Vì sao cầu Phong Châu bị sập?

Báo cáo nhanh của Sở GTVT Phú Thọ gửi Bộ GTVT ngày 9-9, cho biết từ khi cầu Phong Châu được xây dựng và đưa vào khai thác, sử dụng năm 1995 đến nay, cây cầu này đã qua 3 lần sửa chữa vào các năm 2013, 2019 và 2023.

Video: Vì sao cầu Phong Châu bị sập?

Trong đó, lần sửa chữa năm 2019 liên quan trực tiếp đến kết cấu trụ T7 - là trụ cầu bị đổ sập dẫn tới sập nhịp cầu bắc ngang sông.

Cầu Phong Châu vượt sông Hồng, nối hai huyện Tam Nông và Lâm Thao, Phú Thọ trước và sau vụ sập hai nhịp kết cấu thép liên tục, sáng nay, 9-9.

Từ tài liệu kết cấu 1995 đến lần sửa chữa 2019

Về lý do sửa chữa, tài liệu cho biết trụ T7 nằm chính giữa dòng chảy, mức độ xói sâu, hệ cọc thép dưới bệ trụ trong lòng đất chỉ còn 5,8m, giảm khả năng chịu lực, ảnh hưởng an toàn kết cấu, ổn định công trình và an toàn giao thông.

Một chuyên gia tại Đại học Giao thông Vận tải Hà Nội, chuyên về kết cấu cầu giao thông, từng tham gia kiểm định, đánh giá nguyên nhân một số vụ sập cầu ở Việt Nam, có trong tay bản vẽ kỹ thuật cầu Phong Châu mô tả:

Cầu Phong Châu có tổng cộng 9 trụ, bao gồm cả hai mố đầu cầu. Tính từ đầu Phong Châu đi sang, mố đầu tiên cùng các trụ T2, T3 được xây dựng bằng hệ thống cọc bê tông cốt thép kích cỡ 35x35cm. Mỗi mố cầu, trụ cầu tựa trên nhiều cọc bê tông cốt thép đóng sâu xuống lòng đất.

Đến trụ T4 vẫn bằng cọc bê tông cốt thép, nhưng bao gồm cả loại kích cỡ 35x35cm và loại tròn đường kính 55cm. Trụ T5 tiếp theo là sự kết hợp của cọc bê tông tròn kích cỡ 55cm và cọc thép chữ H loại 450.

Sang trụ T6, T7 thì kết cấu trụ cầu hoàn toàn bằng các cọc thép H 450 đóng thẳng xuống nền đất cứng dưới đáy sông. Tuy nhiên, về độ sâu, toàn bộ 37 cọc thép trụ T6 được đóng tới cao trình -22,2 m, còn 28 cọc thép trụ T7 tiếp theo chỉ cần đóng xuống cao trình -7m.

Đầu của các cọc bê tông cốt thép, cọc thép được ngàm vào trong bệ cọc bê tông cốt thép dày 2.5m. Từ đó mới tiếp tục xây trụ bê tông cốt thép lên trên, hình thành các trụ cầu hoàn chỉnh để đỡ dầm cầu trên cùng.

Thời điểm 1995, đáy sông Hồng nơi xây dựng cầu Phong Châu khá cao. Tính theo bản vẽ thì trụ T7 nằm sâu dưới nền đất đáy sông khoảng 16m, bao gồm cả các cọc thép, đài cọc và trụ bê tông cốt thép phía trên.

Vào năm 2019, khi sửa chữa trụ T7 thì đáy sông Hồng đã bị xói mòn, giảm đi khoảng 10m chiều dày, các cọc thép chỉ còn "ngậm" trong nền đất được 5,8m.

“Điều này đặt ra rủi ro về sức chịu tải trọng ngang của hệ cọc trụ T7 khi chiều sâu ngàm trong đất của hệ cọc bé và chiều dài tự do phần cọc trên mặt đất lớn. Lúc này hệ cọc có thể vẫn đảm bảo sức chịu tải trọng đứng nhưng rất nguy hiểm khi chịu tải trọng ngang lớn do áp lực của dòng nước” – vị chuyên gia không muốn nêu tên cho biết.

Tiếp tục mạch báo cáo của Sở GTVT Phú Thọ, giải pháp sửa chữa 2019 đã được tiến hành bằng cách tăng cường 8 cọc khoan nhồi bê tông cốt thép C30, đường kính D1200mm, chiều dài cọc 16m, mũi ngoàm trong tầng đá gốc. Kết hợp mở rộng bệ trụ bằng bê tông cốt thép C30.

Ngoài ra, gia cường khả năng chống va xô của các phương tiện đường thủy khi di chuyển qua khu vực trụ bằng biện pháp nối cứng hai thân trụ T7, kết cấu bằng bê tông cốt thép C30, chiều cao 1,2m tính từ mặt trên phần trụ thân đặt trụ T7.

Một bản vẽ kết cấu tổng quát cầu Phong Châu khi được xây dựng năm 1995.

Tài liệu 2019 cũng cho biết trụ T6 không nằm ở dòng chính nên mức độ xói nhẹ hơn, nên chỉ cần xử lý bằng rọ thép, bên trong nhồi đá hộc theo chiều sâu. Bên dưới bù đá hộc, xếp xung quanh móng. T6 là trụ vẫn đứng vững sau sự cố sập nhịp cầu Phong Châu.

Trước khi sửa chữa, cầu Phong Châu phải giảm tải trọng và tháng 8-2019, Tổng cục Đường bộ cấm tất cả phương tiện tải trọng từ 18 tấn trở lên qua cây cầu này.

Sau khi sửa chữa, cây cầu được kiểm định lại, đủ khai thác theo tải trọng thiết kế ban đầu, các biển cấm được gỡ bỏ.

Đâu là nguyên nhân vụ sụp cầu?

Ở lần sửa chữa hai trụ hạng mục T7, T6 năm 2019 của cây cầu chỉ có tổng mức đầu tư 12 tỷ đồng.

Theo vị chuyên gia về kết cấu cầu giao thông, giải pháp tăng cường 8 cọc khoan nhồi bê tông cốt thép C30, đường kính D1200mm khi sửa chữa là hợp lý. Công nghệ cọc khoan nhồi là hiện đại hơn nhưng du nhập vào Việt Nam sau thời điểm xây cầu Phong Châu năm 1995.

Thiết kế hệ cọc khoan nhồi trong sự liên kết với hệ cọc thép trong lần sửa chữa năm 2019.

Về hai nhịp cầu rơi xuống sông Hồng, vị chuyên gia nhận xét thời điểm đó, trên cầu không có quá nhiều phương tiện giao thông nên không có yếu tố bất thường về tải trọng thẳng đứng. Trụ T7 bị đổ có thể do tải trọng ngang từ áp lực dòng nước và mức độ xói lớn tại vị trí trụ T7.

Chia sẻ với PLO, một đầu mối thông tin từ Bộ GTVT cho biết khai thác cát lậu trên sông Hồng, đoạn cầu Phong Châu đi qua còn được gọi là sông Thao, là vấn nạn lâu nay. Kết hợp các yếu tố tự nhiên phía thượng lưu đã khiến cho đáy sông dưới cầu Phong Châu, trong đó có trụ T7 có thể bị xói mòn sâu.

Hiện cơ quan chức năng tích cực tìm kiếm, cứu hộ những người mất tích trong vụ sập cầu và sẽ có đánh giá nguyên nhân của hội đồng chuyên môn về sự cố này.

NGHĨA NHÂN - VIẾT LONG