Nghiên cứu lựa chọn giải pháp tường chắn hợp lý trên đường phố chính đô thị mỹ phước tân vạn tỉnh bình dương,luận văn thạc sỹ xây dựng đường ô tô và đường thành phố

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - DƯƠNG TRẦN HỮU TOÀN NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TƯỜNG CHẮN HỢP LÝ TRÊN ĐƯỜNG PHỐ CHÍNH ĐƠ THỊ “MỸ PHƯỚC-TÂN VẠN” TỈNH BÌNH DƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT Thành Phố Hồ Chí Minh - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - DƯƠNG TRẦN HỮU TOÀN NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TƯỜNG CHẮN HỢP LÝ TRÊN ĐƯỜNG PHỐ CHÍNH ĐƠ THỊ “MỸ PHƯỚC-TÂN VẠN” TỈNH BÌNH DƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ MÃ SỐ : 60 – 58 – 30 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN VĂN HÙNG Thành Phố Hồ Chí Minh - 2013 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng PHẦN MỞ ĐẦU 6  CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ TỈNH BÌNH DƯƠNG VÀ TUYẾN ĐƯỜNG MỸ PHƯỚC-TÂN VẠN 9  1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, MẠNG LƯỚI GIAO THƠNG TỈNH BÌNH DƯƠNG 9  1.1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN TỈNH BÌNH DƯƠNG 9  1.1.1.1 Vị trí địa lý: 9  1.1.1.2 Địa hình: 9  1.1.1.3 Đặc điểm khí hậu: 11  1.1.1.4 Thủy văn: 12  1.1.1.5 Đặc điểm địa chất: 12  1.1.1.6 Thổ Nhưỡng: 13  1.1.1.7 Vật liệu xây dựng: 14  1.1.2 HỆ THỐNG ĐƯỜNG BỘ TỈNH BÌNH DƯƠNG 15  1.1.2.1 Đường quốc lộ: 17  Hình I.3: Đường Quốc lộ 1K 19  1.1.2.2 Đường Tỉnh (ĐT): 19  1.1.2.3 Các tuyến quan trọng khác 28  1.1.2.4 Hệ thống đường huyện, đường đô thị, đường xã, đường chuyên dùng 32  BẢNG TỔNG HỢP HỆ THỐNG ĐƯỜNG HUYỆN, ĐƯỜNG ĐÔ THỊ, ĐƯỜNG XÃ, ĐƯỜNG CHUYÊN DÙNG 32  1.1.2.5 Đường chuyên dụng: 32  1.1.3 ĐÁNH GIÁ CHUNG VỀ GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ 34  1.1.4 TÌNH HÌNH GIAO THƠNG HIỆN THỜI TRÊN CÁC TUYẾN ĐƯỜNG: 35  HVTH: Dương Trần Hữu Toàn – K19 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng 1.2 SƠ LƯỢC VỀ TUYẾN ĐƯỜNG MỸ PHƯỚC-TÂN VẠN 37  1.2.1 QUY MÔ XÂY DỰNG: 37  1.2.1.1 Hệ tọa độ – cao độ: 37  1.2.1.2 Phần đường: 38  1.2.1.3 Phần Cầu: 38  1.2.2 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ: 39  1.2.2.1 Bình đồ tuyến: 39  1.2.2.2 Trắc dọc tuyến: 40  1.2.2.3 Trắc ngang tuyến: 40  1.2.2.4 Nền đường: 41  1.2.2.5 Mặt đường: 41  1.2.2.6 Tường chắn: 41  1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG I : 41  CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT TÍNH TỐN TƯỜNG CHẮN VÀ CÁC GIẢI PHÁP TƯỜNG CHẮN 43  2.1 KHÁI QUÁT VỀ TƯỜNG CHẮN 43  2.1.1 KHÁI NIỆM TƯỜNG CHẮN: 43  2.1.2 PHÂN LOẠI TƯỜNG CHẮN ĐẤT 43  2.1.2.1 Phân loại theo độ cứng: 43  2.1.2.2 Phân loại theo nguyên tắc làm việc 44  2.1.2.3 Phân loại theo chiều cao: 44  2.1.2.4 Phân loại theo kết cấu: 45  2.1.3 CÁC LOẠI TƯỜNG CHẮN THƯỜNG ĐƯỢC ÁP DỤNG Ở BÌNH DƯƠNG: 46  2.1.3.1 Tường chắn đá xếp khan 46  2.1.3.2 Tường chắn đá hộc xây 46  2.1.3.3 Tường chắn đất rọ đá : 47  HVTH: Dương Trần Hữu Toàn – K19 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng 2.1.3.4 Tường chắn mỏng bê tông cốt thép 47  2.1.3.5 Tường chắn đất có cốt 48  2.1.3.6 Tường chắn cọc ván BTCT dự ứng lực 49  2.1.3.7 Tường chắn cọc ván thép 49  2.2 LÝ THUYẾT TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH TƯỜNG CHẮN ĐẤT 50  2.2.1 QUY ĐỊNH CHUNG 50  2.2.2 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN TƯỜNG CHẮN ĐẤT 51  2.2.2.1 Tổng quan phương pháp tính tốn tường chắn đất 51  2.2.2.2 Phương pháp tính tốn áp lực đất lên tường chắn 51  2.2.2.3 Ngun lý tính tốn áp lực đất chủ động theo C.A Coulomb 51  2.2.2.4 Nguyên tắc tính áp lực đất bị động theo C.A.Coulomb 58  2.2.2.5 Tổng quan phương pháp tính tốn ổn định trượt sâu: 60  2.3 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN THIẾT KẾ MỘT SỐ LOẠI TƯỜNG CHẮN 61  2.3.1 PHƯƠNG PHÁP CHUNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ TƯỜNG CHẮN 61  2.3.2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN THIẾT KẾ TƯỜNG CHẮN ĐẤT TRỌNG LỰC VÀ NỬA TRỌNG LỰC 62  2.3.3 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT LƯỚI THÉP 66  2.3.4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN TƯỜNG CHẮN ĐẤT CĨ CỐT VẢI ĐỊA KỸ THUẬT 69  2.3.5 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN TƯỜNG CHẮN CỪ VÁN 74  2.3.5.1 Nguyên tắc chung tính tốn tường cư 74  2.3.5.2 Giải tốn cừ khơng neo 74  HVTH: Dương Trần Hữu Toàn – K19 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng 2.4 LÝ THUYẾT TÍNH TỐN THEO PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN 78  2.4.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN 78  2.4.2 SO SÁNH PHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH VÀ PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN 80  2.4.3 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢT VỀ PHẦN MỀM PLAXIS 81  2.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG II 83  CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP CẤU TẠO TƯỜNG CHẮN HỢP LÝ VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ KỶ THUẬT CỦA GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT 85  3.1 SỐ LIỆU TÍNH TỐN 85  3.2 CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN: 86  3.3 KẾT QUẢ TÍNH TỐN 86  3.3.1 Xét giải pháp dùng mái taluy: 86  3.3.2 Kích thước tường chắn trọng lực đá hộc với chiều cao đất đắp từ 0m đến 4m 87  3.3.3 Kích thước tường chắn nửa trọng lực bê tông cốt thép với chiều cao đất đắp từ 0m đến 5m 89  3.3.4 Kích thước tường chắn có cốt lưới địa kỹ thuật với chiều cao đất đắp từ 2m đến 5m 91  3.3.5 Phương án sử dụng vải địa kỹ thuật thay cho lưới địa kỹ thuật 95  3.3.6 So sánh lựa chọn phương án tường chắn tối ưu chiều cao đất đắp: 99  3.3.7 So sánh thời gian thi công loại tường chắn 101  3.3.8 So sánh khối lượng vận chuyển thi công loại tường chắn:102  3.3.9 So sánh khả tu sửa chữa loại tường chắn: 103  3.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG III: 103  HVTH: Dương Trần Hữu Toàn – K19 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng 3.5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 108  3.6 NHỮNG TỒN TẠI VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 109  TÀI LIỆU THAM KHẢO: 110  PHỤ LỤC tÍNH tỐN 112  HVTH: Dương Trần Hữu Toàn – K19 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng PHẦN MỞ ĐẦU TÍNH CẤP BÁCH CỦA ĐỀ TÀI: Bình Dương tỉnh nằm vị trí chuyển tiếp sườn phía Nam dãy Trường Sơn, nối nam Trường Sơn với tỉnh đồng sơng Cửu Long; tỉnh bình ngun có địa hình lượn sóng từ cao xuống thấp dần, từ 10m đến 15m so với mặt biển Địa hình thấp dần từ Bắc xuống Nam, có nhiều vùng địa hình khác nhau: vùng địa hình núi thấp có lượn sóng, vùng có địa hình phẳng, vùng thung lũng bãi bồi Nên việc xây dựng tuyến đường Bình Dương phải qua vùng đồi núi kênh rạch, thường phải đắp cao đào sâu Bình Dương tỉnh có tốc độ phát triển nhanh Với tốc độ thị hóa nay, xây dựng đường thường sử dụng kết cấu tường chắn thay cho việc đắp mái taluy để đáp ứng tính chất đường thị, giảm bớt phạm vi giải phóng mặt Tuyến đường Mỹ phước-Tân Vạn nối từ ngã ba Tân Vạn thị xã Dĩ An đến đường ĐT 741 huyện Bến Cát, đoạn đầu tuyến trùng với đường vành đai ba Mỹ phước-Tân Vạn tuyến đường giao thông quan trọng kết nối liên vùng tỉnh Bình Dương giúp giảm tải cho tuyến đường Quốc lộ 13 Để đảm bảo tính chất đường phố đồ thị tuyến đường thường băng ngang qua vùng trũng phải làm cầu vượt qua tuyến đường sắt Bắc Nam nên chiều cao đắp đến 8m Hiện nay, đơn vị tư vấn thiết kế tường chắn tỉnh Bình Dương thường theo thói quen sử dụng mẫu có sẵn mà chưa xem xét tới đặc thù cơng trình dẫn đến đưa giải pháp tường chắn không hợp lý Đặc biệt là, tuyến đường Mỹ Phước-Tân Vạn với chiều cao đắp lớn từ 0m đến 8m đơn vị tư vấn đơn điệu sử dụng kết cấu tường chắn nửa trọng lực BTCT tường chắn có cốt lưới polime không hợp lý Tuyến đường Mỹ HVTH: Dương Trần Hữu Toàn – K19 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng Phước-Tân Vạn lại quan trọng Bình Dương với kinh phí đầu tư 720,816,409,455 VNĐ, việc nghiên cứu giải pháp tường chắn hợp lý cho tuyến đường cần thiết Theo quy hoạch tỉnh Bình Dương có tuyến đường cao tốc đường vành đai qua thị Bình Dương như: Vành đai 3,4,5; cao tốc TP HCM-Chơm Thành; đường Tạo lực 1,2,3,4,5,6,7, Đại lộ Bình Dương việc nghiên cứu giải pháp tường chắn cho tuyến đường Mỹ Phước-Tân Vạn không giúp cho việc đánh giá hiệu kết cấu tường chắn xây dựng mà làm sở để áp dụng cho tuyến đường triển khai sau địa chất Bình Dương tương tự Nên đề tài có tính khoa học thực tiễn ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU: Nghiên cứu loại tường chắn trọng lực, tường lắp ghép, tường bê tông dự ứng lực để áp dụng cho tuyến đường Mỹ Phước-Tân Vạn đoạn từ Km10+000 đến Km11+000 (tại cầu vượt ĐT743) đoạn từ Km15+000 đến Km15+400 (sau lưng khu dân cư Hiệp Thành 3) MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU: Đề xuất giải pháp tường chắn hợp lý tuyến đường Mỹ PhướcTân Vạn, từ áp dụng cho tuyến đường có đặc điểm quy mơ tương tự PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Phương pháp nghiên cứu chủ đạo đề tài phương pháp lý thuyết, kết hợp kinh nghiệm, sở số liệu thí nghiệm địa chất khu vực nghiên cứu, từ tính tốn tìm giải pháp kết cấu tường chắn hợp lý Trên sở so sánh với giải pháp tường chắn triển khai để phân tích, đánh giá nhằm khẳng định tính thực tiễn đề tài KẾT CẤU CỦA ĐỀ TÀI: HVTH: Dương Trần Hữu Toàn – K19 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng Phần mở đầu: Chương 1: Tổng quan điều kiện tự nhiên, mạng lưới giao thơng Bình Dương tuyến đường Mỹ Phước-Tân Vạn Chương 2: Các giải pháp tường chắn, lý thuyết tính tốn tình hình sử dụng kết cấu tường chắn xây dựng đường tỉnh Bình Dương Chương 3: Nghiên cứu đề xuất số giải pháp cấu tạo tường chắn hợp lý đánh giá hiệu kinh tế kỹ thuật giải pháp đề xuất Kết luận, kiến nghị Tài liệu tham khảo, phụ lục HVTH: Dương Trần Hữu Tồn – K19 12 TÍNH TỐN TƯỜNG CHẮN CÓ CỐT LƯỚI POLIME BẰNG PHẦN MỀM PLAXIS CHIỀU CAO ĐẤT ĐẮP 3M Tính tốn chuyển vị tường chắn Độ lún =0.013m, chuyển vị ngang đỉnh tường 0.022m Tính tốn ổn định tổng thể tường chắn Hệ số ổn định Fs= 1.6608 13 TÍNH TỐN TƯỜNG CHẮN CÓ CỐT LƯỚI POLIME BẰNG PHẦN MỀM PLAXIS CHIỀU CAO ĐẤT ĐẮP 4M Tính tốn chuyển vị tường chắn Độ lún =0.02m, chuyển vị ngang đỉnh tường 0.018m Tính tốn ổn định tổng thể tường chắn Hệ số ổn định Fs= 1.549 14 TÍNH TỐN TƯỜNG CHẮN CÓ CỐT LƯỚI POLIME BẰNG PHẦN MỀM PLAXIS CHIỀU CAO ĐẤT ĐẮP 5M Tính tốn chuyển vị tường chắn Độ lún =0.025m, chuyển vị ngang đỉnh tường 0.029m Tính toán ổn định tổng thể tường chắn Hệ số ổn định Fs= 1.582 15 TÍNH TỐN TƯỜNG CHẮN CĨ CỐT LƯỚI POLIME BẰNG PHẦN MỀM PLAXIS CHIỀU CAO ĐẤT ĐẮP 6M Tính tốn chuyển vị tường chắn Độ lún =0.024m, chuyển vị ngang đỉnh tường 0.034m Tính tốn ổn định tổng thể tường chắn Hệ số ổn định Fs= 1.5408 16 TÍNH TỐN TƯỜNG CHẮN CĨ CỐT LƯỚI POLIME BẰNG PHẦN MỀM PLAXIS CHIỀU CAO ĐẤT ĐẮP 7M Tính tốn chuyển vị tường chắn Độ lún =0.0252m, chuyển vị ngang đỉnh tường 0.037m Tính tốn ổn định tổng thể tường chắn Hệ số ổn định Fs= 1.386 17 TÍNH TỐN TƯỜNG CHẮN CĨ CỐT LƯỚI POLIME BẰNG PHẦN MỀM PLAXIS CHIỀU CAO ĐẤT ĐẮP 8M Tính tốn chuyển vị tường chắn Độ lún =0.025m, chuyển vị ngang đỉnh tường 0.021m Tính tốn ổn định tổng thể tường chắn Hệ số ổn định Fs= 1.3877 18 PHỤ LỤC BẢNG DỰ TOÁN TƯỜNG CHẮN ĐÁ HỘC CAO 4M ST T Mã số Tên công tác Đơn vị AB.2511 Đào móng chiều rộng