Vì sao mặt cầu Thăng Long nhanh xuống cấp?

Tại sao không phải là toàn bộ mặt cầu Thăng Long bị hỏng sau khi cải tạo bằng công nghệ bê tông nhựa SMA? Từ đó có thể chẩn đoán, nguyên nhân mất nhiệt trong quá trình thi công bê tông nhựa là rõ ràng nhất, bởi chỉ những mẻ bê tông bị mất nhiệt mới bong tróc. Những khu vực không bị ảnh hưởng vẫn đảm bảo chất lượng theo thiết kế.

Cầu Thăng Long có 2 tầng, có độ tĩnh không thông thuyền lớn. Độ cao mặt cầu ở tầng 2 (mặt cầu thi công lớp bê tông nhựa) rất lớn. Bình thường, tốc độ gió trên mặt cầu đã lớn gấp 4 - 5 lần so với ở mặt đường nhựa thông thường. Vì thế, nhiệt độ bê tông nhựa sau khi rải trên mặt cầu giảm rất nhanh, nếu gặp các điều kiện bất lợi khác như mưa, ẩm... nhiệt độ hỗn hợp bê tông nhựa lúc đó sẽ giảm xuống dưới 1200C, không đảm bảo yêu cầu tối thiểu để lu lèn chặt, dẫn đến bong tróc trong quá trình khai thác. Cấp phối bê tông nhựa theo công nghệ SMA là cấp phối đứt rời, nên tốc độ mất nhiệt trong quá trình thi công xảy ra còn nhanh hơn.

Cầu Thăng Long là kết cấu cầu 2 tầng, tầng dưới dành cho đường sắt. Cầu đã được đưa vào khai thác gần 30 năm nên dao động rất lớn khi đoàn tàu chạy qua. Vì thế, ngay trong quá trình thi công, tác động của dao động của toàn bộ các nhịp cầu tầng 2 ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng lớp bê tông SMA, nhất là quá trình hình thành độ kết dính giữa bê tông nhựa SMA với mặt thép của cầu. Thi công trong điều kiện nhiệt độ không đảm bảo, cộng với sự dao động của cầu lớn, hiện tượng bong tróc mặt cầu là tất yếu.

Sự dính kết giữa lớp bê tông nhựa với mặt cầu thép rất khó đảm bảo tuyệt đối trong điều kiện cầu rung lắc lớn khi có đoàn tầu chạy qua, biên độ dao động và độ võng của các nhịp cầu lớn. Do đó, cần hạn chế tối đa các đoàn xe tải trọng lớn. Hiện tại, xe siêu trường, siêu trọng từ Hà nội lên các tỉnh phía Bắc (và ngược lại) không có phương án nào khác ngoài lộ trình qua cầu Thăng Long.

Không khắc phục sớm, sẽ trầm trọng hơn

Có chuyên gia đã nêu giải pháp bóc bỏ toàn bộ lớp mặt cầu theo công nghệ SMA, thi công lại theo công nghệ của Liên xô (cũ). Tuy nhiên, chất lượng mặt cầu chưa đáp ứng yêu cầu không phải do “công nghệ dỏm” hay công nghệ quá mới. Trên hết, phạm vi hư hỏng chỉ chiếm một phần, sẽ là lãng phí lớn nếu bóc bỏ toàn bộ và thi công lại mà chưa biết chắc 100% là thi công theo công nghệ cũ sẽ đảm bảo. Đổ lỗi cho thời tiết khắc nghiệt cũng không khách quan vì để khắc phục, khi thi công chỉ cần lưu ý đến các giải pháp cản gió bằng cách xây dựng các tấm chắn bằng tôn (như các dự án ở nước ngoài vẫn áp dụng), thay đổi qui trình và thiết bị lu lèn tương thích.

Vì thế, cần tiến hành phân tích kỹ các mẻ trộn, quá trình thi công, dựa vào nhật ký công trình, để phân tích chi tiết nhiệt độ trộn, lộ trình vận chuyển thảm bê tông nhựa, tốc độ gió, điều kiện về độ ẩm, qui trình lu lèn . . . cho từng ngày rải, để “bắt bệnh” chính xác rồi mới sửa chữa trên qui mô toàn bộ phạm vi hư hỏng. Sắp tới, khi cầu Nhật Tân hoàn thành sẽ phân luồng các xe tải nặng đi tuyến này thì việc lựa chọn giải pháp khắc phục mặt cầu Thăng Long sẽ dễ dàng hơn.

Việc nghiên cứu khắc phục cần sớm thực hiện vì hiện tượng nứt nẻ mặt cầu làm nước lọt qua lớp bê tông và thấm xuống dưới, lâu ngày sẽ phá hỏng các liên kết cũng như tấm bản thép dầm, làm giảm khả năng chịu lực của các nhịp cầu. Tình trạng xấu nhất là làm cầu bị võng xuống. Khi cầu đã bị võng thì mức độ ảnh hưởng sẽ còn trầm trọng hơn nhiều. Khi đó, độ rung lắc, độ võng của cầu sẽ ngày càng lớn, và việc khắc phục lớp mặt cầu sẽ trở nên khó khăn hơn rất nhiều.

Cần phải xác quyết rằng, đối với các cây cầu có mặt cầu là bản thép trực hướng như Thăng Long, rất khó khăn khi lựa chọn công nghệ thi công phù hợp. Công nghệ thi công lớp mặt cầu ngày nay thường chỉ có 2 công nghệ là MSA và keo Epoxy. Việc lựa chọn MSA cho cầu Thăng Long vì thế, không thể lựa chọn một cách thiếu tính toán.

Nếu sử dụng bê tông nhựa thông thường, giá thành không hạ hơn nhiều, và độ bền chắc chắn sẽ không cao. Ngay tại Trung Quốc, Mỹ, việc thử nghiệm cũng đã gặp những thất bại ban đầu. Do đó, việc triển khai thi công thử nghiệm cầu Thăng Long theo công nghệ SMA là cần thiết, để làm tiền đề cho việc ứng dụng rộng rãi các công trình có thiết kế mặt cầu là bản thép trực hướng tương tự như cầu Thăng Long và nhiều cây cầu dầm thép hộp bản rỗng khác.

TS Cầu đường Hồ Tuấn Sỹ