Đã xác định nguyên nhân nứt trụ cầu Vĩnh Tuy

Thuê kiểm định độc lập

Vết nứt dọc tại cầu Vĩnh Tuy nằm tại vị trí trụ T22 do Tổng Cty xây dựng Thăng Long thi công, đơn vị tư vấn giám sát là Viện khoa học và công nghệ GTVT (Bộ GTVT) thực hiện.

Ngày 5/6/2014 Bộ Xây dựng đã tổ chức cuộc họp để nghe ý kiến đóng góp từ các chuyên gia và thông qua Dự thảo Báo cáo kiểm tra, làm rõ nguyên nhân gây nứt trụ cầu Vĩnh Tuy và xử lý theo thẩm quyền.

Theo báo cáo về nguyên nhân gây nứt trụ cầu do Bộ Xây dựng tập hợp từ các chuyên gia để báo cáo Thủ tướng, và tại buổi họp với tổ chuyên gia cùng các đơn vị liên quan cho thấy: 

Sở GTVT Hà Nội đã thuê tư vấn kiểm định độc lập là Cty Tư vấn triển khai Công nghệ và Xây dựng giao thông (Trường Đại học GTVT) để thực hiện việc kiểm định, xác định nguyên nhân gây nứt trụ T22 và đề xuất phương án xử lý. Đồng thời để đảm bảo khách quan của kết quả kiểm định, Sở GTVT Hà Nội đã thuê tư vấn thẩm tra nước ngoài là Cty Tư vấn của Nhật Bản TTES (Tokyo Tech Engineering Solutions, Inc) để thẩm tra kết quả kiểm định.

Ngày 08/4/2014, sau khi có báo cáo sơ bộ của tư vấn kiểm định và tư vấn thẩm tra TTES (Nhật Bản), Bộ Xây dụng đã tổ chức cuộc họp mời các chuyên gia đầu ngành của Việt Nam về lĩnh vực thiết kế và xây dựng cầu phản biện và góp ý cho báo cáo kiểm định và báo cáo thẩm tra nguyên nhân nứt trụ T22 cầu Vĩnh Tuy. 

Kết quả khảo sát hiện trạng cho thấy, trên bề mặt trụ T22 có một số vết nứt thẳng đứng ở cả 2 phía thân trụ theo phương dọc cầu, nằm trong phạm vi phần rỗng của trụ cầu và không phát triển đến phần bê tông đặc. Vết nứt lớn nhất đo được dài 16,09m có vị trí giữa thân trụ theo phương thẳng đứng ở mặt trụ phía Tây (phía Hà Nội). Bề rộng vết nứt này đo được là 3mm, chiều sâu lớn nhất đo được là 272mm ở vị trí cách bệ móng khoảng 5,5m. Mặt trụ phía Đông (phía Gia Lâm) có một số vết nứt tương tự với chiều dài 13m, chiều rộng lớn nhất đo được từ 2,4mm đến 3mm. Kết quả khảo sát một số trụ khác cho thấy cũng có các vết nứt dọc tại vị trí giữa trụ, nhưng chiều rộng vết nứt nhỏ hơn (lớn nhất là 0,5mm) và chiều dài cùng ngắn hơn so với các vết nứt bên trụ T22 (dao động từ 0,7m đến 5m).

Cường độ bê tông thực tế của thân trụ T22 được xác định bằng phương pháp súng bật nẩy kết hợp siêu âm bê tông và nén mẫu bê tông được khoan trực tiếp từ thân trụ đạt 48,67 MPa, lớn hơn so với cường độ yêu cầu của thiết kế là 40 MPa. Độ nghiêng lệch của trụ cầu được xác định bằng dây rọi cho thấy trụ không bị nghiêng lệch. Kết quả kiểm tra cốt thép trong thân trụ cho thấy cốt thép được thi công đúng với thiết kế, bề dày bê tông bảo vệ tính đến lớp cốt thép dọc ngoài cũng xấp xỉ 84mm, cốt thép không bị han gỉ.

Đã xác định nguyên nhân

Do vậy, tư vấn kiểm định đã tập trung nghiên cứu, tính toán và kết luận về nguyên nhân chính gây ra các vết nứt tại trụ T22 và các trụ khác của cầu Vĩnh Tuy như sau: Nguyên nhân thứ nhất: Trụ cầu Vĩnh Tuy được thiết kế với kết cấu bê tông có kích thước lớn nên khi thi công đã phát sinh lượng nhiệt lớn trong lòng khối đổ (nhiệt do phản ứng thuỷ hoả xi măng, trong khi đó lại không thực hiện các biện pháp phòng chống phát sinh nhiệt độ cao và chênh lệch nhiệt độ cao của khối đổ bê tông. Sự chênh lệch nhiệt độ trong một khối đổ và giữa các khối đổ đã tạo ra sự chênh lệch về biến dạng và phát sinh ứng suất nhiệt. Bê tông trụ đã bị nứt tại những vị trí có ứng suất nhiệt vượt quá cường độ chịu kéo của bê tông.

Nguyên nhân thứ hai: Do tổng hợp của co ngót theo thời gian, kết hợp tác động của sự thay đổi nhiệt độ, độ ẩm môi trường và tính từ biến bê tông dưới tác động của tải trọng thường xuyên trong quá trình khai thác sử dụng đã làm tăng thêm độ mở rộng vết nứt. Tư vấn kiểm định nhận định vết nứt không phát triển sâu vào trụ cầu vì cốt thép đai của trụ cầu đã ngăn cản các biến dạng co của bê tông. Hầu hết các vết nứt đều chỉ sâu đến lớp cốt đai ngoài của trụ cầu, duy chỉ có vết nứt rộng 3mm thì có độ sâu lớn hơn (272mm). Trụ T22 và các trụ khác có các vết nứt khác nhau hoặc không nứt là do điều kiện và trình tự thi công có thể không giống nhau. Bên cạnh đó, thời điểm thi công trụ cầu khác nhau nên các ảnh hưởng của môi trường bên ngoài như nhiệt độ, độ ẩm, mức độ nắng chiếu, gió,... khác nhau dẫn đến việc hình thành và phát triển các vết nứt cũng khác nhau.

Riêng về chiều sâu vết nứt, tư vấn thẩm tra TTES (Nhật Bản) cho rằng vết nứt lớn nhất ở trụ T22 có thể sâu hơn vào thân trụ, thậm trí có thể xuyên qua cả chiều dày 1,8m của vách trụ cầu. Vì vậy, tư vấn thẩm tra đã khuyến cáo khi thực hiện công tác sửa chữa, cần phải có biện pháp phòng ngừa khả năng này.

Đánh giá ảnh hưởng của vết nứt đến sự làm việc của trụ cầu. Tư vấn kiểm định đã phân tích, tính toán lại khả năng làm việc của trụ T22 cầu Vĩnh Tuy, với các giả thiết cực đoan hơn so với kết quả khảo sát hiện trạng trụ cầu về kết cấu như: Bê tông không tham gia chịu cắt theo phương ngang cầu, cốt thép đai bị mất một phần khả năng chịu lực. Việc tính toán có xét tới cả hai tổ hợp tải trọng bất lợi nhất là tải trọng va xô của tàu có trọng tải 2.000DWT và tải trọng động đất. Sau khi tính toán và phân tích, tư vấn kiểm định đã kết luận, hiện tại trụ T22 cầu Vĩnh Tuy vẫn đảm bảo khả năng khai thác vận hành an toàn. Tuy nhiên, để tránh ảnh hưởng về lâu dài tới cốt thép cũng như để khôi phục khả năng chịu lực của trụ đúng như thiết kế, tư vấn kiểm định kiến nghị phải sớm sửa chữa các vết nứt.

Phương án khắc phục

Tại buổi họp ngày 5/6/2014 tại Bộ Xây dựng, đa số các chuyên gia về cầu đường đều đồng tình cho rằng nguyên nhân gây xuất hiện vết nứt là do chênh lệch nhiệt độ trong quá trình thi công nên dẫn đến hiện tượng nứt tại các trụ của cầu Vĩnh Tuy.

Ông Ngô Văn Minh, Đại diện đơn vị Tư vấn kiểm định độc lập (Trường Đại học GTVT) cho rằng: Tại những vị trí có vết nứt lớn thì xác định vết nứt đã xuất hiện trong quá trình thi công. Nguyên nhân gây xuất hiện vết nứt là tổng hợp của các nguyên nhân trong đó phải tính đến các yếu tố: Chênh lệch nhiệt đô, do đó dẫn đến chênh lêch biến dạng trong-ngoài trong cùng một khối đổ bê tông. Chênh co giữa các khối đổ bê tông, đặc biệt là giữa phần trụ đặc và phần trụ rỗng (giữa khối đổ 1 và khối đổ 2)… Co ngót của bê tông trong giai đoạn non tuổi. Trong đó 2 nguyên nhân đầu đều có nguyên nhân từ ứng suất và biến dạng nhiệt thủy hóa của khối bê tông non tuổi, vết nứt tiếp tục phát triển rộng dần do ảnh hưởng của co ngót khô theo thời gian, và ảnh hưởng của thay đổi nhiệt độ môi trường tại vị trí trụ.

GS.TS Nguyễn Viết Trung (Trường Đại học GTVT) cho rằng: Theo các kết quả thí nghiệm tôi cho rằng cầu Vĩnh Tuy an toàn trong sử dụng, nên chúng ta không cần phải tính toán đến phương án hạ tải cho cầu. Ngoài ra, cũng cần phải nói thêm rằng việc xuất hiện các vết nứt tại các trụ cầu là có ảnh hưởng đến tuổi thọ của toàn công trình, do vậy cần sớm có biện pháp xử lý và khắc phục sự cố này. Tuy nhiên việc xử lý cần được thực hiện khoa học để tạo thành một kinh nghiệm cho các lần sửa chữa tương tự. Theo tôi việc khắc phục, xử lý vết nứt không nên dùng phương pháp dán keo như đề cập mà nên dùng phương pháp bơm vữa bê tông trực tiếp vào vết nứt, và phải dùng phương pháp bơm chậm.

Thứ trưởng Bộ Xây dựng Cao Lại Quang - Phó chủ tịch thường trực Hội đồng nghiệm thu Nhà nước các công trình xây dựng khẳng định: Từ các kết quả kiểm định có thể thấy cầu Vĩnh Tuy an toàn, tuy nhiên Thứ trưởng Cao Lại Quang cũng lưu ý các đơn vị có liên quan sớm có phương án xử lý để không bị ảnh hưởng đến tuổi thọ công trình.

Nguồn: Vũ Chiến/Báo Xây dựng online