Chiều dài cầu: 94.25m Sơ đồ kết cấu nhịp: 21.6m + 51.05m + 21.6m. Kết cấu phần trên: + Nhịp chính dạng giàn thép gồm 10 khoang, chiều dài 51.05m, các hệ liên kết ngang và hệ liên kết dọc; + Nhịp biên dạng dầm thép: Mặt cắt ngang cầu gồm 02 dầm chủ I.1450, khoảng cách tim dầm chủ 1.5m. Hệ liên kết dọc trên và dọc dưới bằng thép L100x100x10. Hệ liên kết ngang bằng thép L100x100x10; + Gối cầu bằng thép: gồm gối di động dạng con lăn đặt trên đá kê gối trên trụ P1, gối cố định bằng thép trên trụ P2, gối dạng bản thép đặt trên đá kê gối ở mố. Kết cấu phần dưới: + Mố cầu bằng BTCT: mố A1 đặt trên hệ 02 cọc khoan nhồi D150, chiều dài 45m; mố A2 đặt trên hệ 02 cọc khoan nhồi D150, chiều dài 50m; + Trụ cầu bằng BTCT: trụ P1 đặt trên hệ 04 cọc khoan nhồi D100, chiều dài 45m; trụ P2 đặt trên hệ 04 cọc khoan nhồi D100, chiều dài 50m. Trên tuyến hiện có hệ thống công trình hạ tầng kỹ thuật: Bên trái cầu có 02 cầu hiện hữu nằm trên đường Phạm Văn Đồng,... Lịch sử cầu và những thay đổi: Cầu Gò Dưa Km1715+396 thuộc nquận Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh được người Pháp xây dựng năm 1901, bắc qua nhánh nhỏ của sông Sài Gòn. Cầu giành riêng cho đường sắt gồm kiểu giàn thép mạ cong mút thừa, 2 đầu có dầm kê theo sơ đồ 22.85m + 51m +22.85m. Trong đó các nhịp 22.85m gồm có đầu mút thừa 11.35m và dầm kê 11.5m; Năm 1980 Tổng cục Đường sắt (nay là Tổng công ty ĐSVN) cho phép thu hẹp khẩu độ thay 2 nhịp kê 2 đầu bằng nền đường đắp, làm mố mới bằng BTCT. Mố có 8 cọc ống thép 350mm, dài từ 22m đến 28m, ở 2 đầu mút thừa cũ bố trí gối do đó cầu trở thành giàn liên tục 3 nhịp. Chiều dài toàn giàn thép là 74m, gồm chiều dài nhịp 1 là 11.5m, chiều dài nhịp 2 là 51m, chiều dài nhịp 3 là 11.5m; Năm 1993: Nâng cao độ tĩnh không cầu; Năm 1997: Do hệ con lăn của 2 gối di dộng trên trụ 1 và Mố Hà Nội bị dịch chuyễn về phía Hà Nội (tim bản thớt trên lệch với tim hệ con lăn và lệch với tim thớt dưới), Xí nghiệp QLĐS Sài Gòn đã nối thêm thớt dưới để đỡ con lăn khỏi bị chạy ra ngoài; Năm 2002: Gia cố táp bản bụng dầm ngang và gia cố hệ liên kết dọc dưới. Đắp đất nền đường trước chân 2 mố bị lún trượt vào dòng sông, xây sửa lại kè nền đường sau đuôi mố; Năm 2003: Do hệ con con lăn của 2 gối di động trên trụ 1 và mố Hà Nội tiếp tục bị dịch chuyển về phía Hà Nội (như năm 1997 nêu trên), Công Quản lý đường sắt Sài Gòn đã tiếp tục nối thêm thớt dưới để đỡ con lăn khỏi bị chạy ra ngoài; Năm 2004: Trong thời gian có phương án thiết kế sửa chữa, để đảm bảo an toàn Tổng công ty Đường sắt Việt Nam cho lập hê trụ đỡ kê chống giữa nhịp 2 gần trụ 1 bằng các cọc thép và dầm đỡ thép; Năm 2006: Xây dựng cầu mới, có kết cầu phần trên là 3 nhịp gồm nhịp 1 và 3 là dầm đặc chạy trên có chiều dài tính toán là 21mnhịp và nhịp 2 sử dụng giàn thép cũ cải tạo lại cho phù hợp với cầu xây dựng mới có chiều dài tính toán là 51m; Kết cấu phần dưới là 2 trụ và 2 mố đều bằng BTCT trên hệ cọc khoan nhồi. Phần đường 2 đầu cầu được đắp thêm cho phù hợp với trắc dọc, nền đường trong phạm vi này được xây tường chắn bằng đá hộc.
Môn học: Địa kỹ thuật ứng dụng Giảng viên: PGS.TS Nguyễn Đức Mạnh CHUYÊN ĐỀ 06 (THI CÔNG VÀ TVGS) PHÂN TÍCH SỰ CỐ CƠNG TRÌNH THỰC TẾ LIÊN QUAN ĐẾN VẤN ĐỀ ĐỊA KỸ THUẬT (NỀN, MÓNG, HIỆN TƯỢNG ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH…) ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN SỬ LÝ XÁC ĐỊNH NGHUYÊN NHÂN CHUYỂN VỊ MỐ TRỤ CẦU GÒ DƯA KM1715+396 VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ Học viên: Đặng Đình Tài Lớp: CH Kỹ thuật XDCTGT - K26A Trang Môn học: Địa kỹ thuật ứng dụng Giảng viên: PGS.TS Nguyễn Đức Mạnh XÁC ĐỊNH NGHUYÊN NHÂN CHUYỂN VỊ MỐ TRỤ CẦU GÒ DƯA KM1715+396 VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1.1 Đặc điểm cơng trình Cầu Gị Dưa nằm Km1715+396 đường sắt Hà Nội - Tp Hồ Chí Minh, cầu xây dựng lại năm 2006 Hình 1: Bố trí chung cầu Gị Dưa Km1715+396 Hình 2: Hiện trạng cầu Gò Dưa Km1715+396 Học viên: Đặng Đình Tài Lớp: CH Kỹ thuật XDCTGT - K26A Trang Môn học: Địa kỹ thuật ứng dụng Giảng viên: PGS.TS Nguyễn Đức Mạnh - Chiều dài cầu: 94.25m - Sơ đồ kết cấu nhịp: 21.6m + 51.05m + 21.6m - Kết cấu phần trên: + Nhịp dạng giàn thép gồm 10 khoang, chiều dài 51.05m, hệ liên kết ngang hệ liên kết dọc; + Nhịp biên dạng dầm thép: Mặt cắt ngang cầu gồm 02 dầm chủ I.1450, khoảng cách tim dầm chủ 1.5m Hệ liên kết dọc dọc thép L100x100x10 Hệ liên kết ngang thép L100x100x10; + Gối cầu thép: gồm gối di động dạng lăn đặt đá kê gối trụ P1, gối cố định thép trụ P2, gối dạng thép đặt đá kê gối mố - Kết cấu phần dưới: + Mố cầu BTCT: mố A1 đặt hệ 02 cọc khoan nhồi D150, chiều dài 45m; mố A2 đặt hệ 02 cọc khoan nhồi D150, chiều dài 50m; + Trụ cầu BTCT: trụ P1 đặt hệ 04 cọc khoan nhồi D100, chiều dài 45m; trụ P2 đặt hệ 04 cọc khoan nhồi D100, chiều dài 50m - Trên tuyến có hệ thống cơng trình hạ tầng kỹ thuật: Bên trái cầu có 02 cầu hữu nằm đường Phạm Văn Đồng, - Lịch sử cầu thay đổi: Cầu Gò Dưa Km1715+396 thuộc nquận Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh người Pháp xây dựng năm 1901, bắc qua nhánh nhỏ sơng Sài Gịn Cầu giành riêng cho đường sắt gồm kiểu giàn thép mạ cong mút thừa, đầu có dầm kê theo sơ đồ 22.85m + 51m +22.85m Trong nhịp 22.85m gồm có đầu mút thừa 11.35m dầm kê 11.5m; Năm 1980 Tổng cục Đường sắt (nay Tổng công ty ĐSVN) cho phép thu hẹp độ thay nhịp kê đầu đường đắp, làm mố BTCT Mố có cọc ống thép 350mm, dài từ 22m đến 28m, đầu mút thừa cũ bố trí gối cầu trở thành giàn liên tục nhịp Chiều dài toàn giàn thép 74m, gồm chiều dài nhịp 11.5m, chiều dài nhịp 51m, chiều dài nhịp 11.5m; Năm 1993: Nâng cao độ tĩnh không cầu; Năm 1997: Do hệ lăn gối di dộng trụ Mố Hà Nội bị dịch chuyễn phía Hà Nội (tim thớt lệch với tim hệ lăn lệch với tim thớt dưới), Xí nghiệp QLĐS Sài Gịn nối thêm thớt để đỡ lăn khỏi bị chạy ngoài; Học viên: Đặng Đình Tài Lớp: CH Kỹ thuật XDCTGT - K26A Trang Môn học: Địa kỹ thuật ứng dụng Giảng viên: PGS.TS Nguyễn Đức Mạnh Năm 2002: Gia cố táp bụng dầm ngang gia cố hệ liên kết dọc Đắp đất đường trước chân mố bị lún trượt vào dịng sơng, xây sửa lại kè đường sau đuôi mố; Năm 2003: Do hệ con lăn gối di động trụ mố Hà Nội tiếp tục bị dịch chuyển phía Hà Nội (như năm 1997 nêu trên), Cơng Quản lý đường sắt Sài Gịn tiếp tục nối thêm thớt để đỡ lăn khỏi bị chạy ngoài; Năm 2004: Trong thời gian có phương án thiết kế sửa chữa, để đảm bảo an tồn Tổng cơng ty Đường sắt Việt Nam cho lập trụ đỡ kê chống nhịp gần trụ cọc thép dầm đỡ thép; Năm 2006: Xây dựng cầu mới, có kết cầu phần nhịp gồm nhịp dầm đặc chạy có chiều dài tính tốn 21m/nhịp nhịp sử dụng giàn thép cũ cải tạo lại cho phù hợp với cầu xây dựng có chiều dài tính tốn 51m; Kết cấu phần trụ mố BTCT hệ cọc khoan nhồi Phần đường đầu cầu đắp thêm cho phù hợp với trắc dọc, đường phạm vi xây tường chắn đá hộc Cầu Gị Dưa Km1715+396 Hình 3: Vị trí cầu Gị Dưa Km1715+396 1.2 Quy mơ cơng trình - Cơng trình: Cơng trình giao thơng cầu đường sắt; - Cấp cơng trình: Cơng trình cấp I MỤC ĐÍCH KHẢO SÁT, ĐÁNH GIÁ - Khảo sát tổng hợp số liệu trạng, địa hình sơ xác định nguyên nhân chuyển vị mố, trụ cầu Gò Dưa Km1715+396; Học viên: Đặng Đình Tài Lớp: CH Kỹ thuật XDCTGT - K26A Trang Môn học: Địa kỹ thuật ứng dụng Giảng viên: PGS.TS Nguyễn Đức Mạnh - Khảo sát tổng hợp số liệu địa chất xác định nguyên nhân chuyển vị mố, trụ cầu Gò Dưa Km1715+396 PHẠM VI KHẢO SÁT XÂY DỰNG - Tại phạm vi cầu Gò Dưa nằm Km1715+396 đường sắt Hà Nội - Tp Hồ Chí Minh - Tổng chiều dài khảo sát 194.25m + Chiều dài cầu 94.25m; + Chiều dài khảo sát đường đầu cầu mố A1 (phía Hà Nội) dài 50m; + Chiều dài khảo sát đường đầu cầu mố A2 (phía Tp Hồ Chí Minh) dài 50m - Bề rộng khảo sát dự kiến: Tính từ tim cầu hữu sang bên 50m TIÊU CHUẨN KHẢO SÁT ĐƯỢC ÁP DỤNG 4.1 Tiêu chuẩn khảo sát địa hình - Quy trình khảo sát đường tô 22TCN 263-2000 ban hành kèm theo định số 1398/QĐ-BGTVT ngày 01/06/2000 Bộ Giao thông vận tải; - Quy trình khảo sát thiết kế đường tơ đắp đất yếu - tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 262-2000; - Tiêu chuẩn Việt Nam 9398: 2012 “Công tác trắc địa xây dựng cơng trình u cầu chung”; - Tiêu chuẩn 96TCN43-90: Đo vẽ đồ địa hình tỉ lệ 1/500; 1/1000; 1/2000; 1/5000 (phần trời); - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia xây dựng lưới cao độ QCVN 11: 2008; - Khảo sát cho xây dựng - nguyên tắc - TCVN 4419:1987 4.2 - Tiêu chuẩn khảo sát địa chất Khảo sát cho xây dựng Nguyên tắc Quy trình khảo sát đường tơ Quy trình khoan thăm dị địa chất cơng trình Quy trình lấy mẫu, bảo quản vận chuyển mẫu Quy trình xuyên tiêu chuẩn SPT :TCVN 4419 : 1987 :20TCN 263 : 2000 :TCVN 9437:2012 :TCVN 2683 : 2012 :TCVN 9351 : 2012 PP chỉnh lý thống kê kết tính chất lý đất :TCVN 9153 : 2012 Quy trình thí nghiệm đất phịng thí nghiệm: + Thành phần hạt :TCVN 4198 – 2012 + Độ ẩm Học viên: Đặng Đình Tài Lớp: CH Kỹ thuật XDCTGT - K26A :TCVN 4196 – 2012 Trang Môn học: Địa kỹ thuật ứng dụng + Dung trọng + Khối lượng riêng Giảng viên: PGS.TS Nguyễn Đức Mạnh :TCVN 4202 – 2012 :TCVN 4195 – 2012 + Giới hạn Atterberg :TCVN 4197 – 2012 + Thí nghiệm cắt phẳng :TCVN 4199 – 2012 + Thí nghiệm nén lún :TCVN 4200 – 2012 + Thí nghiệm nén cố kết :TCVN 4200 –2012 + Thí nghiệm nén nở hơng :ASTM D2166:1995 - Các quy chuẩn, quy trình, quy phạm hành có liên quan khác NỘI DUNG CƠNG TÁC KHẢO SÁT, ĐÁNH GIÁ (BƯỚC 1) 5.1 Thu thập hồ sơ, tài liệu 5.1.1 Mục đích Tập hợp thơng tin cơng trình - Tên cơng trình, vị trí cơng trình, dạng kết cấu, kích thước cấu tạo, địa chất cơng trình, mốc cao độ, tọa độ; - Những thay đổi kết cấu cơng trình q trình khai thác; - Các kết kiểm tra, đánh giá tình trạng cơng trình trước (nếu có) 5.1.2 Hồ sơ, tài liệu cần thu thập - Hồ sơ thiết kế, hồn cơng cơng trình; - Hồ sơ thiết kế kỹ thuật, thiết kế biện pháp thi công sửa chữa hạng mục cơng trình q trình khai thác; - Hồ sơ kiểm định, thử tải cơng trình cầu; - Hồ sơ địa chất khu vực; - Các hồ sơ khác có liên quan 5.2 Khảo sát trạng, đo vẽ kích thước hình học mố trụ cầu 5.2.1 Mục đích - Đánh giá tình trạng phận cơng trình: mố, trụ, giàn thép, dầm thép, gối cầu phận khác Đo vẽ kích thước hình học trạng mố trụ cầu phần lộ thiên - Xác định biến dạng, chuyển vị phận cơng trình q trình khai thác 5.2.2 Cơng tác khảo sát, đo vẽ trạng cơng trình - Kết cấu nhịp: Khảo sát trạng kết cấu nhịp từ mố A1 đến mố A2, nhịp khảo sát giàn thép, dầm chủ, hệ dầm ngang Quan sát, thống kê số lượng, vị trí vết nứt, bong tróc sơn, độ chặt liên kết - Trụ cầu: Học viên: Đặng Đình Tài Lớp: CH Kỹ thuật XDCTGT - K26A Trang Môn học: Địa kỹ thuật ứng dụng Giảng viên: PGS.TS Nguyễn Đức Mạnh + Đo vẽ kích thước trụ (P1, P2), trụ đo vẽ kích thước tất phận lộ thiên Quan sát, thống kê số lượng, vị trí vết nứt có (bằng mắt thường), đo chiều dài, chiều rộng, chiều sâu trụ; + Xác định xác khoảng cách tĩnh trụ, tim gối trụ thời điểm tại, so sánh với khoảng cách thời điểm nghiệm thu sau sửa chữa năm 2006; + Xác định độ nghiêng trụ để đánh giá mức độ ổn định, biến dạng hệ móng trụ - Mố cầu: + Đo vẽ kích thước mố A1 mố A2, mố đo vẽ kích thước tất phận lộ thiên Quan sát, thống kê số lượng, vị trí vết nứt có (bằng mắt thường), đo chiều dài, chiều rộng, chiều sâu mố + Xác định độ nghiêng mố, để đánh giá mức độ ổn định, biến dạng hệ móng mố - Gối cầu: Xác định tình trạng làm việc gối + Xác định độ nghiêng, lệch gối; + Đánh giá tình trạng bề mặt gối, hệ lăn, thớt gối, đá kê gối - Quan sát, thống kê số lượng, vị trí, đo kích thước vết nứt có (bằng mắt thường), phát quang cỏ bụi rậm xung quanh khu vực cơng trình - Khảo sát đánh giá tác nhân mơi trường xung quanh có ảnh hưởng tới an tồn, tuổi thọ khai thác cơng trình 5.3 Khảo sát địa hình 5.3.1 Mục đích - Xác định vị trí hạng mục cơng trình thời điểm tại, so sánh với vị trí hạng mục cơng trình thời điểm nghiệm thu sau sửa chữa năm 2006 (căn vào hồ sơ nghiệm thu Chủ đầu tư cung cấp) Là số liệu đầu vào cho mơ hình phân tích xác định chuyển vị mố trụ phần mềm chuyên ngành - Xác định vấn đề bất thường địa hình, đánh giá khả xuất khối trượt khu vực cơng trình cầu - Xác định thông số tọa độ, cao độ để phục vụ tính tốn Học viên: Đặng Đình Tài Lớp: CH Kỹ thuật XDCTGT - K26A Trang Môn học: Địa kỹ thuật ứng dụng 5.4 Giảng viên: PGS.TS Nguyễn Đức Mạnh Mơ hình hóa, phân tích tính tốn chuyển vị mố trụ cầu 5.4.1 Mục đích - Xác định sức chịu tải ngang móng mố, trụ; - Phân tích, đánh giá ổn định, chuyển vị mố - trụ cầu; đất khu vực cơng trình cầu phần mềm chun dụng 5.4.2 Cơng tác mơ hình hóa phân tích tính tốn Dựa vào số liệu thu thập, khảo sát bổ sung cấp bê tơng cọc móng, mố, trụ cầu, địa hình khu vực số liệu địa chất tạm thời lấy số liệu địa chất cầu Gò Dưa xây dựng số liệu đầu vào cho mơ hình tính tốn; sử dụng phần mềm chun dụng tính tốn móng (PLAXIS, GEO-SLOPE) mơ phân tích tính tốn làm sở cho việc xác định nguyên nhân chuyển vị mố trụ cầu NỘI DUNG CÔNG TÁC KHẢO SÁT - BƯỚC 6.1 Khảo sát địa chất 6.1.1 Mục đích khảo sát Xác định số liệu điều kiện địa chất phục vụ mơ hình hóa tính tốn khả chịu lực móng mố trụ, ổn định đất khu vực cơng trình cầu: - Xác định rõ mặt cắt địa kỹ thuật dựa sở đặc điểm địa chất tính chất lý đất đá cơng trình khảo sát; - Xác định tiêu lý lớp đất cấu tạo mặt cắt địa kỹ thuật; - Xác định định chiều sâu mực nước ngầm 6.1.2 Cơng tác thí nghiệm phịng Trên sở kết khoan, mơ tả mẫu thí nghiệm trường phân tích lựa chọn mẫu đất đặc trưng mang tính đại diện cho đơn nguyên địa chất phát để đưa yêu cầu thí nghiệm Số lượng mẫu thí nghiệm phải đủ để nêu đặc trưng đơn nguyên địa chất Ứng với loại mẫu đất cần xác định tiêu lý cụ thể sau: - Đối với đất nguyên dạng (bùn, sét, sét pha) Thí nghiệm xác định tiêu lý đất, gồm: Thành phần hạt Độ ẩm Dung trọng tự nhiên (dung trọng ướt) Khối lượng riêng Giới hạn chảy Giới hạn dẻo Học viên: Đặng Đình Tài Lớp: CH Kỹ thuật XDCTGT - K26A P (%) W (%) (g/cm3) (g/cm3) WL WP TCVN 4198 -2014 TCVN 4196 -2012 TCVN 4202 -2012 TCVN 4195 -2012 TCVN 4197 -2012 TCVN 4197 -2012 Trang Môn học: Địa kỹ thuật ứng dụng Giảng viên: PGS.TS Nguyễn Đức Mạnh Thí nghiệm nén lún a TCVN 4200 -2012 Góc ma sát (độ) TCVN 4199 -1995 Lực dính C (kG/cm ) TCVN 4199 -1995 - Đối với đất không nguyên dạng, đất không dính (cát, cát pha, đất cát nhiều sạn sỏi, …) Thí nghiệm xác định tiêu lý đất, gồm: Thành phần hạt Độ ẩm Dung trọng tự nhiên (dung trọng ướt) Khối lượng riêng Thí nghiệm nén lún Góc ma sát Lực dính P (%) W (%) (g/cm3) (g/cm3) a (độ) C (kG/cm2) TCVN 4198 -2014 TCVN 4196 -2012 TCVN 4202 -2012 TCVN 4195 -2012 TCVN 4200 -2012 TCVN 4199 -1995 TCVN 4199 -1995 Góc ma sát lực dính C áp dụng đất cát pha (hàm lượng sét từ