Cần giải pháp tu bổ phù hợp

Hệ thống tường, cổng Tử Cấm Thành - Đại nội Huế là tổ hợp công trình kiến trúc quan trọng, bao gồm các cổng và tường bao, ngăn chia không gian bên trong và bên ngoài Tử Cấm Thành - nơi ở và sinh hoạt của nhà vua.

Kỹ sư Lê Văn Vĩnh Hoàng cho biết: Để có giải pháp tu bổ phù hợp, đảm bảo các nguyên tắc tu bổ chân xác, nguyên gốc, vững chắc, bền lâu, nhóm nghiên cứu đã tiến hành lấy mẫu thí nghiệm vật liệu tường và cổng, gồm: gạch đặc đất sét nung, vữa để phân tích chỉ tiêu cơ lý và thành phần khoáng hóa.

Nhóm nghiên cứu xác định: Công tác lấy mẫu là công việc quan trọng trong khâu khảo sát chất lượng và vật liệu công trình. Do đó, nhóm đặt ra yêu cầu lấy mẫu phải mang tính đại diện cho chủng loại vật liệu được kiểm tra để kết quả thí nghiệm phản ánh đúng thực trạng chất lượng vật liệu đó sau thời gian tồn tại ở công trình. Hay nói cách khác là để xác định tính năng vật liệu xây tường, món như vữa, gạch và đánh giá độ an toàn của vật liệu cũng như nhận diện hư hỏng, mức độ suy thoái.

Các thí nghiệm về tính chất cơ lý của vật liệu xây dựng được thực hiện tại phòng LAS XD 578 thuộc Phân viện Khoa học công nghệ xây dựng miền Trung và phòng VLAS 003 thuộc Viện Vật liệu xây dựng, dựa theo các tiêu chuẩn thí nghiệm hiện hành của Việt Nam, với các tiêu chuẩn thử nghiệm nhằm xác định cường độ nén, cường độ uốn, độ hút nước, khối lượng thể tích, khối lượng riêng, cường độ và hệ số mền hóa của đá, phân tích thành phần hóa học của đất sét và xác định thành phần khoáng của vữa.

Nắm bắt đặc trưng vật liệu

Kết quả thử nghiệm của nhóm nghiên cứu cho thấy: Gạch xây tường có nhiều kích thước khác nhau, màu sắc tương đối đồng đều, đạt mức trên 50 cường độ nén khô theo tiêu chuẩn Việt Nam về gạch đặc đát sét nung, độ hút nước cao hơn theo quy định tiêu chuẩn Việt Nam, mức độ hóa mềm của gạch trung bình.

Vữa xây tường và vữa trát tường có cường độ nén khô thấp, khi vữa bão hòa nước thì khả năng làm giảm cường độ khá nhanh, khả năng kết dính yếu. Vữa trát lấy tại vị trí còn nguyên trạng có hàm lượng vôi kết dính khá cao, cường độ đạt M40, tuy nhiên hệ số hóa mềm cũng thấp nên giảm khả năng dính kết giữa vữa và gạch.

Kết quả phân tích khoáng hóa của các mẫu vữa cho thấy, chúng đều là vữa vôi (vôi đất, vôi cát và một số tạp chất khác). Quá trình khảo sát cũng cho thấy, vữa móng kém an toàn, không thể thí nghiệm được cường độ vì mẫu bị rã khi gia công do độ kết dính giữa các thành phần cấu tạo rất kém.

Bên cạnh đó, độ hút nước của loại vữa này khá cao và có khả năng tan rã nếu bị ngậm nước lâu ngày. Nhận định này càng được làm sáng tỏ khi hàm lượng chất kết dính chủ yếu là vôi của vữa móng khá thấp.

Có thể do hệ thống móng Tử Cấm Thành hằng năm đến mùa mưa lũ thường bị ngập, nước hòa tan và cuốn trôi đi phần lớn hàm lượng một số chất của vữa trong đó có vôi. Do đó, khả năng liên kết của vữa móng với viên xây (đá ong) thấp, rất kém an toàn.

Nhóm nghiên cứu kết luận, hệ thống tường bị nghiêng lún nhiều, nhiều đoạn tường nghiêng vặn theo nhiều hướng, do nền móng yếu, xây trên nền móng đá ong, độn đấ, gạch vụn. Mặt khác, đá ong dễ hóa mềm trong môi trường nước vì hệ thống thoát nước bố trí dọc sát chân tường thành.

Đề xuất sử dụng vữa tam hợp

Giải pháp mà nhóm nghiên cứu đưa ra là giải pháp tổng thể, đồng bộ gồm: Thứ nhất, hạ giải những vị trí móng tường thành có kết cấu yếu, tường nghiêng, vặn nhiều; gia cố nền móng bằng cách đổ 50mm cát vàng đầm chặt sau khi đã đào lại móng theo thiết kế và gia cố nền đất móng. Đổ bê tông sạn ngang mác 100, dày 100mm lót móng trước khi tiến hành tu bổ móng và thân tường. Quá trình tu bổ, khảo sát cần hết sức thận trọng, chỉ hạ giải những đoạn tường có kết cấu yếu, nghiêng vặn quá nhiều.

Thứ hai, để đảm bảo tính nguyên gốc, chân xác của công trình cần phục hồi lại vữa cũ theo các kết quả thí nghiệm ở trên (vữa vôi đất). Tuy nhiên, do tính pháp lý của loại vữa này sẽ khó khả thi (chưa có định mức tu bổ vữa đất), nên nhóm nghiên cứu đề xuất vữa xây móng và xây tường là vữa tam hợp. Riêng phần móng phía dưới và mũ tường phía trên, cần tăng cường chất kết dính (vôi, xi măng) nhằm ngăn ngừa nước thấm vào khối xây từ móng và mũ tường giúp khối xây làm việc ổn định, bền vững.

Thứ ba, với các lớp vữa trát bên ngoài cần phục hồi lại vữa cũ theo nguyên gốc, bao gồm cả lớp trau màu, nhằm đảm bảo tính chân xác, nguyên gốc và mỹ quan cho công trình.

Thứ tư, với những đoạn tường không hạ giải cần khoan, bơm vữa neo gia cường kết cấu khối xây, nhằm đảm bảo khối xây làm việc ổn định, an toàn cho công trình.

Thứ năm, với các cổng cần được trám vá, tu bổ phục hồi lại màu sắc cho công trình theo thiết kế, cần lưu ý gia cường tại các vị trí khe nứt, nhằm đảm bảo mỹ quan và ổn định cho công trình.

Đây không phải lần đầu Viện Khoa học Công nghệ xây dựng miền Trung (IBSTC) thực hiện dự án trùng tu có tính chất như tường thành Tử Cấm Thành, Hoàng Thành - Kinh thành Huế. Vào những năm đầu của thế kỷ 21, IBSTC đã thực hiện thành công nhiều dự án, các giải pháp đã trải nghiệm sử dụng qua một thời gian, minh chứng cho các giải pháp trùng tu bảo tồn gia cường khối xây của IBSTC mang tính khoa học và ứng dụng cao trong trùng tu di tích. Các dự án sau khi hoàn thành được lập thành hồ sơ khoa học, hoàn thiện hơn và đưa vào các đề tài nghiên cứu cấp nhà nước để phục vụ cho các dự án tiếp theo, góp phần xây dựng nền Khoa học trùng tu di tích của Huế nói riêng và của Việt Nam nói chung.

Báo Xây dựng Online