Đánh giá giải pháp hạn chế lún sau mố đường dẫn cầu rạch chiếc 2 luận văn thạc sĩ chuyên ngành xây dựng đường ô tô và đường thành phố

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI LÊ TIẾN ĐẠT ĐÁNH GIÁ GIẢI PHÁP HẠN CHẾ LÚN SAU MỐ ĐƢỜNG DẪN CẦU RẠCH CHIẾC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT TP Hồ Chí Minh - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI LÊ TIẾN ĐẠT ĐÁNH GIÁ GIẢI PHÁP HẠN CHẾ LÚN SAU MỐ ĐƢỜNG DẪN CẦU RẠCH CHIẾC CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XD ĐƢỜNG Ô TÔ VÀ ĐƢỜNG THÀNH PHỐ MÃ SỐ: B1 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS BÙI XUÂN CẬY TP Hồ Chí Minh - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tên Lê Tiến Đạt, học viên cao học lớp Kỹ thuật Xây dựng Đường ô-tô Đường thành phố K23.2, khố 2015-2017 Tơi xin cam đoan luận văn nghiên cứu “ Đánh giá giải pháp hạn chế lún sau mố đường dẫn cầu Rạch Chiếc 2” cơng trình nghiên cứu tơi thực Các số liệu kết nghiên cứu thu từ số liệu thực tế không chép từ luận văn khác Tôi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu mình! TP Hồ Chí Minh, ngày tháng Tác giả Lê Tiến Đạt năm 2018 LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình thực luận văn thạc sĩ, tơi nhận giúp đỡ nhiệt tình quý báu nhiều tổ chức, tập thể cá nhân Đầu tiên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn GS.TS Bùi Xuân Cậy , tận tình hướng dẫn tơi suốt q trình học tập nghiên cứu hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn toàn thể thầy cô Bộ môn Đường bộ, Khoa Sau Đại học – Trường Đại học Giao thông vận tải tận tình hướng dẫn, truyền đạt kỹ năng, kiến thức suốt thời gian học tập, thực hoàn thành luận văn Tôi xin cảm ơn ủng hộ, động viên, giúp đỡ, góp ý nhiệt tình người thân, bạn bè đồng nghiệp thời gian học làm luận văn Luận văn thể góc nhìn tơi vấn đề nghiên cứu, tơi chân thành cảm ơn tiếp thu nghiêm túc ý kiến đóng góp nhà khoa học, bạn đồng nghiệp để hoàn thiện luận văn Một lần xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU CỤM TỪ VIẾT TẮT PHẦN MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu luận văn: Đối tƣợng nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu: Phƣơng pháp nghiên cứu: Kết cấu luận văn CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP HẠN CHẾ LÚN ĐƢỜNG ĐẦU CẦU 1.1 Mở đầu 1.2 Tổng quan giải pháp hạn chế lún đƣờng dẫn sau mố 1.2.1 Các kết nghiên cứu trước đường dẫn vào cầu 1.2.2 Các giải pháp kỹ thuật công nghệ xử lý đoạn đường chuyển tiếp đường cầu Hạ thấp chiều cao đất đắp sau mố cách tăng chiều dài cầu Xử lý đất yếu đắp phạm vị đoạn chuyển tiếp Các giải pháp gia tăng độ cố kết Các giải pháp cải tạo điều kiện ổn định trượt 17 1.3 Tiêu chuẩn tính tốn áp dụng: 25 1.3.1 Yêu cầu kỹ thuật đoạn chuyển tiếp đường cầu 26 Yêu cầu độ phẳng theo phương dọc tim đường 26 Các yêu cầu kỹ thuật: 32 Yêu cầu thiết kế độ 33 Yêu cầu kích thước cấu tạo độ: 33 Yêu cầu độ lún tiêu chuẩn tính tốn thiết kế 34 Các yêu cầu ổn định .35 Yêu cầu quan trắc lún .35 1.4 Kết luận chƣơng 36 CHƢƠNG GIỚI THIỆU CƠNG TRÌNH CẦU RẠCH CHIẾC VÀ ĐƢỜNG DẪN 38 2.1 Giới thiệu dự án 38 2.1.1 Giới thiệu chung: 38 2.1.2 Giải pháp thiết kế cầu 38 2.2 Giới thiệu mố đƣờng dẫn: 39 2.2.1 Quy định kiểm tra chất lượng cọc đóng cọc ép BTCT: 42 2.3 Địa chất khu vực 42 2.3.1 Đặc điểm địa tầng 42 2.4 Tóm tắt: 46 CHƢƠNG GIẢI PHÁP HẠN CHẾ LÚN ĐƢỜNG DẪN SAU MỐ CẦU RẠCH CHIẾC 48 3.1 Giải pháp thiết kế: 48 3.1.1 Kết cấu sàn giảm tải sau đuôi mố: 48 3.1.2 Biện pháp thi công sàn giảm tải 48 3.2 Hồ sơ tính tốn: 50 3.2.1 Tiêu chuẩn tính tốn áp dụng: 50 3.2.2 Yêu cầu độ ổn định chống trượt: 50 3.3 Lý thuyết phƣơng pháp tính tốn: 51 3.4 Phần mềm: 52 3.5 Các thơng số tính tốn: 53 3.6 Tải trọng giao thông 53 3.7 Phân tích xử lý đất yếu 54 3.8 Đánh giá giải pháp 55 3.8.1 Trường hợp không xử lý 55 3.8.2 Tính tốn sau xử lý 55 3.9 Kết luận chƣơng 3: 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57 Kết luận 57 Kiến nghị 58 * NHỮNG TỒN TẠI VÀ HƢỚNG ĐẾN TRONG NGHIÊN CỨU 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 PHỤ LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ HÌNH 1: SỰ THAY ĐỔI ĐỘT NGỘT ĐỘ CỨNG NỀN ĐƢỜNG TẠI VỊ TRÍ TIẾP GIÁP HÌNH 2: SƠ ĐỒ LÀM VIỆC CỦA KẾT CẤU BẢN Q ĐƠ HÌNH 3: GIỚI HẠN ĐỘ BẰNG PHẲNG THEO PHƢƠNG DỌC BRIAUD, J.L (1997) HÌNH 5: SƠ ĐỒ ĐÀO THAY THẾ ĐẤT YẾU MỘT PHẦN HÌNH 6: SỬ DỤNG GIẾNG CÁT ĐỂ GIA XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU 10 HÌNH 7: GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐƢỜNG BẰNG GIẾNG CÁT (SD) 11 HÌNH 8: SƠ ĐỒ BỐ TRÍ GIẾNG CÁT MẠNG LƢỚI HÌNH HOA MAI 11 HÌNH 9: SƠ ĐỒ BỐ TRÍ GIẾNG CÁT MẠNG LƢỚI Ô VUÔNG 12 HÌNH 10: GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐƢỜNG BẰNG BẤC THẤM (PVD) 14 HÌNH 11: QUY ĐỔI MẶT CẮT NGANG TƢƠNG ĐƢƠNG CỦA BẤC THẤM DỰA VÀO THÔNG SỐ A VÀ B 14 HÌNH 12: SƠ ĐỒ BỐ TRÍ BẤC THẤM MẠNG LƢỚI HÌNH HOA MAI 15 HÌNH 13: SƠ ĐỒ BỐ TRÍ BẤC THẤM MẠNG LƢỚI Ơ VNG 15 HÌNH 14: MƠ HÌNH XỬ LÝ NỀN BẰNG BƠM HÚT CHÂN KHƠNG 16 HÌNH 16: BỆ PHẢN ÁP ĐỂ GIA TĂNG ĐỘ ỔN ĐỊNH MÁI DỐC 18 HÌNH 17: CÁC ỨNG DỤNG CỦA CỌC CÁT ĐẦM CHẶT 19 HÌNH 18: BIỆN PHÁP CHỦ ĐẠO THI CƠNG CỌC CÁT ĐẦM CHẶT 20 HÌNH 19: PHƢƠNG PHÁP THI CÔNG CỌC CÁT ĐẦM CHẶT (SCP)-THEO ABOSHI VÀ SUEMATSU 1985 20 HÌNH 20: MƠ HÌNH XỬ LÝ NỀN BẰNG CỌC XI MĂNG ĐẤT 22 HÌNH 22: PHẠM VI ĐẮP ĐOẠN CHUYỂN TIẾP LẤY THEO TCVN 9436 : 2012 28 HÌNH 23: TỈ LỆ THAY ĐỔI ĐỘ LÚN THEO PHƢƠNG DỌC 29 HÌNH 24: CÁCH XÁC ĐỊNH ĐOẠN CHUYỂN TIẾP ĐẦU CẦU 29 HÌNH 26: PHỐI CẢNH DỰ ÁN XÂY DỰNG CẦU RẠCH CHIẾC 38 DANH MỤC BẢNG BIỂU BẢNG 1: QUY ĐỊNH ĐỘ BẰNG PHẲNG THEO PHƢƠNG DỌC TIM ĐƢỜNG CỦA ĐOẠN CHUYỂN TIẾP GIỮA ĐƢỜNG VÀ CẦU, CỐNG 27 BẢNG 2: HƢỚNG DẪN LỰA CHỌN CHIỀU DÀI BẢN QUÁ ĐỘ THEO JTG.33 BẢNG :BẢNG THÔNG SỐ THIẾT KẾ CẦU RẠCH CHIẾC II 39 BẢNG 4: TỔNG HỢP CÁC THỐNG SỐ CỦA CỌC 40 BẢNG : CHỈ TIÊU CƠ LÝ LỚP 44 BẢNG 6: CHỈ TIÊU CƠ LÝ LỚP 2A 44 BẢNG 7: CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA LỚP 45 BẢNG 8: CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA LỚP 45 BẢNG 9: CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA LỚP 4A 45 BẢNG 10: CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA LỚ 4B 46 BẢNG 11: CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA LỚP 46 BẢNG 12: CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA LỚP 46 CỤM TỪ VIẾT TẮT GTVT Giao thông vận tải 47 trình nén chặt tự nhiên nên có cường độ chịu lực kém, tính nén lún lớn, khả biến dạng lớn Các lớp đất lại khu vực khảo sát trải qua trình nén chặt tự nhiên nên có cường độ chịu lực tương đối cao, tính nén lún nhỏ, khả biến dạng nhỏ Các lớp lớp có khả chịu tải Kết khảo sát khẳng định khu vực tuyến khảo sát qua có địa tầng lớp đất phía tương đối mềm yếu không phù hợp cho việc đặt móng cơng trình Đặc biệt với lớp bề mặt (Lớp 1) đường thông thường cần đào bỏ trước đắp đường Đối với đường đầu cầu có chiều cao đắp lớn ( từ 1.2- 2/5m) tạo nên ứng xuất gây lún ảnh hưởng sâu xuống lớp 2, 2A, 3, 4A lớp đất có khả chịu trung bình đến tương đối cao nên gây độ lún chưa có giải pháp xử lý lớn Cơ quan TVTK kiến nghị: Sử dụng phương án sàn giảm tải sau mố với cọc đóng tiết diện 40x40cm, mũi cọc đặt vào tầng chịu lực (lớp số 7) để hạn chế lún lệch cơng trình đường đầu cầu Lưu ý: Tiến hành thi công cọc mố A0, A13 sau thi công xong đốt đầu sàn giảm tải để tránh tượng ma sát âm giảm áp lực ngang tác dụng lên mố 48 CHƢƠNG GIẢI PHÁP HẠN CHẾ LÚN ĐƢỜNG DẪN SAU MỐ CẦU RẠCH CHIẾC 3.1 Giải pháp thiết kế: Kết cấu 3.1.1 Kết cấu sàn giảm tải sau đuôi mố: Sàn giảm tải BTCT đổ chỗ tựa cọc BTCT đúc sẵn có tiết diện (30x30)cm; chiều dài xử lý lý sàn giảm tải theo chiều dọc cầu sau mố A0 L=48,454m Sau mố A13 L=38,673m Bề rộng sàn đủ đảm bảo cho bề rộng đất đắp đầu cầu; bề dày sàn giảm tải 40cm Ke hở khối đế 1cm Lớp bê tơng đệm dùng mác 10Mpa Cọc có chiều dài Lc=27m Toàn kết cấu sàn giảm tải đặt hệ móng cọc ép BTCT 30x30cm Hạng mục Sàn giảm tải Kích thước (cm) Cao độ mũi cọc dự kiến Sau mố A0 30x30 -25,2 Sau mố A13 30x30 -25,2 3.1.2 Biện pháp thi công sàn giảm tải - Bước 1: San ủi mặt thi công tới cao độ thiết kế Tập kết thiết bị tới cơng trường Hình 35: San ủi mặt thi công - Bước 2: Định vị, xác định vị trí sàn giảm tải - Bước 3: Đúc cọc bê tông bãi đúc hai đầu cầu 49 - Bước 4: Vận chuyển cọc từ bãi đúc vị trí ép cọc Sử dụng máy ép cọc ép cọc thử đến cao độ thiết kế ( sở số liệu ép cọc thử, định chiều dài cọc ép để ép cọc đại trà.) Hình 36: Ép tĩnh cọc Robot - Bước 5: Sau thi công xong phần cọc ép tiến hành đào trần hố móng, đặt máy bơm nước thường trực hố móng để ln đảm bảo hố móng khơ - Bước 6: Đổ bê tơng đệm móng, xử lý đầu cọc, ghép ván khuôn lắp cốt thép đổ bê tơng đốt sàn giảm tải Hình 37: Đào đất, đập xử lý đầu cọc 50 Hình 38: Đổ bê tơng sàn giảm tải - Bước 7: Tiến hành đắp đất đường dẫn đầu cầu theo hồ sơ thiết kế đường ( Lưu ý: Thi công cọc mố Ao A13 sau thi công xong đốt đầu sàn giảm tải để tránh tượng ma sát âm giảm áp lực ngang tác dụng lên mố 3.2 Hồ sơ tính tốn: 3.2.1 Tiêu chuẩn tính tốn áp dụng: Các tiêu chuẩn thiết kế sau áp dựng để thiết kế xử lý đất đầu cầu: - Quy trình Khảo sát thiết kế đường đắp đất yếu 22TCN262-2000 Căn tiêu chuẩn trên, dau yêu cầu thiết kế xử lý đất đầu cầu Yêu cầu độ lún độ cố kết Theo quy trình khảo sát thiết kế đường ô tô đắp đất yếu 22 TCN 2622000, hai cấp đường tốc độ thiết kế 80 km/h (tuyến chinh) 60 km/h (nhánh lên xuống) có yêu cầu độ lún khác Tuy nhiên, dự án cầu Rạch Chiếc tư vấn đề nghị áp dụng tiêu chuẩn đô lún cho dự án đường tốc độ 80 km/h Cụ thể, đất đất sau mố xử lý để đảm bảo hai điều kiện mô tả đây: - Độ lún dư (Sr) nhỏ hơn: 10cm đoạn đường dẫn đầu cầu 30cm đoạn khác - Độ cố kết khơng 90% 3.2.2 u cầu độ ổn định chống trƣợt: Các điều khiện sau phải xác định độ ổn định chống trượt: 51 - Hệ số an tồn khơng nhỏ 1.2 giai đoạn đắp chờ cố kết - Hệ số an tồn khơng nhỏ 1.4 cuối giai đoạn cố kết cuối 3.3 Lý thuyết phƣơng pháp tính tốn: Độ lún: Do thay đổi ứng suất gây tải trọng đường độ sâu phân bổ đất, lớp đất chia thành lớp nhỏ có đọ dày từ 1-2m để tính tốn độ lún độ lún lớp đất tổng độ lún lớp nhỏ Có thể tính tốn độ lún lớp nhỏ (độ lún cố kết) cách sử dụng công thức gốc theo mô tả ( sau gọi tắt phương pháp e): Hoặc công thức điều chỉnh sau ( sau gọi công thức Pc/Cc): Đối với đát cố kết bình thường: Đối với đất cố kết Pc>P0+P Đối với đất cố kết Pc