CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP PHÙ HỢP NÂNG CAO TỐC ĐỘ THI CÔNG HẦM CHUI TRUNG TÂM HỘI NGHỊ QUỐC GIA
3.1. Thực trạng thi công hầm chui tại Việt Nam
3.1.1 Thực trạng thi công hầm chui tại một số đô thị lớn của Việt nam
Đối với thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh, sau khi phân tích vai trò công trình ngầm đối với sự phát triển đô thị. Ta thấy việc xây dựng hệ thống giao thông ngầm ở thủ đô Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh là nhu cầu cần thiết và là giải pháp hữu hiệu bền vững giải quyết nhu cầu giao thông ngày càng tăng của thành phố. Hệ thống đường của Hà Nội và TP Hồ Chí Minh nhìn chung chưa đáp ứng được nhu cầu của một thành phố điển hình. Hơn nữa hệ thống giao thông của cả hai thành phố này đều trải qua quá trình phát triển lâu dài, mật độ dân số cao, nên khắc phục hiện trạng giao thông sẽ rất khó khăn và nếu cải tạo hay mở rộng thì chi phí giải phóng mặt bằng rất lớn và gây xáo trộn trong nhân dân.
* Thực trạng thi công hầm Kim Liên
Nút giao thông Kim Liên là một trong những nút giao thông quan trọng của thành phố Hà Nội. Lưu lượng các phương tiện giao thông rất lớn, tình trạng ùn tắc giao thông thường xuyên xảy ra. Trước thực trạng giao thông như vậy thì giải pháp khắc phục mang lại hiệu quả về nhiều mặt là xây dựng hệ thống giao thông ngầm.
Việc xây dựng hệ thống giaothông ngầm có ý nghĩa rất lớn trong giải quyết vấn đề giao thông đô thị, cho phép sử dụng đất đô thị hợp lý, giảm ách tắc và tai nạn giao thông, nâng cao khả năng lưu hành của các phương tiện giao thông.
Hầm đường bộ Kim Liên được khởi công tháng 7/2006, với tổng vốn đầu tư hơn 467 tỷ đồng. Dự án nút giao thông Kim Liên được xây dựng tại ngã tư Kim Liên, ngã tư giao nhau của các tuyến đường Giải Phóng - Lê Duẩn và Kim Liên - Đại Cồ Việt, thuộc địa bàn 2 quận Đống Đa và Hai Bà Trưng trên diện tích 62.430,6 m2. Hầm đường bộ Kim Liên nối đường Đại Cồ Việt với đường Đào Duy Anh, Hà Nội, là một trong những hầm đường bộ hiện đại nhất Việt Nam.
Hầm do nhà thầu Taisei (Nhật Bản) xây dựng dưới sự giám sát của Viện Kết cấu cầu Nhật Bản (JBSI) - cơ quan tư vấn cũng như chịu trách nhiệm thiết kế chi tiết dự án. Dự kiến công trình hoàn thành trong 22 tháng (khoảng tháng 8-2008). Tuy nhiên thực tế hầm Kim Liên thông xe tháng Tháng 10-2009. Thời gian thi công kéo dài lên tới 36 tháng, tiến độ thi công không đảm bảo ảnh hưởng lớn tới giao thông khu vực
HÌNH 3.1 HẦM KIM LIÊN KHI HOÀN THÀNH
Theo đó, dự án nút giao thông Kim Liên bao gồm các hạng mục chính:
Đường hầm theo hướng đường Đại Cồ Việt-Kim Liên dài 644,69 m (trong đó phần hầm kín dài 140m, hầm hở dài 405m, đường dẫn dài 99,69m); chiều rộng hầm là 18,5m, chiều cao hầm là 6,25m, chiều cao thông xe trong hầm 4,75m. Hố móng hầm đường bộ được xây dựng trên nền đất yếu phân bố thành 3 lớp có chiều dày và chỉ tiêu cơ lý khác nhau. Mực nước ngầm cao và cách mặt đất tự nhiên 1,50m. Hố móng được đào hở toàn bộ với chiều rộng là 26m, chiều sâu tăng dần từ 0 đến 13m. Mái hố móng thẳng đứng được bảo vệ bởi hệ tường cừ thép C40 với nhiều tầng chống. Đáy hố móng được khoan phụt lớp vữa Jet-Grouting dày 3m với mật độ các lỗ khoan phân bố đều (1,6 x 1,6)m có tác dụng chống thấm cho đáy móng
và đồng thời làm nền đường giao thông sau này. Bên ngoài tường cừ cũng được gia cố 1 hàng khoan phụt vữa Jet-Grouting để chống thấm tăng khả năng chịu lực của đất yếu. Trình tự thi công hố móng như sau: Trước hết, hạ tường cừ, tiến hành khoan phụt gia cố nền, đồng thời khoan phụt 1 hàng phía ngoài tường cừ. Sau đó, đào móng đến đâu lắp tầng chống cho tường cừ tới đó.
Ngoài việc thi công trong thời gian dài, tiến độ chậm 14 tháng gây ảnh hưởng lớn đến giao thông đô thị thì hầm Kim Liên ngay khi mới đưa vào sử dụng đã xuát hiện nhiều dấu hiệu không đảm bảo hiệu quả chất lượng thi công. Hầm đưa vào sử dụng thuờng xuyên bị ngập nuớc, xuất hiện nhiều vết nứt lớn trên cấu kiện, làm giảm độ tin cậy cho nguời sử dụng. Nhiều khả năng bề mặt móng của hầm bị lún không đều dẫn đến những vết nứt ở trong kết cấu, bê tông khối lớn một khi không đều nhau sẽ xuất hiện sự co ngót không đều làm xuất hiện những vết nứt.
Có thể do chất lượng gioăng không tốt nên bị biến dạng, có thể do quá trình khai thác sử dụng làm cho từng đốt hầm bị biến dạng theo thời gian, cũng có thể do xe tải hoạt động quá nhiều... làm các khe này bị biến dạng. Việc xử lý các vết nứt từ các khe co giãn này không phức tạp, nhưng tốn kém.
HÌNH 3.2 VẾT NỨT TẠI HẦM KIM LIÊN
* Thực trạng thi công hầm Thủ Thiêm
Hầm vượt sông Sài Gòn, còn gọi là hầm Thủ Thiêm thuộc dự án đại lộ Đông Tây là đường hầm vượt sông đầu tiên của Việt Nam và Đông Nam Á. Hầm gồm hai đường dẫn (một đầu ở quận 1, một đầu ở quận 2) và đoạn dìm ngầm dưới lòng đất vượt sông Sài Gòn dài 370m với bốn đốt hầm. Ở khu vực cuối hầm dẫn phía bờ quận 1, nơi tiếp giáp với sông Sài Gòn là vị trí sâu nhất của hầm dẫn (sâu khoảng 18m so với mặt đất) và cũng là vị trí đấu nối hầm dẫn với thân hầm chính vượt sông Sài Gòn. Hầm có bốn đốt hầm, với mỗi đốt dài 93m, cao 9m – tương đương độ cao căn nhà ba tầng – và bề ngang rộng 33m, đủ để tạo thành một đường hai chiều với sáu làn xe.
HÌNH 3.3 HẦM THỦ THIÊM
Gói thầu hầm Thủ Thiêm qua sông Sài Gòn và đường mới Thủ Thiêm do nhà thầu Nhật Bản là Obayashi Corporation thi công, dự kiến thời gian thi công công trình là 36 tháng. Hầm có tổng chiều dài 1.490m, bao gồm 3 đoạn chính là:
hầm dẫn phía TP.HCM, có tổng chiều dài 585m; hầm dẫn phía Thủ Thiêm có tổng chiều dài 535m; hầm dìm bao gồm 4 đốt hầm có tổng chiều dài 370m. Dự án Đại lộ Đông Tây (Đại lộ Võ Văn Kiệt ngày nay) được chính thức khởi công ngày 31/1/2005, trong đó hầm Thủ Thiêm là công trình quan trọng nhất của dự án này.
Tại khu vực lắp 4 đốt hầm ở Thủ Thiêm, phải nạo vét 450.000m3 bùn dưới đáy
sông Sài Gòn đạt độ sâu âm 12 – 13m. Quá trình lai dắt 4 đốt hầm ra vị trí lắp đặt đã diễn ra trong 4 tháng, từ tháng 5 đến tháng 8-2010. Các nhà thầu đã phải tính toán đến thời tiết, dòng chảy của sông Sài Gòn để quá trình lai dắt diễn ra đúng dự kiến. Các đốt hầm đã được lắp đặt với mức độ sai sót cho phép đến vài milimét.
Khi đốt hầm đã vào vị trí ấn định thì vẫn được bịt kín bằng đầu thép và hai mặt thép của hai đốt hầm được ép sát lại với nhau, giữa chúng là ron cao su. Giữa khớp nối của hai đốt hầm có một lượng nước sẽ được hút ra, tạo thành môi trường chân không. Đồng thời, đơn vị thi công lợi dụng áp lực của nước và đẩy các đốt hầm khít chặt lại với nhau. Các ron cao su chuyên dụng này chịu được lực nén cao, có tác dụng ngăn nước sông rò rỉ vào hầm.Cứ thế, lần lượt bốn đốt hầm được nối ghép lại với nhau tạo thành một đường hầm dài gần 1.500m nằm sâu dưới đáy sông.
Ngoài hầm dìm, ở 2 bên bờ là những đoạn hầm kín và hở với phương pháp thi công ít phức tạp hơn. Vỏ hầm có kết cấu bê tông cốt thép, dày 1,2m, đảm bảo chịu lực, chống thấm tốt và được kiểm tra kỹ khi còn ở trên bể đúc. Độ dốc của hầm là 4%, bảo đảm cho phương tiện lưu thông dễ dàng. Chiều 21 tháng 11 năm 2011, lễ thông xe hầm Thủ Thiêm được tổ chức tại hai đầu hầm. người dân TP.HCM cũng như cả nước chính thức được lưu thông qua công trình giao thông hiện đại, quy mô nhất VN.
Hầm Thủ Thiêm chậm tiến độ gần 4 năm do trong qúa trình thi công đã ngưng trệ chờ xử lý các vết nứt hầm. Trong khi đó, công trình nạo vét 350.000m3 bùn cát ở đáy sông Sài Gòn (gần bến Bạch Đằng, Q.1) đã hoàn thành giai đoạn 1 và tạm dừng thực hiện giai đoạn 2 nạo vét 70.000m3 bùn đất còn lại. Lí do nữa là một số hộ dân sống gần khu vực thi công hầm Thủ Thiêm đã yêu cầu chủ đầu tư, nhà thầu tạm ngưng thi công vì nhà dân bị nứt, lún, rúng động. Để giải quyết vấn đề này nhà thầu đã không còn đóng cừ lasen và chỉ đào đất nên không ảnh hưởng đến nhà dân. Bởi vậy, trong quá trình giải quyết khiếu nại của người dân, đơn vị thi công buộc phải tạm ngưng để khảo sát, ghi nhận hiện trạng và họp bàn hướng giải quyết nên tiến độ bị chậm.
HÌNH 3.4 ĐỐT HẦM THỦ THIÊM
Báo cáo thẩm định của Viện Khoa học công nghệ xây dựng - Bộ Xây dựng (2003) cho rằng phương án thiết kế của nhà thầu Obayashi (Nhật) về gói thầu xây dựng hầm Thủ Thiêm có nhiều rủi ro. Theo đó, độ lún dự báo của công trình lớn, có khả năng gây nứt hỏng các đốt hầm trước khi đưa vào sử dụng và kiến nghị tìm phương án khác có độ tin cậy cao hơn. Các vết nứt ở thành tường thẳng đứng kéo dài từ 2m - 3m, bề rộng lớn nhất của vết nứt rộng đến 1 mm (theo tiêu chuẩn JSCE 2002 do nhà thầu Obayashi đưa ra thì mức độ bề rộng vết nứt cho phép đối với hầm là dưới 0,28 mm). Các vết nứt cũng xuất hiện ở vị trí giữa các phân đoạn đổ bê tông của mỗi đốt hầm. Các vết nứt này thẳng đứng kéo dài gần như hết chiều cao đốt hầm, bề rộng vết nứt đến 0,3 mm. Các vết nứt này được khắc phục bằng cách bơm keo epoxy đối với những vết nứt có chiều rộng lớn hơn 0.15mm và phủ keo epoxy lên bề mặt vết nứt có chiều rộng nhỏ hơn 0.15mm.