Thiết kế tuyến đường đi qua hai huyện krông pắc krông bông, tỉnh đăk lăk

Trang 1 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNGNGUYỄN DUY TIÊNĐỀ TÀI: THIẾT KẾ TUYẾN ĐƯỜNG ĐI QUA HAI HUYỆN KRÔNGPẮC – KRÔNG BÔNG, TỈNH ĐĂK LĂK THUYẾT MINH

Vị trí tuyến đường – Chức năng và nhiệm vụ thiết kế

Tuyến đường thiết kế nối liền từ tỉnh Krông Bông và Krông Pắc thuộc tỉnh Đăk Lăk, có tổng chiều dài 3 Km, tuyến đường này có tính chất nối trung tâm của hai tỉnh, các điểm lập hàng, các khu dân cư và giao thương nông sản.

1.1.2 Chức năng của tuyến đường.

Tạo điều kiện cho dân cư đi lại và trao đổi hàng hóa giữa các vùng và trong cả nước, đồng thời cũng là tuyến đường quan trọng của an ninh quốc phòng.

- Tỉnh Đak Lak nằm cách thành phố Buôn Ma Thuột 50 km về phía Đông

Nam Tỉnh cách thành phố Hồ Chí Minh 379 km, cách thành phố Đà Nẵng 564 km và thủ đô Hà Nội 1.271 km.

 Phía đông giáp huyện M'Drắk và tỉnh Khánh Hòa

 Phía tây giáp các huyện Cư Kuin và Krông Ana

 Phía nam giáp huyện Lắk và tỉnh Lâm Đồng

+ Phía bắc giáp các huyện Krông Pắc và Ea Kar

- Điều tra khảo sát và thu thập các số liệu liên quan trong khu vực nghiên cứu thiết kế.

- Khảo sát thực địa, phân tích đánh giá hiện trạng tổng hợp khu vực nghiên cứu.

- Xác định tính chất, chức năng phù hợp khu vực quy hoạch.

- Xác định các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu đảm bảo tiêu chuẩn, quy chuẩn xây dựng hiện hành.

- Quy hoạch tổng mặt bằng sử dụng đất đảm bảo sử dụng đất hiệu quả hợp lý, tạo dựng môi trường ổn định, lâu dài.

- Quy hoạch hệ thống hạ tầng kỹ thuật, đấu nối hạ tầng kỹ thuật cho phù hợp với các dự án đang triển khai.

- Xác lập các cơ sở cho việc thiết lập Quy định quản lý xây dựng theo đồ án quy hoạch.

- Căn cứ các số liệu sau:

 Bình đồ địa hình khu vực Đăl Lăk (TL 1/10.000)

 Chênh lệch cao độ giữa các đường đồng mức liên tiếp là h = 5m

- Hệ số tăng trưởng lưu lượng xe hàng năm: q = 12%.

- Chức năng của tuyến đường: Đường huyện, nối các trung tâm của địa phương.

Các điều kiện tự nhiên khu vực tuyến đi qua

- Tuyến đi qua khu vực cao nguyên đồi núi, có độ cao trunh bình so với mực nước biển từ 700 - 800m Khu vực tuyến đi qua có độ dốc trung bình, nhìn chung địa hình có các đường phân thủy tụ thủy rõ ràng.

- Dựa vào đặc điểm địa hình, khi thiết kế cần đưa ra các phương án sao cho tương đối phù hợp với điều kiện địa hình và chọn phương án hợp lí nhất.

Tình hình địa mạo của khu vực tuyến đi qua là vùng có cây cối mọc rải rác và không tập trung dày đặc, cứ 100m 2 đất có từ 15-40 cây có đường kính từ 2 -10 cm có xen lẫn các cây có đường kính lớn khoảng 20cm Trên mặt đất tự nhiên có lớp cỏ mọc và các cây bụi.

Nhìn chung mắt cắt địa chất khu vực tuyến như sau:

- Theo kết quả khảo sát điều kiện địa chất cho thấy điều kiện địa chất trong khu vực rất ổn định, không có hiện tượng sụt lỡ, đá lăn, cactơ hay nước ngầm lộ thiên.

- Đoạn đường thiết kế được giả thiết là có địa chất giống nhau từ đầu đến cuối tuyến.

- Qua thí nghiệm các chỉ tiêu có lý của đất, cho thấy đất ở đây rất thích hợp để đắp nền đường.

Dọc theo khu vực tuyến đi qua có song, suối nhỏ tương đối nhiều thuận tiện cho việc cung cấp nước cho thi công công trình và sinh hoạt Tại các khu vực suối nhỏ ta có thể đặt cống hoặc làm cầu nhỏ.

- Đăk Lăk thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, dồi dào về độ ẩm, có lượng mưa lớn, không có bão và sương muối Khí hậu ở đây được chia làm 2 mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô Trong đó, mùa mưa thường bắt đầu từ tháng 5 và kết thúc vào tháng

10 Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau Nhiệt độ trung bình năm là 22 – 25 0 C. Khí hậu và thổ nhưỡng Đăl Lăk rất thích hợp cho việc phát triển nhiều loại cây công nghiệp ngắn và dài ngày, chăn nuôi và kinh doanh tổng hợp nông lâm nghiệp đem lại hiệu quả kinh tế cao.

- Điều kiện khí hậu ở vùng này có sự thay đổi lớn giữa hai mùa, thời tiết thay đổi thất thường Lượng mưa tương đối lớn nên thường xuyên có nước Lượng mưa tập trung tương đối lớn, cần thiết kế để đảm bảo thoát nước thường xuyên, đồng thời chống chịu được sự thay đổi của thời tiết.

Các điều kiện xã hội

1.3.1 Vị trí địa lí, Đặc điểm dân cư và sự phân bố dân cư.

- Dân cư chủ yếu là đồng bào kinh tập trung đông và một số dân tộc anh em Số người lao động dư thừa khá lớn, có thể huy động trong công tác xây dựng đường.

- Người dân có trình độ văn hóa tương đối cao, vẫn còn tình trạng mù chữ ở đồng bào anh em Đời sống ở mức trung bình chưa cao, hộ nghèo cận nghèo còn nhiều.

Do nhận thức được sự quan trọng của tuyến đường này nên nhân dân trong khu vực đồng tình và ủng hộ cho việc xây dựng tuyến đường này Họ rất ý thức bảo vệ an ninh trật tự và hợp tác Theo dự kiến việc đền bù giải tỏa sẽ được thực hiện nhanh chóng tạo điều kiện cho công tác khởi công và thi công đúng kế hoạch.

1.3.2 Tình hình kinh tế, văn hóa xã hội trong khu vực.

- Trong những năm qua, kinh tế - xã hội của Đăk Lăk không ngừng phát triển. Các lĩnh vực giáo dục, y tế, văn hoá, xã hội được nâng cao, các công trình hạ tầng kỹ thuật và phúc lợi xã hội được đầu tư phát triển Nhìn chung, công nghiệp có bước phát triển khá, nhiều khu, cụm công nghiệp được hình thành Sản xuất nông nghiệp phát triển khá toàn diện theo hướng sản xuất hàng hóa Các hoạt động thương mại, dịch vụ, nông lâm sản ngày càng phát triển, hợp tác kinh tế tiếp tục phát triển Giáo dục - đào tạo - dạy nghề phát triển mạnh về cơ sở vật chất, mở rộng quy mô và nâng cao chất lượng đào tạo Công tác bảo vệ, chăm sóc sức khoẻ nhân dân có nhiều tiến bộ.

- Hoạt động văn hoá thông tin đáp ứng tốt hơn nhu cầu hưởng thụ của nhân dân, bảo tồn và phát huy văn hoá truyền thống được chú trọng Phong trào toàn dân đoàn kết xây dựng đời sống văn hoá được tiếp tục phát triển, hầu hết địa bàn dân cư được phủ sóng phát thanh và truyền hình.

1.3.3 Các định hướng phát triển trong tương lai.

Trong tương lai Tỉnh sẽ tiếp tục phát huy các thế mạnh đã có, khai thác các tiềm năng khác nhằm đẩy nhanh tốc độ phát triển kinh tế so với các vùng khác trong tỉnh nói riêng và cả nước nói chung Thế mạnh lâm nghiệp sẽ được đầu tư hơn nữa, chấm dứt tình trạng khai thác trái phép, kiểm soát cửa khẩu chặt chẽ tránh hàng hoá nhập lậu Các ngành nghề thủ công truyền thống được đầu tư phát triển hơn Đặc biệt nâng cao trình độ dân trí hơn nữa, nâng cấp cơ sở hạ tầng, xây dựng mạng lưới giao thông thông suốt giữa các vùng trong tỉnh và với các tỉnh khác trong cả nước, thu hút đầu tư nước ngoài.

Các điều kiện liên quan khác

1.4.1 Điều kiện khai thác, cung cấp vật liệu và đường vận chuyển.

- Đất : Có thể tận dụng đất đào ra để đắp những chỗ cần đắp, những nơi thiếu đất đắp thì có thể lấy đất ở mỏ đất hay thùng đấu để đắp Các mỏ đất tương đối gần dọc tuyến, đảm bảo chất lượng và tiêu chuẩn, cự ly vận chuyển trung bình từ 1- 2 km

- Đá : Lấy từ mỏ đá cách địa điểm thi công khoảng 5 km hoặc lấy ở dọc sông Đá nơi đây có đủ cường độ theo yêu cầu của thiết kế.

- Cát, sạn : Lượng cát, sạn sử dụng không nhiều, có thể khai thác ở bãi sông Cát ở đây rất sạch.

- Nhựa : Lượng nhựa đường, bê tông nhựa lấy từ trạm trộn của công ty hoặc ở kho dự trữ cách địa điểm thi công khoảng 6km

- Ximăng, sắt thép: lấy tại các đại lý vật tư khu vực dọc tuyến, cự ly vận chuyển trung bình 20km.

1.4.2 Điều kiện cung cấp bán thành phẩm, cấu kiện và đường vận chuyển.

Các bán thành phẩm và cấu kiện đúc sẵn như các loại ống cống, dầm cầu định hình được sản xuất tại xí nghiệp phục vụ đóng tại địa bàn tỉnh cách chân công trình 10km Xưởng có thể đáp ứng đủ chất lượng và số lượng yêu cầu Đường vận chuyển tương đối thuận lợi, có thể tận dung các tuyến đường xây dựng trước và vận chuyển bằng ôtô.

1.4.3.Khả năng cung cấp nhân lực phục vụ thi công.

Lực lượng lao động dồi dào, nguồn lao động rẻ do đó rất thuận lợi cho việc tận dụng nguồn nhân lực địa phương Tại khu vực có các đơn vị thi công giàu kinh nghiệm.

1.4.4 Khả năng cung cấp các loại máy móc, thiết bị phục vụ thi công.

- Tuyến đường nối liền hai trung tâm kính tế của Tỉnh, tại hai trung tâm dân cư tập trung đông đúc, lực lượng lao động dồi dào, nguồn lao động rẻ do đó rất thuận lợi cho việc tận dụng nguồn nhân lực địa phương nhằm góp phần hạ giá thành công trình,hoàn thành công trình đúng tiến độ vừa giải quyết được một phần lớn công ăn việc làm cho ngưòi dân.

- Đội thi công đã từng thi công ở nhiều công trình tương tự đạt chất lượng cao. Đội ngũ cán bộ kỹ thuật giàu kinh nghiệm, có trình độ, khả năng quản lý tốt, có những kỹ sư đầy nhiệt huyết.

- Đơn vị thi công có đầy đủ các loại máy ủi, san, máy xúc chuyển, máy rải nhựa, các loại lu đáp ứng đủ yêu cầu và nhanh chóng Thiết bị, phụ tùng thay thế luôn sẵn có nếu gặp sự cố Các xe máy luôn được bão dưỡng sẵn sàng phục vụ thi công.

1.4.5 Khả năng cung cấp các loại năng lượng, nhiên liệu phục vụ thi công.

- Kho xăng đã có và một số nguồn cung cấp lân cận cũng có khả năng cung cấp đủ số lượng và đạt yêu cầu về chất lượng, đảm bảo máy móc hoạt động liên tục, kịp thời.

- Hệ thống điện nối với đường dây điện sinh hoạt của nhân dân sẽ được hoàn thành trước khi thi công cùng với mạng lưới điện quốc gia sẵn có sẽ phục vụ tốt cho thi công và sinh hoạt Đường dây điện có thể kéo vào tận công trường Đơn vị còn có máy bơm nước thoả mãn được nhu cầu về nước.

1.4.6 Khả năng cung cấp các loại nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt.

Tuyến nối liền hai trung tâm của hai huyện nên việc cung cấp các loại nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt tương đối thuận lợi từ các chợ gần trung tâm.

1.4.7 Điều kiện về thông tin liên lạc và y tế.

Tuy điều kiện thông tin liên lạc và y tế chưa cao nhưng cũng đủ đáp ứng những yêu cầu tối thiểu Ở gần địa điểm thi công có bưu điện, có thể cung cấp những thông tin nhanh nhất đồng thời có một trung tâm y tế của xã khá khang trang có thể chẩn đoán và chữa những bệnh thông thường và đưa lên tuyến trên khi cần thiết.

Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng tuyến đường

- Tuyến đường được xây dựng sẽ cải thiện đáng kể mạng lưới giao thông, giải quyết việc đi lại khó khăn trước mắt của người dân Tạo điều kiện thuận lợi cho việc đi lại của người dân nơi đây, hàng hoá được vận chuyển lưu thông qua lại một cách dễ dàng giữa 2 trung tâm với nhau, thúc đẩy sự phát triển kinh tế, văn hoá và xã hội củaHuyện nói riêng và của tỉnh Đăk Lawk nói chung Vậy việc xây dựng tuyến A-B là cần thiết.

Những thuận lợi và khó khăn khi thiết kế và xây dựng

Việc thi công tuyến đường được nhân dân trong vùng ủng hộ nên việc giải tỏa,đền bù 2 tuyến được giả quyết nhanh.Vật liệu xây dựng đươc khai thác tại mỏ gần công trình, cự ly vận chuyển không xa nên chi phí vận chuyển được giảm đáng kể. Đồng thời lao động trong khu vực nhiều, giá nhân công không cao lắm nên giảm được tiền nhân công.

Tuy nhiên, bên cạnh những thuận lợi cũng không ít khó khăn, việc giá vật tư lên cao làm cho chi phí xây dựng tăng Các điều kiện thời tiết cũng ảnh hưởng đến tiến độ thi công của công trình.

Xác định cấp thiết kế

Căn cứ xác định cấp hạng của tuyến dựa trên các cơ sở mục đích, ý nghĩa phục vụ của tuyến; địa hình khu vực tuyến đi qua và căng cứ vào lưu lượng xe chạy năm tương lai Từ đó dựa trên tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4054-2005 để chọn ra cấp hạng của tuyến, như vậy việc chọn cấp hạng của tuyến dựa trên các căn cứ sau: a Mục đích, ý nghĩa và chức năng phục vụ của tuyến

Tuyến đường thiết kế là đường Huyện (Đường trục chính nối các trung tâm kinh tế, chính trị, văn hóa lớn của đất nước, của địa phương) Do đó, cấp hạng đường của tuyến có thể là là cấp IV, V. b Địa hình khu vực tuyến

Căn cứ vào bình đồ ở khu vực tỉ lệ 1/1.000 , độ dốc ngang phổ biến của sườn đồi và núi Is  30% do đó đây là địa hình đồng bằng và đồi (Theo chú thích TCVN 4054-2005) c Lưu lượng xe chạy ở năm tương lai

Căn cứ lưu lượng xe thiết kế ở năm đầu tiên: N0 = 360 (xe/ngđ).

Lượng xe thiết kế bình quân ngày đêm trong năm tương lai được xác định theo công thức:

N t : Lưu lượng xe thiết kế ở năm tương lai

N 0: Lưu lượng xe thiết kế ở năm đầu tiên. q: Hệ số tăng xe hàng năm (q%) Thay vào công thức trên ta được lưu lượng xe thiết kế ở năm thứ 15 là :N 15251,3 (xe/ngđ)

+ Xe tải nặng (2 trục sau) : 12%

Xác định lưu lượng xe con quy đổi tại thời điểm hiện tại:

+ Ni: Lưu lượng của loại xe i trong dòng xe (xe/ngđ)

+ ki: Hề số quy đổi của loại xe i về xe con thiết kế theo TCVN 4054-2005

Bảng 1 1 Bảng tính xe con quy đổi về năm gốc.

Xe tải nặng (2 trục sau) 12 2,5 108

2.1.2 Xác định cấp thiết kế.

Từ các căn cứ trên ta chọn cấp đường thiết kế là đường cấp IV – Đồng bằng.

Tính toán – chọn các chỉ tiêu kỹ thuật

Từ việc xác định cấp thiết kế là cấp IV, và địa hình khu vực tuyến qua là vùng núi nên ta chọn tốc độ thiết kế là 60 Km/h.

2.2.2 Độ dốc dọc lớn nhất cho phép (i d max ) idmax = D - f (2.3) Trong đó:

+ D: nhân tố động lực của mỗi loại xe (sức kéo trên một đơn vị trọng lượng của xe), tra ở biểu đồ nhân tố động lực của các loại xe Giá trị D phụ thuộc vào tốc độ xe chạy

V đối với từng chuyển số, các đường cong này được thiết lập với điều kiện mở hết bướm ga trong động cơ nổ.

+ f: Hệ số sức cản lăn phụ thuộc vào tốc độ xe chạy và mặt đường Căn cứ vào tốc độ thiết kế đã được chọn ở trên ta có: f = f0[1+0,01(V-50)]

Tra bảng, ứng với loại mặt đường bê tông nhựa ta chọn f0 = 0,02.

Bảng 1 2 Độ dốc dọc cho phép theo diều kiện sức kéo

Theo bảng 15 tài liệu [1] thì ứng với cấp thiết kế cấp IV và địa hình núi, tra ra được

I d max = 7 % Nhưng ta cần chọn độ dốc dọc hợp lý, đãm bảo các xe chạy đúng tốc độ thiết kế Vậy dựa vào bảng kết quả ta chọn i d max = 2,6 % (a)

2.2.2.2 Điều kiện về sức bám:

Theo mục II.1 tài liệu [11] và dựa vào biểu đồ nhân tố động lực của từng loại xe, ta có được kết quả tính độ dốc lớn nhất cho phép theo điều kiện sức bám như sau:

Bảng 1 3 Bảng tính độ dốc dọc cho phép theo điều kiện sức bám

Từ điều kiện này chọn i'dmax = 14,9 % (b)

Từ (a), (b): kết hợp cả hai điều kiện sức kéo và sức bám, chọn i d max = 2,6 %.

Theo bảng 15 tài liệu [1] thì ứng với cấp thiết kế cấp IV và địa hình vùng núi, tra ra được I d max = 7 % > 2,6 % Như vậy, chọn độ dốc dọc thiết kế là: idmax = 2,6%.

Như vậy khi đua tuyến đường vào khai thác thì điều kiện xe chạy được an toàn và thuận lợi hơn, khả năng khai thác tuyến đạt hiệu quả cao hơn.

2.2.3 Độ dốc dọc nhỏ nhất.

+ Đối với những đoạn đường có rãnh biên (nền đường đào, nền đường đắp thấp, nền đường nửa đào nửa đắp) i d min = 50 00 (cá biệt 30 00).

+ Đối với những đoạn đường không có rãnh biên (nền đường đắp cao) i d min = 00 00. Kiểm tra lại tốc độ hạn chế của từng loại xe từ độ dốc dọc đã chọn:

Vậy khi thiết kế tuyến có độ dốc dọc: idmax = 2,6% thì tốc độ của tất cả các loại xe đều thỏa mãn tốc độ thiết kế.

2.2.4 Tầm nhìn trên bình đồ: (S 1 , S 2 , S 4 ).

Hình 1 1 Sơ đồ tầm nhìn một chiều o o h pu

+ l pu : Chiều dài xe chạy được trong thời gian phản ứng tâm lý, t=1-1,5s.

+ k: Hệ số sử dụng phanh, đối với xe tải : k =1,4; đối với xe con k =1,2.

+ V: Tốc độ xe chạy tính toán, V` km/h.

+ i: Độ dốc dọc trên đường, trong tính toán lấy i = 0.

+ 1: Hệ số bám dọc trên đường lấy trong điều kiện bình thường mặt đường khô sạch 1 = 0,5.

+ l0: Đoạn dự trữ an toàn, lấy l0m

Bảng 1 4 Xác định tầm nhìn một chiều

Loại xe V k  lpư Sh lo SI

Theo TCVN 4054 - 2005 với V= 60 km/h thì SI = 75 m.Vậy nên chọn SI = 75 (m) để đảm bảo an toàn.

Hình 1 2 Sơ đồ tầm nhìn khi hai xe chạy ngược chiều cùng trên một làn.

Chiều dài SII đựoc tính là : o o h h pu pu

+lpư: Chiều dài xe chạy được trong thời gian phản ứng tâm lý Xem vận tốc 2 xe là như nhau nên ta có lpư1 =lpư2 =lpư.

+l0: Đoạn dự trữ an toàn, lấy l0 m

+ K: Hệ số sử dụng phanh: đối với xe tải: k=1,4; đối xe con:1,2.

+ V: Tốc độ tính toán V`km/h.

+ 1: Hệ số bám dọc trên đường hãm lấy trong điều kiện thuận lợi, mặt khô, sạch:

+ i: Độ dốc dọc trên đường, trong tính toán lấy i= 0

Bảng 1 5 Xác định tầm nhìn hai chiều

Loại xe V k  lpư Sh lo SII

Theo TCVN 4054:2005 với V = 60km/h thì SII = 150m.Vậy ta chọn SII = 150 (m) để đảm bảo an toàn xe chạy.

2.2.4.3 Tầm nhìn vượt xe (S 4 ). l pu

Hình 1 3 Sơ đồ tầm nhìn vượt xe.

S4 có thể tính đơn giản, nếu người ta dùng thời gian vượt xe thống kê được trên đường, trị số này trong trường hợp bình thường là khoảng 10s, và trong trường hợp cưỡng bức khi đông xe khoảng 7s Lúc đó, tầm nhìn theo sơ đồ 4 có thể có 2 trường hợp.

Theo tài liệu [1] với:Vtk = 60 km/h thì S4 = 350 m

Vì tuyến đường thiết kế thuộc đường quốc lộ nên các chỉ tiêu khai thác tuyến yêu cầu cao hơn nên ta chọn: S4 = 360 m.

2.2.5 Bán bính tối thiểu của đường cong nằm.

2.2.5.1 Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất có bố trí siêu cao.

Trong đó: + V: Tốc độ thiết kế (km/h), V = 60 km/h

+ 0,15: Hệ số lực ngang khi làm siêu cao

+ i sc max : Độ dốc siêu cao lớn nhất, i sc max = 7 %

Theo tài liệu [1] với:Vtk = 60 km/h thì R sc min = 250 m

Vì tuyến đường thiết kế thuộc đường quốc lộ nên các chỉ tiêu khai thác tuyến yêu cầu cao hơn nên ta chọn: R sc min = 250 m.

2.2.5.2 Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất không bố trí siêu cao.

Trong đó: + V : Tốc độ thiết kế (km/h), V = 40km/h

+ 0,08 : Hệ số lực ngang khi không làm siêu cao

+ in:Độ dốc ngang mặt đường, chọn in=2,0%

Theo tài liệu [1] với:Vtk ` km/h thì R ksc min = 1500 m

Vì tuyến đường thiết kế thuộc đường quốc lộ nên các chỉ tiêu khai thác tuyến yêu cầu cao hơn nên ta chọn: R ksc min = 1500 m.

2.2.5.3 Bán kính đường cong nằm tối thiểu đảm bảo tầm nhìn ban đêm.

Trong đó: + SI: Tầm nhìn 1 chiều trên mặt đường (m), SI um

+ α: Góc chiếu sáng của pha đèn ô tô, α = 2 0

Nếu bán kính đường cong nằm không thỏa mãn yêu cầu nêu trên thì phải sử dụng các biện pháp để nâng cao độ an toàn khi xe chạy như:

- Sơn phản quang ở hộ lan cứng hoặc cọc dẫn hướng.

- Đặt các parie bê tông mềm dọc đường.

Theo tài liệu [1] với tốc độ tính toán V = 60km/h, ứng với các bán kính đường cong nằm ta có độ dốc siêu cao tương ứng sau:

Công thức tính độ dốc siêu cao:

+ : hệ số lực ngang lấy theo điều kiện êm thuận khi vào đường cong =0,08-0,15. + V= 60 km/h.

Bảng 1 6 Bảng chọn độ dốc siêu cao theo tiêu chuẩn.

2.2.6 Chiều dài vuốt nối siêu cao.

Hình 1.2 1.Bảng 1 7 Sơ đồ cấu tạo siêu cao

Với: + Lnsc: Chiều dài đoạn vuốt nối siêu cao (m)

+ B: Bề rộng phần xe chạy (m)

+ E: Độ mở rộng của phần xe chạy (m).

+ ip: là độ dốc nâng siêu cao (%) với đường cấp IV có VTK = 60km/h thì ip = 0,5%Khi có đường cong chuyển tiếp, đoạn nối siêu cao bố trí trùng với đường cong chuyển tiếp Khi không có, đoạn nối siêu cao bố trí một nửa ngoài đường thẳng và một nữa nằm trong đường cong tròn.

Bảng 1 8 Bố trí nối siêu cao

2.2.7 Độ mở rộng phần xe chạy trong đường cong.

Khi xe chạy trên đường cong, mỗi bánh xe chuyển động theo một quỹ đạo riêng, chiều rộng mặt đường ôtô trong đường cong sẽ rộng hơn so với khi xe chạy trong đường thẳng thì cần phải mở rộng mặt đường trông đường cong có bán kính nhỏ. Độ mở rộng e được xác định theo sơ đồ hình học mà chưa xét đến tốc độ xe chạy do đó khi xe chạy vào đường cong với tốc độ cao thì độ mở rộng e được xác định theo công thức:

Với đường 2 làn xe thì độ mở rộng được xác định theo công thức:

+ LA: Khoảng cách từ đầu xe đến trục sau cùng của xe: LA= 8 (m).

+ V: Vận tốc xe chạy tính toán, V = 60 km/h.

+ R: Bán kính đường cong nằm.

Bảng 1 9 Kết quả tính toán ở bảng

Chiều dài đường cong chuyển tiếp được tính theo công thức (3-17)[2]

Trong đó: V: Tốc độ thiết 60 (km/h)

R: Bán kính đường cong trên bình đồ (m).

I: Độ tăng gia tốc ly tâm Tính toán lấy I = 0,5 m/s 3 (mục 3.7)[2])

- Tuyến đường thiết kế có tốc độ 60Km/h nên không yêu cầu thiết kế đường cong chuyển tiếp.

Bảng 1 10 Bảng xác định chiều dài nối siêu cao

2.2.9 Bán kính đường cong đứng R loi min ; R lom min Đường cong đứng được thiết kế ở những đường đỏ đổi dốc tại đó có hiệu đại số giữa hai độ dốc  lớn hơn 1% (đối với cấp thiết kế là cấp IV tốc độ 60km/h) i1, i2: là độ dốc của hai đoạn đường đỏ tại chỗ gãy

 = i1 - i2 Khi lên dốc lấy dấu (+)

Khi xuống dốc lấy dấu (-)

2.2.9.1 Bán kính đường cong đứng lồi.

Trị số tối thiểu của bán kính đường cong đứng lồi xác định theo các điều kiện bảo đảm tầm nhìn xe chạy ban ngày trên đường SI:

Trong đó: S I : Tầm nhìn một chiều ; S I um d1: Chiều cao tầm mắt của người lái xe, Theo [1] điều 5.1.1 d1=1,2m

Theo [1] điều 5.8.2 qui định với V`km/h thì R loi min = 1000 (m).

Vì tuyến đường thiết kế thuộc đường quốc lộ nên các chỉ tiêu khai thác tuyến yêu cầu cao hơn nên ta chọn: R loi min = 4000 (m)

2.2.9.2 Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm. min

R lom được xác định theo giá trị vượt tải cho phép của lò xo nhíp xe, tương ứng với trị số gia tốc ly tâm không lớn hơn 0,5 - 0,7 m/s 2

Trong thực tế thường dùng a = 0,5m/s 2

- Công thức tính toán: Rlõm min = 13 V 2 a  13 60 0 2 , 5 U3,85 (m)

V: Tốc độ xe chạy tính toán V` km/h.

Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm cần phải được xác định theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm trên mặt đường. h d

Hình 1 4 Sơ đồ đam bảo tầm nhìn ban đêm trên đường cong đứng lõm

Trong đó:+ SI: Tầm nhìn một chiều SI = 75 (m)

+ hd: Chiều cao tầm mắt của tâm pha đèn trên mặt đường hd=0,8 (m)

+ α: là góc chắn của pha đèn α = 2 0

 R lom min = 1333,6 (m) Theo tài liệu [1] với tốc độ tính toán V = 60km/h, R lom min = 1500 (m)

Vì tuyến đường thiết kế thuộc đường quốc lộ nên các chỉ tiêu khai thác tuyến yêu cầu cao hơn nên ta chọn: R lom min 00 (m).

Chiều rộng của làn xe phía ngoài cùng được xác định theo sơ đồ xếp xe củaZamakhaép:

Hình 1 5 Sơ đồ xếp xe của Zamakhaép

Trong đó: + b: Chiều rộng thùng xe; btải = 2,5m

+ c: Cự ly giữa 2 bánh xe; ctải = 1,6m

+ x: Cự ly từ sườn thùng xe đến làn xe bên cạnh (m).

+ y: Khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép phần xe chạy (m). x,y được xác định theo công thức của Zamakhaép.

Do đường 2 làn xe nên ta chỉ xét trường hợp 2 xe chạy ngược chiều trên 2 làn.

- Xét trường hợp hai xe chạy ngược chiều: x = 0,5+ 0,005V y = 0,5+ 0,005V

Vậy bề rộng làn xe: B 2

Theo tài liệu [1] với tốc độ thiết kế 60 km/h thì B =3,5 m

2.2.11 Số làn xe, bề rộng nền, mặt đường.

Số làn xe yêu: lth cdgio lx N n N

Trong đó:+ nlx: Số làn xe yêu cầu.

+ Nlth: Năng lực thông hành tối đa khi không có phân cách trái chiều và ôtô chạy chung với xe thô sơ thì theo tài liệu [1] ta có: Nth00 (xcqđ/h).

+ Z: Hệ số sử dụng năng lực thông hành, với Vtt = 60km/h thì Z = 0,55.

+Ncdgio: Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm:

Thay các giá trị vào công thức ta có:

Theo tài liệu [1] với tốc độ thiết kế 60 km/h thì n =2 làn.

Vì tuyến đường thiết kế thuộc đường quốc lộ nên các chỉ tiêu khai thác tuyến yêu cầu cao, và trong thành phần dòng xe, xe tải thiết kế chiếm đa số nên ta chọn nlx= 2 làn.

2.2.11.2 Bề rộng nền, mặt đường.

- Chiều rộng phần xe chạy: Bm = n.B + Bd

Trong đó: + n - số làn xe

+ B - Chiều rộng một làn xe

+ Bd là tổng bề rộng dải phân cách Đối với tuyến đường thiết kế, ta không bố trí dải phân cách nên Bd=0.

- Chiều rộng nền đường: Bn = Bm + 2.Blề

Theo tài liệu [1] với tốc độ thiết kế 60 km/h thì Blề =1 m

2.2.12 Môđun đàn hồi yêu cầu và loại mặt đường [ theo tài liệu 2]

2.2.12.1 Xác định tải trọng tính toán.

Căn cứ vào chức năng của tuyến đường chọn:

- Tải trọng trục tính toán: 100 (KN)

- Áp lực bánh xe tính toán lên mặt đường: 0,6 (Mpa)

- Đường kính đường tròn vệt bánh xe tương đương: D = 33cm.

2.2.12.2 Mođun đàn hồi yêu cầu và loại mặt đường.

Với tuyến đường cấp IV với vận tốc thiết kế 60 Km/h, lưu lượng xe con quy đổi

1852 xcqđ/ng.đêm ở năm thứ 15, sơ bộ chọn cấp áo đường cấp A1 (khi tiến hành đầu tư xây dựng 1 lần) hoặc mặt đường cấp cao thứ yếu A2 (trong những năm đầu của phương án đầu tư xây dựng phân kỳ)

- Áp lực tính toán: 6 (daN/cm 2 ).

- Diện tích vệt bánh xe tương đương: 33 (cm).

Mô đun đàn hồi tối thiểu xác định dựa vào cấp đường và cấp áo đường tra theo bảng 3

- Mặt đường cấp cao A1: E y/c min = 130 MPa

- Mặt đường cấp cao A2: E y/cmin = 100 Mpa

2.2.13 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu

Bảng 1 11 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kĩ thuật của tuyến

STT Chỉ tiêu kỹ thuật Đơn vị

1 Cấp đường Cấp IV IV

2 Vận tốc thiết kế Km/h 60 60 60

3 Độ dốc dọc lớn nhất % 2,6 7,0 2,6

Bán kinh đường cong nằm tối thiểu

+ Đảm bảo tầm nhìn ban đêm m 1125 1125

Bán kính đường cong đứng tối thiểu

8 Số làn xe chạy làn 0,13 2 2

9 Bề rộng phần xe chạy m 7,0 7,0 7,0

+ Phần xe chạy (+ lề gia cố) % 2,0 2,0

13 Môđun đàn hồi yêu cầu tối thiểu MPa 130 130

14 Loại mặt đường (dự kiến thiết kế) Cấp A2 A2 A2

Nguyên tắc thiết kế

Khi thiết kế bình đồ tuyến phải thiết kế phối hợp giữa bình đồ, trắc ngang, trắc dọc Để tiện lợi trong quá trình thiết kế cho phép đầu tiên là vạch tuyến trên bình đồ thông qua các đường dẫn hướng tuyến Sau đó dựa vào các đường dẫn hướng tuyến đã vạch tiến hành thiết kế bình đồ, trắc dọc, trắc ngang.

+ Đối với địa hình vùng đồng bằng, thung lũng, vùng đồi thoải đường dẫn hướng tuyến vạch theo “ Lối đi tuyến tự do” Vạch tuyến thẳng, ngắn nhất Tuy nhiên, tránh những đoạn thẳng quá dài (>3 km).

+ Đối với địa hình vùng đồi núi khó khăn, bình đồ và trắc dọc tuyến phải uốn lượn quanh co, bám theo địa hình để tranh thủ vượt độ dốc Tận dụng địa hình thấp để vượt tuyến qua đồi hoặc qua núi, những địa hình có đồi dốc thoải, dọc theo sông suối để giảm khối lượng đào đắp Dùng đường dẫn hướng tuyến theo “ lối đi gò bó”.

+ Đảm bảo các yếu tố của tuyến như bán kính tối thiểu đường cong nằm, chiều dài đường cong chuyển tiếp,…không vi phạm những quy định về trị số giới hạn đối với đường thiết kế.

+ Đảm bảo tuyến đường ôm theo dạng địa hình để khối lượng đào đắp là ít nhất, đảm bảo được cảnh quan thiên nhiên.

+ Không nên thiết kế những đoạn thẳng quá dài (lớn hơn 3km) gây tâm lý mất cảnh giác và buồn ngủ cho người lái xe.

+ Trong điều kiện địa hình cho phép, nên sử dung các tiêu chuẩn hình hoc cao như bán kính đường cong nằm, chiều dài đường cong chuyển tiếp.

+ Phối hợp giữa các yếu tố trên bình đồ với địa hình và cảnh quan xung quanh.+ Tránh các vùng đất yếu, với đường cấp cao tránh tuyến chạy qua khu dân cư.

Xác định các điểm khống chế

Trên bình đồ cần nghiên cứu kỹ địa hình và cảnh quan thiên nhiên để xác định được những khu vực khó khăn hay thuận lợi mà tại đó tuyến cần phải tránh hoặc đi qua.

+ Những khu vực tuyến cần tránh:

- Địa hình có độ dốc ngang sườn lớn.

- Địa chất kém ổn định, dễ bị sạt lở.

- Khu vực có nước ngầm hoạt động.

+ Những vị trí tuyến phải đi qua:

- Vị trí vượt sông, suối thuận lợi: Bề rộng sông ngắn, địa chất ở hai bên bờ sông ổn định, không bị xói lở.

Sau khi được xác định những điểm khống chế, cần đánh dấu để làm cơ sở cho công tác vạch tuyến đi qua.

Quan điểm thiết kế và xác định bước compa

Khi thiết kế tuyến phải dựa trên các quan điểm sau:

- Trường hợp tuyến phải đi qua thung lũng và đặt trên các thềm sông, suối phải đảm bảo đặt tuyến trên mực nước ngập về mùa lũ, tránh vùng đầm lầy, đất yếu và sự đe dọa xói lở của bờ sông Tránh tuyến đi uốn lượn quanh co quá nhiều theo sông suối mà không đảm bảo sự đều đặn của tuyến.

- Trường hợp tuyến đi theo đường phân thủy ít phải làm công trình thoát nước vì điều kiện thoát nước tốt, thường được dùng ở những vùng đồi thoải, nơi đỉnh đồi, núi phẳng ít lồi lõm và địa chất ổn định.

- Trường hợp tuyến đi lưng chừng sườn núi nên chọn những sườn đồi thoải, ít quanh co, địa chất ổn định, đường dẫn hướng tuyến sẽ được xác định theo độ dốc đều với một độ dốc chủ đạo với chú ý là phải nhỏ hơn độ dốc cho phép.

Trong đó: + h: Chênh lệch cao độ giữa hai đường đồng mức gần nhau,h = 10m.

+ idmax: Độ dốc dọc lớn nhất cho phép đối với cấp đường ( 0 /00).Có thể lấy id idmax- 0,02 phòng trường hợp tuyến vào đường cong bị rút ngắn chiều dài mà tăng thêm độ dốc dọc thực tế khi xe chạy

Thay các số liệu vào công thức 3.1 ta được:

Lập các đường dẫn hướng tuyến

- Đường dẫn hướng tuyến trong trường hợp gò bó về trắc dọc thì được vạch theo đường triển tuyến có độ dốc đều với độ dốc giới hạn (dung bước compa).

- Đường dẫn hưỡng tuyến trong trường hợp gò bó về bình đồ thì nên bám theo đường cùng cao độ (đường đồng mức) với độ dốc lên xuống ít để đảm bảo yêu cầu thoát nước trên đường.

- Đường dẫn hướng tuyến xác định bằng bước compa là một đường gãy khúc tại các đường đong mức, đường này có độ dốc không đổi id Dựa theo đường dẫn hướng tuyến lựa chọn tuyến đường chạy trong phạm vi giữa các đường gãy khúc gồm các đoạn thẳng và đoạn cong.

Các phương án tuyến

Từ đường dẫn hướng tuyến 1, các điểm khống chế và quan điểm thiết kế ta vạch được phương án tuyến như sau:

- Tuyến có 6 đường cong nằm

- Tuyến điều hóa bám sát đường đồng mức

- Tuyến có đường cong nằm tương đối

- Số lượng công trình thoát nước là 7 cống

- Tuyến có 7 đường cong nằm

- Tuyến có đường cong nằm tương đối

- Số lượng công trình thoát nước là 9 cống

- Tuyến có 6 đường cong nằm

- Bán kính đường cong nằm trung bình 360

- Số lượng công trình thoát nước là 7 cống

- Tuyến có 7 đường cong nằm

- Số lượng công trình thoát nước là 9 cống

So sánh sơ bộ - chọn 2 phương án tuyến

Bảng 1 12 Bảng so sánh các chỉ tiêu của các phương án tuyến như sau:

Chỉ tiêu so sánh Đơn vị PA1 PA2 PA3 PA4

Số lần chuyển hướng Lần 4 6 4 6

Góc chuyển hướng trung bình Độ 47 0 34’4,47

Bán kính ĐCN nhỏ nhât m 150 150 250 125

Bán kính ĐCN trung bình m 350 450 360 700

Số công trình cống thoát nước cái 7 9 7 9

Từ các đặc điểm nêu trên nên chọn phương án 1 và 2 để lập dự án khả thi cho tuyến đường.

Tính toán các yếu tố đường cong cho 2 phương án tuyến chọn

3.7.1 Quan điểm thiết kế đường cong nằm. Đường cong nằm thiết kế theo dạng đường cong tròn Việc thiết kế bán kính đường cong nằm phải thỏa mãn lớn hơn các giá trị tối thiểu trong bảng chỉ tiêu kỹ thuật. Ngoài ra, ta chọn bán kính đường cong nằm theo quan điểm càng lớn càng tốt nhưng phải chú ý các điều kiện khống chế về địa hình, khả năng thi công, bán kính 2 đường cong nằm liên tiếp có bố trí siêu cao, hay không bố trí siêu cao, việc thiết kế tuyến hài hòa với cảnh quan và ít tác động vào địa hình tự nhiên

3.6.2 Kết quả tính toán các yếu tố đường cong.

Các yếu tố đường cong được xác định như sau:

+ Chiều dài đường tang của đường cong: α

+ Phân cực của đường cong:

+ Chiều dài của đường cong: α.π.R 0

Trong đó: + R (m): Bán kính của đường cong.

+ α (độ): Góc chuyển hướng của tuyến

Kết quả tính toán các yếu tố đường cong của phương án chọn được lập bảng:

Bảng 1 13 Các yếu tố cơ bảng của đường cong

PA STT Lý trình Góc chuyển hướng a Các yếu tố cơ bản của đường cong đỉnh Trái Phải R(m) P(m) T(m) K(m) L(m)

Rãnh thoát nước

- Rãnh biên được thiết kế và xây dựng để thoát nước mưa từ mặt đường, lề đường, taluy nền đường đào và diện tích khu vực hai bên dành cho đường ở các đoạn nền đường đào, nửa đào nửa đắp, nền đường đắp thấp hơn 0,6m.

- Kích thước của rãnh biên trong điều kiện bình thường được thiết kế theo cấu tạo định hình mà không yêu cầu tính toán thủy lực Chỉ trong trường hợp nếu rãnh biên không những chỉ thoát nước bề mặt đường, lề đường và diện tích dải đất giành cho đường mà còn để thoát nước lưu vực hai bên đường thì kích thước rãnh biên phải được tính toán theo công thức thủy lực, nhưng chiều sâu rãnh không được quá 0,8m.

Kích thước của rãnh lấy theo cấu tạo:

Hình 1 6 Cấu tạo rãnh biên

- Tiết diện của rãnh có thể là hình thang, tam giác, chữ nhật hoặc nửa hình tròn Phổ biến dung rãnh tiết diện hình thang, có chiều rộng đáy là 0,40m, chiều sâu tối thiểu tính từ mặt đất tự nhiên là 0,30m, taluy rãnh nền đường đào lấy bằng độ dốc taluy đường đào theo cấu tạo địa chất, taluy rãnh nền đường đắp là 1:1,5 – 3 Có thể dung rãnh có tiết diện tam giác, chiều sâu 0,30 m, mái dốc phía phần xe chạy 1:3 và phía đối xứng 1:1,5 đối với nền đường đắp, và 1:m theo mái dốc 1:m của nền đường đào, ở những nơi địa chất là đá có thể dung tiết diện hình chữ nhật hay tam giác.

- Để tránh rãnh không bị ứ đọng bùn cát, độ dốc lòng rãnh không được nhỏ hơn 5‰, trường hợp đặc biệt cho phép lấy bằng 3‰

- Khi quy hoạch thoát nước mặt, chú ý không để thoát nước từ rãnh nền đường đắp chảy về nền đường đào, trừ trường hợp nền đường đào ngắn hơn 100m, không cho nước từ các rãnh đỉnh, rãnh dẫn nước, vv…, chảy về rãnh dọc và phải luôn luôn tìm cách tháo nước rãnh dọc về chỗ trũng, ra sông suối gần đường hoặc cho thoát qua đường nhớ các công trình thoát nước ngang đường Đối với rãnh tiết diện hình thang cứ cách tối đa 500m và tiết diện tam giác cách 250m phải bố trí cống cấu tạo có đường kính cống 1m để thoát nước từ rãnh biên về sườn núi bên đường Đối với cống cấu tạo không yêu cầu tính toán thủy lực.

- Nơi thoát nước từ rãnh biên nền đường đắp phải cách xa nền đường đắp Nếu bên cạnh nền đường đắp có thùng đấu thì rãnh dọc nền đường đào được thiết kế hướng dần tới thùng đấu Nếu không có thùng đấu thì rãnh dọc nền đường đào bố trí song song với tim đường cho tới vị trí nền đường đắp lớn hơn 0,50m thì bắt đầu thiết kế rãnh tách xa dần khỏi nền đường cho tới chiều sâu rãnh bằng không.

- Đối với vùng canh tác nông nghiệp, nếu kết hợp sử dụng rãnh làm kênh tưới tiêu thì tăng kích thước của rãnh dọc và đồng thời có biện pháp đảm bảo nền đường không bị sụt và xói lở.

- Qua các khu dân cư, rãnh biên nên thiết kế loại rãnh xây đá hoặc bê tông và có lát các tấm đan che kín, có bố trí hệ thống giếng thu nước mưa.

- Rãnh biên trong hầm nên thiết kế có kích thước lơn hơn thông thường để tăng khả năng thoát nước và sử dụng loại rãnh xây đá hoặc bằng bê tông.

- Ở những đoạn độ dốc rãnh lớn hơn trị số độ dốc gây xói đất lòng rãnh phải căn cứ vào tốc độ nước chảy để thiết kế gia cố rãnh thích hợp (lát đá, xây đá, xây bê tông) Trong điều kiện cho phép, nên gia công lòng rãnh bằng lát đá khan hoặc xây đá, không phụ thuộc vào độ dốc của rãnh để đảm bảo khả năng thoát nước của rãnh và giảm nhẹ công tác duy tu, bảo dưỡng rãnh.

- Khi diện tích lưu vực sườn núi đổ về đường lớn hoặc khi chiều cao taluy đào 12m thì phải bố trí rãnh đỉnh để đón nước chảy về phía đường và dẫn nước về công trình thoát nước, về sông suối hay chỗ trũng cạnh đường, không để nước đổ trực tiếp xuống rãnh biên.

- Rãnh đỉnh phải có quy hoạch hợp lý về hướng tuyến, độ dốc dọc và mặt cắt thoát nước Thiết kế rãnh đỉnh với tiết diện hình thang, chiều rộng đáy rãnh tối thiểu là 0,50m, bờ rãnh có taluy 1:1,5, chiều sâu rãnh xác định theo tính toán thủy lực và đảm bảo mực nước tính toán trong rãnh cách mép ít nhất 20cm, nhưng không sâu quá 1,50m.

- Khi rãnh đỉnh có chiều dài đáng kể thì chia rãnh thành các đoạn ngắn Lưu lượng nước chảy tính toán của mỗi đoạn lấy bằng lưu lượng nước chảy qua mặt cắt cuối cùng của mỗi đoạn, tức lưu lượng từ phần lưu vực chảy trực tiếp về đoạn rãnh tính toán cộng với tất cả các lưu lượng nước chảy từ lưu vực ở các đoạn rãnh từ trên chảy về.

- Độ dốc của rãnh đỉnh thường chọn theo điều kiện địa hình để tốc độ nước chảy không gây xói lòng rãnh Trường hợp do điều kiện địa hình bắt buộc phải thiết kế rãnh đỉnh có độ dốc lớn, thì phải có biện pháp gia cố lòng rãnh thích hợp, tốt nhất là gia cố bằng đá hộc xây hay bằng tấm bê tông hoặc thiết kế rãnh có dạng dốc nước hay bậc nước Để tránh ứ đọng bùn cát trong rãnh không được nhỏ hơn 3% - 5%.

- Ở những nơi địa hình sườn núi dốc, diện tích lưu vực lớn, địa chất dễ sụt lở, có thể làm hai hoặc nhiều rãnh đỉnh Ngược lại, nếu độ dốc ngang sườn dồi nhỏ và diện tích lưu vực nước chảy về rãnh dọc không lớn, có thể không làm rãnh đỉnh, nhưng phải kiểm tra khả năng thoát nước rãnh biên.

- Vị trí của rãnh đỉnh cách mép taluy nền đường đào ít nhất 5m và đất thừa do đào rãnh đỉnh được đắp thành một con trạch (đê nhỏ) về phía dốc đi xuống của địa hình (phía thấp); bề mặt con trạch có độ dốc ngang 2% về phía rãnh và chân cách mép taluy nền đường đào ít nhất 1m.

Tính toán công trình thoát nước

4.2.1.1 Xác định vị trí và quan điểm thiết kế cống.

Khi thiết kế cống ta cần phải xác định chính vị trí đặt cống dựa trên bình đồ, trắc dọc và mô hình 3D Các vị trí cần đặt cống hoặc cầu nhỏ là những nơi có suối nhỏ và nơi có tụ thủy mà tuyến đi qua Kết quả xác định vị trí đặt cống được thể hiện trong bản vẽ số 03

Sau khi xác định các vị trí đặt cống và tính toán lưu lượng nước cực đại đổ về cống ta cần phải chọn loại cống sao cho đủ khả năng thoát nước lưu vực đổ về công trình đồng thời phải thỏa mãn các điều kiện về cao độ khống chế, cao độ mực nước dâng… Ngoài ra, quan điểm thiết kế cống của nhóm là thiết kế cống loại I, ở chế độ chảy không áp để thuận lợi cho quá trình thi công củng như khả năng thoát nước cho công trình

Bảng 1 14 Vị trí công trình cống thoát nước theo phương án 1

Bảng 1 15 Vị trí công trình cống thoát nước theo phương án 2

4.2.1.2 Xác định lưu vực, trình tự tính toán thủy văn và thủy lực cống.

Diện tích lưu vực được xác định dựa vào bình đồ địa hình, ta khoanh từng lưu vực nước chảy về công trình theo ranh giới của các đường phân thủy, sau đó tính diện tích của từng lưu vực Kết quả được thống kê ở bảng sau:

Bảng 1 16 Diện tích cống theo PA1

Bảng 1 17 Diện tích cống theo PA2

Diện tích lưu vực được thể hiện trên bản vẽ số 03

Dạng công thức tính toán:

+ F: Diện tích lưu vực (km 2 ).

+ Qp: Lưu lượng đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế P% (m 3 /s).

+ HP: Lưu lượng mưa ngày ứng với tần suất thiết kế P% (mm)

+ α : Hệ số dòng chảy lũ, (xác định theo phụ lục 6/T304/Sổ tay Thiết kế đường ôtô tập II) tùy thuộc loại đất cấu tạo bề mặt lưu vực, lượng mưa ngày thiết kế Hp và diện tích lưu vực F

+ Ap: Modun dòng chảy đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế trong điều kiện chưa xét đến ảnh hưởng của hồ ao, (xác định theo phụ lục 3/T279-284/Sổ tay Thiết kế đường ôtô tập II) phụ thuộc vào hệ số đặc trưng địa mạo lòng sông fls (công thức ), thời gian tập trung nước trên sườn dốc tsd và vùng mưa.

+ δ : Hệ số ảnh hưởng của hồ ao và đầm lầy, δ = 1 (xác định theo bảng 7.2.6, trang 214, sổ tay thiết kế đường tập II)

1 Dựa vào phụ lục 1 và Phụ lục 5, Sổ tay Thiết kế đường ôtô tập II, xác định vùng thiết kế và lượng mưa ngày ứng với tần suất thiết kế.

Tuyến đường nằm ở địa phận Krong Pắc ứng với vùng mưa XIV Có lượng mưa ngày ứng với tần suất thiết kế lấy theo qui phạm TCVN4054 – 2005 Theo TCVN4054 – 2005 với cấp thiết kế là cấp IV ta lấy p = 4%, H4%= 192 mm. Ở khu vực tuyến đi qua có đất là loại đất cấp III

2 Chiều dài sườn dốc lưu vực được xác định theo công thức:

+ l : Tổng chiều dài các suối nhánh (km) Chỉ tính các suối có chiều dài lớn hơn 0,75 chiều rộng trung bình của sườn dốc lưu vực B.

+ L: Chiều dài suối chính (km) đo từ nơi suối bắt đầu hình thành rõ ràng tới vị trí công trình.

 Đối với lưu vực có hai mái dốc:

 Đối với lưu vực có một mái dốc:

3 Hệ số đặc trưng địa mạo của sườn dốc lưu vực:

+  sd : Độ dốc của sườn dốc lưu vực  0 / 00  Độ dốc trung bình của sườn dốc chính

Isd được xác định bằng trị số trung bình của 4 – 6 hướng nước chảy đại diện cho sườn dốc lưu vực.

+ msd: Hệ số đặc trưng nhám của sườn dốc, xác định theo bảng 7.2.5 (Sổ tay thiết kế đường tập II).

4 Xác định thời gian tập trung nước t sd :

Xác định thời gian tập trung nước tsd theo phụ lục 4, Sổ tay Thiết kế đường ôtô tập

II, ứng với sd và vùng mưa rào.

Ta có: tsd =  (vùng mưa, sd ).

5 Hệ số đặc trưng địa mạo lòng sông suối ls tính theo công thức:

+ L : Chiều dài suối chính (km).

+ Isl : Độ dốc lòng suối chính  0 / 00  Độ dốc lòng suối chính Ils được xác định theo độ dốc của đường thẳng kẻ theo trắc dọc sông từ nơi suối hình thành rõ ràng tới vị trí công trình sao cho phần diện tích nằm trên và dưới đường thẳng này gần bằng nhau + msl: Hệ số đặc trưng nhám của lòng suối (xác định theo bảng 7.2.4, Sổ tay Thiết kế đường tập II).

6 Xác định Ap theo ls và t sd , vùng mưa theo Phụ lục 3, Sổ tay Thiết kế đường ôtô tập II

7 Xác định trị số Q max sau khi thay các trị số trên vào công thức 4.1

Xem phụ lục I Xác định trị số Qmax

Kết quả tính toán được thể hiện như sau:

Bảng 1 18 Khẩu độ cống tính tính theo phương án 1

Stt Lý trình Q max (m 3 /s) Khẩu độ cống

Bảng 1 19 Khẩu độ cống tính tính theo phương án 2

Stt Lý trình Q max (m 3 /s) Khẩu độ cống

Nguyên tắc thiết kế

Sau khi đã có trắc dọc tự nhiên của hai phương án tuyến, xác định các điểm khống chế, điểm mong muốn Từ đó nghiên cứu kỹ địa hình để vạch đường đỏ cho phù hợp với các yêu cầu kinh tế, kỹ thuật theo các nguyên tắc cơ bản sau:

- Ðối với mọi cấp đường đảm bảo đường đỏ thiết kế lượn đều với độ dốc hợp lý + Khi địa hình cho phép nên dùng các tiêu chuẩn kỹ thuật cao nhằm phát huy hết tốc độ xe chạy, đảm bảo an toàn, tiện lợi và kinh tế nhằm nâng cao chất lượng khai thác và dễ dàng nâng cấp sau này.

+ Các tiêu chuẩn giới hạn cho phép như độ dốc dọc idmax, bán kính đường cong đứng tối thiểu chỉ dùng ở những nơi khó khăn về địa hình.

+ Việc chọn tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế đường cho từng đoạn phải trên cơ sở phân tích so sánh các phương án về kinh tế kỹ thuật.

- Trong phạm vi có thể được nên tránh dùng những đoạn dốc ngược chiều khi tuyến đang liên tục lên hoặc liên tục xuống.

- Ðể đảm bảo thoát nước mặt tốt không phải làm rãnh sâu thì nền đường đào và nửa đào nửa đắp không nên thiết kế có độ dốc nhỏ hơn 5 0 /00 (cá biệt 3 0 /00).

- Ðường cong đứng phải được bố trí ở những chổ đường đỏ đổi dốc mà hiệu đại số giữa hai độ dốc >1%

- Ðường cong đứng thiết kế dạng đường cong parabol.

- Phải đảm bảo cao độ của những điểm khống chế.

- Khi vạch đường đỏ cố gắng bám sát những cao độ mong muốn để đảm bảo các yêu cầu về kinh tế kỹ thuật và điều kiện thi công.

Xác định cao độ các điểm khống chế

5.2.1 Cao độ khống chế đường đo phải đi qua:

Xác định cao độ những điểm khống chế buộc đường đỏ phải đi qua hoặc đường đỏ phải cao hơn cao độ tối thiểu quy định như cao độ điểm đầu, điểm cuối của tuyến Cao độ giao nhau với các đường ôtô khác cấp, cao độ mặt cầu, cao độ đất đắp tối thiểu trên cống.

+ Cao độ điểm đầu tuyến (A): 326,96m

+ Cao độ điểm cuối tuyến (B): 353.18m

+ Cao độ đất đắp trên cống tối thiểu là 0.5m

+ Cao độ điểm đầu tuyến (A): 326,96m

+ Cao độ điểm cuối tuyến (B): 353,18m

+ Cao độ đất đắp trên cống tối thiểu là 0.5m

Cao độ đường đỏ đi qua những điểm này phải cao hơn cao độ tối thiểu quy định a) Tại các vị trí đặt cống Đối với cống tròn: Hkc= hđc + Ф + δ + hdđ + hađ

+ hđc : chiều cao đặt cống

+ hdđ : chiều cao đất đắp ≥ 50cm

+ hađ : chiều dày lớp kết cấu áo đường (giả định là 60cm) b) Bề dày thành cống

Chiều dày ống cống có thể xác định sơ bộ theo công thức sau δ = Ф

Bảng 1 20 Bảng cao độ khống chế trên cống của 2 phương án tuyến

Phương pháp thiết kế đường đỏ

Theo phương pháp này, đường đỏ thiết kế gần song song với đường đen và nền đường đường đa số là nền đắp Thiết kế theo phương pháp này có nhiều ưu điểm: khối lượng công tác nền đất ít, nền đường ổn định, chế độ thuỷ nhiệt thuận lợi, ít thay đổi quang canh thiên nhiên và cân bằng tự nhiên nơi tuyến đi qua Phương pháp này áp dụng với vùng đồng bằng, là những vùng có độ dốc địa hình nhỏ, mặt cắt dọc mặt đất tự nhiên thường nhỏ hơn độ dốc giới hạn lớn nhất cho phép đối với cấp đường.

Theo phương pháp này thì đường đỏ và đường đen cắt nhau ở một số điểm gọi là điểm xuyên và tạo thành những đoạn đào đắp xen kẽ Ưu điểm của phương pháp này là ít đường cong đứng, khống chế được lượng đào đắp tương đương Đồng thời nếu tuyến đi qua vùng có địa chất tốt (loại đất có thể dùng để đắp nền đường) thì ta tận dụng được lượng đất nền đào chuyển sang nền đắp Tuy nhiên cũng chính vì vậy mà khi vạch đường đỏ theo phương pháp này thì khối lượng đào đắp rất lớn Mặt khác nếu tuyến đi qua những vùng có địa chất xấu, dễ bị sụt lở thì phải tốn chi phí cho các công trình gia cố mái taluy nền đường, công trình ngăn chặn mực nước ngầm… Phương pháp này được áp dụng cho những vùng có độ dốc địa hình lớn hơn độ dốc dọc lớn nhất cho phép đối với tuyến đường.

Quan điểm thiết kế

Địa hình khu vực tuyến đi qua là vùng đồng bằng và đồi nên trắc dọc cao độ tự nhiên có thay đổi trên toàn tuyến nên ta chọn quan điểm thiết kế đường theo phương pháp đường bao kết hợp phương pháp đường cắt Cố gắng cân bằng giữa khối lượng đào và đắp để tận dụng vận chuyển dọc hoặc vận chuyển ngang từ phần nền đào sang phần nền đắp.

Bám sát các điểm khống chế, làm thỏa mãn tất cả các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến: độ dốc dọc nhỏ hơn độ dốc dọc lớn nhất, độ dốc dọc tối thiểu ở nền đào, bán kính đường cong đứng, phối hợp giữa đường cong đứng và đường cong nằm nhằm đảm bảo sự đều đặn của tuyến.

Trình tự thiết kế đuờng đỏ

Xác định cao độ những điểm không chế buộc đường đỏ phải đi qua hoặc đường đỏ phải cao hơn cao độ tối thiểu qui định như cao độ điểm đầu, điểm cuối của tuyến, cao độ nơi giao nhau với các đường giao thông khác cấp cao hơn hoặc với đường sắt, cao độ mặt cầu, cao độ tối thiểu đắp trên cống, cao độ nền đường bị ngập nước hai bên, cao độ nền đường ở những nơi có mực nước ngầm cao.

Phân trắc dọc thành những đoạn đặc trưng về địa hình qua trị số độ dốc sườn núi tự nhiên và địa chất khu vực Nên phân thành từng đoạn có độ dốc sâu để xác định cao độ những điểm mong muốn(cao độ chỉ đạo) is< 20% dùng dạng nền đắp và nửa đào – đắp, is= 20% - 30% dạng nửa đào – nửa đắp, is > 30% dạng trắc ngang chữ L hoặc thiên về đào nhiều hơn. Để xác định cao độ mong muốn cho từng đoạn trắc dọc(hoặc từng cọc đại diện) ta tiến hành lập đồ thị quan hệ giữa diện tích đào và diện tích đắp với chiều cao đào(đắp). Tại nơi có Fđào= Fđắp sẽ xác định trắc ngang kinh tế

Fđào= Fđắp Đàohoàn toàn Đắp hoàn toàn

Sau khi xác định được các điểm khống chế và các điểm mong muốn đưa các điểm đó lên trắc dọc đã vẽ đường đen( đường địa hình tự nhiên).

Sơ bộ vạch đường đỏ thỏa mãn các yêu cầu ở trên.

Phân trắc dọc thành từng đoạn đặc trưng về độ dốc dọc của đường đỏ, xác định cao độ điểm đầu của đoạn dốc tính toán, định trị số dốc dọc cho đoạn đó một cách chính xác(độ dốc dọc phải chẵn phần nghìn), tính cao độ của điểm cuối và cứ thế tính chuyền cao độ đường đỏ ở cọc tiếp theo cho tới điểm cuối cùng.

Sau khi xác định cao độ đường đỏ ở các cọc trong đoạn tính chiều cao đắp, đào của tất cả các cọc Kiểm tra yêu cầu về vạch đường đỏ, qua đó điều chỉnh lại nếu thấy cần thiết Nếu thấy độ dốc dọc là tương đối phù hợp thì chuyển sang đoạn tiếp theo với cách tính tương tự.

Khi vạch đường đỏ và tính chiều cao đào đắp ở tất cả các cọc cần xác định vị trí điểm xuyên để phục vụ cho việc tính toán khối lượng công tác sau này Trong thiết kế thường gặp hai trường hợp sau:

- Đường đỏ là đường dốc thẳng thì tính điểm xuyên theo công thức sau:

Hình 1 7 Sơ đồ xác định điểm xuyên từ nền đào ra nền đắp

Sau khi vạch đường đỏ ta tiến hành bố trí đường cong đứng như sau:

- Chiều dài đường tang của đường cong đứng:

- Chiều dài đường cong đứng tạo bởi hai góc dốc i1 và i2:

- Phân cự đường cong đứng:

P = 2R 8R i1, i2 là độ dốc của hai đoạn dốc nối nhau bằng đường cong đứng, dấu của i1 và dấu của i2: i1 lên dốc mang dấu (+);xuống dốc mang dấu (-).

Hình 1 8 Các yếu tố đừng cong đứng

Bảng 1 21 Các yếu tố cơ bản của đường cong đứng

CÁC YẾU TỐ CƠ BẢN CỦA ĐƯỜNG CONG ĐỨNG

Phương án STT Lý trình đỉnh Độ dốc dọc(%)

Các yếu tố cơ bản của đường cong đứng i t i p R (m) T (m) K (m) P (m)

Thiết kế mặt cắt ngang tĩnh không

Tĩnh không tối thiểu của các cấp đường được quy định như theo điều 4.10, tài liệu

[1] Trên đường cải tạo, gặp trường hợp khó khăn có thể cho phép giữ lại tĩnh không cũ nhưng không được thấp hơn 4.30 m Trong trường hợp này phải thiết kế khung giá hạn chế tĩnh không đặt trước chỗ tĩnh không bị hạn chế ít nhất là 20 m Đối với đường cấp IV có tốc độ thiết kế 60 km/h, thì mặt cắt ngang tĩnh không như sau:

Hình 1 9 Khoảng không gian khống chế

Quan điểm thiết kế mặt cắt ngang

Để tuyến đường sau khi đưa vào khai thác có chất lượng tốt, mức độ an toàn khi xe chạy cao thì ta cần phải thiết kế được mặt cắt ngang hợp lý Tùy vào từng điều kiện cụ thể như độ dốc ngang sườn, chiều cao đào đắp… để thiết kế một mặt cắt ngang hợp lý nhất.

+ Thiết kế mặt cắt ngang cho nền đường đào: Đối với mặt cắt ngang dạng nền đường này theo điều 7.7.1 [1] thì:

- Đối với loại đất ở trạng thái chặt vừa như trong đồ án khi chiều sâu đào lớn (>12m) thì độ dốc mái đường đào là 1:1,25 Ngoài ra khi đào ta phải thực hiện đào theo bậc cấp, có thể phân làm nhiều bậc nếu nền đất không tốt… phía trên đào thoải và càng xuống thì độ dốc tăng lên.

- Đối với những mặt cắt ngang có chiều sâu đào nhỏ hơn 12m thì ta đào theo dộ dốc 1:1 ( áp dụng với loại đất trong đồ án này)

+ Thiết kế mặt cắt ngang cho nền đường đắp:

Theo điều 7.8.1 [1] thì đối với nền đắp thấp (6m) đối với loại đất như trên thì ta đắp theo độ dốc 1: 1,75 và nếu lớn hơn nữa thì ta củng cần phân cấp để đắp theo nguyên tắc lớp phía dưới đắp thoải rồi dốc dần lên các lớp phía trên.

Ngoài ra, theo điều 7.5.1 [1] thì đối với mặt cắt ngang có độ dốc ngang sườn lớn từ 20%-50% phải đánh bậc cấp trước khi đắp, nhỏ hơn 20% thì ta phải đào lớp đất hữu cơ và lớn hơn 50% ta phải có biện pháp xử lý đặc biệt như làm kè, tường chán, đắp đá… rồi mới tiến hành đắp đất Và khi đắp cao thì ta phải tính toán độ ổn định của mái dốc củng như cường độ nền đường có thỏa mãn hay không vì lúc này có tải trọng bản thân của lớp đất là rất lớn.

+ Đối với dạng nền đường đắp thấp (>0,6m) thì ta cần dựa vào địa hình để xác định rãnh biên được bố trí 1 bên hay 2 bên sườn của mặt cắt ngang.

Các dạng mặt cắt ngang chi tiết và điểm hình của hai phương án tuyến

Dựa vào quan điểm thiết kế trên ta thiết kế được dạng mặt cắt ngang điển hình của hai phương án tuyến như trong bản vẽ số 05

Tính toán khối lượng đào đắp cho 2 phương án

Sau khi thiết kế xong mặt cắt ngang của 2 phương án ta tính toán khối lượng đào đắp

2 phương án bằng phần mềm nova và cho kết quả như trong:

Phụ lục 4: Bảng khối lượng đào đắp của 2 phương án tuyến

Cơ sở để tính toán khối lượng đào đắp là các bản vẽ trắc dọc, trắc ngang và bình đồ địa hình Khối lượng đào đắp được tính chính xác khi địa hình thực tế phải thống nhất với thiết kế. Để tính được khối lượng đào hoặc đắp một cách chính xác thì rất phức tạp do phải tính tích phân:

+ V: Khối lượng đào hoặc đắp (m 3 ).

+ F: Diện tích mặt cắt ngang nền đường biến đổi dọc theo tuyến tùy theo địa hình, cao độ đào đắp thiết kế và cấu tạo kích thước nền đường (m 2 ).

+ L: Chiều dài đoạn tuyến định tính toán (m).

Vì F phụ thuộc nhiều yếu tố trên và thay đổi không theo quy luật nào Do vậy việc áp dụng công thức trên rất khó khăn Nên tính theo phương pháp gần đúng như sau:

- Chia đoạn tuyến thành từng đoạn nhỏ, điểm chia là các cọc địa hình và tại các vị trí điểm xuyên.

- Trong mỗi đoạn giả thiêt mặt đất là phẳng và tính khối lượng đất đào hay đắp như thể tích một lăng trụ: dao dao

+ Vđào,Vđắp: Khối lượng đất phải đào, đắp trong đoạn.

+ F(1) đào, F(2) đào: Diện tích mặt cắt ngang phần đào tại đầu đoạn và cuối đoạn.

+ F(1) đắp, F(2) đắp: Diện tích mặt cắt ngang phần đắp tại đầu đoạn và cuối đoạn.

Trên mỗi trắc ngang tính diện tích phần đào, phần đắp, những trắc ngang nửa đào, nửa đắp cũng tính riêng diện tích phần đào, phần đắp.

Khối lượng rãnh biên tính luôn vào diện tích phần đào.

Hình 1 10 Sơ đồ tính khối lượng đào đắp giữa hai cọc (1) và (2)

Cao độ đào hay đắp nền đường ở đây là cao độ tại tim đường, nên có thể đắp ở phần đường bên này nhưng đào ở phần đường bên kia, vậy tại các vị trí điểm xuyên vẫn có thể có khối lượng đào và khối lượng đắp.

Trên đoạn các đường cong cách tính khối lượng đất cũng như trên, cự ly giữa hai cọc trên đường cong tính theo cự ly cong ở tim đường.

Khối lượng đất đào đắp của toàn tuyến (hay đoạn tuyến) là tổng khối lượng của từng đoạn nhỏ đã tính. n 3 i=1 i

Khối lượng đất ở cống và cầu nhỏ vẫn tính như thường vì khối lượng không đáng kể Nếu có cầu lớn, 1/4 hình nón thì phải tính riêng.

Sau đây là công thức tính Fđào, Fđắp theo phương pháp gần đúng Đường ở đây có các kích thước sau:

+ Bề rộng phần xe chạy:2 x 3,75 = 7,5(m).

+ Rãnh dọc hình thang kích thước:0,4 x 0,4 x 1,2 (m)

6.4.1 Khối lượng đào đắp phương án 1:

- Khối lượng đất đào nền: Vđào = 37776,1(m 3 ).

- Khối lượng đất đào rảnh: Vđào rảnh = 981,99 (m 3 ).

- Khối lượng đất đắp: Vđắp = 33367,7 (m 3 ).

6.4.2.Khối lượng đào đắp phương án 2:

- Khối lượng đất đào nền: Vđào = 46043,86 (m 3 ).

- Khối lượng đất đào rảnh: Vđào rảnh = 1130,59 (m 3 ).

- Khối lượng đất đắp: Vđắp = 30919,66 (m 3 ).

Thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường mềm

7.1.1 Yêu cầu: a Yêu cầu chung đối với kết cấu áo đường:

- Áo đường phải đủ cường độ và ổn định cường độ (cường độ ít thay đổi hoặc không thay đổi khi chịu tác dụng của các điều kiện bất lợi).

- Mặt đường phải đảm bảo đủ độ bằng phẳng nhất định để:

+ Hệ số sức cản lăn giảm (tốc độ xe chạy tăng cao, giảm thời gian xe chạy, giảm lượng tiêu hao nhiên liệu).

+ Tăng tuổi thọ của phương tiện (hạ giá thành vận chuyển).

- Bề mặt áo đường phải đủ độ nhám để nâng cao hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường nhằm tăng mức độ an toàn xe chạy.

- Áo đường càng ít sinh bụi càng tốt để: (yêu cầu với lớp mặt)

+ Tầm nhìn của người lái xe tăng

+ Đảm bảo vệ sinh môi trường

+ Tăng tuổi thọ của động cơ cũng như tuổi thọ công trình

- Kết cấu áo đường phải kín để tránh nước mưa. b Yêu cầu riêng đối với kết cấu áo đường:

+ Là bộ phận trực tiếp chịu tác dụng của tải trọng bánh xe và chịu ảnh hưởng của các nhân tố tự nhiên Do đó tầng mặt đòi hỏi được làm bằng các vật liệu có cường độ cao.

+ Chiều dày các lớp mặt phụ thuộc vào tính toán cường độ, thường làm bằng các vật liệu có gia cố chất liên kết, có kích thước hạt nhỏ.

+ Chủ yếu chịu tác dụng của lực thẳng đứng, truyền và phân bố lực thẳng đứng để khi truyền xuống nền đất thì ứng suất sẽ giảm đến mức độ đất nền đường có thể chịu đựng được.

+ Chiều dày các lớp móng phụ thuộc vào tính toán cường độ, thường làm bằng các vật liệu rời rạc, có kích thước lớn, không nhất thiết phải có chất liên kết.

- Lớp đáy áo đường: Phải bố trí lớp đáy móng thay thế lớp nền đường trên cùng khi đường có lượng giao thông nặng, trục xe > 3 x 10 6 (hoặc đường cấp 3 trở lên) và khi phạm vi khu vực tác dụng tải trọng có điều kiện về loại đất và chế độ thủy nhiệt bất lợi dẫn đến không đảm bảo đạt được các yêu cầu về độ chặt đầm nén và sức chịu tải CBR quy định ở Bảng 2, Bảng 3 trong TCVN 9436

+ Vật liệu: Cấp phối sỏi đồi hay cấp phối sỏi suối, đất hoặc cát gia cố chất liên kế vô cơ như xi măng, vôi hay ximăng kết hợp tro bay; hỗn hợp đá thải (đá lẫn đất) với hàm lượng cốt liệu đá không nhỏ hơn 60%.

+ Chiều dài tối thiểu sau lu lèn 30cm.

+ Chiều rộng: phải rộng hơn lớp móng mỗi bên 15cm (nên làm cả nền đường) + Mô đun đàn hồi: vật liệu làm lớp đáy áo đường phải có mô đun đàn hồi tối thiểu 500daN/cm2 (50 MPa) hoặc tỷ số CBR ngâm mẫu bão hòa 4 ngày đêm >12. + Trường hợp không có sẵn các loại vật liệu như liệt kê ở trên trong khu vực dự án, có thể sử dụng các loại đất cát có nguồn gốc khác nhau được xác định phân loại tương ứng A1, A-2-4, A-2-5, A3 tương ứng tiêu chuẩn AASHTO M145 kết hợp với vải địa kỹ thuật với chiều dày lớp đất và cấu trúc đất kết hợp vải địa kỹ thuật phù hợp làm lớp đáy móng nhẳm cải thiện nền đường Vật liệu cát được gia cố sử dụng chất liên kết vô cơ hay hữu cơ, hoặc được gia cường sử dụng ô địa kỹ thuật

(Geocell, neovveb) có thể dùng cho lớp đáy móng khi có các phân tích thiết kế và/hoặc thử nghiệm và được chấp thuận bởi Chủ đầu tư.

+ Trong trường hợp đường qua đoạn nền đất yếu, kết cấu áo đường nên chỉ được thiết kế trên cơ sở nền đường đã xử lý và đạt độ lún còn lại cho phép tùy thuộc cấp đường, vị trí của đoạn đường, được qui định trong tiêu chuẩn thiết kế nền đường đắp trên đất yếu tương ứng hiện hành Trường hợp đặc biệt khi đoạn tuyến được chấp thuận cho khai thác tạm thời trong thời gian chờ lún, thiết kế kết cấu mặt đường cần được xem xét theo hướng sử dụng các lớp vật liệu phù hợp cho mục đích phân kỳ xây dựng mặt đường và thuận tiện cho thiết kế và thi công kết cấu mặt đường hoàn chỉnh khi nền đường đạt độ lún cuối cùng.

+ Tạo được một nền chịu lực đồng nhất, có sức chịu tải cao.

+ Ngăn chặn ẩm thấm từ trên xuống nền đất hoặc từ dưới lên áo đường.

+ Tạo “ hiệu ứng đe “ để thi công các lớp mặt đường phía trên đạt hiệu quả cao. + Tạo thuận lợi cho xe, máy đi lại trong quá trình thi công.

7.1.2 Nguyên tắc thiết kế cấu tạo áo đường.

- Tuân thủ nguyên tắc thiết kế tổng thể nền mặt đường nhằm tăng cường độ của nền đất, tạo điều kiện thuận lợi để nền đất cùng tham gia chịu lực với áo đường ở mức tối đa.

- Cấu tạo các lớp tầng mặt trên cơ sở cấp đường, lưu lượng xe chạy, tốc độ thiết kế, điều kiện tự nhiên, điều kiện khai thác … a Nguyên tắc thiết kế tầng mặt:

+ Cấp đường (Vtk), để cân nhắc chọn loại mặt đường (A1, A2, B1, B2)

+ Tải trọng, thành phần xe tải nặng để chọn lớp mặt cho hợp lý.

+ Chọn vật liệu tầng mặt có khả năng chống trượt, chống bong bật

+ Tầng mặt phải kín (không thấm nước).

- Đủ cường độ và ổn định cường độ.

- Chọn vật liệu tầng mặt có khả năng chống trượt, chống bong bật (vật liệu hạt nhỏ và có chất liên kết).

- Tầng mặt ít sinh bụi, phải kín (ít hoặc không thấm nước)

- Đảm bảo độ bằng phẳng, đảm bảo độ mui luyện, đảm bảo hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường.

* Trong điều kiện không đảm bảo các yêu cầu phải có lớp bảo vệ, lớp hao mòn.

* Đối với tầng mặt không yêu cầu các lớp vật liệu có cường độ giảm dần theo chiều sâu như tầng móng. b Nguyên tắc thiết kế tầng móng:

+ Điều kiện địa hình, điều kiện địa chất, điều kiện thuỷ văn.

+ Điều kiện vật liệu địa phương, trên tuyến cho phép sử dụng các đoạn tuyến khác nhau có các tầng móng khác nhau.

- Đủ cường độ và đẩm bảo cường độ.

- Tầng móng có thể chọn vật liệu rời rạc, hạt lớn, không nhất thiết phải có chất liên kết

- Chọn vật liệu sao cho cường độ (mođun đàn hồi) phải giảm dần theo chiều sâu (không giảm đột ngột).

- Bề rộng các lớp móng phải rộng hơn các lớp phía trên để đảm bảo hiệu quả đầm nén và phạm vi phân bố tải trọng của các lớp vật liệu Cụ thể như sau:

+ Bề rộng của lớp móng trên phải rộng hơn bề rộng của tầng mặt mỗi bên 20 cm;

+ Bề rộng lớp móng dưới phải rộng hơn bề rộng lớp móng trên mỗi bên 15 cm;

+ Bề rộng lớp móng kiêm chức năng thoát nước nên rộng bằng toàn bộ bề rộng nền đường, kết hợp giải pháp gia cố taluy đảm bảo chống xói lở, hoặc thiết kế các rãnh xương cá để thoát nước.

* Chú ý: Khi xác định chiều dày các lớp vật liệu phải đảm bảo chiều dày tối thiểu (Bảng 3 TCCS 38 -2022/TCĐBVN)

- Tỷ số mođun đàn hồi giữa hai lớp liên tiếp không lớn hơn 3 lần.

7.1.3 Quy trình tính toán và tải trọng tính toán:

- Quy trình thiết kế tính toán theo: TCCS 38 -2022/TCĐBVN: Áo Đường Mềm- Các Yêu Cầu Và Chỉ Dẫn Thiết Kế

- Tải trọng tính toán tiêu chuẩn:

+ Tải trọng trục tính toán (trục đơn-bánh đôi) QT

+ Áp lực bánh xe tính toán lên mặt đường p =6(daN/cm 2 ) =0,6 (MPa).

+ Đường kính vệt bánh xe là D3cm.

7.1.4 Xác định Môđun đàn hồi yêu cầu cho phần xe chạy và lề gia cố.

7.1.4.1 Xác định số trục xe tính toán /làn xe sau khi quy đổi về trục tiêu chuẩn: a Đối với phần xe chạy:

- Số trục xe tính toán trên 1 làn xe Ntt là tổng số trục xe đã được qui đổi về trục tính toán tiêu chuẩn sẽ thông qua mặt cắt ngang đoạn đường thiết kế trong 1 ngày đêm trên 1 làn xe chịu đựng lớn nhất vào thời kì bất lợi nhất ở cuối thời hạn thiết kế tùy thuộc loại tầng mặt dự kiến chọn cho KCAĐ.

- Dự kiến chọn KCAĐ cấp A1, mặt đường bê tông nhựa Tuổi thọ công trình 15 năm kể từ năm khai thác.

- Xác định lưu lượng tính toán trên 1 làn xe theo biểu thức:

= ỗ ữ ố ứ ồ (trục xe/ngày đờm.làn)

- Ntk là lưu lượng trục xe tính toán, trên 1 làn xe, trong 1 ngày đêm ở năm khai thác.

- Ntt là lưu lượng trục xe tính toán, trên 1 làn xe, trong 1 ngày đêm ở năm tính toán (xe/ng.đêm).

- Ni là lưu lượng của loại xe i theo cả 2 chiều ở năm tính toán (xe/ng.đêm)

- k số trục xe tính toán (những trục nhỏ hơn 2,5T thì bỏ qua).

- pi tải trọng trục của loại xe i (chỉ tính với những trục tính toán >= 2,5T)

- ptt tải trọng trục của loại xe tính toán.

- C1 hệ số xét đến số trục trong 1 cụm trục

C1=1+1,2 (m-1) với: m là số trục của cụm trục i

- C2 là hệ số xét đến tác dụng của số bánh xe trong 1 cụm bánh.

+ Cụm bánh xe chỉ có 1 bánh thì lấy C2=6,4.

+ Cụm bánh đôi (1 cụm bánh gồm 2 bánh) thì lấy C2=1,0.

+ Cụm bánh có 4 bánh thì lấy C2=0,38.

+ f: là hệ số xét đến số làn xe.

Bảng 1 22 Bảng xác định hệ số làn xe

Trường hợp tính toán F Đường 1 làn xe 1 Đường 2-3 làn không có dải phân cách giữa 0,55 Đường 4 làn có dải phân cách giữa 0,35 Đường ≥ 6 làn, có dải phân cách giữa 0,30 Đường Cấp IV (đồng bằng), 2 làn xe, không có dải phân cách giữa lấy f = 0,55.

7.1.5 Xác định mô dun đàn hồi yêu cầu cho phần xe chạy và phần gia cố lề 7.1.5.1 Xác định lưu lượng xe chạy tính toán.

Lưu lượng xe chạy trên tuyến ở năm 2010 là: N= 360 xehh/ng.đêm.

Năm đưa vào khai thác năm 2015: N1 hh = 1759,36 (xehh/ng.đ) q Hệ số tăng xe hàng năm là: 12%

7.1.5.2.Tính số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn 100 kN:

Việc tính toán quy đổi được thực hiện theo biểu thức sau:

+ C1 = 1+1,2(m-1) và với m là số trục của một cụm trục Với xe chỉ có 1 trục sau thì ta có C1 = 1.0

+ C2: Là hệ số xét đến số bánh trong một cụm bánh.

+ ni: Là lưu lượng của loại xe thứ i ở năm tính toán cho cả hai chiều xe chạy + Pi: Là tải trọng trục xe thứ i.

+ n: Số trục xe cần phải quy đổi về trục xe tính toán.

Bảng 1 23 Số trục xe xe quy đổi về trục tiêu chuẩn 100KN Loại xe

Thành phần dòng xe ( %) Ni (xe/nđ)

7.1.5.3 Số trục xe tính toán trên một làn xe và trên kết cấu lề gia cố.

 = f Ntk với f =0,55 (đường hai làn xe, không có dải phân cách giữa)

Số trục xe tiêu chuẩn tính luỹ trên 1 làn xe trong thời hạn tính toán:

+Ntt: số trục xe tính toán tiêu chuẩn / làn xe.ngđ

+ t: Số năm khai thác (tính từ năm đầu trở đi)

Bảng 1 24 Số trục xe tính toán trên một làn xe và trên kết cấu lề gia cố

- Số trục xe tính toán trên một làn xe ở năm bắt đầu đưa công trình vào khai thác: tt tk i

N = N f = 506,778 0,55 = 278,7334 (trục xe/làn.ngày đêm)

Số trục xe tính toán trên lề gia cố:

Số trục xe tính toán trên kết cấu áo lề có gia cố ở năm tương lai thứ t: l t tt tt

N = 0,5.N (trục xe/lề.ngày đêm) t tt t e N q q

N = 0,5 278,7334 = 139,3667 (trục xe/lề.ngày đêm)tt

Số trục xe tiêu chuẩn tich luy trong thoi gian thiet ke: t e t-1 t

Nt là số trục xe dự báo ở năm cuối của thời hạn thiết kế. q : hệ số tăng trưởng xe hàng năm (%), q = 12%.

7.1.5.4 Xác định môđun đàn hồi yêu cầu:

Eyc = max (Eyc min, Eyc tt)

7.1.5.4.1 Xác định môđun đàn hồi tối thiểu E yc min :

Căn cứ vào: - Cấp thiết kế của đường: Cấp IV tốc độ thiết kế Vtk = 60 km/h.

Tra bảng 9 của tiêu chuẩn ta có giá trị Eyc tương ứng Eyc min = 130MPa

7.1.5.4.2 Xác định môđuyn đàn hồi theo số trục xe tính toán E tt yc

Căn cứ vào: - Tải trọng trục tính toán: 100KN

- Loại mặt đường: Cấp cao thứ yếu A2

- Số trục xe tính toán trong một ngày đêm trên một làn xe.

Tra bảng 3-4 của tài liệu [2] ta có giá trị Eyc tương ứng Eyc llxc = 139,89Mpa

Bảng 1 25 Xác định mô đun đàn hồi Eyc chọn

Ntt –Lề (trục xe/ngđ.làn)

(Mpa) Eyc tt (Mpa) Eyc chọn

GC Mặt Lề GC Mặt Lề

Tính toán cường độ của kết cấu áo đường mềm theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi

Vì kết cấu áo đường mềm thường có nhiều lớp nên cần quy đổi về hệ 2 lớp để áp dụng dạng toán đồ Hình 2 TCCS 38-2022 Việc quy đổi được thực hiện đối với 5 lớp một từ dưới lên

Việc đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên được thực hiện theo biểu thức :

E với ht và hd là chiều dày lớp trên và lớp dưới của áo đường; Et và Ed là mô đun đàn hồi của vật liệu lớp trên và lớp dưới.

Bảng 1 28 Bảng tính toán cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi phương án 1:

Lớp vật liệu Ei hi

Etb(Mpa ) CPĐD loại II Dmax37,5

Hệ số xét đến sai số giữa phương pháp tính toán chính xác và phương pháp gần đúng:

Vậy mô duyn đàn hồi trung bình của kết cấu áo đường là:

Sử dụng toán đồ hình 3.1[ tài liệu 2] với 55

Theo bảng 3.2 [tài liệu 2] chọn hệ số cường độ ứng với độ tin cậy 0,90 là 1,1.Vậy: E ch 158,48K E cd dv yc 1,1.140 154 MPaằằ thừa món.

Tính toán theo tiêu chuẩn cân bằng giới hạn trượt

Chỉ kiểm tra điều kiện trượt đối với các lớp vật liệu kém dính (cấp phối tiêu chuẩn) và nền đất. Để đảm bảo không phát sinh biến dạng dẻo cục bộ trong nền đất và các lớp vật liệu kém dính, cấu tạo kết cấu áo đường phải thỏa mãn điều kiện sau:

Tax + Tav ≤ tr cd tt

+Tax: ứng suất cắt hoạt động lớn nhất do tải trọng bánh xe tính toán gây ra trong nền đất hoặc trong lớp vật liệu kém dính (MPa).

+Tav: ứng suất cắt hoạt động do trọng lượng bản thân các lớp vật liệu nằm trên nó gây ra cũng tại điểm đang xét (MPa)

+K tr cd là hệ số cường độ về chịu cắt trượt được chọn tuỳ thuộc độ tin cậy thiết kế. +Ctt: Lực dính tính toán của đất nền hoặc vật liệu kém dính (MPa) ở trạng thái độ ẩm, độ chặt tính toán.

Bảng 1 29 Bảng tính toán cường độ theo tiêu chuẩn cân bằng giới hạn trượt

Lớp vật liệu Ei hi

Etb(Mpa ) CPĐD loại II Dmax37,5

7.3.1 Xác định ứng suất cắt hoạt động do tải trục bánh xe tiêu chuẩn tính toán gây ra trong nền đất T ax

Theo biểu đồ hình 3-2 với góc nội ma sát  = 18 o ta tra được T p ax  0,015 Do áp lực trên mặt đường của bánh xe tiêu chuẩn tính toán p = 0,6 Mpa nên:

7.3.2 Xác định ứng suất hoạt động do trọng lượng bản thân các lớp kết cấu áo đường gây ra trong nền đất T av

Tra hình 3-4 [tài liệu 2] ứng với φ 0 và chiều dày của kết cấu áo đường là 55cm là Tav = - 0,0016

7.3.3 Xác định trị số C tt theo (3-8) [tài liệu 2].

Với: C là lực dính của đất nền, C=0,038 Mpa

K1: Hệ số xét đến sự suy giảm sức chống cắt trượt khi đất hoặc vật liệu kém dính chịu tải trọng động và gây giao động, Với kết cấu phần xe chạy là K1= 0,6

K2: Hệ số xét đến các yếu tố cấu tạo ra sự làm việc không đồng nhất, tra bảng 3-

K3: Hệ số xét đến sự gia tăng sức kháng cắt trượt của đất, ngoài ra hệ số này còn xét đến sự khác biệt về điều kiện tiếp xúc thực tế giữa các lớp kết cấu áo đường với nền đường so với điều kiện xem như chúng dính kết chặt, theo tài liệu 2 thì K3=1,5 Theo mục 3.5.4 [tài liệu 2] ta có:

7.3.4 Kiểm toán lại điều kiện tính toán cường độ theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất.

Theo bảng 3-7 [tài liệu 2] chọn độ tin cậy là 0,9 ta được K tr cd=0,94

Ta có Tax+Tav= 0,009-0,0016=0,0074 tr tt cd

Vậy: Điều kiện kết cấu nền áo đường chịu cắt trượt được đảm bảo

7.3.5 Tính toán theo tiêu chuẩn kéo uốn.

Theo [tài liệu 2] thì kết cấu được xem là đủ cường độ khi thỏa mãn điều kiện sau đây:

- Điều kiện kiểm tra: ku tt ku ku cd σ R

7.3.5.1 Xác định ứng suất kéo uốn lớn nhất phát sinh ở đáy lớp vật liệu toàn khối dưới tác dụng của tải trọng bánh xe

- Xác định theo biểu thức 3.10 [tài liệu 2] ku ku b σ σ p.k (7.4)

Bảng 1 30 Đối với lớp bê tông nhựa lớp trên:

STT Lớp kết cấu Ei t=E 2 /E 1 hi

Trị số E 123 tb của ba lớp phía dưới nó xác định theo bảng trên là E 12 tb = 218 MPa Với

D 33 Hệ số điều chỉnh β =1,165 E = 1,455.218 = 254 MPa dc tb

E 254 tra toán đồ hình 3-1 [tài liệu 2] được ch.m dc tb

Vậy ta được Ech.m = 0,56.254 = 142 MPa

Tìm σ ở lớp bê tông nhựa lớp trên bằng cách tra toán đồ hình 3-5 với: ku

Tra toán đồ ta được σ ku 2, 2 và với p = 0,6 MPa ta có: σ = 2,2.0,6.0,85 = 1,122 MPaku

7.3.5.2 Kiểm toán theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn ở đáy các lớp bê tông nhựa.

Xác định cường độ chịu kéo uốn tính toán của các lớp bê tông nhựa:

K1: Hệ số xét đến sự suy giảm cường độ do vật liệu bị mỏi dưới tác dụng của tải rọng trùng phục, Với vật liêu là bê tông nhựa thì:

K2: Hệ số suy giảm cường độ theo thời gian so với các tác nhân về khí hậu, thời tiết, với bê tông nhựa loại 1 thì K2 =1

Cường độ chịu kéo khi uốn của lớp bê tông nhựa trên là: ku

Kiểm toán cường độ của kết cấu nền áo đường theo biểu thức 3-9 [tài liệu 2] với hệ số cường độ chịu kéo uốn chọn hệ số tin cậy 0,9 là 0,94 ku tt ku ku cd

Vậy : Kết cấu áo đường đã chọn như trên thỏa mãn các điều kiện kiểm toán về cường độ và ta quyết định đưa vào xây dựng.

Thiết kế cấu tạo

8.1.1.1 Tấm BTXM: a Chiều dày tấm BTXM:

- Chiều dày tấm phải được xác định thông qua kiểm toán với 2 trạng thái giới hạn đã đề cập ở 4.2.2 và theo chỉ dẫn ở mục 8 Để thuận lợi cho việc kiểm toán, bước đầu có thể tham khảo các trị số chiều dày tấm tùy thuộc vào cấp hạng đường và quy mô giao thông như ở bảng 8.1.

Bảng 1 31 Chiều dày tấm BTXM thông thường tùy theo cấp hạng đường và quy mô giao thông

Chiều dày tấm BTXM (cm) Cực nặng Rất nặng Nặng Trung bình Nhẹ

- Đường cấp IV, V, VI 20 ÷ 24 18 ÷ 20 b Chiều rộng và chiều dài tấm BTXM :

- Nên sử dụng các tấm hình chữ nhật có chiều rộng (tức là khoảng cách giữa các khe dọc) trong phạm vi 3,00 ÷ 4,50m và chiều dài (tức là khoảng cách giữa các khe ngang) trong khoảng 4,00 ÷ 5,00m nhưng tỷ số giữa chiều dài và chiều rộng của tấm không nên vượt quá 1,35 lần Ở khu vực phía Nam nước ta chiều dài tấm không nên > 4,80m và nên là 4,50m. c Các chỉ tiêu cơ lý yêu cầu đối với BTXM:

- Cường độ kéo uốn thiết kế yêu cầu đối với BTXM làm tầng mặt và đối với móng trên làm bằng bê tông nghèo hoặc bê tông đầm lăn được quy định ở điều 8.2.3.

- Độ mài mòn xác định theo TCVN 3114:1993 không được lớn hơn 0,3 g/cm2 đối với mặt đường BTXM đường cao tốc, đường ô tô cấp 1, cấp II, cấp III hoặc các đường có quy mô giao thông cực nặng, rất nặng và nặng và không được lớn hơn 0,6 g/cm2 đối với mặt đường BTXM đường ô tô cấp IV trở xuống hoặc các đường có quy mô giao thông trung bình và nhẹ. d Bố trí cốt thép tại các vị trí đăc biệt:

- Mặt đường BTXM thông thường ở các mép tấm tự do trên đoạn qua nền đất yếu, tại các vị trí từ đường chính ra các nhánh rẽ hoặc tiếp giáp với các loại kết cấu mặt đường khác nên bố trí thêm cốt thép gia cường Cốt thép gia cường được bố trí cách mặt dưới của tấm 1/4 chiều dày tấm và không được nhỏ hơn 50mm với 2 thanh thép gờ đường kính 12 ÷ 16mm, khoảng cách 100mm hai đầu được uốn vai bò.

- Đối với mặt đường BTXM có quy mô giao thông là nặng, rất nặng và cực nặng thì nên bố trí gia cường cốt thép ở góc của các tấm tại các vị trí khe dãn, khe thi công và tại các góc có cạnh mép tự do Riêng đối với cấp cực nặng, còn nên bố trí thêm cốt thép gia cường ở tất cả các góc tấm của khe co cụ thể là sử dụng 2 thanh thép có gờ đường kính 12 ÷ 14mm bố trí tại vị trí cách mép trên mặt đường tối thiểu 50mm, cách mép tự do của tấm tối thiểu 100mm.

- Tại các vị trí cống hộp, cống chui dân sinh hoặc các công trình kỹ thuật khác có chiều dày Đạt yêu cầu Tăng thêm 6mm dự phòng mài mòn.

XM loại I h = 20 cm Đất nền

Phân tích các đơn giá phương án

- Sử dụng đơn giá xây dựng cơ bản năm 2023 của Buôn Drai, ĐLiê Yang, Ea H'Leo, Đắk Lắk để tính đơn giá cho từng lớp vật liệu áo đường:

- Bảng tính đơn giá các lớp mặt đường: (Tính cho 1 km mặt đường)

- Lương tối thiểu chung năm 2023: 1.490.000 Đồng

- Lương tối thiểu vùng IV (các huyện tại thành phố Đắk Lắk): 3.250.000 Đồng Đắk

Thành phố Buôn Mê Thuột III 3,640,000 17,500 Thị xã Buồn Hồ

Cách huyện Buôn Đôn, Cư Kuin,

Cư M'Gar, Ea Kar, Ea Súp, Krông

Bông, Krông Búk, Krông Năng, Krông Pắc, Lắk, M'Drắk

- Sử dụng đơn giá xây dựng tháng 4 năm 2021 của tỉnh Đắk Lắk để tính đơn giá cho từng lớp vật liệu áo đường:

- đơn giá các lớp mặt đường: (tính cho 1 km mặt đường)

Ghi chú : Trong đơn giá chỉ tính giá gốc của vật liệu, chưa tính chi phí vận chuyển đến chân công trình, giá thành tính cho chi phí xây dựng 1km đường.

=> Chọn phương án 1 và 2 để tính toán giá

Đối với công trình thooát nước

9.2.1 Đối với công trình thoát nước PA1:

Bảng 1 34 Bảng tính giá thành các phương trình phương PA1

T Lý trình Loại công trình Khẩu độ

Chiều dài (m) Đơn giá (đồng/m)

1 Km0+515.22 Cống trũn loại 1, dài 1m 2ỉ200 14 5,104,000 142,912,000

2 Km1+215.95 Cống trũn loại 1, dài 1m 1ỉ200 14 5,104,000 71,456,000

3 Km1+722.64 Cống trũn loại 1, dài 1m 1ỉ200 14 5,104,000 71,456,000

4 Km2+210.99 Cống trũn loại 1, dài 1m 2ỉ150 15 2,711,500 81,345,000

5 Km2+416.99 Cống trũn loại 1, dài 1m 1ỉ150 14 2,711,500 37,961,000

6 Km2+681.38 Cống trũn loại 1, dài 1m 1ỉ150 13 2,711,500 35,249,500

7 Km2+833.39 Cống trũn loại 1, dài 1m 1ỉ150 13 2,711,500 35,249,500

Tổng chi phí xây dựng cống 475,629,000 Đối với công trình thoát nước thì không có các chi phí cải tạo, đại tu và trung tu.

Do đó ta có chi phí tập trung cho xây dựng công trình thoát nước là: ct

9.2.2 Đối với công trình thoát nước PA2:

Bảng 1 35 Bảng tính giá thành các phương trình phương PA1

T Lý trình Loại công trình Khẩu độ

Chiều Dài (m) Đơn giá (đồng/m)

1 Km0+341,34 Cống trũn loại 1, dài 1m 1ỉ150 16 2,711,500 43,384,000

2 Km0+516,36 Cống trũn loại 1, dài 1m 1ỉ150 14 2,711,500 37,961,000

3 Km0+655,39 Cống trũn loại 1, dài 1m 2ỉ150 17 2,711,500 92,191,000

4 Km0+917 Cống trũn loại 1, dài 1m 1ỉ175 12 4,287,800 51,453,600

5 Km1+245,6 Cống trũn loại 1, dài 1m 2ỉ175 13 4,287,800 111,482,800

6 Km1+580,33 Cống trũn loại 1, dài 1m 1ỉ150 17 2,711,500 46,095,500

7 Km1+865,07 Cống trũn loại 1, dài 2m 1ỉ175 13 4,287,800 55,741,400

8 Km2+104,2 Cống trũn loại 1, dài 2m 1ỉ150 19 2,711,500 51,518,500

9 Km2+651,8 Cống trũn loại 1, dài 2m 1ỉ150 13 2,711,500 35,249,500

Tổng chi phí xây dựng cống 525,077,300 Đối với công trình thoát nước thì không có các chi phí cải tạo, đại tu và trung tu.

Do đó ta có chi phí tập trung cho xây dựng công trình thoát nước là: ct

Đối với nền đường

9.3.1 Đối với nền đường của PA1:

- Chi phí xây dựng nền đường

Khi thi công đất nền đường đào, đất đào sẽ chuyển từ trạng thái tự nhiên sang trạng thái tơi xốp Do đó 1m 3 nguyên thổ khi đào sẽ có V= kx×1

Khi thi công đất để đắp nền đường thì trong qua trình đầm nén ta lấy hệ số lèn ép là 1,2, => khối lượng đất cần đắp là:

Kết quả tính toán chi phí thi công nền đường như ở phụ lục 2 mục 2.3

- Đối với công trình nền đường thì không có các chi phí cải tạo, đại tu và trung tu Do đó ta có chi phí tập trung cho xây dựng nền đường là : K = nd td 2, 210,276,276 (đồng)

9.3.2 Đối với nền đường của PA2:

- Chi phí xây dựng nền đường

Khi thi công đất nền đường đào, đất đào sẽ chuyển từ trạng thái tự nhiên sang trạng thái tơi xốp Do đó 1m 3 nguyên thổ khi đào sẽ có V= kx×1

Khi thi công đất để đắp nền đường thì trong qua trình đầm nén ta lấy hệ số lèn ép là 1,2, => khối lượng đất cần đắp là:

Kết quả tính toán chi phí thi công nền đường như ở phụ lục 2 mục 2.4

- Đối với công trình nền đường thì không có các chi phí cải tạo, đại tu và trung tu Do đó ta có chi phí tập trung cho xây dựng nền đường là : K = nd td 2,739,943,944 (đồng)

Đối với kết cấu áo đường

Tra bảng 5.3 : Thời gian và tỷ lệ kinh phí sửa chữa KCAD theo Thông tư số

+ Mặt đường bê tông nhựa chặt: Đại tu : thời gian thực hiện bảo dưỡng : t = 15 năm ; chi phí công tác bảo dưỡng :

Trung tu : thời gian thực hiện bảo dưỡng : t = 5,10,20 năm ; chi phí công tác bảo dưỡng : Ktr = 5,1%

Tiểu tu : thời gian thực hiện bảo dưỡng : t = năm ; chi phí công tác bảo dưỡng : Ct d

Bảng 1 36 Bảng tổng hợp các chi phí tập trung.

(đ/Km) Ct d (đ/Km) Đầu tư 15 năm 4,919,948,142 2,066,378,220 250,917,355 27,059,715

Tra bảng 5.3 : Thời gian và tỷ lệ kinh phí sửa chữa KCAD theo Thông tư số 37/2018/BGTVT

+ Mặt đường bê tông xi măng: Đại tu : thời gian thực hiện bảo dưỡng: t = 15 năm; chi phí công tác bảo dưỡng : Kd

Trung tu : thời gian thực hiện bảo dưỡng: t = 5 năm; chi phí công tác bảo dưỡng :

Tiểu tu : thời gian thực hiện bảo dưỡng: t = năm; chi phí công tác bảo dưỡng : Ct d 0,32%

Bảng 1 37 Bảng tổng hợp các chi phí tập trung.

Xác định tổng chi phí xây dựng và khai thác tính quy đổi về năm gốc

9.5.1 Đối với áo đường mềm:

Chi phí thường xuyên ( sửa chữa nhỏ) năm thứ t, được xác định gồm thành phần chi phí duy tu sữa chữa thường xuyên mặt đường Cdt và chi phí vận tải Cvt trên 1km công thức :

Cdt : chi phí duy tu sửa chữa thường xuyên 1km áo đường tình theo tỷ lệ %

( bê tông nhựa : 0.55%; bê tông xi măng : 0.32% theo TCN 211-93)

Cdt = 0,55% x K0 = 0,55% x 4,919,948,142 = 27,059,715 ntr ntr tr tr td 0 tr tr 5 10 t = 1 td t = 1 td

Xác định tổng chi phí khai thác thường xuyên tính đổi về năm gốc :

Q … Trong đó C vc t  Q S L t ; Qt = 365...Gtb.N ; L=1 (km)

Ta có trọng tải các loại xe :

+ Xe tải nặng 3 trục:12% tb

S : chi phí vận tải 1 tấn.km hàng hóa (đ/T.Km) bd cd t tb tb

Pcđ : chi phí cố định trung bình trong 1 giờ cho ô tô (đ/xe.h)

Pbđ : chi phí biến đổi cho 1km hành thành của xe ô tô (đ/xe.km)

: là tỉ lệ giữa chi phí biến đổi khác ( dầu mỡ, săm lốp…) so với chi phí nhiên liệu a : lượng tiêu hao nhiên liệu trung bình của cả hai chiều (lít/xe.km); a=(0,2-0,35); a

=0.25 (lít/xe.km) r : giá nhiên liệu (đ/lít); r = 24,280 (đ/lít)

K : hệ số điều kiện mặt đường: với mặt đường cấp cao lấy k = 1.01

V: Tốc độ xe chạy trung bình trên đường cả chiều đi và chiều về

V = 0,7 x Vtk = 0,7 x 60 = 42 lượng hàng vận chuyển hàng năm như sau:

Ntss : lưu lượng xe chạy ngày đêm ở cuối thời gian tính toán ttss (xe/ngđ)

= 0,9 : hệ số sử dụng trọng tải

= 0.65 : hệ số sử dụng hành trình

G : trọng tải trung bình của các ô tô tham gia vận chuyển Do không có số liệu điều tra thực tế nên ta có thể giả thiết tải trong của các loại xe tham gia vận chuyển t

Bảng 1 38 Quy đổi chi phí sữa chữa thuyền xuyên về năm gốc t N Qt(tấn) S

9.5.2 Đối với áo đường cứng:

Chi phí thường xuyên ( sửa chữa nhỏ) năm thứ t, được xác định gồm thành phần chi phí duy tu sữa chữa thường xuyên mặt đường Cdt và chi phí vận tải Cvt trên 1km công thức :

Cdt : chi phí duy tu sửa chữa thường xuyên 1km áo đường tình theo tỷ lệ %

( bê tông nhựa : 0.55%; bê tông xi măng : 0.32% theo TCN 211-93)

Cdt = 0,32% x K0 = 0,32% x 6,410,379,493 = 20,513,214 ntr tr td 0 tr 8 t = 1 td

Q … Trong đó C vc t  Q S L t ; Qt = 365...Gtb.N ; L=1 (km)

Ta có trọng tải các loại xe :

+ Xe tải nặng 3 trục:12% tb

S : chi phí vận tải 1 tấn.km hàng hóa (đ/T.Km) bd cd t tb tb

Pcđ : chi phí cố định trung bình trong 1 giờ cho ô tô (đ/xe.h)

Pbđ : chi phí biến đổi cho 1km hành thành của xe ô tô (đ/xe.km)

: là tỉ lệ giữa chi phí biến đổi khác ( dầu mỡ, săm lốp…) so với chi phí nhiên liệu a : lượng tiêu hao nhiên liệu trung bình của cả hai chiều (lít/xe.km); a=(0,2-0,35); a

=0.25 (lít/xe.km) r : giá nhiên liệu (đ/lít); r = 24,280 (đ/lít)

K : hệ số điều kiện mặt đường: với mặt đường cấp cao lấy k = 1

V: Tốc độ xe chạy trung bình trên đường cả chiều đi và chiều về

V = 0,7 x Vtk = 0,7 x 60 = 42 lượng hàng vận chuyển hàng năm như sau:

Ntss : lưu lượng xe chạy ngày đêm ở cuối thời gian tính toán ttss (xe/ngđ)

= 0,9 : hệ số sử dụng trọng tải

= 0.65 : hệ số sử dụng hành trình

G : trọng tải trung bình của các ô tô tham gia vận chuyển Do không có số liệu điều tra thực tế nên ta có thể giả thiết tải trong của các loại xe tham gia vận chuyển t

Bảng 1 39 Quy đổi chi phí sữa chữa thuyền xuyên về năm gốc t N Qt(tấn) S

So sánh chọn phương án kết cấu áo đường

Bảng 1 40 So sánh phương án tốt nhất

Chỉ tiêu so sánh Đơn vị tính Chi phí Phương án lựa chọn Đầu tư phương án I

Chi phí tập trung quy đổi đ/km 5,143,114,061

Phương án I cho ta một chi phí tiết kiệm hơn

Chi phí thường xuyên quy đổi đ/km 37,344,536,505

Tổng chi phí quy đổi đ/km 42,671,927,225 Đầu tư phương án II

Chi phí tập trung quy đổi đ/km 6,516,530,328 Chi phí thường xuyên quy đổi đ/km 37,021,284,839

Tổng chi phí quy đổi đ/km 43,677,510,154

Luận chứng – so sánh chọn phương án tuyến

9.7.1 So sánh hai phương án tuyến:

Bảng 1 41 So sánh hai phương án tuyến

TIÊU STT CÁC CHỈ TIÊU SO

2 Số đường cong nằm Cái 6 7

3 Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất m 150 150

4 Bán kính đường cong nằm trung bình m 350 450

5 Góc chuyển hướng lớn nhất Độ 66 0 56’57,72” 70 0 3’49,29”

6 Góc chuyển hướng trung bình Độ 47 0 34’4,74” 50 0 32’42,08”

7 Số đường cong đứng Cái 6 7

8 Độ dốc dọc lớn nhất/khoảng %/m 2,6%/461,26 2,5%/214,91 cách

9 Số lượng công trình cống Cái 7 9

12 Công trình thoát nước Đồng 475,629,000 525,077,300

13 Kết cấu áo đường Đồng 14,626,267,834 14,401,770,600

Từ bảng so sánh trên: Nhận thấy các chỉ tiêu kỹ thuật của phương án 1 thuận lợi hơn so với phương án 2, tổng chi phí xây dựng xây dựng của phương án 1 nhỏ hơn so với phương án 2 Chọn phương án 1 để thiết kế kĩ thuật

PHẦN 2 THIẾT KẾ KỸ THUẬT ĐOẠN TUYẾN KM2+200,00 ĐẾN KM3+700 (15%)

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Giới thiệu đoạn tuyến thiết kế:

Sau khi thiết kế sơ bộ, luận chứng kinh tế kỹ thuật của các phương án tuyến ta chọn phương án 1 để đưa vào thiết kế kỹ thuật. Đoạn tuyến thiết kế kỹ thuật kéo dài từ Km0+00 đến Km2+00

Trong đoạn có 3 vị trí đặt cống tại Km00+515,22 đặt 2Ф200; Km1+181,83 đặt 1Ф200 và Km1+722,24 Đoạn tuyến có 3 đường cong nằm:

Thứ tự Lý trình đỉnh Bán kính cong nằm Dộ dốc siêu cao

Tuyến có 3 đường cong đứng:

Thứ tự Lý trình đỉnh Bán kính cong đứng

Nền đường có các dạng sau: nền đắp hoàn toàn, nền đắp trên cống, nửa đào nửa đắp, đắp hoàn toàn với độ dốc mái taluy đào là 1:1 và mái taluy đắp là 1:1,5

- Chiều cao đắp lớn nhất là 3,67

1.2 Xác định đặc điểm điều kiện của đoạn tuyến:

- Đất nền là đất á sát có lẫn sỏi sạn, qua kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của đất cho thấy đất ở đây rất thích hợp để đắp nền đường.

- Nhiệt độ trung bình hàng năm là 27-28 0 C, nhiệt độ cao nhất trong năm là 32 0 C,nhiệt độ thấp nhất trong năm là 24 0 C.

- Mùa khô bắt đầu từ tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 ( khí hậu khá ẩm và diệu mát, tập trung đến 90% lượng mưa hàng năm. Với điều kiện khí hậu khu vực tuyến đi qua, thời gian thi công thuận lợi nhất là từ tháng 1 đến tháng 4 trong năm.

- Nhà cửa hai bên tuyến cần giải tỏa không nhiều, việc giải tỏa đền bù không gặp nhiều khó khăn.

- An ninh xã hội khu vực tuyến được đảm bảo.

- Nguồn cung cấp nguyên vật liệu phong phú, đường vận chuyển dễ dàng.

- Nguồn nhân lực lao động địa phương dồi dào, có thể cùng một lúc sử dụng với số lượng nhân công lớn mà không bị trở ngại nào.

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ 2.1 Lập bảng cắm cọc chi tiết:

Nguyên tắc và phương pháp thiết kế bình đồ đã được trình bày ở phần thiết kế sơ sở Do trong phần thiết kế kỹ thuật đòi hỏi sự chính xác cao hơn và để tính toán chính xác khối lượng Từ bình đồ nhiệm vụ được giao ở phần thiết kế cơ sở ∆h = 5m, tỉ lệ bình đồ 1:10 000, ta vẽ các đường vuông góc với đồng mức , chia các đường đó thành 5 đoạn rồi nối các các điểm được chia đó theo ∆h = 1m, tỉ lệ 1:1000.

- Do đó ngoài các cọc KM, cọc H, cọc TD, P, D, Ta phải cắm thêm các cọc chi tiết, và được quy định như sau:

- Trên đường thẳng khoảng cách các cọc là 20m.

- Trên đường cong tròn thì khoảng cách các cọc là:

+ k = 5,0m khi đường cong có bán kính R < 100(m).

+ k = 10,0m khi đường cong có bán kính R = 100 500(m).

+ k = 20,0m trên đường cong có bán kính R > 500m.

Trên đoạn tuyến có 1 đường cong nằm, đường cong bán kính R= 800m, ta cắm thêm các cọc cách nhau 20m và những đoạn còn lại ta cắm cọc cách nhau 20m.

2.2 Thiết kế chi tiết đường cong nằm:

- Chuyển tọa độ các cọc theo hệ tọa độ quốc gia bằng cách Xi=XA+ΔY*Y*i

(Bảng Cắm cọc chi tiết cong nằm Re0m, Bảng Cắm cọc chi tiết cong nằm RP0m và Bảng cắm cọc chi tiết cong nằm 175 nằm ở Phụ lục 2)

2.3 Bố trí vuốt nối siêu cao Đoạn nối siêu cao được thực hiện với mục đích chuyển hóa một cách điều hòa từ mặt cắt ngang thông thường (với độ dốc 3%) sang mặt cắt ngang đặc biệt có siêu cao.

Sự chuyển hóa sẽ tạo ra độ dốc dọc phụ ip = 1%

Hình 2 1 Dốc dọc phụ sinh ra khi chuyển sang mặt cắt một mái

2.4 Bố trí đường cong chuyển tiếp:

 Tác dụng của đường cong chuyển tiếp :

- Việc bố trí đường cong chuyển tiếp nhằm thay đổi một cách từ từ giá trị lực ly tâm, làm cho tuyến đường hài hòa, tăng tầm nhìn, tăng mức độ tiện nghi cho tuyến đường, thay đổi một cách từ từ góc α hợp thành giữa trục bánh trước và trục sau.

- Dạng của đường cong chuyển tiếp: Để thực hiện mục đích thiết kế của đường cong chuyển tiếp như đã phân tích ở trên, dạng của nó tốt nhất được thiết thiết kế theo phương trình clothoide.

Phương trình đường cong clothoide chuyển sang dạng tọa độ Đề-các là:  C S

Trong đó: + C: thông số không đổi;

+ ρ: bán kính đường cong tại điểm có chiều dài đường cong S.

 Trình tự cắm đường cong chuyển tiếp:

Bước 1: Xác định các yếu tố của đường cong cơ bản:

Bước 2:Tính chiều dài của đường cong chuyển tiếp

Trong đó: + Vtt = Vtk = 60 Km/h

+ R = 650m: Bán kính đường cong chính.

+ I = 0,5m/s 3 : độ tăng gia tốc ly tâm.

 LCT = 14,14 (m) Theo tài liệu [1] , Vtk = 60 Km/h thì LCT P m.Vậy chọn LCT = 50 m

- Tương tự P2 và P3 lần lượt bằng 18,4 và 52,52 Theo tài liệu [1] ta chọn 55 và 50

Bước 3: Kiểm tra điều kiện α ≥ 2φ

Góc kẹp giữa đường thẳng và tiếp tuyến ở điểm cuối đường cong chuyển tiếp P1:

Vậy điều kiện bố trí đường cong chuyển tiếp được đảm bảo.

Tương tự P2, P3 ta có φ lần lượt là 0 0 3’0” và 0 0 9’25,71” và góc chuyển hương điều lớn hơn 2φ vậy điều kiện bố trí đường cong chuyển tiếp đảm bảo

Bước 4: Xác định các thông số của đường cong clothoide và tọa độ của đường cong chuyển tiếp

Hình 2 2 Cấu tạo đường cong chuyển tiếp dạng clothoide

Tra Bảng 3.7 tài liệu [2], (Tài liệu Thiết kế ô tô GS Đỗ Ngọc Chương)

Do đó, tọa độ tại cuối đường cong chuyển tiếp:

Bước 5: Xác định độ dịch chuyển của đường cong và tiếp đầu của đường cong

Bước 6: Kiểm tra độ dịch chuyển p.

Ta có: p = 0.2778 (m) < 0.01R = 0.01×650 = 6,5 (m) nên không cần cấu tạo lại bán kính đường cong tròn.

Bán kính đường cong tròn sau khi đã hiệu chỉnh : Rhc= R- p = 650-0,2778 649,722 (m)

Bước 7: Xác định chiều dài còn lại của đường cong tròn cơ bản

Xác định khoảng cách từ đỉnh đường cong tới đường cong tròn Ko :

Xác định chiều dài đường tan To :

Bước 8: Xác định lý trình của điểm đầu đường cong chuyển tiếp (TĐT), tiếp cuối đường cong chuyển tiếp (TCT) và trị số độ rút ngắn

Lý trình đỉnh đường cong nằm P: Đ= Km0+918,88

ND1 = Đ - K0/2 - LCT = (Km 0+918,88) – 416,911/2 - 50 = Km 0+660,42 TD1 = Đ - K0/2 = (Km 0+918,88) – 416,911/2 = Km 0+710,42

Bước 9: Xác định tọa độ các điểm trung gian của đường cong chuyển tiếp Cuối cùng là cắm các điểm còn lại của đường cong cơ bản

Xác định Xi, Yi theo công thức:

Khoảng cách các điểm trung gian trên đường cong chuyển tiếp 50m

S A i  tra bảng 3-7[2], xác định: Xi=X.A; Yi=Y.A

Kết quả cắm cong đường cong chuyển tiếp Thể hiện ở Phụ lục 3

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ TRẮC DỌC CHI TIẾT 3.1 Các nguyên tắc thiết kế chung:

+ Thiết kế trắc dọc chi tiết căn cứ vào:

-Tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô TCVN 4054-05.

-Bình đồ tuyến tỷ lệ: 1/1000.

-Cấp hạng kỹ thuật tuyến đường.

-Nguyên tắc và quan điểm thiết kế của dự án khả thi.

+ Giải pháp thiết kế đường đỏ: Xem xét lại trắc dọc của dự án khả thi và địa hình cụ thể chi tiết của tuyến để điều chỉnh đường đỏ phù hợp với cao độ khống chế.

- Điểm đầu đoạn: Km0+00 cao độ khống chế là: 326,96 m

- Điểm cuối đoạn: Km2+00 có cao độ khống chế là: 346,61 m

- Cao độ trên cống: Km00+515,22 có cao độ khống chế là: 330,9m

Km1+181,83 có cao độ khống chế là: 337,2m Km1+722,24 có cao độ khống chế là: 348,5m -Chiều dài đoạn dốc đã thiết kế ở phần lập dự án thiết kế cơ sở

-Có 3 đường cong đứng, đường cong đứng được thiết kế theo đường cong parapol bậc 2 dạng: x2 y = 2R

Bảng 2 1 Bảng các yếu tố cơ bản đường cong đứng trong đoạn tuyến

Chiều dài đường cong đứng được tính theo công thức sau:

K = R,(i - i ) i1 > 0 khi lên dốc, i2 < 0 khi xuống dốc, xác định tiếp tuyến: K

Hình 2 3 Sơ đồ xác định toạ độ đường đỏ trên đường cong đứng Đường cong đứng lồi được thiết kế theo phương trình parabol bậc 2 : x 2 y = 2R

 Xác định điểm đổi dốc D có tọa độ: XD, YD

 Xác định điểm bắt đầu (TĐ) và điểm kết thúc (TC) của đường cong đứng: Chiều dài tiếp tuyến : T = R(i1-i2)/2 (m) Điểm tiếp đầu có tọa độ:

Y = Y - i T (m) Điểm tiếp cuối có tọa độ:

Xác định điểm gốc của đường cong đứng E tại đó có độ dốc bằng 0:

2 Trắc dọc chi tiết được thể hiện trong bản vẽ số: 12

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ TRẮC NGANG CHI TIẾT 4.1 Thiết kế trắc ngang chi tiết:

Các chỉ tiêu kỹ thuật của mặt cắt ngang:

- Bề rộng nền đường Bn = 9 m.

- Bề rộng mặt đường Bm = 7m.

- Bề rộng lề gia cố:Blgc =20.5m.

- Độ dốc ngang phần mặt đường và phần lề gia cố 2%, phần lề không gia cố 4%.

- Rãnh biên hình thang tiết diện đáy 0,4m taluy 1:1.

4.2 Tính toán khối lượng đào đắp:

Khi tính toán khối lượng đào đắp ta tính theo phương pháp gần đúng, phương pháp trung bình mặt cắt. Đối với trắc ngang đắp hoàn toàn thì diện tích đất đắp được tính đến cao độ hoàn công Đối với trắc ngang đào đước tính đến cao độ thiết kế

Kết quả tính toán khối lượng đào đắp kỹ thuật được thể hiện ở phụ lục 5

Khối lượng đất đắp nền: 27158,8(m 3 )

Khối lượng đất đào nền: 30546,94 (m 3 )

Khối lượng đất đào rảnh: 631,92 (m 3 )

Khối lượng đất đắp lề: 1579,75 (m 3 )

Khối lượng đất đào khuôn đường: 1001,64 (m 3 )

Khối lượng đất vét hữu cơ: 6133,51 (m 3 )

4.3 Phương án kết cấu áo đường chọn:

Kết cấu phần xe chạy và lề gia cố.

1) Cấp phối đá dăm loại II – Dmax37,5 ( dày 30cm, rộng 9m)

2) Cấp phối đá dăm loại I – Dmax25 ( dày 18cm, rộng 9m)

3) Bê tông nhựa chặt hạt mịn – Dmax19 ( dày 7cm, rộng 9m)

CH ƯƠ NG 5 THIẾT KẾ CHI TIẾT CỐNG THOÁT NƯỚC 5.1 Thiết kế cấu tạo cống:

5.1.1 Giới thiệu chung: Đoạn tuyến thiết kế kỹ thuật từ Km0+00 đến Km2+00 có 2 vị trí đặt công trình cống: + Tại lý trình Km0+515,22 đặt cống tròn bê tông cốt thép 2Φ200.

+ Tại lý trình Km1+181,83 đặt cống tròn bê tông cốt thép 1Φ200.

+ Tại lý trình Km1+722,24 đặt cống tròn bê tông cốt thép 1Φ200

5.1.2 Cống tròn BTCT lắp ghép:

5.1.2.1 Các bộ phận cơ bản:

+ Chọn ống cống và quan điểm đặt cống.

- Là cấu kiện chịu lực, chịu hoạt tải, tải trọng của đất đắp, kết cấu áo đường và trọng lượng bản thân cống.

- Thân cống là ống cống tròn BTCT lắp ghép.

- Để thoát nước tốt và không có cây cỏ, bùn đất láng động trong thân cống thì ta nên đặt cống có độ dốc dọc thân cống từ 2-5 (%) Tùy thuộc vào độ dốc ngang sườn tại vị trí đặt cống mà ta phải đặt cống sao cho hợp lý Nếu độ dốc ngang sườn nhỏ ta cần phải đắp đất ở phía thượng lưu cống hoặc phải đào sâu ở hạ lưu cống để đảm bảo trong quá trình khai thác cống làm việc tốt hơn.

- Không đặt cống quá sâu làm tăng chiều dài cống, tăng giá thành công trình Nếu điều kiện địa hình thuận lợi ta nên đặt cao độ đáy cống trùng với cao độ tự nhiên như vậy sẻ không làm thay đổi dòng chảy nhiều, ít gây xói lở.

- Từ các quan điểm thiết kế trên kết hợp với độ dốc ngang sườn tại vị trí đặt cống ta đặt cống có độ dốc trùng với độ dốc ngang sườn tự nhiên Cao độ đáy cống trùng với cao độ tự nhiên. Độ dốc dọc tim cống 2Φ200 là 1,7%

Giới thiệu đoạn tuyến thiết kế

Sau khi thiết kế sơ bộ, luận chứng kinh tế kỹ thuật của các phương án tuyến ta chọn phương án 1 để đưa vào thiết kế kỹ thuật. Đoạn tuyến thiết kế kỹ thuật kéo dài từ Km0+00 đến Km2+00

Trong đoạn có 3 vị trí đặt cống tại Km00+515,22 đặt 2Ф200; Km1+181,83 đặt 1Ф200 và Km1+722,24 Đoạn tuyến có 3 đường cong nằm:

Thứ tự Lý trình đỉnh Bán kính cong nằm Dộ dốc siêu cao

Tuyến có 3 đường cong đứng:

Thứ tự Lý trình đỉnh Bán kính cong đứng

Nền đường có các dạng sau: nền đắp hoàn toàn, nền đắp trên cống, nửa đào nửa đắp, đắp hoàn toàn với độ dốc mái taluy đào là 1:1 và mái taluy đắp là 1:1,5

- Chiều cao đắp lớn nhất là 3,67

Xác định đặc điểm điều kiện của đoạn tuyến

- Đất nền là đất á sát có lẫn sỏi sạn, qua kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của đất cho thấy đất ở đây rất thích hợp để đắp nền đường.

- Nhiệt độ trung bình hàng năm là 27-28 0 C, nhiệt độ cao nhất trong năm là 32 0 C,nhiệt độ thấp nhất trong năm là 24 0 C.

- Mùa khô bắt đầu từ tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 ( khí hậu khá ẩm và diệu mát, tập trung đến 90% lượng mưa hàng năm. Với điều kiện khí hậu khu vực tuyến đi qua, thời gian thi công thuận lợi nhất là từ tháng 1 đến tháng 4 trong năm.

- Nhà cửa hai bên tuyến cần giải tỏa không nhiều, việc giải tỏa đền bù không gặp nhiều khó khăn.

- An ninh xã hội khu vực tuyến được đảm bảo.

- Nguồn cung cấp nguyên vật liệu phong phú, đường vận chuyển dễ dàng.

- Nguồn nhân lực lao động địa phương dồi dào, có thể cùng một lúc sử dụng với số lượng nhân công lớn mà không bị trở ngại nào.

Lập bảng cắm cọc chi tiết

Nguyên tắc và phương pháp thiết kế bình đồ đã được trình bày ở phần thiết kế sơ sở Do trong phần thiết kế kỹ thuật đòi hỏi sự chính xác cao hơn và để tính toán chính xác khối lượng Từ bình đồ nhiệm vụ được giao ở phần thiết kế cơ sở ∆h = 5m, tỉ lệ bình đồ 1:10 000, ta vẽ các đường vuông góc với đồng mức , chia các đường đó thành 5 đoạn rồi nối các các điểm được chia đó theo ∆h = 1m, tỉ lệ 1:1000.

- Do đó ngoài các cọc KM, cọc H, cọc TD, P, D, Ta phải cắm thêm các cọc chi tiết, và được quy định như sau:

- Trên đường thẳng khoảng cách các cọc là 20m.

- Trên đường cong tròn thì khoảng cách các cọc là:

+ k = 5,0m khi đường cong có bán kính R < 100(m).

+ k = 10,0m khi đường cong có bán kính R = 100 500(m).

+ k = 20,0m trên đường cong có bán kính R > 500m.

Trên đoạn tuyến có 1 đường cong nằm, đường cong bán kính R= 800m, ta cắm thêm các cọc cách nhau 20m và những đoạn còn lại ta cắm cọc cách nhau 20m.

Thiết kế chi tiết đường cong nằm

- Chuyển tọa độ các cọc theo hệ tọa độ quốc gia bằng cách Xi=XA+ΔY*Y*i

(Bảng Cắm cọc chi tiết cong nằm Re0m, Bảng Cắm cọc chi tiết cong nằmRP0m và Bảng cắm cọc chi tiết cong nằm 175 nằm ở Phụ lục 2)

Bố trí vuốt nối siêu cao

Đoạn nối siêu cao được thực hiện với mục đích chuyển hóa một cách điều hòa từ mặt cắt ngang thông thường (với độ dốc 3%) sang mặt cắt ngang đặc biệt có siêu cao.

Sự chuyển hóa sẽ tạo ra độ dốc dọc phụ ip = 1%

Hình 2 1 Dốc dọc phụ sinh ra khi chuyển sang mặt cắt một mái

Bố trí đường cong chuyển tiếp

 Tác dụng của đường cong chuyển tiếp :

- Việc bố trí đường cong chuyển tiếp nhằm thay đổi một cách từ từ giá trị lực ly tâm, làm cho tuyến đường hài hòa, tăng tầm nhìn, tăng mức độ tiện nghi cho tuyến đường, thay đổi một cách từ từ góc α hợp thành giữa trục bánh trước và trục sau.

- Dạng của đường cong chuyển tiếp: Để thực hiện mục đích thiết kế của đường cong chuyển tiếp như đã phân tích ở trên, dạng của nó tốt nhất được thiết thiết kế theo phương trình clothoide.

Phương trình đường cong clothoide chuyển sang dạng tọa độ Đề-các là:  C S

Trong đó: + C: thông số không đổi;

+ ρ: bán kính đường cong tại điểm có chiều dài đường cong S.

 Trình tự cắm đường cong chuyển tiếp:

Bước 1: Xác định các yếu tố của đường cong cơ bản:

Bước 2:Tính chiều dài của đường cong chuyển tiếp

Trong đó: + Vtt = Vtk = 60 Km/h

+ R = 650m: Bán kính đường cong chính.

+ I = 0,5m/s 3 : độ tăng gia tốc ly tâm.

 LCT = 14,14 (m) Theo tài liệu [1] , Vtk = 60 Km/h thì LCT P m.Vậy chọn LCT = 50 m

- Tương tự P2 và P3 lần lượt bằng 18,4 và 52,52 Theo tài liệu [1] ta chọn 55 và 50

Bước 3: Kiểm tra điều kiện α ≥ 2φ

Góc kẹp giữa đường thẳng và tiếp tuyến ở điểm cuối đường cong chuyển tiếp P1:

Vậy điều kiện bố trí đường cong chuyển tiếp được đảm bảo.

Tương tự P2, P3 ta có φ lần lượt là 0 0 3’0” và 0 0 9’25,71” và góc chuyển hương điều lớn hơn 2φ vậy điều kiện bố trí đường cong chuyển tiếp đảm bảo

Bước 4: Xác định các thông số của đường cong clothoide và tọa độ của đường cong chuyển tiếp

Hình 2 2 Cấu tạo đường cong chuyển tiếp dạng clothoide

Tra Bảng 3.7 tài liệu [2], (Tài liệu Thiết kế ô tô GS Đỗ Ngọc Chương)

Do đó, tọa độ tại cuối đường cong chuyển tiếp:

Bước 5: Xác định độ dịch chuyển của đường cong và tiếp đầu của đường cong

Bước 6: Kiểm tra độ dịch chuyển p.

Ta có: p = 0.2778 (m) < 0.01R = 0.01×650 = 6,5 (m) nên không cần cấu tạo lại bán kính đường cong tròn.

Bán kính đường cong tròn sau khi đã hiệu chỉnh : Rhc= R- p = 650-0,2778 649,722 (m)

Bước 7: Xác định chiều dài còn lại của đường cong tròn cơ bản

Xác định khoảng cách từ đỉnh đường cong tới đường cong tròn Ko :

Xác định chiều dài đường tan To :

Bước 8: Xác định lý trình của điểm đầu đường cong chuyển tiếp (TĐT), tiếp cuối đường cong chuyển tiếp (TCT) và trị số độ rút ngắn

Lý trình đỉnh đường cong nằm P: Đ= Km0+918,88

ND1 = Đ - K0/2 - LCT = (Km 0+918,88) – 416,911/2 - 50 = Km 0+660,42 TD1 = Đ - K0/2 = (Km 0+918,88) – 416,911/2 = Km 0+710,42

Bước 9: Xác định tọa độ các điểm trung gian của đường cong chuyển tiếp Cuối cùng là cắm các điểm còn lại của đường cong cơ bản

Xác định Xi, Yi theo công thức:

Khoảng cách các điểm trung gian trên đường cong chuyển tiếp 50m

S A i  tra bảng 3-7[2], xác định: Xi=X.A; Yi=Y.A

Kết quả cắm cong đường cong chuyển tiếp Thể hiện ở Phụ lục 3

Các nguyên tắc thiết kế chung

+ Thiết kế trắc dọc chi tiết căn cứ vào:

-Tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô TCVN 4054-05.

-Bình đồ tuyến tỷ lệ: 1/1000.

-Cấp hạng kỹ thuật tuyến đường.

-Nguyên tắc và quan điểm thiết kế của dự án khả thi.

+ Giải pháp thiết kế đường đỏ: Xem xét lại trắc dọc của dự án khả thi và địa hình cụ thể chi tiết của tuyến để điều chỉnh đường đỏ phù hợp với cao độ khống chế.

- Điểm đầu đoạn: Km0+00 cao độ khống chế là: 326,96 m

- Điểm cuối đoạn: Km2+00 có cao độ khống chế là: 346,61 m

- Cao độ trên cống: Km00+515,22 có cao độ khống chế là: 330,9m

Km1+181,83 có cao độ khống chế là: 337,2m Km1+722,24 có cao độ khống chế là: 348,5m -Chiều dài đoạn dốc đã thiết kế ở phần lập dự án thiết kế cơ sở

-Có 3 đường cong đứng, đường cong đứng được thiết kế theo đường cong parapol bậc 2 dạng: x2 y = 2R

Bảng 2 1 Bảng các yếu tố cơ bản đường cong đứng trong đoạn tuyến

Chiều dài đường cong đứng được tính theo công thức sau:

K = R,(i - i ) i1 > 0 khi lên dốc, i2 < 0 khi xuống dốc, xác định tiếp tuyến: K

Hình 2 3 Sơ đồ xác định toạ độ đường đỏ trên đường cong đứng Đường cong đứng lồi được thiết kế theo phương trình parabol bậc 2 : x 2 y = 2R

 Xác định điểm đổi dốc D có tọa độ: XD, YD

 Xác định điểm bắt đầu (TĐ) và điểm kết thúc (TC) của đường cong đứng: Chiều dài tiếp tuyến : T = R(i1-i2)/2 (m) Điểm tiếp đầu có tọa độ:

Y = Y - i T (m) Điểm tiếp cuối có tọa độ:

Xác định điểm gốc của đường cong đứng E tại đó có độ dốc bằng 0:

2 Trắc dọc chi tiết được thể hiện trong bản vẽ số: 12

Thiết kế trắc ngang chi tiết

Các chỉ tiêu kỹ thuật của mặt cắt ngang:

- Bề rộng nền đường Bn = 9 m.

- Bề rộng mặt đường Bm = 7m.

- Bề rộng lề gia cố:Blgc =20.5m.

- Độ dốc ngang phần mặt đường và phần lề gia cố 2%, phần lề không gia cố 4%.

- Rãnh biên hình thang tiết diện đáy 0,4m taluy 1:1.

Tính toán khối lượng đào đắp

Khi tính toán khối lượng đào đắp ta tính theo phương pháp gần đúng, phương pháp trung bình mặt cắt. Đối với trắc ngang đắp hoàn toàn thì diện tích đất đắp được tính đến cao độ hoàn công Đối với trắc ngang đào đước tính đến cao độ thiết kế

Kết quả tính toán khối lượng đào đắp kỹ thuật được thể hiện ở phụ lục 5

Khối lượng đất đắp nền: 27158,8(m 3 )

Khối lượng đất đào nền: 30546,94 (m 3 )

Khối lượng đất đào rảnh: 631,92 (m 3 )

Khối lượng đất đắp lề: 1579,75 (m 3 )

Khối lượng đất đào khuôn đường: 1001,64 (m 3 )

Khối lượng đất vét hữu cơ: 6133,51 (m 3 )

Phương án kết cấu áo đường chọn

Kết cấu phần xe chạy và lề gia cố.

1) Cấp phối đá dăm loại II – Dmax37,5 ( dày 30cm, rộng 9m)

2) Cấp phối đá dăm loại I – Dmax25 ( dày 18cm, rộng 9m)

3) Bê tông nhựa chặt hạt mịn – Dmax19 ( dày 7cm, rộng 9m)

Thiết kế cấu tạo cống

5.1.1 Giới thiệu chung: Đoạn tuyến thiết kế kỹ thuật từ Km0+00 đến Km2+00 có 2 vị trí đặt công trình cống: + Tại lý trình Km0+515,22 đặt cống tròn bê tông cốt thép 2Φ200.

+ Tại lý trình Km1+181,83 đặt cống tròn bê tông cốt thép 1Φ200.

+ Tại lý trình Km1+722,24 đặt cống tròn bê tông cốt thép 1Φ200

5.1.2 Cống tròn BTCT lắp ghép:

5.1.2.1 Các bộ phận cơ bản:

+ Chọn ống cống và quan điểm đặt cống.

- Là cấu kiện chịu lực, chịu hoạt tải, tải trọng của đất đắp, kết cấu áo đường và trọng lượng bản thân cống.

- Thân cống là ống cống tròn BTCT lắp ghép.

- Để thoát nước tốt và không có cây cỏ, bùn đất láng động trong thân cống thì ta nên đặt cống có độ dốc dọc thân cống từ 2-5 (%) Tùy thuộc vào độ dốc ngang sườn tại vị trí đặt cống mà ta phải đặt cống sao cho hợp lý Nếu độ dốc ngang sườn nhỏ ta cần phải đắp đất ở phía thượng lưu cống hoặc phải đào sâu ở hạ lưu cống để đảm bảo trong quá trình khai thác cống làm việc tốt hơn.

- Không đặt cống quá sâu làm tăng chiều dài cống, tăng giá thành công trình Nếu điều kiện địa hình thuận lợi ta nên đặt cao độ đáy cống trùng với cao độ tự nhiên như vậy sẻ không làm thay đổi dòng chảy nhiều, ít gây xói lở.

- Từ các quan điểm thiết kế trên kết hợp với độ dốc ngang sườn tại vị trí đặt cống ta đặt cống có độ dốc trùng với độ dốc ngang sườn tự nhiên Cao độ đáy cống trùng với cao độ tự nhiên. Độ dốc dọc tim cống 2Φ200 là 1,7%

- Chiều cao đất đắp trên cống của cống số 1 và cống số 2 lần lượt là 1,7m và 1,3m, taluy nền đắp là 1:1,5 với bề rộng nền đường là 10m ta tính được chiều dài thân cống là:

Hình 2 4 Các kích thước tính toán chiều dài cống.

Dựa vào hình 2.4 ta có chiều dài cống được tính theo công thức: o d d o t t c m i a t h H m

- Bt, Bd: Chiều rộng từ tim đường đến vai nền đường về phía thượng lưu và hạ lưu

- H: Tổng chiều cao đất đắp trên cống tính từ đáy tim cống đến cao độ vai nền đường.

- ht, hd: Chiều cao kiến trúc của cống ở phía thượng lưu và hạ lưu.

- m: Độ dốc mái taluy nền đường (1:m).

- ic: Độ dốc đáy cống.

Vậy ta tính được chiều dài cống như sau:

Vậy ta chọn chiều dài cống là 12m.

- Cốt thép trong ống cống: Bố trí 2 lớp cốt thép sát thành trong và thành ngoài của cống và đặt thêm cốt thép dọc để chống lại lực cắt và giữ vị trí các đai chịu lực cố định.

- Bê tông: Dùng bê tông M200, Dmax20.

Ta có biểu đồ momen của cống tròn như hình vẽ:

Hình 2 5 Dạng biểu đồ mômem của cống tròn.

Dựa vào biểu đồ mômem ta thấy, cống tròn là kết cấu vừa chịu kéo vừa chịu uốn Phía trên và phía dưới chịu mômem dương nên ta bố trí cốt thép chịu lực sát vào phía trong thành ống.Phía bên phải và trái chịu mômem âm nên ta bố trí cốt thép sát phía ngoài thành ống Do đó ta dùng hai lớp cốt thép ở phía trong và phía ngoài. Để nối hai đốt cống với nhau ta dùng cách nối ghép thẳng khe nối giữa các ống cống có chiều dài 1cm Cấu tạo khe nối thể hiện ở mục sau.

- Có tác dụng không cho nước trong cống thấm vào nền đường.

- Do tính chất chịu lực của ống cống: Chịu hoạt tải thường xuyên thay đổi, ngoài ra nền đất dưới móng có tính chất khác nhau và độ dốc thay đổi dọc theo thân cống nên mối nối ống cống trong đường ôtô là mối nối mềm Bên ngoài mối nối cống đắp một lớp đất sét dày từ 15cm để đảm bảo cho nước từ thân cống không thấm ra nền đường, gây hư hại nền đường Cấu tạo mối nối cống như sau:

- 2 lớp bao tải tẩm nhựa đường

- Dây đay tẩm nhựa đường dày 5cm

- Gỗ thông nhóm V tẩm dầu dày 10cm

- Vữa xi măng M200 dày 5cm.

- Tác dụng: Phân bố tải trọng truyền qua ống cống xuống nền đất, cố định ống cống.

- Thường dùng loại móng mềm: Cấp phối đá dăm loại I, Dmax 37,5, đầm chặt K98, dày 30 cm.

- Tác dụng là tường chắn đất nền đường phía trên thân cống, cố định vị trí cống.

- Cấu tạo bằng BT xi măng M15, Dmax 40, độ sụt SN = 6-8 cm.

- Đỉnh tường đầu rộng 30cm, lưng tường có độ dốc 1:5

- Móng tường đầu: 60-120 cm, chọn 80cm

- Tác dụng: Tường chắn đất nền đường và hai bên cống, định hướng dòng chảy ra vào cống, bảo vệ nền đường.

- Cấu tạo bằng BT xi măng M200j,Dmax 40, độ sụt SN = 6-8 cm, đỉnh tường cánh rộng 30 cm.

- Móng tường cánh được chôn sâu bằng tường đầu, để trong quá trinh thi công được dễ dàng.

- Là phần trước thân cống (sân cống phía thượng lưu) và sau (phía hạ lưu), nằm giữa hai tường cánh

- Cấu tạo bằng BT xi măng M15,Dmax 40, đổ tại chỗ, độ sụt SN = 6-8 cm.

- Tác dụng: Giữ ổn định cho cống, là tường chống xói trong trường hợp không có tường chống xói.

- Cấu tạo bằng BT xi măng M200, Dmax 40, độ sụt SN = 6-8 cm, chiều sâu chân khay 60-120 cm, chọn 70cm

5.1.2.9 Gia cố thượng hạ lưu:

- Tác dụng: Chống xói cho phần lòng suối phía trước và sau cống.

- Chiều dài gia cố phía thượng lưu lấy bằng 1Φtd.

- Chiều dài gia cố phía hạ lưu lấy bằng 3Φtd

- Cấu tạo bằng BT xi măng M200, Dmax 40, độ sụt SN = 6-8 cm.

- Ngăn cách không cho bêtông sau khi đổ móng thấm xuống và tiếp xúc trực tiếp với đất bên dưới.

- Thường dùng loại móng mềm: Cấp phối đá dăm loại I, Dmax 37,5, đầm chặt K98, dày 10 cm.

5.1.2.11 Tường chống xói thượng hạ lưu:

- Tác dụng: Chống xói trước và sau cống

- Phía hạ lưu: nghiêng nghiêng theo tỉ lệ 1:1 và 1:1,5, chiều sâu Hx+0,5m, với Hx là chiều sâu chống xói.

Trong đó: H: Chiều sâu mực nước dâng trước cống (m)

Lgc: Chiều dài phần gia cố hạ lưu (m)

B: khẩu độ tương đương của cống (m)

Chiều cao của tường chống xói bằng Hx + 0,5 m.

Xác định lưu lượng tính toán

5.2.1 Xác định lưu lượng cực đại chảy về công trình.

Theo phần dự án khả thì ta xác định được: Q1max = 7,96 (m 3 /s).

5.2.2 Luận chứng chọn loại cống, khẩu độ cống. Ưu nhược điểm cống tròn và cống vuông.

+ Ưu điểm: Khả năng thoát nước tốt chỉ cần bố trí tường đầu, không cần mố trụ nên khối lượng thi công nhỏ, dễ thi công và giá thành thấp.Việc gia công cốt thép cống tròn cực nhanh, cống vuông chậm hơn nhiều.

+ Nhược điểm: Khống chế chiều cao từ mặt đường đến đỉnh cống là phải lớn hơn 0,5m để đảm bảo điều kiện áp lực phân bố đều trên cống, nên không sử dụng được ở chỗ nền đường đắp thấp, cống tròn chỉ chọn khi Qmax  20m3, Qmax lớn nữa ta không dùng cống tròn (không kinh tế nữa)

+ Ưu điểm: Khả năng chịu lực tốt, có thể đảm bảo cho xe qua lại trực tiếp trong thi công và trong khai thác có thể chỉ cần đặt trực tiếp lớp áo đường lên trên cống là được,vì thế dùng nhiều tại vị trí chiều cao đất đắp trên cống thấp Khả năng thoát nước cống vuông lớn Khi Qmax > 20 m3 ta nên chọn công vuông thi công vì khi đó kinh tế hơn cống tròn.

+ Nhược điểm: Thi công phức tạp, gia công cốt thép chậm, tốn kém vật liệu, giá thành cao.

Về chế độ chảy: Cống tròn bê tông cốt thép có chế độ chảy không áp, chế độ chảy bán áp và chế độ chay có áp.

- Chế độ chảy không áp.

- Nước chảy chủ yếu trong suối (tụ thủy) nên ít làm nền đường khu vực lân cận cống bị ẩm ướt, có chế độ thủy nhiệt xấu.

- Khối lượng gia cố mái taluy đắp lân cận cống, gia cố thượng lưu, hạ lưu nhỏ hơn cống có áp do tốc độ nước chảy nhỏ hơn; ít phức tạp hơn.

- Không có hiện tượng tích nước trước công trình (nước lưu vực đổ về đến đâu thoát hết đến đấy), không làm thay đổi thiên nhiên quá nhiều.

- Khi có vật cản, cây trôi ít bị tắc cống như phương án cống bán áp và có áp.

- Áp lực nước trong và ngoài cống là như nhau và nhỏ hơn cống bán áp và có áp, nước ít có cơ hội thấm vào nền đường qua các mối nối hơn so với 2 P.A còn lại nên cải thiện được chế độ thủy nhiệt nền đường lân cận cống.

- Dự trữ được khả năng thoát nước, an toàn khi có lũ đột biến.

- Trong nhiều trường hợp, cao độ khống chế tại cống nhỏ hơn phương án bán áp, có áp nên khối lượng đất đắp nền đường nhỏ.

- Cấu tạo cửa vào cống đơn giản hơn cống bán áp, có áp (tường cánh và miệng cống dạng thẳng - không cần cấu tạo dạng dòng chảy)

Tuy nhiên cống có chế độ chảy không áp củng có một số nhược điểm như:

- Chi phí xây dựng cống thường cao hơn phương án bán áp và có áp (do khẩu độ phải lớn hơn).

- Trong 1 vài trường hợp nền đường đắp tại cống sẽ có cao độ khống chế lớn hơn so với cống bán áp và có áp.

- Chế độ chảy bán áp và có áp.

+ Cần phải đắp cao nền (>0,5m), Khối lượng gia cố mái taluy đắp lân cận cống, gia cố thượng lưu, hạ lưu lớn hơn cống không áp do tốc độ nước chảy lớn hơn; quá trình thi công phức tạp.

+ Giảm được khẩu độ cống.

+ Khi lưu lượng nước lớn thì nước sẻ bị tích trữ trước miệng cống nên nước dể thấm vào nền đường, khi trong dòng chảy có cây trôi thì khả năng thoát nước kém hơn cống không áp Áp lực trong và ngoài cống khác nhau nên nước dể thấm vào nền đường phá hỏng kết cấu nền- áo đường.

+ Trong trường hợp có lũ đột biến thì nước thoát không kịp sẻ tràn lên mặt đường phá hỏng kết cấu áo đường.

Qua việc phân tích chế độ chảy trên và kết hợp với điều kiện thực tế trên đoạn tuyến. Đoạn tuyến có 2 công trình cống có cao độ tính đỉnh cống đến cao độ đáy áo đường đều > 0.5m nên ta khác phục được nhược điểm cao độ khống chế cống tròn Mặt khác theo phụ lục 16,17 tài liệu [3], thì với lưu lượng nước cực đại chảy về công trình là:

Q1max = 14,67 (m 3 /s) Ta chọn được 3Φ200 có V = 2,85 m/s, H = 1,65 m.

Q2max = 5,18 (m 3 /s) Ta chọn được 1Φ200 có V = 2,9 m/s, H = 1,71

Nên ta chọn loại cống tròn, có chế độ chảy không áp, tức là tức là H < 1,2hcv

Với H: chiều cao nước dâng trước cống. hcv: chiều cao cống ở cửa vào

Bảng 2 2 Bảng tổng hợp tính chất cống.

TT Loại cống Lý trình Khẩu độ

Chế độ nước chảy ic

Phương pháp thi công cống

1 Tròn Km0+515,22 2200 Không áp 1,7 24 Lắp ghép

Xác định khối lượng công tác

6.1.1 Xác định khối lượng nền đường.

6.1.1.1 Khối lượng san dọn mặt bằng.

Lấy rộng ra hai bên mép ta luy là 10m nên chiều rộng dành cho đường để thi công là 29m.

6.1.1.2 Khối lượng bốc đất hữu cơ.

Trong chương 4 đã xác định được khối lượng bốc đất hữu cơ là 6133,51m 3

Khối lượng đất đào nền đường là: 30546,94m 3

Khối lượng đất cần đắp là 27158,8m 3 nhưng để đắp đủ khối lượng thì cần nhân thêm hệ số tơi xốp của đất là 1,2 nên khối lượng đất cần chở đến để đắp là 32590,5m 3

6.1.2 Xác định khối lượng mặt đường.

- Khối lượng CPĐD loại I Dmax37,5 móng dưới: 6552m 3

- Khối lượng CPĐD loại I Dmax25 móng trên: 3931m 3

- Tưới lớp thấm bám lớp móng trên CPĐD bằng nhũ tương gốc axit 1,3lit/m 2 :

6.1.3 Xác định khối lượng hệ thống thoát nước.

Khối lượng đào đất rảnh biên: 631,92 m 3

Dựa vào bản vẽ cấu tạo cống ta tính được khối lượng cho từng bộ phận Khối lượng công trình công tính toán chi tiết trong phụ lục 6 mục 6.1

Các căn cứ lập dự toán

- Thông tư 04/2010/BXD hướng dẫn lập và quản lý chi phí đầu tư xây dựng công trình.

- Thông tư 12/2008/TT-BXD hướng dẫn và quản lí chi phí khảo sát xây dựng.

- Thông tư 109/2000/BXD hướng dẫn lập và quản lí chi phí đầu tư xây dựng công trình.

- Thông tư 05/2009 – BXD hướng dẫn điều chỉnh dự toán xây dựng công trình.

- Định mức chi phí quản lý dự án và tư vấn đầu tư xây dựng công trình ( công bố kèm theo văn bản số 957/QB – BXD ngày 29-09-2009 của bộ xây dựng.

- Thông tư 129/2008/TT – BXD hướng dẫn luật thuế giá trịn gia tăng.

- Định mức 1776/BXD–VP phần xây dựng công trình.

- Định mức 1779/BXD–VP Dự toán xây dựng công trình phần khảo sát.

- Chi phí kiểm toán, thẩm tra phê duyệt quyết toán theo thông tư 33/2007 TT – BTC ngày 09-04-2007.

- Nghị định 108/2010/NĐ-CP quy định mức lương tổi thiểu vùng đối với người lao động.

- Đơn giá vật liệu xây dựng quý I năm 2011 tỉnh Quảng Nam.

Trình tự lập dự toán

- Xác định khối lượng công tác.

- Từ các thông tư và định mức phân tích đơn giá.

PHẦN 3a THIẾT KẾ THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG ĐOẠN TUYẾN

Giới thiệu chung về tuyến đường

1.1.1 Vị trí địa lý và chức năng của tuyến đường:

Xem mục 1.1 phần thiết kế cơ sở

1.1.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của tuyến:

Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của tuyến xem mục 2.2.13 phần thiết kế cơ sở.

1.1.3 Các thông số kỹ thuật cơ bản của tuyến:

Xem mục 2.2.13 phần thiết kế cơ sở

Tính chất các hạng mục công trình của đoạn tuyến thiết kế

- Thiết kế tổ chức thi công đất nền đường từ KM0 đến KM2+00 Trên đoạn này có

3 đường cong nằm, chiều cao đào, đắp lớn nhất lần lượt là 5 m và 3,67 m Trên đoạn tuyến có các đoạn đào đắp xen kẻ, do đó ta có thể lấy đất ở đoạn đường đào sang đắp ở đoạn đường đắp khi tổ chức, điều phối thi công.

- Thiết kế và tổ chức thi công 1 công trình thoát nước trên đoạn tuyến là cống tròn bêtông cốt thép(BTCT): Cống số 1 ở lý trình Km0+515,22

+ Cống cần thi công trên đoạn tuyến là cống loại I,có chế độ chảy là không áp + Khẩu độ cống: 2ỉ200 (cm).

- Mặt cắt ngang trên tuyến đường tổ chức thi công có các yếu tố kỹ thuật sau:

+ Dốc ngang phần xe chạy: 2%

+ Dốc lề không có gia cố: 2%

+ Dạng nền đường là nền đắp hoàn toàn, nửa đào nửa đắp và đào hoàn toàn với độ dốc mái taluy đào 1:1 và mái taluy đắp 1:1,5.

Các điều kiện thi công

- Xem mục 1.2.1 phần thiết kế cơ sở.

Xem mục 1.2.2 phần thiết kế cơ sở.

- Sau khi khảo sát trên toàn chiều dài tuyến ta có kết quả như sau:

- Lớp đất hữu cơ dày 20 cm

- Bên dưới là lớp đá gốc dày vô cùng

- Địa chất trong khu vực là tương đối đồng nhất Địa chất trong khu vực này rất ổn định, không có hiện tượng sụt lở, đá lẫn cactơ hay nước ngầm lộ thiên.

- Các chí tiêu cơ lý của đất thích hợp để đắp nền đường

- Xem mục 1.2.4 phần thiết kế cơ sở

- Xem mục 1.2.6 phần thiết kế cơ sở

Xem mục 1.2.5 phần thiết kế cơ sở

Xem mục 1.3 phần thiết kế cơ sở

1.3.3 Các điều kiện liên quan khác:

Xem mục 4.1 phần thiết kế cơ sở.

Phân đoạn thi công công tác chuẩn bị

Các căn cứ để phân đoạn:

Tính chất công trình ở các đoạn nền đường.

Các điều kiện thi công của các đoạn.

Việc thi công công tác chuẩn bị cần được chia ra nhiều đoạn khác nhau theo tính chất chiều cao đào đắp trong TCVN 4447-1987 Đất XD – Quy phạm TCNT.

Các công tác chủ đạo trong các đoạn thi công như sau:

Khôi phục cọc, định phạm vi thi công, dấu cọc, chặt cây cách mặt đất 10 cm, cưa ngắn cây dồn đống, kết hợp vừa bóc lớp hữu cơ vừa dãy cỏ, lên khuôn đường.

Khôi phục cọc, định phạm vi thi công, dấu cọc, chặt cây sát mặt đất, cưa ngắn cây dồn đống, kết hợp vừa bóc lớp hữu cơ vừa dãy cỏ, lên khuôn đường.

Khôi phục cọc, định phạm vi thi công, dấu cọc, chặt cây, cưa ngắn cây dồn đống, đánh gốc, kết hợp vừa bóc lớp hữu cơ vừa dãy cỏ, lên khuôn đường.

Khôi phục cọc, định phạm vi thi công, dấu cọc, chặt cây, cưa ngắn cây dồn đống, đánh gốc, kết hợp vừa bóc lớp hữu cơ vừa dãy cỏ, lên khuôn đường.

Khôi phục cọc, định phạm vi thi công, dấu cọc, chặt cây, cưa ngắn cây dồn đống, đánh gốc, kết hợp vừa bóc lớp hữu cơ vừa dãy cỏ, lên khuôn đường.

Khôi phục cọc, định phạm vi thi công, dấu cọc, chặt cây sát mặt đất, cưa ngắn cây dồn đống, kết hợp vừa bóc lớp hữu cơ vừa dãy cỏ, lên khuôn đường.

Khôi phục cọc, định phạm vi thi công, dấu cọc, chặt cây cách mặt đất 10 cm, cưa ngắn cây dồn đống, kết hợp vừa bóc lớp hữu cơ vừa dãy cỏ, lên khuôn đường.

Xác định trình tự thi công chung

- Khôi phục hệ thống cọc mốc bao gồm hệ thống cọc định vị và cọc cao độ

- Định phạm vi thi công, lập hệ thống cọc dấu.

- Dọn dẹp mặt bằng thi công gồm các công việc sau: Chặt cây cối, bóc lớp đất hữu cơ nằm trong chỉ giới xây dựng đường ô tô

- Lên khuôn đường, phóng dạng nền đường.

Xác định kỹ thuật thi công

2.3.1 Khôi phục hệ thống cọc:

2.3.1.1 Nguyên nhân khôi phục cọc:

Do khâu khảo sát, thiết kế đường được tiến hành trước khi thi công một thời gian nhất định, một số cọc cố định trục đường và các mốc cao độ bị thất lạc, mất mát Vì thế cần khôi phục lại các cọc đã mất mát để tiến hành chính xác các công việc thực hiện sau này.

2.3.1.2 Nội dung công tác khôi phục cọc:

- Khôi phục tại thực địa các cọc cố định vị trí trục đường (tim đường).

- Kiểm tra các mốc cao độ, lập các mốc đo cao tạm thời.

- Đo đạc, kiểm tra và đóng thêm các cọc chi tiết ở các đoạn cá biệt.

- Kiểm tra cọc cao độ tự nhiên của các cọc

- Đề xuất ý kiến sửa đổi những chổ không hợp lý trong hồ sơ thiết kế như chỉnh lại hướng tuyến hay điều chỉnh lại vị trí đặt cống…

2.3.1.3 Kỹ thuật khôi phục cọc:

2.3.1.3.1 Khôi phục cọc cố định trục đường:

 Dựa vào hồ sơ thiết kế các cọc cố định trục đường đã có, đặc biệt là các cọc đỉnh để khôi phục các cọc mất mát.

 Dùng các thiết bị đo máy toàn đạc điện tử và các dụng cụ khác (sào tiêu, mia, thước dây ).

 Để cố định tim đường trên đường thẳng phải đóng cọc ở các vị trí 100m và các vị trí thay đổi địa hình bằng các cọc nhỏ, cọc chi tiết, ngoài ra cứ cách 0,5km hoặc 1km phải đóng một cọc to.

- Cọc chi tiết trên đường thẳng: 20m đóng 01 cọc.

 Trên đường cong thì phải đóng cọc to ở các điểm tiếp đầu, tiếp cuối và các cọc chi tiết trên đường cong Do đoạn tuyến có 2 đường cong nằm bán kính lần lượt là 400m và 600m

+ Cọc 100m thường dùng cọc bê tông không được nhỏ hơn 5x5cm 2

+ Cọc 10m và 20m thường dùng cọc gỗ 33cm 2

+ Nếu gặp đất cứng thỡ dựng cọc thộp ỉ10,12 cú chiều dài 15 á 20cm.

 Ngoài ra, đóng cọc to ở đường cong chuyển tiếp hoặc đoạn nâng siêu cao Tại vị trí địa hình, địa chất thay đổi đột ngột (qua khe sâu, gò, đồi, phân thủy, ao hồ, sang, suối, đất đá cứng, đất yếu ) phải cắm thêm cọc chi tiết để tính toán khối lượng đào đắp chính xác hơn.

 Trên tuyến đường thi công có 03 đường cong:

- Tại KM2+755,87 có đường cong R = 650m, K= 467,09m nên phải cắm thêm 24 cọc.

- Tại KM3+389,9 có đường cong R= 500m, K = 366,1m nên phải cắm thêm 37 cọc.

- Tại KM3+389,9 có đường cong R= 175m < 500m, K = 259,49m nên phải cắm thêm 26 cọc.

 Dựa vào điều kiện địa hình ta chọn phương án cắm cong thích hợp để thực hiện cắm cong các các trên đường cong nằm, để thực hiện cắm cong ta có các phương án cắm cong sau đây:

Phương pháp tọa độ cực

Phương pháp tọa độ vuông góc

Phương pháp dây cung kéo dài

Do tính chất trên tuyến, địa hình ở những nơi có đường cong nằm là bằng phẳng quang đãng, mặc dù những nơi khác của tuyến có địa hình không mấy thuận lợi cho công tác cắm cong nên ta chọn cách bố trí đường cong theo phương pháp toạ độ vuông góc Ưu điểm của phương pháp này so với các phương pháp còn lại là máy toàn đạc điện tử đặt tại 1 vị trí nên tránh được những sai số do di chuyển và cân lại máy, các điểm bố trí 1 cách độc lập nhau, nên nếu có điểm nào sai số thì không kéo theo sự sai số “ dây chuyền” Phương pháp cắm cong xem mục 2.1 và 2.2 phần thiết kế kỷ thuật

2.3.1.3.2 Kiểm tra mốc cao độ, lập mốc đo cao tạm thời:

- Dùng máy toàn đạt điện tử và các mốc cao độ quốc gia để kiểm tra các mốc đo cao trong đồ án thiết kế.

- Lập các mốc đo cao tạm thời ở các vị trí: các đoạn nền đường có khối lượng công tác tập trung, các công trình trên đường (cầu, cống, kè ), Các mốc phải được chế tạo bằng BT chôn chặt vào đất hoặc lợi dụng các vật cố định nằm ngoài phạm vi thi công để gửi cao độ.

- Các mốc đo cao tạm thời được sơ hoạ trong bình đồ kỹ thuật có mô tả rõ quan hệ hình học với địa hình, địa vật, địa danh xung quanh cho dễ tìm, dễ đánh dấu, ghi rõ vị trí đặt mia và cao độ mốc.

- Từ các mốc đo cao tạm thời, có thể thường xuyên kiểm tra cao độ đào, đắp nền đường hoặc cao độ thi công của các hạng mục công trình trên đường bằng các thiết bị đơn giản.

2.3.2 Định phạm vi thi công (PVTC)

- Với đoạn tuyến sắp thi công: đường cấp IV, tốc độ thiết kế 60km/h nên phạm vi thi công của tuyến đường là khoảng cách tính từ mép chân mái đường đắp hoặc mép đỉnh mái đường đào, mép ngoài của rãnh dọc hoặc mép ngoài của rãnh đỉnh của đường trở ra hai bên là 10m Chi tiết phạm vi thi công nền đường:

- Trong quá trình định vị thi công, dựa vào bình đồ để từ đó xác định chính xác, dọn dẹp mặt bằng PVTC Đơn vị thi công có quyền bố trí nhân lực, thiết bị máy móc, vật liệu và đào đất đá trong phạm vi này.

- Định PVTC bằng phương pháp căng dây nối liền giữa các cọc gần nhau được đóng ở mép ngoài của PVTC Để giữ ổn định cho các cọc trong suốt thời gian thi công thì phải dời nó ra khỏi PVTC đó Khi dời cọc đều phải ghi thêm khoảng cách dời chỗ, có sự chứng kiến của đơn vị tư vấn thiết kế, tư vấn giám sát và chủ đầu tư.

2.3.3 Dời cọc ra ngoài PVTC.

- Trong quá trình đào đắp, thi công nền đường, một số cọc cố định trục đường sẽ bị mất Vì vậy, trước khi thi công phải tiến hành lập một hệ thống cọc dấu, nằm ngoài PVTC, để có thể dễ dàng khôi phục hệ thống cọc cố định trục đường từ hệ thống cọc dấu, kiểm tra việc thi công nền đường và công trình đúng vị trí, kích thước trong suốt quá trình thi công Trên tuyến dài 2km có tất cả193 cọc lớn và các cọc nhỏ, ứng với mỗi cọc có tối thiểu là 2 cọc dấu khác nhau để sau này có thể dễ dàng xác định được vị trí tim đường.

- Dựa vào bình đồ kỹ thuật và thực địa thiết kế quan hệ giữa hệ thống cọc cố định trục đường và hệ thống cọc dự kiến.

- Dùng máy toàn đạc và các dụng cụ khác (thước thép, sào tiêu, cọc ) để cố định vị trí các cọc ngoài thực địa (nên gửi cọc vào các vật cố định ngoài PVTC để dễ tìm kiếm, nhận biết).

2.3.4 Dọn dẹp mặt bằng thi công.

2.3.4.1 Chặt cây: khăn cho khâu thi công đều phải chặt trước khi tiến hành công tác làm đất.

- Khu vực có nhiều cây cản trở cho việc thi công, vì thế trước khi tiến hành các công tác thì ta sử dụng máy cưa STIHL 280I, để tiến hành hạn cây, san dọn mặt bằng thi công.

- Cây cối sau khi hạ sẽ được cưa ra thành từng khúc và vận chuyển sang 1 bên trong phạm vi thi công nền đường.

Theo TCVN 4447-1987 Đất XD – Quy phạm TCNT

- Nếu chiều cao đắp từ 1,5 - 2m có thể chặt cây sát mặt đất mà không cần đánh gốc.

- Nếu chiều cao đắp lớn hơn 2m có thể chặt cây cách mặt đất 10cm và không cần đánh gốc.

- Các trường hợp nền đắp khác và nền đào đều phải đánh gốc cây.

Xác lập công nghệ thi công

Thi công bằng cơ giới là chủ yếu, kết hợp với thủ công.

Xác định khối lượng công tác chuẩn bị

Khối lượng công tác chuẩn bị được tổng kết trong phụ lục 7 mục 7.1.

Các định mức sử dụng năng lực, tính toán năng suất máy móc

2.6.1 Công tác khôi phục tuyến và định phạm vi thi công:

Với những công việc của công tác này và mức độ khối lượng đã nêu ở trên, có thể định mức năng suất là 0.35 (Km/công)= 350(m/công).

2.6.2 Công tác dọn dẹp mặt bằng:

- Theo bảng phân loại rừng thì rừng ở khu vực thi công là rừng cấp III, cây con, mật độ cây con, dây leo chiếm dưới 2/3 diện tích và cứ 100m 2 có từ 5 đến 15 cây có đường kính từ 5 đến 10cm và xen lẫn cây có đường kính lớn hơn 10cm

- Trên đoạn tuyến thi công, sau khi khảo sát và thống kê thì số lượng cây có đường kính từ 5-10cm là khoảng 5 cây/100m 2 , số lượng cây có đường kính trên 10cm được quy về lượng cây tiêu chuẩn trên 100m 2 là2cây.

Tra định mức AA.1212,1 , chặt cây bằng mấy cưa là 0.08 công/cây

- Dùng thiết bị nhổ rễ là máy ủi D41P-6C với năng suất 124 (cây/giờ)

- Năng suất máy đổi theo đơn vị (cây/ca) là: 124 x 7 = 868 (cây/ca)

2.6.2.3 Bóc đất hữu cơ, dãy cỏ:

Dùng thiết bị dãy cỏ và bụi cây là máy ủi D41P-6C với năng suất N = 591,5

2.6.2.4 Cưa ngắn cây, dồn đống:

- Cây gỗ được cưa ngắn và dồn đống thành từng loại trong phạm vi 30m, lấp, san lại hố sau khi đào.

Tra định ĐMDTXD-1776 mã hiệu AA1121.2 thì để phát rừng tạo mặt bằng bằng cơ giới cần 0,123 (công/2cây) = 0,0615(công/cây ) = 16,26 (cây/công)

2.6.3 Công tác lên khuôn đường:

Việc lên ga là lên theo từng mặt cắt nên việc tính năng suất ta giả định theo mặt cắt/công (MC/công) Việc lên khuôn đường thường tiến hành tại các vị trí cọc 20m và cọc 100m Giả địng trong 1 công, tổ công nhân lên được 20MC.

Bố trí một tổ lên khuôn đường gồm có một kỹ sư, hai công nhân, một máy kinh vĩ, mia, thước dây, cọc thép  5, l = 20~25(cm), búa, dây dù

Biên chế và tính tooán thời gian hoàn thành các công tác chuẩn bị

Tính toán số công ca hoàn thành thao tác được thể hiện trong phụ lục 7 mục 7.2

CHƯƠNG 3THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG CỐNG

Xác định trình tự thi công cống

- Định tim cống, xác định các mốc đo cao tạm thời.

- San dọn mặt mặt bằng cống

- Đào móng thân cống bằng máy và thủ công

- Đào móng tường đầu, tường cánh băng thủ công

- Vận chuyển vật liệu xây cống.

- Làm lớp đệm tường đầu, tường cánh.

- Xây dựng móng tường đầu, tường cánh.

- Làm mối nối, lớp phòng nước.

- Xây dựng tường đầu, tường cánh.

- Đào móng gia cố thượng hạ lưu.

- Làm lớp đệm thượng hạ lưu, sân cống

- Xây phần gia cố thượng hạ lưu, sân cống.

- Xây hố chống xói bằng đá hộc xếp khan.

- Đắp đất trên thân cống bằng thủ công.

Xác định kỹ thuật thi công

- Trước khi thi cống cống cần phải định vị tim cống Công việc này có thể dùng các loại máy trắc địa, cọc tre để xác định và định vị lại các vị trí tim và diện tích của công trình cống Sau khi định vị tim cống hai vị trí thượng hạ lưu, ta đóng cọc tre đánh dấu và dùng dây để dăng ta được đường thẳng qua chúng.

3.2.2 Dọn dẹp mặt bằng, đào hạ nền tự nhiên 2 bên cống bằng máy.

Công tác dọn dẹp mặt bằng dùng máy ủi để dọn dẹp mặt bằng dọc theo tim cống và dọc trục đường để tạo mặt bằng tập kết vật liệu, đốt cống trước khi thi công.

+ Cống dài 14m, mở rộng kể từ tim cống ra hai bên là 10m và dọc theo hai chiều dài cống là 29m vậy mặt bằng thi công cống là: (10+10) x 29 = 580 (m 2 )

- Theo điều 3.24 TCVN 4447:87 để đảm bảo mặt bằng móng cống được phẳng, dễ thi công, công tác này, đất sẽ được đưa sang hai bên cống khi đào bằng nhân công.

- Trong công tác đào hố móng thân cống có thể dùng nhân công đào nghiêng dốc 1:1 cho dễ thi công công tác lắp đặt các ống cống và không sạt lỡ thành cống khi thi công

- Diện tích công trình thỏa mãn các điều kiện:

+ Có bãi đủ để bố trí các đốt cống đúc sẵn

+ Bãi tập kết vật liệu (XM, cát, đá );

+ Khu vực trộn hỗn hợp BTXM;

+ Diện tích máy móc (ô tô, cần trục) đi lại thao tác

3.2.3 Đào móng tường đầu, tường cánh bằng thủ công Để thuận tiện cho việc thi công củng như đảm bảo chất lượng không làm sập thành móng do thời tiết ta dùng nhân công để thi công đào móng Đào xong đến đâu thi công đến đó Khi đào móng tường đầu, tường cánh xong ta tiến hành kiểm tra kích thước hố móng.

3.2.4 Vận chuyển các loại vật liệu xây:

Công tác này được tiến hành vận chuyển vật liệu bằng ô tô 12T HD-270

HYUNDAI, với cự ly khoảng 5 km đến vị trí đặt cống.

Vật liệu xây cống gồm có: cát vàng, ximăng, đá dăm Dmax40, đá dăm Dmax20, đá hộc và các vật liệu dùng cho mối nối cống; có thể tận dụng nước sông để trộn bêtông Các ống cống được sản xuất ở xí nghiệp cách công trình 5km

Sử dụng ụtụ Hyundai 15T để vận chuyển ống cống với cống ỉ150 ta đặt nằm trờn thùng xe và mỗi chuyến chở được 4 đốt cống Để bốc dỡ ống cống lên xuống xe dùng ôtô cần trục Sơ đồ xếp đặt các đốt cống trong thùng xe như hình.

Ghi chú: Thùng xe HD270 có kích thước như sau: Rộng 2,3m; dài 4,84m; cao 0,905m.

Hình 3 2 Sơ đồ đặt cống trên thùng xe

3.2.5 Làm lớp đệm móng tường đầu, tường cánh, móng thân cống:

Dùng cấp phối đá dăm loại 1Dmax = 37.5, dày 10cm làm lớp đệm cho cả tường cánh, tường đầu và 30cm với móng thân cống Ta sử dụng nhân công để thực hiện công tác này Khi thi công xong ta tiến hành kiểm tra độ chặt, bề dày của lớp đệm.

3.2.6 Xây móng tường đầu, tường cánh:

Trộn hỗn hợp bê tông xi măng M15 đá Dmax 40, độ sụt 6÷8 cm bằng máy trộn dung tích 250(l) kết hợp nhân công với máy đầm dùi để thực hiện công tác này Trong quá trình xây dựng phải tiến hành kiểm tra thành phần cấp phối và kiểm tra cường độ của bê tông tường đầu, tường cánh Cứ 20m 3 bê tông ta tiến hành lấy 1 mẫu Vì trong quá trình thi công đơn vị thi công ký đảm bảo thi công đúng yêu cầu kỷ thuật Nên ta chỉ lấy mẫu thí nghiệm để so sánh với đồ án thiết kế, vì vậy quá trình thi công được diễn ra một cách liên tục Nếu kết quả thí nghiệm không đạt yêu cầu thì đơn vị thi công chịu hoàn toàn trách nhiệm.

- Trong quá trình lắp đặt ống cống ta biên chế 1 cần trục TS – 60LN để thực hiện công tác này.

Nếu điều kiện địa hình cho phép tốt nhất là đặt các đốt cống trên bãi đất dọc theo tim cống có chừa một dải rộng tối thiểu 6m để cần trục đi lại

+ Trước khi lắp đặt ống cống ta cắm lại các cọc tim cống, kiểm tra lại độ dốc cống, cao độ đặt cống.

+ Các đốt cống đặt cách nhau một khe hở là 1cm Đốt cống gần cửa vào hay cửa ra phải đặt gối trên tường đầu, phần còn lại của đốt cống này phải đặt trên móng cống đã thi công trước đó.

Hình 3 3 Sơ đồ minh hoạ mặt bằng lắp đặt các đốt ống cống

3.2.8 Làm mối nối cống, lớp phòng nước:

- Các đốt cống đặt cách nhau 1cm Sau đó dùng bao tải tẩm nhựa đường để nối các đốt cống Công việc này ta bố trí nhân lực để thi công

- Đun nhựa đường, quét nhựa 3 lớp bề ngoài ống cống, tẩm đay chét khe giữa các ống cống, quét nhựa giấy dầu Sau đó vào trong

- Sau khi nối các ống cống xong tiến hành đắp lớp phòng nước bằng đất sét có hàm lượng các hạt sét trên 60% và chỉ số dẻo không nhỏ hơn 27.

3.2.9 Đổ bê tông tường đầu và tường cánh

Công tác này làm bằng nhân lực để thi công, tường đầu và tường cánh phần hạ lưu sẽ được thi công trước và phần thượng lưu sẽ được thi công sau Đầu tiên ta lắp dựng ván khuôn và trộng bê tông bằng máy trộn 250(l), tiến hành đổ bêtông và bảo dưỡng.

3.2.10 Đào móng gia cố thượng hạ lưu, chân khay, sân cống

Công tác này được thực hiện bằng nhân công.

3.2.11 Làm lớp đệm gia cố thượng, hạ lưu, chân khay

Công tác này được thực hiện ngay khi công tác đào móng xong nên quá trình này được thực hiện cũng trong thời gian chờ bê tông đông kết sử dụng CPĐD loại 1 Dmax

= 37,5 sau đó được đầm chặt.

3.2.12 Đổ bê tông phần sân cống, gia cố thượng, hạ lưu, chân khay:

Xác lập công nghệ thi công

Kết hợp giữa trình tự và kĩ thuật thi công đã xác định, lập bảng công nghệ thi công cống.

Tính toán năng suất máy móc, xác định các định mức sử dụng nhân lực và vật liệu

Các công tác chính khi tổ chức thi công công trình thoát nước đã xác định trong phần trước, ngoài ra khi tổ chức thi công công trình thoát nước ta có các khối lương công tác khác như sau.

3.4.1 Định vị tim cống và san dọn mặt bằng thi công cống:

- Ta dùng máy kinh vĩ để xác định vị trí tim cống và cao độ đặt cống theo đúng đồ án thiết kế

3.4.1.2 San dọn mặt bằng thi công cống:

- Để thuận tiện cho việc thi công cống được nhanh chóng ta bố trí bãi chứa vật liệu

2 bên tim cống, đồng thời tận dụng làm đường xe chạy để cẩu lắp cống và đắp đất ngay khi công tác thi công các bộ phận cơ bản của cống xong Diện thi công của các cống là:

3.4.1.3 Khối lượng vật liệu cần để xây dựng cống:

3.4.2 Tính toán năng suất – xác lập các định mức sử dụng nhân lực

3.4.2.1 Các định mức sử dụng nhân lực:

- Công tác định vị tim cống: 0,5 công/cống

- Công tác đào móng bằng thủ công: 0,63 công/m 3 , nhân công bậc 3/7 (số hiệu AB.11352)

- Công tác làm mối nối: tra định mức số hiệu AK.95141 (cống 150), ta có định mức sử dung nhân công cho một mối nối là: 0,66 nhân công bậc 3,5/7.

- Công tác làm lớp đệm móng: Tra định mức số hiệu AK.98110 ta có định mức sử dung nhân công cho 1 (m 3 ) là 1,48 công bậc 4/7.

- Công tác bê tông tường đầu, tường cánh: tra định mức số hiệu AE.11610 ta có định mức sử dụng nhân công cho 1 (m 3 ) bê tông là 2,28 công bậc 3,5/7.

- Công tác bê tông móng tường đầu, tường cánh, sân cống, phần gia cố, móng cống: tra định mức số hiệu AF.11220 ta có định mức sử dụng nhân công cho 1 (m 3 ) bê tông là 1,48 công bậc 3/7.

- Công tác lắp dựng và tháo dỡ ván khuôn tường đầu, móng tường cánh, chân khay Tra định mức xây dựng nhân công bậc 4/7 là 43,37 công/100m 2

- Công tác xếp đá hộc ở hố chống xói tra định mức là 1,2 công/m 3 nhân công bậc 3/7.

3.4.2.2 Tính toán năng lực máy móc:

* Công tác vận chuyển ống cống bằng ôtô HD270 15T:

Năng suất của ô tô vận chuyển ống cống được tính như sau: t qd bd

Trong đó: + T: Thời gian làm việc trong một ca, T=7 (giờ).

+ Kt: Hệ số sử dụng thời gian, Kt= 0,85.

+ n : Số đốt cống vận chuyển được trong một chuyến xe n = 2 + L: cự ly vận chuyển, L=5(km).

+ V1:Vận tốc xe chạy khi có tải trọng: V1 = 25 (km/h).

+ V2:Vận tốc xe chạy khi không có tải trọng: V2 = 45 (km/h).

+ Tbd : Thời gian bốc dỡ một ống cống lên xuống xe, Tbd = 0,33 (giờ). + Tqđ : Thời gian quay đầu xe, Tqđ = 0,05 (giờ).

Năng suất vận chuyển ống cống : t qd bd

* Công tác bốc dỡ ống cống bằng cần trục tự hành:

Dùng ô tô cần trục KX-3571 để cẩu ống cống từ bãi đúc lên xe, rồi cẩu từ thùng xe xuống bãi thi công và lắp chúng vào vị trí đặt cống.

Năng suất của cần trục khi cẩu các đốt cống: t ck

+ T : Số giờ làm việc trong một ca máy, T=7 (giờ).

+ Kt : Hệ số sử dụng thời gian, Kt=0,85.

+ Tck: Thời gian của một chu kỳ bốc dỡ lấy bằng 20 (phút).

+ q : Số ống cống trong một lần cẩu.

Vậy năng suất của cần trục bốc dỡ ống cống : t ck

* Công tác vận chuyển vật liệu bằng ôtô:

Năng suất của ô tô tính theo công thức: t tt qd bd

(T/ca) Trong đó :+ T: Thời gian làm việc trong một ca : T=7(giờ).

+ Q: Sức chở của xe: Q = 4 (tấn).

+ Kt : Hệ số sử dụng thời gian: Kt= 0,9.

+ Ktt : Hệ số lợi dụng tải trọng: Ktt = 1.

+ L : Cự ly vận chuyển vật liệu, L=5 (km).

+ V1:Vận tốc xe chạy khi có tải trọng: V1 = 35 (km/h).

+ V2:Vận tốc xe chạy khi không có tải trọng: V2 = 45 (km/h).

+ Tbd : Thời gian bốc dỡ tải trong một chu kỳ : Tbd = 20 (phút). + Tqđ : Thời gian quay đầu của ôtô : Tqđ = 3 (phút).

Năng suất của ôtô HD270 15T được xác định bảng 47 :

Bảng 3 1 Năng suất của ôtô HD270 15T

TT Loại vật liệu Đơn vị T L V1 V2 Năng suất

3 Xi măng PC30 Tấn/ca 7 5 35 45 78,92

Năng suất máy đào thi công công tác đắp đất trên cống:

+ Q : dung tích gàu Với máy xúc loại Komatsu PC300-7 thì Q=1,25m 3 + Kđ : hệ số làm đầy gàu Với loại đất á sét Kđ=0,7

+ Ktg : hệ số sử dụng thời gian Lấy Ktg=0,9

+ T : Thời gian làm việc trong 1 ca T=7h

+ Tck : Thời gian làm việc trong 1 chu kỳ, Tck@s=0,666 phút

+ Kt : hệ số tơi của đất Kt=1,3

Bảng 3 2 Năng suất máy đào

T q Kc Kt Tck kr N(m3/ca)

Tính toán số công, số ca máy và thời gian hoàn thành các thao tác

Bảng tổng hợp năng suất, số công, số ca máy cần thiết để hoàn thành công tác cống được thể hiện trong: phụ lục 6 mục 6.3

Xác định khối lượng đất nền đường, vẽ biểu đồ phân phối đất và đường

4.1.1 Xác định khối lượng đất nền đường:

Khối lượng đất nền đường được thể hiện trong phụ lục 8

4.1.2 Vẽ biểu đồ phân phối đất theo cọc 20m và đường cong tích luỹ đất:

Từ khối lượng đất đào, đất đắp ta vẽ được biểu đồ phân phối đất theo cọc 20m và từ khối lượng đất tích lũy ta vẽ được đường cong tích lũy đất.

Hình 3 4 Biểu đồ phân phối đất theo cọc 20m và đường cong tích lũy đất

Qua biểu đồ phân phối đất và đường cong tích lũy đất ta nhận thấy việc phân phối khối lượng đất đắp và đào chênh lệch nhau không nhiều Tận dụng khối lượng đất đào để đắp.

Giới thiệu các loại máy thi công nền đường hiện có tại đơn vị thi công

Qua báo cáo đơn vị thi công thực hiện công tác thi công nền đường về tiềm lực của công ty củng như khả năng cung cấp máy móc thì hiện tại đơn vị thi công có những loại máy thi công nền đường sau:

- Ô tô tự đổ HD270 số lượng: 3

- Máy đào ZX70-5G dung tích gầu đào 0,8m 3 số lượng: 1

- Máy lu nhẹ bánh cứng HAMM HD70 số lượng: 1

- Máy lu nặng bánh cứng HAMM HD+140VV số lượng: 2

- Đầm bàn BP25-50D số lượng: 1

- Xe chở nước số lượng: 1

Các thông số kỷ thuật của máy xem trong cataloge máy thi công.

Quan điểm thiết kế điều phối và phân đoạn thi công

Dựa vào khả năng cung cấp máy móc của đơn vị thi công củng như tính chất đoạn tuyến thiết kế để thiết kế điều phối đất và phân đoạn thi công Cụ thể như sau:

4.3.1 Thiết kế điều phối đất:

Ta có 2 cách điều phối cơ bản đó là:

- Trong đồ án, ta chỉ điều phối ngang bằng cách lấy đất phần đào để đắp sang phần nền đắp ở nền đường có mặt cắt ngang dạng nữa đào nữa đắp Đối với nền đắp ta không tận dụng đất thùng đấu bên cạnh để đắp vì công việc này sẽ gây ảnh hưởng không tốt đến nền đường.

- Cự ly vận chuyển ngang trung bình bằng khoảng cách giữa trọng tâm tiết diện ngang phần đào với trọng tâm tiết diện ngang phần đắp.

Hình 3 5 Sơ đồ tính l tb khi trường hợp vận chuyển ngang

Công thức xác định: lx V l V l

V1, V2, , Vn: khối lượng của từng phần đào (hoặc đắp) riêng biệt. l1, l2, ,ln: khoảng cách từ trọng tâm phần đào (đắp) riêng biệt đến trục x-x. lx: khoảng cách từ một trục x-x tự chọn đến trọng tâm chung của phần đào (hoặc đắp). Để cho đơn giản ta có thể lấy gần đúng ltb = 8 m để đơn giản tính toán

Do tính chất tuyến thiết kế ngắn, đồng thời để thỏa mãn yêu cầu về kinh tế Khi điều phối dọc phải chú ý những nguyên tắc chung sau:

+ Bảo đảm khối lượng vận chuyển ít nhất, đảm bảo chất lượng công trình, phù hợp điều kiện thi công của từng loại máy móc khác nhau.

+ Với các nền đào chiều dài 500m trở lại, nên xét đến việc điều phối đất từ nền đào đến nền đắp.

+ Khối lượng đào đất nền đường nhỏ hơn nhiều khối lượng đắp nên ta vận chuyển khối lượng đất từ mỏ đến để đắp vào phần thiếu.

Dựa trên yêu cầu kinh tế là tổng giá thành đào và vận chuyển đất là nhỏ nhất Ta cần tận dụng đất đào được ở nền đào để đắp vào nền đắp Công việc trên thấy rất hợp lý, nhưng nếu phải vận chuyển quá một cự ly giới hạn nào đó thì ngược lại nói chung sẽ không hợp lý nữa Lúc đó giá thành vận chuyển đất nền đào đến nền đắp sẽ lớn hơn tổng giá thành vận chuyển đất nền đào đem đổ đi đem cộng với giá thành đào và vận chuyển ở bên ngoài vào nền đắp Cự ly giới hạn đó thường gọi là cự ly kinh tế.

- Bản chất của cự ly vận chuyển dọc kinh tế của các loại máy thi công đất nền đường (Lkt): Đây chính là cự ly đào đất ở phần nền đường đào, vận chuyển đến đắp ở đoạn nền đường đắp “tối đa” cho chi phí đào/đắp đất nhỏ hơn tổng chi phí đào đất đổ đi ở đoạn nền đường đào và chi phí lấy đất từ mỏ đến đắp ở đoạn nền đắp.

Như vậy Lkt rõ ràng phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như:

- Cự ly đào đất đổ đi của đoạn tuyến đến bải thải.

- Cự ly lấy đất đắp vào từ mỏ đến đoạn tuyến.

- Độ dốc ngang mặt đất

- Mức độ đào khó dễ của đất nền đào.

- Chi phí mua đất tại mỏ và chi phí mua diện tích để đổ đất thừa.

- Các loại máy móc cụ thể (loại máy, công suất máy )

Như vậy để tính toán thật chi tiết, trong từng trường hợp cụ thể ta phải tính toán được các chi phí trên để có được Lkt.

Thiết kế phân đoạn thi công, chọn máy chủ đạo và xác định trình tự, kỷ thuật thi công

+ Từ tính chất của đường cong tích lũy tiến hành vạch các đường điều phối thỏa mãn yêu cầu khối lượng vận chuyển ít nhất.

+ Đảm bảo thỏa mãn các điều kiện làm việc kinh tế của máy Tức là cự ly vận chuyển trung bình trong đoạn điều phối ltb không được vượt quá cự ly vận chuyển dọc kinh tế của máy Vì ở đây đất đào ra ta tận dụng để đắp nền đường.

+ Đảm bảo chiều dài đoạn thi công đủ lớn để phương tiện đầm nén ít phải đổi số + Đủ nhỏ để lu lèn vật liệu ở trạng thái vật lý tốt nhất.

+ Xem xét địa hình, độ cao đào đắp, vị trí cống có cho phép thực hiện ý định điều phối đã vạch hay không.

+ Cần phải kết hợp thỏa mãn ba yêu cầu trên (khối lượng vận chuyển nhỏ nhất ltb ≤ lkt) và tùy trường hợp cụ thể mà giải quyết thích đáng.

4.4.1 Phương án phân đoạn thi công điều phối đất và chọn máy chủ đạo:

* Chi tiết phân đoạn thi công:

(1) Chiều dài đoạn tuyến: Ltb = 244m

(2) Tính chất đoạn tuyến: Đoạn này có khối lượng công tác lớn Dạng mặt cắt ngang thay đổi từ nền đào sang nền đường nửa đào, nửa đắp và kết thúc là dạng nền đắp Ở những đoạn nền đường nữa đào, nữa đắp ta vận chuyển ngang đất từ nền đào sang đắp nền đắp Ở đoạn nền đường đào ta đào đất vận chuyển dọc sang đắp nền đường đắp

(3) Chọn máy chủ đạo: Căn cứ vào tính chất đoạn tuyến trên ta chọn máy đào để vận chuyển dọc đất từ nền đào sang nền đắp.

(2) Tính chất đoạn tuyến: Đoạn này có khối lượng đất đắp lớn, Dạng mặt cắt ngang đắp hoàn toàn Nền đường đoạn này ta lấy đất ở mỏ đến để đắp.

(3) Chọn máy chủ đạo: Căn cứ vào tính chất đoạn tuyến trên ta chọn ô tô tự đổ

HD270 để vận chuyển đất từ mỏ đến đắp nền đường.

(1) Chiều dài đoạn tuyến: Ltb = 301m

(2) Tính chất đoạn tuyến: Đoạn này có khối lượng công tác lớn Dạng mặt cắt ngang thay đổi từ nền đào sang nền đường nửa đào, nửa đắp và kết thúc là dạng nền đắp Ở những đoạn nền đường nữa đào, nữa đắp ta vận chuyển ngang đất từ nền đào sang đắp nền đắp Ở đoạn nền đường đào ta đào đất vận chuyển dọc sang đắp nền đường đắp

(3) Chọn máy chủ đạo: Căn cứ vào tính chất đoạn tuyến trên ta chọn máy đào để vận chuyển dọc đất từ nền đào sang nền đắp.

(1) Chiều dài đoạn tuyến: Ltb = 317m

(2) Tính chất đoạn tuyến: Đoạn này có khối lượng công tác lớn Dạng mặt cắt ngang thay đổi từ nền đào sang nền đường nửa đào, nửa đắp và kết thúc là dạng nền đắp Ở những đoạn nền đường nữa đào, nữa đắp ta vận chuyển ngang đất từ nền đào sang đắp nền đắp Ở đoạn nền đường đào ta đào đất vận chuyển dọc sang đắp nền đường đắp.

(3) Chọn máy chủ đạo: Căn cứ vào tính chất đoạn tuyến trên ta chọn máy đào để đào đất đổ lên ô tô vận chuyển đất đến nền đắp nền đắp.

(1) Chiều dài đoạn tuyến: Ltb = 57m

(2) Tính chất đoạn tuyến: Đoạn này có khối lượng công tác nhỏ Dạng mặt cắt ngang thay đổi từ nền đào sang nền đường nửa đào, nửa đắp và kết thúc là dạng nền đắp Ở những đoạn nền đường nữa đào, nữa đắp ta vận chuyển ngang đất từ nền đào sang đắp nền đắp Ở đoạn nền đường đào ta đào đất vận chuyển dọc sang đắp nền đường đắp

(3) Chọn máy chủ đạo: Căn cứ vào tính chất đoạn tuyến trên ta chọn máy ủi để thi công đất Đào vận chuyển ngang đất nền đường ở những mặt cắt ngang nữa đào, nữa đắp Đào vận chuyển dọc đất nền đường từ nền đào sang đắp nền đắp.

(1) Chiều dài đoạn tuyến: Ltb = 80m.

(2) Tính chất đoạn tuyến: Đoạn này có khối lượng công tác nhỏ Dạng mặt cắt ngang thay đổi từ nền đào sang nền đường nửa đào, nửa đắp và kết thúc là dạng nền đắp Ở những đoạn nền đường nữa đào, nữa đắp ta vận chuyển ngang đất từ nền đào sang đắp nền đắp Ở đoạn nền đường đào ta đào đất vận chuyển dọc sang đắp nền đường đắp.

(3) Chọn máy chủ đạo: Căn cứ vào tính chất đoạn tuyến trên ta chọn máy ủi để thi công đất Đào vận chuyển ngang đất nền đường ở những mặt cắt ngang nữa đào, nữa đắp Đào vận chuyển dọc đất nền đường từ nền đào sang đắp nền đắp. Đoạn 7: Từ Km1+844,53 – Km2+00

(2) Tính chất đoạn tuyến: Đoạn tuyến này có dạng nền đường đào hoàn toàn Nền đường đoạn này đào đất đổ đi.

(3) Chọn máy chủ đạo: Căn cứ vào tính chất đoạn tuyến trên ta chọn máy đào để đào đất đổ lên ô tô vận chuyển đất đến bãi thải.

4.4.2 Xác định kỹ thuật thi công và thiết kế sơ đồ thi công.

4.4.2.1 Kỹ thuật thi công của máy chủ đạo:

4.4.2.1.1 Máy ủi: a Xén đất (đào đất):

Hình 3 6 Máy ủi xén đất theo hình răng cưa

Ta sử dụng phương án xén đất theo kiểu răng cưa vì đất đào ở đây là đất cấp II, khi xén ta lợi dụng xuống dốc để xén đất; do đó thời gian rút ngắn được thời gian xén ngắn, tận dụng được hầu hết công suất máy, hệ số đầy thùng cao

Thể tích đất ở trạng thái đất chặt trước lưỡi ủi là:

+ L: chiều rộng lưỡi ủi, chọn máy ủi D41P-6C của hãng KOMATSU có công suất 110CV, L = 3.35m ; H: chiều cao lưỡi ủi: H = 1.06m

+ : góc ma sát trong của đất, đất á sét  = 28 0

+ Kr: hệ số rời rạc của đất á sét lẫn hạt nhỏ Kr =1.3

+ Ktt: hệ số tổn thất khi vận chuyển

Lvc: chiều dài vận chuyển đất

+ Khi máy ủi vận chuyển ngang để đắp: Lc = 9m

+ Khi máy ủi vận chuyển dọc để đắp: Lc = LTB b Vận chuyển đất:

Khi đất đã tích đầy trước lưỡi ủi, máy ủi tiếp tục thực hiện thao tác vận chuyển đến nơi đổ, hoặc đắp.

Khi vận chuyển, đất sẽ bị tổn thất do tràn sang hai phía hoặc lọt dưới lưỡi ủi Vì vậy, cự ly vận chuyển kinh tế của máy ủi thường từ 60m÷100m

Hình 3 7 Sơ đồ máy ủi đào vận chuyển dọc

Hình 3 8 Sơ đồ máy ủi đào vận chuyển ngang c Đổ đất (rải đất)

Máy ủi có hai cách đổ (hoặc rải đất)

+ Nâng lưỡi ủi cách mặt đất bằng chiều dày rải đất, tiến về phía trước, đất sẽ được lọt dưới lưỡi ủi và được rải thành 1 lớp Với cách này thì thời gian rải đất sẽ ngắn. + Nâng cao lưỡi ủi, trèo qua đống đất, hạ lưỡi ủi và lùi lại, đống đất sẽ được kéo thành 1 lớp Cách này có thể dùng lưỡi ủi đầm nén sơ bộ lớp đất nhưng tốn nhiên liệu. d Quay lại:

Máy ủi thường lùi lại vị trí xén đất mà không quay đầu Nếu đất cứng, nên hạ lưỡi xới khi máy lùi lại

Với máy đào gầu nghịch: máy đào đất theo chiều từ dưới trên vị trí máy đứng thường thấp hơn vị trí lấy đất b Quay – đổ đất:

- Đào đổ ngang : máy chỉ phải quay một góc 60 o – 120 o để đổ đất; chỉ áp dụng trong trường hợp đào đất đổ lên ôtô vận chuyển, chiều sâu đào nhỏ hoặc chiều rộng nền đường lớn, đường vận chuyển bố trí song song với luống đào Hình thức này thời gian quay đổ nhỏ năng suất cao

Xác định năng suất các loại máy chính thi công trên từng đoạn tuyến

Từ trình tự thi công trên các đoạn tuyến ta tính toán năng suất máy thi công trên từng đoạn để xác định thời gian hoàn thành của từng đoạn tuyến.

- Năng suất của máy ủi khi xén và chuyển đất là:

T: thời gian thi công trong một ca, T = 7h.

Q: khối lượng đất trước lưỡi ủi khi xén và chuyển đất ở trạng thái chặt.

Ktt: hệ số tổn thất khi vận chuyển

Kr: hệ số rời rạc của đất Kr =1,2.

Kđ: hệ số ảnh hưởng của độ dốc.

 : góc nội ma sát của đất phụ thuộc vào trạng thái đất, với đất sét pha lẫn sỏi sạn ở trạng thái ẩm,  = 18 0

Bảng 3 3 Hệ số ảnh hưởng của độ dốc Độ dốc i%  2% 3% 6% 10% 15% Ủi lên dốc 1,00 0,90 0,85 0,70 0,60 Ủi xuống dốc 1,00 1,10 1,20 1,50 1,70

Kt: Hệ số sử dụng thời gian, lấy Kt = 0,9. t: thời gian làm việc trong 1 chu kỳ t = h d c c c x x t t t v

 , tc: thời gian chuyển hướng, tc = 30s = 0,5phút th: thời gian nâng hạ lưỡi ủi, chọn th = 10s = 0,17phút tđ: thời gian đổi số, tđ = 6s = 0,1phút

Lx: chiều dài xén đất Lx h L

Lc: chiều dài vận chuyển đất

Khi máy ủi vận chuyển ngang để đắp: Lc = 8 m

Khi máy ủi vận chuyển dọc để đắp: Lc = LTB

L1: chiều dài lùi lại L1 = Lx + Lc vx: tốc độ xén đất chọn vx = 2,5km/h = 41,67m/ph vc: tốc độ chuyển đất, vc = 4km/h = 66,67m/ph v1: tốc độ khi lùi( chạy không): v1 = 8km/h = 133,33 m/ph h: chiều cao xén đất lưỡi ủi, h = 0,13 m

Kết quả tính toán năng suất máy ủi phụ lục 9 mục 9.4.1

- Năng suất máy ủi khi san đất: t s ck

+ T: Thời gian thi công trong một ca; T = 7h

+ Kt: Hệ số sử dụng thời gian; Kt = 0,9

+ L: chiều dài thao tác trong từng đoạn

+ b : chiều rộng bình quân dải sau chồng lên dải trước

+ Vs: tốc độ khi san đất; Vs = 3 (km/h) = 50 (m/phút).

+ Vck: tốc độ khi máy chạy không; Vck = 8 (km/h) = 133,33 (m/phút).

+ tss: thời gian san số ở mỗi đoạn; tss = 0,5 phút.

Khi san đất bằng máy san mỗi lớp đất dày 25 cm

Trong các đoạn nền đắp, sau khi máy chính vận chuyển đất đến, máy san tiến hành san đất Tuy nhiên, vì máy san san từng lớp đất nên số sơ đồ san phải thiết kế là khá nhiều, do đó có thể tính năng suất máy san theo N1 với  = 50 0

Kết quả tính toán năng suất máy ủi phụ lục 9 mục 9.4.2

Năng suất tính theo công thức:

+ T: thời gian thi công trong một ca T = 7 h

+ Kt: hệ số sử dụng thời gian

+ Ktt: hệ số sử dụng tải trọng Chọn Ktt= 1.2

+ Q = 12/ (m 3 ) : khối lượng công tác trong 1 chu kỳ (1 chuyến) của ô tô Với  (T/ m 3 ) là dung trọng của vật liệu khi vận chuyển Đối với đất đắp nền ta lấy  = 1.54 (T/ m 3 )

+ t: thời gian của một chu kỳ đào đổ đất (h)

V V tx : thời gian xúc đất tại mỏ tx= 4 phút=1/15 h tq: thời gian quay đầu `s =1/60 h td : thời gian đổ đất td0s=1/120 h

+ L: cự ly vận chuyển trung bình (km)

+ V1, V2: tốc độ xe chạy có và không tải Chọn V1= 40 km/h và V2= 50 km/h Kết quả tính toán năng suất ô tô phụ lục 9 mục 9.3

+ Q : dung tích gàu Với máy xúc loại Komatsu PC300-7 thì Q=1,25m 3 + Kđ : hệ số làm đầy gàu Với loại đất á sét Kđ=0,9

+ Ktg : hệ số sử dụng thời gian Lấy Ktg=0,9

+ T : Thời gian làm việc trong 1 ca T=7h

+ Tck : Thời gian làm việc trong 1 chu kỳ, Tck s=0,333 phút

+ Kt : hệ số tơi của đất Kt=1,3

Kết quả tính toán năng suất máy đào phụ lục 9 mục 9.1

Xác định năng suất các loại máy phụ trợ thi công trên từng đoạn tuyến 134 1 Máy san

Với san sửa hoàn thiện

Tiến hành vẽ sơ đồ san cho nền đường đắp và nền đường đào, tính năng suất máy san

Kết quả tính toán năng suất máy san phụ lục 9 mục 9.5

Năng suất máy lu được tính theo công thức:

+ T: số giờ làm việc trong 1 ca, T = 7 h

+ Kt: hệ số sử dụng thời gian

+ Chiều dày san rải : hr = 25(cm)

+ L: chiều dài đoạn thao tác lu lèn

+ V: tốc độ di chuyển máy lu

Lu nhẹ bánh cứng HAMM HD70 : V = 2 (km/h) = 33,3 (m/phút)

Lu nặng bánh lốp HAMM HD+140VV: V = 3 (km/h) = 50 (m/phút)

+ tđs: thời gian đổi số cuối đoạn tđs = 0.5 (phút)

+ B: chiều rộng nền đường (tại cao độ hoàn công)

+Nht: tổng số hành trình lu: N = n Nht ck ht

Nht: số hành trình lu trong 1 chu kỳ, xác định dựa trên sơ đồ lu. nck: số chu kỳ thực hiện để đảm bảo độ chặt yêu cầu ck N yc n = n n: Số lượt lu trung bình trong một chu kỳ lu.

Nyc: Số lượt lu yêu cầu

Thiết kế sơ đồ lu: Đối với nền đào thì chỉ có lu hoàn thiện taị cao độ hoàn công nền đường còn đối với nền đắp trước khi lu hoàn thiện (cũng tại cao độ hoàn công nền đường) ta phải lu sơ bộ và lu lèn chặt từng lớp mỗi lớp dày từ 15-30 cm (giới hạn chung cho các loại lu)

- Công tác lu lèn chặt nền đường đắp dùng lu nhẹ bánh cứng HAMM HD70

- Số lượt yêu cầu giai đoạn lu sơ bộ: Nyc = 4 (lượt /điểm)

- Vận tốc khi lu: V = 2 (km/h) = 33,3 (m/phút)

- Chiều rộng vệt đầm của máy lu: b = 1,6 m

- Công tác lu lèn chặt nền đường đắp dùng lu bánh cứng HAMMHD+140VV

- Số lượt yêu cầu giai đoạn lu lèn chặt: Nyc = 12 (lượt /điểm)

- Vận tốc khi lu: V = 3 (km/h) = 50 (m/phút)

- Chiều rộng vệt đầm của máy lu: b = 2,14m

- Công tác lu lèn chặt nền đường đắp dùng lu nặng bánh cứng HC+190

- Số lượt yêu cầu giai đoạn lu hoàn thiện: Nyc = 4 (lượt /điểm)

- Vận tốc khi lu: V = 3 (km/h) = 50 (m/phút)

- Chiều rộng vệt đầm của máy lu: b = 1,78 m

Kết quả tính toán xem phụ lục 9 mục 9.2

- Với đầm mép lề nền đắp thì ta tính năng suất máy đầm theo m 3 , còn với đầm mép nền đào thì tính theo m 2 theo bề rộng và chiều dài đầm nén.

- Với mép nền đắp: Ta có năng suất máy đầm BOMAG BP25/50D là: 160 m 3 /ca. Với mép nền đào : khối lượng này được tính theo đơn vị m 2 , năng suất của máy đầm củng tính là m 2 Tại 1 vị trí đầm thời gian khoảng 10s, chồng vệt nhau khoảng 10 – 15 cm Máy đầm BOMAG BP25/50D có kích thước : dài x rộng = 0,52 x 0,5

Trong đó : + T : số giờ làm việc trong 1 ca , T=8 h + Kt: hệ số sử dụng thời gian, Kt = 0,9 + L : Chiều dài của vệt đầm , L = 0,52 (m) + B : Khoảng đầm trùng lặp, B = 0,1 (m) + td : Thời gian đầm tại chỗ , td = 10 (s) + tc : Thời gian chuyển đầm, tc = 5 (s)

Tính toán khối lượng công tác máy phụ trợ

4.7.1 Khối lượng đất cần san trước khi lu lèn :

Khối lượng đất cần san trước khi lu lèn bằng khối lượng đất đắp nền đường Phần đắp trước ở các cống có khối lượng nhỏ có thể bỏ qua Vậy khối lượng đất cần san tương ứng như sau:

Bảng 3 4 Khối lượng đất cần san trước khi lu lèn Đoạn thi công 1 2 3 4 5 6 7

Khối lượng đất cần san

4.7.2 Các công tác đào rãnh biên, vỗ, bạt mái taluy:

+ Q : dung tích gàu Với máy xúc loại ZX70-5G thì Q=1,25m 3

+ Kđ : hệ số làm đầy gàu Với loại đất á sét Kđ=0,5

+ Ktg : hệ số sử dụng thời gian Lấy Ktg=0,9

+ T : Thời gian làm việc trong 1 ca T=7h

+ Tck : Thời gian làm việc trong 1 chu kỳ, Tck@s=0,666 phút

+ Kt : hệ số tơi của đất Kt=1,3

Bảng 3 5 Năng suất máy đào rảnh theo tính chất công việc

Năng suất của máy đào

T q Kc Kt Tck kr N(m3/ca) Đào rảnh+Bạt taluy 7 1.25 0.5 0.9 40 1.3 272.60

Năng suất tính theo công thức:

+ T: thời gian thi công trong một ca T = 7 h

+ Kt: hệ số sử dụng thời gian

+ Ktt: hệ số sử dụng tải trọng Chọn Ktt= 1.2

+ Q = 12/ (m 3 ) : khối lượng công tác trong 1 chu kỳ (1 chuyến) của ô tô Với  (T/ m 3 ) là dung trọng của vật liệu khi vận chuyển

+ t: thời gian của một chu kỳ đào đổ đất (h)

V V tx : thời gian xúc đất tại mỏ tx= 15 phút/60 h tq: thời gian quay đầu `s =1/60 h td : thời gian đổ đất td0s=1/120 h

+ L: cự ly vận chuyển trung bình (km)

+ V1, V2: tốc độ xe chạy có và không tải Chọn V1= 40 km/h và V2P km/h

Bảng 3 6 Năng suất ô tô theo tính chất công việc

Năng suất của ô tô Đào rảnh+Bạt taluy T Q Kt

4.7.2.3 Khối lượng công tác, số công ca và thời gian hoàn thành công tác hoàn thiện nền đường:

Sau khi nền đường đã hình thành và đầm nén đạt độ chặt yêu cầu, ta phải san sửa mặt nền đường lần cuối cùng để cho lu bánh cứng vào đầm nén tạo mặt bằng.

Khối lượng san sửa mặt, nền đường được tính bằng phần mặt đường cần san, tức là bằng tích giữa bề rộng nền đường với chiều dài đoạn thi công.

+ Đối với nền đường đào: B= 9 (m).

+ Đối với nền đường đắp: B,67 (m)

Phụ lục 10 mục 10.2 Bảng tính số công ca công tác hoàn thiện nền đường

Tính số công ca hoàn thành các công việc

Kết quả tính số công ca hoàn thành các công việc thi công nền đường được thể hiện trong:

Phụ lục 10 mục 10.3 Bảng hao phí máy móc, nhân lực, vật liệu và thời gian hoàn thành công tác thi công nền đường

Phụ lục 10 mục 10.4 Bảng số công ca và thời gian hoang thành tiến độ chi tiết nền đường

Thiết kế sơ đồ hoạt động của các loại máy thi công

Sau khi xác định công nghệ thi công từng đoạn ta tiến hành thiết kế sơ đồ hoạt động máy móc cho từng đoạn tuyến Bản vẽ: 18

Biên chế tổ đội, tính thời gian hoàn thành các thao tác và lập tiến độ thi công

+ Nhiệm vụ: Đầm hoàn thiện nền đường

- 1D40P-6C + 1 TM1 + 2 HD270 + 1 HD70 + 2 HD+140VV

+ Nhiệm vụ: Thi công đất nền đường đoạn 1,2,3,4,5,6,7 + đệm cát

+ Nhiệm vụ: Thi công đất nền đường đoạn 1,2,3,7 + đào rảnh + bạc taluy+đào khuông

+ Nhiệm vụ: Thic công tầng đệm cát và đoạn 2

+ Nhiệm vụ: San hoàn thiện nền đường

+ Nhiệm vụ: Lu hoàn thiện nền đường

+ Nhiệm vụ: Lu chặt khuông đường

 Biên chế tổ nhân công:

1 Kỷ sư + 1 Trung cấp + 2 Công nhân

Nhiệm vụ: - Kiểm tra hoàn thiện nền đường

THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG KHUÔNG ĐƯỜNG

Xác định tính chất công trình

5.1.1 Điều kiện tự nhiên khu vực tuyến đi qua:

- Chương 1 – Phần 1: Lập Dự Án Thiết Kế Cơ Sở

5.1.2 Các điều kiện xã hội:

- Chương 1 – Phần 1: Lập Dự Án Thiết Kế Cơ Sở

5.1.3 Các điều kiện liên quan khác:

- Chương 1 – Phần 1: Lập Dự Án Thiết Kế Cơ Sở

Xác định quy trình thi công, các tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu

5.2.1 Quy trình thi công khuông đường (công tác chuẩn bị):

-Tuyến đường được thi công theo hai phương pháp đắp lề hoàn toàn và đào lòng hoàn toàn.

Trên cơ sở đó, phân đoạn thi công khuôn đường như sau:

+ Đoạn 1: KM2 +000,00 đến KM0+293,67: đào lòng hoàn toàn

+ Đoạn 2: KM0+293,67 đến KM0+910,48: đắp lề hoàn toàn

+ Đoạn 3: KM0+910,48 đến KM1+89,96: đào lòng hoàn toàn

+ Đoạn 4: KM1+89,96 đến KM1+423,65: đắp lề hoàn toàn

+ Đoạn 5: KM1+423,65 đến KM1+672,28: đào lòng hoàn toàn

+ Đoạn 6: KM1+672,28 đến KM1+773,65: đắp lề hoàn toàn

+ Đoạn 7: KM1+773,65 đến KM1+977,21: đào lòng hoàn toàn

+ Đoạn 8: KM1+977,21 đến KM2+00: đắp lề hoàn toàn

5.2.2 Thi công khuông đường dạng đào lòng hoàn toàn:

Khi tiến hành công tác đào lòng đường thì phải đào cả chiều sâu ứng với tổng chiều sâu KCAĐ (dày 55cm) yc dn dn ΔY*h = K H

Kyc: Độ chặt yêu cầu, Kyc = 0,98

Kđn: Độ chặt nền tự nhiên, Kđn = 0,85.

Hđn: Chiều dày sau khi đầm nén yêu cầu, H = 25cm yc dn dn

Khi kể đến chiều cao phòng lún thì phạm vi của công tác đào khuôn đường sẽ như sau: + Đối với phần xe chạy và phần lề gia cố: Chiều rộng cần đào B = 8m, chiều dày cần đào h = 55 – 28,82 = 26,18 cm.

Chọn máy đào ZX70-5G kết hợp với ô tô HD270 vận chuyển để thi công

5.2.3 Thi công khuông đường dạng đắp lề trước hoàn toàn:

Phần đắp lề dày 55cm Chia thành 3 lớp để thi công:

- Lớp 1 dày 19cm: Tiến hành dựng thành chắn rồi dùng nhân công để thi công Tiến hành đầm chặt theo đúng độ chặt yêu cầu.

- Lớp 2 dày 19cm: Thi công tương tự lớp 1

- Lớp 3 dày 17cm: Thi công tương tự lớp 1(thi công cuối)

Hình 3 9 Mặt cắt ngang thi công đào lòng và đắp lề

Xác định khối lượng công tác và thời gian hoàn thành

5.3.1 Khối lượng thành chắn, cọc sắt:

Khối lượng thành chắn dài 5m cao 0,67m dày 0,05m:

Khối lượng cọc sắt d = 20mm dài 0,7m đặt cách nhau 1,5m. + Đoạn II: 616,81

5.3.2 Khối lượng đào rảnh ngang:

5.3.3 Khối lượng đào khuông đường:

- V: thể tích đất cần vận chuyển, m 3

- L: chiều dài đào khuôn đường

Thể tích đào: V = L.B.H K = 293,67.8.0,26.1,15 = 707,23 (m ) dn r 3 + Đoạn 3:

Thể tích đào: V = L.B.H K = 179,48.8.0,26.1,15 = 432,23 (m ) dn r 3 + Đoạn 5:

5.3.4 Khối lượng đất đắp lề:

Khối lượng vật liệu sử dụng được tính toán theo công thức sau:

Trong đó: - K1: hệ số lèn ép

- K1= 1,2 đối với đất đắp lề.

- K2: hệ số rơi vãi, K2 = 1.05 (vật liệu rơi vãi 5%).

- B: chiều rộng lớp vật liệu

- H: chiều dày lớp vật liệu đã lu lèn chặt

- L = chiều dài thi công đoạn tuyến

Thể tích đất đắp lề lần 1: V=(1,4.1,05.1,19.0,19.616,81).2 = 410,015 (m ) 3 Thể tích đất đắp lề lần 2: V = (1,4.1,05.0,89.0,19.616,81) = 306,65 (m ) 3 Thể tích đất đắp lề lần 3: V = (1,4.1,05.0,62.0,17.616,81).2 = 191,135 (m ) 3 + Đoạn IV:

Thể tích đất đắp lề lần 1: V = (1,4.1,05.1,25.0,19.333,69).2 = 221,815 (m ) 3 Thể tích đất đắp lề lần 2: V = (1,4.1,05.0,89.0,19.333,69) = 165,9 (m ) 3 Thể tích đất đắp lề lần 3: V = (1,4.1,05.0,62.0,17.33369) = 103,4025 (m ) 3 + Đoạn VI:

Thể tích đất đắp lề lần 1: V = (1,4.1,05.1,19.0,19.101,37).2 = 67,384 (m ) 3 Thể tích đất đắp lề lần 2: V = (1,4.1,05.0,89.0,19.101,37).2 = 50,4 (m ) 3 Thể tích đất đắp lề lần 3: V = (1,4.1,05.0,62.0,17.101,37).2 = 31,412 (m ) 3 + Đoạn VIII:

Thể tích đất đắp lề lần 1: V = (1,4.1,05.0,89.0,19.22,79).2 = 11,33 (m ) 3 Thể tích đất đắp lề lần 2: V = (1,4.1,05.1,19.0,19.22,79).2 = 15,15 (m ) 3 Thể tích đất đắp lề lần 3: V = (1,4.1,05.0,62.0,17.22,79).2 = 7,062 (m ) 3

5.3.5 Khối lượng nưới để tưới dính bám:

Vậy tổng lợng nước là: 11,606 m 3

Xác định trình tự thi công

Các công việc cần thực hiện khi thi công công tác chuẩn bị được chia thành 2 nhóm công tác là công tác chuẩn bị để thi công nền đường đào và chuẩn bị để thi công nền đường đắp Các công tác được liệt kê theo trình tự trong như bảng sau:

5.4.2 Các yêu cầu khi thi công khuôn đường:

Trong quá trình thi công lòng đường phải thường xuyên kiểm tra cao độ và độ dốc dọc của lòng đường bằng máy kinh vĩ, đồng thời phải kiểm tra hình dạng lòng đường cũng như kiểm tra kích thước và độ bằng phẳng của lòng đường.

Sau khi thi công xong khuôn đường cần kiểm tra và nghiệm thu các hạng mục sau đây

+ Bề rộng nền đường sai số cho phép 10 (cm).

+ Tim đường cho phép lệch so với thiết kế 10 (cm).

+ Độ dốc ngang và độ dốc dọc lòng đường, sai số cho phép 0,5%

- Độ chặt và độ bằng phẳng:

+ Kiểm tra 3 vị trí trong 1 km, ở mỗi vị trí đặt thước dài 3m dọc tim đường và ở hai bên cách mép mặt đường 1m

+ Kiểm tra độ chặt của đất nền đường bằng phương pháp rót cát

Nền đường phải đạt độ chặt Kyc0.98 Mẫu phải lấy ở độ sâu cách đáy KCAĐ 15cm

Xác định kỹ thuật thi công cho từng công việc

4.5.1 Xác định kỹ thuật thi công:

Thi công nền đường đắp lề hoàn toàn.

(1) Vận chuyển thành chắn, cọc sắt.

Dùng ôtô 15T để chuyên chở và dùng nhân lực để bốc dỡ Thành chắn bằng gỗ dài

5m dày 5cm Cỏc thành chắn cú chiều cao 25cm được giữ bằng cỏc cọc thộp AIỉ20 cú chiều dài 0,6m Các cọc thép đặt cách nhau 1,5m

Sau khi vận chuyển thành chắn đến hiện trường ta tiến hành lắp dựng thành chắn, việc lắp dựng thành chắn do công nhân thực hiện Cứ 2 công nhân đưa thành chắn để đúng vị trí đã xác định ở trước và được cố định chặt bằng các cọc sắt

(3) Tưới nước tạo dính bám lần 1

Nhân công sử dụng các vòi tưới cầm tay để tưới nước tạo dính bám với đất nền đường, tiêu chuẩn 2l/m 2 Lượng nước tưới tạo dính bám này không nhiều Công nhân sẽ dùng vòi tưới cầm tay múc nước trong các thùng lớn này mang đi tưới tạo dính bám

(4).Vận chuyển đất từ bãi chứa đến đắp lề lần 1

Dùng ôtô vận chuyển đất từ bãi tập kết đến để thi công, sử dụng loại ôtô đã chọn ở trình tự số 4 Sức chở lớn nhất của xe là 15T Khi vận chuyển đất (có dung trọng g = 1,8 T/m 3 ) thì thể tích thùng xe vận chuyển tối đa là 15/1,8 = 8,33m 3 < 9m 3 , như vậy khi sử dụng ô tô nói trên để vận chuyển đất thì chỉ chở được với thể tích thùng tối đa là 8,33m 3

Tính toán các khoảng cách giữa các đống đất đổ: r tb

Khi đổ 1 đống để thuận tiện cho việc san rải nên kéo dài vệt đổ bằng cách cho xe vừa tiến tới vừa đổ.

Chiều dày san rải: h = h k = 19.1,2 = 22,8 cm tk r

Khối lượng đất ôtô vận chuyển trong một chuyến: Q =8,33m 3

Bề rộng đất đắp Btb = 1,19 m. r tb

(5) San rải đất đắp lề lần 1

Dùng máy san rải đất, lớp đất san rải có chiều dày h = h k = 19.1,2 = 22,8 cm r tk r

(6) Đầm lề + bù phụ lần 1 Đất đắp lề do có diện tích thi công nhỏ nên chỉ có thể thực hiện bằng lu tay được điều khiển bằng công nhân Ở công trường sử dụng lu tay BPR45/55D của hãng Bomag.

(7) Tưới ẩm tạo dính bám lần 2, hàm lượng 2l/m 2

Kỹ thuật thi công tương tự trình tự (3).

(8) Vận chuyển đất đắp lề lần 2

Kỹ thuật thi công tương tự trình tự (4). r tb

Chiều dày san rải: h = h k = 19.1,2 = 22,8 cm r tk r

Khối lượng đất ôtô vận chuyển trong một chuyến: Q =8,33m 3

Bề rộng đất đắp Btb = 0,89 m. r tb

(9) San rải đất đắp lề lần 2, K r = 1,2

Kỹ thuật thi công tương tự trình tự (5), h = h k = 19.1,2 = 22,8 cm r tk r

(10) Đầm nén kết hợp bù phụ đất đắp lề lần 2

Kỹ thuật thi công tương tự trình tự (6).

(11) Tưới ẩm tạo dính bám lần 3, hàm lượng 2l/m 2

Kỹ thuật thi công tương tự trình tự (3).

(12) Vận chuyển đất đắp lề lần 3

Kỹ thuật thi công tương tự trình tự (4). r tb

Chiều dày san rải: h = h k = 17.1,2 = 20,4 cm r tk r

Khối lượng đất ôtô vận chuyển trong một chuyến: Q =8,33m 3

Bề rộng đất đắp Btb = 0,62 m. r tb

(13) San rải đất đắp lề lần 3, K r = 1,2

Kỹ thuật thi công tương tự trình tự (5), h = h k = 17.1,2 = 20,4 cm r tk r

(14) Đầm nén kết hợp bù phụ đất đắp lề lần 2

Kỹ thuật thi công tương tự trình tự (6)

(15) Tháo thành chắn cọc sắt.

Công việc tháo thành chắn được thực hiện bằng các nhân công, đầu tiên là tháo các cọc định vị, sau đó mới tháo thành chắn.

(16) Thi công hệ thống thoát nước tạm Đào hệ thống thoát nước tạm trong thời gian thi công Hệ thống thoát nước tạm thời là các rãnh ngang, có bề rộng bằng 0,30m được bố trí so le nhau trên mặt bằng với khoảng cách là 10m Đối với nền đường đắp thì nước theo rãnh ngang ra khỏi lề theo mái taluy thoát ra khỏi nền đường Công tác này dùng nhân công để thi công

Thi công nền đường đào lòng hoàn toàn

(17) Đào lòng đường và lề gia cố:

- Máy đào gầu nghịch thi công đào khuôn đường, đào lớp dày 29 cm, rộng 8m Khi thi công máy đào tiến hành đào đổ trực tiếp lên ô tô vận chuyển đến đoạn đắp, bãi trung chuyển hoặc đến bãi thải

- Chọn máy thi công khuôn đường: chọn máy đào gầu nghịch ZX70-5G có các thông số kỹ thuật được sau :

+ Thời gian quay trung bình trong 1 chu kỳ: tck = 20 (giây).

(18) Vận chuyển đất đến đoạn đắp lề hoặc bãi thải :

Sử dụng ôtô tự đổ 15T HD270 để vận chuyển đất từ nền đào đến đoạn có công tác đắp lề, hoặc chở đất từ mỏ

Thông số kỹ thuật của ô tô HD270

Dùng loại ôtô như trên vận chuyển đất đến các đoạn vị trí thi công đắp lề đất được đổ thành đống

(19) San sửa bề mặt khuôn đường, tạo độ dốc mui luyện:

Lòng đường sau khi đào đến chiều sâu tính toán ta dùng máy san, san sửa bề mặt, tạo mui luyện trước khi lu lèn Chọn máy san KOMATSU GD555-3.

Thông số kỹ thuật của máy san KOMATSU GD555-3

+ Công suất 140 Cv, tổng trọng tải 13,85 t

+ Kích thước giới hạn: Dài = H = 9,39 m

+ Kích thước lưỡi san : Dài x Cao x Dày = 3,658 x 0,61 x 0,022 m

+ Chiều sâu cắt đất lớn nhất 0,835 m

+ Bán kính quay nhỏ nhất: 6,8m.

+ Vận tốc di chuyển: Tiến 2,1-42,9 km/h và lùi 2,7-39,0 km/h.

Hình 3 10 San sửa khuông đường tạo mui luyện

Tiến hành san với số lượt san trung bình 3l/đ, tốc độ 5km/h Sơ đồ san xem Bản vẽ số 18.

(20) Lu chặt lòng đường đạt độ chặt K95.

Dùng lu nặng thép lu HAMM HD140VV lu 6 lượt/điểm, vận tốc lu V = 3km/h

5.5.3 Khối lượng chi tiết cho từng công việc:

5.5.4 Tính tooán năng xuất, xác định định mức sử dụng nhân lực:

5.5.4.1 Năng suất của máy lu:

Công thức xác định năng suất đầm nén:

- T = 7 h: thời gian làm việc trong 1 ca.

- Kt = 0,8 ÷ 1 = 0,9: hệ số sử dụng thời gian.

- L: chiều dài đoạn đầm nén, lấy L0m

- Nht: tổng hành trình lu lèn = (số chu kỳ lu) x (số hành trình trong 1 chu kỳ (N’)). + Số hành trình trong 1 chu kỳ: xác định từ sơ đồ lu.

+ Số chu kì lu n n yc

, với nyc: số lượt lu yêu cầu ; n: số lượt lu trong 1 chu kỳ.

- β = 1,2 ÷ 1,3 = 1,25: hệ số trùng lặp do máy lu chạy không chính xác.

- ts = 30 s: thời gian chuyển số ở cuối đoạn

Bảng 3 7 Năng suất máy lu thi công công tác chuẩn bị

Tên công việc T Kt L B hr V td s

5.5.4.2 Năng suất máy đầm bàn :

Máy đầm bàn BP25/50D có kích thước dài x rộng: 0,52x0,5 (m)

+ T: Số giờ làm việc trong 1 ca, T = 8

+ Kt: Hệ số sử dụng thời gian, Kt = 0,9

+ L: Chiều dài của vệt đầm, L = 0,695 (m)

+ td: Thời gian đầm tại chỗ, td = 10

+ tc: Thời gian chuyển đầm, tc = 5

5.5.4.3 Năng suất cảu ô tô HUYNDAI 15T:

Năng suất ô tô được tính theo công thức:

- T = 7h, Kt = 0,9: thời gian trong 1 ca và hệ số sử dụng thời gian.

- Ktt = 1: hệ số sử dụng tải trọng.

- t = 0,2 h: thời gian của một chu kỳ bốc dỡ.

- V1, V2: tốc độ xe chạy có và không tải, V1 = 30 km/h, V2 = 45 km/h.

- Q (m 3 ): khối lượng công tác trong 1 chu kỳ (1 chuyến) của ô tô, m 3

- L: cự ly vận chuyển trung bình, L = 0,4km khi vận chuyển đất từ nền đào đến đắp lề,

L = 1km khi vận chuyển ra bãi tập kết

Bảng 3 8 Năng suất ô tô vận chuyển đất thi công công tác chuẩn bị

T Q Kt Ktt t L V1 V2 N(m3/ca) Đoạn 1-2 7 7.7922 0.9 1 0.116 0.4562 30 50 423.20 Đoạn 2-3 7 7.7922 0.9 1 0.1129 0.3981 30 50 434.82 Đoạn 3-4 7 7.7922 0.9 1 0.1054 0.2566 30 50 465.97 Đoạn 4-5 7 7.7922 0.9 1 0.1072 0.2912 30 50 457.96 Đoạn 5-6 7 7.7922 0.9 1 0.101 0.175 30 50 486.05 Đoạn 5-8 7 7.7922 0.9 1 0.107 0.2882 30 50 458.64 Đoạn 7- mỏ 7 7.7922 0.9 1 0.1142 0.5 40 50 429.99

5.5.4.4 Năng suất của máy san:

Năng suất máy san trong trường hợp san phẳng được tính theo công thức:

+ T: thời gian thi công trong một ca T =7h

+ Kt: hệ số sử dụng thời gian (thường Kt = 0,8 ÷ 0,9) Chọn Kt = 0,9

+ L: chiều dài đoạn thi công (m)

+ B: bề rộng san rải sau một chu kỳ (m)

+ b: chiều rộng bình quân dải sau chồng lên dải trước (m)

+ Vs: tốc độ khi san đất Vs = 2,5 (km/h) = 41,667 (m/phút)

+ Vck: tốc độ khi máy chạy không Vck = 2 (km/h) = 33,333 (m/h)

+ ts: thời gian đổi số ở mỗi đoạn ts = 0.5 phút

+ Nh: Tổng số hành trình san xác định dựa vào sơ đồ san

- T: thời gian làm việc trong 1 ca, T = 7h

- Kt: hệ số sử dụng thời gian, Kt = 0,9

- Kr: hệ số rời rạc của đất, Kr = 1,3

- Kc: hệ số chứa đầy gầu, Kc = 0,75

- t: thời gian thao tác trong 1 chu kì, t = 20 (s)

Tính toán thời gian hoàn thành các thao tác

Dựa vào cách biên chế tổ đội thi công và số công ca máy hoàn thành các thao tác ta tính thời gian hoàn thành Kết quả tính thể hiện ở Phụ lục 101 mục 11.3

PHẦN 3b THIẾT KẾ THI CÔNG MẶT ĐƯỜNG ĐOẠN TUYẾN

Giới thiệu chung về đoạn tuyến

Đoạn tuyến đã thi công xong nền đường và các công trình thoát nước Tại 2 đoạn đường có nền đường là đắp thì nền đường thi công đến cao độ đáy lớp kết cấu áo đường còn trong đoạn đường đào thì nền đương thi công đến cao độ mặt đường. Nhiệm vụ tiếp theo là phải tổ chức thi công mặt đường với các lớp kết cấu sau:

1) BTNC Dmax19, dày 7cm Rông 8m, được thi công theo quy trình TCVN 13567-1 : 2022

2) CPĐD loại I Dmax25, dày 15cm Rộng 8m được thi công theo quy trình TCVN

3) CPĐD loại II Dmax37.5, dày 30cm Rộng 8m được thi công theo quy trình TCVN 8859 : 2011.

Xác định các điều kiện thi công

1.2.1 Điều kiện tự nhiên khu vực tuyến đi qua:

- Giống mục 1.2 của chương 1 – Phần 1: Lập Dự Án Thiết Kế Cơ Sở

1.2.2 Các điều kiện xã hội:

- Giống mục 1.3 của chương 1 – Phần 1: Lập Dự Án Thiết Kế Cơ Sở

1.2.3 Các điều kiện liên quan khác:

- Giống mục 1.4 của chương 1 – Phần 1: Lập Dự Án Thiết Kế Cơ Sở

Liệt kê công việc

Nội dung công tác chuẩn bị gồm các công việc được thi công theo các trình tự sau:

- Cắm lại hệ thống cọc tim đường, cọc mép phần xe chạy, mép lề gia cố.

- Thi công khuôn đường và đắp lề

2.1.1 Công tác khôi phục lại hệ thống cọc:

- Kiểm tra lại cao độ nền đường bằng máy thủy bình.

- Định phạm vi thi công và tiến hành dời cọc ra khỏi phạm vi thi công lòng đường và lề gia cố.

- Dời cọc tim và mép đường ra ngoài phạm vi thi công phải được ghi vào sơ đồ cùng với khoảng cách.

- Để thực hiện các công tác này bố trí 1 kỹ sư, 1 trung cấp và 2 công nhân cùng với các trang thiết bị cần thiết Tổ này thực hiện công tác kiểm tra cao độ trong suốt quá trình thi công.

- Sau khi thi công nền đường xong ta tiếp tục thi công đào khuôn và đắp lề, chi tiết công việc nằm ở chương 5 phần 3a.

Đặc điểm và điều kiện tuyến thiết kế

Các đặc điểm của đoạn tuyến thiết kế đã giới thiệu ở chương 1 phần thiết kế cơ sở.

Xác định trình tự thi công chính

3.2.1 Ý tưởng xây dựng các phương án thi công tổng thể các lớp KCAĐ

Xây dựng nhanh, đơn giản, càng ít các bước thi công tổng thể nhằm mục đích đơn giản cho các công tác sau này nhưng vẫn đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật do đó các lớp áo đường cần phải chia nhỏ ra để dễ thi công, dễ kiểm tra và công đầm nén nhỏ, dễ lu lèn đối với các loại lu tương tự khi lu các lớp vật liệu có chiều dày lớn Tăng cường cường độ lề gia cố nhằm mục đích tăng chất lượng mặt đường khi khai thác sau này do đó kết cấu lề gia cố chọn giống kết cấu mặt đường.

3.2.2 Các căn cứ đề xuất trình tự thi công.

- Các tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu các lớp kết cấu mặt đường:

+ CPĐD loại II Dmax37,5 (TCVN 8859-2011)

- Công tác lên khuôn đường đã hoàn thành, nền đường đã được thi công đến cao độ đáy áo đường, với nền đường đắp phần lề đường đã được thi công xong bằng phương pháp đắp lề trước hoàn toàn Nền đường đào đã được thi công bằng phương pháp đào khuôn.

- Chiều dài đoạn thi công ngắn (25km), khối lượng không lớn.

- Điều kiện cung cấp vật liệu, nhân lực, máy móc thi công được đảm bảo

- Căn cứ với điều kiện thực tế hiện nay thì với tuyến ngắn có khối lượng nhỏ sẽ được tổ chức thi công tuần tự

3.2.3 Đề xuất trình tự thi công chính

Từ các căn cứ trên đề xuất trình tự thi công chính:

1 Thi công lớp CPĐD loại II Dmax37,5 - dày 15 cm, rộng 8m lần 1.

2 Thi công lớp CPĐD loại II Dmax37,5 - dày 15 cm, rộng 8m lần 2.

3 Thi công lớp CPĐD loại I Dmax25 - dày 18cm, rộng 8m.

4 Thi công lớp BTNC Dmax19 - dày 5cm, rộng 8m.

Đề xuất phương án TCTC tổng thể

Dựa vào cấu tạo các lớp áo đường cũng như các điều kiện thi công như đã nêu ở trên, ta đề xuất ra phương pháp thi công là tuần tự.

Bảng 3 9 Trình tự các bước thi công

T 2 Thi công lớp CPĐD loại II Dmax37,5 lần 1 dày 15cm

T 3 Thi công lớp CPĐD loại II Dmax37,5 lần 2 dày 15cm

N 4 Nghiệm thu lớp CPĐD loại II Dmax37,5

T 5 Thi công lớp CPĐD loại I Dmax25 dày 18cm

T 6 Tưới nhũ tương thấm bám lớp móng trên CPĐD

T 8 Thi công lớp BTNC Dmax19 dày 7cm

N 9 Nghiệm thu lớp BTNC Dmax19

Biện pháp thi công

3.4.1 Thi công lớp CPĐD loại II Dmax37,5 lần 1 dày 15m:

3.4.1.1 Tưới ẩm tạo dính bám nền đường. Để tiến hành tưới dính bám cho nền đường dùng xe tưới nước có bồn chứa nước 6m 3 để tưới nước

3.4.1.2 Vận chuyển CPĐD loại II Dmax37,5.

Vật liệu CPĐD loại I được tập kết thành đống ở bãi chứa vật liệu sau đó dùng ôtô tự đổ vận chuyển cấp phối từ bãi tập kết (đã kiểm tra các chỉ tiêu kỹ thuật đạt yêu cầu) ra công trường,vật liệu CPĐD được đổ thành từng đống dọc theo tim đường.

3.4.1.3 San rải CPĐD loại II Dmax37,5:

CPĐD loại I sau khi chở đến công trình thì tiến hành san rải.Công việc san rải lớp CPTN loại A ta dùng máy rải để thi công Khi rải ta rải với hệ số rải Kr= 1,3

3.4.1.4 Lu sơ bộ CPĐD loại II Dmax37,5 kết hợp bù phụ:

Sau khi san rải xong lớp CPĐD loại II Dmax25 ta dùng lu nhẹ bánh cứng (6T-8T) để lu sơ bộ và dùng nhân công để tiến hành bù phụ những chỗ mặt đường ghồ ghề, lồi lõm để đảm bảo mặt đường bằng phẳng, đúng độ dốc thiết kế.

3.4.1.5 Lu sơ bộ CPĐD loại II Dmax37,5:

Sau khi lu sơ bộ xong ta tiến hành lu lèn chặt CPĐD bằng lu rung 25T Kết thúc giai đoạn lu lèn chặt lớp CPĐD loại II Dmax37,5 phải đạt được độ chặt yêu cầu.

3.4.2 Thi công lớp CPĐD loại II Dmax37,5 lần 2 dày 15m:

Biện pháp thi công như thi công lớp CPĐD loại II Dmax37,5 lần 1

3.4.3 Thi công lớp CPĐD loại 1 Dmax 25, dày 18m:

3.4.3.1 Tưới ẩm tạo dính bám nền đường:

Khi thi công lớp CPĐD loại 1 Dmax25, ta tiến hành tưới ẩm dính bám cho lớpCPĐD loại II Dmax37,5 để đảm bảo liên kết tốt giữa lớp CPĐD loại II Dmax37,5và lớp CPĐD loại 1 Dmax 25 Dùng xe tưới nước tự chế có bồn chứa nước 6m 3 để tưới nước

3.4.3.2 Vận chuyển CPĐD loại 1 Dmax25:

Cấp phối đá dăm đã được tập kết tại bãi tập kết cách đầu tuyến 3km Dùng ô tô tự đổ để vận chuyển CPĐD từ bãi tập kết đến công trường,

CPĐD loại 1 Dmax25 sau khi chở đến công trình thì tiến hành san rải.Công việc san rải lớp CPĐD ta dùng máy rải để thi công.Khi rải ta rải với hệ số rải Kr= 1,3 => Hr

3.4.3.4 Lu lèn sơ bộ lớp CPĐD loại 1 Dmax 25, kết hợp bù phụ, lần 1:

Sau khi san rải xong lớp CPĐD loại 1 Dmax25 ta dùng lu nhẹ bánh cứng (6T-8T) để lu sơ bộ và dùng nhân công để tiến hành bù phụ những chỗ mặt đường ghồ ghề, lồi lõm để đảm bảo mặt đường bằng phẳng, đúng độ dốc thiết kế.

3.4.3.5 Lu lèn chặt lớp CPĐD loại 1 Dmax 25, lần 1:

Sau khi lu sơ bộ xong ta tiến hành lu lèn chặt CPĐD bằng lu rung 25T Kết thúc giai đoạn lu lèn chặt lớp CPĐD loại 1 Dmax25 phải đạt được độ chặt yêu cầu Sau khi thi công xong lớp CPĐD loại 1 Dmax25 ta tiến hành tưới một lớp nhũ tương thấm bám để bảo dưỡng lớp CPĐD, tăng cường liên kết giữa lớp CPĐD với BTN tốt hơn.

3.4.4.Thi công lớp BTNC Dmax19 dày 7cm:

Công tác vận chuyển BTNC Dmax19 thực hiện bằng ôtô tự đổ phù hợp với năng suất của trạm trộn, máy rải và cự li vận chuyển, bảo đảm sự liên tục nhịp nhàng giữa các khâu

Công tác rải BTNC Dmax19 được thực hiện bằng máy rải chuyên dụng.

3.4.4.3 Lu sơ bộ BTNC Dmax19:

Ta dùng lu bánh cứng (6T-8T) để lu lèn sơ bộ BTNC Dmax19 Kết hợp với công tác bù phụ.

3.4.4.4 Lu lèn chặt BTNC Dmax19:

Sau khi lu lèn sơ bộ xong ta tiến hành công tác lu lèn chặt BTNC Dmax19 bằng lu nặng bánh lốp.

3.4.4.5 Lu hoàn thiện BTNC Dmax19:

Sau khi lu lèn chặt xong ta tiến hành công tác lu hoàn thiện BTNC Dmax19 bằng lu bánh cứng.

Xác định khối lượng công tác

3.5.1 Khối lượng công tác trên toàn tuyến

Cần xác định một cách cụ thể và chính xác khối lượng các vật liệu cần sử dụng để có thể bố trí đầy đủ nhân vật lực vận chuyển và thi công chính xác Dựa vào cấu tạo mặt cắt ngang, chiều dày tuyến và tính chất đầm nén của từng loại vật liêu mà ta tiến hành xác định chính xác khối lượng vật liệu.

3.5.1.1 Khối lượng vật liệu làm các lớp kết cấu.

3.5.1.1.1 Khối lượng cấp phối sử dụng cho toàn tuyến

+ Khối lượng vật liệu sử dụng cho toàn tuyến được tính toán theo công thức sau:

- K1: hệ số lèn ép, Kvật liệu = 1,3

- K2: hệ số rơi vãi, K2 = 1,05 (vật liệu rơi vãi 5%).

- F: Diện tích tiết diện ngang từng lớp vật liệu m 2

- L = 2000 m: chiều dài toàn bộ tuyến thi công

Bảng 3 10 tính khối lượng vật liệu CPTN và CPĐD cho toàn tuyến

Vị trí Vật liệu Thứ tự thi công B (m) H (m) Q (m3)

Móng dưới CPĐD loại II

3.5.1.1.2 Khối lượng BTN sử dụng cho toàn tuyến Đối với các loại đá rải cho toàn tuyến được tính toán theo công thức sau:

- K1: hệ số lèn ép, Kvật liệu = 1,3

- K2: hệ số rơi vãi, K2 = 1,05 (vật liệu rơi vãi 5%).

- F: Diện tích tiết diện ngang từng lớp vật liệu m 2

- L = 2000 m: chiều dài toàn bộ tuyến thi công

Vị trí Vật liệu Thứ tự thi công B (m) H (m) Q (m3)

Lớp mặt BTNC Dmax19 Lần 1 8 0.07 1529

3.5.1.1.3 Khối lượng nước và nhựa tưới:

Khối lượng nước, nhựa tưới dính bám và nhũ tương nhựa thấm được tính:

- g: định lượng tưới trên 1 đơn vị diện tích.

- L = 2000 m: chiều dài toàn bộ tuyến thi công

Bảng 3 11 tổng kết khối lượng nước và nhựa cho toàn tuyến

Tưới dính bám lần 1 Nước sạch 8 3 4800

Tưới dính bám lần 2 Nước sạch 8 3 4800

Tưới dính bám lần 3 Nước sạch 8 3 4800

Tưới dính bám lớp thấm nhập nhựa CSS-1h 8 1.3 2080

Tính toán năng suất, xác định số công, ca hoàn thành các công tác

Dựa vào thông tư 12/2021/TT-BXD để tính toán mức hao phí cũng như tính toán số công ca hoàn thành các công tác trong trình tự thi công chính phụ lục 12 mục 12.3, từ đó biên chế các tổ độ thi công để hoàn thành các công tác.

Lập tiến độ thi công tổng thể

Sau khi xác định được thời gian hoàn thành các công tác và biên chế các tổ đội thi công xong ta tiến hành lập tiến độ thi công tổng thể Xem bản vẽ số 22

Nêu đặc điểm, chọn phương pháp tổ chức thi công

- Dùng khối lượng vật liệu lớn nên trong quá trình thi công phải kết hợp chặt chẽ các khâu chọn địa điểm khai thác vật liệu, bố trí cơ sở gia công vật liệu, kỹ thuật khai thác và tổ chức cung ứng vật liệu.

- Khối lượng công trình phân bố tương đối đều trên toàn tuyến do kết cấu mặt đường không thay đổi

- Diện thi công hẹp nên nhân lực khó bố trí tập trung, công tác tổ chức quản lý tương đối khó khăn, nhu cầu về xe vận chuyển thay đổi theo từng đoạn.

- Công tác thi công tiến hành ngoài trời nên phụ thuộc nhiều vào điều kiện thiên nhiên nhất là điều kiện khí hậu: mưa, nắng, gió, nhiệt độ.

- Sản phẩm làm ra cố định, công trường luôn thay đổi nên phải tổ chức di chuyển, đời sống cán bộ, công nhân gặp khó khăn.

4.1.2 Chọn phương pháp tổ chức thi công:

Căn cứ vào phần thiết kế thi công tổng thể chọn phương pháp tổ chức thi công là phương pháp tuần tự.

Xác định tốc độ thi công – hướng thi công

Sau khi lên tiến độ tổng thể từ đó ta xác định được tốc độ dây chuyền cho từng lớp vật liệu

Chọn hướng thi công từ KM0+00 đến KM2+00 để đảm bảo máy móc hoạt động thuận lợi, phối hợp nhịp nhàng.

Xác định trình tự thi công

4.3.1 Xác định trình tự thi công chính các lớp mặt đường

1 Thi công lớp CPĐD loại II Dmax37,5 - dày 15 cm, rộng 8m lần 1.

2 Thi công lớp CPĐD loại II Dmax37,5 - dày 15 cm, rộng 8m lần 2.

3 Thi công lớp CPĐD loại I Dmax25 - dày 18cm, rộng 8m.

4 Thi công lớp BTNC Dmax19 - dày 5cm, rộng 8m.

4.3.2 Xác định trình tự thi công chi tiết.

Xác định quy trình – kỹ thuật thi công các lớp mặt đường

4.4.2.1 Thi công lớp CPĐD Dmax37,5 dày 30cm

(chia làm 2 lớp để thi công, lớp dưới dày 15 cm,lớp trên dày 15cm).

(1) Tưới ẩm tạo dính bám lần 1

Dùng xe LG5090GSS tưới ẩm nền đường với hàm lượng 3l/m 2 , tốc độ xe chạy khoảng 15km/h Sơ đồ tưới xem Bản vẽ số 20.

(2) Vận chuyển CPĐD Dmax37,5 lần 1

Dùng xe ôtô 12T có mã hiệu HD270 để vận chuyển CPĐD Dmax37,5 từ cách chân công trường 3km.

Khả năng vận chuyển của ôtô là 15T, dung tích thùng 10m 3 Khối lượng thể tích của CPĐD Dmax37,5 là 1,5T/m 3 , thể tích xe có thể chở tối đa là 12/1,5=8m 3 B = 2.1,8+(2-1).1,3+0,65 = 5,55 m Trong đó thường lấy b = 1,8m với các loại ô tô, b = 2,7m với xe xích; d là khoảng cách ngang tối thiểu giữa các xe (thường lấy d = 1,3m); e là bề rộng lốp đôi hoặc vệt bánh xích (thường lấy e = 0,5-0,8m); n được chọn tối đa nhưng phải bảo đảm B vẫn nhỏ hơn bề rộng nền đường Như vậy khi tính toán có xét đến tải trọng xe cộ thì tải trọng đắp xem như được cao thêm một trị số hx. b=1.8m e/2=0.325m d=1.3m b=1.8m e/2=0.325m l =4.2m

Hình 4 2 Sơ đồ xếp xe để xác định tải trọng xe cộ tác dụng lên đất yếu

- Chiều cao nền đắp cộng chiều dày đất đắp quy đổi từ tải trọng xe chạy:

Bảng 4 1 Chiều cao đất đắp thiết kế ban đầu

1.4.2 Tính toán lún cố kết S c : Độ lún cố kết Sc được dự tính theo phương pháp phân tầng lấy tổng như hình 2-3 và được tính theo công thức sau:

Hình 4 3 Sơ đồ tính độ lún cố kết S c theo phương pháp phân tầng cộng lún

- Hi là bề dày lớp đất tính lún thứ i (phân thành n lớp có các đặc trưng biến dạng khác nhau), i từ 1 đến n lớp; Hi ≤ 2,0 m;

- e i o hệ số rỗng của lớp đất i ở trạng thái tự nhiên ban đầu (chưa đắp nền bên trên).

- C i c chỉ số nén lún hay độ dốc của đoạn đường cong nén lún (biểu diễn dới dạng e log⁓ log ) trong phạm vi  i >  i pz của lớp đất i.

- C i r chỉ số nén lún hay độ dốc của đoạn đường cong nén lún nói trên trong phạm vii (còn gọi là chỉ số nén lún hồi phục ứng với quá trình dỡ tải như ở Phụ lục I).

-  i vz , i pz ,  i z là áp lực (ứng suất nén thẳng đứng) do trọng lượng bản thân các lớp đất tự nhiên nằm trên lớp i, áp lực tiền cố kết ở lớp i và áp lực do tải trọng đắp gây ra ở lớp i(xác định các trị số áp lực này tương ứng với độ sâu z ở chính giữa lớp đất yếu i).

- Các thông số C i r , C i c và  i pz được xác định thông qua thí nghiệm nén lún không nở hông đối với các mẫu nguyên dạng đại diện cho lớp đất yếu i theo hướng dẫn ở TCVN 4200-95 và các hướng dẫn bổ sung ở Phụ lục I.

- Trị số ứng suất (áp lực)  i z được xác định theo công thức:

- i và hi là trọng lượng thể tích và bề dày lớp đất i nằm trong phạm vi từ mặt tiếp xúc của đất yếu với đáy nền đắp (z = 0) đến độ sâu z trong đất yếu; đối với các lớp đấtyếu nằm dưới mức nước ngầm thì trị số i phải dùng trọng lượng thể tích đẩy nổi

- Các trị số áp lực  i z được tính theo toán đồ Osterberg ở phụ lục II nhưng chỉ ứng với tải trọng nền đắp thiết kế và có xét đến dự phòng lún.

Chiều sâu vùng đất yếu bị lún dưới tác dụng của tải trọng đắp hay phạm vi chịu ảnh hưởng của tải trọng đắp za được xác định theo điều kiện:

- vza: ứng suất do tải trọng đắp gây ra ở độ sâu Za (nếu phục vụ cho việc tính độ lún tổng cộng S thì tải trọng đắp cũng chỉ gồm tải trọng đắp thiết kế).

Số liệu tính toán

Đường cấp IV, đồng bằng có các thông số kỹ thuật như sau:

- Độ chặt yêu cầu của nền đắp Kyc ≥ 0,93 Chọn 0,95

- Chiều dày nền đắp thiết kế: Htk = 3,558m;

- Dung trọng đất đắp:  = 20 kN/m 3

- Lớp đất yếu 1: h1 = 3m;  = 18 kN/m3; eo = 1,8; Cu = 38 Kpa; = 15 o

- Lớp đất yếu 2: h2 = 3m;  = 18 kN/m3; eo = 1,5; Cu = 41 Kpa; = 13 o

- Lớp đất yếu 3: h3 = 3m;  = 17 kN/m3; eo = 1,4; Cu = 42 Kpa; = 12 o

- Lớp đáy phía dưới đất yếu là đá cứng: thoát nước 1 chiều;

- Chỉ số nén lún: Cr = 0,52Kpa;

- Hệ số cố kết theo phương thẳng đứng: Cv = 3,2x10 -3 cm 2 /s;

- Hệ số cố kết theo phương ngang: Ch = 3.Cv cm 2 /s;

- Thi công sử dụng bấc thấm

Thiết kế tầng đệm cát

- Thường dùng lớp đệm cát để tăng tốc độ cố kết của nền đất yếu dưới nó sau khi đắp đất,để tăng cường độ chống cắt của đất yếu Lớp đệm cát còn có tác dụng cải tạo sự phân bố ứng suất trên nền đất yếu.

- Tầng cát đệm nên được sử dụng trong các trường hợp đắp trực tiếp trên đất yếu và bắt buộc phải có khi áp dụng các giải pháp thoát nước cố kết theo phương thẳng đứng bằng giếng cát hoặc bấc thấm.

- Dùng lớp đệm cát thì việc thi công đơn giản nhưng thời gian đắp đất tương đối lâu (vìthường kết hợp lớp đệm cát với phương pháp xây dựng nền đường theo giai đoạn).

+ Lớp đất yếu không quá dày.

- Chiều dày tầng cát đệm ít nhất phải bằng độ lún tổng cộng S nhưng không được nhỏ hơn 50cm Độ chặt đầm nén của tầng cát đệm yêu cầu đạt K = 0,9 (phục vụ xe máy thi côngcác lớp trên).

- Bề rộng mặt tầng cát đệm phải rộng hơn đáy nền đắp mỗi bên tối thiểu là 0,5 - 1m; máidốc và phần mở rộng hai bên của tầng cát đệm phải cấu tạo tầng lọc ngược để nước cố kếtthoát ra không lôi theo cát, nhất là khi lún chìm vào đất yếu nước cố kết vẫn có thể thoát ra và khi cần thiết dùng bơm hút bớt nước sẽ không gây phá hoại tầng cát đệm.

Hình 4 1 Làm lớp đệm cát

- Tầng lọc ngược có thể được cấu tạo theo cách thông thường (xếp đá dày khoảng

20 -25cm) hoặc bằng vải địa kỹ thuật Trường hợp sử dụng vải địa kỹ thuật thì nên rải vải trên đất yếu, sau đó đắp tầng cát đệm, rồi lật vải bọc cả mái dốc và phần mở rộng của nó để làm chức năng lọc ngược Lớp vải làm chức năng lọc ngược này phải chờm vào phạm vi đáy nền ít nhất là 2m Lúc này, cũng nên lợi dụng vải địa kỹ thuật rải trực tiếp trên đất yếu để kiêm thêm các chức năng khác như tăng cường thêm mức ổn định trong quá trình đắp.

Khi thi công lớp đệm cát thường rải theo từng lớp từ 20-40 cm tùy theo thiết bị, phương tiện đầm nén

Tính toán độ cố kết trong nền đất khi chịu tải trọng nền đắp

1.4.1 Tính toán quy đổi tải trọng xe chạy sang chiều dày đất đắp:

- G: Trọng lượng một xe, chọn G0 tấn

- n: Số xe tối đa có thể xếp được trên phạm vi bề rộng nền đường, chọn n=2 ( đường cấp IV, đồng bằng)

- : Dung trọng của đất đắp nền đường, T/m3 ,

-  Phạm vi phân bố tải trọng xe theo hướng dọc, m ,=4,2

Có thể lấy  = 4,2 m với xe G = 13 tấn, lấy  = 6,6 m khi xe có G = 30 tấn, lấy  = 4,5 m

- B là bề rộng phân bố ngang của các xe (mét) theo công thức sau:

B = n.b + (n-1)d+e => B = 2.1,8+(2-1).1,3+0,65 = 5,55 m Trong đó thường lấy b = 1,8m với các loại ô tô, b = 2,7m với xe xích; d là khoảng cách ngang tối thiểu giữa các xe (thường lấy d = 1,3m); e là bề rộng lốp đôi hoặc vệt bánh xích (thường lấy e = 0,5-0,8m); n được chọn tối đa nhưng phải bảo đảm B vẫn nhỏ hơn bề rộng nền đường Như vậy khi tính toán có xét đến tải trọng xe cộ thì tải trọng đắp xem như được cao thêm một trị số hx. b=1.8m e/2=0.325m d=1.3m b=1.8m e/2=0.325m l =4.2m

Hình 4 2 Sơ đồ xếp xe để xác định tải trọng xe cộ tác dụng lên đất yếu

- Chiều cao nền đắp cộng chiều dày đất đắp quy đổi từ tải trọng xe chạy:

Bảng 4 1 Chiều cao đất đắp thiết kế ban đầu

1.4.2 Tính toán lún cố kết S c : Độ lún cố kết Sc được dự tính theo phương pháp phân tầng lấy tổng như hình 2-3 và được tính theo công thức sau:

Hình 4 3 Sơ đồ tính độ lún cố kết S c theo phương pháp phân tầng cộng lún

- Hi là bề dày lớp đất tính lún thứ i (phân thành n lớp có các đặc trưng biến dạng khác nhau), i từ 1 đến n lớp; Hi ≤ 2,0 m;

- e i o hệ số rỗng của lớp đất i ở trạng thái tự nhiên ban đầu (chưa đắp nền bên trên).

- C i c chỉ số nén lún hay độ dốc của đoạn đường cong nén lún (biểu diễn dới dạng e log⁓ log ) trong phạm vi  i >  i pz của lớp đất i.

- C i r chỉ số nén lún hay độ dốc của đoạn đường cong nén lún nói trên trong phạm vii (còn gọi là chỉ số nén lún hồi phục ứng với quá trình dỡ tải như ở Phụ lục I).

-  i vz , i pz ,  i z là áp lực (ứng suất nén thẳng đứng) do trọng lượng bản thân các lớp đất tự nhiên nằm trên lớp i, áp lực tiền cố kết ở lớp i và áp lực do tải trọng đắp gây ra ở lớp i(xác định các trị số áp lực này tương ứng với độ sâu z ở chính giữa lớp đất yếu i).

- Các thông số C i r , C i c và  i pz được xác định thông qua thí nghiệm nén lún không nở hông đối với các mẫu nguyên dạng đại diện cho lớp đất yếu i theo hướng dẫn ở TCVN 4200-95 và các hướng dẫn bổ sung ở Phụ lục I.

- Trị số ứng suất (áp lực)  i z được xác định theo công thức:

- i và hi là trọng lượng thể tích và bề dày lớp đất i nằm trong phạm vi từ mặt tiếp xúc của đất yếu với đáy nền đắp (z = 0) đến độ sâu z trong đất yếu; đối với các lớp đấtyếu nằm dưới mức nước ngầm thì trị số i phải dùng trọng lượng thể tích đẩy nổi

- Các trị số áp lực  i z được tính theo toán đồ Osterberg ở phụ lục II nhưng chỉ ứng với tải trọng nền đắp thiết kế và có xét đến dự phòng lún.

Chiều sâu vùng đất yếu bị lún dưới tác dụng của tải trọng đắp hay phạm vi chịu ảnh hưởng của tải trọng đắp za được xác định theo điều kiện:

- vza: ứng suất do tải trọng đắp gây ra ở độ sâu Za (nếu phục vụ cho việc tính độ lún tổng cộng S thì tải trọng đắp cũng chỉ gồm tải trọng đắp thiết kế).

- vza: ứng suất do trọng lượng bản thân các lớp phía trên gây ra ở độ sâu Za (có xét đến áp lực đẩy nổi nếu các lớp này nằm dưới mức nước ngầm)

Tính toán áp lực do tải trọng bản thân nền đất yếu gây ra

- Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng 2.2 sau:

Bảng 4 2 Bảng tính áp lực do tải trọng bản thân nền đất yếu gây ra hi

- Tính toán áp lực do tải trọng nền đất đắp gây ra

Trong đó: Ii là hệ số ảnh hưởng đến ứng suất ở giữa mỗi lớp (chiều sâu Z) xác định theo toán đồ Osterberg (phụ lục 2) ứng với tỷ số a/Z, b/Z của mỗi lớp.

- Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng 2.3 sau:

Bảng 4 3 Bảng tính áp lực do tải trọng bản thân nền đất yếu gây ra a

Ta thấy, khi tính hết chiều dày đất yếu thì áp lực do tải trọng đất đắp vẫn lớn hơn ứng suất do tải trọng bản thân ( z >v ) nên việc tính lún được tính cho hết chiều dày tầng đất yếu.

- Tính toán độ lún cố kết Sc

- Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng 2.4 sau:

Bảng 4 4 Bảng tính độ lún cố kết trong nền đất yếu hi

Vậy độ lún cố kết Sc = 0,981m

Chiều dày đất đắp thi công có kể đến dự phòng lún là:

Chiều cao đất đắp thi công được thể hiện trong bảng 2.5 sau:

Bảng 4 5 Chiều dày đất đắp thi công

1.4.3 Kiểm tra ổn định nền đất do lún trồi:

- Việc tính toán được tiến hành bằng cách xem nền đắp tương tự một móng nông hình băng mà các mép được giới hạn bởi điểm giữa của ta luy nền đắp.

- Nền đất yếu bị phá hoại do lún xuống ở phần giữa, đồng thời bị trồi lên ở hai bờn chõn taluy Theo cỏc kết qủa của Mandel và Salenỗon cú hai trường hợp:

Trường hợp nền đường có chiều rộng bé đắp trên lớp đất yếu dày như sơ đồ hình 2-4.Với B: chiều rộng trung bình của nền đường; h: chiều dày lớp đất yếu.

Bảng 4 6 Sơ đồ tính toán ổn định chống lún trồi Áp lực giới hạn qgh bất lợi nhất của nền đất yếu được xác định theo công thức: qgh = (2+ π )Cu (2-6)

- Cu: lực dính không thoát nước Ứng suất do nền đường gây ra ở dưới tim nền đắp là: q = đ.H (2-7)

- γđ: trọng lượng thể tích đất nền đường, T/m3

Hệ số an toàn chống lún trồi:

Nền đường có đáy rộng so với chiều dày lớp đất yếu. Áp lực giới hạn trên đất yếu được xác định theo công thức: qgh = Cu.Nc (2-9)

Nc – hệ số thay đổi theo tỉ số B/h, tra toán đồ hình 2-5.

Hệ số an toàn F được tính như công thức (2-8).

Tra toán đồ ta được, Nc = 5,2

 Nền thỏa mãn điều kiện về lún trồi

1.4.4 Tính ổn định nền đất về điều kiện chống trượt sâu:

Thiết kế vải địa kỹ thuật

- Công trình sử dụng VĐKT không dệt ART9

- Việc bố trí VĐKT chỉ đóng vai trò cấu tạo, không đóng vai trò chịu lực nên không tính toán VĐKT.

Thiết kế bấc thấm

- Công trình sử dụng bấc thấm VID4.5

- Việc bố trí được thể hiện trong bản vẽ mặt cắt và mặt bằng nền đường

Trình tự thi công

Bảng 4 13 Trình tự thi công xử lý đất yếu

2 Vận Chuyển Vải Địa Kỹ Thuật

3 Trải Vải địa Kỹ thuật lần 1

4 Thi công lớp đệm cát lần 1 ( 0.25m )

5 Thi công cắm bấc thấm

6 Thi công lớp đệm cát lần 2 ( 0.25m )

7 Trải Vải địa Kỹ thuật lần 2

Xác định các phương pháp tổ chức thi công

Ở đây khối lượng thi công không lớn và được phân bố đều trên toàn tuyến nên ta chọn phương pháp tổ chức thi công tuần tự.

Tổ chức thi trải vải địa kỹ thuật

- Công nghệ thi công công trình sử dụng VĐKT xây dựng nền đường trên đất yếu thực hiện như hình 3-1.

* Thiết kế trước sơ đồ trải:

- Thiết kế trước sơ đồ trải vải và sơ đồ làm việc của máy khâu vải theo nguyên tắc tổng chiều dài đường khâu ngắn nhất

* Chuẩn bị mặt bằng trước khi trải vải địa kỹ thuật:

- Bơm hút nước hoặc tháo khô nền đường toàn bộ diện tích trải vải địa kỹ thuật.

- Dọn sạch gốc cây, cỏ rác và các vật liệu khác.

- Đào đất đến cao độ thiết kế trải vải.

- San phẳng đất nền trước khi trải.

* Trải VĐKT: (các bước thi công xem hình 3-1).

- Sau khi tạo mặt bằng, tiến hành trải vải và nối vải Việc nối vải phải tiến hành bằng máy khâu Đường khâu cách biên 5 ÷ 15cm; khoảng cách mũi chỉ là 7 ÷ 10mm.Chiều rộng trải VĐKT phải được chú ý từ khi thiết kế, phải lớn hơn chiều rộng của nền đường ít nhất là 1 m để cuốn phủ lên lớp thứ nhất của lớp cát thoát nước ngang (thay thế tầng lọc ngược hai bên nền đường).

- Sau khi trải vải xong sẽ tiến hành đắp lớp đầu tiên trên VĐKT bằng cát hạt trung quy định ở trên Nếu nền quá yếu, có thể đắp lớp đầu tiên dày 50cm.

- Sau khi san vật liệu tiến hành lu bằng xe bánh xích, sau đó tiếp tục lu bánh lốp và tải trọng tăng dần để đạt độ chặt theo yêu cầu.

Từ lớp thứ 2 thi công và kiểm tra bình thường như thi công nền đường.

Trong quá trình thi công không được để máy thi công di chuyển trực tiếp trên mặt VĐKT

Hình 4 4 Các bước thi công VĐKT

Xác định khối lượng thi công

Công trình sử dụng VĐKT không dệt ART25:

Trải vải ngang theo chiều tuyến

Thông số vãi kỹ thuật ART25:

Quy cách của vải địa không dệt ART25 là 3,5mx100m Tức là một cuộn vải địa sẽ có khổ rộng là 4m, chiều dài là 100m Tổng diện tích cuộn là 400m2.

Khối lượng vải địa sử dụng cho toàn tuyến được tính toán theo công thức sau:

Hình 4 5 Khối lượng trải VĐKT

B Hữ u hiệ u của vãi địa

L Hữ u hiệ u của vãi địa

Vãi địa kỹ thuật lớp dưới 28,48

Vãi địa kỹ thuật lớp trên 20,74 616,8

Định mức thi công trải VĐKT

Theo thông tư 12/2021 - BXD mã hiệu AL.16121, ta có định mức thi công vãi địa Kỹ thuật như sau:

AL.16100 GIA CỐ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG BẤC THẤM, VẢI ĐỊA KỸ THUẬT Thành phần công việc:

Chuẩn bị vận chuyển vật liệu trong phạm vi 30m, cấy bấc thấm bằng máy đến cao độ thiết kế hoặc rải vải địa kỹ thuật lên diện tích cần thiết (kể cả phần lồi lõm) theo thiết kế đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật.

Mã hiệu Công tác xây dựng

Thành phần hao phí Đơn vị

Cấy bấc thấm bằng máy ĐVT:

Rải vải địa kỹ thuật ĐVT: 100m 2 Nền đường, mái đê, đập

AL.161 Gia cố nền đất yếu bằng bấc thấm, bằng vải địa kỹ thuật

Máy cấy bấc thấm ca 0,024 - -

Tổ chức thi công công tác bấc thấm

3.4.1 Xác định trình tự kỹ thuật thi công:

Trình tự thi công bấc thấm

- Dọn sạch gốc cây, cỏ rác và các vật liệu khác.

- Cắm lại tim đường và định vị phạm vi thi công.

- Đào bỏ lớp đất yếu theo đồ án thiết kế kỹ thuật đã được duyệt, chuyển ra ngoài phạm vi thi công và đổ đúng nơi qui định.

- Kiểm tra cao độ đáy tầng đệm cát.

- Thi công trải lớp vải địa kỹ thuật Lớp vải địa kỹ thuật có tác dụng ngăn cách giữa lớp đất yếu và lớp đệm cát, làm cho lớp đệm cát luôn sạch và thoát nước tốt. Trong trường hợp đất yếu không làm bẩn tầng đệm cát thì không cần lớp vải địa kỹ thuật.

* Thi công tầng đệm cát;

- Thi công một phần của tầng đệm cát, phần còn lại phải đủ phủ lên bấc thấm một đoạn tối thiểu là 20cm.

- Việc thi công tầng đệm cát phải tuân theo các qui định và qui trình đắp nền đường Thường đắp từng lớp và đầm nén đạt độ chặt yêu cầu.

Tầng đệm cát có tác dụng:

+ Tạo đường thấm nước ngang để nước có thể thoát ra ngoài

+ Để cho máy cắm bấc thấm di chuyển.

* Thi công cắm bấc thấm:

- Trước khi thi công chính thức, đơn vị thi công phải tổ chức thi công thí điểm cắm bấc thấm trên một phạm vi đủ để máy di chuyển 2 ÷ 3 lần thực hiện các thao tác cần thiết. Đối với việc thi công thí điểm, phải có sự chứng kiến của TVGS và trong quá trình thí điểm phải có theo dõi, kiểm tra các nội dung sau:

+ Kiểm tra từng thao tác thi công và mức độ chính xác cắm bấc thấm (độ thẳng đứng, vị trí trên mặt bằng và độ sâu).

+ Thi công thí điểm đạt yêu cầu thì mới được phép tiến hành thi công đại trà.

- Trước khi cắm bấc thấm phải dùng máy đo đạc để định vị tất cả các vị trí cắm bấc thấm theo hàng dọc và hàng ngang đúng với hồ sơ thiết kế, dùng cọc tre đánh dấu từng vị trí đã định vị Công việc này cần làm cho từng ca máy.

- Đưa máy cắm bấc thấm vào vị trí làm việc theo đúng sơ đồ máy di chuyển đã được thiết kế trước.

Máy cắm bấc thấm có các đặc trưng kỹ thuật như sau:

+ Trục dùng để lắp và cắm bấc thấm có tiết diện: 60x120mm, dọc trục có vạch chia đến cm để theo dõi chiều sâu cắm bấc thấm và có quả dọi để kiểm tra độ thẳng đứng khi cắm bấc thấm.

+ Máy phải có lực đủ lớn để cắm bấc thấm đến độ sâu thiết kế.

- Lắp bấc thấm vào trục tâm và điều khiển máy đưa dần trục tâm đến vị trí đặt bấc.

- Lắp neo vào đầu bấc thấm Các đầu neo phải có kích thước phù hợp với bấc thấm, kích thước của đầu neo thường là 85x150mm bằng tôn dày 5mm Đầu neo có tác dụng giữ đầu bấc thấm khi bấc thấm được cắm đến độ sâu thiết kế Đầu bấc thấm được gập lại tối thiểu 30cm.

- Khi bấc thấm được cắm đến độ sâu thiết kế thì kéo ống cắm bấc thấm lên sau đó cắt bấc thấm Đầu bấc thấm phải cao hơn tầng đệm cát đã thi công trước 20cm. Xong tiếp tục lặp lại các thao tác nói trên ở một vị trí cắm tiếp theo.

- Thi công tiếp tầng đệm cát.

- Thi công tầng lọc ngược: làm bằng sỏi đá, cấp phối chọn lọc hoặc vải địa kỹ thuật.

- Đắp nền đường lên trên và bố trí quan trắc theo dõi lún

Công trình sử dụng bấc thấm VID4.5

Việc bố trí được thể hiện trong bản vẽ mặt cắt và mặt bằng nền đường

Tính toán khối lượng bấc thấm:

- Bề rộng thi công bấc thấm: b = 21,61 m.

- Chiều dài thi công bấc thấm: l = 616,81 m.

- Bố trí bấc thấm theo kiểu lưới ô vuông

- Khoảng cách giữa các bâc thấm: D = 1,2 m.

- Số lượng bấc thấm theo chiều ngang:

- Số lượng bấc thấm theo chiều dọc:

Tổng số bấc thấm cần thi công: 19 x 515 = 9785 cái

- Chiều dài đoạn bấc thấm cắm vào lớp đệm cát: 20cm = 0,25m

- Chiều dài đoạn bấc thấm gập phía đáy: 30cm = 0,3m

- Chiều dày đất yếu cần cấm bấc thấm qua: 9m

- Chiều dài một bấc thấm: lbt = 9 + 0,3 + 0,25 = 9,55m

- Hệ số tổn thất khi thi công bấc thấm(theo kinh nghiệm thi công): k = 1,05

- Tổng chiều dài bấc thấm thi công: L =9,55 x 9785 x 1,05 = 98119,08 m

- Chiều dài một cuộn bấc thấm: 300m

Số cuộn bấc thấm cần phải vận chuyển đến:

2.7.3 Định mức thi công cắm bấc thấm bằng máy:

Theo thông tư 12/2021 - BXD mã hiệu AL.16121, ta có định mức thi công bấc thấm như sau:

AL.16100 GIA CỐ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG BẤC THẤM, VẢI ĐỊA KỸ THUẬT Thành phần công việc:

Chuẩn bị vận chuyển vật liệu trong phạm vi 30m, cấy bấc thấm bằng máy đến cao độ thiết kế hoặc rải vải địa kỹ thuật lên diện tích cần thiết (kể cả phần lồi lõm) theo thiết kế đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật.

Mã hiệu Công tác xây dựng

Thành phần hao phí Đơn vị

Cấy bấc thấm bằng máy ĐVT:

Rải vải địa kỹ thuật ĐVT: 100m 2 Nền đường, mái đê, đập

AL.161 Gia cố nền đất yếu bằng bấc thấm, bằng vải địa kỹ thuật

Máy cấy bấc thấm ca 0,024 - -

Tổ chức thi công lớp đệm cát

3.5.1 Xác định trình tự kỹ thuật thi công:

Chiều dày lớp đêm cát thi công: 1m

Chia lớp đệm cát thành hai phần, mỗi phần dày 0,5m để đảm bảo yêu cầu thi công bấc thấm

Khi thi công tiến hành chia thành các lớp mỏng dày 25cm san và lu lèn.

- Tưới ẩm tạo dính bám

- Vận chuyển Cát đến đoạn thi công

- Rải cát bằng máy rải

- Lu sơ bộ bằng lu nhẹ bánh cứng 6,387 Tấn ( 4 lượt/ điểm)

- Lu chặt bằng lu rung bánh sắt 16 tấn (tải trọng rung 28 tấn, 12 lượt/điểm)

3.5.2 Xác định khối lượng thi công:

Khối lượng đắp được tính theo công thức sau:

- L: Chiều dài đoạn thi công.

- B: Bề rộng đoạn thi công.

- h: Chiều dày lớp đất thi công.

Khối lượng cát cần vận chuyển cho đợt thi công thứ nhất:

Qc1 = 1,05 x 1,35 x 616,81 x 21,61 x 0,25 = 4723,55m 3 Khối lượng cát cần vận chuyển cho đợt thi công thứ hai:

Qc2 = 1,05 x 1,35 x 616,81 x 21,61 x 0,25 = 4723,55m 3 3.5.3 Định mức thi công lớp đệm cát:

- Theo thông tư 12/2021 - BXD mã hiệu AB.66000, ta có định mức thi công đắp cát công trình như sau:

AB.66000 ĐẮP CÁT CÔNG TRÌNH BẰNG MÁY LU BÁNH THÉP

Chuẩn bị, san cát đã có sẵn tại nơi đắp thành từng lớp, tưới nước, đầm lèn, hoàn thiện bảo đảm yêu cầu kỹ thuật. Đơn vị tính: 100m 3

Mã hiệu Công tác xây dựng

Thành phần hao phí Đơn vị Độ chặt yêu cầu

2 Đắp cát công trình bằng máy lu bánh thép 16 t

Máy lu bánh thép 16 t ca 0,150 0,223 0,274 0,310

Ghi chú: Trường hợp đắp cát tạo mặt bằng công trình san nền không yêu cầu độ đầm chặt thì hao phí nhân công, máy thi công được nhân hệ số 0,85 so với định mức đắp cát công trình K=0,85

- Theo thông tư 12/2021 - BXD mã hiệu AB.23000, ta có định mức vận chuyển cát đến công trình như sau:

AM.23000 VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU BẰNG Ô TÔ TỰ ĐỔ

- Chuẩn bị phương tiện vận chuyển cần thiết;

- Che đậy đảm bảo vệ sinh môi trường trong quá trình vận chuyển;

- Vận chuyển vật liệu đến địa điểm tập kết;

- Đổ vật liệu đúng nơi quy định.

Mã hiệu Công tác vận chuyển

Thành phần hao phí Đơn vị

Cự ly vận chuyển Trong phạm vi

1km tiếp theo trong phạm vi ≤10km

1km tiếp theo trong phạm vi

≤60km AM.2311 Vận chuyển cát bằng ôtô tự đổ Ôtô tự đổ 7 t ca 0,027 0,019 0,014

AM.2312 Ôtô tự đổ 10 t ca 0,020 0,015 0,010

AM.2313 Ôtô tự đổ 12 t ca 0,016 0,012 0,008

AM.2314 Ôtô tự đổ 22 t ca 0,011 0,008 0,004

Tổ chức thi công tổng thể đến lớp đệm cát

Thiết kế tổ chức thi công chi tiết

Năng suất ô tô tính theo công thức:

+ T: thời gian thi công trong một ca T = 7 h

+ Kt: hệ số sử dụng thời gian Kt = 0,85 + Ktt: hệ số sử dụng tải trọng Chọn Ktt= 1 + Q = 12/ (m 3 ) : khối lượng công tác trong 1 chu kỳ (1 chuyến) của ô tô Với  (T/m 3 ) là dung trọng của vật liệu khi vận chuyển Đối với đất đắp nền ta lấy 

+ t: thời gian của một chu kỳ đào đổ đất (h)

+ tx : thời gian xúc đất tại mỏ tx= 4 phút=1/15 h

+ tq: thời gian quay đầu `s =1/60 h

+ td : thời gian đổ đất td0s=1/120 h

+ L: cự ly vận chuyển trung bình (km)

+ V1, V2: tốc độ xe chạy có và không tải Chọn V1= 35 km/h và V2= 50 km/h

Năng suất máy ủi san đất tầng đệm cát: t s ck

+ T: Thời gian thi công trong một ca; T = 7h

+ Kt: Hệ số sử dụng thời gian; Kt = 0,9

+ L: chiều dài thao tác trong từng đoạn

+ b : chiều rộng bình quân dải sau chồng lên dải trước

+ Vs: tốc độ khi san đất; Vs = 3 (km/h) = 50 (m/phút).

+ Vck: tốc độ khi máy chạy không; Vck = 8 (km/h) = 133,33 (m/phút).

+ tss: thời gian san số ở mỗi đoạn; tss = 0,5 phút.

Khi san đất bằng máy san mỗi lớp đất dày 25 cm

Trong các đoạn nền đắp, sau khi máy chính vận chuyển đất đến, máy san tiến hành san đất Tuy nhiên, vì máy san san từng lớp đất nên số sơ đồ san phải thiết kế là khá nhiều, do đó có thể tính năng suất máy san theo N1 với  = 50 0

Năng suất máy lu được tính theo công thức:

+ T: số giờ làm việc trong 1 ca, T = 7 h