Giải pháp công nghệ “Cấu kiện lắp ghép bảo vệ bờ sông, hồ và đê biển” bằng kè bê tông cốt phi kim, thuộc Cụm công trình “Xây dựng đồng bộ hệ thống hạ tầng kỹ thuật đô thị, nông thôn, bảo vệ môi trường, phòng chống thiên tai và ứng phó với biến đổi khí hậu” của Công ty Cổ phần Khoa học Công nghệ Việt Nam (BUSADCO), được Chủ tịch nước trao tặng Giải thưởng Hồ Chí Minh lần thứ 5/2016; Bộ Khoa học và Công nghệ và Hội nhà báo Việt Nam bình chọn là 1 trong 10 sự kiện Khoa học Công nghệ nổi bật năm 2015. Cho đến nay, giải pháp này đã ứng dụng rộng rãi tại nhiều tỉnh, thành phố trong cả nước, đặc biệt là bảo vệ môi trường, phòng chống thiên tai và ứng phó biến đổi khí hậu, nước biển dâng ở các khu vực ven biển.

Công nghệ phù hợp

Theo nhận xét của Chủ tịch kiêm Tổng giám đốc BUSADCO Hoàng Đức Thảo: Thời gian qua, khoa học và kỹ thuật bảo vệ bờ biển của Việt Nam đã đạt được những thành tựu nhất định, nhưng đến nay vẫn chưa có những tổng kết đánh giá một cách toàn diện, đúc rút các kinh nghiệm, nhằm đưa ra các công trình mang lại hiệu quả cao cả về mặt kỹ thuật, kinh tế, xã hội và môi trường, chưa có các phân tích xem xét hướng phát triển các loại công trình này để từ đó có định hướng cho các nhà thiết kế, thi công công trình.

Đây cũng chính là lý do BUSADCO thực hiện đề tài “Cấu kiện lắp ghép bảo vệ bờ sông, hồ và đê biển”, nhằm đề xuất các giải pháp công nghệ chống sạt lở bờ biển phù hợp với điều kiện từng vùng cụ thể, vừa đảm bảo yêu cầu chống sạt lở một cách bền vững, vừa thân thiện với môi trường.

Công nghệ bê tông cốt phi kim sử dụng thành phần cấp phối bê tông như cát, đá, nước trộn bê tông. Ngoài ra, điểm khác biệt còn sử dụng xi măng bền sunfat, phụ gia chống bám dính ván khuôn, tác dụng đông kết nhanh cho bê tông, đặc biệt là sử dụng cốt sợi polyme phân tán PP(cốt sợi Polypropylen), hoặc cốt sợi thủy tinh dạng thanh Glass Fiber Reinforced Polyme (GFRP) để tạo ra các cấu kiện bê tông có cấu tạo kết cấu mỏng nhưng vẫn đảm bảo khả năng chịu lực.

Chế tạo được các cấu kiện đúc sẵn có hình dáng phức tạp mà kết cấu bê tông cốt thép thông thường không thể thực hiện, kết cấu thành mỏng chỉ từ 1,5 cm, cường độ bê tông ≥ 25MPa nhưng vẫn đảm bảo được khả năng chịu lực, tiết kiệm được nguồn nguyên vật liệu sản xuất bê tông, nhất là trong giai đoạn nguồn nguyên vật liệu cát, đá... đang khan hiếm, khai thác gây ô nhiễm môi trường.

Sản phẩm của công nghệ này giúp tăng tuổi thọ công trình so với các giải pháp truyền thống, đảm bảo bề mặt cấu kiện láng mịn để hạn chế được khả năng bám bề mặt của các sinh vật biển. Trong đó, cấu kiện kè lắp ghép bảo vệ bờ sông, hồ và đê biển bao gồm các môđun cấu kiện được liên kết với nhau theo chiều dài công trình.

Mỗi mô-đun cấu kiện có dạng một khối rỗng bằng bê tông thành mỏng liền khối, tạo bởi phần mặt trên, phần mặt trước, phần mặt sau và hai phần mặt bên, phần mặt trên có lỗ chờ cọc chống để lắp cọc chống qua và đóng xuống nền đất, lỗ bơm vật liệu chèn để bơm vật liệu chèn vào phần bên trong môđun cấu kiện.

Phần mặt trước và phần mặt sau có các gân tăng cứng, hai phần mặt bên có rãnh lõm và gờ lồi tương ứng sao cho các mô-đun có thể ăn khớp với nhau liên tiếp dọc theo cấu kiện; cọc chống nằm trong môđun cấu kiện và được đóng vào nền đất, các cọc chống được giằng liền khối với nhau thông qua dầm giằng nằm ở mặt trên của các cấu kiện.

Công nghệ bê tông cốt phi kim còn là giải pháp kè gây bồi tạo bãi, quây đê lấn biển. Đó là sử dụng các cấu kiện lắp ghép bảo vệ bờ sông, hồ và đê biển, tạo ra các bờ bao có nhiều hình dạng kích thước khác nhau kết hợp với các cấu kiện chống cát chảy được sắp xếp lắp đặt khép kín với bờ.

Cấu kiện sẽ tự sắp xếp, tự ổn định, tự bồi lắng, biến đổi theo dòng chảy tạo ra hệ cân bằng để chống lại dòng xoáy, dòng chảy không ổn định tại các khu vực bị xâm thực mạnh, từ đó có thể gây bồi, tạo bãi theo các hình dạng và kích thước khác nhau. Các cấu kiện chống cát chảy để gây bồi sẽ được cấu tạo liên kết với nhau bằng các mối nối âm dương kết hợp với các thanh cốt phi kim để tạo thành hệ liên kết thống nhất bền vững.

Cấu kiện kè phá sóng xa bờ, triệt tiêu sóng cốt phi kim theo sáng chế bao gồm các mô đun cấu kiện được liên kết với nhau theo chiều dài công trình, mỗi mô đun cấu kiện có dạng một khối rỗng bằng bê tông thành mỏng liền khối tạo bởi mặt trước, mặt sau và hai mặt bên.

Riêng mặt trên và mặt đáy để hở; các đốt cấu kiện được liên kết với nhau bằng mối nối là các rãnh lõm và gờ lồi tương ứng ăn khớp với nhau dạng khe trượt, mặt trước và mặt sau cấu kiện bố trí các lỗ tiêu sóng.

Những công trình tiêu biểu

Cho đến nay, công nghệ bê tông cốt phi kim đã được BUSADCO thực hiện trên nhiều công trình ven biển của các tỉnh, thành phố. Cụ thể: Tại khu vực biển Tây tỉnh Cà Mau đã thiết kế, cung cấp thiết bị và thi công xây dựng kè khẩn cấp đoạn 700 m bờ Bắc Kênh Mới và đoạn 500 m bờ Nam Kênh Mới kè cấu kiện bằng bê tông cốt phi kim phá sóng (Busadco) thuộc Dự án “Xây dựng Kè cấp bách bảo vệ đê biển Tây kết hợp xây dựng Khu tái định cư”.

Các hạng mục được xây dựng gồm: Kè phá sóng xa bờ, gây bồi tạo bãi với cao trình +1,6m, tổng chiều dài 1,2 km; kè cấp bách bảo vệ bờ biển Đông khu vực cửa biển Rạch Gốc thuộc Dự án “Xây dựng kè cấp bách bảo vệ bờ biển Đông khu vực cửa biển Rạch Gốc, cửa biển Vàm Xoáy”; kè phá sóng xa bờ, gây bồi tạo bãi với cao trình +2,5m, tổng chiều dài 2 km.

Tại tỉnh Thái Bình, BUSADCO đã bàn giao đưa vào sử dụng tháng 8/2015 gói thầu số 2 gồm lập thiết kế bản vẽ thi công, cung cấp hàng hóa và thi công xây lắp tuyến kè đê biển số 6 đoạn từ K33+020 đến K35+760 và đê biển số 5 đoạn từ K22+300 đến K23+300 huyện Tiền Hải, thuộc Dự án “Xây dựng thí điểm kè và nâng bãi trồng cây chắn sóng đê biển số 6 đoạn từ K33+020 đến K35+760 xã Đông Minh và đê biển số 5 đoạn từ K22+300 đến K23+300 xã Nam Thịnh, huyện Tiền Hải”.

Đồng thời, tỉnh thi công xây dựng tuyến chân kè bảo vệ mái phía biển (theo hình thức đấu thầu rộng rãi) thuộc Dự án “Nắn tuyến đê biển số 8 từ K26+700 đến K31+700 kết hợp giao thông huyện Thái Thụy”...

Ngày 14/4/2016, UBND Thành phố Hồ Chí Minh đã có văn bản số 1704 đồng ý ứng dụng công nghệ bê tông cốt phi kim vào công tác bảo vệ chống sạt lở bờ sông, kênh, rạch trên địa bàn. Trước đó (tháng 8/2015), BUSADCO đã bàn giao đưa vào sử dụng công trình thí điểm kè bao tại Rạch Nước Lên với cao trình +2.20m, chiều dài 15m; cao trình đáy sông -4.00m; dự án Bệnh viện Hồng Đức cơ sở II - quận 12, hạng mục kè bờ sông Sài Gòn, cao trình +1.86m, chiều dài xây dựng L=60m, hoàn thành vào tháng 12/2015.

Dự án đầu tư xây dựng tuyến đê biển Nam Đình Vũ đã được UBND thành phố Hải Phòng cho chủ trương điều chỉnh dự án, sử dụng công nghệ cấu kiện lắp ghép bảo vệ bờ sông, hồ và đê biển của BUSADCO. Hạng mục Kè với cao trình + 4.45÷6.75m, tổng chiều dài tuyến 12km, đang triển khai công tác xây dựng Nhà máy sản xuất cấu kiện kè bê tông phi kim đúc sẵn cho dự án này.

Dự án thí điểm ứng dụng công nghệ cấu kiện lắp ghép bảo vệ bờ sông, hồ và đê biển để bảo vệ bờ sông, biển tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, được UBND tỉnh phê duyệt tại Quyết định số 2916 ngày 16/10/2017.

Hạng mục Kè phá sóng xa bờ, gây bồi tạo bãi với cao trình + 1.50m, tổng chiều dài tuyến 200m, hiện BUSADCO đang triển khai công tác sản xuất cấu kiện kè bê tông phi kim đúc sẵn cho dự án.