Tổng quan nghiên cứu

Dự án xây dựng hầm dìm Thủ Thiêm thuộc Đại lộ Đông – Tây Thành phố Hồ Chí Minh là một công trình giao thông trọng điểm, góp phần hoàn thiện hệ thống giao thông đô thị theo quy hoạch đến năm 2020. Hầm dìm dài 1,49 km, gồm 4 đốt bê tông dự ứng lực, được thiết kế với 6 làn xe và 2 lối thoát hiểm, nhằm giải quyết lưu lượng giao thông lớn giữa nội và ngoại thành. Dự án được thực hiện trong giai đoạn đầu những năm 2010, với sự tham gia của nhà thầu Obayashi (Nhật Bản) và sự giám sát của Công ty tư vấn quốc tế Thái Bình Dương (PCI). Tổng vốn đầu tư khoảng 700 triệu USD, tài trợ bởi nguồn vốn vay ODA từ Ngân hàng hợp tác thế giới Nhật Bản (JBIC).

Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào tổng kết công nghệ chế tạo, vận chuyển, hạ chìm và lắp ghép các phân đoạn hầm dìm, nhằm đánh giá hiệu quả kỹ thuật và quản lý thi công. Phạm vi nghiên cứu giới hạn trong công tác thi công các đốt hầm dìm, không đi sâu vào các bài toán tính toán công nghệ thi công. Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn cho các dự án hầm dìm tương lai tại Việt Nam, đồng thời nâng cao năng lực công nghệ và quản lý thi công trong lĩnh vực xây dựng cầu-hầm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình kỹ thuật xây dựng cầu-hầm hiện đại, bao gồm:

  • Lý thuyết kết cấu bê tông dự ứng lực: Áp dụng để thiết kế và thi công các đốt hầm bê tông cốt thép dự ứng lực, đảm bảo khả năng chịu lực và độ bền lâu dài dưới điều kiện ngập nước.
  • Mô hình công nghệ thi công hầm dìm: Bao gồm quy trình đúc, vận chuyển, hạ chìm và lắp ghép các phân đoạn hầm, đảm bảo an toàn và chính xác trong thi công.
  • Khái niệm về hệ thống chống thấm và bảo vệ kết cấu: Sử dụng màng chống thấm PVC, lớp bảo vệ bằng cát và các vật liệu epoxy để ngăn ngừa xâm nhập nước và ăn mòn cốt thép.
  • Tiêu chuẩn thiết kế và thi công: Áp dụng các tiêu chuẩn quốc tế như AASHTO (1996, 1998) và các quy định kỹ thuật của dự án Saigon East-West Highway Package 2.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp tổng hợp và phân tích tài liệu kỹ thuật, kết hợp khảo sát thực tế tại công trường thi công hầm dìm Thủ Thiêm. Nguồn dữ liệu chính bao gồm hồ sơ kỹ thuật, bản vẽ thi công, báo cáo giám sát và các tiêu chuẩn áp dụng. Phân tích kỹ thuật được thực hiện dựa trên các số liệu về kích thước đốt hầm, vật liệu sử dụng, quy trình thi công và các biện pháp kiểm soát chất lượng.

Cỡ mẫu nghiên cứu là toàn bộ 4 đốt hầm dìm, mỗi đốt dài 92,4 m, rộng 33,7 m và cao 8,9 m. Phương pháp chọn mẫu là nghiên cứu toàn diện từng phân đoạn hầm, từ khâu đúc tại chảo đúc đến vận chuyển và lắp ghép tại công trường. Timeline nghiên cứu kéo dài trong suốt quá trình thi công từ năm 2009 đến 2011, bao gồm các giai đoạn đúc, vận chuyển, hạ chìm và hoàn thiện.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiệu quả công nghệ đúc và vận chuyển đốt hầm: Các đốt hầm được đúc tại chảo đúc đặc biệt có kích thước 381 m x 238 m x 11,5 m, cho phép thi công đồng thời 4 đốt. Việc vận chuyển bằng tàu kéo đặc biệt với tốc độ dưới 2 hải lý/h giúp đảm bảo an toàn trong khu vực sông Sài Gòn có nhiều đoạn cong và hẹp. Tỷ lệ thành công vận chuyển đạt gần 100%, không xảy ra sự cố lớn.

  2. Quy trình thi công bản đáy và bản đỉnh đảm bảo chất lượng bê tông: Việc đổ bê tông được chia thành nhiều khối và lớp, sử dụng máy đầm rung bố trí đều với khoảng cách 50 cm, giúp bê tông cố kết tốt, loại bỏ khí nén. Tỷ lệ cường độ bê tông đạt trên 70% sau 7-9 ngày bảo dưỡng, đảm bảo tháo dỡ ván khuôn đúng tiến độ.

  3. Hệ thống chống thấm và bảo vệ kết cấu hiệu quả: Màng chống thấm PVC dày 2 mm được bảo vệ bằng lớp cát và đá dăm, kết hợp với lớp phủ epoxy dẻo và gioăng cao su Gina tạo thành hệ thống ngăn nước kín khít. Kiểm tra độ dày màng chống thấm cho thấy độ dày ướt nhỏ hơn 2 mm, đảm bảo hệ số co ngót tối thiểu. Tỷ lệ chống thấm đạt trên 99% trong quá trình vận hành thử nghiệm.

  4. Bố trí cốt thép và cáp dự ứng lực chính xác: Cáp dự ứng lực bố trí theo dung sai ±5 mm, đảm bảo phân bố ứng suất đồng đều, giảm thiểu tổn thất ma sát. Các cáp liên kết giữa các đốt hầm được lắp đặt chắc chắn theo tiêu chuẩn JIS G 3536 và JIS G 3537, đảm bảo liên kết cơ học và chống ăn mòn hiệu quả.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân thành công của dự án nằm ở việc áp dụng đồng bộ các công nghệ thi công tiên tiến, kết hợp với quản lý chất lượng chặt chẽ và tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn quốc tế. So với các dự án hầm dìm trong khu vực, hầm Thủ Thiêm là công trình đầu tiên tại Việt Nam ứng dụng công nghệ đúc và hạ chìm đốt hầm quy mô lớn, tạo tiền đề cho các dự án tương lai.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ tiến độ thi công từng giai đoạn, bảng so sánh cường độ bê tông theo thời gian bảo dưỡng, và sơ đồ bố trí cốt thép, cáp dự ứng lực để minh họa tính chính xác kỹ thuật. Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao năng lực kỹ thuật và quản lý thi công trong lĩnh vực xây dựng cầu-hầm tại Việt Nam.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường đào tạo kỹ thuật thi công hầm dìm: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về công nghệ đúc, vận chuyển và hạ chìm đốt hầm cho kỹ sư và công nhân nhằm nâng cao tay nghề, đảm bảo chất lượng thi công và an toàn lao động.

  2. Áp dụng hệ thống quản lý chất lượng toàn diện: Thiết lập quy trình kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt từ khâu chuẩn bị vật liệu, thi công đến nghiệm thu, nhằm giảm thiểu sai sót và tăng độ bền công trình.

  3. Nghiên cứu và phát triển vật liệu chống thấm mới: Khuyến khích nghiên cứu vật liệu chống thấm có độ bền cao hơn, khả năng chịu mài mòn và ăn mòn tốt hơn để nâng cao tuổi thọ kết cấu hầm.

  4. Xây dựng kế hoạch bảo trì và giám sát lâu dài: Thiết lập hệ thống giám sát hiện trường và bảo trì định kỳ nhằm phát hiện sớm các hư hỏng, đảm bảo an toàn và hiệu quả khai thác hầm trong suốt vòng đời công trình.

Các giải pháp trên nên được thực hiện trong vòng 3-5 năm tới, phối hợp giữa các cơ quan quản lý, nhà thầu và đơn vị tư vấn kỹ thuật.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Kỹ sư xây dựng cầu-hầm: Nắm bắt quy trình thi công hầm dìm hiện đại, áp dụng công nghệ đúc, vận chuyển và hạ chìm đốt hầm, nâng cao kỹ năng thực tiễn.

  2. Nhà quản lý dự án giao thông: Hiểu rõ các tiêu chuẩn kỹ thuật, quy trình quản lý chất lượng và an toàn trong thi công công trình hầm ngầm quy mô lớn.

  3. Chuyên gia nghiên cứu vật liệu xây dựng: Tham khảo các giải pháp chống thấm, bảo vệ kết cấu bê tông dưới môi trường nước, từ đó phát triển vật liệu mới phù hợp.

  4. Sinh viên và học viên cao học ngành xây dựng: Học tập mô hình nghiên cứu thực tiễn, phương pháp phân tích kỹ thuật và tổng kết công nghệ thi công cầu-hầm hiện đại.

Câu hỏi thường gặp

  1. Công nghệ đúc đốt hầm dìm có điểm gì đặc biệt?
    Công nghệ đúc sử dụng chảo đúc đặc biệt với kích thước lớn, cho phép thi công đồng thời nhiều đốt hầm, đảm bảo chất lượng bê tông và hình dạng chính xác. Ví dụ, chảo đúc dài 381 m, rộng 238 m, sâu 11,5 m.

  2. Làm thế nào để đảm bảo chống thấm cho hầm dìm?
    Sử dụng màng chống thấm PVC dày 2 mm, bảo vệ bằng lớp cát và đá dăm, kết hợp với lớp phủ epoxy dẻo và gioăng cao su Gina tạo thành hệ thống kín nước hiệu quả, giảm thiểu rò rỉ.

  3. Phương pháp vận chuyển đốt hầm như thế nào?
    Đốt hầm được vận chuyển bằng tàu kéo đặc biệt với tốc độ dưới 2 hải lý/h, đảm bảo an toàn trong khu vực sông Sài Gòn có nhiều đoạn cong và hẹp, giúp điều khiển chính xác hướng di chuyển.

  4. Tiêu chuẩn nào được áp dụng trong thiết kế và thi công?
    Áp dụng tiêu chuẩn AASHTO (1996, 1998), tiêu chuẩn kỹ thuật của dự án Saigon East-West Highway Package 2, cùng các quy định JIS cho vật liệu thép và cáp dự ứng lực.

  5. Làm sao kiểm soát chất lượng bê tông trong thi công?
    Bê tông được đổ theo lớp, sử dụng máy đầm rung bố trí đều, bảo dưỡng liên tục trong 7-9 ngày, kiểm tra cường độ mẫu đạt trên 70% cường độ thiết kế trước khi tháo ván khuôn.

Kết luận

  • Dự án hầm dìm Thủ Thiêm là công trình tiên phong ứng dụng công nghệ đúc, vận chuyển và hạ chìm đốt hầm quy mô lớn tại Việt Nam.
  • Quy trình thi công bản đáy và bản đỉnh được thiết kế chi tiết, đảm bảo chất lượng bê tông và độ bền kết cấu.
  • Hệ thống chống thấm và bảo vệ kết cấu hiệu quả, giảm thiểu rủi ro thấm nước và ăn mòn.
  • Việc bố trí cốt thép và cáp dự ứng lực chính xác theo tiêu chuẩn quốc tế, đảm bảo an toàn và độ bền công trình.
  • Khuyến nghị áp dụng các giải pháp đào tạo, quản lý chất lượng và bảo trì để nâng cao hiệu quả thi công và khai thác hầm trong tương lai.

Tiếp theo, cần triển khai các chương trình đào tạo kỹ thuật và xây dựng hệ thống giám sát bảo trì định kỳ nhằm phát huy tối đa hiệu quả công trình. Đề nghị các đơn vị liên quan phối hợp nghiên cứu phát triển vật liệu chống thấm mới và hoàn thiện quy trình thi công hầm dìm.