Giải pháp xử lý lún và trượt nền đường đầu cầu km6+255 km6+280 dự án đầu tư XDCT tuyến đường vành đai II (đoạn nhật tân cầu giấy

TRƯỜNG ðẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI -*** TIỂU LUẬN MÔN HỌC ðỊA KỸ THUẬT ỨNG DỤNG Tên tiểu luận: “Giải pháp xử lý lún trượt ñường ñầu cầu Km6+255-:-Km6+280 Dự án ñầu tư XDCT tuyến ñường vành ñai II (ðoạn: Nhật Tân - Cầu Giấy)” Giáo viên hướng dẫn: Học viên thực hiện: Lớp: TS Nguyễn ðức Mạnh Trần Tuấn Hưng Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) HÀ NỘI - 2015 Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Khóa: 23.1 TÍNH TOÁN SƠ BỘ VÀ LẬP PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ CHO TUYẾN ðƯỜNG VÀNH ðAI II (ðOẠN : NHẬT TÂN – BƯỞI – CẦU GIẤY KM6+255 -:- KM6+280 ) 1.1.GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH ðOẠN TUYẾN ðI QUA 1.1.1 Giới thiệu tuyến ñường vành ñai II – Hà Nội Dự án phát triển giao thông ñô thị Hà Nội, hợp phần ñường bộ, tuyến ñường vành ñai II (ðoạn Nhật Tân - Bưởi - Cầu Giấy) nâng cấp, cải tạo, mở rộng hệ thống giao thông ñường Tăng cường khả vận tải hành khách công cộng thành phố Hà Nội ðây hạng mục quan trọng Dự án phát triển giao thông ñô thị Hà Nội a) ðoạn ñường gom phía ðông ñường từ Km4+680 ñến Km 5+880; dài 1.200m b) ðoạn ñường ven sông Tô Lịch xây dựng với nguồn vốn JBIC nằm phía Tây ñường chính, từ Km3+800 ñến Km5+880, dài khoảng 2.000 mét c) ðược chia thành gói thầu với phạm vi sau: • Gói thầu XL2 : Km5+700 -:- Km6+537.13 ( L = 837.13m) • Gói thầu XL3: Km3+780 -:- Km4+960 ( L = 1180.0m) • Gói thầu XL4: Km4+960 -:-Km5+700 ( L = 740.0m) d) Quy mô tiêu chuẩn kỹ thuật Theo ñịnh số 3053/Qð-BGTVT ngày 22/10/2010 Bộ Giao thông vận tải việc phê duyệt Dự án ñoạn tuyến có quy mô sau: - Cấp ñường: ðường ñô thị theo tiêu chuẩn TCVN 4054-2005 - Vận tốc thiết kế: Vtk = 40km/h; - Bề rộng ñường: Bn = 19-25.5m; - Bề rộng mặt ñường: Bm = 19.5m; - Mặt ñường bê tông nhựa Học Viên: Trần Tuấn Hưng Page Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Khóa: 23.1 Hình 1.1 Bản ñồ vị trí dự án xây dựng 1.1.2 ðặc trưng ñịa chất tuyến ñường Vành ñai II 1.1.2.1 ðịa tầng Học Viên: Trần Tuấn Hưng Page Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Khóa: 23.1 Căn hồ sơ khảo sát ñịa chất Công ty cổ phần Việt Delta thực năm 2009 Kết hợp lỗ khoan bước lập dự án ñầu tư, mô tả sơ lược lớp ñịa tầng ảnh hưởng trực tiếp ñến ổn ñịnh ñường sau: Lớp 1b: ðây lớp ñất ñắp ñất thổ nhưỡng Thành phần lớp sét pha, nâu gụ, nâu hồng, cát ñắp lẫn gạch vỡ, rễ Trạng thái chặt vừa – chặt Chiều dày trung bình (0,4m - 1,8m) Trong trình tạo mặt thi công xử lý ñất yếu ñược san ủi bóc bỏ bớt nên bỏ qua lớp không ñưa vào tính toán Lớp 2: Thành phần lớp sét pha, nâu gụ, vàng, nâu xám Trạng thái dẻo cứng Chiều dày thay ñổi (0,5m - 6,0m) ðây lớp vỏ cứng có trạng thái tốt Lớp 3: Thành phần sét pha, nâu gụ, trạng thái dẻo cứng – nửa cứng Lớp xuất cục Km5+346 , lớp có chiều dày khoảng (3,0 - 3,5m) Lớp 4: Thành phần sét pha, màu xám nâu, xám ghi, xám vàng, trạng thái dẻo mềm – dẻo chảy Lớp có chiều dày 1,5m - 2,0m gặp cục Km5+200, Km5+549 ðây lớp ñất yếu cần quan tâm xử lý trình thi công Lớp 5: Thành phần sét, màu xám nâu, nâu gụ, trạng thái dẻo dẻo chảychảy, có lẫn hữu Lớp có chiều dày 4,5m - 5,5m gặp cục Km5+200 ðây lớp ñất yếu cần quan tâm xử lý triệt ñể trình thi công Lớp 6: Thành phần bùn sét, sét pha, màu xám nâu, xám ghi, ñôi chỗ xen kẹp cát, trạng thái dẻo mềm – dẻo chảy Lớp có chiều dày 2,0m - 2,5m gặp cục Km5+200, Km5+549 ðây lớp ñất yếu cần quan tâm xử lý trình thi công Lớp 7: Thành phần bùn sét, lẫn hữu cơ, màu xám ñen, xám tro, trạng thái chảy Lớp có chiều dày 1,5m - 2,5m gặp cục Km5+549 ðây lớp ñất yếu cần quan tâm xử lý triệt ñể trình thi công Học Viên: Trần Tuấn Hưng Page Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Khóa: 23.1 Lớp 7a: Thành phần phụ lớp cát nhỏ, màu xám nâu, xám trắng, trạng thái chặt ñến chặt vừa Phụ lớp gặp môt số lỗ khoan cống hộp Chiều dày phụ lớp thay ñổi từ 5.0m ñến 8.0m Lớp 8: Thành phần bùn sét, lẫn hữu cơ, màu xám ñen, nâu gụ, xám tro, trạng thái chảy Lớp có chiều dày 3,5m ñến lớn 4,5m gặp cục Km5+549 chưa khoan qua lớp nên chiều dày thực tế chưa xác ñịnh ðây lớp bùn yếu cần quan tâm xử lý triệt ñể trình thi công Lớp 9b: Thành phần lớp cát nhỏ, màu xám xám vàng, nâu vàng, lẫn sạn sỏi, trạng thái chặt vừa – chặt ðây lớp ñất tốt, phạm vi phân bố ñáy lỗ khoan tường chắn cầu 1.1.2.2 Chỉ tiêu lý Dưới ñây bảng tổng hợp tiêu lý lớp ñất phạm vi gói thầu: Bảng 1.1: Tổng hợp tiêu lý lớp ñất dùng cho tính toán Bảng 1.2: Tổng hợp tiêu lý lớp ñất dùng cho tính toán Học Viên: Trần Tuấn Hưng Page Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Khóa: 23.1 1.2 TÍNH TOÁN CỤ THỂ TUYẾN ðƯỜNG VÀNH ðAI II – HÀ NỘI ðOẠN KM6+255 -:- KM6+280 1.2.1 Yêu cầu tính toán: Dự án phát triển giao thông ñô thị Hà Nội, hợp phần ñường bộ, tuyến ñường vành ñai II (ðoạn Nhật Tân - Bưởi - Cầu Giấy) nâng cấp, cải tạo ñược thiết kế theo tiêu chuẩn ñường ñô thị, tốc ñộ thiết kế Vtk = 40Km/h Do ñó, yêu cầu tính toán phải tuân thủ theo quy trình khảo sát thiết kế ñường ôtô ñắp ñất yếu 22TCN262-2000, cụ thể sau: Ổn ñịnh trượt: Hệ số an toàn thi công ñắp: Fs1 ≥ 1,20 (theo phương pháp Bishop); Hệ số an toàn khai thác: Fs2 ≥ 1,40 (theo phương pháp Bishop) Ổn ñịnh lún: ðể ñảm bảo tính êm thuận ñường, yêu cầu ñộ lún dư ñược ñánh giá qua ñộ lún lại tim ñường (Sr) hoàn thành phải thỏa mãn: ðộ lún dư ñường: Sr ≤ 10cm 1.2.2 Các thông số tính toán: 1.2.2.1 Nền ñắp: Chiều cao ñắp tính toán: Do ñiều kiện ñịa hình vùng ñi song song với sông Tô Lịch nên hệ thống tuyến ñược chia thành hai hạng mục: ñường gom (ñi trùng với ñường tại) ñường (ñi cao hệ thống tường chắn có cốt MSE) Do ñó, chiều cao ñắp ñưa vào tính toán lún ổn ñịnh tính ñến cao ñộ trung bình cộng ñáy tự nhiên ñỉnh kết cấu tuyến Chiều cao tính toán ổn ñịnh phụ thuộc vào biến ñổi ñịa hình thực tế mặt cắt ngang ñể kiểm toán (kiểm toán mặt cắt ổn ñịnh nhất) Chiều rộng ñường tuyến chính: Học Viên: Trần Tuấn Hưng Bn=19,0 -21,0m Page Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Taluy ñắp (tường chắn MSE): Khóa: 23.1 1/0 1.2.2.2 Vật liệu ñắp: Là cát ñắp K95 qui ñổi tương ñương từ dung trọng (γi) chiều dầy (hi) lớp ñất ñắp lớp móng, áo ñường theo biểu thức: γE = ∑γ × h ∑h i i i γE=1,90 (T/m3); ϕ=30o 1.2.2.3 Thời gian thi công nền: Thời gian thi công dự kiến không tháng 1.2.2.4 Tải trọng phân bố: Theo Quy trình 22 TCN 262-2000 hoạt tải ñược tính theo sơ ñồ sau: e /2 b d b e /2 B l n.G B.l B = n + (n − 1bố )d +hoạt e tải Hình 1.2.b Phân q= Trong ñó: - n: Số xe tối ña xếp ñược phạm vi bề rộng ñường (=4 xe); - G: Trọng lượng xe (T); - B=19 - 21m: Bề rộng phân bố ngang xe lấy bề rộng ñường; Học Viên: Trần Tuấn Hưng Page Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Khóa: 23.1 - l: Phạm vi phân bố tải trọng xe theo hướng dọc (m); - Xe H30: G=30T; l=6,6m; b=1,8m; d=1,3m; e=0,6m Căn vào sơ ñồ xếp xe mặt cắt ngang bố trí ñược xe, hoạt tải kiểm toán ñưa công trình vào khai q = 1,57(T/m), trình thi công q = 1,0(T/m) 1.2.3 Tính toán kiểm tra ñường chưa có giải pháp xử lý ñất yếu : 1.2.3.1 Khi chưa có giải pháp xử lý a) ðộ lún ổn ñịnh ñường chưa có giải pháp xử lý: Từ kết tính toán bên thấy rằng: - ðộ lún cố kết Sc = 40 cm - ðộ lún thời hạn năm thi công sau ñắp St = cm - ðộ lún dư lại thời hạn năm thi công ñường: + ∆Sr= 40- 9cm > 31 cm (Do ñường ñầu cầu) Cần có biện pháp xử lý lún ñường Chi tiết tính toán lún chưa xử lý bên ñây: Học Viên: Trần Tuấn Hưng Page Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Học Viên: Trần Tuấn Hưng Khóa: 23.1 Page Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Khóa: 23.1 b) ðộ ổn ñịnh tổng thể ñường chưa có giải pháp xử lý: Từ hình 1.3 bên thấy Fs = 1.3 < 1.4 Cần có giải pháp xử lý ổn ñịnh tổng thể Hình 1.3 Kiểm toán ổn ñịnh tổng thể chưa có giải pháp xử lý ñường Học Viên: Trần Tuấn Hưng Page Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Khóa: 23.1 Hình 1.4 Mặt cắt ngang ñiển hình bố trí cọc xi măng ñất ñường vành ñai II 1.2.3.2 Khi có giải pháp xử lý ñất yếu cọc xi măng ñất CMD Xử lý ñất yếu giải pháp cọc xi măng ñất CMD Học Viên: Trần Tuấn Hưng Page 10 Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Khóa: 23.1 Thông số xử lý: + Chiều dài CMD, L=23m + ðường kính cọc D = 0.6m + Bố trí mạng lưới hình vuông @1.6m Kết tính toán: - Về ñộ lún: + ðộ lún cố kết sau xử lý: Scxl = 0.08m = cm + ðộ lún thời hạn 15 năm ñầu St15năm = 8cm < 10cm ðảm bảo ñộ lún dư theo quy ñịnh - Về ñộ ổn ñịnh: + ðộ ổn ñịnh tổng thể sau xử lý cọc xi măng ñất: Fsxl = 1.64 > Fso = 1.4 ðảm bảo ổn ñịnh tổng thể Chi tiết kết tính toán xử lý giải pháp cọc xi măng ñất xem tính toán tính toán ñây Học Viên: Trần Tuấn Hưng Page 11 Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Học Viên: Trần Tuấn Hưng Khóa: 23.1 Page 12 Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Học Viên: Trần Tuấn Hưng Khóa: 23.1 Page 13 [...]...Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Khóa: 23.1 Hình 1.4 Mặt cắt ngang ñiển hình bố trí cọc xi măng ñất ñường vành ñai II 1.2.3.2 Khi có giải pháp xử lý nền ñất yếu bằng cọc xi măng ñất CMD Xử lý nền ñất yếu bằng giải pháp cọc xi măng ñất CMD Học Viên: Trần Tuấn Hưng Page 10 Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Khóa: 23.1 Thông số xử lý: + Chiều dài CMD, L=23m + ðường kính... @1.6m Kết quả tính toán: - Về ñộ lún: + ðộ lún cố kết sau xử lý: Scxl = 0.08m = 8 cm + ðộ lún trong thời hạn 15 năm ñầu St15năm = 8cm < 10cm ðảm bảo ñộ lún dư theo quy ñịnh - Về ñộ ổn ñịnh: + ðộ ổn ñịnh tổng thể sau khi xử lý cọc xi măng ñất: Fsxl = 1.64 > Fso = 1.4 ðảm bảo ổn ñịnh tổng thể Chi tiết kết quả tính toán xử lý bằng giải pháp cọc xi măng ñất xem tính toán như tính toán dưới ñây Học Viên:... tiết kết quả tính toán xử lý bằng giải pháp cọc xi măng ñất xem tính toán như tính toán dưới ñây Học Viên: Trần Tuấn Hưng Page 11 Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Học Viên: Trần Tuấn Hưng Khóa: 23.1 Page 12 Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Học Viên: Trần Tuấn Hưng Khóa: 23.1 Page 13 ... thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Khóa: 23.1 TÍNH TOÁN SƠ BỘ VÀ LẬP PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ CHO TUYẾN ðƯỜNG VÀNH ðAI II (ðOẠN : NHẬT TÂN – BƯỞI – CẦU GIẤY KM6+255 -:- KM6+280 ) 1.1.GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH ðOẠN TUYẾN... ðI QUA 1.1.1 Giới thiệu tuyến ñường vành ñai II – Hà Nội Dự án phát triển giao thông ñô thị Hà Nội, hợp phần ñường bộ, tuyến ñường vành ñai II (ðoạn Nhật Tân - Bưởi - Cầu Giấy) nâng cấp, cải tạo,... Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Khóa: 23.1 1.2 TÍNH TOÁN CỤ THỂ TUYẾN ðƯỜNG VÀNH ðAI II – HÀ NỘI ðOẠN KM6+255 -:- KM6+280 1.2.1 Yêu cầu tính toán: Dự án phát triển giao thông ñô