Nghiên cứu thiết kế cải tiến kết cấu cảng và giải pháp công nghệ thi công phù hợp áp dụng với cảng nghi sơn thanh hóa

L IC M N Trong q trình th c hi n lu n v n “ Nghiên c u c i ti n k t c u c ng gi i pháp cơng ngh thi cơng phù h p – Áp d ng cho c ng Nghi S nThanh Hóa ” tơi nh n đu c s h ng d n, giúp đ , đ ng viên c a nh ng cá nhân, t p th Tơi xin bày t s c m n sâu s c nh t t i t t c cá nhân t p th t o u ki n giúp đ tơi q trình h c t p nghiên c u Tr c h t tơi xin bày t s c m n đ i v i Ban giám hi u nhà tr ng, khoa sau đ i h c th y giáo b mơn Xây d ng cơng trình bi n, th y khoa K thu t Bi n c a Tr giúp đ tơi hồn thành ch Có đ ng i h c Thu l i t o m i u ki n ng trình h c t p nghiên c u c k t qu ngày hơm tơi vơ bi t n bày t lòng kính tr ng sâu s c đ i v i PGS.TS Lê Xn Roanh ng i t n tình h ng d n giúp đ tơi hồn thành lu n v n Xin g i s c m n chân thành nh t đ n b m , gia đình b n bè quan tâm, đ ng viên giúp đ su t q trình h c t p cơng tác Tuy nhiên khn kh m t lu n v n th c s , u ki n th i gian h n ch trình đ có h n nên lu n v n khơng th tránh kh i nh ng thi u sót Qua lu n v n tác gi r t mong nh n đ c s ch b o, góp ý c a th y giáo, đ ng nghi p Xin chân thành c m n! Hà N i, 16 tháng 11 n m 2013 Tác gi lu n v n Nguy n Tu n Anh L I CAM OAN Tơi xin cam đoan r ng s li u k t qu nghiên c u lu n v n hồn tồn trung th c ch a h đ c s d ng đ b o v m t h c v M i s giúp đ cho vi c hồn thành lu n v n ghi l i c m n Các thơng tin, tài li u trình bày lu n v n đ c ghi rõ ngu n g c Tác gi lu n v n Nguy n Tu n Anh i M CL C M CH U NG I: GI I THI U CHUNG V CƠNG TRÌNH C NG BI N VI T NAM 1.1 KHÁI NI M V C NG BI N 1.1.1 Gi i thi u 1.1.2 nh ngh a c ng bi n 1.1.3 Các b ph n c a c ng 1.2 CH C N NG, NHI M V VÀ QUY N H N C A C NG BI N 1.2.1 Ch c n ng 1.2.2 Nhi m v quy n h n c a c ng bi n 1.2.3 Trang thi t b c ng 1.3 PHÂN LO I C NG BI N 1.3.1 M c đích phân lo i c ng bi n 1.3.2 Phân lo i c ng bi n Vi t Nam 10 1.4 TÌNH HÌNH CHUNG V PHÁT TRI N C NG BI N TRÊN TH GI I VÀ VI T NAM 13 1.4.1 Xu th chung v phát tri n c ng bi n th gi i 13 1.4.2 Phát tri n c ng bi n Vi t Nam 14 1.4.3 N i dung quy ho ch 17 1.5 K T LU N CH CH NG 29 NG II: THI T K KI N TRÚC – C U TRÚC CHUNG C A CƠNG TRÌNH C NG BI N 30 2.1 T NG QUAN V M T S CƠNG TRÌNH B N C NG 30 2.1.1 Cơng trình b n tr ng l c 30 2.1.2 Cơng trình b n t ng c 37 2.1.3 Cơng trình b n b c c cao 38 2.2 TÍNH TỐN L C TÁC D NG LÊN K T C U 41 2.2.1 Các t i tr ng tác đ ng lên cơng trình b n 41 ii 2.2.2.Các t h p t i tr ng 43 2.3 PHÂN TÍCH L A CH N K T C U V T LI U 45 2.3.1 Nh ng y u t 2.3.2 Ph nh h ng đ n vi c l a ch n k t c u cơng trình b n 45 ng án k t c u b n s c ng Nghi S n – Thanh Hóa 50 2.3.3 Thi t k s b ph CH ng án đ c xây d ng 51 NG III: NGHIÊN C U C I TI N K T C U C NG ÁP D NG CHO B N S C NG NGHI S N – THANH HĨA 56 3.1 GI I THI U CHUNG V C NG NGHI S N – THANH HĨA 56 3.1.1 S l c d án xây d ng b n s c ng Nghi S n - Thanh Hóa 56 3.1.2 i u ki n t nhiên khu v c xây d ng 57 3.1.3 i u ki n khai thác 64 3.1.4 Phân tích u ki n kh n ng xây d ng cơng trình 64 3.2 PHÂN TÍCH, 3.2.1 xu t ph XU T PH NG ÁN C I TI N K T C U 65 ng án c i ti n 65 3.2.2 Tính tốn k t c u ph 3.3 KHÁI TỐN PH ng án: Thay đ i k t c u t ng góc sau b n 65 NG ÁN XU T 78 3.3.1 Kinh phí xây d ng theo ph ng án c 78 3.3.2 Kinh phí xây d ng theo ph ng án c i ti n - Thay đ i k t c u t ng góc 79 3.4 NH NG ÁN C 3.4.1 Gi m đ U I M C A PH NG ÁN C I TI N SO V I PH NG 79 c v t li u d t ti n hi n tr ng b trí m t b ng thi cơng 79 3.4.2 T ng tính n đ nh ph n n n cơng trình 80 3.4.3 Cơng ngh thi cơng đ n gi n 80 3.4.4 Th i gian kinh phí thi cơng gi m 80 3.5 K T LU N CH NG 81 K T LU N VÀ KI N NGH 82 PH L C 86 iii M C L C HÌNH V Hình 1.1 C ng bi n Hình 1.2 S đ c ng đ u m i giao thơng Hình 2.1 – Các b ph n c a cơng trình b n tr ng l c 30 Hình 2.2 – S đ truy n l c qua l p đ m đá 31 Hình 2.3 – C u t o cơng trình b n ki u kh i x p 32 Hình 2.4 – S đ x p so le kh i theo ph ng th ng đ ng 33 Hình 2.5 – M t s d ng kh i đá gi m t i sau b n 34 Hình 2.6 – B n thùng chìm 35 Hình 2.7 – Cơng trình b n lo i t Hình 2.8 – Cơng trình b n t ng góc (Neo ngồi – Neo trong) 36 ng c 37 Hình 2.9 – Cơng trình b n b c c cao 39 Hình 2.10 – S đ tính đ c ng c a b c c 40 Hình 2.11 – Ph ng án k t c u b n s 50 Hình 2.12 – Mơ hình t ng góc n n c c 55 Hình 3.1 - V Trí C ng Bi n Nhóm 58 Hình 3.2 - Hoa gió tr m T nh Gia 60 Hình 3.3 - M t c t đ a ch t d c theo n mép b n 63 Hình 3.4 – Kích th ct Hình 3.5 – B trí c c d ng góc sau b n 66 i đáy đài 70 Hình 3.6 – Cung tr t mái đ t kè g m b n 77 Hình 3.7 – Kích th c kh i ph mái d i g m b n 78 iv M C L C B NG BI U B ng 1-1 DANH M C C NG BI N VI T NAM 11 B ng 2.1 - Giá tr v t t i c a m t s t i tr ng 44 B ng 2.2 – Ph m vi s d ng c a lo i k t c u b n 48 B ng 3.1-M t s c n bão nh h ng t i khu v c Thanh Hố (1985-1995) 60 B ng 3.2 - Ch tiêu c lý c a l p đ t 63 B ng 3.3 – B ng tính tốn ma sát hơng 68 B ng 3.4 – B ng tính góc ma sát trung bình 72 B ng 3.5 – B ng tính tr ng l ng móng kh i quy c 72 B ng 3.6 – H s tra A, B, D 73 B ng 3.7 – B ng tính đ lún móng 75 PH L C - DANH M C C NG BI N TRONG QUY HO CH PHÁT TRI N H TH NG C NG BI N VI T NAM N N M 2020 (Ban hành kèm theo Quy t đ nh s 2190/Q -TTg ngày 24 tháng 12 n m 2009 c a Th t ng Chính ph ) 86 Ph l c - Chi phí xây d ng c b n theo ph ng c 101 Ph l c - Chi phí xây d ng c b n theo ph ng án c i ti n 102 Ph l c – H s mf 106 Ph l c – Các h s I, 107 Ph l c – M t b ng phân đo n b n 110 Ph l c 10 – M t đ ng phân đo n b n 111 Ph l c 11 – M t c t ngang đ i di n theo ph ng án k t c u c 112 Ph l c 12 – M t c t ngang đ i di n theo ph ng án k t c u m i 113 M U I Tính c p thi t c a đ tài Vi t Nam có v trí đ a lý quan trong khu v c châu Á, n m khu v c có m ng l i v n chuy n hàng hóa b ng đ ng bi n n ng đ ng vào b c nh t châu Á Trong nh ng ho t đ ng kinh t t bi n, ho t đ ng t lo i hình v n t i bi n, c ng bi n ln th m nh, ln đ u, phát tri n nhanh chóng n c ta n c th gi i Giao thơng bi n ln an tồn, nhanh chóng, thu n l i giá thành h p lý, v y v n t i bi n qu c gia có h th ng c ng bi n l n chi m t tr ng l n vi c giao th ng hàng hóa th gi i Ngh quy t IV c a Trung Nam đ n n m 2020 xác đ nh: “N ng ng khóa X v chi n l c bi n Vi t c ta ph i tr thành qu c gia m nh v bi n, làm giàu t bi n, c s phát huy m i ti m n ng t bi n, phát tri n tồn di n ngành ngh bi n v i c c u phong phú, hi n đ i, t o t c đ phát tri n nhanh, b n v ng, hi u qu cao v i t m nhìn dài h n.” Vì v y mu n m nh v bi n, mu n “ti n bi n” làm giàu t bi n, n th c ta c n có nh ng ng c ng t ng h p, có cơng ngh khai thác hi n đ i, v i m t quy ho ch c ng bi n mang tính t ng th cao Hi n ph ng án th kè mái nghiêng, ph kh i l ng đ c s d ng đ b o v b n c ng th ng án quen thu c th ng ng d thi cơng nh ng ng cơng trình l i l n Ph n b n phía có d ng đài m m b ng BTCT n m n n c c khoan nh i nên đòi h i kích th v i ph c c c r t l n, ngồi ng án kh n ng n đ nh c a ph n b n phía khơng cao II M c tiêu c a đ tài - ph ng án c i ti n k t c u t i u đ m b o v m t kinh t k thu t c a cơng trình - Ki n ngh ph ng pháp thi t k thi cơng phù h p nh t III Cách ti p c n ph ng pháp nghiên c u - Thu th p, t ng h p, phân tích tài li u v thi t k , thi cơng q trình khai thác v n hành h th ng c ng bi n đ c xây d ng vào khai thác s d ng - Tính tốn, so sánh ph ng án đ đ xu t gi i pháp x lý hi u qu kh thi IV K t qu d ki n đ t đ Tính tốn, so sánh ph ph c ng án đ đ xu t gi i pháp x lý hi u qu cho ng án nghiên c u V N i dung c a lu n v n - Ph n m đ u: Gi i thi u tính c p thi t ý ngh a c a đ tài, m c đích, đ it ng ph Ch ng pháp nghiên c u ng Gi i thi u chung v cơng trình c ng bi n Vi t Nam 1.1 Khái ni m v c ng bi n 1.2 Ch c n ng, nhi m v quy n h n c a c ng bi n 1.3 Phân lo i c ng bi n Vi t Nam 1.4 Tình hình chung v xây d ng c ng 1.5 K t lu n ch Ch Vi t Nam ng ng Thi t k ki n trúc, c u trúc chung c a c ng 2.1 T ng quan v m t s cơng trình b n c ng 2.2 Tính tốn l c tác đ ng lên k t c u 2.3 Phân tích l a ch n k t c u, v t li u 2.4 K t lu n ch Ch ng ng Nghiên c u c i ti n k t c u c ng- Áp d ng cho C ng bi n Nghi S n 3.1 Gi i thi u chung v c ng Nghi S n 3.2 C s lý thuy t tính tốn thi t k t ng ch n đ t 3.3 Khái tốn ph ng án đ xu t 3.4 Nh ng u m c a ph 3.5 K t lu n ch - K t lu n ki n ngh - Tài li u tham kh o - Ph l c ng ng án m i so v i ph ng án c CH NG I: GI I THI U CHUNG V CƠNG TRÌNH C NG BI N VI T NAM 1.1 KHÁI NI M V C NG BI N 1.1.1 Gi i thi u Vi t Nam n m bán đ o ơng Nam Á bên b Thái Bình D ng có vùng lãnh h i đ c quy n kinh t r ng l n, v i tri u km2, g p l n so v i di n tích đ t li n B bi n VN tr i dài 3.260 km, g m n hàng h i qu c t xun Á – Âu khu v c D c theo b bi n có r t nhi u v trí v i u ki n t nhiên lý t ng đ xây d ng c ng bi n Ngành kinh t c ng bi n đóng vai trò th t s quan tr ng đ i v i s nghi p phát tri n n n kinh t xã h i c ađ tn c Ngh quy t s 03 – NQ/ TW, ngày 06/05/1993, c a B Chính Tr khố VII, ch rõ: “V n t i bi n c n phát tri n đ ng b v i c ng, đ i tàu, d ch v hàng h i, cơng nghi p s a ch a đóng tàu Nâng c p xây d ng m i c ng bi n t ch c l i m t cách h p lý” 1.1.2 nh ngh a c ng bi n C ng bi n đ c hi u n i vào, neo đ u c a tàu bi n, n i ph c v tàu bè hàng hố, đ u m i giao thơng quan tr ng c a m t n n Hàng h i) Hình 1.1 C ng bi n c (Theo t 99 lo i II 33 34 35 C ng Trà Vinh C ng Sóc Tr ng C ng Cà Mau Ch a xây d ng Ch a xây d ng ang ho t đ ng - T ng h p đ a ph ng, có b n chun dùng lo i II 0,5 ÷ 0,8 10 ÷ 20 1,5 ÷ 2,0 10 ÷ 20 B n t i Trà Cú - T ng h p đ a ph ng, có b n chun dùng lo i II 0,8 ÷ 1,0 10 ÷ 20 1,8 ÷ 2,5 10 ÷ 20 B n t i 1÷3 T ng h p đ a ph ng, có b n chun dùng lo i II 0,8 ÷ 1,0 3÷5 2,0 ÷ 2,5 3÷5 T ng h p đ a ph ng 0,3 ÷ 0,5 2÷5 1,0 ÷ 1,5 2÷5 Chun dùng xi m ng, x ng d u 0,7 ÷ 1,0 5÷7 1,5 ÷ 2,0 5÷7 0,2 ÷ 0,3 2÷3 0,5 ÷ 0,6 2÷3 B n t i N m C n B n v tinh t i Ơng c B n c a Campuchia v i T ng h p đ a ph ng, có b n chun dùng lo i II 36 C ng Kiên Giang ang ho t đ ng a B n Hòn Chơng Khơng ho t đ ng b B n Bình Tr , Kiên L ng ang ho t đ ng c B n Bãi Nò – Hà Ch a xây d ng Tiên T ng h p đ a ph ng 37 C ng Phú Qu c T ng h p đ a ph ng lo i II Ch a ho t đ ng i Ngãi 5÷7 kh u 100 T ng h p hàng khách 0,2 ÷ 0,3 1÷5 1,0 ÷ 1,5 1÷5 Khách du l ch qu c t - - - 80 – 100 GRT (tàu khách) Ch a xây d ng - Ch a xây d ng - B n An Th i ang xây d ng b B n V nh c B nM i 38 C ng chun dùng nh p than cho nhi t Ch a xây d ng n t 0,5 ÷ 0,7 1÷3 30 ÷ 50 (phao chuy n t i) 1÷3 a m 0,3 ÷ 0,5 1÷3 30 ÷ 50 (phao chuy n t i) T ng h p hàng khách G m đ u m i ti p chuy n ngồi kh i b n t i nhà máy Chun dùng a Khu ơng BSCL Ch a xây d ng Chun dùng cho nhi t n 14 ÷ 16 100 ÷ 200 (t i đ u m i) ÷ 10 (t i nhà máy) b Khu Tây BSCL Ch a xây d ng Chun dùng cho nhi t n 5÷8 100 ÷ 200 (t i đ u m i) 39 C ng cho tàu bi n l n ngồi kh i c a Ch a xây d ng sơng H u 26 ÷ 28 ÷ 10 100 ÷ 200 (t i đ u m i) ÷ 10 (t i nhà máy) u m i ti p chuy n c a sơng H u B n nh p cho nhà máy Dun H i – Trà Vinh, Long Phú – Sóc Tr ng, Châu Thành – H u Giang, kho d phòng Kim S n – Trà Vinh 100 ÷ 200 u m i ti p chuy n t i (t i đ u Nam Du B n nhà máy t i m i) Kiên L ng – Kiên Giang Ti m n ng; c c th Quy ho ch chi ti t nhóm c ng 101 Ph l c - Chi phí xây d ng c b n theo ph H ng m c cơng vi c v N o vét n Kh i l ng Mã hi u m3 271450 n Giá Thành Ti n Chênh L ch VL NC Máy V t Li u Nhân Cơng Máy 10 11 12 13 AB.71220 492.13 30528 133588688.5 BT TG v T ng 8286852745 0 ` C t thép Kg 16752 AF.61321 Ván khn m2 1713 AF.81312 Bê tơng đá h c kè g m b n m3 AF.22150 AL.15311 m3 m3 Kh i m3 623 36528 3645 506 457 2500 4200 32441 406852 kh i m2 X p đá h c 4x6 1x2 Kh i HARO BT X p kh i HARO Ván khn ng c m3 m3 612.324 170.93 135809403.9 10258104.77 2863646.36 5353 89677417.2 19263.1 55571707.08 32997690.3 0 124987 61961 253468796 77866901 38601703 334487 208385401 47250 20283 43262 1725983438 740912636.3 1580306783 0 AE.12120 AL.14112 AL.14112 51660 72000 72000 76746 63126 63126 147470 147470 AG.11925 403986 113417 17321 188300700 36432000 32904000 1696741200 279739170 31941756 28848582 476351400 74619820 67393790 72748200 0 0 334487 0 0 1404845400 2500 AG.41521 20688 5907 33441 51720000 14767500 83602500 0 100 AG.32211 T NG 319981 1876100 92746 31998100 4208929344 8106.7 187610000 9274600 2014882429 10216263787 674327 1702908218 T ng chi phí: 18.143.658.105 (đ ng) (B ng ch : M i tám t m t tr m b n ba tri u sáu tr m n m tám ngàn m t tr m linh n m đ ng) 102 Ph l c - Chi phí xây d ng c b n theo ph Kh i l n g Mã hi u m3 19580 H ng m c cơng vi c v N o vét t n bê tơng ng góc ng án c i ti n n Giá V t Li u Nhân Cơng AB.71220 492.13 Thành Ti n Chênh L ch Máy V t Li u Nhân Cơng Máy 10 11 12 13 30528.1 96359054 5977401980 0 V n T ng 0 C t thép Kg 27810 AF.61321 8106.7 612.324 170.936 225447271.4 17028730.44 4753730.16 5353 Ván khn m2 2844 AF.81312 32441.2 19263.1 92262659.04 54784256.4 Bê tơng m3 1026 AF.22150 406852 124987 61961 417430152 128236662 63571986 33448 14886693 0 34318366 3120 1500 742 AE.12120 AL.14112 AL.14112 51660 72000 72000 76746 63126 63126 147470 147470 161179200 108000000 53424000 239447520 94689000 46839492 221205000 109422740 1057743282 677384714,8 6376355436 33984 49205059 x p kè g m b n X p đá h c 4x6 1x2 m3 m3 m3 m3 T NG T ng chi phí: 8.603.873.865 (đ ng) (B ng ch : Tám t sáu tr m linh ba tri u tám tr m b y ba ngàn tám tr m sáu n m đ ng) 103 Ph l c – S c ch ng c a đ t Độ sâu mũi cọc(m) 10 15 20 25 30 35 m i c c qp (T/m2) Sức chống cọc đóng cọc ống không nhồi bê tông ,qp (T/m2) Của đất cát chặt vừa Sỏi Thô Thô vừa Mòn Bụi Của đất sét với số độ sệt IL 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 750 660/400 300 310/200 200/120 110 830 680/510 380 320/250 210/160 125 880 700/620 400 340/280 220/200 130 970 730/690 430 370/330 240/220 140 1050 770/730 500 400/350 260/240 150 1170 820/750 560 440/400 290 165 1260 850 620 480/450 320 180 1340 900 680 520 350 195 1420 950 740 650 380 210 1500 1000 800 600 410 225 Ph l c – Ma sát bên fs (T/m2) 0.6 60 70 80 85 90 100 110 120 130 140 104 Độ sâu trung bình lớp đất (m) 10 15 20 25 30 35 Thô & thô vừa Mòn 0.2 3.5 4.2 4.8 5.3 5.6 5.8 6.2 6.5 7.2 7.9 8.6 9.3 10 0.3 2.3 3.5 3.8 4.2 4.4 4.6 5.1 5.6 6.1 6.6 Ma sát bên cọc fs (T/m2) Của đất cát chặt vừa Bụi Của đất sét với số độ sệt IL 0.4 0.5 0.6 0.7 1.5 1.2 0.5 0.4 2.1 1.7 1.2 0.7 2.5 1.1 0.8 2.7 2.2 1.6 0.9 2.9 2.4 1.7 3.1 2.5 1.8 3.3 2.6 1.9 3.4 2.7 1.9 3.8 2.8 1.1 4.1 1.2 4.4 3.2 1.2 4.7 3.4 2.1 1.2 3.6 2.2 1.3 Ph l c – Các h s mR, mf - - - 0.8 0.4 0.5 0.7 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.9 0.9 0.9 0.3 0.4 0.6 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.8 0.8 0.2 0.4 0.5 0.5 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.7 0.7 105 Phương pháp hạ cọc Hạ cọc đạc cọc rỗng có bòt mũi cọc, búa (treo), búa máy búa diezel Hạ cọc cách đóng vào lỗ khoan mồi với độ sâu mũi cọc không nhỏ 1m đáy hố khoan,khi đkính lỗ khoan mồi: a) Bằng cạnh cọc vuông b) Nhỏ cạnh cạnh cọc vuông 5cm b) Nhỏ cạnh cạnh cọc vuông hay đkính cọc tròn (đối với trụ đường dây tải điện) 15cm Hạ cọc có xói nước đất cát với điều kiện đóng tiếp cọc mét cuối xói nước 4.Rung ép cọc vào : a) Đất cát chặt vừa: - Cát thô thô vừa - Cát mòn - Cát bụi b) Đất sét có độ sệt IL =0.5 - Á cát - Á sét Hệ số điều kiện làm việc đất kể đến cách độc lập với tính toán sức chòu tải cọc Ở mặt bên Dưới mũi cọc mR cọc mf 1 1 0.5 0.6 1 0.9 1.2 1.1 1 1 0.9 0.8 0.9 0.9 106 - Sét c) Đất sét có độ sệt IL < = Hạ cọc rỗng hở mũi búa có kết cấu a) Khi đường kính lỗ rỗng cọc 40cm Cọc tròn rỗng , bòt mũi, hạ phương pháp bất kỳ, tới độ sâu lớn 10m, sau có mở rộng mũi cọc cách nổ mìn đất cát chặt vừa đất sét có độ sệt IL=25