Trong 5 năm gần đây tại vùng Đông Bắc và các nơi khác như tỉnh Vân Nam, Chiết Giang, Thứ Xuyên, Hà Bắc và Quảng Tây Trung Quốc đã sử dụng rộng rãi 2 loại vật liệu cứng hoá là vật liệu ISS dạng nước và vật liệu LSF dạng bột trộn vào đất để làm lớp móng trên và lớp móng dưới của móng đường, thay vật liệu truyền thống. Tháng 5/2007 Hội Cầu đường VN đã tổ chức Đoàn khảo sát ở một số công trình xây dựng đường bộ đã và đang sử dụng vật liệu cứng hoá nền đất do Công ty YLUGI Thanh Đảo tỉnh Sơn Đông và Công ty LUSHIFENG Lạc Dương tỉnh Hà Bắc ở Trung quốc thi công. Bài viết dưới đây giới thiệu về 2 loại vật liệu ISS và LSF sử dụng những số liệu từ báo cáo của Đoàn và những tài liệu kỹ thuật Đoàn đã được Bạn cung cấp trong chuyến khảo sát trên. 1. Vật liệu ISS IONIC SOIL STABILIZER. Vật liệu cứng hoá nền đất ISScòn gọi là vật liệu ổn định sức chịu tải của nền đất Construction Aid Soil Stabilizer, được Trung Quốc sản xuất theo công nghệ của Canada, là một dịch thể hợp chất nhân tạo, tạo thành bởi nhiều chất hoạt tính và chất ổn định, là 1 hỗn hợp cao phân tử thông qua quá trình trao đổi ion mà hình thành 1 lớp hoá cứng bề mặt tầng đất, có tác dụng hút nước trong đất, giảm được lượng nước trong đất từ 20% đến 30% nên tăng cường được độ bền chống cắt của đất, tăng mật độ của đất, nâng cao sức chịu tải gấp 5 lần tới 3,5MPa gia tăng lực chống cắt cho đất. Sản phẩm này không độc hại không gây ra tác dụng phụ. Sản phẩm là dịch thể mầu hồng có mùi gần như xăng tỷ trọng 1,02, không cháy không dính, thi công dẽ dàng rút ngắn được tiến độ thi công. Giảm giá thành từ 30 đến 60%. Mức sử dụng: 1 lít sử dụng cho: + Diện tích đất từ 40m2 đến 50m2 dầy 20cm; + Diện tích đất từ 50m2 đến 70m2 dầy 15cm; Mức sử dụng cho 1m3 đất: 0,07 – 1lit. Mức sử dụng cho 1m2 đất: 0,015 – 0,08lít Tầng đất có 25% đất sét là có thể sử dụng được vật liệu này, không sử dụng cho đất cát và đất mùn. Số liệu thí nghiệm cho thấy: 1. Hệ số thấm điều kiện không khí tự nhiên không gia tăng áp lực Thời gian 7 ngày 28 ngày 45 ngày Đất nguyên 0,7ml/mm 1,8 ml/mm 0,9 ml/mm Đất có trộn ISS 0,5ml/mm 0,7 ml/mm 0,5 ml/mm 2. Cường độ chịu nén Tuổi của mẫu 7 ngày 28 ngày 56 ngày Đất nguyên 0,012 MPa 0,008 MPa 0,024 MPa Đất có trộn ISS 0,188 MPa 0,04 MPa 0,294 MPa Như vậy sự gia tăng cường độ chịu nén của đất có trộn ISS: Sau 7 ngày gấp 15,6 lần đất nguyên Sau 28 ngày gấp 5,5 lần đất nguyên Sau 56 ngày gấp 14 lần đất nguyên Trọng lượng riêng của đất nguyên là 1,95 g/cm2, trọng lượng cuảt đất có trộn ISS là 2,15g/cm3 bằng 110% trọng lượng riêng đất nguyên. Các bước thi công Bước 1: Bóc/xới đất: dùng máy san bóc và xới đất diện tích cần thi công, bằng cách đào sâu 150mm đến 200mm, đất được làm vỡ đến kích cỡ 50mm. Bước 2: Tưới dịch thể ISS có lượng nước cần thiết để đạt độ ẩm tối ưu cho việc đầm chặt. Bước 3: Trộn bằng máy san Bước 4: Tạo khuôn đường, tạo độ dốc ngang; Bước 5: Đầm chặt, tốt nhất là dùng đầm rung. Tưới nước để đảm bảo độ ẩm bề mặt cần thiết; Bước 6: Hoàn thiện: Trong thời gian 2-3 ngày, mỗi ngày tưới nước 2 lần. Tháng 12/2000 sản phẩm này đã được cơ quan giám định của Trung Quốc cấp giấy chứng nhận chất lượng Certificate of Product Specification &Quality Control và giấy chứng nhận về an toàn môi trường Environmental Safety Certificate. Bước 7: Chống thấm: nếu cần có thể phủ lớp chống thấm trên bề mặt đã dùng ISS xử lý. Sau khi đầm nhiều lần ngày trên bề mặt xuất hiện vết rạn như da cá sấu giống như vết nứt. Hiện tượng này là bình thường và cần thiết để thoát khí, hơi nước. Nếu bề mặt chưa được rải lớp khác lên thì một thời gian sau những vết nứt đó cũng sẽ tự mất đi. 2. Vật liệu LSF Dạng bột Đây là sản phẩm được chế tạo tại Trung Quốc theo bản quyền chuyển giao công nghệ của Mỹ EN-1. BS-100, đã đưa vào áp dụng thành công trong gia cố nền đường đất á sét và á cát tại vùng Đông Bắc và các nơi khác như tỉnh Vân Nam, Chiết Giang, Tứ Xuyên, Hà Bắc và Quảng Tây. Sản phẩm này được Công ty Lushifeng Lạc Dương nghiên cứu chế tạo từ năm 2003, tới năm 2005 đã sản xuất và được cấp giấy chứng nhận sử dụng cho các loại đường bộ. Sản phẩm được đóng bao 50kg, khi thi công được rải lên nền đất trước khi cho máy xới trộn đều. Các chỉ tiêu kỹ thuậ chủ yếu của vật liệu LSF số 1: - Theo tiêu chuẩn quốc gia TQ; Vật liệu kiên cố hoá nền đất CJ/3075-1998 - Thành phần hoá học chủ yếu: Al2O3 SiO2 Fe2O CaO MgO SO3 Chất khác ≥ 9 ≥ 20 <3 ≥ 48 4,1 3 ≥ 8 - Thời gian đông kết; Sơ ninh ≥ 45 giờ Chung ninh ≤ 10 giờ Thời gian đông kết 5,2 giờ 8,5 giờ - Tiêu chuẩn kỹ thuật chủ yếu: Mật độ ≥ g/m3 245 Mức sử dụng 1kg trên diện tích m2 350 Tỷ lệ độ lưu động % ≥ 85 Hàm lượng nước % ≥ 1 Tính ổn định khi bốc hơi Hợp quy cách Thời hạn sử dụng 3 tháng Độ mịn 0,074mm Công nghệ thi công bằng vật liệu LSF: 1. Thí nghiệm trong phòng: Phân tích cỡ hạt, thí nghiệm giới hạn dẻo và giới hạn chảy, xác định tỷ lệ phối hợp, thí nghiệm cường độ chịu nén tối đa. 2. Quá trình công nghệ thi công: Chuẩn bị lớp đất móng Chuẩn bị nước bổ sung Rải phủ lớp vật liệu LSF và xi măng Đảo trộn San sửa mặt phẳng và cao độ Đầm chặt. Áp dụng ở đường cao tốc Hứa Uy, thiết lế ban đầu gồm 2 lớp: lớp dưới dầy 20cm gồm14% vôi và 6% xi măng, lớp trên đá dăm dầy 18cm gồm 6% xi măng và 84% đá dăm, chỉ đạt được 0,5MPa. Thi công thực hiện dùng vật liệu LSF: tầng đất 20cm 0,5kg dung dịch kiên cố hoá/1m3 đát và 3% xi măng + 18cm tầng đất kiên cố hoá 8% vật liệu LSF dạng bột và 4% xi măng , đạt được 1,55MPa. Giá thành giảm 15-25%. Theo nhận xét của Đơn vị thi công số 2 đường cao tốc Hứa Uy ngày 30/5/2005 loại vật liệu LSF đã sử dụng có các ưu điểm: - Bảo vệ môi trường: không gây độc hại trong khu vực xây dựng, không gây ô nhiễm không khí, do sử dụng vật liệu tại chỗ vừa giảm được chi phí xây dựng vừa không phải khai thác vật liệu đá nên không ảnh hưởng đến môi trường; - Tính ổn định nước rất tốt: Tầng đất có sử dụng vật liệu LSF có hình dạng như 1 tấm phẳng, bề mặt nhẵn bóng, không có vết nứt, ổn định nước rất tốt; - Thi công đơn giản: Thi công vật liệu LSF giống như thi công gia cố nền bằng xi măng theo phương pháp truyền thống, sử dụng lực lượng thiết bị thi công hiện có của đơn vị không phải đầu tư gì thêm về thiết bị, mà vẫn rút ngắn được thời gian thi công, giảm được chi phí nhân lực; 3. Báo cáo của Đoàn khảo sát sau chuyến thăm Trung Quốc từ 8/5/2007 đến 17/5/2007. Đoàn đã được bạn bố trí lịch trình khảo sát để thấy rõ tình hình thực tế sử dụng 2 loại vật liệu ISS và LSF thi công đường cao tốc tại Trung Quốc ở Nam Ninh Quảng Tây, Cố đô Tây An Thiểm Tây, và các thành phố Lạc Dương, Trịnh Châu, Khai Phong Hà Nam. - Vật liệu ISS và LSF sử dụng thích hợp cho việc cứng hoá móng đường bộ với các loại đất như đất sét, đất sét pha cát, đất phù sa, đất đỏ. Phương pháp thi công khác nhau: với vật liệu ISS có dạng lỏng, khi thi công được phối trộn với phụ gia trong môi trường nước sạch, phun xuống đất đã được xới đều, với vật liệu LSF có dạng bột khi thi công được rải lên ặmt đất trước khi cho máy xới trộn với đất. - Đoàn đã được thị sát tuyến đường cấp 1 đang thi công ở ngoại vi Cố đô Tây An, tỉnh Thiểm Tây, là công trình sử dụng vật liệu ISS cho 2 lớp móng đường, lớp trên dầy 18cm, lớp dưới dầy 20cm dùng đất sét pha cát tại chỗ trộn với ISS đã hoàn toàn hoá cứng, việc thi công dễ dàng và dễ cơ giới hoá thi công. - Đoàn đã khảo sát những công trình có sử dụng vật liệu LSF gồm tuyến đường thuộc tỉnh Hà Nam. Tại Thành phố Trịnh Châu đã qua 5 năm sử dụng còn tốt chưa phải sửa chữa và đường cao tốc từ thành phố Khai Phong về thành phố Trịnh Châu dài hơn 100km đang thi công sắp hoàn thiện. Đường cao tốc đang thi công dài hơn 180km từ thành phố Trịnh Châu đến Thạch Nhân Sơn có bề rộng lòng đường hơn 40m đang rải vật liệu lên mặt nền sau đó đánh xới trộn LSF với đất. Thi công dễ dàng và hầu hết bằng máy chuyên dụng trong xây dựng đường bộ, lao động thủ công chủ yếu dùng xử lý ta luy. Ưu điểm nổi bật của việc sử dụng 2 loại vật liệu trên là: + Thay thế cho loại vật liệu truyền thống như đá cát sỏi, vôi trong xây dựng móng đường các loại đường bộ cấp 1, đường cao tốc; + Thi công đơn giản, dễ dàng cơ giới hoá thi công; + Không gây ô nhiễm; + Hiệu quả kinh tế cao trong xây dựng và duy tu bảo dưỡng nhờ sử dụng được vật liệu tại chỗ nên giảm được chi phí vật liệu, nhân công, rút ngắn thời gian xây dựng. Hai loại vật liệu ISS và LSF được sản xuất và đánh giá chất lượng theo Tiêu chuẩn Ngành của Trung Quốc CJ/T 3073-98 “Vật liệu kiên cố hoá thổ nhưỡng”, có hiệu lực thi hành từ 1/2/1998. Công trình móng đường sử dụng ISS và LSF được thi công, kiểm tra chất lượng và nghiệm thu theo Tiêu chuẩn ngành CIJ/T80-98 của Trung Quốc “Quy trình kỹ thuật kiên cố hoá lớp móng trên và lớp móng dưới đường bộ” chú giải bằng tiếng Anh là Technical Specification of Roadbases and Subbases with Chemical Stabilization, có hiệu lực thi hành từ 1/12/1998. Tại Công văn số 613/BC-KĐBIV ngày 23/5/2007 Khu quản lý ĐB IV đã báo cáo Bộ GTVT và Cục ĐBVN đề nghị cho phép được thi công thử nghiệm móng đường với 2 loại vật liệu ISS và LSF nói trên. |
