanh. Nhưng đến nay, xử lý nền đất yếu vẫn còn nhiều thách thức với giới địa kỹ thuật cũng như các nhà thầu xây dựng tại Việt Nam, quốc gia có nhiều khu vực nền đất yếu, tiêu biểu nhất có thể kể đến các khu vực ở Đồng bằng sông Hồng, duyên hải miền Trung hay đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL).
Theo báo cáo nghiên cứu của TS Phạm Văn Long - nguyên là Giám Đốc Công ty CP Tư vấn Xây dựng Vina Mekong (VMEC), GVTG Viện Công nghệ Châu Á (AIT-VN), khu vực ĐBSCL là khu vực tiêu biểu nhất của khu vực có nền đất yếu của Việt Nam. Nền đất yếu ở khu vực ĐBSCL và đồng bằng hạ lưu sông Sài Gòn - Đồng Nai (thuộc TP.HCM và các tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, Đồng Nai) có độ dày lần lượt từ 10 m đến hơn 40 m và từ 20 m đến hơn 30 m. Các khu vực này có diện tích nền đất yếu lớn hơn nhiều so với hai khu vực đồng bằng ven biển Đông Nam Á, cụ thể là Bangkok (Thái Lan) và Muar (Malaysia) có độ dày trung bình từ 10 - 25 m. Cho đến nay, các khu vực này của Việt Nam đều chưa được nghiên cứu đầy đủ. Điều này khiến quá trình xử lý nền đất để tiến hành xây dựng các công trình vẫn còn nhiều khó khăn.
“Sức kháng cắt thấp, độ rỗng lớn và hệ số thấm nhỏ là những đặc điểm cơ bản của đất yếu dẫn đến những vấn đề về mất ổn định trong quá trình thi công và độ lún dư kéo dài trong quá trình vận hành kể cả lún không đều. Thời gian qua, ngành Xây dựng chủ yếu dùng bấc thấm kết hợp với gia tải trước. Đây là giải pháp được sử dụng ở nhiều nước trong khu vực. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều công trình có độ lún dư sau thi công lớn hơn nhiều so với giới hạn cho phép”, báo cáo của TS Phạm Văn Long chỉ rõ.
Cùng chung nhận định, TS Nguyễn Anh Dũng - Phó Chủ tịch Hội Cơ học đất và Địa kỹ thuật công trình Việt Nam khẳng định, phương pháp bấc thấm kết hợp gia tải trước, cho đến nay, chưa có những số liệu đánh giá kỹ thuật đầy đủ từ các công trình đã thực hiện. Điều này khiến việc đánh giá còn chưa chuẩn và chặt chẽ.
“Ngoài việc các tiêu chuẩn được áp dụng ở Việt Nam được biên soạn từ nước ngoài thì còn cần có sự soát xét nhiều hơn và kết hợp với các số liệu thực tế để hoàn chỉnh. Ví dụ, cần có chỉ số về quan trắc, quy trình đánh giá công trình... để ngành Xây dựng có cái nhìn toàn diện hơn về giải pháp này. Từ đó mới có thể đánh giá chính xác hiệu quả của giải pháp khi áp dụng vào các công trình tại Việt Nam”, TS Nguyễn Anh Dũng khẳng định.
Còn theo báo cáo của GS.TS Nguyễn Trường Tiến về “Xử lý đất yếu và kỹ thuật nền móng công trình”, nền đất yếu của Việt Nam đặt ra nhiều bài toán cần giải quyết, đơn cử như: Độ lún (để tính toán ma sát âm tác dụng lên cọc do tính nén của nền đất); Độ ổn định (để xác định sức chịu tải của móng, sức chịu tải ngang của cọc); Độ thấm (Cát xủi, thẩm thấu, phá hỏng nền do bài toán thấm và dưới tác động của áp lực nước) hay hoá lỏng (Đất nền bị hóa lỏng do tải trọng của tầu hỏa, ô tô và động đất)…
Dựa theo thực trạng hiện nay, Việt Nam sẽ phải xử lý các vấn đề về nền đất yếu tại các công trình về đường giao thông, thuỷ lợi, đê điều và công trình cơ sở trên nền đất yếu; Xử lý và gia cường nền đê, nền đường trên nền đất yếu hiện đang khai thác và sử dụng cần có công nghệ xử lý sâu; Xử lý trượt lở bờ sông, bờ biển và đê điều; Lấn biển và xây dựng các công trình trên biển; Xử lý nền cho các khu công nghiệp được xây dựng ven sông, ven biển; Xử lý nền đất yếu để chung sống với lũ tại ĐBSCL.
Và để thực sự giải quyết được những vấn đề kể trên thì cần nhiều hơn các giải pháp để xử lý, gia cố nền phù hợp với mỗi loại công trình để đảm bảo tính kinh tế và kỹ thuật.
Chủ động áp dụng các công nghệ xử lý nền mới
Vậy để giải quyết thách thức trong xử lý nền đất yếu, doanh nghiệp xây dựng đã và đang làm thế nào? Thực tiễn cho thấy, đã có nhiều doanh nghiệp xây dựng chủ động triển khai nhiều giải pháp thay thế với mục tiêu tự cải thiện những hạn chế còn tồn tại.
Đơn cử như Tập đoàn FECON, một đơn vị nổi bật về thi công chuyên nghiệp trong lĩnh vực nền và móng công trình tại Việt Nam, luôn nỗ lực tìm kiếm và áp dụng các giải pháp kỹ thuật để xử lý các vấn đề về nền, móng.
Ngay từ khi mới thành lập, Tập đoàn này đã xác định trở thành nhà thầu thiết kế và thi công trong lĩnh vực xử lý nền đất yếu, đã tập trung nguồn lực đầu tư cho công tác nghiên cứu nhiều giải pháp tối ưu, mang tính tổng thể từ khâu khảo sát, thí nghiệm, thiết kế đến thi công, quan trắc trong quá trình thi công và bảo trì dự án.
Tính đến thời điểm này, FECON đã áp dụng thành công nhiều phương pháp như cọc cát, cọc đá đầm rung sâu, cọc đất - xi măng thi công bằng các công nghệ khác nhau, bấc thấm kết hợp gia tải thường hoặc kết hợp gia tải bằng hút chân không… tại Việt Nam, Campuchia, Myanmar.
Đây cũng là một trong những nhà thầu đầu tiên áp dụng các công nghệ xử lý nền mới ở thị trường Việt Nam. Các công nghệ này góp phần tạo ra lợi thế cạnh tranh về chất lượng, tiến độ và chi phí so với các công nghệ truyền thống.
Tiêu biểu nhất có thể kể đến các công nghệ như: Cố kết hút chân không (2009), cọc đất - xi măng đường kính lớn bằng phương pháp khoan phụt - Jet Grouting (2016), cọc đá đầm rung sâu (2018) và gần đây nhất là cọc đất - xi măng thi công bằng công nghệ RAS (2023) được chuyển giao từ Nhật Bản.
Theo đánh giá của FECON, các công nghệ này có những ưu điểm riêng, phù hợp với từng trường hợp cụ thể. Đơn cử, cố kết hút chân không là phương pháp có nhiều ưu điểm như giảm đáng kể lượng cát gia tải và bệ phản áp (nếu có); Không chiếm dụng nhiều diện tích thi công; Rút ngắn tiến độ thi công so với phương pháp PVD kết hợp gia tải thường trong cùng điều kiện tải trọng thiết kế, độ cố kết yêu cầu.
Tuy nhiên, phương pháp này vẫn có hạn chế như hiệu quả thấp đối với nền gồm các lớp cát có hệ số thấm cao nằm xen kẹp. Đặc biệt, phương pháp này cần công nhân có tay nghề để thi công hệ thống chân không.
Bên cạnh đó, Jet Grouting cũng là một trong những phương pháp nổi bật của FECON, từng được áp dụng tại Dự án Metro line 1 đoạn Bến Thành - Suối Tiên với hạng mục gia cố nền và chống thấm tại các điểm cắt tới và đi tại tường vây nhà ga cho thiết bị đào hầm bằng công nghệ khiên đào (TBM). Đây từng được xem là “vũ khí công nghệ” mang lại thành công cho FECON trên thị trường.
Công nghệ này còn thể hiện sự tiên phong của FECON trong việc nhận chuyển giao công nghệ từ Nhật Bản. Jet Grouting đặc biệt phù hợp với các công trường trong khu vực đô thị thường bị hạn chế về không gian và khó khăn trong sử dụng các thiết bị thi công có khối lượng lớn, phức tạp. Sử dụng thiết bị thi công tia vữa áp lực cao giúp giảm tối đa khối lượng vữa xi măng để tạo cọc xi măng - đất ít hơn so với các công nghệ cũ nhưng vẫn đảm bảo được yêu cầu về gia cố.
Hay như phương pháp cọc đá đầm rung sâu được FECON áp dụng có thể xử lý cho cho hầu hết các loại đất nền bất lợi như đất sét yếu hay đất cát rời. Phương pháp này cũng áp dụng phù hợp cho các dạng công diện rộng như nền đường, bồn bể chứa, kho bãi nhằm tăng tính ổn định và kiểm soát độ lún, được FECON áp dụng tại các dự án như Dự án Nhà máy điện Nghi Sơn 2, Dự án Tổ hợp hóa dầu Long Sơn, Dự án thép Hòa Phát Dung Quất...
Không “dậm chân tại chỗ” và bằng lòng với các phương pháp hiện có, đầu năm 2023, FECON tiếp tục nhận chuyển giao thêm một giải pháp thi công khác, cũng đến từ Nhật Bản là phương pháp cọc CDM RAS, được nhận định là “vũ khí mới” của FECON, là giải pháp công nghệ thi công lần đầu tiên được áp dụng tại Việt Nam.
Giải pháp này có các ưu điểm vượt trội như khả năng trộn xi măng và đất cho ra trụ đất xi măng có tính đồng nhất cao, động cơ kép với công suất lớn có thể xuyên qua lớp đất đá cứng. Công nghệ này sử dụng cần khoan có cánh xoắn liên tục làm trào bùng dễ dàng, không ảnh hưởng địa chất xung quanh kết hợp đường kính trụ lớn, có thể lên tới 2,5 m tạo ra trụ đất có thể tải trọng lớn.
Ông Nguyễn Đình Cương - Trưởng nhóm xử lý nền, Ban Kỹ thuật Tập đoàn FECON cho biết, sử dụng công nghệ RAS trong thi công trụ đất xi măng giúp đạt được chất lượng thi công theo yêu cầu trong khi sử dụng lượng chất kết dính ít hơn so với công nghệ CDM thông thường.
“Áp dụng công nghệ RAS là nâng cao năng suất thi công, từ đó giảm được thời gian thi công và chi phí cho dự án”, ông Nguyễn Đình Cương nhấn mạnh.
FECON hiện đang áp dụng giải pháp này tại Dự án xây dựng Bến 5,6 Khu bến cảng Lạch Huyện, thuộc Cảng biển Hải Phòng. Đây là dự án trọng điểm miền Bắc với mục tiêu nâng cao năng suất vận hành của Cảng biển Hải Phòng. Với mục tiêu có thể tiếp nhận “siêu tàu tàu container 18.000 TEU, Dự án xây dựng Bến 5,6 cần đáp ứng các yêu cầu cao về nền móng vững chắc. Sau nhiều đánh giá và khảo sát, FECON đã quyết định ứng dụng giải pháp này để xử lý nền cho dự án.
Với các giải pháp kể trên, FECON đang từng bước giải quyết được nhiều vấn đề trong thi công nền móng của Việt Nam. Chưa có những nghiên cứu đầy đủ về thực trạng địa chất, FECON vừa khảo sát đánh giá thực tế vừa cân đối áp dụng các giải pháp này vào từng dự án. Mục tiêu mà Tập đoàn này là hướng tới nâng cao hiệu quả chất lượng thi công và xử lý nền móng đồng thời nâng tầm ngành Xây dựng công trình Việt Nam.
