Khai thác cát biển làm đường cao tốc: Việt Nam e ngại, thế giới đã sử dụng (Bài 2)

Cát biển đáp ứng yêu cầu vật liệu đắp nền đường

Như Dân Việt đã thông tin, "Khai thác cát biển làm đường cao tốc: Tại sao không?", thực tế, việc thiếu vật liệu "đe dọa" tiến độ dự án cao tốc Bắc – Nam khiến cho mục tiêu "Đến năm 2030, phấn đấu cả nước có khoảng 5.000km đường bộ cao tốc" sẽ khó hoàn thành.

Đến nay, Bộ Giao thông vận tải (GTVT) đã mở rộng sử dụng cát biển đắp nền đường dự án cao tốc Bắc - Nam đoạn Hậu Giang - Cà Mau.

Bộ GTVT cho biết, khu vực Đồng bằng sông Cửu Long đang triển khai thi công các dự án cao tốc Cần Thơ - Hậu Giang, Hậu Giang - Cà Mau thuộc Dự án cao tốc Bắc - Nam phía Đông giai đoạn 2021 - 2025, Dự án Châu Đốc - Cần Thơ - Sóc Trăng và Dự án An Hữu - Cao Lãnh và một số dự án trọng điểm khác với tổng nhu cầu nguồn vật liệu cát đắp khoảng 50 triệu m3.

Trước tình hình thiếu cát sông đắp nền đường, Chính phủ, Thủ tướng Chính phủ đã chỉ đạo Bộ GTVT phối hợp các Bộ ngành liên quan nghiên cứu các giải pháp vật liệu thay thế, trong đó có việc nghiên cứu sử dụng cát biển làm vật liệu đắp nền đường tại các khu vực phù hợp.

Trong thông báo kết quả đánh giá của Hội đồng cấp Bộ về việc sử dụng cát biển làm nền đường giao thông gửi tới các địa phương, Bộ GTVT nêu rõ: Cát biển sử dụng cho đoạn thí điểm có chỉ tiêu cơ lý đáp ứng yêu cầu vật liệu đắp nền đường theo TCVN 9436:2012 "Nền đường - thi công và nghiệm thu".

Bộ GTVT cho biết, báo cáo tổng kết công tác thi công, kiểm định đánh giá chất lượng thi công, quan trắc môi trường cho thấy đủ cơ sở để có thể sử dụng cát biển đắp nền đường ô tô trong các điều kiện tương tự như khu vực thử nghiệm của Dự án thí điểm.

Tuy nhiên, dự án thí điểm mới chỉ thực hiện với quy mô nhỏ, cấp thiết kế thấp hơn đường cao tốc, chất lượng cát biển mới chỉ được nghiên cứu cho một khu vực (mỏ cát biển tỉnh Trà Vinh), các quy chuẩn kỹ thuật, tiêu chuẩn về độ mặn đối với cây trồng vật nuôi chưa đầy đủ.

Lý giải về việc sử dụng cát biển, lãnh đạo Bộ GTVT cho biết, hiện nay, chưa có dự án giao thông nào tại Việt Nam được sử dụng cát biển để làm vật liệu thi công. Do đó, kết quả thí điểm cát biển được kỳ vọng sẽ giúp cho các dự án cao tốc Bắc – Nam giải được bài toán thiếu vật liệu.

Lãnh đạo Bộ GTVT thông tin, đối với Việt Nam việc dùng cát biển là chưa có tiền lệ, nhưng ở trên thế giới đã có nhiều nước sử dụng cát biển làm vật liệu cho dự án giao thông. Thực tế, đã có Hồng Kong, Singapore, Nhật Bản và các nước Trung Đông áp dụng vật liệu này.

Chia sẻ với PV Dân Việt về kinh nghiệm của các nước sử dụng cát biển làm đường giao thông, sân bay, xây dựng nhà ở, PGS. TS. Nguyễn Thanh Sang (Trường ĐH GTVT Hà Nội) cho biết: "Nhiều nước đã có các quy định và hướng dẫn sử dụng cát biển làm cốt liệu nhỏ cho bê tông, vật liệu xây dựng".

Các tiêu chuẩn như: Tiêu chuẩn cốt liệu cho bê tông ở Anh Quốc (EN 12620); tiêu chuẩn Kiến trúc Nhật Bản quy định bê tông (UASS 5); Hướng dẫn kỹ thuật ứng dụng cát biển cho bê tông (UGJ 206-2010) của Trung Quốc cát biển phải khử muối thông qua việc rửa cát sẽ tiêu thụ rất nhiều nước và tốn kém, làm chậm tiến độ của dự án.

Theo PGS. TS. Nguyễn Thanh Sang, sử dụng cát biển trực tiếp có ưu điểm lớn là giảm được giá thành và tiến độ của dự án.

Tại hướng dẫn theo Tiêu chuẩn AASHTO M145 về đất và hỗn hợp đất cốt liệu cho xây dựng đường vật liệu cát bờ biển, cát sa mạc không có hàm lượng bụi sét hoặc một lượng nhỏ nhưng không dính được phân loại là nhóm đất đắp A3 có lượng lọt qua sàng 0,425 mm tối thiểu là 51%, lượng lọt qua sàng 0,075 mm tối đa là 10%, cũng là một nhóm đất đắp nền phố biến có thể ứng dụng được trong xây dựng đường.

Thế giới đã sử dụng cát biển làm vật liệu

Nói về nhu cầu cát, sỏi, PGS. TS. Nguyễn Thanh Sang cho biết, tổng lượng cát và sỏi khai thác hằng năm trên thế giới cho mục đích xây dựng vào khoảng 41 tỷ tấn.

Trong đó, tái chế và vật liệu thay thế cho mục đích xây dựng là một giải pháp hữu ích để tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên và thúc đẩy xử lý trong bãi chôn lấp của các sản phẩm nạo vét từ trầm tích biển.

"Ở Việt Nam, bây giờ mới thí điểm cát biển cho dự án giao thông trọng điểm cao tốc Bắc – Nam. Tuy nhiên, trên thế giới đã có nhiều nước sử dụng cát biển làm vật liệu xây dựng cho các dự án giao thông", PGS. TS. Nguyễn Thanh Sang thông tin.

PGS. TS. Nguyễn Thanh Sang lấy ra dẫn chứng cụ thể: Tại phía Bắc nước Pháp ở cảng Dunkerque (Dunkirk), người ta sử dụng trầm tích nạo vét biển để xây dựng đường năm 2008.

Ban đầu, một con đường thử nghiệm quy mô đầy đủ đã được xây dựng bằng trầm tích nạo vét trên biển tại bến cảng Dunkirk, phía Bắc nước Pháp.

Mục tiêu đầu tiên là đánh giá tính tương thích của vật liệu (cát biển) với thực tế sử dụng để xây dựng đường bằng vật liệu tiêu chuẩn. Mục tiêu thứ hai là đánh giá các tác động của thời gian đối với hoạt động cơ học và nồng độ của chất gây ô nhiễm trong nước rỉ rác, chẳng hạn như kim loại và clorua của vật liệu (cát biển) đã sử dụng.

PGS. TS. Nguyễn Thanh Sang cho hay, theo báo cáo nguồn cốt liệu từ cát biển ở Pháp chiếm 2%. Nghiên cứu này được phối trộn giữa trầm tích nạo vét biển cùng với 2 loại xỉ thép khác nhau với L, - hàm lượng với khoảng từ 6 - 7%, xỉ thép L với hàm lượng với từ 12 - 14%.

Tương tự, tại nước Anh, theo báo cáo của Hiệp hội Các nhà sản xuất cốt liệu từ biển BMAR, hàng năm, hơn 20 triệu tấn cốt là khai thác từ nạo vét ở biển từ một diện tích nhỏ hơn 1% bờ biển UK, cung cấp khoảng 20% lượng cát và sỏi ở Anh với khoảng 48% ở xứ Wales.

Các cốt liệu được khai thác sử dụng trong hoạt động xây dựng Cát biển được làm thành bê tông với lượng lớn tương ứng là 30% ở Nam nước Anh và 90%, Nam xứ Wales.

Tại nước Đức đã khai thác cát cồn mịn ở nhiều vùng trên lãnh thổ từ năm 1971 diện tích chứa cát cồn biển khá lớn. Họ đã nghiên cứu để đưa ra một loại bị tăng từ cát cồn min này là bê tông gia cát (bê tông có hàm lượng cát chiếm hơn 70%, còn lại là sỏi).

Các nghiên cứu ở Đức đã có thể làm bê tông từ cát tự đầm cường độ chịu nên đạt lớn hơn 50% MPa, được báo cáo ở Hội nghị quốc ở Nhật Bản từ năm 2001.

Cùng với đó, nước Nga có một số vùng giàu cát mịn chưa đạt cấp phối để làm bê tông tự nhiên người ta đã bắt đầu sử dụng cát mịn trong hệ thống tàu điện ngầm ở thành phố St.Petersburg.

"Có nhiều nghiên cứu dùng cát mịn bồi đắp hoặc cát mịn khai thác từ cảng biển làm vật liệu xây dựng. Cùng những nghiên cứu về cát mịn, người ta đã chế tạo được bê tông hạt mịn cường độ cao trong xây dựng mặt đường", PGS. TS. Nguyễn Thanh Sang nhấn mạnh.

Kết quả nghiên cứu cho thấy đạt được bê tông hạt mịn có cường độ chịu nên từ 88 - 94 MPa, cường độ chịu uốn đạt từ 12 – 15 MPa, khi sử dụng bê tông cát mịn này có thể làm giảm đáng kể cốt thép cho kết cấu mặt đường ở vùng phía Bắc nước Nga.

Cũng theo PGS. TS. Nguyễn Thanh Sang, hàng xóm của chúng ta là Trung Quốc, họ có vùng giàu cát ở các bờ biển. Họ dùng cát biển khử muối sử dụng rộng rãi làm cốt liệu nhỏ trong bê tông xi măng xây dựng cơ sở hạ tầng, như dự án cảng Majishan của Tập đoàn Bao Steel Thượng Hải. Dự án này cách vị trí lấy cát khoảng 5 - 50 m từ bờ biển.

Cùng đó, Nhật Bản cũng phải khai thác bồi đắp từ cát biển sớm từ năm 1973. Cát biển khử muối là một trong những nguồn cốt liệu chính của Nhật Bản, làm cốt liệu nhỏ cho bê tông.

Năm 2011, Nhật Bản có khoảng 70 triệu tấn cốt liệu mịn làm bê tông, chiếm khoảng 12,2%. Nhật Bản cũng đã thành công khi sử dụng cát biển từ nạo vét biển để chế tạo vật liệu nhẹ làm đất đắp sau tường chắn, đắp mái ta luy, đường hai đầu cầu để giảm tải cho hệ thống vật liệu đắp.

Tại Nhật Bản, công nghệ xử lý bùn thải từ trầm tích biển được tách thành nhiều loại vật liệu khác nhau. Các công nghệ làm thành vật liệu đắp đã ứng dụng rất nhiều ở Nhật Bản như sân bay Haneda, sân bay Tyubu.

Đất nước Ấn Độ cũng đang có nhu cầu rất lớn về xây dựng, nhà, đường ô tô, đường sắt cũng như để phát triển 100 thành phố thông minh. Do vậy, Ấn Độ cũng đã có kế hoạch khai thác thêm nhiều trầm tích biển (cát biển) để có một phần được làm cốt liệu trong xây dựng.

Được biết, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã thực hiện Dự án đánh giá tài nguyên khoáng sản tại khu vực tỉnh Sóc Trăng, trong đó đánh giá về cơ bản các chỉ tiêu cát biển vùng biển gần bờ của tỉnh Sóc Trăng đáp ứng các yêu cầu làm vật liệu đắp nền đường theo TCVN 9436:20122.

Đến nay, đã chuyển giao cho UBND tỉnh Sóc Trăng tài liệu, hồ sơ để tiến hành các thủ tục để khai thác, cung cấp vật liệu cho các dự án theo cơ chế đặc thù quy định tại các Nghị quyết số 43/2022/QH15, Nghị quyết số 106/2023/QH15 của Quốc hội.

Còn nữa...