Để xử lý chống thấm, trước đây người ta phải “mổ phanh” các công trình thủy lợi; nhưng với công nghệ Jet-grouting (JC), chuyên gia đưa vật liệu chống thấm qua mũi khoan nhỏ xuyên đất, không ảnh hưởng kết cấu công trình, giống như mổ nội soi.
Chống thấm không cần đào bới
“Các công trình thủy lợi ở Hà Nam trước đây đều ứng dụng công nghệ của ngành để giải quyết bài toán chống thấm, nhưng không hiệu quả. Khi tiếp xúc với JC tôi thấy đây là công nghệ hiệu quả nhất và khác hoàn toàn với biện pháp xử lý trước đó” - TS Nguyễn Quốc Đạt - Giám đốc Sở NN&PTNT Hà Nam - nói về công nghệ mà GS-TS Nguyễn Quốc Dũng và các cộng sự (Viện Thủy công) đã được tiếp cận và tìm cách ứng dụng vào năm 2004.
Khi đó, hệ thống sông Hồng có khoảng 1.300 cống dưới đê xây từ thời Pháp trên nền cát phù sa. Việc xử lý nước rò rỉ rất khó khăn, dẫn đến tình trạng nhiều cống bị thấm và dễ xảy ra sự cố vỡ đê. Nhóm nghiên cứu của GS Dũng có nhiệm vụ tìm ra giải pháp chống thấm dưới đê mà không ảnh hưởng nhiều đến kết cấu cống.
“Chúng tôi cần tìm giải pháp làm một tường chắn dưới bản đáy cống mà không gây hư hỏng cống dưới đê, không phải đắp 2 đầu đê để tát cạn cống. Nhờ Internet, chúng tôi biết đến công nghệ JG của Nhật Bản, được phát triển năm 1970” - ông Dũng nói.
Ở công nghệ này, người ta khoan sâu xuống đáy công trình, máy khoan dùng áp lực cao phụt ximăng hoặc chất kết dính qua lỗ, vừa xoay vừa rút lên để tạo ra những cọc ximăng đất tròn. Nếu xếp các cọc cạnh nhau có thể tạo thành tường chắn ngăn nước.
Khi nghiên cứu để áp dụng JG vào Việt Nam, ông Dũng và các cộng sự nhận ra rằng nếu dùng chống thấm thủy lợi, vật liệu trong công nghệ JG nguyên bản không đảm bảo kết dính. Họ đã sáng tạo các công thức vật liệu mới, tùy vào tính chất từng tầng đất khác nhau để thêm đất hay hóa chất chuyên dụng vào ximăng.
Khó khăn lớn nhất ở thời điểm đó là không có thiết bị JG để tìm hiểu, các chuyên gia Nhật Bản vẫn dè dặt trong việc chia sẻ kinh nghiệm. Nhóm nghiên cứu tự bỏ tiền mua thiết bị JG cũ với giá 600 triệu đồng. “Hồi đó số tiền này là to lắm, anh em động viên nhau tích cóp mua một chiếc máy để nghiên cứu dù biết là rất mạo hiểm. Có máy rồi, cũng chẳng biết hỏi ai cách làm nên phải tự mày mò từng bước một” - ông Dũng kể lại.
Ở nước ngoài, công nghệ JG chủ yếu được dùng xử lý chống lún cho móng và nền đất yếu. Vì thế, nhóm nghiên cứu đã phải cải tiến rất nhiều để phù hợp với công trình thủy lợi của Việt Nam, đó là tạo ra bức tường đáy cống bằng các cọc ximăng - đất liền nhau - điều mà thế giới lúc đó chưa ai làm.
Những ngày đầu, nhóm nghiên cứu gặp nhiều khó khăn trong việc đưa công nghệ JG vào các công trình cụ thể vì nó còn rất mới ở Việt Nam và khiến nhiều người hồ nghi. Họ phải dùng cả quan hệ cá nhân và uy tín của mình ra bảo lãnh để các địa phương áp dụng JG.
Công trình lớn đầu tiên áp dụng công nghệ JG là cống Tắc Giang (Phủ Lý, Hà Nam), vốn đã được sửa chữa 2 lần bằng công nghệ khoan phụt ximăng - sét nhưng vẫn bị đùn sủi đen và xảy ra vỡ đê. Viện Thủy công đưa ra phương án dùng công nghệ JG tạo ra tường chống thấm bằng ximăng - đất dưới bản đáy cống, cắt qua lớp cát bụi mà không ảnh hưởng đến kết cấu cống. Kết quả là từ mùa lũ năm 2005 đến nay, cống Tắc Giang không còn xảy ra hiện tượng đùn sủi hay thấm nước.
Theo ông Dũng, hiện chưa có công nghệ chống thấm thủy lợi nào cạnh tranh được với JG. Tính đến nay, đã có hàng trăm công trình áp dụng JG và thành công nhất là các cống thủy lợi. Doanh thu thực hiện đề tài này của Viện Thủy công đạt hơn 50 tỷ đồng mỗi năm.
Hiệu quả trong xử lý nền móng
Không chỉ chống thấm cho các công trình thủy lợi, JG còn là giải pháp hữu ích để chống sập vách khi làm cọc cho tầng hầm, cao ốc, các công trình giao thông như đường ngầm đô thị, kè bờ, mố cầu vùng đất yếu.
Trong thực tế ứng dụng, với từng công trình cụ thể, nhóm nghiên cứu đã có nhiều sáng tạo để giải quyết những vấn đề phát sinh, xử lý nhiều trường hợp phức tạp, cấp bách trong thực tế phòng, chống lụt bão, bảo đảm an toàn cho công trình. Công trình chống úng ngập TPHCM là một trong những thành công nổi bật của nhóm, đem lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật lớn.
Mới đây, bồn chứa xăng dầu ở sân bay T2 Nội Bài (Hà Nội) vừa đổ bêtông bản đáy xong thì phát hiện lún. Các chuyên gia đã ứng dụng công nghệ JG, khoan xuyên bản đáy bồn, tạo các cọc chống lún thành công.
“Công nghệ xử lý chống thấm JG rất thích hợp với việc xử lý nền móng công trình xây dựng dân dụng, giải quyết vấn đề an toàn cho nhà liền kề khi xây dựng tầng ngầm” - ông Nguyễn Quý Anh - Giám đốc Công ty tư vấn đầu tư và chuyển giao công nghệ Việt Nam - đánh giá.
GS Dũng cho biết, so với các giải pháp trước đây, chi phí ứng dụng JG giảm 60-70%. Đề tài này của ông và các cộng sự đã đoạt giải thưởng Sáng tạo khoa học và công nghệ Việt Nam năm 2008 và đang có tên trong danh sách xét tặng giải thưởng Nhà nước về khoa học và công nghệ đợt V.