Nguyên nhân nào dẫn đến sự cố gối dầm metro số 1 ở TP.HCM?

Trong giải trình gần nhất về nguyên nhân sự cố metro số 1 (Bến Thành - Suối Tiên), nhà thầu Liên danh SCC (Sumitomo - Cienco 6) cho rằng việc chênh lệch nhiệt giữa ngày và đêm đến 8 độ C khiến dầm giãn nở và co vào. Dầm co giãn và bị dịch chuyển 3 mm trong một ngày là nguyên nhân làm gối dầm cầu cao su mất ổn định rồi rơi khỏi đá kê.

Đến nay, chuyên gia điều tra cho biết nguyên nhân sự cố vẫn đang dừng ở đánh giá bên ngoài. Mà thực chất, các bất thường bên trong gây trượt gối cao su mới là yếu tố quyết định.

Từ kết quả kiểm tra ban đầu, Ban Quản lý dự án đường sắt đô thị TP.HCM (MAUR, chủ đầu tư) nhận định các vi phạm về vật liệu thép và trọng lượng gối so với hợp đồng được phát hiện gần đây đã làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến tính an toàn của dự án. Trong khi đó, một số chuyên gia cho rằng sự cố ở tuyến metro số 1 không chỉ bị ảnh hưởng bởi 2 nguyên nhân trên.

Vật liệu nhà thầu sử dụng bị chênh về gốc vật liệu, vi phạm hợp đồng. Nhưng dưới góc độ kỹ thuật, điều này không ảnh hưởng đến chất lượng công trình vì chênh lệch rất thấp. 

Trao đổi với Zing, một thành viên thuộc tổ chuyên gia điều tra sự cố ở tuyến metro số 1 nhận định việc nhà thầu sử dụng thép có tiêu chuẩn JIS-G3101 (tiêu chuẩn Nhật) thay cho thép ASTM-A588 (tiêu chuẩn Mỹ) khiến giới hạn độ chảy bị chênh lệch, nhưng không đáng kể.

Cụ thể, tiêu chuẩn Mỹ kể trên có giới hạn độ chảy thấp nhất là 345 Mpa (viết tắt của Megapascal, đơn vị đo áp suất), còn tiêu chuẩn Nhật là 245 Mpa.

Như vậy, cường độ chảy của thép được hiểu là thông số tượng trưng cường độ của thép để phân loại các loại thép trên thị trường, ví dụ thép A1, A2 hay B1, B2… Trong trường hợp cường độ chảy càng cao, độ bền thép càng dai và càng cứng.

Các chuyên gia đặt nhiều hoài nghi chất lượng gối cao su kém làm khả năng biến dạng trượt gối kém. Ảnh: Anh Thư.

Chuyên gia cho biết để đánh giá vấn đề, kỹ sư sẽ căn cứ vào cường độ chảy dẻo của thép chứ không chỉ là tiêu chuẩn thép.

“Ở đây, vật liệu nhà thầu sử dụng đã bị chênh về gốc vật liệu, tức là đã vi phạm hợp đồng. Nhưng dưới góc độ kỹ thuật, tôi cho rằng điều này không làm ảnh hưởng đến chất lượng công trình vì chênh lệch rất thấp", thành viên tổ điều tra nói.

Vị này lý giải cường độ chảy dẻo chỉ bị ảnh hưởng và có giá trị tác động khi chúng làm việc “tới hạn”. Tức là khi gối bị phá hoại, một tải trọng rất lớn ép lên thép thì thép sẽ đạt đến tải "tới hạn" (giới hạn tải).

"Chỉ khi tải đủ lớn mới thể hiện được cường độ thép khác nhau rạch ròi và rõ ràng, còn khi lực tác động của dầm xuống gối còn nhỏ thì cường độ chảy của thép cao hay thấp gần như không ảnh hưởng, thậm chí không ảnh hưởng", chuyên gia phân tích thêm.

Từ những thí nghiệm, chuyên gia tổ điều tra nhận định có 3 khả năng lớn nhất khiến gối dầm cao su bị trượt khỏi đá kê.

Khả năng thứ nhất, đó là việc thi công tiếp giáp giữa mặt gối cao su và mặt dầm không đảm bảo. Khả năng thứ 2, gối cao su bị lão hóa không có khả năng biến dạng. Và khả năng cuối cùng là lực nén của dầm truyền xuống gối nhỏ không tạo được ma sát.

Gối cao su có chất lượng không tốt sẽ bị lão hóa sau thời gian dài, không còn dẻo dai. Khi dầm co giãn sẽ đẩy gối, thay vì gối biến dạng thì gối không biến dạng được, làm gối bị trượt. 

Làm rõ từng vấn đề, chuyên gia cho biết khả năng đầu tiên là trường hợp gối vẫn đảm bảo đúng kỹ thuật và không xảy ra vấn đề thì sự cố trượt có thể do tiếp xúc giữa mặt gối - mặt dầm với mặt gối - mặt đá kê gối không đảm bảo.

Vị chuyên gia lấy dẫn chứng chiếc bàn 4 chân, nếu kê không đều sẽ khiến một trong 4 chân này bị khập khiễng. Tương tự với dầm, dầm được hiểu là bị vênh khi các mặt tiếp giáp thi công không tốt.

Ở khả năng thứ 2, đó là vấn đề chất lượng gối cao su. Thành viên tổ điều tra cho biết vấn đề này được các chuyên gia quan tâm nhiều nhất.

Ông giải thích nếu cao su có chất lượng tốt sẽ không bị lão hóa. Trong trường hợp gối làm việc tốt thì gối sẽ biến dạng theo sự dịch chuyển của dầm. Ngược lại, nếu gối không biến dạng thì khi dầm bị trượt đẩy, gối cũng sẽ bị trượt theo và dần dần rớt xuống. Khả năng biến dạng trượt của gối cao su xuất phát từ việc nhiệt độ tăng lên đến đâu, dầm sẽ bị đẩy ra đến đó.

Vị trí gối cao su dịch chuyển trong lần phát hiện gần nhất vào đầu tháng 1/2021. Ảnh: Anh Thư.

Ngược lại, gối cao su có chất lượng không tốt sẽ bị lão hóa sau thời gian dài, bị cứng, không còn dẻo dai. Khi dầm co giãn sẽ đẩy gối, thay vì gối biến dạng thì gối không biến dạng được, làm gối bị trượt đi.

Khả năng thứ 3, lực nén của dầm truyền xuống gối được hiểu là một lực đủ mạnh. Nếu lực nén này nhỏ sẽ không tạo được ma sát giữa dầm và gối, làm dầm trượt trên gối và không thể biến dạng.

Nhưng xét theo lý thuyết, thành viên tổ chuyên gia nhận định trong điều kiện gối cao su tốt thì gối không bị rơi ra ngoài.

"Vì cao su được thiết kế mềm dẻo để chống lại phần nhiệt độ chênh lệch làm dầm co giãn. Cho nên, kể cả khi tải trọng nhẹ hơn hay vật liệu thép không đúng tiêu chuẩn vẫn không thể là vấn đề. Một mức nào đó thì người ta vẫn giới hạn cường độ thép; tuy nhiên, với cường độ chảy thép như trên vẫn đáp ứng", chuyên gia nói.

Ba tháng kể từ khi vụ trượt gối cao su trên công trình metro số 1 được phát hiện, tiến độ thi công các hạng mục còn lại của dự án vẫn đang diễn ra. Trong khi chờ kết quả điều tra và hướng khắc phục sự cố, Liên danh tư vấn giám sát NJPT đã đề xuất 3 biện pháp tạm thời xử lý vị trí hư hỏng.

Một là chèn đầy đủ hệ thống chống đỡ để tránh gối rơi xuống và va đập vào kết cấu xà mũ. Hai là tạo rào chắn trên mặt đất khoảng 5 m xung quanh trụ để không ai đến gần. Biện pháp thứ 3 là lắp đặt camera để theo dõi quá trình chuyển vị gối.