SBTECH: 15 năm đưa tri thức vào những công trình

Nền móng từ những người thầy và phòng thí nghiệm

Tháng 6/2011, tại cầu Thừa Lưu trên Quốc lộ 1A, một dầm biên bị nứt nghiêm trọng sau khi nhiều tao cáp dự ứng lực bị đứt do han gỉ. Trước nguy cơ phải thay thế cấu kiện, một nhóm giảng viên chuyên ngành cơ học và sức bền vật liệu đề xuất khôi phục tính liền khối của dầm bằng vật liệu chuyên dụng, sau đó gia cường bằng composite cốt sợi carbon. Giải pháp được tính toán, thử nghiệm và kiểm chứng bằng thử tải trước khi công trình trở lại khai thác.

Công trình không chỉ giúp giữ lại một dầm cầu mà còn đánh dấu thời điểm kết quả nghiên cứu bước ra khỏi phòng thí nghiệm, được kiểm nghiệm bằng một bài toán thực tế có yêu cầu cao về kỹ thuật và an toàn.

Từ quá trình xử lý những cây cầu yếu trên Quốc lộ 70, nhóm giảng viên nhận thấy nhu cầu lớn trong lĩnh vực sửa chữa, gia cường công trình, trong khi thị trường còn thiếu giải pháp khoa học, vật liệu chuyên dụng và đơn vị có khả năng thực hiện đồng bộ. Tháng 9/2011, Công ty Cổ phần SBTECH chính thức được thành lập.

Trước khi trở thành doanh nghiệp, nhóm nghiên cứu tại Bộ môn Sức bền vật liệu, Trường Đại học Giao thông Vận tải đã dành nhiều năm nghiên cứu độ bám dính giữa composite và bê tông; khả năng làm việc của dầm, bản bê tông cốt thép sau gia cường; cũng như khả năng thích nghi của keo epoxy trong điều kiện khí hậu nóng ẩm tại Việt Nam. Những kết quả ấy được truyền dạy, dìu dắt bởi nhiều thế hệ người thầy. Trong đó, NGND. GS. TS. Vũ Đình Lai góp phần đặt nền móng cho tư duy thực nghiệm; NGƯT. PGS. TS. Nguyễn Xuân Lựu và GS. TS. Phạm Ngọc Khánh đóng góp nhiều tri thức và phương pháp nghiên cứu quan trọng.

Ông Vũ Văn Thành là người khởi xướng quá trình nghiên cứu và thành lập SBTECH, giữ cương vị Chủ tịch Hội đồng quản trị đến năm 2018, sau đó đảm nhiệm chức vụ Giám đốc. Đến nay, ông tiếp tục tham gia định hướng chiến lược của SBTECH-SUMEN Group.

Đội ngũ khoa học - công nghệ chủ chốt còn có TS. Tô Giang Lam, Chủ tịch Hội đồng quản trị SBTECH hiện nay; TS. Trịnh Minh Hải, ThS. Vũ Ngọc Trinh và TS. Nguyễn Tiến Dũng. Trong đó, TS. Nguyễn Tiến Dũng giữ vai trò chủ chốt trong quá trình phát triển công nghệ Sumen Pile Jacket.

“Bắt đúng bệnh” trước khi sửa chữa
công trình

Sửa chữa công trình đang khai thác đòi hỏi phải xác định đúng lịch sử chịu tải, môi trường làm việc, mức độ suy giảm vật liệu và cơ chế hình thành hư hỏng. Nếu chỉ xử lý biểu hiện bên ngoài mà không làm rõ nguyên nhân, tình trạng xuống cấp có thể tiếp tục tái diễn.

Bởi vậy, trước khi đề xuất giải pháp, SBTECH tiến hành khảo sát, thí nghiệm, kiểm định và tính toán khoa học. Mỗi phương án phải làm rõ nguyên nhân hư hỏng, khả năng chịu lực còn lại, mức độ cần khôi phục hoặc gia cường và hiệu quả trong điều kiện khai thác thực tế.

Trong 15 năm, SBTECH và các cộng sự đã tham gia sửa chữa, gia cường gần 200 cây cầu trên nhiều tuyến quốc lộ, tỉnh lộ. Không ít công trình từng được đưa vào kế hoạch phá bỏ, xây mới nhưng sau khi đánh giá đầy đủ vẫn còn khả năng phục hồi.

Cầu Ngòi Lực trên Quốc lộ 70 là một trường hợp điển hình. Công trình từng phải sử dụng giàn Bailey để bảo đảm giao thông trong hai năm, với chi phí khoảng 9 tỷ đồng. Trong khi đó, phương án sửa chữa, gia cường để khai thác lâu dài có tổng kinh phí khoảng 2,7 tỷ đồng, bao gồm cả tháo dỡ giàn Bailey.

Tại Vĩnh Long, cầu Lộ - công trình có tuổi đời khoảng một thế kỷ - cũng được sửa chữa, gia cường và kiểm chứng bằng thử tải với bốn xe tải, mỗi xe khoảng 30 tấn. Theo đánh giá của doanh nghiệp, tại nhiều dự án tiêu biểu, kinh phí sửa chữa chỉ bằng khoảng 15% phương án phá bỏ, xây mới.

Cách tiếp cận dựa trên cơ chế hư hỏng còn được áp dụng tại tháp điều áp Nhà máy Thủy điện Đăk Drinh, tỉnh Quảng Ngãi. Sau khảo sát, nhóm kỹ thuật xác định ứng suất vòng trong vỏ bê tông do cột nước tạo ra đã vượt khả năng chịu kéo của vật liệu, gây ra các vết nứt dọc trên thân tháp. Phương án gia cường được thiết kế theo nguyên nhân hư hỏng thay vì chỉ xử lý bề mặt.

Nếu những cây cầu yếu là nơi SBTECH bắt đầu, thì đường ống áp lực của Nhà máy Thủy điện Xekaman 3 tại tỉnh Attapeu, Lào là một trong những phép thử lớn nhất đối với năng lực kỹ thuật của doanh nghiệp.

Nhà máy có công suất 250MW, sở hữu hệ thống đường ống áp lực bằng thép dài gần 1.000m, chịu áp lực tương đương cột nước khoảng 500m. Sau hơn một năm vận hành, một đoạn ống trong vùng khối trượt bị kéo giãn, nứt mối hàn và rò rỉ nước áp lực cao, buộc nhà máy phải dừng hoạt động.

SBTECH được giao sửa chữa khẩn cấp, góp phần khôi phục phát điện sau khoảng 60 ngày. Sau đó, doanh nghiệp vượt qua đấu thầu quốc tế với các liên danh nước ngoài để thực hiện gói gia cường gần 1.000m đường ống áp lực, trị giá khoảng 13 triệu USD. Xekaman 3 cho thấy năng lực của doanh nghiệp kỹ thuật Việt Nam trong những bài toán kết cấu phức tạp và môi trường cạnh tranh quốc tế.

Từ ứng dụng vật liệu mới đến làm chủ công nghệ

Trong giai đoạn đầu, SBTECH tập trung nghiên cứu, ứng dụng các hệ vật liệu FRP tiên tiến của nước ngoài. Qua hàng trăm công trình, doanh nghiệp tích lũy dữ liệu thí nghiệm, kinh nghiệm thiết kế, kỹ năng thi công và hiểu biết về khả năng làm việc của vật liệu trong điều kiện khí hậu Việt Nam.

Thực tiễn đặt ra yêu cầu phải tiến tới làm chủ công nghệ để chủ động hơn về giải pháp, tiến độ và chi phí. Từ năm 2024, SBTECH-SUMEN Group đẩy mạnh nghiên cứu, sản xuất trong nước hàng chục sản phẩm vật liệu mới, tiên tiến gốc xi măng, polymer, tấm và vỏ FRP tiền chế.

Nổi bật trong số đó là Sumen Pile Jacket - công nghệ sửa chữa, gia cường và bảo vệ cọc ngay trong điều kiện ngập nước. Giải pháp sử dụng vỏ composite FRP tiền chế kết hợp vữa tự điền để bao bọc phần cọc bị hư hỏng. Lớp vật liệu mới liên kết với kết cấu cũ, tạo thành mặt cắt làm việc thống nhất, vừa khôi phục và nâng cao khả năng chịu lực, vừa bảo vệ cấu kiện trước tác động xâm thực của nước.

Sau khoảng một năm, công nghệ đã được ứng dụng tại gần 10 dự án. Tiêu biểu là công trình sửa chữa cầu cảng An Thới của Cảnh sát biển Việt Nam, có kinh phí khoảng 35 tỷ đồng, tương đương gần 15% phương án xây mới. Công trình được thi công trong bảy tháng mà không phải dừng hoàn toàn hoạt động khai thác.

Việc chủ động nghiên cứu, sản xuất giúp doanh nghiệp linh hoạt điều chỉnh sản phẩm theo đặc điểm từng công trình, đồng thời giảm phụ thuộc vào vật liệu nhập khẩu có giá thành cao và thời gian cung ứng dài.

Nhìn lại chặng đường 15 năm, hành trình của SBTECH là quá trình tích lũy từ tri thức của những người thầy đến dữ liệu trong phòng thí nghiệm; từ một nhóm giảng viên đến đội ngũ nhà khoa học, kỹ sư; từ ứng dụng vật liệu mới đến nghiên cứu, sản xuất và làm chủ công nghệ chuyên dụng.

Với SBTECH-SUMEN Group, chặng đường phía trước không chỉ được đo bằng số lượng công trình được sửa chữa mà còn bằng số vật liệu, công nghệ do đội ngũ kỹ sư Việt Nam có thể nghiên cứu, sản xuất và làm chủ. Đó là cách doanh nghiệp tiếp tục đưa tri thức vào thực tiễn, kéo dài tuổi thọ công trình, sử dụng hiệu quả nguồn lực xã hội và góp phần nâng cao năng lực khoa học, công nghệ của ngành xây dựng Việt Nam.