- 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 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
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. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- 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. - Tờng đầu, tờng cánh bằng BTXM M200. - Móng cống bằng BT M150.
- Sân cống gia cố bằng đá hộc xếp khan dày 50cm. - Gia cố móng cóng bằng cọc cừ tràm mật độ 25 cọc/m2
Bảng tống hợp kết quả thiết kế cống tròn
TT Lý trình Khẩu độ Góc chéo Chiều dài Ghi chú
1 Km43+501.75 D=150cm 1410 24.33 Cống thuỷ lợi
2 Km44+167.50 D=150cm 900 16.27 Cống thuỷ lợi
3 Km46+290.30 D=150cm 1360 21.30 Cống thuỷ lợi
4 Cống cải mơng D=150cm 900 90.00 Cống thuỷ lợi
6.2.2. Cống hộp.
Thân cống bằng BTCT M300. Tờng đầu, tờng cánh bằng BTCT M300. Mống cống trên nền móng cọc BTCT (35x35) cm. Gia cố thợng hạ lu bằng đá hộc xếp khan. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng tống hợp kết quả thiết kế cống hộp
TT Lý trình Khẩu độ Góc chéo Chiều dài Ghi chú
1 Km45+040.50 (3x3)m 790 15.38 m Cống thoát nớc
2 Km45+536.00 (4x2.7)m 900 12.5 m Cống chui dân sinh
4 Km46+994.75 (3x3)m 1270 15.65m Cống thoát nớc
6.3. Kết quả thiết cầu.
Căn cứ vào kết quả tính toán thuỷ văn, kết hợp với các yếu tố địa hình, địa chất, chi tiết thiết kế cầu nh sau:
STT Lý trình Tên cầu Sơ đồ nhịp
(m) Loại dầm Loại móng 1 Km43+791.50 Bà Lẫm 15+24.54+15 Dầm bản+dầm I BTCT DƯL cọc (45x45)cm 2 Km44+538.75 Cái Sình 3x15 Dầm bản BTCT DƯL cọc (45x45)cm 3 Km45+400.00 Xà Toán 1x20 Dầm bản BTCT DƯL cọc (45x45)cm 4 Km45+726.00 Trâm Bầu 1x15 Dầm bản BTCT DƯL cọc (45x45)cm 5 Km46+793.25 Kênh Mới 3x24.54 Dầm I BTCT DƯL cọc (45x45)cm 6.3.1. Kết cấu nhịp
- Đối với dầm bản BTCT DƯL có 2 loại L=15m và L=20m: Dầm đợc đúc tại hiện trờng hoặc trong nhà máy sau đó lắp ghép vào vị trí kết cấu nhịp. Mặt cắt ngang gồm 11 bản dầm cao 0.55m ( dầm 15m) và 0.75m (dầm 20m) đặt kề nhau. Bê tông dầm chủ dùng bê tông loại B, f’c=40 Mpa, cốt thép dùng loại G60 và G40. Lớp liên kết mặt cầu bằng BTCT loại C, f’c=30 Mpa.
- Đối với dầm I BTCT DƯL L=24.54m: Dầm đợc đúc sẵn tại hiện trờng hoặc trong nhà máy sau đó lắp ghép vào vị trí kết cấu nhịp. Mặt cắt ngang cầu gồm 6 dầm chủ cao 1.14m đặt cách nhau 1.8m. Bê tông dầm chủ dùng bê tông loại A, f’c=42 Mpa, cốt thép dùng loại G60 và G40. Bản mặt cầu bằng BTCT loại C, f’c=30Mpa dày 18cm.
- Dốc ngang mặt cầu 2% đợc tạo bởi xà mũ của mố trụ. - Cấu tạo lớp phủ mặt cầu.
+ Lớp bê tông nhựa hạt trung rải nóng dày 7cm. + Tới nhựa dính bám 1.5 Kg/m2
+ Lớp phòng nớc radcon 7
- Gối cầu: Dùng gối cao su kích thớc nh sau:
+ 120x200x28mm đối với dầm bản L=15m mỗi dầm bố trí 4 gối. + 400x800x20mm đối với dầm bản L=20m. Mỗi dầm bố trí 2 gối
+ 300x400x50 mm đối với dầm tiết diện chữ I, L=24.54m.
+ 300x400x64 mm đối với dầm tiết diện chữ I, L=24.54m, bản liên tục nhiệt. - Khe co giãn: Dùng khe co giãn cao su.
- Hệ thống thoát nớc: Sử dụng vật liệu nhựa PVC để chế tạo ống thoát nớc trên cầu, vật liệu nhựa dùng để chế tạo phải tuân thủ theo những qui định hiện hành về nhựa PVC và đợc chế tạo theo kích thớc đã chỉ rõ trên bản vẽ.
- Gờ chắn bánh trên cầu bằng BTCT loại C, f’c=30 Mpa, phía trên có tay vịn bằng thép tròn và thép hình.
6.3.2. Kết cấu phần đới.
1/ Kết cấu mố cầu.
- Mố kiểu chữ U bằng BTCT loại C, f’c=30 Mpa trên nền móng cọc đóng (45 x45) cm mỗi mố bố trí 18 cọc.
- Sau mỗi mố bố trí bản quá độ đổ tại chỗ bằng BTCT loại C, f’c=30 Mpa.
2/Kết cấu trụ cầu..
Trụ cầu BTCT, thân trụ đặc cùng kích thớc theo chiều cao hai đầu bán nguyệt, giữa hình chữ nhật. Bê tông trụ dùng loại C, f’c=30 Mpa trên nền móng cọc (45x45) cm, mỗi trụ bố trí 17-18 cọc.
Chi tiết kết cấu từng cầu xem hồ sơ thiết kế cầu.
Chơng 7
thiết kế đờng giao nút giao 7.1. Nguyên tắc thiết kế.
- Nút giao phải đảm bảo đợc yêu cầu: trớc khi tới nút ngời lái xe nhận biết ngay đợc sự bố trí giao thông trong nút. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Đảm bảo tầm nhìn: Tầm nhìn là nhân tố cơ bản đảm bảo an toàn trong nút, ng- ời lái xe nhận thấy xe đi trên các hớng khác để dễ dàng làm chủ tốc độ xe.
- Qui mô kích thớc của công trình phải đảm bảo sự khai thác bình thờng của các công trình liên quan.
- Chú ý tới mỹ quan.
- Vị trí công trình phục vụ dân sinh phải phục vụ thuận lợi cho sự đi lại.
- Do đặc điểm của khu vực, phần lớn các đờng dân sinh đều chạy dọc theo các kênh nên kết hợp với yêu cầu về thông thuyền, yêu cầu về thoát lũ, bố trí các nhịp đảm bảo tĩnh không chui dới cầu nh sau:
+ Đờng tỉnh lộ: H≥ 4.50 m.
+ Đối với đờng dân sinh không có xe cơ giới: H≥ 2.7m.
- Những đoạn mà đờng chui dân sinh tơng đối gần nhau, bố trí các đờng gom chạy sát hai bên đờng chính để giảm bớt số lợng giao cắt.
- Các đờng gom dân sinh và cao độ cống chui dân sinh đợc lấy bằng cao độ hiện tại hoặc lấy theo mực nớc lũ tần suất P=10% cộng thêm 30cm.
7.2. Giải pháp thiết kế nút giao.
- Các vị trí giao với đờng dân sinh và đờng huyện đã thiết kế cầu vợt và cống chui dân sinh kết hợp với đờng gom 2 bên tuyến chính.
- Nút giao cuối tuyến giao với Quốc lộ 61.
+ Sự hình thành giao cắt: Là nút giao hình thành do tuyến Vị Thanh-Cần Thơ nhập vào QL61 (điểm cuối công trình Vị Thanh-Cần Thơ).
+ Giải pháp thiết kế: Giao cắt cùng mức, kênh hoá các luồng xe chạy bằng các đảo giao thông tự điều khiển.
+ Tốc độ xe thiết kế:
*Với luồng đi thẳng của QL61 giữ nguyên tốc độ thiết kế bằng cách thiết kế bề rộng nền và mặt đờng bằng hiện tại.
* Với nhánh rẽ phải từ tuyến chính ra Quốc Lộ 61 tốc độ thiết kế là 45 Km/h. * Với nhánh rẽ trái từ tuyến chính ra Quốc Lộ 61 tốc độ thiết kế là 30 Km/h.
+ Siêu cao tối đa trong nút giao là 4%
+ Hệ số lực ngang dùng trong nút giao thông là 0.25.
+ Phải đảm bảo tầm nhìn trong nút giao theo đúng qui trình.
Chơng 8
thiết kế an toàn giao thông 8.1. Nguyên tắc thiết kế và đặc điểm a.t.g.t trên tuyến :
- Hệ thống cọc tiêu, biển báo, cột Km đợc thiết kế theo quy định của điều lệ báo hiệu đờng bộ : 22 TCN 237 - 01 của bộ GTVT .
- Cọc tiêu trên toàn tuyến đợc cắm trên đoạn nền đờng đắp ở phía lng đờng cong (từ TĐ đến TC); đờng vào 2 đầu cầu; đoạn nền đắp cao >2m; đoạn đờng men theo kênh, đầm, hồ, ao. Các ngã ba, ngã t đờng ngang, dọc hai bên những đoạn đ- ờng bị ngập nớc thờng xuyên hoặc chỉ ngập theo mùa. Dọc hai bên đờng qua bãi cát, đồi cỏ mà khó phân biệt mặt đờng phần xe chạy với dải đất hai bên đờng.