Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Phụt Tia Vữa Xi Măng Trong Xử Lý Lún Đầu Cầu

• Tác giả: Văn Đăng Tuấn
• Trường học: Trường Đại Học Xây Dựng
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng
• Đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Phụt Tia Vữa Xi Măng Trong Xử Lý Lún Đầu Cầu
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG LÚN ĐẦU CẦU VÀ CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ
• 1.1. Tổng quan về đoạn chuyển tiếp đầu cầu
• 1.2. Thực trạng hiện tượng lún đầu cầu ở Việt Nam
• 1.3. Hiện tượng mất êm thuận tại vị trí tiếp giáp giữa đường và cầu
• 1.4. Một số quy định về đoạn chuyển tiếp theo tiêu chuẩn các nước trên thế giới
• 1.5. Tổng quan về giải pháp xử lý lún đầu cầu đang khai thác
• 1.5.1. Giải pháp bù lún
• 1.5.2. Giải pháp bơm vữa
• 1.5.3. Giải pháp thay thế vật liệu nhẹ
• 1.5.4. Xử lý lại lớp đất yếu phía dưới
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT, PHƯƠNG PHÁP ĐANG KHAI THÁC
• 2.1. Lý thuyết về gia cố đất yếu và khái niệm về đất yếu
• 2.2. Mục đích gia cố đất
• 2.3. Lý thuyết gia cố bằng phương pháp Jet-Grouting
• 2.4. Lý thuyết tính toán và phạm vi ảnh hưởng của gia cố
• 2.4.1. Đặc tính của phương pháp phụt tia vữa xi măng
• 2.4.2. Tính toán đường kính của cọc tạo thành từ phương pháp phụt tia vữa xi măng
• 2.5. Phương pháp phụt tia vữa xi măng gia cố nền đất — Cơ sở thiết kế và tính toán
• 2.5.1. Công nghệ phụt tia vữa xi măng gia cố nền đất: Ưu, nhược điểm, phạm vi áp dụng công nghệ
• 2.5.2. Cơ sở thiết kế và tính toán
• 3. CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ PHỤT TIA VỮA XI MĂNG TRONG XỬ LÝ LÚN ĐƯỜNG ĐẦU CẦU CHO CÔNG TRÌNH CỤ THỂ ĐANG KHAI THÁC
• 3.1. Khảo sát lựa chọn, thiết kế vị trí thi công thí điểm
• 3.1.1. Tổng quan về Cầu Ngăm
• 3.1.2. Điều kiện địa chất
• 3.1.3. Thiết kế thi công thí điểm
• 3.2. Đánh giá hiệu quả về mặt kinh tế với phương pháp bù lún thông thường
• 3.3. Thi công trực tiếp tại hiện trường
• 3.3.1. Trình tự thi công
• 3.3.2. Máy móc thiết bị thi công
• 3.3.3. Yêu cầu trong quá trình thi công
• 3.4. Kết quả thi công tại hiện trường
• 3.4.1. Phân tích kết quả
• PHỤ LỤC
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu công nghệ phụt tia vữa xi măng và ứng dụng

Hiện tượng lún đầu cầu là một vấn đề nhức nhối trong ngành giao thông vận tải, gây mất an toàn và giảm tuổi thọ công trình. Các tuyến đường mới khai thác như Pháp Vân - Cầu Giẽ, TP.HCM - Trung Lương, đặc biệt ở khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long, thường xuyên xuất hiện tình trạng này, tạo ra những bước nhảy tại đầu cầu, cống hộp, hầm chui. Điều này gây xóc mạnh khi xe cộ di chuyển, ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn và tâm lý của hành khách, giảm năng lực thông hành và tăng chi phí duy tu bảo dưỡng. Một trong những giải pháp hiệu quả và được quan tâm hiện nay là ứng dụng công nghệ phụt tia vữa xi măng. Bài viết này sẽ đi sâu vào nghiên cứu ứng dụng của công nghệ này trong việc xử lý lún đầu cầu, mang đến cái nhìn toàn diện về phương pháp, ưu nhược điểm, và hiệu quả thực tiễn.

1.1. Tổng quan về hiện tượng lún đầu cầu và tác động

Lún đầu cầu là hiện tượng chênh lệch độ cao giữa nền đường và kết cấu cầu, gây ra sự xóc nảy khi xe cộ đi qua. Tác động của hiện tượng này rất lớn: ảnh hưởng đến an toàn giao thông, làm giảm tuổi thọ của cầu và đường, tăng chi phí bảo trì, và gây khó chịu cho người tham gia giao thông. Theo thống kê, có đến 25% cầu ở Mỹ gặp vấn đề tương tự. Các dạng lún phổ biến bao gồm lún cuối bản quá độ, gãy giữa bản quá độ và lún giáp giữa bản quá độ và mố cầu.

1.2. Giới thiệu về công nghệ phụt tia vữa xi măng Jet Grouting

Công nghệ phụt tia vữa xi măng (Jet Grouting) là một phương pháp gia cố nền móng bằng cách sử dụng áp lực cao để phun vữa xi măng vào đất, tạo thành các cột hoặc tấm vữa gia cố. Quá trình này bao gồm khoan xuống độ sâu mong muốn, sau đó sử dụng vòi phun áp lực cao để cắt phá đất và trộn đều với vữa xi măng. Vữa xi măng sau khi đông cứng sẽ tạo thành một khối đất - xi măng, làm tăng khả năng chịu tải và giảm độ lún của nền.

1.3. Mục tiêu của nghiên cứu ứng dụng công nghệ này

Nghiên cứu này tập trung vào đánh giá hiệu quả của công nghệ phụt tia vữa xi măng trong việc khắc phục lún đầu cầu đang khai thác. Mục tiêu chính bao gồm: (1) Xác định các thông số kỹ thuật phù hợp cho việc ứng dụng công nghệ này trong điều kiện thực tế ở Việt Nam. (2) Đánh giá khả năng giảm lún và tăng cường độ ổn định của nền đường đầu cầu. (3) So sánh hiệu quả của công nghệ này với các phương pháp xử lý lún truyền thống.

II. Thách thức và vấn đề trong xử lý lún đầu cầu hiện nay

Mặc dù đã có nhiều biện pháp xử lý lún đầu cầu, song thực tế cho thấy hiệu quả vẫn còn hạn chế. Các phương pháp truyền thống như bù lún bằng bê tông nhựa thường chỉ là giải pháp tạm thời, không giải quyết triệt để nguyên nhân gây lún. Bên cạnh đó, việc thi công các giải pháp này có thể gây ảnh hưởng đến giao thông, đặc biệt trên các tuyến đường huyết mạch. Vấn đề lún đầu cầu còn liên quan đến nhiều yếu tố phức tạp như đặc điểm địa chất, chất lượng thi công, và chế độ khai thác.

2.1. Phân tích các nguyên nhân chính gây ra lún đầu cầu

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến lún đầu cầu, bao gồm: (1) Lún nền đất yếu: Nền đất yếu dưới móng cầu và đường dẫn không đủ khả năng chịu tải, dẫn đến lún. (2) Lún cố kết: Quá trình cố kết của đất diễn ra chậm, gây ra lún kéo dài theo thời gian. (3) Thi công không đảm bảo: Quá trình thi công nền đường và móng cầu không tuân thủ đúng quy trình, gây ra các điểm yếu và lún cục bộ. (4) Tải trọng khai thác: Tải trọng xe cộ ngày càng tăng, vượt quá khả năng chịu tải của nền đường.

2.2. Hạn chế của các phương pháp xử lý lún truyền thống

Các phương pháp xử lý lún truyền thống như bù lún bằng bê tông nhựa, thay thế đất yếu, hoặc sử dụng vải địa kỹ thuật có một số hạn chế. Bù lún bằng bê tông nhựa chỉ là giải pháp tạm thời, cần phải thực hiện định kỳ. Thay thế đất yếu tốn kém và khó thực hiện trên các tuyến đường đang khai thác. Vải địa kỹ thuật có thể không đủ khả năng chịu tải đối với nền đất quá yếu.

2.3. Sự cần thiết của giải pháp công nghệ tiên tiến

Trong bối cảnh đó, việc ứng dụng các giải pháp công nghệ tiên tiến như phụt tia vữa xi măng là rất cần thiết. Công nghệ này có khả năng gia cố nền móng hiệu quả, giảm độ lún, và tăng cường độ ổn định của nền đường. Đồng thời, việc thi công bằng công nghệ phụt tia vữa có thể được thực hiện nhanh chóng, ít gây ảnh hưởng đến giao thông.

III. Phương pháp phụt tia vữa xi măng trong xử lý lún cầu

Công nghệ phụt tia vữa xi măng (Jet Grouting) là một giải pháp hiệu quả để gia cố nền móng và xử lý lún đầu cầu. Phương pháp này sử dụng áp lực cao để phun vữa xi măng vào đất, tạo thành các cột hoặc tấm vữa gia cố. Quá trình này bao gồm khoan xuống độ sâu mong muốn, sau đó sử dụng vòi phun áp lực cao để cắt phá đất và trộn đều với vữa xi măng. Vữa xi măng sau khi đông cứng sẽ tạo thành một khối đất - xi măng, làm tăng khả năng chịu tải và giảm độ lún của nền. Kỹ thuật phụt tia vữa có nhiều ưu điểm so với các phương pháp truyền thống.

3.1. Quy trình thi công phụt tia vữa xi măng chi tiết

Quy trình thi công phụt tia vữa xi măng bao gồm các bước sau: (1) Khảo sát địa chất: Tiến hành khảo sát địa chất để xác định đặc điểm của nền đất, độ sâu cần gia cố. (2) Khoan tạo lỗ: Khoan các lỗ xuống độ sâu đã xác định, vị trí và khoảng cách giữa các lỗ được thiết kế phù hợp. (3) Phụt vữa: Sử dụng máy bơm áp lực cao để phun vữa xi măng qua vòi phun, đồng thời xoay và rút vòi phun lên để tạo thành cột vữa. (4) Kiểm tra chất lượng: Kiểm tra chất lượng cột vữa sau khi đông cứng.

3.2. Các thông số kỹ thuật quan trọng cần kiểm soát

Các thông số kỹ thuật quan trọng cần kiểm soát trong quá trình phụt tia vữa xi măng bao gồm: (1) Áp lực phun: Áp lực phun phải đủ cao để cắt phá đất và trộn đều với vữa xi măng. (2) Lưu lượng vữa: Lưu lượng vữa phải đủ để tạo thành cột vữa có kích thước mong muốn. (3) Tốc độ xoay và rút vòi phun: Tốc độ xoay và rút vòi phun ảnh hưởng đến đường kính và chất lượng cột vữa. (4) Tỷ lệ nước/xi măng: Tỷ lệ nước/xi măng ảnh hưởng đến cường độ và độ bền của vữa xi măng.

3.3. Ưu điểm của phương pháp so với biện pháp truyền thống

Công nghệ phụt tia vữa xi măng có nhiều ưu điểm so với các biện pháp truyền thống: (1) Hiệu quả cao: Có khả năng gia cố nền móng hiệu quả, giảm độ lún và tăng cường độ ổn định của nền đường. (2) Thi công nhanh chóng: Có thể thi công nhanh chóng, ít gây ảnh hưởng đến giao thông. (3) Thích hợp với nhiều loại đất: Thích hợp với nhiều loại đất khác nhau, kể cả đất yếu. (4) Kiểm soát chất lượng tốt: Có thể kiểm soát chất lượng cột vữa trong quá trình thi công.

IV. Nghiên cứu ứng dụng phụt tia vữa khắc phục lún đầu cầu

Một nghiên cứu đã được thực hiện để đánh giá hiệu quả của công nghệ phụt tia vữa xi măng trong việc khắc phục lún đầu cầu trên một tuyến đường đang khai thác. Nghiên cứu bao gồm khảo sát địa chất, thiết kế biện pháp gia cố, thi công phụt tia vữa, và theo dõi độ lún sau thi công. Kết quả cho thấy, công nghệ phụt tia vữa đã giúp giảm đáng kể độ lún và tăng cường độ ổn định của nền đường đầu cầu.

4.1. Mô tả chi tiết công trình thực tế áp dụng công nghệ phụt tia

Công trình thực tế áp dụng công nghệ phụt tia vữa là một cây cầu trên tuyến đường [Tên tuyến đường]. Cây cầu này có hiện tượng lún đầu cầu nghiêm trọng, gây ảnh hưởng đến an toàn giao thông. Nền đất dưới móng cầu là đất yếu, có khả năng chịu tải thấp. Nghiên cứu này đã áp dụng công nghệ phụt tia vữa để gia cố nền móng và giảm độ lún.

4.2. Kết quả đo đạc và đánh giá sau thi công

Sau khi thi công phụt tia vữa xi măng, độ lún của nền đường đầu cầu đã giảm đáng kể. Các số liệu đo đạc cho thấy độ lún giảm từ [Giá trị] xuống [Giá trị], đạt hiệu quả mong muốn. Đồng thời, độ ổn định của nền đường cũng được cải thiện, giúp tăng tuổi thọ của công trình.

4.3. So sánh chi phí và hiệu quả với các phương án khác

So sánh chi phí và hiệu quả của công nghệ phụt tia vữa xi măng với các phương án khác cho thấy, phương pháp này có chi phí hợp lý và hiệu quả cao. Mặc dù chi phí ban đầu có thể cao hơn so với bù lún bằng bê tông nhựa, nhưng công nghệ phụt tia vữa mang lại hiệu quả lâu dài và giảm chi phí bảo trì trong tương lai. So với việc thay thế đất yếu, phụt tia vữa có chi phí thấp hơn và thi công nhanh chóng hơn.

V. Thảo luận về vữa xi măng cường độ cao cho xử lý lún

Việc sử dụng vữa xi măng cường độ cao là một yếu tố quan trọng để đảm bảo hiệu quả của công nghệ phụt tia vữa. Vữa xi măng cường độ cao có khả năng chịu tải lớn hơn, độ bền cao hơn, và ít bị co ngót hơn so với vữa xi măng thông thường. Việc lựa chọn loại vữa xi măng phù hợp là rất quan trọng, cần xem xét đến đặc điểm của nền đất, tải trọng khai thác, và điều kiện thi công.

5.1. Yêu cầu kỹ thuật đối với vữa xi măng trong phụt tia

Vữa xi măng sử dụng trong công nghệ phụt tia cần đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật sau: (1) Cường độ nén cao: Cường độ nén phải đạt [Giá trị] sau [Thời gian] để đảm bảo khả năng chịu tải. (2) Độ linh động tốt: Độ linh động tốt để dễ dàng phun qua vòi phun và trộn đều với đất. (3) Thời gian ninh kết hợp lý: Thời gian ninh kết hợp lý để đảm bảo vữa có đủ thời gian đông cứng trước khi chịu tải. (4) Độ bền cao: Độ bền cao để chống lại các tác động của môi trường và tải trọng.

5.2. Các loại vữa xi măng phù hợp cho xử lý lún đầu cầu

Một số loại vữa xi măng phù hợp cho xử lý lún đầu cầu bao gồm: (1) Xi măng Portland cường độ cao: Xi măng Portland cường độ cao có cường độ nén cao và độ bền tốt. (2) Xi măng Polymer: Xi măng Polymer có khả năng chống thấm tốt và độ dẻo cao. (3) Vữa trộn sẵn: Vữa trộn sẵn có ưu điểm là dễ sử dụng và kiểm soát chất lượng tốt.

5.3. Các phụ gia cải thiện tính chất của vữa xi măng

Có thể sử dụng các phụ gia để cải thiện tính chất của vữa xi măng, như: (1) Phụ gia giảm nước: Giúp giảm lượng nước sử dụng mà vẫn đảm bảo độ linh động của vữa. (2) Phụ gia tăng cường độ: Giúp tăng cường độ nén và độ bền của vữa. (3) Phụ gia chống thấm: Giúp tăng khả năng chống thấm của vữa.

VI. Kết luận và triển vọng phát triển phụt tia vữa xi măng

Công nghệ phụt tia vữa xi măng là một giải pháp hiệu quả và tiềm năng cho việc xử lý lún đầu cầu và gia cố nền móng. Nghiên cứu này đã chứng minh khả năng của công nghệ này trong việc giảm độ lún và tăng cường độ ổn định của nền đường. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển công nghệ này để ứng dụng rộng rãi hơn trong thực tế.

6.1. Tổng kết những ưu điểm của công nghệ đã nghiên cứu

Công nghệ phụt tia vữa xi măng có những ưu điểm vượt trội: hiệu quả cao trong gia cố nền móng, thi công nhanh chóng, ít ảnh hưởng đến giao thông, thích hợp với nhiều loại đất, kiểm soát chất lượng tốt, và có tiềm năng phát triển lớn.

6.2. Hướng nghiên cứu và phát triển trong tương lai

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển công nghệ phụt tia vữa xi măng theo các hướng sau: (1) Nghiên cứu các loại vữa xi măng mới có cường độ cao hơn và độ bền tốt hơn. (2) Phát triển các thiết bị thi công tiên tiến hơn để tăng năng suất và chất lượng. (3) Nghiên cứu ứng dụng công nghệ này trong các điều kiện địa chất phức tạp hơn.

6.3. Đề xuất ứng dụng rộng rãi trong các công trình giao thông

Với những ưu điểm đã được chứng minh, công nghệ phụt tia vữa xi măng nên được ứng dụng rộng rãi trong các công trình giao thông, đặc biệt là trong việc xử lý lún đầu cầu, gia cố nền đường, và nâng cấp các công trình cũ.

Tổng quan nghiên cứu

Hiện tượng lún đầu cầu là một vấn đề phổ biến và nghiêm trọng trong lĩnh vực xây dựng công trình giao thông tại Việt Nam, đặc biệt ở các vùng đất yếu như đồng bằng sông Cửu Long. Theo thống kê từ hơn 100 công trình cầu tại 8 tỉnh khu vực này, độ lún trung bình tại đường dẫn vào cầu dao động từ 2 đến 6 cm, gây mất an toàn giao thông và giảm năng lực khai thác. Hiện tượng này xuất hiện ngay cả khi công trình mới đưa vào sử dụng và có xu hướng gia tăng theo thời gian, ví dụ như cầu Văn Thánh 2 tại TP. Hồ Chí Minh với tốc độ lún lên đến 15 cm/năm. Các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành như TCVN 4054-2005, TCVN 5729-2012 và 22TCN 275-2005 chỉ quy định chung chung về nền đường đầu cầu, chưa có giải pháp cụ thể cho các công trình đang khai thác.

Mục tiêu nghiên cứu là ứng dụng công nghệ phụt tia vữa xi măng để gia cố nền đất yếu, xử lý hiện tượng lún đầu cầu trên các tuyến đường ô tô đang khai thác nhằm giảm thiểu độ lún, đảm bảo sự êm thuận và an toàn giao thông. Phạm vi nghiên cứu bao gồm khảo sát thực trạng, thí nghiệm trong phòng và thi công thí điểm tại cầu Ngăm, xã Đại Cường, huyện Ứng Hòa, Hà Nội. Nghiên cứu có ý nghĩa lớn trong việc nâng cao hiệu quả xử lý lún đầu cầu, giảm chi phí bảo trì và kéo dài tuổi thọ công trình giao thông.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nền đất yếu được định nghĩa là loại đất có cường độ chịu nén thấp, tính nén lún lớn và mô đun biến dạng thấp, thường là đất sét mềm, bùn hoặc than bùn. Việc gia cố nền đất yếu nhằm tăng cường độ, giảm độ lún và cải thiện tính ổn định cho công trình. Phương pháp Jet-Grouting (phụt tia vữa xi măng) là kỹ thuật khoan phụt cao áp, trộn xi măng với đất tại chỗ tạo thành cọc xi măng đất có độ cứng cao, giảm độ lún và tăng sức kháng cắt của nền.

Các khái niệm chính bao gồm:

• Đất yếu và phân loại (đất sét mềm, bùn, than bùn, cát chảy)
• Quá trình nén chặt cơ học, cố kết thấm và gia tăng cường độ trong cọc xi măng đất
• Công nghệ phụt tia vữa xi măng đơn pha, hai pha và ba pha
• Tính toán đường kính cọc dựa trên chỉ số SPT và áp lực phụt vữa
• Thiết kế trụ đất xi măng theo phương pháp nền tương đương, kiểm tra độ lún và ổn định trượt sâu

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu bao gồm số liệu khảo sát địa chất thực địa, thí nghiệm mẫu đất trong phòng thí nghiệm và quan trắc độ lún thực tế tại hiện trường. Cỡ mẫu khảo sát gồm 4 mẫu đất nguyên dạng và nhiều điểm đo cao độ mặt đường tại cầu Ngăm. Phương pháp phân tích sử dụng mô hình tính toán độ lún theo tiêu chuẩn 22TCN-262-2000, kết hợp với thiết kế và thi công thí điểm công nghệ Jet-Grouting tại hiện trường.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ khảo sát địa chất năm 2017, thi công thí điểm và quan trắc độ lún trong vòng 3 tháng sau thi công. Các bước nghiên cứu gồm: khảo sát thực trạng, thí nghiệm mẫu, thiết kế cọc phụt tia, thi công thí điểm, đo đạc và phân tích kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiện trạng lún đầu cầu tại cầu Ngăm: Độ lún trung bình trước khi xử lý là 6-8 cm/năm, với tổng chiều cao bù lún đã lên đến 30 cm sau nhiều lần bù lún. Độ lún còn lại ước tính khoảng 38 cm theo tính toán cố kết đất yếu.

2. Kết quả thí nghiệm cọc Jet-Grouting: Đường kính cọc tạo thành đạt khoảng 50 cm, cường độ nén mẫu xi măng đất trung bình 5,82 kg/cm², phù hợp với thiết kế. Chiều sâu gia cố là 10 m, bao phủ lớp đất yếu chính.

3. Hiệu quả xử lý sau thi công: Qua 3 tháng quan trắc, độ lún giảm từ 0,8 mm/tháng xuống còn 0,1 mm/tháng, có xu hướng dừng lún. Mặt đường tại vị trí gia cố không còn xuất hiện lún lớn như trước.

4. So sánh chi phí: Chi phí thi công Jet-Grouting cho 1 m chiều dài khoan khoảng 561.000 đồng, thấp hơn so với chi phí bù lún bê tông nhựa 750.000 đồng cho 1 m² bù lún 3 cm, đặc biệt khi xử lý nền sâu và diện tích lớn.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính gây lún đầu cầu là sự chênh lệch độ cứng và biến dạng giữa nền đường mềm và kết cấu cầu cứng, cùng với đặc tính đất yếu có tính nén lún lớn và quá trình cố kết chậm. Phương pháp bù lún truyền thống chỉ mang tính khắc phục tạm thời, không giải quyết triệt để hiện tượng lún tiếp diễn.

Công nghệ Jet-Grouting với khả năng tạo cọc xi măng đất đồng nhất, gia cố sâu, thi công nhanh và hiệu quả kinh tế cao đã chứng minh được tính khả thi trong xử lý lún đầu cầu đang khai thác. Kết quả quan trắc thực tế cho thấy độ lún giảm rõ rệt, cải thiện sự êm thuận và an toàn giao thông.

So với các nghiên cứu trước đây và tiêu chuẩn quốc tế, kết quả này phù hợp với các khuyến nghị về giới hạn độ lún và độ bằng phẳng theo phương dọc để đảm bảo êm thuận cho xe chạy. Việc áp dụng công nghệ này còn giúp giảm chi phí bảo trì lâu dài và kéo dài tuổi thọ công trình.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ độ lún theo thời gian trước và sau xử lý, bảng so sánh chi phí và bảng thông số kỹ thuật cọc tạo thành.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai rộng rãi công nghệ Jet-Grouting cho các công trình cầu đường đang khai thác có hiện tượng lún đầu cầu, đặc biệt tại các vùng đất yếu như đồng bằng sông Cửu Long và miền Bắc. Chủ thể thực hiện: các đơn vị thi công và quản lý công trình giao thông. Thời gian: trong vòng 1-3 năm tới.

2. Xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật và quy trình thi công, nghiệm thu công nghệ phụt tia vữa xi măng phù hợp với điều kiện Việt Nam, đảm bảo chất lượng và an toàn thi công. Chủ thể: Bộ Giao thông Vận tải phối hợp Viện Khoa học công nghệ xây dựng. Timeline: 1 năm.

3. Nghiên cứu thay thế một phần xi măng bằng phụ gia như tro bay, sét để giảm chi phí vật liệu mà vẫn đảm bảo hiệu quả gia cố. Chủ thể: các viện nghiên cứu và trường đại học chuyên ngành xây dựng. Timeline: 2 năm.

4. Tăng cường công tác quan trắc, đánh giá độ lún và hiệu quả xử lý sau thi công để có cơ sở điều chỉnh kỹ thuật và chính sách bảo trì phù hợp. Chủ thể: các cơ quan quản lý công trình và đơn vị tư vấn giám sát. Timeline: liên tục trong quá trình khai thác.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư và nhà quản lý công trình giao thông: Nắm bắt công nghệ mới trong xử lý nền đất yếu, áp dụng hiệu quả cho các dự án cầu đường đang khai thác.

2. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành xây dựng cầu đường, địa kỹ thuật: Tài liệu tham khảo về lý thuyết gia cố đất yếu, công nghệ Jet-Grouting và ứng dụng thực tế.

3. Các đơn vị thi công và tư vấn thiết kế: Hướng dẫn thiết kế, thi công và kiểm soát chất lượng công nghệ phụt tia vữa xi măng.

4. Cơ quan quản lý nhà nước về giao thông vận tải: Cơ sở khoa học để xây dựng tiêu chuẩn, quy định và chính sách bảo trì công trình giao thông.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp Jet-Grouting là gì và ưu điểm chính?
   Jet-Grouting là kỹ thuật khoan phụt cao áp trộn xi măng với đất tại chỗ tạo cọc xi măng đất. Ưu điểm gồm thi công nhanh, hiệu quả gia cố cao, phù hợp với nền đất yếu và công trình đang khai thác, tiết kiệm chi phí so với phương pháp truyền thống.

2. Hiện tượng lún đầu cầu ảnh hưởng thế nào đến giao thông?
   Lún đầu cầu gây chênh lệch cao độ giữa cầu và đường dẫn, tạo “bước nhảy” làm xe chạy bị xóc mạnh, giảm an toàn và sự êm thuận, tăng chi phí bảo trì và nguy cơ tai nạn.

3. Tại sao phương pháp bù lún truyền thống không hiệu quả lâu dài?
   Bù lún chỉ là biện pháp khắc phục tạm thời, không xử lý được nguyên nhân nền đất yếu tiếp tục lún, dẫn đến phải bù lún nhiều lần, tốn kém và không đảm bảo êm thuận lâu dài.

4. Chi phí thi công Jet-Grouting so với bù lún thế nào?
   Chi phí thi công Jet-Grouting cho 1 m chiều dài khoan khoảng 561.000 đồng, thấp hơn chi phí bù lún bê tông nhựa 750.000 đồng cho 1 m² bù lún 3 cm, đặc biệt hiệu quả khi xử lý nền sâu và diện tích lớn.

5. Phạm vi áp dụng công nghệ Jet-Grouting?
   Phù hợp với các công trình cầu đường trên nền đất yếu, đặc biệt ở vùng đất có chỉ số SPT nhỏ hơn 15, có thể thi công trong điều kiện mặt bằng chật hẹp và công trình đang khai thác.

Kết luận

• Hiện tượng lún đầu cầu tại Việt Nam phổ biến, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến an toàn và hiệu quả khai thác công trình giao thông.
• Công nghệ phụt tia vữa xi măng (Jet-Grouting) là giải pháp hiệu quả, thi công nhanh, chi phí hợp lý, phù hợp xử lý nền đất yếu đang khai thác.
• Thí điểm tại cầu Ngăm cho thấy độ lún giảm từ 0,8 mm/tháng xuống 0,1 mm/tháng sau 3 tháng thi công, cải thiện rõ rệt sự êm thuận.
• Cần xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật, quy trình thi công và mở rộng ứng dụng công nghệ này trong các dự án cầu đường.
• Khuyến nghị nghiên cứu bổ sung phụ gia thay thế xi măng để giảm chi phí và tăng hiệu quả gia cố.

Hành động tiếp theo: Các đơn vị quản lý và thi công nên phối hợp triển khai áp dụng công nghệ Jet-Grouting cho các công trình có hiện tượng lún đầu cầu, đồng thời đẩy mạnh nghiên cứu hoàn thiện kỹ thuật và tiêu chuẩn liên quan.