1.4.1. Các điều kiện thuận lợi.
a) Do đặc điểm kết cấu.
i i i I -i Công trình chạy dài dọc theo bờ nên sử dụng phương pháp cuốn chiếu kết hợp với biện pháp thủ công và cơ giới.
-i Kích thước công trình tương đối nhỏ nên thời gian thi công nhanh ít bị ảnh hưởng bởi điều kiện tự nhiên.
b) Do điều kiện tự nhiên.
-i Điều kiện địa chất thuận lợi cho công tác nạo vét, đóng cọc. Các lớp dưới cùng có khả năng chịu tải cao biến dạng nhỏ đảm bảo để làm lớp chịu tải của công trình.
-i Chế độ mưa phân bố tương đối rõ theo mùa
-i Công trình liền bớ ít bị ảnh hưởng của các yếu tố sóng, gió, dòng chảy. -i Dễ dàng vận chuyển vật liệu, thiết bị máy móc bằng đường thủy.
- Công trình tiếp giáp với sông Cấm bị ảnh hưởng bởi chế độ nhật triều, trong một ngày xuất hiện một đỉnh triều và một chân triều. Đỉnh triều thì thuận tiện cho công tác đóng cọc, chân triều thì thuận tiện cho công tác đặt vải địa kĩ thuật thi công kè.
- Mực nước thuận tiện cho công tác đóng cọc, ít gặp phải khó khăn.
- Độ sâu trung bình từ 6,84 – 7,97m thuận tiện cho tàu đóng cọc di chuyển - Địa hình khu đất sau bến tương đối bằng phẳng tạo điều kiện thuận lợi cho công tác san lấp mặt bằng
- Các lớp đất trên mặt là sét pha ở trạng thái chảy thuận tiện cho công tác nạo vét trước khi đóng cọc
c) Do điều kiện kinh tế xã hội.
- Mạng lưới giao thông trong thành phố lớn và đủ các loại giao thông: đường thủy, đường sắt, đường không, đường bộ, đường cao tốc thuận tiện cho việc vận chuyển thiế bị máy móc.
- Dễ dàng chuẩn bị nguồn cung cấp điện, nước trong quá trình thi công.
- Đội ngũ kĩ sư với trình độ chuyên môn cao, đội ngũ công nhân lành nghề, các công ty cung cấp vật tư, thiết bị, máy móc ở trên địa bàn thành phố nên thuận tiện cho việc vận chuyển tiết kiệm chi phí, đảm bảo chất lượng, tiến độ công trình được xây dựng.
1.4.2. Các điều kiện khó khăn.
a)i Doiđiềuikiệnitựinhiên
- Nền cọc có thể bị xâm thực bởi môi trường nước
- Khu vực thi công bến có nhiều tàu lớn đi lại, nhiều tàu chở khách ra Cát Bà với tốc độ cao và thường xuyên. Nên công tác đóng cọc và định vị cọc gặp nhiều khó khăn nhất là với hàng cọc xiên không gian.
- Ngoài hoạt động thi công xây dựng, trên cảng còn có hoạt động tàu bè, công nhân đi lại…gây xáo trộn dễ xảy ra tai nạn lao động.
- Thời gian thi công vào mùa mưa,bão từ tháng 5 – tháng 10, trong đó tháng 8 có lượng mưa trung bình lớn nhất chiếm 19,32% lượng mưa cả năm. Gây gián đoạn thi công, rất khó để đảm bảo tiến độ công trình. Sau mưa khu vực phía sau bến trơn trượt dễ xảy ra tai nạn, cần phải có biện pháp khắc phục cũng như đề phòng hậu quả của bão.
- Chế độ dòng chảy phức tạp, phụ thuộc không chỉ vào thủy triều mà còn phụ thuộc rất nhiều vào cường suất lũ.
c) Do điều kiện kinh tế xã hội.
- Khó khăn trong việc tì kiếm công nhân vì thiếu và giá cao.
- Công nhân thường xuyên làm việc trên mặt nước, đây là điều kiện làm việc tương đối khó khăn cho đi lại dễ xảy ra tai nạn đối với công nhân khi làm việc.
1.4.3. Một số biện pháp khắc phục khó khăn
-i Lựa chọn các công ty, đơn vị thi công có nhiều kinh nghiệm trong việc xây dựng công trình bến, có đội ngũ kỹ sư có trách nhiệm, có chuyên môn cao, công nhân có tay nghề cao.
- Lựa chọn các đơn vị cung ứng vật tư: bê tông, thép, cát, xi măng… phải uy tính, đảm bảo chất lượng và khối lượng tránh tình trạng thiếu hụt vật tư, không đảm bảo chất lượng gây ảnh hưởng đến tiến độ thi công, chuẩn bị các phương án vận chuyển vật tư phù hợp.
- Chuẩn bị các phương án dự phòng để kịp thời xử lý các sự cố xảy ra liên quan đến thiết bị máy móc, vật tư.
- Sử dụng các thiết bị máy móc hiện đại, có tính đồng bộ cao để đảm bảo chất lượng công trình.
- Lựa chọn phương án thi công hợp lí, thi công theo phương pháp cuốn chiếu kết hợp với biện pháp thủ công và cơ giới.
- Theo dõi sát sao chế độ triều có phương án thi công, phân chia khối lượng công việc hợp lý đảm bảo chất lượng, tiến độ công trình.
- Sử dụng máy trộn bê tông kết hợp với lao động phổ thông để đổ các cấu kiện tại chỗ , tập trung nguyên vật liệu sẵn sàng tại các vị trí công trường tránh trường hợp gián đoạn thi công.
- Chuẩn bị đủ về phương tiện , máy móc , nhân lực , đường vận chuyển , xác định rõ công suất của máy trộn bê tông sao cho việc thi công bê tông được liên tục. Có kế hoạch, có máy dự trữ đề phòng khi có sự cố máy hỏng, đang thi công mất điện nước thì phải có phương án dùng máy nổ và chở nước từ nơi khác đến.
- Bố trí mặt bằng hợp lí , sao cho tránh những giao cắt chồng chéo có thể gây tai nạn trên công trường. Bố trí khoa học những khoảng cách giữa các phân xưởng , bãi tập kết vật tư , bãi đúc cấu kiện , chỗ ở tạm thời cho công nhân để thuận tiện cho việc liên hệ giữa các bộ phận.
- Tận dụng những điều kiện thuận lợi để tăng tối đa hiệu quả lao động.
- Những lúc thời tiết xấu có thể tạm dừng thi công, khi đó phải tiến hành che chắn nguyên vật liệu như xi măng, cốt thép, chống đỡ các kết cấu chưa đủ cường độ, neo cố định tàu, pontong.
- Bố trí công việc, nhân lực hợp lý, sao cho trong cùng một thời gian có thể tiến hành được nhiều việc, rút ngắn thời gian thi công.
- Phải có thiết bị bảo hộ cho người tham gia lao động sản xuất trên công trường, yêu cầu bắt buộc tất cả mọi người đều phải chấp hành ATLĐ.
- Phải phổ biến kế hoạch sản xuất một cách tỉ mỉ.
- Phát huy tinh thần sáng tạo nhằm cải tiến kỹ thuật, nâng cao hiệu quả máy móc, áp dụng những thành tựu khoa học tiên tiến , giảm bớt độ hao phí vật tư.
- Tăng cường quản lí chất lượng công trình.
- Sử dụng cán bộ công nhân có tay nghề, kinh nghiệm cao. - Luôn đôn đốc công việc, quản lí đúng tiến độ công trình.
- Động viên khích lệ người lao động kịp thời, quan tâm đến đời sống vật chất và tinh thần của họ, có biện pháp xử lí , kỷ luật nếu xảy ra sai phạm.
- Tập chung tổ chức thi công hợp lí.
- Khi có điều kiện tổ chức thi công thì tiến hành tổ chức thi công ngay.
Chương 2:
Thiết kế quy hoạch mặt bằng công trình
2.1. Xác định các bộ phận của công trình
2.1.1. Xác định mực nước tính toán
2.1.1.1. Mực nước thấp thiết kế (MNTTK)
Theo Tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 207 – 92: Mực nước thấp thiết kế được xác định theo Bảng 1 tùy thuộc vào hiệu số giữa mực nước có đảm bảo tần suất 50% (h50%) và mực nước thấp nhất (Hmin)
Bảng 1
H50% - Hmin (cm) Đảm bảo suất (%)
180 98 260 99 ≥ 300 99,5 Ta có H50% = 2,0 (m) và Hmin = –1,32 (m) H50% - Hmin = 2,0 + (–1,32) = 3,32 (m) = 332 (cm) ≥180 (cm)
Vậy mực nước thấp thiết kế (MNTTK) được xác định ứng với đảm bảo tần suất 99%
MNTTK = H99% = +0,8 (HD)
2.1.1.2. Mực nước cao thiết kế (MNCTK)
Theo giáo trình công trình bến cảng MNCTK được xác định đối với công trình cấp III ứng với mực nước có đảm bảo suất 5%
MNCTK = H5% = +3,6 (HD)
2.1.2. Cao trình đỉnh bến
Cao trình đỉnh bến được xác định theo 2 tiêu chuẩn
2.1.2.1. Tiêu chuẩn chính
Đỉnh = Hp= 50% + a
Trong đó:
Hp 2,0 + 2 = 4,0 (m)
2.1.2.2. Tiêu chuẩn kiểm tra
Đỉnh = Hp= 1÷5% + a’
Trong đó:
Hp= 1÷5% - Cao trình mực nước ứng với tần suất 1÷ 5% của đường tần suất mực nước: Hp= 1÷5% = +3,6m
a’ - Độ vượt cao của bến: a’ = 1m
Đỉnh = Hp= 1÷5% + a’ =3,6 + 1 = + 4,6 (m)
Chọn Đỉnh = +5.00m
2.1.2.3. Chiều sâu khu nước trước bến
H0 = Hct + z4
Trong đó:
Hct - Chiều sâu chạy tàu
Hct = T + z0 + z1 + z2 + z3
T - Mớn nước tàu chở đầy hàng: T = 5,5m
z0 - Độ dự phòng do sự nghiêng lệch tàu do xếp hàng hóa lên tàu không đều và do hàng hóa bị xê dịch. Theo bảng 6 – 22TCN 207-92 ta có:
Z0 = 0,017.B= 0,017.10,5 = 0,1785 (m)
z1 - Độ dự phòng chạy tàu tối thiểu tính với an toàn lái tàu. Theo bảng 3 – 22TCN 207-92 ta có:
z1 = 0,04.T = 0,04.5,5 = 0,22 (m)
z2 - Dự phòng do sóng. Vì công trình nằm trên vùng có chiều cao sóng trung bình hs < 1m. Theo bảng 4 – 22TCN 207-92 ta có:
z2 = 0
z3 - Dự phòng về tốc độ tính tới sự thay đổ mớn nước của tàu khi chạy so với mớn nước tàu neo đậu khi nước tĩnh. Vì dùng tàu lai dắt nên z3 = 0
z4 - Dự phòng do sa bồi. Lấy phụ thuộc vào mức độ sa bồi dự kiến trong thời gian giữa hai lần nạo vét duy tu nhưng không được nhỏ trị số 0,4m để đảm bảo tàu nạo vét có năng suất
z4 = 0,4m
Như vậy ta có:
Hct = 5,5 + 0,1785 + 0,22 + 0,4 = 6,3 (m)
H0 = 6,3 + 0,4 = 6,7 (m)
2.1.2.4. Cao trình đáy bến
Độ sâu khu nước trước bến được xác định dựa vào độ sâu chạy tàu và độ sâu thiết kế
ĐB = MNTTK – H0
Trong đó:
MNTTK - Cao trình mực nước thấp thiết kế: MNTTK = +0,8m H0 - Chiều sâu thiết kế
§ Ønh bÕn MNCTK MNTTK H Z +Z +Z +Z Z b Hct Ttt TD H 0 1 2 3 4 § ¸y bÕn ĐB = MNTTK – H0 = 0,8 – 6,7 = –5,9 (m) Chọn ĐB = –6 (m)
2.1.2.5. Chiều cao tự do của bến
Chiều cao tự do của bến xác định theo công thức
Htd = Đỉnh – ĐB = 5 – ( –6 ) =11 (m)
2.1.2.6.Chiều dài cầu chính
Chiều dài của bến cho tàu có trọng tải 3.000 DWT được xác định theo công thức sau :
Lb = Lt + d(22TCN207- 92) Trong đó:
+ Lt: chiều dài tàu tính toán, Lt = 80m.
+ d: khoảng cách giữa tàu và điểm cuối đoạn thẳng tuyến bến, tra Bảng8 - TCN207- 9
Với chiều dài tàu nằm trong khoảng 100150m tra được d = 10m. Vậy Lb = 80 + 10 = 90m. Chọn Lb = 90m.
2.1.2.7. Chiều rộng cầu chính
Việc xác định chiều rộng bến phải dựa vào công nghệ khai thác trên bến và sự ổn định của kết cấu. Đây là bến tầu khách nên bến không cần các sàn đỡ công nghệ.
Chiều rộng cầu chính được thiết kế là 6m
2.1.2.8. Chiều dài cầu dẫn
Cầu dẫn nối từ cầu chính vào bờ, căn cứ vào tuyến mép trong cầu chính, tuyến kè bờ quy hoạch. Chiều dài cầu dẫn được thiết kế là 19m
2.1.2.9. Chiều rộng cầu dẫn
Chiều rộng cầu dẫn đảm bảo cho các phương tiện như ô tô, xe nâng vận chuyển thiết bị an toàn. Chọn chiều rộng cầu dẫn là 6m.
2.1.2.10. Khu nước trước bến
2.1.2.10.1. Chiều rộng khu nước
Khu nước cho tàu neo đậu và đi lại thỏa mãn 2 điều kiện sau
Đảm bảo cho tàu đến và rời bến được an toàn và thuận tiện. Khi tàu vào cảng neo đậu thì nhất thiết mũi tàu phải quay về ngược hướng với hướng của dòng chảy. Do đó khu nước trước bến phải đủ chiều rộng cho tàu quay vòng
Ngoài các vấn đề nêu trên khi tàu đỗ ở bến thì chiều rộng của khu nước phải đảm bảo cho các tàu khác qua lại một cách dễ dàng, tuỳ số lượng tàu hay ít mà chiều rộng khu nước được lấy như sau:
BKN = (2÷3)Bt + B
Trong đó
BKN - Chiều rộng khu nước
Bt - Chiều rộng tàu tính toán Bt = 10 m
B - Chiều rộng an toàn khi chạy tàu. Vì tàu đang neo đậu bốc xếp hàng hóa trên bến chỉ có 1 tàu nên B = 0
BKN = (2÷3)Bt + B =( 2÷3)* 10 + 0 = 20 ÷ 30 (m)
Như vậy chọn BKN = 30 (m)
2.1.2.10.2. Chiều dài khu nước
Chiều dài khu nước được xác định theo công thức sau
LKN = Lt + 2d
Trong đó
Lt - Chiều dài tàu tính toán: Lt = 80 (m) d - Khoảng cách dự phòng: d = 20 (m)
LKN = Lt + 2d = 80 + 2*20 = 120 (m)
2.2. Đề xuất lựa chọn phương án mặt bằng
Để đảm bảo cho quá trình khai thác được thực hiện an toàn, đảm bảo tính khả thi, tối ưu về mặt kinh tế thì việc bố trí mặt bằng thực hiện theo các nguyên tắc sau:
Không ảnh hưởng đến quy hoạch chung của khu vực
Tuyến bến được chọn sao cho khối lượng nạo vét cơ bản và duy tu là hợp lý Việc khai thác, neo cập tàu phải đảm bảo thuận lợi theo đúng quy định về an toàn neo đậu tàu
Phù hợp với điều kiện tự nhiên, thuận lợi cho thi công Khối lượng và kinh phí đầu tư hợp lý
Căn cứ vào điều kiện địa hình, mặt bằng tổng thể của khu vực xây dựng, bình đồ khảo sát thực tế, độ sâu tự nhiên của lòng sông, các điều kiện khai thác thiết kế của bến. Ta chọn phương án bố trí mặt bằng là công trình bến song song với bờ
2.3. Xác định mốc khống chế công trình
Dựa vào bình đồ khu vực xây dựng công trình, điểm khống chế cầu tầu trên mặt bằng là A, B, C, D. Toạ độ các điểm khống chế xác định dựa vào cách đặt công trình lên mặt bằng
Bảng 2.3. Tọa độ điểm khống chế
ST T
Điểm
Tọa độ (XOY) Tọa độ ( Gauss )
X (m) Y (m) X (m) Y (m)
1 A -30,123 65,247 1182828,87 582090,4 6 2 B -30,123 84,747 1182835,17 582104,6 2 3 C 49,677 80,747 1182762,26 582137,0 5 4 D 49,677 65,247 1182755,96 582122,8 8 Cách xác định hệ tọa độ XOY + Chọn gốc toạ độ O trùng với NB – IV
+ Đặt máy tại mốc NB – IV ngắm về mốc KA – 2, quay một góc 60030’2” thuận chiều kim đồng hồ ta được tia ngắm OY, quay tiếp một góc 900 ta được tia ngắm OX
Chương 3
Các phương án kết cấu công trình
Việc lựa chọn phương án kết cấu công trình phải dựa vào sự tối ưu về hiệu quả kinh tế, kĩ thuật, điều kiên thi công, cơ sở cung cấp các cấu kiện đúc sẵn như vật liệu xây dựng và khả năng nâng cấp công trình trong tương lai. Phương án kết cấu còn phụ thuộc vào mặt bằng công trình mà ta lựa chọn
Căn cứ vào điều kiện tự nhiên tại khu vực xây dựng, các quy trình quy phạm hiện hành, điều kiện công nghệ và khả năng thi công cũng như các dạng kết cấu đã được áp dụng trong nước. Do vị trí bến dự kiến định xây dựng nằm gần bờ với mặt bằng công trình là dạng bến nằm song song với bờ. Nền đất là nền đất yếu với các lớp đất: Bùn sét , sét pha trạng thái dẻo cứng, sét pha trạng thái dẻo cứng, cát pha sét trạng thái dẻo mềm, cát hạt trung kết cấu chặt vừa, cát hạt thô lẫn sỏi sạnvà sét trạng thái nử cứng. Do vậy cầu tàu đài cao là giải pháp chủ yếu cho việc sử dụng kết cấu bến. Vì vậy em đề xuất 2 phương án kết cấu sau
3.1 Đề xuất các phương án kết cấu công trình3.1.1. Phương án kết cấu I 3.1.1. Phương án kết cấu I
Kết cấu cầu tàu bệ cọc cao, đài mềm có dầm ngang, dầm dọc và bản mặt cầu trên nền cọc vuông BTCT M400 cho cả cầu chính và cầu dẫn
3.1.1.1. Thông số cơ bản của cầu tầu
Cao trình đỉnh bến: +5m Cao trình đáy bến: -6m
Cầu chính dài 90 (m), rộng 6 (m).