CHƯƠNG 5: NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG TRÌNH THỰC TẾ, ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨÙNG DỤNG CỌC VÁN BTCT VÀO XÂY DỰNG
I. NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CHO CÔNG TRÌNH CẦU
1. Ví dụ sơ bộ dùng cho cầu có 1 nhịp 24.54m để giảm số lượng cọc thường a. Thiết kế ban đầu ( phương án 1):
Bề rộng mặt cầu 7m, 2 lề x1.5m
Hoạt tải H30, XB 80, người đi bộ 300kg/m2 Boá trí 5 daàm DUL I24.54m.
Sau khi tính toán tải trọng bất lợi nhất tác động lên mố là :
-Tổ hợp tải trọng dọc cầu bất lợi:
N= 389.97 (taán)
H= 35.76 (taán)
M= 59.31 (t.m)
Theo điều kiện địa chất tính toán khả năng chịu tải theo đất nền là 52.994T ứng với cọc 35x35 dài 18m
( trong đó sức chịu tải theo ma sát chiếm là 60% , tải chống mũi cọc 40%) Tính toán ra số cọc yêu cầu là n = 389.97/52.994/0.6 = 12.265 cọc
Chọn số cọc bố trí trong mố là 16 cọc 35 x35 dài 18m (1 hàng đứng và 1 xiên cách nhau 1.2m)
Kích thước bệ mố là 2.2 x 10 x 1.4m, tường mố cao 1.8m, chiều cao đất đắp đầu mố là 3-:-4.5m ( trong phạm vi 70m), mái ta luy đường 1:1.5
Đối với mố chân dê thì phần mố gồm thêm tứ nón bằng đá hộc xây dày 30cm, chân khay xây đá hộc trên móng cừ tràm
Kinh phí các hạng mục liên quan đến mố cầu và đường đầu cầu theo PA1 cần so sánh :
STT Hạng mục Đơn vị Khối lượng
1 Cọc 35x35 m 288
2 Đất đắp trước mố m3 150
3 Cừ tràm chân khay m 2809
4 Dăm đệm M100 m3 8.9
5 Đá hộc xây vữa M100 m3 54
6 Chi phí duy tu kè đá hộc nón mố /năm m3 5 7 Sửa mặt đường BTN sau mố 7cm m2 (1năm) 150 8 Các biện pháp gia cố nền đắp cao
b. Thiết kế phương án 2:
Thay thế việc sử dụng cọc đóng bằng cọc ván BTCT dự ứng lực Dùng cọc W400, bố trí 9 cọc trong bệ mố
Sức chịu tải theo ma sát của cọc tăng lên so với dùng cọc vuông 35x35 là 3.15/ 1.4 = 2.25 lần tức 52.994*0.6*2.25 = 71.5T
Sức chịu tải theo phản lực mũi = 52.994*0.4*(0.16/0.1225) = 27.7T Như vậy sức chịu tải của cọc W400 trong trường hợp này là 99.2T Số cọc tính theo yêu cầu : n = 389.97/99.2/0.6 = 6.55 cọc
Chọn số cọc là 9 để bố trí liên tục 1 hàng trong bệ mố So sánh KL các hạng mục khác với phương án 1
STT Hạng mục Đơn vị Khối lượng
1 Cọc W400 m 172
2 Giảm KL sửa chữa hàng năm do khoâng luùn
c. So sánh
Như vậy khi áp dụng cọc ván BTCTDUL vào 1 công trình cầu ở phần móùng mố sẽ giảm được một số kinh phí kèm theo
Ngoài ra chi phí duy tu của những năm tiếp theo sẽ giảm bớt rất nhiều do không phải xử lý lún do trôi đất phía dưới bản qúa độ ra phía trước.
Nếu với những công trình trong thành phố làm thêm tường chắn đất bằng cọc ván DUL sẽ giảm được :
- Giảm diện tích đền bù giải toả nếu áp dụng mái dốc 1:1.5 là (3+4.5)*1.5/2*75*2*4 = 1687.5m2
I A I B
I A
A – A B – B I B
Cọc ván Cọc ván
Sơ đồ cấu tạo khi áp dụng với mố cầu vừa và nhỏ
2. Aùp dụng cho việc xử lý đường đầu cầu Sông Mã (Cầu Hòang Long) Trong qúa trình triển khai thi công đắp đất nền đường dẫn phía Bắc đã xảy ra hiện tượng lún sụt trên đoạn đường sau mố Nam cầu vượt đường sắt.
Các giải pháp chống trượt được đưa ra để lựa chọn :
a. Đơn vị tư vấn PCI (pacific Consutants International) có 3 phương án:
Phương án 1 : Giảm độ dốc taluy nền đường và gia cố cọc cát trên nền đường mở rộng ( từ 30.25m thêm 3.64m). thời gian thi công dự kiến 540 ngày
Phương án 2 : Dùng cọc bê tông cốt thép kết hợp bản giảm tải đỡ trọng lượng nền đắp. Đóng cọc 45x45 sau đó đổ bản bê tông đỡ trên đầu cọc, chân ta luy phía dưới bản được xây bằng đá hộc. Thời gian thi công 11 tháng, chi phí 17.6 tyû
Phương án 3 : kéo dài cầu thêm 3 nhịp dầm bê tông DƯL có khẩu độ L=30m tổng cộng khoảng 90m, tổng chi phí là 7.8 tỷ đồng. Thời gian thi công 6 tháng
b. Phương án xử lý chống trượt của TEDI ( đã được Bộ GTVT chọn). PA4 Đóng cọc ván thép Larsel IV, chiều dài 14m/cọc cắt cung trượt trong phạm vi chiều dài 63m ở hai bên taluy nền đắp sau mố. Kinh phí 3.4 tyû, thi công 6 tháng. Cọc ván thép Larsel IV có mô men quán tính /md I = 38600cm4. Mô men tónh /md S= 2270cm3
c. Phương án mới : P.A5
Nếu thay cọc ván thép bằng cọc ván BTCTDƯL W400-12-1000 Có mô men quán tính/md : 245785 cm4 ( gấp 6.3 lần cọc Larsel IV) Mô men tĩnh /md :12289 cm3 ( gấp 5.4 lần cọc Larsel IV) Khối lượng cọc ván BTCTDƯL : = 63m*14*2+3.14*8.2*14= 2128m Khối lượng neo : 7*2 = 14 neo
Kinh phớ : 2128m*1000000 + 14 * 20.000.000= 2.408.000ủ d. So sánh các phương án xử lý chống trượt cầu Sông Mã
Phương án Thời gian
thi coâng Kinh phí
xây dựng Nhận xét Phương án 1
(p.án của PCI) 17 Nền đường vẩn không ổn định, thời gian thi công qúa chậm
Phương án 2
(p.án của PCI) 11 17.6 tỷ Nền đường rất ổn định, lún ít nhưng không đảm bảo tiến độ và kinh phí qúa lớn
Phương án 3
(p.án của PCI) 6 7.8 tỷ Thay đổi bố trí chung cầu, sửa mố thành trụ, vứt bỏ phần bấc thấm đã thi coâng
Phương án 4
(p.án của TEDI) 6 3.4 tỷ Đảm bảo chất lượng, tiến độ và mỹ quan công trình, kinh phí xây dựng thaáp
Phương án 5
(p.án của HV) 6 2.4 tỷ Đảm bảo độ bền, chất lượng, tiến độ và mỹ quan công trình, kinh phí XD thaáp nhaát
Cọc ván Neo
Cấu tạo chung giải pháp xử lý nền đường bằng cọc ván có neo
Cọc ván DƯL Daàm Daàm
Cọc BTCT Phaàn keứ moỏ
Moá caàu Moá caàu