Trước áp lực gia tăng từ mưa lớn, lũ quét và sạt lở tại khu vực miền núi, bê tông tính năng siêu cao được xem là giải pháp vật liệu kết cấu hiệu quả, giúp nâng cao độ bền công trình, giảm chi phí bảo trì và thích ứng với điều kiện khí hậu cực đoan.
Xung quanh định hướng ứng dụng bê tông tính năng siêu cao (UHPC), phóng viên đã có cuộc trao đổi với TS Ngô Văn Thức, Trường Đại học Xây dựng Miền Tây về các giải pháp kỹ thuật phù hợp với điều kiện thực tiễn.
TS Ngô Văn Thức, Trường Đại học Xây dựng Miền Tây.
Thưa ông, trong bối cảnh biến đổi khí hậu đang tác động mạnh tới khu vực miền núi, vì sao UHPC được xem là một hướng đi tiềm năng trong xây dựng cầu?
Các tỉnh miền núi có địa hình chia cắt mạnh, nhiều sông suối nhỏ, dốc, trong khi tác động của biến đổi khí hậu khiến tần suất mưa lớn, lũ quét và xói lở gia tăng. Điều này đặt ra yêu cầu rất cao đối với độ bền và khả năng chống chịu của công trình cầu.
UHPC là vật liệu có cường độ chịu nén và cường độ chịu kéo rất cao, độ đặc chắc lớn, khả năng chống thấm, chống xâm thực và hạn chế nứt vượt trội so với bê tông thông thường. Nhờ đó, công trình sử dụng UHPC có thể nâng cao tuổi thọ, giảm nhu cầu bảo trì, đặc biệt phù hợp với địa phương trong tình hình biến đổi khí hậu cực đoan.
Các dạng kết cấu cầu UHPC được nghiên cứu và ứng dụng
Vậy xét trên phương diện kết cấu, UHPC mang lại những lợi thế gì cho cầu miền núi so với các giải pháp truyền thống?
Điểm nổi bật là UHPC cho phép thiết kế kết cấu mảnh hơn nhưng vẫn đảm bảo khả năng chịu lực, qua đó giảm đáng kể tải trọng bản thân công trình. Điều này rất có ý nghĩa trong điều kiện nền móng yếu hoặc khó xử lý.
Bên cạnh đó, nhờ cường độ cao, UHPC có thể tăng khả năng vượt nhịp, giảm số lượng trụ trong lòng sông, từ đó hạn chế cản trở dòng chảy và giảm nguy cơ xói lở cục bộ - vấn đề thường gặp ở khu vực miền núi.
Ngoài ra, UHPC rất phù hợp với công nghệ cấu kiện đúc sẵn, giúp rút ngắn thời gian thi công và nâng cao chất lượng kiểm soát trong sản xuất.
Từ góc độ nghiên cứu, khi đề xuất giải pháp cầu UHPC cho khu vực miền núi, nhóm nghiên cứu đã đặt ra những tiêu chí nào?
Chúng tôi tập trung vào một số tiêu chí chính. Trước hết là phải phù hợp với điều kiện địa hình, địa chất và thủy văn đặc thù của miền núi.
Thứ hai là đảm bảo yêu cầu thoát lũ, hạn chế tối đa việc bố trí trụ trong dòng chảy để giảm nguy cơ xói lở.
Thứ ba là giảm tải trọng kết cấu và tối ưu hóa phương án thi công nhằm phù hợp với điều kiện vận chuyển, lắp dựng còn hạn chế.
Cuối cùng là đảm bảo độ bền lâu, giảm chi phí bảo trì trong suốt vòng đời công trình.
Giải pháp cầu UHPC có thể xem xét áp dụng cho cầu dân sinh, cầu vượt suối, cầu trên nền dốc không ổn định và các vị trí khó tiếp cận bảo trì tại Cao Bằng (Ảnh minh họa).
Với trường hợp cụ thể tại Cao Bằng, giải pháp cầu UHPC được đề xuất như thế nào?
Cao Bằng là địa phương có địa hình điển hình của miền núi phía Bắc, với độ cao lớn, chia cắt mạnh, nhiều suối nhỏ có độ dốc lớn và dòng chảy xiết. Dưới tác động của biến đổi khí hậu, khu vực này thường xuyên xuất hiện mưa lớn, lũ quét, gây áp lực đáng kể lên các công trình cầu hiện hữu.
Trên cơ sở đó, nghiên cứu đề xuất áp dụng các dạng kết cấu dầm UHPC đúc sẵn cho cầu nhịp nhỏ và trung bình, như dầm T, dầm U hoặc dầm hộp dự ứng lực. Các giải pháp này cho phép vượt nhịp hợp lý, giảm số lượng trụ, đồng thời thuận lợi trong vận chuyển và lắp dựng tại hiện trường. Qua đó, không chỉ nâng cao độ bền công trình mà còn rút ngắn thời gian thi công và giảm chi phí duy tu.
Để đưa UHPC vào ứng dụng thực tiễn rộng rãi hơn, theo ông cần những điều kiện gì?
Cần tiếp tục hoàn thiện hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật cho UHPC phù hợp với điều kiện Việt Nam. Đồng thời, đẩy mạnh nội địa hóa vật liệu, làm chủ công nghệ sản xuất để giảm chi phí.
Bên cạnh đó, việc đào tạo nguồn nhân lực, chuyển giao công nghệ và có cơ chế khuyến khích áp dụng vật liệu mới trong các dự án hạ tầng, đặc biệt tại khu vực miền núi, cũng là những yếu tố then chốt.
Cảm ơn ông!