Tin tức và sự kiện

HỘI NGHỊ NGƯỜI LAO ĐỘNG NĂM 2018 CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN ĐƯỜNG CAO TỐC VIỆT NAM

Thực hiện Nghị định số 60/2013/NĐ-CP ngày 19/6/2013 của Chính phủ quy định chi tiết khoản 3 Điều 63 của Bộ luật Lao động về thực hiện quy chế dân chủ ở […]

Lễ kỷ niệm 10 năm thương hiệu VEC Consultant (24/12/2007 – 24/12/2017)

Ngày 24/12/2007, Công ty cổ phần Tư vấn đường cao tốc Việt Nam chính thức được thành lập với sự góp vốn của các cổ đông là những Công ty uy tín […]

Lễ kết nạp Đảng viên mới Chi bộ Công ty cổ phần Tư vấn đường cao tốc Việt Nam

Với mục tiêu thực hiện tốt nhiệm vụ phát triển Đảng trong nhiệm kỳ 2015-2017, Chi bộ VEC Consutlant đã rất chú ý bồi dưỡng và giúp đỡ để những quần chúng […]

Giải pháp tổng thể xử lý nền đất yếu cho dự án đường cao tốc HLD

Dự án đường cao tốc Hồ Chí Minh – Long Thành – Dầu Giây là một phần của đường cao tốc Bắc Nam, nằm trong khu vực kinh tế trọng điểm phía nam, là một trong những khu vực phát triển năng động nhất và góp phần lớn vào nền kinh tế của cả nước. Khu vực kinh tế trọng điểm này là một trung tâm giao thông đường bộ, đường biển, đường thủy nội địa, đường không, sự trao đổi quốc tế lớn và là địa điểm thu hút đầu tư nước ngoài trong cả nước. Do vậy phát triển khu vực này là rất quan trọng đối với sự phát triển của khu vực phía nam nói riêng và sự phát triển của cả nước nói chung. Đường cao tốc Hồ Chí Minh – Long Thành – Dầu Giây là một trục xương sống rất quan trọng trong chỉnh thể đó

Bản đồ vị trí của Dự án

Dự án có tổng chiều dài 51Km và được chia thành 6 gói thầu (1a, 1b, 2, 3, 5, 6), trong đó phạm vi đất yếu chủ yếu nằm ở 4 gói thầu đầu đi qua địa phận các quận 2, quận 9 TP.Hồ Chí Minh và huyện Long Thành tỉnh Đồng Nai.

Theo khảo sát địa chất, phần đầu của dự án (từ Km4+00 đến Km23+900) bao gồm gói thầu 1a/1b, 2, 3 chủ yếu nằm trên nền địa chất yếu và chịu ảnh hưởng trực tiếp của nước sông Sài gòn và sông Đồng Nai. Phần cuối của dự án (từ Km24+00 đến Km55+00) gồm gói thầu 5, 6 nằm trong khu vực đồng bằng đồi núi thấp và có điều kiện địa chất tốt hơn. Do đó, đối với đoạn đầu của dự án cần phải có các biện pháp cải tạo hay xử lý nền đất yếu.

Trong bước Nghiên cứu khả thi (NCKT) do TEDI South lập, các giải pháp thiết kế cho đoạn đầu của dự án bao gồm 2 phương án:

Phương án 1: Sử dụng nền đường đắp thông thường có kết hợp các giải pháp xử lý nền đất yếu và kết cấu cầu vượt qua các kênh rạch.

Phương án 2: Đoạn từ Km4+234 đến Km10+751 là trắc dọc đi cao sử dụng cầu vượt cạn. Đoạn từ Km11+00 đến Km23+900 sử dụng nền đường đắp có kết hợp với các giải pháp xử lý nền đất yếu và cầu vượt kênh rạch.

Sau khi phân tích và so sánh, Tư vấn chỉ ra rằng phương án trắc dọc đi thấp có nhiều hạn chế về sự chia cắt cộng đồng dân cư 2 bên tuyến (Khu vực quận 2, quận 9 đang là ruộng trũng sẽ được quy hoạch thành khu vực nội đô với cao độ nền +2,4m, trong khi đó cao độ nền đường là 3,0~3,5m), về sự phức tạp của xử lý nền đường trên đất yếu, đảm bảo tính kế thừa nhiều nhất trong xây dựng cho giai đoạn sau mà Tư vấn kiến nghị chọn phương án 2 để đầu tư xây dựng công trình.

Trong bước Thiết kế kỹ thuật (TKKT), Tư vấn đã áp dụng quy mô và tiêu chuẩn như trong bước NCKT. Như vậy đoạn từ Km4+234 đến Km10+751 là sự dụng kết cấu cầu vượt để vượt qua vùng đất yếu, đoạn tiếp theo sẽ sử dụng nền đắt trên nền tự nhiên kết hợp với các biện pháp xử lý nền đất yếu. Tuy nhiên, trong bước TKKT, do có một số thay đổi lớn về cao độ thiết kế, chiều dày lớp đất yếu lớn hơn, giới hạn về lộ giới, yêu cầu về khai thác … so với NCKT, nên các phương pháp xử lý nền có nhiều khác biệt lớn so với các đề xuất trong NCKT.

Việc lựa chọn giải pháp xử lý nền đường trên đất yếu trong dự án được dựa trên các tiêu chí: Độ lún; Hệ số an toàn; Giới hạn lộ giới

Tiêu chuẩn thiết kế nền đường đắp của dự án

Có nhiều phương pháp cải tạo đất nhằm giảm thiểu độ lún sau thi công hoặc gia tăng tính ổn định nền đường đắp trong hoặc sau thi công. Nếu không, đoạn đường đắp sẽ có tính ổn định thấp trong thi công và độ lún dư sau khi khai thác do cố kết của lớp đất có tính nén lún cao. Phần lớn các phương pháp cải tạo đất yếu đều có chi phí cao hơn so với công tác đắp đất thông thường, do dó khi áp dụng bất kỳ giải pháp nào cũng phải dựa trên cả hai khía cạnh kỹ thuật và tài chính của dự án. Dưới đây là lưu đồ thiết kế xử lý đất yếu áp dụng cho dự án dựa trên kỹ thuật và chi phí thi công, bắt đầu bằng việc không tiến hành cải tạo đất, tiếp theo là xử lý bằng bấc thấm, cố kết chân không, phương pháp trộn sâu và sàn giảm tải.

Lưu đồ thiết kế cải tạo đất

Các phương pháp cải tạo đất yếu thành công có thể áp dụng cho địa chất ở khu vự này như sau:

Gia tải trước kết hợp với bấc thấm

Cố kết chân không kết hợp gia tải trước

Phương pháp trộn sâu

Hệ thống sàn giảm tải trên móng cọc

Thay đất kết hợp gia tải trước

Việc lựa chọn phương pháp xử lý nền đất yếu được thực hiện có xét đến cả khía cạnh kinh tế lẫn kỹ thuật, điều kiện địa chất, điều kiện thi công, yêu cầu về lộ giới, địa hình khu vực và chi phí đầu tư.

Sau đây là Bảng tóm tắt các phương pháp khả dụng trong việc cải tạo đất nền trong khu vực, nhấn mạnh ưu điểm và hạn chế của mỗi phương pháp.

Bảng 3.4. Các phương pháp xử lý đất yếu khả dụng

 
Phương pháp
Gia tải trước kết hợp bấc thấm (PVD)
Gia tải trước bằng cố kết chân không
Cột đất xi-măng + Đệm xi-măng được ổn định
Móng cọc
Gia tải trước bằng phương pháp thay đất
Sử dụng cầu cạn
Vấn đề về kỹ thuật
Độ lún nguyên thủy
Thấp nếu hệ số an toàn cao
Thấp do thềm chảy sang bên thấp hơn
Rất thấp do truyền tải xuống lớp đất cứng hơn bên dưới
Rất thấp do truyền tải xuống lớp đất cứng hơn bên dưới
Thấp nếu hệ số an toàn cao
Rất thấp
Độ lún cố kết
Cao
Cao
Rất thấp
Rất thấp
Kiểm soát được bằng chiều dày thay đất
Rất thấp
Độ lún dư
Có thể kiểm soát được bằng cách gia tải phụ phù hợp
Có thể kiểm soát được bằng cách gia tải phụ phù hợp
Rất thấp do tải được chuyển xuống lớp đất rắn hơn bên dưới
Rất thấp do tải được chuyển xuống lớp đất rắn hơn bên dưới
Kiểm soát được dựa vào độ dày  lớp đất thay thế và quá trình gia tải
Rất nhỏ và hầu như không xảy ra
Độ ổn định
Hệ số an toàn tăng do cường độ đất tăng trong cố kết
Rất ổn định đối với riêng chân không, nhưng hệ số an toàn thấp hơn khi đặt thêm phụ tải
Ban đầu hệ số an toàn cao, nhưng có thể giảm dần theo thời gian
Hệ số an toàn cao
Hệ số an toàn tăng do thay lớp đất cứng hơn
Hệ số an toàn cao
Vấn đề về tài chính
Chi phí bảo dưỡng
Thấp
Thấp
Thấp
Thấp
Trung bình
Thấp
Chi phí thi công
Trung bình
Cao
Cao đối với đường đắp cao
Rất cao
Trung bình – tùy thuộc vào chiều sâu thay đất
Cao
Các vấn đề liên quan khác
Thời gian thi công
Lâu nhất – tùy thuộc vào thời gian gia tải phụ
Trung bình – cần từ 5 – 8 tháng cho mỗi đoạn chân không
Từ ngắn tới trung bình – tùy thuộc vào thiết bị sử dụng
Ngắn
Trung bình – tùy thuộc vào thiết bị sử dụng và vật liệu cung cấp 
Lâu
Chất lượng theo thời gian dài
Sai khác độ lún nhỏ
Sai khác độ lún nhỏ
Sai khác độ lún nhỏ
Sai khác độ lún nhỏ
Sai khác độ lún nhỏ
Độ lún nhỏ
Lộ giới
Cần vùng lớn cho bệ phản áp
Cần lộ giới
Không có vến đề về Lộ giới
Không có vến đề về Lộ giới
Cần lộ giới
Không có vấn đề lộ giới
Kinh nghiệm địa phương trong thi công
Rất tốt – không cần quan trắc nhiều
Ít – Mới được ứng dụng ở Viêt Nam gần đây
Trung bình – tùy thuộc cao vào quan trắc thường xuyên
Tốt – không cần quan trắc nhiều
Tốt – Chủ yếu là công tác đất
Tốt
Ứng dụng trong các dự án đường tại Việt Nam trước đây
Có nhưng giới hạn
Có nhưng giới hạn
Thị trường cung ứng
Không vấn đề, ngoại trừ nguồn cung ứng đệm cát
Cần nhập khẩu một số vật liệu và thiết bị
Tương đối mới ở Việt Nam
Không vấn đề
Nguồn cung ứng đất đắp sẽ là vấn đề chính yếu
Không vấn đề
Hợp lý trong ứng dụng
Phương pháp triển vọng nhưng đòi hỏi thời gian thi công dài
Phù hợp nhất khi bị giới hạn về thời gian thi công và lộ giới
Chi phí cao hơn nhưng thời gian thi công ngắn hơn
Chi phí cao nhất nhưng thời gian thi công ngắn hơn
Là phương pháp phù hợp cho lớp trầm tích đất sét mỏng
Chi phí cao nhưng an toàn

Như vậy, đối với đường cao tốc để đạt yêu cầu cao về kỹ thuật cũng như ảnh hưởng đối với khu dân cư khu đô thị, giải pháp cầu cạn luôn được ưu tiên hàng đầu. Tuy nhiên cần phải lưu ý rằng, giải pháp cầu cạn luôn đòi hỏi chi phí cao, thời gian thi công dài và đội thi công chuyên nghiệp. Do đó cần phải có những nghiên cứu so sánh cụ thể giữa các ưu nhược điểm và tiêu chí đặt ra để lựa chọn giải pháp cho phù hợp.

Khi không sử dụng phương án cầu cạn thì phương pháp xử lý đất yếu thông dụng nhất tại Việt Nam vào thời điểm này là gia tải trước kết hợp bấc thấm (PVD) nhờ vào tính tương thích và chi phí hợp lý, tuy nhiên vấn đề hiện nay là việc cung cấp vật liệu đệm cát làm lớp thoát nước. Đối với dự án này không thể áp dụng biện pháp bấc thấm thông thường do giới hạn lộ giới dành cho bệ phản áp. Phương pháp cố kết chân không là lựa chọn thay thế tốt nhất kế tiếp, nó làm giảm chiều cao gia tải tạm cũng như bề rộng bệ phản áp yêu cầu. Ứng dụng chân không thay thế cho nhu cầu gia tải tạm cao, và nguyên tắc xử lý tương tự với phương pháp bấc thấm thông thường. Với những đoạn đường đắp cần bệ phản áp lớn hơn dẫn đến có thể vượt qua lộ giới, phương pháp trộn sâu hay sàn giảm tải BTCT sẽ là lựa chọn tốt hơn. Các ưu điểm chính của phương pháp trộn sâu bao gồm giảm thiểu tối đa bề rộng đường đắp, lượng vật liệu sử dụng để đắp và thời gian thi công ngắn hơn, vv… Khuyết điểm chính của phương pháp này là phải kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt hơn và chi phí thi công cao hơn. Đối với các đoạn quan trọng gần cầu, kết cấu sàn giảm tải BTCT có thể được dùng nhằm chuyển đổi độ lún vào cầu tốt hơn.

Dựa theo các tiêu chí và thiết kế và phân tích các phương áp có thể áp dụng trong khu vự này, có thể đưa ra giải pháp tối ưu cho đoạn đường cao tốc nằm trên đất yếu như sau:

Đối với các gói thầu đầu (gồm gói 1a, 1b và gói 2) sử dụng kết cấu cầu vượt trên cao và một phần đường để kết nối với hệ thống giao thông của TP. Hồ Chí Minh và gói thầu tiếp theo. Chiều dài cầu được xác định phụ thuộc vào: Loại hình kết cấu nhịp thông thuyền và tĩnh không cần vượt; bán kính cong lồi mặt cầu theo tiêu chuẩn vận tốc của đường; độ dốc dọc tối đa của nền đường đầu cầu; chiều cao đất đắp sau mố khoảng 3,5m đến 4,0m. Thực tế xây dựng nền đường đắp cao trên đất yếu khu vực TP.Hồ Chí Minh cho thấy cần khống chế chiều cao đắp khoảng 4,0m để dung hòa các yêu cầu về kinh phí xây dựng, tiến độ thi công cũng như khống chế độ lún còn lại sau khi đưa công trình vào khai thác.

Đối với gói thầu 3, phương pháp xử lý nền đất yếu phụ thuộc vào điều kiện đất nền, cao độ thiết kế, chiều cao đất đắp, khả năng công nghệ hiện nay và giới hạn lộ giới. Không thể sử dụng phương pháp bấc thấm đứng thông thường do bị giới hạn lộ giới dành cho bệ phản áp. Phương pháp cố kết chân không là thay thế tốt nhất kế tiếp, giảm được chiều cao đường đắp cũng như bề rộng bệ phản áp cần thiết. Đối với đường đắp cao hơn yêu cầu bệ phản áp lớn hơn vượt quá lộ giới, sử dụng phương pháp trộn sâu hoặc sàn giảm tải BTCT. Ưu điểm của phương pháp trộn sâu gồm giảm tối đa chiều rộng đường đắp, lượng vật liệu đắp sử dụng và thời gian thi công ngắn hơn… Tổng chiều dài xử lý nền khoảng 6km, trong đó khoảng 4km được xử lý bằng phương pháp cố kết chân không, 2km sử dụng phương pháp trộn sâu và sàn giảm tải BTCT do đường đắp cao hơn đòi hỏi bệ phản áp lớn hơn. Phương pháp trộn sâu sử dụng cho 1,5km đường, tiếp đó là 0,5km cấu trúc sàn giảm tải BTCT trong các khu vực mố cầu nhằm chuyển tải tốt hơn.

Bảng các giải pháp xử lý nền trên đất yếu áp dụng cho dự án
 
Gói thầu
Lý trình
Chiều sâu đất yếu (m)
Chiều cao đắp (m)
Phương pháp xử lý
Pk1a
Km4+00~ Km7+500
5~26
0.75~10
Cầu cạn, SGT, CKCK
Pk1b
Km7+500~ Km11+00
12~26
1.2~10
Cầu cạn, SGT, PPTS, CKCK
Pk2
Km11+00~ Km14+100
3~18
2.1~4.3
Cầu, SGT, PPTS, CKCK
Pk3
Km14+100~ Km21+810
7.5~25
2.0~4.9
Cầu, SGT, PPTS, CKCK

Ghi chú: SGT: Sàn giảm tải, PPTS: Phương pháp trộn sâu, CKCK: Cố kết chân không

ThS Ngô Văn Cung – Trưởng nhóm kỹ sư cầu trong nước bước TKKT