Thiết kế móng cầu và gia cố đất nền đường dẫn đầu cầu

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH CẦU QUA SÔNG VÀM CỎ ĐÔNG

GIỚI THIỆU CHUNG

1.1.1 Vị trí địa lý chính trị :

Cầu Vàm Cỏ Đông, nằm tại tỉnh Tây Ninh, là một công trình quan trọng kết nối trung tâm thị trấn Gò Dầu với vùng có tiềm năng phát triển kinh tế Cầu này không chỉ là một phần của tuyến đường chiến lược mà còn đóng vai trò là cửa ngõ liên kết Tây Ninh với Thành Phố Hồ Chí Minh, một trong những thành phố lớn nhất Việt Nam Việc xây dựng cầu Vàm Cỏ Đông góp phần thúc đẩy sự phát triển kinh tế và chính trị giữa hai khu vực này.

Gò Dầu là điểm giao thông quan trọng nối Tây Ninh với Thành phố Hồ Chí Minh Tỉnh Tây Ninh đang trải qua sự chuyển mình mạnh mẽ, kết hợp với tiềm năng phát triển không ngừng của Thành phố Hồ Chí Minh, tạo ra cơ hội lớn cho sự phát triển kinh tế và xã hội trong khu vực.

Gò Dầu rõ ràng sẽ có cơ hội phát triển vượt bật trong một tương lai gần.

Khu vực xây dựng cầu nằm trong vùng đồng bằng rộng lớn, bờ sông bằng phẳng và có dân cư đông đúc Cây cầu được xây dựng trên tuyến đường chiến lược theo chủ trương của Ủy ban Nhân dân tỉnh Tây Ninh trong kế hoạch đổi mới năm 2020.

Dân số đất đai và định hướng phát triển :

Công trình cầu cách trung tâm thị xã 3km đã thu hút một lượng lớn dân cư trong những năm gần đây, dẫn đến mật độ dân số cao và phân bố đồng đều Người dân nơi đây có nhiều nghề nghiệp đa dạng, tuy nhiên, phần lớn vẫn phụ thuộc vào nông nghiệp để sinh sống.

Cửa khẩu Mộc Bài là điểm giao thương quan trọng giữa Việt Nam và Campuchia, với lượng hàng hóa trao đổi lớn Nơi đây cũng thu hút du khách bởi cảnh sắc thiên nhiên và đặc sản độc đáo của miền Đông Nam Bộ, dẫn đến nhu cầu cao về dịch vụ vận chuyển du lịch.

1.1.2 Thực trạng và xu hướng phát triển mạng lưới giao thông :

Cầu Vàm Cỏ Đông ở huyện Gò Dầu, được xây dựng từ lâu, hiện đã không còn đáp ứng được nhu cầu thông hành do sự phát triển nhanh chóng của dân cư và gia tăng nhu cầu vận tải.

SVTH: NGUYỄN XUÂN TY - LỚP 15127CLCB

MSSV: 15127027 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS.TRẦN VĂN TIẾNG

Hai là tuyến đường hai bên cầu đã được nâng cấp, do đó lưu lượng xe chạy qua cầu bị hạn chế đáng kể.

Theo các nghiên cứu gần đây, cơ sở hạ tầng là yếu tố quan trọng để đánh giá sự phát triển của một quốc gia Trong chiến lược phát triển kinh tế của tỉnh, việc xây dựng cơ sở hạ tầng vững chắc, đặc biệt là hệ thống giao thông, được đặt lên hàng đầu.

1.1.3 Nhu cầu vận tải qua sông Vàm Cỏ Đông:

Theo định hướng phát triển kinh tế của tỉnh thì trong một vài năm tới lưu lượng xe chạy qua vùng này sẽ tăng rất đáng kể.

1.1.4 Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng cầu qua sông Vàm Cỏ Đông :

Qua quy hoạch tổng thể xây dựng và phát triển của tỉnh và nhu cầu vận tải qua sông Vàm

Việc xây dựng cầu mới tại Cỏ Đông là cần thiết để đáp ứng nhu cầu giao thông ngày càng tăng của địa phương Cây cầu này sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của các ngành kinh tế, đặc biệt là ngành dịch vụ du lịch.

Cầu Vàm Cỏ Đông là một phần quan trọng trong mạng lưới giao thông của tỉnh Tây Ninh, đóng vai trò là cửa ngõ kết nối giữa Tây Ninh và Thành phố Hồ Chí Minh Cây cầu này không chỉ thúc đẩy giao lưu kinh tế mà còn góp phần vào sự phát triển văn hóa và xã hội của tỉnh.

Kinh tế khu vực này chủ yếu phục vụ vận tải hàng hóa, nguyên vật liệu và vật tư giữa hai khu vực, đồng thời là điểm giao thông hàng hóa quan trọng trong tỉnh Sự mở cửa khẩu Mộc Bài đã tạo ra hướng đi mới trong giao thương giữa Việt Nam và Campuchia, làm cho tuyến đường này trở nên thiết yếu trong quá trình vận chuyển hàng hóa.

Với tầm quan trọng của cầu mới trong quy hoạch phát triển kinh tế chung của tỉnh, việc xây dựng cầu mới là cần thiết và cấp bách.

1.1.5 Đặc điểm tự nhiên nơi xây dựng cầu :

Khu vực xây dựng cầu nằm trong đồng bằng, với địa hình bằng phẳng hai bên bờ sông, tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển vật liệu và máy móc thi công, đồng thời hỗ trợ hiệu quả trong tổ chức xây dựng cầu.

Khí hậu Tây Ninh có đặc điểm ôn hòa, được chia thành hai mùa rõ rệt: mùa khô và mùa mưa Mùa khô diễn ra từ tháng 12 năm trước đến tháng 4 năm sau, trong khi mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 và kéo dài đến tháng 11 Nhiệt độ ở đây tương đối ổn định, với mức trung bình hàng năm dao động từ 29°C đến 40°C Lượng mưa trung bình hàng năm tại Tây Ninh rơi vào khoảng 1800 đến 2200 mm.

Các số liệu thủy văn cho thấy khu vực này có chế độ thủy văn ổn định, với sự chênh lệch mực nước rõ rệt giữa mùa mưa và mùa khô Qua nhiều năm khảo sát và đo đạc, chúng tôi đã xác định được những đặc điểm quan trọng về tình hình thủy văn tại đây.

1.1.6 Các chỉ tiêu kỹ thuật để thiết kế cầu và giải pháp kết cấu :

1.1.6.1 Các chỉ tiêu kỹ thuật :

- Việc tính toán và thiết kế cầu dựa trên các chỉ tiêu kỹ thuật sau:

- Quy mô xây dựng: vĩnh cửu.

- Tải trọng : xe HL-93 và HL-93S

- Khổ thông thuyền: Cấp III

- Mặt cắt ngang cầu được thiết kế cho 2 làn xe chạy với vận tốc V = 60 Km/h

Hình 1.1 General view 1.1.6.2 Giải pháp kết cấu :

- Với những điều kiện được trình bày như trên ta đưa ra giãi pháp kết cấu như sau:

- Đảm bảo mọi chỉ tiêu kỹ thuật đã được duyệt.

- Kết cấu phải phù hợp với khả năng và thiết bị của các đơn vị thi công.

- Ưu tiên sử dụng các công nghệ mới tiên tiến nhằm tăng chất lượng công trình, tăng tính thẩm mỹ.

- Quá trình khai thác an toàn và thuận tiện và kinh tế.

1.1.7 Giải pháp kết cấu công trình:

❖ Kết cấu thượng bộ: Kết cấu nhịp:

- Cầu gồm 3 nhịp dầm bằng BTCT ƯST có f’cPMPa là dầm liên tục thi công theo công nghệ đúc hẫng theo sơ đồ 50+80+50m0m.

- Các lớp mặt cầu gồm :

+Lớp BTN hạt mịn dày 5cm tạo mui luyện 2%.

+Lớp phòng nước dày 1,5cm.

- Gối cầu sử dụng gối chậu EKSPAN

- Cáp dự ứng lực OVM

SVTH: NGUYỄN XUÂN TY - LỚP 15127CLCB ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hai trụ sử dụng loại trụ đặc có bề rộng thay đổi theo chiều cao bằng BTCT có f’c

= 30MPa Móng trụ dùng móng cọc khoan nhồi bằng BTCT có f’c0MPa, chiều dài dự kiến 62.5m.

- Kết cấu mố chọn loại mố chữ U tường mỏng.

- Kết cấu trụ ta nên dùng trụ đặc.

SỐ LIỆU VẦ YÊU CẦU THIẾT KẾ

Chiều dài nhịp tính toán (Ltt):

- Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05

- Thiết kế móng cọc TCVN 10304:2014

- Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép TCVN 5574-2017

Các tải trọng và tác động trong tính toán độ bền công trình được áp dụng theo tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05 Cụ thể, các điều khoản liên quan trong quy trình được thống kê chi tiết để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong thiết kế.

Bảng 1.1 Các điểu khoản áp dụng trong quy trình tính toán tải trọng

SVTH: NGUYỄN XUÂN TY - LỚP 15127CLCB ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Tổ hợp tải trọng được sử dụng tính toán bao gồn những tổ hợp được lấy theo các trạng thái giới hạn sau đây:

- Trạng thái giới hạn cường độ I:

- Trạng thái giới hạn cường độ II:

- Trạng thái giới hạn cường độ III:

- Trạng thái giới hạn đặc biệt:

- Trạng thái giới hạn sử dụng:

Công thức tính toán tải trọng với các hệ số:

Q i : tải trọng tác động lên công trình bao gồm:

DC: tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu và thiết bị phụ phi kết cấu

DW: tải trọng bản thân của lớp phủ mặt và các tiện ích công cộng

EH :tải trọng áp lực đất nằm ngang

EV :áp lực thẳng đứng do tự trọng đất đắp.

IM :lực xung kích (lực động ) của xe

LS : hoạt tải chất thêm

WL :gió trên hoạt tải

WS :tải trọng gió trên kết cấu i = hệ số điều chỉnh tải trọng, i =1.

I =hệ số tải trọng lấy theo bảng sau:

Bảng 1.2 hệ số tải trọng DC tương ứng với tải trọng

Cường độ III động đất

Cùng một lúc chỉ dùng một trong các tải trọng eq

Bảng 1.3 Hệ số tải trọng dung cho tải trọng thường xuyên, n

DC: Cấu kiện và các thiết bị phụ

DW: Lớp phủ mặt cầu và các tiện ích

EH: Áp lực ngang của đất

EV: áp lực đất thẳng đứng

• Kết cấu vùi mềm khác với cống hộp thép

ES: Tải trọng đất chất thêm

600 mm nãi chung 300mm mút thừa của mặt cầu

Hình 1.2 Tải trọng xe thiết kế

+ Hoạt tải xe ô tô thiết kế:

+ Xe hai trục thiết kế

Xe hai trục gồm một cặp trục 110.000N cách nhau 1200mm Cự ly chiều ngang của các bánh xe lấy bằng 1800 mm.

+ Tải trọng làn thiết kế:

Tải trọng làn thiết kế được xác định là 9,3N/mm, phân bố đều theo chiều dọc Trong khi đó, tải trọng theo chiều ngang được giả định phân bố đều trên bề rộng 3000 mm Lưu ý rằng ứng lực của tải trọng làn thiết kế không tính đến lực xung kích.

Hệ số làn xe không áp dụng cho trạng thái giới hạn mỏi và chỉ sử dụng cho xe tải thiết kế, không phụ thuộc vào số làn xe thiết kế Để xác định ứng lực cực hạn của hoạt tải, cần xem xét từng tổ hợp có thể của số làn chịu tải nhân với hệ số làn xe.

Hệ số làn xe “m” không được kết hợp với hệ số phân bố tải trọng, ngoại trừ trường hợp áp dụng quy tắc đòn bẩy hoặc khi có yêu cầu đặc biệt đối với dầm ngoài cùng trong cầu dầm-bản.

Tác động tĩnh học của xe tải hoặc xe hai trục, khi không tính đến lực ly tâm và lực hãm, cần phải được điều chỉnh bằng cách tăng thêm một tỷ lệ phần trăm cho lực xung kích.

Hệ số áp dụng cho tải trọng tác dụng tĩnh được lấy bằng: (1 + IM/100)

Lực xung kích không áp dụng cho tải trọng bộ hành hoặc tải trọng làn thiết kế.

Bảng 1.5 Tỷ lệ phần trăm được tăng thên cho lực xung kích IM

Mối nối bản mặt cầu

Tất cả các trạng thái giới hạn Tất cả các cấu kiện khác

• Trạng thái giới hạn mỏi và giòn Tất cả các trạng thái giới hạn khác

Lực hãm được xác định bằng 25% trọng lượng của các trục xe tải hoặc xe hai trục, áp dụng cho mỗi làn đường thiết kế, với giả định rằng tất cả các làn đều di chuyển cùng một chiều Các lực này tác động theo chiều ngang, cách mặt đường 1.800mm, nhằm tạo ra ứng lực lớn nhất theo cả hai chiều dọc Tất cả các làn đường thiết kế cần được chất tải đồng thời đối với cầu, với giả định rằng chúng di chuyển cùng một chiều trong tương lai.

+ Tải trọng gió tác động lên công trình:

Tải trọng gió tác động lên công trình và xe trên công trình được tính với vận tốc gió VB (VB

-Tốc độ gió giật cơ bản trong 3 giây với chu kỳ xuất hiện 100 năm thích hợp với vùng tính gió tại vị trí cầu đang nghiên cứu).

Bảng 1.6 Tốc độ gió tác dụng lên kết cấu

Vùng tính gió theo TCVN 272 - 05

1.2.6 Các tiêu chuẩn về cường độ bê tông :

Hiện nay đang hình thành 2 tiêu chuẩn áp dụng :

Theo tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05 : áp dụng trong các yêu cầu tính tóan cường độ bê tông.

Theo tiêu chuẩn định mức dự toán, giá trị xây dựng của vật liệu bê tông được tính toán dựa trên cường độ chịu nén của bê tông ở 28 ngày tuổi, ký hiệu là f’c, với đơn vị tính là Mpa Trong hồ sơ thiết kế, việc quy đổi giữa cấp bê tông và mác bê tông là cần thiết để thuận tiện cho việc áp dụng hệ thống định mức và đơn giá hiện hành.

Bảng 1.7 qui đổi tiêu chuẩn bê tông

Với đặc điểm địa hình và khí tượng thủy văn, thi công có thể diễn ra quanh năm Tuy nhiên, từ tháng 9 đến tháng 10, cần chú ý đến lũ lớn và mưa kéo dài, vì chúng có thể ảnh hưởng đến việc thi công phần móng và mặt đường Do đó, công trường cần lập kế hoạch thi công hợp lý để đảm bảo tiến độ và chất lượng công trình.

ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

Dựa trên kết quả thí nghiệm thành phần hạt và giới hạn chảy dẻo, chúng tôi đã phân chia và xếp loại đất theo tiêu chuẩn 22TCN 260-2000, từ đó thực hiện xử lý thống kê số liệu để xác định các giá trị trung bình đặc trưng cho mỗi lớp đất Các số liệu thí nghiệm được chỉnh lý theo tiêu chuẩn 20 TCN 74-87 do Bộ Xây Dựng ban hành Trong khu vực khảo sát địa chất, chúng tôi đã thiết lập 13 hình trụ hố khoan và 03 mặt cắt địa tầng, với địa tầng được chia thành các lớp từ trên xuống đến độ sâu 60m.

- Đất đắp:Lớp này gặp trong tất cả các lỗ khoan Bề dày lớp thay đổi từ 0.6 m đến 1.3 m.

- Bụi hữu cơ, xám xanh đen, trạng thái chảy (OH), đôi chỗ lẫn cát, màu xám xanh đen.

Lớp này gặp trong tất cả các lỗ khoan Bề dày lớp thay đổi từ 20.50 m (BH3) đến 36.80 m (BH2) Cao độ đáy lớp thay đổi từ -35.175 m (BH2) đến +0.721m (BH1).

Bảng 1.8 Chỉ tiêu cơ lý của lớp 1A như sau:

Hàm lượng % bột và sét (%) Độ ẩm W (%)

Dung trọng tự nhiên ρ (kN/m 3 )

Hệ số rỗng ban đầu Giới hạn chảy LL (%) Giới hạn dẻo PL (%) Chỉ số dẻo PI (%) Độ sệt LI

Lớp bụi hữu cơ lẫn cát có màu xám xanh đen và trạng thái chảy chỉ xuất hiện tại một số hố khoan cụ thể Tại hố khoan BH3, lớp này có độ sâu từ 24.00 m đến 37.20 m với bề dày 13.20 m; hố khoan BH4 từ 26.30 m đến 39.10 m với bề dày 12.80 m; hố khoan BH6 từ 28.30 m đến 37.50 m với bề dày 9.20 m; hố khoan BH7 từ 24.00 m đến 35.50 m với bề dày 11.50 m; và hố khoan BH8 từ 35.00 m đến 41.10 m với bề dày 6.10 m Cao độ đáy lớp này dao động từ -39.338 m tại hố khoan BH8 đến -33.679 m tại hố khoan BH7.

Bảng 1.9 Chỉ tiêu cơ lý của lớp 1B như sau:

Hàm lượng % hạt cát (%) Hàm lượng % bột và sét (%) Độ ẩm W (%) Dung trọng tự nhiên ρ (kN/m 3 )

Hệ số rỗng ban đầu Giới hạn chảy LL (%) Giới hạn dẻo PL (%) Chỉ số dẻo PI (%)

SVTH: NGUYỄN XUÂN TY - LỚP 15127CLCBMSSV: 15127027 Độ sệt LI 1.18

- Bụi hữu cơ lẫn cát, xám xanh đen, trạng thái chảy (OH), lớp này chỉ gặp tại hố khoan BH3 (từ 21.50 m đến 24.00 m, bề dày lớp 2.50 m).

Bảng 1.10 Chỉ tiêu cơ lý của lớp 1C như sau:

Hàm lượng % hạt cát (%) Hàm lượng % bột và sét (%) Độ ẩm W (%) Dung trọng tự nhiên ρ (kN/m 3 )

Lớp sét gầy có màu xám nâu và trạng thái dẻo mềm (CL) được phát hiện tại tất cả các hố khoan, với độ dày lớp thay đổi từ 2.9 m ở hố BH8 đến 9.5 m ở hố BH6 Cao độ đáy của lớp này dao động từ -45.147 m.

Bảng 1.11 Chỉ tiêu cơ lý của lớp 2 như sau:

Hàm lượng % hạt cát (%) Hàm lượng % bột và sét (%) Độ ẩm W (%)

Dung trọng tự nhiên ρ (kN/m 3 )

Cát pha sét có màu vàng nâu, với kết cấu chặt vừa (SC – SM), xuất hiện tại tất cả các hố khoan Độ dày của lớp này dao động từ 1.9 m ở hố khoan BH6 đến 8.0 m ở hố khoan BH1, trong khi cao độ đáy lớp cũng thay đổi.

Bảng 1.12 Chỉ tiêu cơ lý của lớp 3 như sau:

Hàm lượng % hạt sạn sỏi (%) Hàm lượng % hạt cát (%) Hàm lượng % bột và sét (%) Độ ẩm W (%) Dung trọng tự nhiên ρ (kN/m 3 )

Sét gầy có màu nâu - xám trắng, với trạng thái nửa cứng đến cứng (CL), xuất hiện tại tất cả các hố khoan Độ dày của lớp sét này dao động từ 9.0 m tại hố BH1 đến 13.0 m tại hố BH7, trong khi cao độ đáy lớp thay đổi từ

Định dạng
Số trang	114
Dung lượng	4,89 MB