Trắc dọc liên tục bị đổi dốc do cắt nhiều kênh rạch phải làm cầu, tuy nhiên các dốc này tơng đối thoải, độ dốc i≤ 2.5% chiếm đến 90%.
bảng khối lợng yếu tố cắt dọc
TT Lý trình Chiều dài Độ dốc
1 KM43+400 - KM44 600.000 183.000 417.000 2 KM44 - KM45 1000.000 589.450 410.550 3 KM45 - KM46 1000.000 427.500 572.500 4 KM46 - KM47+352 1352.500 583.250 349.245 420.000 Tổng cộng 3952.500 1783.20 349.245 1820.05 0.00 4.4. thiết kế trắc ngang.
Giai đoạn I: Đầu t trớc 1 bên, trắc ngang giai đoạn I đợc thiết kế bên phải theo hớng từ Cần Thơ đi Vị Thanh với qui mô nh sau:
+ Bề rộng nền đờng: Bnền = 11.5 m + Bề rộng mặt đờng: Bmặt = 10 m
+ Bề rộng lề đờng: Blề = 2x0.75=1.5m
4.5. thiết kế nền đờng. 4.5.1. Nguyên tắc thiết kế.
- Nền đờng phải luôn đảm bảo ổn định toàn khối .
- Đảm bảo đủ cờng độ, cùng với kết kết cấu áo đờng tạo thành một kết cấu nền mặt đờng tổng thể chịu tác động của tải trọng xe cộ qua lại.
- ổn định về mặt cờng độ: Đủ sức chống lại các tác nhân gây phá huỷ nền đ- ờng làm giảm cờng độ, giúp cho nền đờng đợc bền vững lâu dài.
4.5.2. Các biện pháp kỹ thuật.
- Nền đờng đắp bằng cát, bên ngoài đắp sét bao chống xói taluy dày 1m, trồng cỏ gia cố mái taluy. Riêng 10m đầu cầu gia cố mái ta luy bằng đá hộc xây vữa. Ta luy nền đắp là 1/2.
- Độ chặt yêu cầu K≥ 0.95, riêng lớp đắp dày 50cm dới đáy kết cấu áo đờng K≥
0.98, riêng phần cát hạt mịn bù phần đào hữu cơ yêu cầu độ chặt là K≥ 0.9.
- 30 cm trên cùng phải đảm bảo sức chịu tải CBR tối thiểu bằng 6, 50 cm tiếp theo phải đảm bảo sức chịu tải CBR tối thiểu bằng 4 (CBR là chỉ số sức chịu tải xác định trong phòng thí nghiệm theo điều kiện mẫu đất ở độ chặt đầm nén tiêu chuẩn, theo 22TCN 332 và đợc ngâm bão hào 4 ngày đêm).
- Đối với các đoạn có độ dốc ngang tự nhiên từ 20% đến 50% phải đào thành bậc cấp trớc khi đắp nền đờng.
- Khi nền tự nhiên có dốc ngang dới 20%, đào bỏ lớp đất không thích hợp dày từ 30-50cm, đắp bù bằng cát hạt mịn.
4.6. thiết kế mặt đờng. 4.6.1. Nguyên tắc thiết kế.
- Đủ khả năng chịu lực theo tải trọng thiết kế ( Kiểm toán theo qui trình thiết kế áo đờng mềm 22TCN 211-06).
- Sử dụng vật liệu địa phơng.
- Tải trọng trục tính toán: Trục đơn 10 Tấn.
- Trị số mô đuyn đàn hồi yêu cầu đối với giai đoạn I: Eyc ≥ 140 Mpa.
- Bố trí các lớp của kết cấu áo đờng thoả mãn theo các yêu cầu của qui trình
4.6.2. Kết quả thiết kế.
1. Thiết kế cấu tạo.
- Loại tầng mặt: Cấp cao A1
- Cấu tạo tầng mặt: Bê tông nhựa chặt rải nóng - Cấu tạo tầng móng: Cấp phối đá dăm
2. Kiểm toán cờng độ kết cấu áo đờng.
a/Đối với kết cấu trên tuyến chính:
Trị số mô đuyn đàn hồi yêu cầu đối với giai đoạn 1: Eyc ≥ 140 Mpa.
Theo kết quả kiểm toán kết cấu áo đờng, kết cấu áo đờng từ trên xuống dới cho các loại kết cấu nh sau:
+ 7 cm Bê tông nhựa chặt, hạt trung, rải nóng. + Nhựa dính bám 1.5 Kg/m2.
+ 20 cm Cấp phối đá dăm loại I + 25 cm cấp phối đá dăm loại II
+ Lớp vải địa kỹ thuật ngăn cách giữa lớp đắp cát K98 và lớp CPĐD loại II. + 50 cm lớp cát K98 có mô đuyn đàn hồi E ≥ 50 Mpa.
b/Đối với kết cấu mặt đờng dân sinh, đờng gom
Sử dụng kết cấu 15 cm cấp phối đá dăm loại I, láng nhựa tiêu chuẩn 3 Kg/m2
Ghi chú: Vải địa kỹ thuật ngăn cách giữa lớp K98 và lớp CPĐD loại 2, dùng loại không dệt bằng polypropylene hoặc polyeste có các chỉ tiêu kỹ thuật nh sau:
+ Cờng độ chịu kéo dọc khi đứt (ASTM D4595) ≥ 25 kN/m + Cờng độ chịu xé rách (ASTM D4533) ≥ 600 N. + Khả năng chống xuyên thủng CBR (BS 6906-4) ≥ 4000 N
+ Độ dãn dài khi đứt (ASTM D4595) ≤ 55%
+ Đờng kính lỗ lọc (ASTM D4751) O90≤ 0.15 mm và O90≤ 0.64 D85
Chơng 5
thiết kế xử lý nền đất yếu 5.1. Tổng quan.
- Khi cha có biện pháp xử lý nền đất yếu, tiến hành tính toán độ ổn định trợt sâu và trợt trồi và tính độ lún cố kết của nền đờng để đa ra các giải pháp xử lý phù hợp.
- Theo kết quả thăm dò địa chất: Địa chất từ Km39+100-Km43+400 phạm vi từ 10-11m tính từ mặt đất tự nhiên địa tầng là bùn sét màu xám xanh, đây là lớp đất rất yếu cần đợc tính toán và có biện pháp xử lý phù hợp khi đắp nền đờng, bên dới lớp này là lớp sét pha dẻo cứng.
- Đối với nền đắp trên đất yếu ngoài các yêu cầu thông thờng còn phải đảm bảo các yêu cầu sau:
+ Loại trừ khả năng nền đất dới thân đờng đắp bị ép trồi (yêu cầu về mặt c- ờng độ) và nền đờng bị trợt sâu. Hệ số ổn định tính toán theo phơng pháp BISHOP Kmin ≤1.4.
+ Phần lún còn lại ở thời điểm trớc khi thi công áo đờng phải ở mức cho phép (yêu cầu về mặt biến dạng). Theo qui định trong qui trình "Khảo sát thiết kế nền đờng ôtô đắp trên đất yếu -Tiêu chuẩn thiết kế 22TCN-262-2000" phần độ lún cố kết cho phép còn lại ∆S tại trục tim của nền đờng sau khi hoàn thành công trình nh sau(đối với đờng cấp 80)
* Đoạn gần mố cầu ∆S ≤ 10 cm
* Đoạn chỗ có cống hoặc cống chui ∆S ≤ 20 cm * Đoạn nền đắp thông thờng ∆S ≤ 30 cm
* Theo tiêu chuẩn đờng cao tốc TCVN5729-1997-Đờng ô tô cao tốc- yêu cầu thiết kế thì tốc độ lún còn lại ≤ 2cm/năm
Theo tiêu chuẩn 22TCN221-06, độ lún còn lại là phần lún cha hết sau khi làm xong kết cấu áo đờng; độ lún còn lại này bằng độ lún tổng cộng dự báo đợc trong
thời hạn 15 năm kể từ sau khi thi công xong kết cấu áo đờng trừ đi độ lún đã xảy ra trong quá trình kể từ khi bắt đầu thi công nền đắp cho đến khi làm xong kết cấu áo đờng.
Chiều dài đoạn nền đờng gần mố cầu đợc xác định bằng 3 lần chiều dài móng mố cầu liền kề bên. Chiều dài đoạn nền đờng đắp có cống hoặc cống chui qua đ- ờng đợc xác định bằng 3-5 lần bề rộng móng cống hoặc bề rộng lối đi qua đờng.
5.2. Qui trình qui phạm và phần mềm tính toán áp dụng.
- Qui trình khảo sát và thiết kế nền đờng đắp trên đất yếu 22TCN262-200. - Tiêu chuẩn thiết kế mặt đờng mềm 22TCN211-06.
- Tiêu chuẩn thiết kế đờng ô tô TCVN4054-05.
- Phần mềm SLOPE/W tính hệ số ổn định K theo phơng pháp BISHOP - Phần mềm SASPRO tính độ lún cố kết.
- Các bảng tính lập trên phần mềm EXCEL.
5.3. Qui mô dự án giai đoạn I.
- Đờng cấp III đồng bằng (TCVN 4054-05). riêng yếu tố hình học trên bình đồ đợc lấy theo tiêu chuẩn đờng cao tốc TCVN 5729-1997.
- Chiều rộng nền đờng: 10m + 2x7.5m = 11.5m - Tải trọng thiết kế: H30 – XB80
- Vận tốc thiết kế 80km/h.
5.4. PHƯƠNG PHáP TíNH TOáN 5.4.1. Tính lún.
1/ứng suất do tải trọng nền đờng gây ra:
ứng suất thẳng đứng do tải trọng nền đờng gây ra đợc tính theo công thức OSTERBERG nh sau: σZ = Iq.q
Trong đó:
σZ– ứng suất thẳng đứng tạo độ sâu Z. q- Tải trọng nền đờng q=γ * h (T/m2). h- Chiều cao đất đắp.
γ -Dung trọng vật liệu đất đắp nền đờng (T/m3) Iq- Hệ số ảnh hởng tra theo toán đồ OSTERBERG
2/Lún cố kết.
Độ lún cố kết Sc đợc dự tính theo phơng pháp phân tầng lấy tổng với công thức sau: ] lg ) lg( ][ ) 1 ( [ 0 1 ipz vz i z i c i vz i pz i r i i i n c C C e h S σ σ σ σ σ + + + =∑
Trong đó:
Hi- Bề dày lớp đất tính lún thứ i (phân thành n lớp có các đặc trng biến dạng khác nhau:, i từ 1 đến n lớp; Hi<2m).
eoi- Hệ số rỗng của lớp đất i ở trạng thái tự nhiên ban đầu (cha đắp nền bên trên). Ci
c- Chỉ số nén lún hay độ dốc của đờng cong nén lún (biểu diễn dới dạng e~lgσ) trong phạm vi σi>σi
pz
Ci
r- Chỉ số nén lún hay độ dốc của đờng cong nén lún (biểu diễn dới dạng e~lgσ) trong phạm vi σi<σi
pz ( còn gọi là chỉ số nén lún phục hồi ứng với quá trình dỡ tải).
σi vz σi
pz σi
z - áp lực (ứng suất nén thẳng đứng) do trọng lợng bản thân các lớp đất tự nhiên nằm trên lớp đất thứ i, áp lực tiền cố kết ở lớp đất i và áp lực do tải trọng đắp gây ra ở lớp i (xác định các trị số này tơng ứng với độ sâu z ở chính giữa lớp đất yếu i)
Các trờng hợp khác nhau của lớp đất: - Khi σi
vz >σi
pz (đất ở trạng thái cha cố kết xong dới tác dụng của trọng lợng bản thân) và khi σi
vz=σi
pz (đất ở trạng thái cố kết bình thờng) thì công thức trên không còn tồn tại số hạng Ci
r
- Khi σi vz <σi
pz (đất ở trạng thái quá cố kết) thì tính độ lún cố kết theo 2 tr- ờng hợp sau:
+ Nếu σi z >σi
pz - σi
vz thì áp dụng công thức trên với cả 2 số hạng. + Nếu σi z <σi pz - σi vz thì áp dụng công thức sau: 3/Tổng lún. Độ lún tổng cộng S đợc tính nh sau: S=Sc+St Trong đó Sc- Độ lún cố kết.
St- Độ lún tức thời, đợc dự đoán theo quan hệ kinh nghiệm sau St=(m-1)*Sc
Chọn hệ số m=1.1.
5.4.2. Tính toán hệ số ổn định trợt.
Căn cứ vào vị trí các lỗ khoan hiện trờng và lỗ khoan cắt cánh VST. Tính toán độ lún và độ ổn định của nền đờng nh sau:
- áp dụng phơng pháp BISHOP với mặt trợt tròn khoét xuống vùng đất yếu làm phơng pháp cơ bản để đánh giá mức độ ổn định của nền đờng đắp trên đất yếu.
- Mức độ ổn định dự báo theo kết quả tính toán đối với nền đắp thiết kế (có xét đến tải trọng dừng xe tối đa trên nền đờng) khi áp dụng phơng pháp BISHOP thì hệ số Kmin=1.4. ] lg ][ ) 1 ( [ 0 1 ipz pz i z i r i i i n c C e h S σ σ σ + + =∑
- Khi áp dụng phơng pháp BISHOP các trị số về sức chống cắt đợc đa vào nh sau:
+ Đối với đất đắp nền đờng mới: Do dùng vật liệu cát để đắp nền đờng, dung trọng cát hạt mịn khai thác trên sông Hậu đầm nén ở độ chặt K95 thì trọng lợng riêng đạt đợc là γ =1.65-1.75 T/m3 , trong thực tế đất đắp nền đờng bao gồm cả lớp kết cấu mặt đờng dày 0.52m, cùng với lớp đệm cát hạt trung dày từ 0.6-1m. Tính trung bình dung trọng nền đắp thực tế sẽ là (γtb =∑γi*hi/∑hi) ≈1.8 T/m3 . Vậy các đặc trng của cát đắp hạt mịn lấy nh sau:
* Trọng lợng riêng γ =1.8 T/m3. * Lực dính C=0.
* Góc ma sát trong ϕ=30o
+ Đối với lớp đất yếu: Sử dụng kết quả thí nghiệm cắt cánh ngoài hiện trờng và thí nghiệm UU, trị số lực dính tính toán Cu đợc xác định theo công thức sau (xem nh góc ma sát ϕ=0).
Ciu = à * Ss (điều V.3.2. tiêu chuẩn 22TCN262-2000) Trong đó :
Ss: Sức chống cắt nguyên dạng không thoát nớc từ thí nghiệm cắt cánh ngoài hiện trờng.
5.4. Kết quả tính toán KHI CHƯ Có BIệN PHáP Xử Lý.
Chi tiết xem phụ lục tính toán.
5.5. Biện pháp xử lý.
Căn cứ vào kết quả tính toán ở trên, kết hợp với yêu cầu của qui trình, biện pháp xử lý nền đất yếu đối với đoạn này nh sau:
- Đắp nền đờng thông thờng áp dụng cho các đoạn có chiều cao đắp thấp Hđắp < 1.7m.
Chiều cao tính toán (m) 1 1.5 1.7 2.0 2.5 2.7 3.0
Độ lún cố kết Sc (cm) 218.9 34.8 40.9 50.0 63.7 69.1 77.5
Độ lún tại thời điểm
t=18 năm 8.2 14.9 17.8 21.1 26.5 28.6 31.9
Độ lún tổng cộng tại thời
điểm t=18 năm (cm) 16.4 17.88 21.36 25.44 31.8 34.32 38.28
Độ lún cố kết trong thời
gian thi công 3 năm 2 3 4 4 6 7 7
Độ lún còn lại ∆S (cm) 14. 1488 17.36 214 25.8 27.32 31.28
- Đối với đoạn mà nền đờng có chiều cao 1.7m ≤Hđắp≤ 3.5m, xử lý nền đờng bằng bấc thấm, khi chiều cao nền đắp 1.7m≤Hđắp≤ 3.0m thì sẽ kết hợp với gia tải tr- ớc sao cho chiều cao nền đắp ≥3.0m, riêng đối với những đoạn có chiều cao đắp Hđắp ≥ 3.5m nhng chiều dài đoạn đó L<50m thì vẫn xử lý nền đờng bằng bấc thấm.
- Đối với đoạn mà nền đờng có chiều cao Hđắp ≥ 3.5m và chiều dài đoạn đó L
≥50m, xử lý nền đờng bằng giếng cát.
- Khi nền đờng đắp cao từ 3.6m trở lên thì tăng cờng thêm 1lớp vải địa kỹ thuật cờng độ 200kN/m ở đỉnh lớp cát đệm hạt trung.
(Chi tiết tính toán xem hồ sơ thiết kế xử lý nền đờng đắp trên đất yếu)
chơng 6
thiết kế cầu, cống, rãnh thoát nớc 6.1. Nguyên tắc thiết kế.
- Công trình trên tuyến đảm bảo các yếu tố kỹ thuật đồng thời xem xét khả năng cải tạo nâng cấp trong tơng lai.
- Công trình đợc thiết kế vĩnh cửu, vững chắc đảm bảo, đảm bảo khai thác đợc trong mọi điều kiện.
- Kết hợp xu hớng công xởng hoá, tiêu chuẩn hoá với việc bố trí, chế tạo thuận lợi tại công trờng.
- Sử dụng kết cấu hợp lý để giảm chiều cao đất đắp đờng đầu cầu do tuyến đi trên vùng đất yếu nhằm giảm giá thành và đảm bảo an toàn cho công trình.
- Thi công thuận lợi, thời gian thi công ngắn. - Giảm giá thành xây dựng.
- Thuận lợi trong công tác quản lý, duy tu để giảm giá thành.
- Phát huy khả năng sẵn có của các đơn vị thi công và các cơ sở chế tạo kết cấu trong nớc, các công nghệ đã áp dụng tại các dự án trong khu vực.
- Đảm bảo thoát nớc với chu kỳ 100 năm, không ngập cầu, an toàn cho hệ thống đê và không gây úng ngập ảnh hởng đến sản xuất nông nghiệp và công trình dân dụng. Các cầu thiết kế phù hợp với qui hoạch thuỷ lợi, qui hoạch thoát lũ vùng đồng bằng sông Cửu Long.
- Đảm bảo yêu cầu giao thông thuỷ dới cầu và hệ thống đờng bộ mà tuyến vợt qua. Phải thống nhất đợc với các cơ quan quản lý liên quan về tĩnh không thông thuyền, tĩnh không đờng chui dới cầu.
- Cống tròn khẩu độ D=150 cm: Sử dụng ống cống đúc sẵn, móng cống đợc gia cố bằng cọc cừ tràm đờng kính gốc 6-8cm, dài 4.5m, mật độ 25 cọc/m2. Nền đờng dới móng cống đợc xử lý nh với nền đắp đờng 2 bên, trong thời gian chờ lún đặt cống thoát nớc tạm D=50cm. Kết thúc thời gian xử lý mới thi công cống, hệ thống cống tạm vẫn dùng để thoát nớc trong thời gian thi công cống chính.
- Cống hộp khẩu độ B>2m: Thi công đổ tại chỗ, móng cống sử dụng cọc BTCT (35x35) cm, chiều dài cọc tuỳ thuộc vào điều kiện địa chất.
- Cầu trên tuyến đợc thiết kế trên cơ sở đảm bảo tĩnh không thông thuyền và tĩnh không đờng dân sinh cung nh khẩu độ thoát nớc cần thiết. Kết cấu nhịp dùng loại dầm bản hoặc dầm I, mố trụ bằng BTCT trên nền móng cọc (5x45)cm.
6.2. Kết quả thiết kế cống.
6.2.1. Cống tròn khẩu độ D=150 cm.
- Kết cấu cống tròn bằng BTCT M300.