CHƯƠNG 1:THIẾT KẾ KỸ THUẬT ĐOẠN TUYẾN Km0+00 ⇒Km1+300
1.1.KHÁI QUÁT ĐOẠN TUYẾN:
1.1.1.Giới thiệu chung:
Sau khithiết kế sơ bộ,luận chứng kinh tế kỹ thuật của cỏc phương ỏn tuyến ta chọn phương ỏn 1 để đưa vào thiết kế kỹ thuật.
Đoạn tuyến thiết kế kỹ thuật từ Km0+000 đến Km1+300. -Trong đoạn cú cỏc vị trí đặt cống:
Tại Km0+200m bố trí cống trũn 1ỉ100. Tại Km0+580m bố trí cống trũn 1ỉ75. -Đoạn tuyến cúmột đường cong nằm gồm :
Đường cong R=350m,lý trỡnh đỉnh Km0+886.41m -Đoạn tuyến khụng cú đường cong đứng
Chiều cao đắp lớn nhất trong đoạn là: 3.36m
1.1.2.Căn cứ phỏp lý,hệ thống quy trỡnh quy phạm ỏp dụng:
1.1.2.1.Căn cứ phỏp lý:
- Căn cứ Luật Xõy dựng số 16/2003/QH11 ngày 26/11/2003 của Quốc hội;
- Căn cứ Nghị định số 08/2005/NĐ-CP ngày 24/01/2005 của Chính Phủ về Quy hoạch xõy dựng;
- Căn cứ vào thụng tư số 15/2005/TT-BXD ngày 19/8/2005 của Bộ Xõy dựng hướng dẫn lập, thẩm định phờ duyệt quy hoạch xõy dựng;
- Căn cứ vào Quyết định 06/2005/QĐ-BXD ngày 03/02/2005 của Bộ trưởng Bộ Xõy dựng về ban hành định mức chi phí quy hoạch xõy dựng;
- Căn cứ vào thụng tư số 16/2005/TT-BXD của Bộ Xõy dựng hướng dẫn điều chỉnh dự toỏn xõy dựng cụng trỡnh;
- Quy chuẩn Xõy dựng Việt Nam và cỏc quy chuẩn, quy phạm khỏc cú liờn quan…
- Bỏo cỏo nghiờn cứu khả thi
- Phờ duyệt bỏo cỏo nghiờn cứu khả thi - Phờ duyệt thực hiện thiết kế kỹ thuật - Đề cương khảo sỏt kỹ thuật
1.1.2.2.Hệ thống quy trỡnh quy phạm ỏp dụng
1.1.2.2.1.Quy trỡnh khảo sỏt
- Quy trỡnh khảo sỏt đường ụ tụ 22TCN27-263-2000. - Quy trỡnh khảo sỏt thuỷ văn 22TCN - 220 – 95. - Quy trỡnh khoan thăm dũ địa chất 22TCN82-85. 1.1.2.2.2.Quy trỡnh thiết kế
- Tiờu chuẩn thiết kế đường ụtụ TCVN 4054-2005 - Quy phạm thiết kế ỏo đường mềm 22TCN - 211 - 06 - Định hỡnh cống trũn 533-01-01
- Điều lệ bỏo hiệu đường bộ:22TCN-237-01
1.1.3.Xỏc định cỏc đặc điểm,điều kiện cụ thể của đoạn tuyờ́n:
Đất nền là đất ỏ sột cú lẫn sỏi sạn, qua kết quả thí nghiệm cỏc chỉ tiờu cơ lý của đất cho thấy đất ở đõy rất thích hợp để đắp nền đường.
Nhiệt độ trung bỡnh hàng năm là 280C, nhiệt độ cao nhất trong năm là 370C, nhiệt độ thấp nhất trong năm là 100C.
Nhà cửa hai bờn tuyến cần giải tỏa khụng nhiều, việc giải tỏa đền bự khụng gặp nhiều khú khăn.
An ninh xó hội khu vực tuyến được đảm bảo.
Nguồn cung cấp nguyờn vật liệu phong phỳ. Đường vận chuyển dễ dàng do tận dụng tuyến QL1A cũ.
Nguồn nhõn lực lao động địa phương dồi dào, cú thể cựng một lỳc sử dụng với số lượng nhõn cụng lớn mà khụng bị trở ngại nào.
1.2.THIẾT KẾ BèNH ĐỒ KỸ THUẬT:
1.2.1.Cụng tỏc chuẩn bị:
Nghiờn cứu kỹ hồ sơ bỏo cỏo nghiờn cứu dự ỏn khả thi đó được duyệt và quyết định phờ duyệt nhiệm vụ đầu tư của dự ỏn. Nghiờn cứu cỏc tài liệu đó khảo sỏt trước và cõp nhật đầy đủ những số liệu mới phỏt sinh từ cỏc quy hoạch của trung ương và địa phương cú liờn quan đến tuyến đường.
Tỡm hiểu cỏc tài liệu về mốc cao độ và tọa độ tự nhiờn, về khí tượng thủy văn của vựng.Thiết kế kỹ thuật đũi hỏi sự chính xỏc cao nờn ngoài cỏc cọc Km, cọc H, cọc
C, cọc P, cọc địa hỡnh...Ta phải cắm thờm cỏc cọc chi tiết, khoảng cỏch cỏc cọc này được quy định như sau:
-5m trờn đường cong cú bỏn kính R<100m.
-20m trờn đường cong cú bỏn kính R>500m và trờn đường thẳng.(tất cả cỏc đường cong nằm trong đoạn tuyến đều cú R ≥500m nờn ta cắm cọc cỏch nhau 20m)
Bỡnh đồ được vẽ trờn giấy khổ giấy 297 mm kộo dài tỷ lệ bỡnh đồ 1:1000 cỏc đường đồng mức cỏch nhau 1,0 m.
Bảng cắm cọc kỹ thuật thể hiện ở phụ lục II.1
1.2.1.1.Khảo sỏt tuyến:
- Nghiờn cứu chi tiết tuyến đó được duyệt trong luận chứng kinh tế - kỹ thuật, cú chỉnh lý những chỗ cỏ biệt.
- Xỏc định và củng cố tuyến tại thực địa: cỏc cụng việc như phúng tuyến, đo gúc, rải cọc chi tiết.
- Lập bỡnh đồ cao độ những khu vực đặc biệt: trong khu vực cú tuyến đi qua khụng cú cỏc khu vực đặc biệt như nền đất yếu, sụt lở đất, hiện tượng Karst.
- Thu thập cỏc số liệu để thiết kế thoỏt nước như lượng mưa trung bỡnh hàng năm và theo mựa.
- Để tiện cho cụng tỏc tổ chức thi cụng đó tiến hành điều tra nhiệt độ và độ ẩm của vựng này.
- Điều tra địa chất trong phạm vi xõy dựng tuyến và những mỏ đất dựng để đắp nền đường bằng cỏc lỗ khoan hoặc hố đào địa chất.
1.2.1.2.Khảo sỏt tỡnh hỡnh địa chất:
Thực hiện 2 lỗ khoan địa chất tại vị trí cống; nơi đào sõu, đắp cao . Chiều sõu của lỗ khoan là 5 m
Kết quả như sau:
Lớp trờn cựng là hữu cơ dầy 18 cm
Lớp tiếp theo là ỏ sột dày từ 2.30 đến 3.02m
Lớp tiếp theo là ỏ cỏt lẫn sỏi sạn.Là lớp cuối cựng tại độ sõu khảo sỏt.
Tầng lớp phủ là đất hữu cơ khụng sử dụng để đắp nền đường nờn khi thi cụng phải đào đổ đi rồi đắp lại cho đến cao độ thiết kế.
Tầng ỏ sột đỏp ứng được tất cả cỏc chỉ tiờu kỹ thuật theo thiết kế nờn được sử dụng để đắp nền đường.
Trong khu vực tuyến đi qua khụng cú cỏc khu sỡnh lầy, khụng cú cỏc hiện tượng địa chất đặc biệt làm mất ổn định nền đường như: Karst, đỏ rơi, sụt lở, trượt…
1.2.2.Thiờ́t kờ́ chi tiờ́t và phương phỏp cắm cong:
Căn cứ vào điều kiện cụ thể của đoạn tuyến và đơn vị thi cụng :
-Do đoạn tuyến nằm trong thung lũng ,tuyến chạy sỏt với đường tụ thủy chính nờn tầm nhỡn khụng hạn chế nếu quan sỏt tại vị trí đầu tuyến .
-Đơn vị thi cụng cú thiết bị hiện đại hỗ trợ (mỏy toàn đạc điện tử ,..) Nờn ta lựa chọn phương phỏp cắm cong tọa độ vuụng gúc cho đoạn tuyến.
Căn cứ vào bỡnh đồ tuyến ở phần lập thiết kế cơ sở, trong đoạn tuyến thiết kế cú ba đường cong nằm với cỏc yếu tố của đường cong khi chưa cắm đường cong chuyển tiếp (ĐCCT) như ở bảng 1.2.1
Bảng 2.1: Cỏc yếu tố của đường cong nằm khi chưa bố trí ĐCCT Yếu tố đường cong nằm
R (m) α T (m) K(m) P(m) Isc (%) Ln (m)
500 25012’50’ 103.34 204.02 8.95 2 50
1.2.2.1.Thiết kế đường cong chuyển tiếp (ĐCCT):
Để đảm bảo cú sự chuyển biến điều hũa về lực ly tõm, về gốc α và cảm giỏc của hành khỏch, cần phải làm đường cong chuyển tiếp giữa đường thẳng và đường cong trũn. Khi cú Đường cong chuyển tiếp, tuyến cú dạng hài hũa hơn, tầm nhỡn được đảm bảo, mức độ tiện nghi và an toàn tăng lờn rừ rệt.
1.2.2.1.1.Dạng của ĐCCT : y2 x2 ND1 TD1 P1 TC1 NC1 y1 x1 y3 x3
Dạng của ĐCCT tốt nhất được thiết kế theo phương trỡnh Clothoide theo cụng thức 3-19[5]: S C = ρ Trong đú : C - thụng số khụng đổi ; ρ
- bỏn kính đường cong tại điểm tính toỏn cú chiều dài đường cong S.
1.2.2.1.2.Cỏch cắm đường cong chuyển tiếp: Thực hiện theo cỏc trỡnh tự như sau:
a).Chọn chiều dài đường cong chuyển tiếp:
Theo phần thiết kế cơ sở ta đó chọn Lct=50m cho đường cong bỏn kính R=350m Xỏc định thụng số đường cong theo cụng thức 3-20[5]: A= R Lì ct
b).Tính gúc kẹp giữa đường thẳng nằm ngang và tiếp tuyến ở điểm cuối đường đường cong chuyển tiếp :
Xỏc định theo 3.7[5]: ϕ0 = R
Lct
2
c).Xỏc định tọa độ của điểm cuối đường cong chuyển tiếp X0, Y0
Tọa độ cỏc điểm trong đường cong chuyển tiếp được xỏc định từ cụng thức 3- 21[5]: + − = + − = 10 11 6 7 2 3 8 9 4 5 42240 336 6 3456 40 A s A s A s Y A s A s s X
d).Xỏc định trị số độ dịch chuyển đoạn cong trũn p và trị số đường tang phụ t: Khoảng cỏch từ đầu đường cong trũn cơ bản tới đầu đường cong chuyển tiếp:
ρ = y0- R (1-cosϕ0) 3-24[5] t = x0 - R.sinϕ0 ≈ Lct /2 3-25[5] Bảng 2.2: Xỏc định tọa độ x0 ;y0 tại cuối đường cong chuyển tiếp
R Ln A φ0 Ln/A x0 y0 p t
e).Xỏc định điểm đầu (TĐT) và điểm cuối của đường cong chuyển tiếp (TCT) qua tiếp tuyến mới:
TĐT = TĐ – t 3-26[5] TCT= TĐT+ LCT3-27[5] Bảng 2.3: Xỏc định TDT ,TCT tại cỏc đường cong
R TĐ TĐT TCT TC TCT TĐT
350 Km0+809.4 Km0+784.4 Km0+834.4 Km0+963.42 Km0+938.4 2
Km0+988.4 2 f).Xỏc định chiều dài cũn lại của đường cong cơ bản(cong trũn) K0 ứng với gúc α0=α-2ϕ0: Được xỏc định theo cụng thức 3.1.39[4]: K0 = 2 0 . . 180 R π α
Trong đú : K0 : Chiều dài phần cũn lại của đường cong trũn cơ bản Ứng với α0 = α-2.ϕ0 ;R0 = R – P
Bảng 2.4 : Xỏc định chiều dài đường cong cũn lại
R α φ0 α0 R0 K0
350 25012’50’’ 404’31” 1703’48’’ 349.7 104.02g).Xỏc định tọa độ cỏc điểm trung gian trờn đường cong nằm: g).Xỏc định tọa độ cỏc điểm trung gian trờn đường cong nằm:
Tọa độ cỏc cọc chính trong đường cong được xỏc định dựa vào hệ tọa độ giả định XOY với trục X cú hướng trựng với phương Bắc, trục Y hướng vuụng gúc với phương Bắc. Bảng tọa độ cỏc cọc được thể hiện ở phụ lục II.2
-Cỏc cọc trong đoạn từ NĐ đến TĐ sử dụng hệ tọa độ giả định X1O1Y1 được xỏc định tương tự việc xỏc định tọa độ của điểm cuối đường cong chuyển tiếp X0, Y0
-Cỏc cọc trong đoạn từ TĐ đến TC sử dụng hệ tọa độ giả định X2O2Y2
Tọa độ cỏc cọc được xỏc định từ cụng thức − = = ) cos 1 .( sin . 2 2 α α R Y R X
Trong đú R = bỏn kính đường cong α
= gúc chắn cung
Cỏc cọc trong đoạn từ TC đến NC sử dụng hệ tọa độ giả định X3O3Y3 được xỏc định tương tự việc xỏc định tọa độ của điểm cuối đường cong chuyển tiếp X0, Y0
Bảng tọa độ chi tiết cỏc cọc trong đường cong được thể hiện ở phụ lục II.3,II.4,II.5
1.3.THIẾT KẾ TRẮC DỌC CHI TIẾT
1.3.1.Cỏc nguyờn tắc thiờ́t kờ́ chung:
Thiết kế trắc dọc chi tiết căn cứ vào:
- Tiờu chuẩn thiết kế đường ụtụ TCVN 4054-05. - Cấp hạng kỹ thuật tuyến đường.
- Nguyờn tắc và quan điểm thiết kế của dự ỏn khả thi. Yờu cầu khi vẽ trắc dọc kỹ thuật:
- Trắc dọc được vẽ với tỷ lệ ngang 1/1000, tỷ lể đứng 1/100, trờn trắc dọc thể hiện mặt cắt địa chất.
-Số liệu thiết kế ngoài cao độ đỏ (cao độ tim đường) phải cú độ dốc và cao độ của rónh dọc, cỏc số liệu khỏc để phục vụ thi cụng.
Giải phỏp thiết kế đường đỏ:
-Xem xột lại trắc dọc của dự ỏn khả thi và địa hỡnh cụ thể chi tiết của tuyến để điều chỉnh đường đỏ phự hợp với cao độ khống chế.
- Cao độ trờn cống : là cao độ khống chế tối thiểu đó tính ở phần thiết kế cơ sở - Chiều dài đoạn dốc đó thiết kế ở phần thiết kế cơ sở.
Hướng chỉ đạo:
- Thiết kế thiờn về điều kiện xe chạy.
1.3.2.Thiờ́t kờ́ đường cong đứng:
Theo mục 5.8.1[1] với Vtk=60km/h, chỗ đổi dốc chờnh lệch độ dốc ≥
10/0 phải nối tiếp bằng đường cong đứng .Vỡ vậy trong đoạn tuyến khụng cần bố trí đường cong đứng.
1.4.THIẾT KẾ TRẮC NGANG CHI TIẾT:
1.4.1.Thiờ́t kờ́ trắc ngang kỹ thuật:
1.4.1.1.Cỏc chỉ tiờu kỹ thuật của mặt cắt ngang cấu tạo:
- Bề rộng nền đường Bn = 9 m.
- Bề rộng mặt đường phần xe chạy Bm = 6m. - Bề rộng lề Bl = 2ì1,5m.
- Bề rộng lề gia cố :Blgc =2ì1,0m.
- Độ dốc ngang phần mặt đường và phần lề gia cố 2%, phần lề khụng gia cố 4%
- Rónh biờn hỡnh thang tiết diện đỏy 0,4m, cao 0,4m và taluy 1:1. - Taluy nền đào 1:1, taluy nền đắp 1:1,5.
Nền đường đắp ở địa hỡnh cú sườn dốc lớn trước khi đắp phải đỏnh bậc cấp (Is >=20%). Trong đoạn thiết kế kỹ thuật In< 20% nờn khụng cần đỏnh cấp mà chỉ cần vột bỏ lớp đất hữu cơ dày 18cm.
1.4.1.2.Phương ỏn kết cấu ỏo đường chọn:
- BTN chặt loại 1 – Dmax20 (đỏ dăm ≥ 50%) dày 5cm, rộng 8m - BTN chặt loại 1 – Dmax 25(đỏ dăm ≥ 50%) dày 7cm, rộng 8m - CPĐD loại 1 – Dmax25 dày 18cm, rộng 8m
- CPĐD loại 2 – Dmax37,5 dày 24 cm, rộng 6m
1.4.1.3.Tớnh toỏn thiết kế rónh biờn
Sau khi lờn đường đỏ ta tiến hành xỏc định khu vực cần làm rónh biờn, rónh biờn cần làm ở chỗ nền đào nền đắp dưới 0.6m (9.3.1[1])Sau khi xỏc định được khu vực cần làm rónh biờn ta tiến hành tính toỏn lưu vực và lưu lượng nước trong rónh biờn dựa vào đú tính toỏn và thiết kế tiết diện ngang của rónh và chọn biện phỏp gia cố.
Theo quy định và nguyờn tắc thiết kế trờn ta thấy rónh biờn thoỏt một lượng nước rất nhỏ, lưu vực của rónh biờn chủ yếu là thoỏt nước từ mặt đường và một phần nhỏ từ mỏi dốc xuống .Do đú lưu lượng sẽ rất nhỏ nờn khụng cần tính toỏn thuỷ văn với rónh biờn, mà chỉ làm theo cấu tạo :
- Đỏy rộng 0.4m;
- Chiều sõu rónh là 0.4m;
- Mỏi dốc của rónh cú độ dốc 1: 1.
Cỏc trắc ngang chi tiết liệt kờ ở phụ lục II.6trắc ngang thiết kế kỹ thuật
1.4.2.Tớnh toỏn khối lượng đào đắp:
Tiến hành tính toỏn khối lượng đào đắp sau khi thiết kế trắc ngang cho từng cọc, diện tích đào đắp tính theo cụng thức sau: