Công nghệ cọc xi măng đất (XMĐ) xuất hiện trên thế giới gần 60 năm trước nhưng mới chỉ thực sự phát triển mạnh ở Việt Nam trong khoảng 5 năm gần đây. Với nhiều nhiều ưu điểm nổi bật như độ an toàn cao, tốc độ thi công nhanh, khả năng áp dụng đa dạng nên cọc XMĐ đã hiện diện rộng rãi trên khắp cả nước, đặc biệt là tại khu vực Đồng bằng sông Hồng, Đồng bằng Sông Cửu Long, khu vực dọc bờ biển Duyên hải miền Trung.

Chuyển giao và ứng dụng công nghệ cọc XMĐ tại Việt Nam

Phương pháp trộn sâu (Deep Mixing Method) được sử dụng rộng rãi trên thế giới với mục tiêu để gia cố đất yếu với các mục đích sử dụng khác nhau.

Phương pháp này tạo ra cọc trong đất bằng cách phun và trộn 1 lượng chất kết dính vào trong đất theo chiều sâu. Phương pháp này được phát triển đồng thời ở các nước Bắc Âu và ở Nhật Bản vào những năm 1960.

Tại Việt Nam, công nghệ trộn sâu theo phương pháp trộn khô Bắc Âu để xử lý nền đất yếu được nghiên cứu bới Viện Khoa học công nghệ xây dựng (IBST) vào đầu những năm 1980 với sự hỗ trợ của Viện địa kỹ thuật Thụy Sỹ (Swedish Geotechnical Institute).

Mặc dù du nhập vào Việt Nam rất sớm, hướng công nghệ trộn khô Bắc Âu không phát triển vì hạn chế ở khâu thiết bị. Các kỹ sư Việt Nam sau đó đã nhập khẩu thiết bị Trung Quốc hoạt động cùng nguyên lý nhưng đơn giản hóa và rẻ hơn rất nhiều. Một số dự án đã sử dụng thiết bị này để làm nền móng bể chứa, kè bờ, đường… Kể từ sau 2006, phương thức trộn khô bị loại bỏ dần để chuyển sang trộn ướt.

Thiết bị của Trung Quốc cấu tạo giản đơn, chỉ 1 mũi khoan và làm việc ở tốc độ thấp, không tự hành, không có hệ thống giám sát tự động, nên năng suất thấp và thường xuyên gặp vấn đề chất lượng. Đường kính thân cọc hạn chế, phổ biến chỉ khoảng 600mm. Cường độ thân cọc thấp và không ổn định dẫn đến một số ý kiến cho rằng cọc XMĐ có chất lượng kém, ít tin cậy.

Tuy nhiên, các định kiến này dần được loại bỏ khi các Cty Nhật giới thiệu công nghệ trộn sâu Nhật Bản theo nguyên lý trộn ướt bằng cách trộn (CDM) vào Việt Nam, bắt đầu từ 2003. Thiết bị thi công CDM của Nhật Bản có nhiều ưu điểm hơn, là xe tự hành, có 1 hoặc 2 mũi khoan, và có khả năng tạo ra cọc có đường kính từ 0,8m -1,5m. Độ sâu khoan lên đến 40m, thiết bị có 2 mũi khoan có cấu tạo thêm lưỡi cắt tự do giúp cắt đất nhuyễn hơn và trộn với vữa xi măng, điều này giúp cọc xi măng đất khi hoàn thành có độ đồng nhất và đạt cường độ cao nhất. Thiết bị được tích hợp hệ thống giám sát tự động, ghi nhận quá trình thi công của từng cọc với các số liệu chi tiết nhằm đảm bảo cọc được tạo ra đúng theo yêu cầu kỹ thuật.

Nhờ các ưu điểm này, công nghệ CDM từng bước được biết đến và chiếm lĩnh thị trường. Năm 2013, sau khi nhóm Cty Tenox, Cty CP liên kết công nghệ (TELICO) và Hữu Lộc liên tục áp dụng thành công công nghệ CDM ở một loạt dự án lớn như: Bãi lắp ráp cấu kiện cơ khí của PVC-MS ở Sao Mai Bến Đình và dự án Nhiệt Điện Duyên Hải 1, nhiều Cty nội địa khác đã học tập công nghệ này và tham gia vào thị trường, đánh dấu thời điểm bùng nổ công nghệ CDM ở Việt Nam.

Ông ĐàoTriệu Kim Cương – GĐ Cty TELICO cho biết: “Đến nay công nghệ CDM Nhật Bản đã hết sức phổ thông và hầu hết thiết bị thi công hiện nay ở Việt Nam là theo công nghệ này. Từ 2016 quy mô thi công trường cọc XMĐ ở Việt Nam tiến tới bằng và vượt thị trường Nhật Bản. Công nghệ CDM được ứng dụng hầu hết trong các lĩnh vực xây dựng, với các ứng dụng chủ yếu bao gồm: Làm nền đường, nền bãi; Bảo vệ mái dốc của đê kè, bến cảng; Làm tường vây hố đào; Chống thấm cho đê kè, công trình thủy lợi; Làm móng cho nhà cao tầng, nhà dân, nhà kho; và các công trình kè bờ, đê, bến cảng…”

Công nghệ CDM làm tường vây hố đào và móng nhà bơm tại dự án Duyên Hải 3 mở rộng.

Không chỉ dừng lại ở mức tiếp thu công nghệ Nhật Bản, các doanh nghiệp Việt Nam cũng đã nội địa hóa được một phần thiết bị và thậm chí có cải tiến đáng kể. Điển hình là Cty TELICO đã phát triển thành công hệ thống máy tính và phần mềm điều khiển tích hợp hoạt động trên nền tảng Internet để tự động hóa điều khiển toàn bộ thiết bị thi công và quản lý công trường theo thời gian thực.

Nhiều công trình sử dụng cọc XMĐ ở Việt Nam đã thành công trong điều kiện yêu cầu kỹ thuật cao, điển hình là hạng mục móng và tường bảo vệ hố đào nhà bơm. Ví dụ tại Nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải 1, Duyên Hải 3 và 3 mở rộng có chiều sâu hố đào lên đến 18m ở sát biển và nằm trong lớp bùn dày đến 30m. Hoặc dự án Vĩnh Trung Plaza 19 tầng đã sử dụng cọc XMĐ thay cho cọc khoan nhồi hay dự án cảng PTSC sử dụng cọc XMĐ làm nền móng cho mặt bãi có yêu cầu tải trọng mặt bãi đến 35t/ m².

Tốc độ tăng trưởng

Ông Cương chia sẻ thêm: “Thi công công nghệ CDM ở Việt Nam đang có tốc độ tăng trưởng khá nhanh. Trước kia hầu hết các dự án được thực hiện bởi nhà thầu nước ngoài, nhưng hiện nay doanh nghiệp Việt Nam đã hoàn toàn làm chủ công nghệ và có lực lượng thi công đủ sức đảm đương thị trường”.

Theo số liệu thống kê của TELICO từ 2013- 2016, tổng số cọc CDM được thi công ở VN khoảng 10,4 triệu m dài. Trong đó, ứng dụng CDM để gia cố nền đường chiếm khoảng 59%. CDM ở Việt Nam cũng được ứng dụng nhiều để gia cố giữ vách thành hố đào sâu phục vụ công tác thi công như là tầng hầm của các tòa nhà cao tầng, giữ ổn định mái dốc cho các kênh, trạm bơm trong các dự án nhiệt điện (dự án công nghiệp). Trong thời kỳ từ 2013-2016, CDM ứng dụng để ổn định hố đào chiếm khoảng 22% tổng khối lượng thi công trong thời kỳ này.

Theo dự báo từ 2016-2018 và dựa trên dữ liệu dự án BOT trong lĩnh vực thi công xây dựng cao tốc – đường – đường nội bộ và dữ liệu các dự án nhiệt điện thuộc dự án công nghiệp – nhà máy cũng như các loại dự án khác, tổng khối lượng cọc CDM giai đoạn này kỳ vọng đạt khoảng 7,2 triệu m dài, trong đó tỷ lệ ứng dụng cọc CDM trong gia cố nền đường vẫn giữ tỷ lệ cao nhất, khoảng 41%.

Cũng theo ông Cương, “Để tiếp tục phát triển công nghệ cọc XMĐ ở Việt Nam, chúng ta cần phải có các quy định cụ thể hơn trong quy phạm thiết kế và quản lý chất lượng cọc XMĐ. Các thiết bị thi công cũng cần được chuẩn hóa các thiết bị thi công để tránh tình trạng chế tạo lộn xộn tự phát như hiện nay”.

Theo Báo Xây dựng