“Điểm tựa” cho những công trình trên biển

Thi công các công trình xây dựng trên biển đặc biệt là tại các vùng biển có nhiều rặng san hô như ở quần đảo Trường Sa đến nay đã trở nên dễ dàng hơn, công trình “vững chãi” hơn đó là nhờ một nghiên cứu của nhóm các nhà khoa học đến từ Viện Kỹ thuật cơ giới quân sự / Tổng Cục kỹ thuật / Bộ Quốc phòng.

Công trình “Nghiên cứu, chế tạo thiết bị thi công khoan hạ cọc ống thép phù hợp với điều kiện thi công ở khu vực đảo Trường Sa” của tác giả đại tá. TS Trần Hữu Lý - Viện Kỹ thuật cơ giới quân sự và các cộng sự đã đạt giải nhất của Giải thưởng Sáng tạo Khoa học công nghệ Việt Nam (gọi tắt là Giải thưởng Vifotec) năm 2019.

TS Trần Hữu Lý - Viện Kỹ thuật cơ giới quân sự

Điểm tựa cho các công trình trên biển

Trong những năm qua, Đảng, Chính phủ và quân đội luôn quan tâm đầu tư phát triển hạ tầng cho các khu vực biển đảo nhằm nâng cao các hoạt động và chất lượng khai thác, kinh tế và bảo vệ chủ quyền biển đảo. Tuy nhiên trong quá trình thi công gặp rất nhiều khó khăn đặc biệt là ở Quần đảo Trường Sa với đặc thù có nhiều rặng đá san hô, trong khi ở trong nước chưa có công ghệ thi công móng cọc cho nền san hô, việc mua sắm hoặc thuê các thiết bị chuyên dụng của nước ngoài để hực hiện thi công móng cọc trên nền san hô là rất tốn kém vượt xa định mức xây dựng công trình biển đảo của Việt Nam hiện nay. Yêu cầu đặt ra là cần có loại thiết bị thi công cơ giới trong nước đáp ứng được việc thi công móng cọc trên nền san hô, đặc biệt là móng cọc dạng cọc ống thép.

Từ thực tế đó, trong những năm qua đại tá. TS Trần Hữu Lý cùng các cộng sự đã bắt tay vào “Nghiên cứu, chế tạo thiết bị thi công khoa hạ cọc ống thép phù hợp với điều kiện thi công ở khu vực đảo Trường Sa”. Đây là đề tài nhánh của đề tài cấp Quốc gia “Nghiên cứu ma sát giữa móng cọc với nền san hô và dự báo sự ổn định của công trình dưới tác động của sóng biển” do PGS.TS Nguyễn Tương Lai, Học viện Kỹ thuật quân sự, Bộ Quốc phòng chủ trì.

Theo đại tá. TS Trần Hữu Lý, công nghệ phổ biến của nước ta hiện nay khi thi công các công trình quân sự trên biển, đảo thường sử dụng móng trọng lưc chưa sử dụng dạng cọc thép ma sát do chưa có điều kiện. Trong khi đó tại Bộ Tư lệnh Hải quân đang triển khai dự án trọng điểm TS -15 có hạng mục thi công cọc tiêu dẫn luồng cho tàu và âu tàu tại đảo Trường Sa Lớn, giải pháp ban đầu đưa ra là thi công móng cọc trọng lực, giải pháp này đã thực hiện ở nhiều công trình khác nhưng tính ổn định thấp, sau một thời gian cọc bị sóng biển xô nghiêng đi, nên phải sửa chữa khắc phục khó khăn, tốn kém về kinh phí.

Trước tình hình trên, Ban Quản lý Dự án TS-15/BTL Hải quân đã báo cáo cấp trên chấp thuận áp dụng kết quả nghiên cứu về thiết bị hạ cọc và giải pháp cọc ống thép vào thiết kế, thi công kết cấu trụ tiêu báo hiệu hàng hải của dự án TS-15 thay cho giải pháp móng trọng lực truyền thống.

Công việc được triển khai từ cuối năm 2018, năm 2019 dự án đã hoàn thành việc khoa hạ thử nghiệm được 01 trụ tiêu báo hiệu hàng hải trên đảo Trường Sa Lớn. Do sự giúp đỡ nhiệt tình của cán bộ chiến sỹ Quân chủng Hải quân; thiết bị được hoàn thiện hơn; quyết tâm của nhóm nghiên cứu và đội ngũ thực hiên cao hơn mà đến nay việc thi công 6 trụ tiêu báo hiệu hàng hải đã hoàn thành đúng theo yêu cầu kỹ thuật. Về mặt chịu lực và tác động của sóng gió qua một năm đánh giá có thể khẳng định kết cấu và phương án thi công hoàn toàn đạt các yêu cầu kỹ thuật đặt ra, trụ tiêu ổn định không bị nghiêng, lún.

Lợi ích mang lại

Cũng theo đại tá. TS Trần Hữu Lý, thiết bị khoa hạ cọc ống thép lắp trên máy xúc thủy lực phù hợp với điều kiện ở khu vực Trường Sa là thiết bị đầu tiên ở Việt Nam sử dụng để thi công hạ cọc ống thép kích thước lớn xuống nền san hô. Thiết bị được thiết kế, chế tạo dựa trên cơ sở lý thuyết khoan ép hạ cọc ống thép xuống nền san hô để làm kết cấu nền móng công trình phù hợp với điều kiện địa chất tại Quần đảo Trường Sa. Đặc biệt thiết bị có khả năng tích hợp trên nhiều loại máy xúc thủy lực hoặc cần cẩu có công suất dẫn động bằng hoạc cao hơn công suất làm việc của thiết bị. Điều này đặc biệt hiệu quả trong điều kiện thi công công trình tại Quần đảo Trường Sa khi các trang thiết bị máy móc rất khan hiếm.

Từ thành công của công trình có thể áp dụng rộng rãi để sản xuất, lắp ráp các loại thiết bị hạ cọc ống thép với các kích thước, chiều sâu hạ cọc khác nhau nhằm ổn định kết cấu, nâng cao chất lượng, giảm kích thước nền móng công trình tại các cụm công trình trên các đảo thuộc Quần đảo Trường Sa nói riêng và các công trình biển đảo khác nói chung…

Đặc biệt thiết bị gỉam rất nhiều chi phí cho công tác thi công nền móng tại khu vực Quần đảo Trường Sa do có thể lắp lên nhiều loại máy thủy lực cơ sở do vậy không cần vận chuyển một loại máy cơ sở từ trong bờ ra để phục vụ thi công hạ cọc, nhờ đó có thể tiết kiệm được 700 triệu đồng tiền vận chuyển.

Ngoài ra chi phí sản xuất thiết bị rất thấp khoảng 500 triệu đồng so với việc mua sắm một máy khoan tự hành khoảng 20 tỷ đồng. Chính vì vậy mà có thể sản xuất, áp dụng số lượng lớn thiết bị đảm bảo cho thi công biển đảo với chi phí thấp. Bên cạnh đó, phương pháp này cũng giúp nhanh chóng đưa cọc ống thép vào nền san hô mà không cần đào, vét phoi nên giữ nguyên được trạng thái tự nhiên của nền san hô. Hơn nữa mỗi trụ tiêu nếu không dùng phương án cọc dàn vĩnh cửu thì mỗi lần sửa chữa cũng tốn hàng tỷ đồng.

Nghiên cứu trên đã tạo tiền để khoa học công nghệ cho nghiên cứu về các trang thiết bị đặc chủng dùng để thi công nền móng công trình biển đảo… đáp ứng nhu cầu bức thiết của nước ta hiện nay. Đồng thời mô hình thiết bị có khả năng áp dụng cho thiết bị khoan hạ cọc ống thép tại các địa hình khác đa dạng về kích thước ống thép và công suất thiết bị như trong đất liền phục vụ cho thi công nền móng nhà dân, các công trình dân dụng hay các công trình lớn khác… và hoàn toàn có thể thay thế cho phương pháp khoan cọc nhồi, đóng cọc bê tông… thường sử dụng hiện nay.

Với kết quả của công trình đã trực tiếp áp dụng ngay vào thực hiện nhiệm vụ thi công trụ tiêu tại Trường Sa Lớn, đáp ứng kịp thời nhu cầu xây dựng nền móng công trình theo công nghệ mới phù hợp với điều kiện Trường Sa, mang lại hiệu quả tức thì, khẳng định được phương pháp thi công nền móng cọc ma sát phù hợp, mở ra chủ trương đồng bộ đẩy nhanh tiến độ thi công cải tạo các đảo và nâng cao chất lượng công trình, góp phần vào nhệm vụ củng cố và bảo vệ chủ quyền biển đảo Việt Nam

PV