Việt Nam có vùng biển rộng trên một triệu km2, với 2773 hòn đảo ven bờ, có Quần đảo Hoàng Sa và Quần đảo Trường Sa nằm giữa Biển Đông. Vùng bờ biển dài trên 3200 km có vùng triều rộng trên 4000 km2, với 114 cửa sông, 12 đầm phá và 48 vũng vịnh. Tuy nhiên, các nghiên cứu về đánh giá thực trạng các công trình xây dựng chịu tác động môi trường trên đảo cũng như các giải pháp để khắc phục vấn đề về vật liệu thi công trên đảo, vận chuyển từ đất liền lên đảo là chưa có nhiều.

Chúng ta đều biết vùng biển đảo có môi trường khí hậu ăn mòn nhất là đối với kết cấu thép, kết cấu bê tông cốt thép và đặc biệt là thép cốt trong bê tông. Vì vậy, rất cần nghiên cứu các vật liệu và công nghệ thi công không chỉ đảm bảo về khả năng chịu lực mà còn cần đảm bảo độ bền lâu, tăng tuổi thọ cho công trình, giảm thiểu chi phí bảo trì công trình.

Đối với kết cấu thép sử dụng cho công trình dân dụng không thể bền lâu khi làm việc trong môi trường khí hậu biển, nếu không có các giải pháp bảo vệ, sơn phủ thích hợp. Điều này cũng làm cho giá thành công trình tăng lên. Điều này cho thấy kết cấu thép không phù hợp về tuổi thọ cũng như giá thành khi áp dụng cho công trình dân dụng. Với mái tôn mạ kẽm các loại, theo kết quả khảo sát hiện nay, phần vít và lỗ vít mái tôn thường chỉ bền trong khoảng 3-5 năm. Phần mái tôn bắt đầu bị rỉ trong khoảng 5-7 năm. Sau khoảng 10 năm sử dụng mái tôn bị rỉ, mục, thủng và phải được thay thế.

Kết cấu bê tông cốt thép thông thường mác từ 200 đến 500, nếu thi công tại chỗ đảm bảo chất lượng có thể bền lâu trong khoảng 10-30 năm, tuy nhiên phải bảo trì thường xuyên. Mặt khác việc vận chuyển vật liệu, thi công trong điều kiện môi trường khí hậu biển sẽ làm cho chất lượng dao động lớn tùy theo đội ngũ công nhân và quản lý kỹ thuật. Thời gian thi công kéo dài. Cốt thép thường bị ăn mòn mạnh, làm nứt kết cấu, dẫn tới suy giảm khả năng làm việc của kết cấu, giảm độ tin cậy của kết cấu trong sử dụng, tăng chi phí bảo trì công trình. Các yếu tố trên làm tuổi thọ công trình không cao, thời gian thi công kéo dài và cuối cùng giá thành khai thác công trình tăng cao.

Với việc sử dụng bê tông tính năng cao và siêu cao, sử dụng nguyên liệu ở Việt nam, trong đó nguyên liệu tại bờ biển Việt nam có sẵn là cát trắng thạch anh, tiết diện cấu kiện đúc sẵn sẽ nhỏ hơn, khối lượng tiêu thụ vật liệu giảm chỉ bằng khoảng 25% so với cấu kiện BTCT thông thường, chi phí vận chuyển giảm hơn rất nhiều (giảm khoảng 75% so với BTCT thông thường), chí phí nhân công thi công (do lắp dựng tại hiện trường) có thể giảm chỉ bằng 15% so với thi công tại chỗ, chất lượng và độ tin cậy thi công ổn định, tuổi thọ tăng hơn rất nhiều so với bê tông thường, tiến độ thi công nhanh, điều đó làm cho giá thành công trình là cạnh tranh nếu chế tạo và thi công hàng loạt nhà và công trình.

Xuất phát từ thực tiễn trên, TS. Lê Minh Long cùng nhóm nghiên cứu tại Viện Khoa học công nghệ xây dựng thực hiện đề tài “Nghiên cứu giải pháp kết cấu lắp ghép sử dụng bê tông tính năng cao cho công trình xây dựng trên đảo” với mục tiêu nghiên cứu đề xuất giải pháp vật liệu phù hợp với các điều kiện đặc thù của công trình xây dựng trên đảo, trong đó có bê tông tính năng cao; Nghiên cứu đề xuất giải pháp kết cấu sử dụng công nghệ lắp ghép cho các kết cấu chịu lực chính của công trình xây dựng trên đảo.

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:

- Đề xuất quy trình nghiệm thu hoàn thiện, ghi nhãn, bao gói cấu kiện tại khu vực bảo quản, phương án bố trí, sắp xếp cấu kiện tại vị trí bảo quản đảm bảo thuận lợi cho quá trình vận chuyển cấu kiện đến khu vực tập kết ra đảo.

- Nghiên cứu lựa chọn được các phương án vận chuyển cấu kiện ra đảo theo điều kiện từng vùng, tùy theo khu vực bảo quản và vị trí tập kết cấu kiện ra đảo theo vị trí và khoảng cách giữa 2 nơi sau khi đánh giá các điều kiện vận chuyển phù hợp với phương thức nào thì sử dụng để nâng cao chất lượng, tiết giảm chi phí và mang lại lợi ích cho xã hội.

- Đề xuất quy trình bao gói và vận chuyển các cấu kiện trên biển, phương án bảo quản, sắp xếp các cấu kiện và vật liệu, thiết bị hoàn thiện phù hợp cho công tác vận chuyển trên biển không làm ảnh hưởng đến các loại cấu kiện và vật tư, thiết bị hoàn thiện trước khi thi công lắp dựng.

- Nghiên cứu lựa chọn phương án vận chuyển cấu kiện từ tàu lên đảo phù hợp với điều kiện tự nhiên, địa hình từng đảo.

- Đề xuất phương án vận chuyển cấu kiện từ vị trí tập kết cấu kiện trên đảo đến vị trí thi công lắp đặt, đảm bảo có thể vận chuyển được các cấu kiện cũng như các loại vật tư, sản phẩm hoàn thiện từ khu vực tập kết đến vị trí thi công lắp đặt.

- Nghiên cứu đưa ra các giải pháp thi công lắp dựng kết cấu nhà lắp ghép sử dụng bê tông tính năng siêu cao phù hợp với công trình trên đảo.

- Đề xuất quy trình quản lý, kiểm soát chất lượng trong quá trình thi công lắp dựng kết cấu nhà bê tông lắp ghép

- Công trình xây dựng cần được kiểm tra công trình thường xuyên, định kỳ và xác xuất nhằm phát hiện kịp thời các dấu hiệu xuống cấp, những hư hỏng của công trình, thiết bị lắp đặt vào công trình làm cơ sở cho việc sửa chữa bảo trì công trình đảm bảo sự bền lâu của công trình trong quá trình sử dụng.

- Lập kế hoạch bảo trì và các phương án sửa chữa bảo trì phù hợp với từng hiện trạng hư hỏng của công trình trong quá trình sử dụng

- Trong các công trình xây dựng trên đảo tuỳ theo mức độ hư hỏng, xuống cấp của công trình cần áp dụng phương pháp kiểm định, đánh giá hiện trạng công trình phù hợp để có cơ sở dự trù khối lượng công việc và kinh phí cũng như thời gian thực hiện để đáp ứng yêu cầu thực tế điều kiện sử dụng của công trình.

Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 23259/2023) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

Đ.T.V (NASATI)