Một số giải pháp Nền móng của Công ty BK-ECC, Đà Nẵng

26

Bài viết giới thiệu một số công trình tiêu biểu gần đây của BK-ECC trong lĩnh vực xây dựng hạ tầng. Với hơn 15 năm hình thành và phát triển, BK-ECC hiện nay đã khẳng định được năng lực về lĩnh vực Tư vấn Giám sát các Công trình Hạ tầng Giao thống, với các Dự án Cầu đường và hạ tầng trọng điểm trên cả nước như Dự án cầu dây văng Trần Thị Lý và cầu vượt Ngã Ba Huế ở Đà Nẵng, dự án mở rộng Cảng Tiên sa giai đoạn 2, Dự án cầu dây văng Ông Điền ở Quảng Nam, cầu Dây văng Cổ Lũy ở Quảng Ngãi, Dự án chống ngập do triều ở Thành phố Hồ Chí Minh…Ngoài lĩnh vực thế mạnh về Tư vấn Giám sát và Quản lý Dự án, BK-ECC còn thành lập Viện Kỹ thuật Xây dựng Hạ tầng, tập trung đầu nghiên cứu về mảng Vật liệu và công nghệ xây dựng mới trong cơ sở hạ tầng, với nhiều ứng dụng đã được chuyển giao công nghệ thành công cho các doanh nghiệp ở các vùng miền của đất nước, như giải pháp gia cố đất làm cứng hóa đường giao thông nông thôn, giải pháp sản xuất các sản phẩm bê tông tính năng cao.
Bài báo này giới thiệu hai công trình hạ tầng tiêu biểu gần đây của BK-ECC, trong đó có áp dụng một số giải pháp sáng tạo, do đội ngũ Kỹ sư, cán bộ công nhân viên của Công ty tự nghiên cứu, thực nghiệm và ứng dụng thành công, đem lại hiệu quả cao. Trong khuôn khổ giới hạn, bài báo chỉ trình bày các thông tin chính của các dự án, mà không đi sâu vào chi tiết.

Sử dụng tro bay nhiệt điện trong cho nền đường chịu tải nặng ở Quảng Nam

Trong những năm gần đây, loại vật liệu cấp phối đá dăm gia cố xi măng (CPĐDGCXM) ngày càng được ứng dụng và phát triển mạnh mẽ trong xây dựng các tuyến đường chịu tải nặng cả làm mới hoặc nâng cấp, sửa chữa, dưới các điều kiện khai thác khắc nghiệt về tải trọng và môi trường.
CPĐDGCXM là hỗn hợp vật liệu bao gồm cấp phối đá dăm, xi măng được phối trộn theo tỷ lệ thiết kế phù hợp, ở độ ẩm tối ưu và được đầm chặt bằng các thiết bị cơ giới, dùng làm lớp móng trên hoặc lớp móng dưới của kết cấu áo đường ô tô hoặc mặt đường sân bay. Đây được xem như là vật liệu bê tông nghèo xi măng, có cường độ khá cao, ổn định nước.
Ưu điểm của CPĐD GCXM) là tạo ra lớp móng đường có cường độ cao, ổn định, Tuy nhiên, một trong những nhược điểm của lớp CPĐD GCXM này là thường phát sinh các vết nứt gây ra bởi co ngót của vật liệu gia cố sau một thời gian khai thác. Trong một số trường hợp các vết nứt này sẽ lan truyền lên kết cấu bê tông nhựa bên trên làm mất mỹ quan và với chiều rộng khe nứt lớn cũng có thể làm nước thấm vào giảm tuổi thọ của mặt đường.
Có nhiều biện pháp đã được sử dụng rộng rãi để kiểm soát và hạn chế các vết nứt này, như sử dụng xi măng có cường độ thấp, hàm lượng khoáng tricanxialuminat (C3A) thấp, giảm thiểu hàm lượng xi măng bằng cách trộn them các phế thải công nghiệp (tro bay, xỉ lò cao…), lu tạo nứt mịn trước, tạo các khe ngang và khe dọc, bảo dưỡng lớp CPĐD GCXM sau khi thi công bằng lớp cát ẩm có chiều dày phù hợp, v.v…
Xuất phát từ nhu cầu thực tế của đơn vị tại các Dự án Hạ tầng, Công ty Cổ phần Tư vấn và ĐTXD ECC đã thực hiện nghiên cứu và thực nghiệm sử dụng vật liệu tro bay thay thế một phần xi măng trong cấp phối, và có sử dụng thêm phụ gia kéo dài thời gian ninh kết, cũng như tăng tốc độ thủy hóa của xi măng để có thể thi công các lớp bên trên sớm hơn so với các quy định hiện tại cho lớp móng CPĐD GCXM.

Kết quả nghiên cứu và thực nghiệm

Với kết quả thí nghiệm trong phòng, cấp phối gia cố hỗn hợp CP3 đã được Công ty ECC áp dụng cho 1.2Km đường công vụ với chiều rộng 8,5m nối từ đường Thanh Niên dẫn vào Dự án Casino Nam Hội An-Huyện Duy Xuyên, Tỉnh Quảng Nam, sử dụng máy gia cố tại chỗ của Hãng Sakai. Kết quả rất khả quan với tốc độ thi công nhanh chóng và thuận lợi.

Bảng1. Kết quả cường độ chịu nén trung bình của các cấp phối thí nghiệm

Cấp phối

thí nghiệm

Cường độ chịu nén trung bình sau các ngày tuổi, MPa Yêu cầu kỹ thuật sau 14 ngày tuổi, MPa
R3 R7 R14
CP1: Gia cố 4.5% xi măng 8.79 12.14 14.15  

 

≥ 4.0

CP2: Gia cố 3.5% xi măng và 0.8% N100 8.32 8.90 10.55
CP3: Gia cố 3.5% xi măng và 0.8% N100, tro bay 20% xi măng. 6.69 7.05 7.79

Bảng 2. Kết quả cường độ ép chẻ trung bình của các cấp phối thí nghiệm

Cấp phối thí nghiệm Cường độ chịu ép chẻ trung bình sau các ngày tuổi, MPa Yêu cầu kỹ thuật sau 14 ngày tuổi, MPa
R3 R7 R14
CP1: Gia cố 4.5% xi măng 1.20 1.47 1.71  

 

≥ 0.45

CP2: Gia cố 3.5% xi măng và 0.8% N100 0.96 1.19 1.43
CP3: Gia cố 3.5% xi măng và 0.8% N100, tro bay 20% xi măng 0.81 0.82 1.23

Bảng 3. So sánh đơn giá các cấp phối thí nghiệm

Cấp phối Đơn vị tính Thành tiền
Cấp phối đá dăm không gia cố xi măng tại chân công trình Dự án phát triển Nam Hội An vnđ/m3 382.500
CP1: CPĐD gia cố 4.5% xi măng vnđ/m3 487.800
CP2: CPĐD gia cố 3.5% xi măng + Phụ gia 0.8 lít/100 kg xi măng vnđ/m3 477.000
CP3: CPĐD gia cố 3.5% xi măng + Phụ gia 0.8 lít/100 kg xi măng, tro bay thay thế 20% xi măng vnđ/m3 420.00
Ảnh flycam tuyến đường công vụ vào Dự án Casino Nam Hội An-Duy Xuyên-Quảng Nam

Khi sử dụng lớp CPĐD GCXM & tro bay nhiệt điện, hiệu quả cả về kinh tế, kỹ thuật và môi trường là rất lớn: (i) giảm được lượng xi măng sử dụng, (ii) giảm thiểu hiện tượng nứt do co ngót, (iii) tiêu thụ được lượng lớn phế thải nhiệt điên là tro bay, hiện đang là vấn đề nóng về môi trường ở các tỉnh phía Nam. Để đánh giá mức độ hiệu quả về bài toán kinh tế, đơn giá các vật liệu được tổng hợp và so sánh ở bảng 3 dưới đây.
So sánh đơn giá các cấp phối thí nghiệm (chưa tính chi phí phát sinh khi trộn CPĐD GCXM & TB tại trạm trộn, chi phí vận chuyển từ trạm trộn đến công trình) được trình bày trong Bảng 3. Với kết quả thí nghiệm trong phòng đạt kết quả tốt, Công ty BK-ECC đã đưa ra áp dụng cho 1.2Km đường công vụ với chiều rộng 8,5m nối từ đường Thanh Niên dẫn vào Dự án Casino Nam Hội An-Huyện Duy Xuyên, Tỉnh Quảng Nam, sử dụng máy gia cố tại chỗ của Hãng Sakai. Kết quả thu được rất khả quan với tốc độ thi công nhanh chóng và thuận lợi.

Khi sử dụng lớp CPĐD GCXM & tro bay nhiệt điện, hiệu quả cả về kinh tế, kỹ thuật và môi trường là rất lớn, cụ thể:
• Giảm được lượng xi măng sử dụng, nên giảm được trên 10 phần trăm giá thành phần vật liệu thi công.
• Giảm thiểu hiện tượng nứt do co ngót trong lớp móng cấp phối gia cố.
• Góp phần tiêu thụ được lượng lớn phế thải từ các Nhà máy nhiệt điên là tro bay.
Đây là hướng đi rất tích cực để vừa góp phần nâng cao chất lượng và tuổi thọ đường giao thông trong khi hạ được giá thành thi công và đặc biệt là góp phần tiêu thụ được lượng tro bay lớn đang tồn ứ ở các Nhà máy Nhiệt điện phía Nam của Việt Nam, gây nhiều hệ lụy về môi trường và xã hội, hiện vẫn đang là vấn đề nóng cần giải quyết.

Giải pháp cho thi công kè biển ở Sầm Sơn

Kết cấu kè biển ở các nơi có hiện tượng xâm thực mạnh thường được thiết kế với móng cọc để đảm bảo độ ổn định lâu dài của kết cấu công trình. Với các khu vực có chênh lệch thủy triều trong ngày lớn, để thiết bị thi công đóng cọc có thể tiếp cận được phải làm hệ thống đê quai vững chắc bên ngoài, với chi phí tương đối lớn. Bằng các nghiên cứu và thực nghiệm hiện trường, tại Dự án FLC Sầm Sơn, các Kỹ sư của BK-ECC đã thực hiện thành công việc thi công hạ cọc bê tông dự ứng lực đường kính 300mm bằng máy đào kết hợp bơm xói nước biển lưu lượng lớn. Ngoài ra do điều kiện phải thi công kè trong điều kiện không có đê quai, chỉ tận dụng một khung thời gian rất ngắn lúc mực nước triều thấp, giải pháp sử dụng các khối bê tông đúc sẵn kết hợp với các khung BTCT đổ tại chỗ cũng đã được áp dụng thành công. Sau thành công của đoạn thực nghiệm kè lấn biển Quảng trường, giải pháp này đã được cả BK-ECC và các Nhà thầu khác áp dụng đại trà trong việc thi công toàn bộ 3,2km kè biển bảo vệ Dự án FLC Sầm Sơn.
Do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, nước biển dâng, từ nhiều năm qua đoạn bờ biển từ cửa Lạch Hới (xã Quảng Cư) đến bãi tắm thuộc P.Trung Sơn, thị xã Sầm Sơn (Thanh Hóa) dài gần 4km bị nước biển xâm thực sâu vào đất liền, gây sạt lở nghiêm trọng.
Nhà đầu tư FLC triển khai Dự án Quần thể du lịch nghỉ dưỡng sinh thái FLC Sầm Sơn, nằm ngay trong vùng bờ biển bị xâm thực nặng này.
BK-ECC là Nhà thầu đang thi công hạ tầng đường sá trong Dự án, đã tiếp nhận yêu cầu của Nhà đầu tư FLC về việc tìm kiếm giải pháp thiết kế và thi công một đoạn kè lấn biển tạo một đoạn nhô ra làm Quảng trường tạo điểm nhấn cho khu quần thể này. Yêu cầu đặt ra là giải pháp thiết kế sao cho có thể thi công nhanh, ngay trong mùa mưa bão, kết cấu bền vững chịu được sóng táp mạnh, và giá thành tối thiểu.
Công ty BK-CC đã nghiên cứu và đề xuất giải pháp thiết kế và thi công hệ kè bằng các khối bê tông đúc sẵn kết hợp với kết cấu BTCT đổ tại chỗ, có mái hắt sóng. Hệ kết cấu kè kè này có móng bằng hai hang cọc ống bê tông cốt thép dự ứng lực đúc theo phương pháp quay ly tâm (Cọc PHC) đường kính 300mm. Khoảng cách giữa hai hang cọc là 1,2m. Khoảng cách giữa các cọc theo phương dọc là 1m.
Do khu vực thi công có sự chênh lệch thủy triều trong ngày lớn, để thiết bị thi công đóng cọc có thể tiếp cận được phải làm hệ thống đê quai vững chắc bên ngoài, với chi phí rất cao. Bằng các quan sát, nghiên cứu và thực nghiệm hiện trường, tại Dự án FLC Sầm Sơn, các Kỹ sư của BK-ECC đã thực hiện thành công việc thi công hạ cọc bê tông dự ứng lực đường kính 300mm dài 8m bằng máy đào kết hợp bơm xói nước biển lưu lượng lớn. Ngoài ra do điều kiện phải thi công kè trong điều kiện không có đê quai, chỉ tận dụng một khung thời gian rất ngắn lúc mực nước triều thấp, giải pháp sử dụng các khối bê tông đúc sẵn kết hợp với các khung BTCT đổ tại chỗ cũng đã được áp dụng thành công, đem lại hiệu quả cao cho Dự án.

Hạ cọc ống bằng máy đào kết hợp với bơm nước biển lưu lượng lớn vào bên trong cọc
Thi công bê tông đổ tại chỗ sau khi lắp các khối block bê tông đúc sẵn.
Khối bê tông đúc sẵn có ngàm âm dương để chèn móc làm việc toàn khối.
Kết cấu kè hoàn chỉnh với đỉnh kè có mái hắt sóng
Cận cảnh đoạn kè lấn biển sau 5 năm khai thác với các cơn bão lớn đổ bộ hàng năm
Đoạn kè lấn biển tạo quảng trường nhìn từ flycam

Mai Triệu Quang
Công ty Cổ phần Tư vấn và ĐTXD ECC.

E-mail: quangmt@bk-ecc.com.vn

Đỗ Hoàng Tín
Viện Kỹ thuật Xây dựng Hạ tầng.

Email: hoangtin02@gmail.com