Lập dự án thu hút nguồn vốn Nhà nước & nước ngoài để cải tạo & nâng cấp các trục đường ô tô quan trọng trong nước

g tuyến đường Hồ Chí Minh .v.v.. Để phục vụ các trung tâm công nghiệp có quy mô toàn quốc đã thu hút nguồn vốn Nhà nước và các công ty nước ngoài. Trong bối cảnh đó việc đào tạo các cán bộ kỹ thuật đường ôtô trở nên cấp bách.. Nhận thức được điều này bản thân đã tập trung vào học tập và nghiên cứu chuyên ngành đường ô tô và đưòng thành phố tại Khoa Cầu Đường trường Đại Học Xây dựng. Sau một thời gian học tập bản thân đã tiếp thu được những kiến thức quý báu. Kết quả học tập này phần nào phản ánh trong đồ án tốt nghiệp mà em xin được trình bầy sau đây. Em xin chân thành cảm ơn tập thể các thầy cô giáo của Trường Đại Học Xây Dựng đã nhiệt tình giúp đỡ, giảng dạy em trong suốt quá trình giảng dạy tại truờng. Em xin đặc biệt cảm ơn các thầy cô giáo trong Bộ môn đường ôtô và đường thành phố như: GS.TS. Dương Học Hải, GS.TSKH. Nguyễn Xuân Trục, PGS.TS. Vũ Đình Phụng,TS Nguyễn Quang Đạo, Thầy giáo GVC Nguyễn Thanh Quang, TH.S Nguyễn Hữu Khải, GVC Nguyễn Hào Hoa ,TH.S Bùi Phú Doanh. Đặc biệt, em xin vô cùng cảm ơn thầy giáo: TH.S Nguyễn Hữu Khải người đã tận tình hướng dẫn và cho em những ý kiến chỉ đạo sâu sắc để em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này. Hà Nội, ngày 12tháng 01 năm 2004 Sinh viên: Nguyễn Hoàng Lương Phần 1 Lập báo cáo nghiên cứu khả thi đầu tư xây dựng tuyến đường qua 2 điểm a-b Chương i: giới thiệu hiện trạng I.1. Mở đầu Tuyến đường thiết kế đi qua hai điểm A- B thuộc tỉnh Hà Nam. Đây là khu vực đồi núi thấp, phong cảnh hài hòa. Do địa hình đồi núi nên có một số lượng lớn suối nhánh len lỏi từ các khe hẽm, mương xói đổ về suối chính, từ suối chính đổ ra các sông lớn lân cận. Vì vậy, khi thiết kế tuyến đường cần chú ý thể hiện đều đặn, hài hòa với khung cảnh thiên nhiên, làm cho phối cảnh ở đây phong phú hơn, mỹ quan hơn. I.2. Tổng quan về tuyến đường A-B I.2.1. Giới thiệu về tuyến đường I.2.2. Các căn cứ pháp lý I.2.2.a. Căn cứ lập dự án - Theo quyết định số 75 QĐ/UBND ngày 10/2/2003 của chủ tịch UBND tỉnh về phê duyệt báo cáo nghiên cứu tiền khả thi XD tuyến đường qua 2 điểm A-B - Hồ sơ báo cáo nghiên cứu tiền khả thi đầu tư xây dựng tuyến đường A-B do công ty tư vấn và KSTK công trình GTVT Hà Nam lập ngày 1/ 3/ 2003 - Theo quy hoạch tổng thể phát triển mạng lưới giao thông của vùng đã được nhà nước phê duyệt(trong giai đoạn 2000á2020), cần phải xây dựng tuyến đường qua 2 điểm A-B để phục vụ các nhu cầu phát triển kinh tế, văn hoá xã hội, và chủ trương của Nhà nước nhằm phát triển kinh tế của một tỉnh vùng núi phía Bắc - Theo văn bản(hợp đồng kinh tế) ký kết giữa chủ đầu tư là UBND tỉnh và công ty tư vấn KSTK CTGT thuộc Tổng công ty công trình giao thông - Xuất phát từ các yêu cầu đi lại, trao đổi hàng hóa, giao lưu văn hóa phục vụ cho sự phát triển kinh tế, xã hội của vùng. I.2.2.b. Các tiêu chuẩn(quy trình, quy phạm) sử dụng - Theo tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054 - 98[1] - Theo Quy Trình Thiết Kế áo Đường Mềm 22 TCN 211 - 93[2] Theo Quy Trình Khảo Sát Đường Ôtô 22 TCN 263-2000[9] Theo Quy Trình Khảo Sát thiết kế Đường Ôtô đắp trên đất yếu_Tiêu chuẩn thiết kế 22 TCN 262-2000[10] - Theo Tiêu chuẩn Tính Toán Lưu Lượng Dòng Chảy Lũ 22 TCN 220 - 95[28] - Định hình cống tròn 533-01-01 I.3. Hình thức đầu tư và nguồn vốn - Vốn đầu tư gồm 2 phần: 40% vốn của địa phương và 60% vốn vay của Word Bank vay Nhật Bản - Hình thức đầu tư + Đối với nền đường và công trình cầu cống: Chọn phương án đầu tư tập trung một lần. + Đối với áo đường: đề xuất 2 phương án(đầu tư tập chung 1 lần và đầu tư phân kỳ) sau đó lập luận chứng kinh tế, so sánh chọn phương án tối ưu + Chủ đầu tư là UBND tỉnh I.4. Đặc điểm kinh tế xã hội và hiện trạng giao thông I.4.1. Đặc điểm kinh tế xã hội I.4.1.a. Dân cư và lao động Dân cư sinh sống trong khu vực này rải đều ở khu A và khu B, tốc độ tăng dân số bình quân hàng năm 2.7% . Dân cư sống tập trung thành các bản làng, mật độ dân số ở mức trung bình. Tỉnh Hà Nam là tỉnh thuộc đồng bằng Bắc Bộ, nơi đây có nhiều tỉnh thành khác đI ngang qua. Bởi vậy Hà Nam vừa có nền văn hoá riêng của dân trong vùng, vừa có những điểm chung của văn hoá Việt Nam. Đời sống của dân cư ở đây nhìn chung khá cao, nguồn thu nhập chủ yếu là từ các sản phẩm nông lâm nghiệp và chăn nuôI,công nghiệp nhẹ-tiểu thủ công nghiệp. I.4.1.b. Kinh tế I.4.2 Hiện trạng giao thông Trong khu vực tuyến, hệ thống giao thông vận tải đường bộ ,đường sắt ,đường thuỷ và cơ sở hạ tầng nói chung đang xây dựng rất nhanh đáp ứng được nhu cầu đi lại và phát triển của vùng. I.4.2.a. Đường bộ: -Quốc lộ: Có duy nhất một quốc lộ 1A chạy qua. Bề rộng mặt đường 7m, mặt đường bê tông nhựa. Hiện trạng quốc lộ 1A đã được nâng cấp mới chất lượng khá tốt. -Tỉnh lộ: Hệ thống đường giao thông phân bố đều và khá tốt. I.4.2.b. Đường sắt: -Trong vùng có tuyến đường sắt đi qua chất lượng khá tốt. Lượng hàng vận chuyển lớn và cần có sự phối hợp với vận tải đường bộ.Tuyến đường ôtô mới của địa phương xây dựng trong tương lai sẽ phối hợp tốt với tuyến đường sắt nhằm thúc đẩy nhanh sự phát triển giao thông vận tải trong vùng. I.4.2.c. Đường sông và hệ thống cảng. -Giao thông đường sông khá phát triển . Tóm lại: Mạng lưới giao thông của khu vực khá tốt,nhưng để đáp ứng công cuộc hiện đại hoá thì cần phải có giao thông thuận lợi.Do đó cần phải xây dựng tuyến. I.5. điều kiện tự nhiên - Vật liệu xây dựng - Khí hậu khu vực xây dựng tuyến đường A-B. I.5.1. Địa hình, địa mạo, cây cỏ(thảm thực vật). Qua phân tích bản đồ khu vực tuyến đi qua, khu vực này có thể xếp vào loại đồi núi cao. Độ chênh cao giữa đỉnh và chân khoảng 200 m. Địa hình bị chia cắt bởi các khe hẽm, mương xói. Địa hình không bị gò bó, có những đoạn khó khăn về cao độ, độ dốc ngang lớn nên việc xây dựng cho phép nền đào là chủ yếu. I.5.2. Khí hậu. Tuyến nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa nóng ẩm mưa nhiều, trên bản đồ phân khu khí hậu đường xá Việt Nam ,khu vực này thuộc khu vực khí hậu VIII. Nhiệt độ trung bình hàng năm là 220C. Mùa đông nhiệt độ trung bình 130C từ tháng 10 đến tháng 2, lạnh nhất vào tháng 1. Mùa hè nhiệt độ trung bình 280C, nóng nhất vào tháng 7. Lượng mưa ít, lượng mưa trung bình hàng năm là 300 mm. Vào các tháng mùa hè lượng mưa lớn hơn. Hướng gió chủ yếu trong năm là Đông Bắc. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Nhiệt độ 17 18 20 23 25 27 30 28 26 24 20 16 Lượng mưa 290 280 260 310 305 310 340 320 280 290 295 300 Độ ẩm 63 66 70 80 86 89 90 84 82 74 72 Lượng gió B 7 TB 9 ĐB 30 Đ 15 ĐN 8 N 6 N 4 ĐN 5 TN 4 TN 4 T 5 T 3 I.5.3. Địa chất ,thuỷ văn và địa chất thuỷ văn: Vùng tuyến đi qua thuộc kỷ trầm tích đệ tam. Địa hình cho phép xây dựng nền đường ổn định, trong vùng không có castơ, sụt lở. Tầng phủ thuộc loại á cát. Mực nước ngầm sâu đáng kể so với mặt đất.Vùng tuyến đi qua thuộc đồi núi cao nên mực nước dâng của sông không gây ngập úng cho các vùng xung quanh. Gần tuyến đi qua có các mỏ vật liệu tự nhiên, có thể khai thác đưa vào thi công, tận dụng vật liệu tại chỗ. Khảo sát địa chất ta thấy: lớp đất trên cùng là đất hữu cơ dày khoảng 20cm,khi thi công nền sẽ đào bỏ tiếp theo là lớp đất á cát có E0tb=380 daN/cm2. I.5.4. Đặc điểm về vật liệu địa phương. Là một tỉnh đồng bằng nên vật liệu địa phương ở đây khá phong phú. Có các loại vật liệu về sỏi cuội, đá hộc, và đất đồi tốt. Khảo sát sơ bộ cho thấy cự ly vận chuyển là nhỏ hơn 5km đó là một khoảng cách tốt để tận dụng vật liệu địa phương. I.6. Điều kiện môi trường. Khu vực nghiên cứu là một khu vực yên tĩnh, sông núi kết hợp hài hòa, tạo thành khung cảnh thiên hấp dẫn. Do vậy khi đặt tuyến đi qua cần tránh phá nát các cảnh quang thiên nhiên. Bố trí các cây xanh dọc tuyến, giảm tối đa lượng bụi và tiếng ồn đối với môi trường xung quanh. I.7. ảnh hưởng của việc xây dựng tuyến đến môi trường và an ninh quốc phòng Việc xây dựng tuyến đường sẽ làm ảnh hưởng tới điều kiện tự nhiên của khu vực tuyến sẽ đi qua trong thời gian thi công. Việc xây dựng tuyến sẽ làm cho việc thông thương giữa các vùng phát triển, ngoài ra con đường cũng góp phần vào việc đảm bảo an ninh quốc phòng cho các tỉnh giáp biên giới. I.8. Sự cần thiết phải đầu tư Tuyến đường A - B đi qua hai trung tâm A và B của vùng. A, B là khu công nghiệp khai thác quan trọng đang được xây dựng để khai thác khoáng sản và phát triển dần khu công nghiệp chế biến nông lâm sản. Cung cấp các sản phẩm công nghiệp cho các ngành có nhu cầu về sản phẩm công nghiệp trong cả nước. Theo số liệu về dự báo và điều tra kinh tế, giao thông. Lưu lượng xe trên tuyến A - B vào năm thứ 20 là 1300 xe/ngđ, với thành phần dòng xe như sau: Xe tải nặng: 20% Xe tải vừa : 55% Xe tải nhẹ : 15% Xe con : 10% Tỷ lệ tăng xe mỗi năm là 8% Lưu lượng xe vận chuyển như vậy là khá lớn. Với hiện trạng như hiện nay không thể đáp ứng được nhu cầu vận chuyển này. Vì vậy, đòi hỏi phải xây dựng tuyến đường A - B phục vụ cho nhu cầu phát triển giao thông. Ngoài những ý nghĩa nêu trên, tuyến đường A - B khi xây dựng còn giúp cho việc đi lại của nhân dân trong vùng dễ dàng, góp phần giao lưu văn hóa giữa các miền, thúc đẩy sự phát triển kinh tế, phù hợp với nguyện vọng của nhân dân cũng như các cấp chính quyền địa phương, phù hợp với chính sách đầu tư phát triển của Nhà nước trong đó ưu tiên hàng đầu là phát triển giao thông. Qua những phân tích trên của tuyến đường A - B, nhận thấy việc đầu tư xây dựng tuyến đường A - B là rất cần thiết. Chương II xác định cấp hạng, quy mô đầu tư và các chỉ tiêu kỹ thuậtI.1. Xác định cấp hạng của đường. Theo số liệu và dự báo điều tra về lưu lượng xe ch thấy; - Lưu lượng xe năm thứ 20 là: N20 = 1300xe/ng.đ Thành phần dòng xe gồm Xe tải nặng 20% Xe tải vừa 55% Xe tải nhẹ 15% Xe con 10% - Hệ số tăng trưởng xe hàng năm là q = 8% Quy đổi xe/ngđ ra xe con quy đổi/ngđ Loại xe Xe con (Volga) Xe tải nhẹ (GAZ 51) Xe tải trung (ZIL 150) Xe tải nặng (MAZ 200) Hệ số quy đổi 1 2 2 2 Quy đổi về xe con ta được: N20 = 1300.(0.2x2+0.55x2+0.15x2+0.1x1) = 2600 (xcqđ/ng.đ) Dựa vào chức năng nối hai trung tâm kinh tế, chính trị, văn hoá lớn của tuyến đường, điều kiện địa hình đồi (độ dốc ngang phổ biến từ 10 - 20% < 25%) và dựa vào lưu lượng xe trên tuyến năm thứ 20 (900 < N20 < 3000xcqđ/ng.đ), đồng thời xét đến ảnh hưởng của tuyến với tình hình An ninh Quốc phòng của vùng tuyến đi qua, theo TCVN 4054 - 98 kiến nghị xây dựng đường với tốc độ tính toán V = 60 Km/h, cấp kỹ thuật là 60, cấp quản lý là cấp III. II. Xác định các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu. II.1. Xác định kích thước mặt cắt ngang II.1.1. Tính số làn xe cần thiết. Số làn xe cần thiết theo TC[1] được tính theo công thức sau: nlx = Trong đó: +) nlx là số làn xe yêu cầu, được lấy tròn theo qui phạm +) Ncđgiờ là lưu lượng xe thiết kế giời cao điểm được tính đơn giản theo công thức : Ncđgiờ = 0,12. Ntbnăm (xcqđ/h). Với 0,12 là hệ số giờ cao điểm (theo số liệu điều tra). +) Z là hệ số sử dụng năng lực thông hành được lấy bằng 0,77 với đường cấp III, cấp 60 (cho vùng đồi núi) Theo số liệu điều tra giao thông thì Ntbnăm = 1300 (xe/ngđ) trong đó có: + 10% xe con có hệ số qui đổi ra xe con là b = 1 + 15% xe tải nhẹ b = 2 + 55% xe tải vừa có b = 2 + 20% xe tải nặng có b = 2 Vậy có Ntbnăm =2600 (xcqd/ngđ) Ncđgiờ = 0.12x2600 = 312 (xcqđ/h) +) Nlth được lấy theo tiêu chuẩn khi không có dải phân cách và xe ô tô chạy chung với xe thô sơ Nlth = 1000 (xcqđ/h). Vậy n = ; quy tròn n = 1làn Theo TC[1] với đường cấp III,V=60km/h kiến nghị chọn số làn xe là 2. II.1.2. Tính bề rộng phần xe chạy II.1.2.1.Theo sơ đồ cũ của LX cũ( Zama khaev) ,VN và TQ Khi tính bề rộng phần xe chạy tiến hành tính theo sơ đồ xếp xe như hình vẽ trong cả ba trường hợp theo công thức sau : B = + x + y b : chiều rộng thùng xe (m) c: cự ly giữa 2 bánh xe (m) x : Cự ly từ sườn thùng xe đến làn xe bên cạnh ngược chiều. x = 0,5 + 0,005 V y : khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép phần xe chạy y = 0,5 + 0,005V V : Tốc độ xe chạy với điều kiện bình thường (Km/h) Tính toán được tiến hành theo 3 sơ đồ xếp xe và cho 2 loại xe. - Xe con có kích thước bé nhưng tốc độ cao - Xe tải có kích thước lớn nhưng tốc độ thấp. Sơ đồ 1: 2 xe tải đi ngược chiều nhau trên 2 làn và gặp nhau. Trường hợp này tính cho xe Maz 200 có bề rộng thùng là 2,7 (m) b1 = b2 = 2,7 m c1= c2 = 2,62 m Xe Maz đạt tốc độ 60 (Km/h) x = 0,5 + 0,005 . 60 = 0,8 (m) y = 0,5 + 0,005 .60 = 0,8 (m) Vậy trong điều kiện bình thường ta có: B1 = B2 = + 0,8 + 0,8= 4,26 (m). Vậy trường hợp này bề rộng phần xe chạy là: B1 + B2 = 4,26 x 2 = 8,52(m) b. Sơ đồ 2: Theo sơ đồ 2, xe tải và xe con đi ngược chiều nhau trên 2 làn và gặp nhau. Trường hợp này tính cho xe Volga và xe Maz Theo trường hợp (a) ta có B1 = 3,92 m Với xe Volga b = 1,8m ; c = 1,42m ; V = 75 Km/h Ta có: x = 0,5 + 0,005V = 0,5 + 0,005.75 = 0,875 m y = 0,5 + 0,005V = 0,5 + 0,005.75 = 0,875 m ị B2 = + 0,875+ 0,875=3,36 (m) Bề rộng phần xe chạy là B1 + B2 = 3.92 + 3,36 = 7,28(m) c. Sơ đồ 3: 2 xe con đi ngược chiều trên 2 làn gặp nhau Dễ thấy rằng trường hợp này bề rộng làn xe là: B1 + B2 = 3,36 + 3,36 = 6.72 (m) * Theo quy phạm với đường cấp III, địa hình đồi, bề rộng phần xe chạy: B = 2 x 3,5 = 7,0 (m) Kiến nghị chọn bề rộng phần xe chạy là 7,0m độ dốc ngang là 2%. II.1.2.2.Theo sơ đồ tính của Pháp và nhiều nước châu Âu Dựa vào sơ đồ ta có công thức tính bề rộng làn xe B=b+ Trong đó: b - chiều rộng thùng xe, bảng 1.6.1 tài liệu [8] được ký hiệu là W, b=2.6 x - khoảng cách từ sườn thùng xe tới làn xe bên cạnh xem bảng3.3.1 tài liệu [8] x= 0.8 p – cự ly an toàn, bảng 3.3.1 tài liệu [8] p=0.8 ị B=2.6++0.8 = 4.2(m) II.1.2.3.Kết luận : Kiến nghị chọn bề rộng phần xe chạy là 7,0m độ dốc ngang là 2%(dự kiến mặt đường BTN). II.1.3. Lề đường: Theo TCVN - 4054 - 98 với đường cấp III địa hình đồi núi thì bề rộng lề đường là 2 x 2,5 (m) :Trong đó bề rộng lề gia cố 2x2.0m có độ dốc ngang 2%, kết cấu phần mặt giống phần xe chạy và bề rộng phần lề đất 2x0.5m,độ dốc ngang là 6%. II.1.4. Bề rộng nền đường: Bề rộng nền đường = bề rộng phần xe chạy + bề rộng lề đường. Bnền = (2 x 3,5) + (2 x 2,5) = 12,0m. Trắc ngang dự kiến thiết kế II.1.5. Độ dốc dọc lớn nhất cho phép imax . imax được tính theo 2 điều kiện: + Điều kiện sức kéo lớn hơn tổng sức cản D ³ f ± i ị imax = D - f + Điều kiện sức kéo nhỏ hơn tổng sức bám. D' = ị = D' - f Sau khi tính toán 2 điều kiện trên ta so sánh và lấy trị số nhỏ hơn. II.2.1. Tính độ dốc dọc lớn nhất theo điều kiện sức kéo lớn hơn tổng sức cản. Trong điều kiện này tính cho xe tải có thành phần lớn nhất trong dòng xe đó là xe Zil 150 chiếm 55% tổng số xe chạy trên đường. Với tốc độ thiết kế là 60Km/h. Dự tính kết cấu mặt đường sẽ làm bêtông nhựa f : Hệ số cản lăn, với V > 50 Km/h ta có f = f0[ 1 + 0,01(V-50)] , f0 = 0.022 V: Tốc độ tính toán Km/h. Kết qủa tính toán được thể hiện trên bảng sau: Bảng 2.1 Loại xe Volga Gaz51 Zil 150 Maz200 V(Km/h) 60 60 60 60 f 0,022 0.022 0,022 0,022 D 0,112 0.04 0,042 0.035 imax 0,09 0.018 0,02 0,013 II.2.2. Tính độ dốc dọc lớn nhất theo điều kiện sức kéo nhỏ hơn sức bám. Trường hợp này tính cho các xe trong thành phần dòng xe. D' = fi = D' - f Trong đó: Pw: sức cản không khí Pw = (KG) V: Tốc độ thiết kế Km/h. Vg : Vận tốc gió khi thiết kế lấy Vg = 0 (m/s). F : Diện tích cản gió của xe (m2). K : Hệ số sức cản không khí phụ thuộc vào mật độ không khí và hình dạng xe. Với xe Volga K=0.015 á 0.034(kG. S/m). Với xe tải K = 0.055 á 0.060(kG. S/m). j1 : Hệ số bám dọc lấy trong điều kiện bất lợi là mặt đường ẩm ướt, bẩn: j = 0,2 Gk : Trọng lượng trục chủ động Gk = 0,7G G : Trọng lượng toàn bộ xe. Diện tích cản gió của các loại xe F = 0,8 B.H đối với xe con,F=0,9B.H đối với xe tải. Dựa vào biểu đồ nhân tố động lực (hình (3-2) và (3-3))[2] tiến hành tính toán và kết quả được thể hiện trong bảng sau: Bảng thông số chỉ tiêu kỹ thuật của các loại xe Bảng 2.2 TT Các chỉ tiêu Xe con (Volga) Xe tảI nhẹ (Gaz51) Xe tảI vừa (Zil 150) Xe tảI nặng (Maz 200) 1 Sức chở 4 chỗ 2,5 tấn 4 tấn 7 tấn 2 TLcó hàng (kg) 1875 5350 8520 13625 3 TLkhông hàng(kg) 1500 2710 4100 6400 4 Tải trọng (kg) Trục trước 640 1600 2100 3565 Trục sau 640 3750 6150 10060 5 Khổ xe (mm) Dài 4055 5715 6720 7620 Rộng 1540 2280 2470 2650 Cao 1560 2130 2180 2430 6 Khoảng cách từ chống va trước(bađơsoc) dến trục sau của xe 3337 - - 5487 Bảng kết quả tính toán Bảng 2.3 Loại xe Xe con (Volga) Xe tảI nhẹ (Gaz51) Xe tảI vừa (Zil 150) Xe tảI nặng (Maz200) V(Km/h) 60 60 60 60 F(m2) 1.92 4.37 4.85 5.79 K 0.025 0.06 0.065 0.07 Pw (Kg) 13.29 72.61 87.3 112.23 j 0,3 0,3 0,3 0,3 G 1875 5350 8520 13625 Gk 640 3750 6150 10060 D’ 0.132 0.19 0.20 0.21 f 0,022 0.022 0,022 0,022 idmax 0.113 0.168 0.18 0.188 Nhận xét:Từ kết quả tính toán imax theo hai điều kiện trên, điều kiện lực bám luôn được đảm bảo nên ta chọn imax theo điều kiện lực kéo. Căn cứ theo TC [ 1 ] kiến nghị sử dụng độ dốc dọc lớn nhất cho phép theo tiêu chuẩn: idmax=7%. II.2.3.Kiểm tra vận tốc xe có thể khắc phục độ dốc lớn nhất idmax=7%. Ta có : D=f+ idmax=0.07+0.02=0.09 Dựa vào biểu đồ nhân tố động lực ta có: -Với xe Volga:V=80km/h -Với xe Gaz51:V=27km/h -Với xe Zil150:V=25km/h -Với xe Maz200:V=20km/h. Đây là độ dốc dọc có thể sử dụng trong trường hợp khó khăn nhất,nên chất lượng vận doanh của các loại xe là rất thấp, ứng với độ dốc dọc này(i=7%) chỉ có xe con là khắc phục được với tốc độ³Vtt, còn các loại xe tải đều chỉ đi được với vận tốc nhỏ hơn 50%Vtt .Khi thiết kế kiến nghị dùng độ dốc dọc không nên vượt quá 4%. II.1. Tính toán tầm nhìn xe chạy. II.1.1. Tầm nhìn 1 chiều. Tính cho ô tô cần hãm để kịp dừng xe trước chướng ngại vật. S1 = l1 + Sh + lo l1 : quãng đường ứng với thời gian phản ứng tâm lý t = 1 l1 = V.t = (m) Sh : Chiều dài hãm xe Sh = l0 : cự ly an toàn l0 = 5 á 10 m V : Vận tốc xe chạy (Km/h) K : Hệ số sử dụng phanh K = 1,2 vơí xe con, K=1,4 với xe tải, ở đây ta chọn K=1,3 j : Hệ số bám j = 0,5 i : Khi tính tầm nhìn lấy i = 0,00 S1 = + 10 = 63,5m.Quy tròn S1 =65m Theo TC[1] S1 = 75 m Vậy chọn S1 = 75 m. II.1.2. Tầm nhìn 2 chiều Tính cho 2 xe ngược chiều trên cùng 1 làn hãm xe để không đâm vào nhau ( Sơ đồ tính xem hình vẽ ). S2 = 2l1 + l0 + ST1 + ST2 Trong đó các giá trị giải thích như ở tính S1. S2 = Theo TC[1] thì chiều dài tầm nhìn S2 là 150 (m). Vậy chọn tầm nhìn S2 theo TCVN S2 = 150 (m). II.1.3. Tính tầm nhìn vượt xe Tầm nhìn vượt xe được tính theo các giả thiết: +Xe con chạy với tốc độ V1=75Km/h,xe tảI V2=60Km/h. +Xét đoạn đường nằm ngang(i=0). +Các trị số K,j,l0 lấy như trên. S4 = =525m Công thức trên có thế tính đơn giản hơn nếu như người ta dùng thời gian vượt xe thống kê trên đường theo hai trường hợp : +)Bình thường: S4 = 6V = 6.60 = 360 (m). +) Cưỡng bức:S4 = 4V = 4.60 = 240 (m). So sánh với qui phạm ta có S4 = 350 (m). Vậy chọn S4 theo qui phạm là S4 = 350 (m). Còn một sơ đồ S3 nữa nhưng đó là sơ đồ không cơ bản nên không dùng trong thiết kế. Trong thiết kế ta thường dùng sơ đồ 1và 2. II.2. Tính bán kính tối thiểu đường cong nằm. II.2.1. Khi có siêu cao. = 0,06 ; V = 60 (Km/h) ị = 135 ( m) Theo quy phạm ta có = 125 ( m) Vậy chọn = 125 (m) II.2.2. Khi không có siêu cao m : Hệ số áp lực ngang khi không làm siêu cao lấy m = 0,08 (hành khách không có cảm giác khi đi vào đường cong) in : Độ dốc ngang mặt đường in = 0,02(mặt đường dự kiến là BTN). 475(m). theo qui phạm Rminosc = 500 (m) II.2.3. Tính các bán kính trung gian giữa R và R. Thay đổi isc từ -2% đến 6% đồng thời nội suy giá trị m sử dụng công thức Ta có bảng bán kính thông thường sau: Bảng 2.4 Isc(%) -2 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 m 0.08 0.08 0.089 0.098 0.106 0.115 0.124 0.133 0.141 0.150 R(m) 500 285 250 220 200 185 170 155 145 135 Rtd(m) 500 500á 285 285á 250 250á 220 220á 200 200á 185 185á 170 170á 155 155á 145 145á 135 II.2.4. Tính bán kính tối thiểu để đảm bảo tầm nhìn ban đêm. S1: Tầm nhìn 1 chiều a: Góc chiếu đèn pha a = 20 = 1125 ( m ) Khi R<1125 (m) thì ta phải khắc phục bằng cách chiếu sáng hoặc làm biển báo cho lái xe biết. II.3. Độ mở rộng phần xe chạy trên đường cong nằm. Khi xe chạy trên đường cong nằm các bánh xe chuyển động trên các quĩ đạo riêng và chiếm phần đường lớn hơn do đó phải mở rộng mặt đường trong đường cong. Ta tính cho khổ xe dài nhất trong thành phần dòng xe là Maz 200 có LA= 5.487( m) và thành phần xe Volga có LA= 3.337(m) Đường có 2 làn xe ị độ mở rộng E tính như sau: E = với LA là khoảng cách từ badsoc của xe đến trục sau cùng của xe. R là bán kính đường cong nằm, V là vận tốc tính toán. Theo giá trị của Rtt được các giá trị E tương ứng như sau: Bảng 2.5 Rtd(m) 500 500á 285 285á 250 250á 220 220á 200 200á 185 185á 170 170á 155 155á 145 145á 125 EtảI 0.33 0.46 0.5 0.54 0.57 0.6 0.64 0.68 0.71 0.78 Econ 0.29 0.39 0.42 0.46 0.48 0.5 0.53 0.55 0.58 0.63 ETCVN - - - 0.6 0.7 0.7 0.7 0.7 0.8 0.8 Echọn 0 0.4 0.5 0.6 0.7 0.7 0.7 0.7 0.8 0.8 II.4. Tính chiều dài đường cong chuyển tiếp đoạn vuốt nối siêu cao. - Chiều dài tối thiểu của đường cong chuyển tiếp xác định theo công thức: Lct = (m) Trong đó: V: Tốc độ xe chạy. V = 60 Km/h I : Độ tăng gia tốc ly tâm trong đường cong chuyển tiếp I = 0,5 m/s3  R: Bán kính đường cong tròn cơ bản. - Chiều dài đoạn vuốt nối siêu cao: Lnsc = B là chiều rộng mặt đường B = 7 ( m ) E:là độ mở rộng phần xe chạy lấy như bảng2.3 in : Độ dốc nâng siêu cao (%). in = 0,5% isc : Độ dốc siêu cao thay đổi trong khoảng 0,02 á0,06. Giá trị Lchọn thoả mãn Lchọn=max{Lct,Lnsc} và >15m.Kết quả tính toán ở bảng : Bảng2.6 Rtd(m) 500 500á 285 285á 250 250á 220 220á 200 200á 185 185á 170 170á 155 155á 145 145á 125 Isc(%) -2 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 m 0.08 0.08 0.089 0.098 0.106 0.115 0.124 0.133 0.141 0.150 Lct(m) 20 35 40 45 50 50 55 60 65 75 Lnsc(m) - 30 40 50 55 65 70 80 90 95 Echọn 0.35 0.5 0.5 0.6 0.7 0.7 0.7 0.7 0.8 0.8 Lchọn 20 35 40 50 55 65 70 80 90 95 II.5.Chiều dàI tối thiểu của đoạn thẳng chêm giữa hai đường cong nằm: ( m). L1-Chiều dàI chọn bố trí đoạn nối siêu cao hoặc đường cong chuyển tiếp ứng với bán kính R1. L2-Chiều dàI chọn bố trí đoạn nối siêu cao hoặc đường cong chuyển tiếp ứng với bán kính R2. Giá trị L1,L2 lấy trong bảng2.6. Vì chưa cắm tuyến cụ thể trên bình đồ,nên chưa biết cụ thể bán kính R1,R2 ,do vậy để tiện cho thiết kế về sau ta lập bảng ghép nhóm bán kính để tìm ra trị số m tương ứng . -Với 2 đường cong cùng chiều ta có giá trị tương ứng trong bảng 1.7 Bảng 2.7 R1 R2 145á 125 155á 145 170á 155 185á 170 200á 185 220á 200 250á 220 285á 250 500á 285 500 145á125 95 95 90 85 80 75 75 70 70 60 155á145 95 90 85 80 80 75 70 65 65 55 170á155 90 85 80 75 75 70 65 60 55 50 185á170 85 80 75 70 65 60 60 55 55 45 200á185 80 80 75 70 65 60 60 55 50 45 220á200 75 75 70 65 60 55 55 50 45 35 250á220 75 70 65 60 60 55 50 45 45 35 285á250 70 65 60 55 55 50 45 40 35 30 500á285 65 65 60 55 50 45 45 40 35 30 500 60 55 50 45 45 35 35 30 30 20 -Với 2 đường cong nằm bán kính ngược chiều nhau thì đoạn chêm phảI thoả mãn các yêu cầu sau đây: +Theo TC[1]:-Đoạn chêm đủ dàI để bố trí các đường cong chuyển tiếp -Không nhỏ hơn 2V(m) giữa 2 đường cong ngược chiều(V tốc độ tính toán). -Chiều dài đoạn chêm nên lớn hơn 200m để đảm bảo về cảnh quan và thị giác. II.6. Xác định bán kính tối thiểu đường cong đứng. II.6.1. Đường cong đứng lồi tối thiểu. Bán kính tối thiểu được tính với điều kiện đảm bảo tầm nhìn 1 chiều. ( ở đây theo TCVN lấy d2 =0,00m ) d : chiều cao mắt người lái xe so với mặt đường d = 1,2m S1 = 75m ị = 2345 (m) Theo quy phạm = 2500 (m) Chọn = 2500 (m) II.6.2. Bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu Được tính theo 2 điều kiện: - Theo điều kiện giá trị vượt tải cho phép của lò xo nhíp xe và không gây cảm giác khó chịu cho hành khách. R = = 553,8 (m).Quy tròn R=555m. - Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm: R = hd : chiều cao đèn pha hd = 0,75 a : góc toả của pha đèn chiều đứng a=1 R = = 1370,0 (m) +119+8 Theo quy phạm = 1500 (m). Chọn = 1500 (m). Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật sẽ sử dụng trong thiết kế Số Các chỉ tiêu kỹ thuật Đơn vị Theo tính Theo quy Kiến nghị TT toán phạm chọn thiết kế 1 Cấp quản lý III III III 2 Cấp kỹ thuật Km/h 60 60 60 3 Lưu lượng xe năm thứ 20 xcqđ/ngđ 2600 1000á3000 2600 4 Vận tốc thiết kế Km/h 60 60 5 Bề rộng 1 làn xe m 4,26 3,5 3,5 6 Bề rộng phần xe chạy m 8,52 7,0 7,0 7 Bề rộng nền đường m 13,52 12 12 8 Bề rộng lề gia cố m 2x2 2x2 9 Bề rộng lề đất m 0.5x0.5 0.5x0.5 10 Bề rộng dải dẫn hướng 11 Số làn xe Làn 1 2 2 12 Bán kính đường cong nằm min m 135 125 125 13 Bán kính không siêu cao m 475 500 500 14 Bán kính đường cong nằm ban đêm m 1125 1125 1125 15 Tầm nhìn 1 chiều m 65 75 75 16 Tầm nhìn 2 chiều m 120 150 150 17 Tầm nhìn vượt xe m 360 350 350 18 Bán kính đường cong đứng lồi min m 2345 2500 2500 19 Bán kính đường cong lõm min m 1370 1500 1500 20 Độ dốc dọc lớn nhất 0/00 70 70 21 Dốc ngang lề đất 0/00 60 60 22 Dốc ngang mặt đường& lề gia cố 0/00 20 20 23 Độ mở rộng trên đường cong nằm m Chỉ tiêu xem bảng 1-5 24 Chiều dài đường cong chuyển tiếp Chỉ tiêu xem bảng 1-6 25 Chiều dài đoạn thẳng chêm -Giữa 2 đường cong cùng chiều - Giữa 2 đường cong ngược chiều Chỉ tiêu m xem bảng 120 1-7 120 26 Tần suất lũ thiết kế cống, rãnh % 4 4 Các chỉ tiêu kỹ thuật ở đây đều được chọn theo kiến nghị trong TCVN 4054-98 nhằm cải thiện nâng cao chất lượng đường (trường hợp giá trị tính toán nhỏ hơn kiến nghị trong TCVN 4054-98) hoặc có xét đến điều kiện kinh tế và kinh nghiệm khai thác đường nhiều năm cũng như dòng xe phổ biến ở Việt Nam (trường hợp giá trị tính toán lớn hơn tiêu chuẩn). Chương IIi GiảI pháp thiết kế tuyến trên bình đồ Thiết kế tuyến, cần chú ý thể hiện sự đều đặn, hài hòa với khung cảnh thiên nhiên, giảm tối thiểu vốn đầu tư ban đầu, giữa gìn môi sinh môi trường, tạo điều kiện thuận lợi cho thi công. Mặt khác, giữa các công việc thiết kế tuyến trên bình đồ, trắc dọc và trắc ngang có liên quan chặt chẽ với nhau. Vì vậy phải thiết kế phối hợp giữa các yếu tố trên. Song để tiện lợi trong quá trình thiết kế, thì đầu tiên ta vạch các hướng tuyến trên bình đồ thông qua các đường dẫn hướng tuyến. I. Vạch các phương án tuyến trên bình đồ và lựa chọn sơ bộ I.1. Lựa chọn cách đi tuyến. Trên bản đồ địa hình, cao độ điểm A là 4.56(m) Cao độ điểm B là 4.17 (m) Khoảng cách giữa A và B tính theo chiều dài đường chim bay là 3920m. Với địa hình đồi thoải có thể sử dụng lối đi tự do, cố gắng bám sát đường chim bay, tránh tổn thất cao độ không đáng có. Với những đoạn khó khăn về độ cao ta có thể dùng đường dẫn hướng tuyến dốc đều trên bản đồ, bằng cách đi bước compa cố định có chiều dài: (cm) Trong đó: DH là chênh cao giữa hai đường đồng mức liên tiếp DH = 5 (m) : tỷ lệ bản đồ( =). id : độ dốc đều Thực tế: id = imax - i' i' : độ dốc dự phòng rút ngắn chiều dài tuyến sau khi thiết kế i' ằ 0,02 = 1.00 cm (trên bản đồ). Tại những vùng địa hình thoải tranh thủ sử dụng đường cong có bán kính lớn sao cho tuyến uốn lượn mềm mại phù hợp với cảnh quan thiên nhiên. I.2. Vạch các phương án tuyến. Với cách đi tuyến như trên, kết hợp với các chỉ tiêu kỹ thuật trên bình đồ chọn tuyến ta có thể vạch được các phương án tuyến sau: * Phương án I * Phương án IA Bắt đầu từ A, vượt qua suối bám sát đường phân thuỷ qua đồi sau đó lại cắt ngang suối đến B. * Phương án IB Xuất phát từ A, vượt qua suối men theo suối tiếp đó vượt đồi sau đó lại cắt ngang suối đến B. * Phương án IC Xuất phát từ A, vượt qua suối men theo suối sau đó vượt đồi tới B * Phương án II Xuất phát từ A, đI dọc bờ suối ,sau đó vượtB. * Phương án III Xuất phát từ A, men theo sườn núi tiếp đó đi xuống thung lũng vượt đèo ở phía bên kia núi, men theo các sườn núi kế tiếp tới B. Phương án III, IV, V đưa ra chỉ mang tính chất tham khảo. Ta chọn 2 phương ánI, II để so sánh. I.3. So sánh sơ bộ các phương án tuyến. Bảng 3.1 Chỉ tiêu so sánh Phương án I II Chiều dài tuyến. 4361 4037 Hệ số triển tuyến 1.113 1.030 Số đường cong nằm 7 7 Số công trình cầu nhỏ 1 0 Số công trình cống 16 12 Bảng thiết kế chi tiết các cọc phương án I, II thể hiện tại phụ lục I chương 2 II. Tính toán các trị số trên mỗi phương án. Xác định các yếu tố của đường cong Chiều dài đường cong K= Phân cự P=R. Chiều dài đoạn tiếp tuyến T=R.tg(a/2) bảng các thông số đường cong nằm Phương án I Thứ tự Lý trình đỉnh Góc a (độ) R (m) P (m) T (m) K (m) D (m) Trái Phải 1 KM0 + 350.45 66.46 400 78.10 261.88 463.74 60.02 2 KM1 + 158.79 41.33 400 27.48 150.78 288.39 13.18 3 KM1 + 533.88 30.64 500 18.40 136.90 267.25 6.55 4 KM1 + 163.29 19.43 500 7.27 85.56 169.47 1.64 5 KM2 + 685.36 62.85 400 68.68 244.25 438.55 49.94 6 KM3 + 114.23 24.46 400 9.28 86.66 170.68 2.64 7 KM4 + 126.93 53.48 400 47.85 201.41 373.17 29.65 Phươngán II Thứ tự Lý trình Góc a (độ) R (m) P (m) T (m) K (m) D (m) Trái Phải 1 KM0 + 446.18 36.98 350 19.03 116.98 225.78 8.17 2 KM0 + 818.70 49.59 350 35.50 161.59 302.77 20.41 3 KM1 + 273.55 41.62 600 41.83 227.91 435.62 20.20 4 KM1 + 841.06 36.65 600 32.02 198.61 383.60 13.62 5 KM2 + 264.84 21.13 600 10.34 111.85 221.16 2.54 6 KM2 + 700.00 35.19 600 29.42 190.17 368.32 12.02 7 KM3 + 181.30 35.55 700 35.05 224.29 434.11 14.47 Chương iv GiảI pháp quy hoạch thoát n._.ước, tính toán thủy văn và xác định khẩu độ các công trình thoát nước I. Tính toán thủy văn Lưu lượng mưa tính toán lớn nhất Qmax được xác định theo 22TCN 220-95 của Bộ Giao Thông Vận Tải Việt Nam “Tính các đặc trưng của dòng chảy lũ”[28]: Qp%= AP.F . d.a.HP(m3/s) Trong đó: F : Diện tích lưu vực (Km2) P% : Tần suất lũ tính toán. Với đường cấp II lấy P = 4% a : Hệ số dòng chảy lũ. Xác định theo bảng 9-7[5]. Phụ thuộc vào đặc trưng lớp phủ bề mặt lưu vực, diện tích lưu vực, chiều dầy lượng mưa. a=0.85. d : Hệ số triết giảm do ao hồ, đầm lầy. Lấy theo bảng 9-5[4] d =0.65 HP% : Lượng mưa ngày ứng với tần suất P%=4%. Tra phụ lục 15 [5] ứng với vùng Hà Nam ta có Hp= 285mm. AP% : Mô đun dòng chảy đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế trong điều kiện d = 1. Xác định theo phụ lục 13[5], AP% = f(vùng mưa, fls, t ). Để tính toán Q ta phải xác định : + Chiều dài sườn dốc lưu vực : bsd= trong đó : ồl là tổng chiều dài suối nhánh (km) (chỉ tính với các suối có chiều dài lớn hơn 0,75 chiều rộng trung bình của lưu vực B ). L là tổng chiều dài suối chính (km). Đối với lưu vực có 2 mái dốc : B=(km) Đối với lưu vực có 1 mái dốc : B= (km) và trị số bsd xác định theo công thức trên nhưng thay hệ số 1,8 bằng hệ số 0,9. + Xác định đặc trưng địa mạo của sườn dốc lưu vực : bsd0,6 fsd = msd.Isd0,3(a.HP)0,4 Isd là độ dốc của sườn lưu vực tính theo phần nghìn, xác định trên thực tế địa hình. msd là hệ số nhám sườn dốc xác định theo bảng 9-9[5].Lấy msd =0.15 + Xác định thời gian tập trung nước t theo phụ lục 14 [5]. với t =f(vùng mưa, fsd). + Xác định hệ số đặc trưng địa mạo của lòng sông, suối theo công thức : 1000L fls= mls.Ils1/3F1/4(a.HP)1/4 trong đó : L là tổng chiều dài suối chính (km),phụ thuộc vào lưu vực. Ils là độ dốc lòng suối chính, tính theo phần nghìn. mls là hệ số nhám của lòng suối xác định theo bảng 9-10 [4].Lấy mls =11 Sau khi xác định được tất cả các hệ số trên thay vào công thức tinh Q ta xác định được lưu lượng Qmax. Kết quả tính toán chi tiết được thể hiện tại phụ lục 1 chương 3.1. Sau khi chọn khẩu độ cống, ta xác định cao độ khống chế trên cống bằng cách vẽ các trắc ngang tại vị trí cống. Cụ thể xem trong phụ lục I chương 3.2. Bảng tổng hợp tính toán lưu lượng Q chọn khẩu độ cống và tính các yếu tố thuỷ lực cống PAI Bảng 4-1 Tên cống Lý trình F(Km2) Q(m3/s) F H(m) V(m/s) Cao độ kc(m) c1 Km0+289.65 0.0323 1.057 1.00 0.92 2.17 105.38 c2 Km0+400.00 0.4051 6.736 2x1.75 1.40 2.61 105.83 c3 Km0+792.01 0.1498 2.783 1.50 0.60 2.64 107.31 c4 Km1+23.28 0.0316 0.672 1.00 0.71 1.84 111.94 c5 Km1+235.88 0.0097 0.515 1.00 0.65 1.74 118.26 c6 Km1+381.37 0.0108 0.573 1.00 0.66 1.76 121.67 C7 Km1+700.00 0.0119 0.631 1.00 0.50 1.50 128.59 C8 Km2+37.88 0.0192 1.019 1.00 0.91 2.15 123.54 C9 Km2+494.50 0.1223 2.253 1.50 0.81 1.88 114.46 c10 Km2+560.07 0.0798 1.659 1.50 1.01 2.17 114.37 c11 Km2+685.36 0.0198 1.321 1.00 0.92 2.17 114.45 c12 Km2+816.09 0.0192 1.268 1.00 0.91 2.15 113.64 c13 Km2+900.00 0.0179 0.606 1.00 0.67 1.78 114.43 c14 Km2+984.61 0.0238 0.543 0.75 0.63 1.78 113.91 c15 Km3+508.81 0.1409 2.529 1.50 1.29 2.53 108.85 c16 Km3+959.76 0.2060 3.633 1.75 1.47 2.71 105.98 Cầu Km4+200.00 3.4614 39.788 4x4.0 3.39 4.61 105.84 PAII Bảng 3-2 Tên cống Lý trình F(Km2) Q(m3/s) F H(m) V(m/s) Cao độ kc(m) c1 Km0+277.27 0.0049 0.260 0.750 0.65 1.84 111.83 c2 Km0+400.00 0.0023 0.122 0.750 0.61 1.73 111.82 c3 Km0+521.24 0.0018 0.096 0.750 0.60 1.71 110.02 c4 Km0+929.20 0.0095 0.780 1.00 0.64 1.81 120.91 c5 Km1+229.40 0.0037 0.196 0.750 0.63 1.79 126.26 c6 Km1+344.36 0.0041 0.218 0.750 0.64 1.81 126.34 c7 Km1+900.00 0.1212 3.983 1.750 1.56 2.80 114.77 c8 Km2+137.60 0.2422 7.545 2x1.75 1.52 2.76 113.59 c9 Km2+457.68 0.0288 1.528 1.00 0.66 1.81 114.93 c10 Km2+600.00 0.0059 0.313 0.750 0.67 1.88 113.85 c11 Km2+900.00 0.4779 16.224 3x2.00 1.75 2.95 110.37 c12 Km3+820.55 0.5489 18.254 3x2.00 1.88 3.11 104.61 Chương V GiảI pháp thiết kế trắc dọc ,trắc ngang và tính khối lượng đào đắp A-Thiết kế trắc dọc I. Các yêu cầu Sau khi chọn được ra 2 phương tuyến trên bình đồ, tiến hành lên mặt cắt dọc các phương án đó, tại các cọc 100m (cọc H), cọc khống chế (điểm đầu, điểm cuối, cầu, cống .....), các cọc 50m sau đó nghiên cứu kỹ địa hình để vạch đường đỏ cho phù hợp với các yêu cầu về kinh tế kỹ thuật. Khi thiết kế đường đỏ cần chú ý kết hợp thiết kế Bình đồ - Mặt cắt dọc - Mặt cắt ngang cho phù hợp làm cho tuyến hài hoà, tránh bóp méo về mặt thị giác. Đảm bảo cho tuyến khi đưa vào sử dụng đạt được các chỉ tiêu An Toàn - Êm Thuận - Kinh Tế. I.1. Các số liệu thiết kế +) Bình đồ phương án tuyến tỷ lệ 1/10000 với H = 5 (m). +) Các số liệu địa chất thuỷ văn +) Các số liệu về thiết kế bình đồ, thiết kế thoát nước. I.2. Trình tự thiết kế Dựa vào bình đồ tuyến, xác định cao độ các cọc H100, Km, cọc địa hình, cọc đường cong, sau đó phân trắc dọc tự nhiên thành các đoạn đặc trưng về địa hình qua độ dốc sườn dốc tự nhiên xác định cao độ, vị trí khống chế : cao độ điểm đầu, điểm cuối, cao độ khống chế qua cầu, cống . Xác định các điểm mong muốn : điểm đào đắp kinh tế, cao độ đào đắp đảm bảo điều kiện thi công cơ giới, trắc ngang chữ L. II. Thiết kế đường đỏ. Sau khi có các điểm khống chế (cao độ điểm đầu tuyến, cuối tuyến, điểm khống chế qua cầu cống ,đường giao khác mức ...) và điểm mong muốn(hkt), trên đường cao độ tự nhiên ta tiến hành thiết kế đường đỏ. * Các yêu cầu khi thiết kế đường đỏ. +) Đường đỏ thiết kế phải lượn đều với độ dốc hợp lý. +) Trong phạm vi có thể, tránh dùng những đoạn dốc ngược chiều khi tuyến đang liên tục lên hoặc liên tục xuống. Các đoạn đổi dốc không nhỏ hơn 150m. +) Nền đường đào và nửa đào nửa đắp không nên thiết kế với độ dốc dọc nhỏ hơn 5ọ (cá biệt 3ọ). +) Hạn chế đoạn tuyến đi với độ dốc max, trong các trường hợp đường có nhiều xe thô sơ và xe đạp nên dùng độ dốc i < 4% +) Tránh đổi dốc lõm trong các nền đường đào. +) Tránh thoát nước từ nền đắp thấp sang nền đào. +) Đường cong đứng bố trí ở những chỗ đổi dốc mà i1 - i2 ³ 1% với đường cấp III. +) Phải đảm bảo cao độ của những điểm khống chế. +) Khi vạch đường đỏ cố gắng bám sát những cao độ mong muốn để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật và điều kiện thi công. +) Kẻ đường đỏ tiến hành theo phương pháp đường bao ( có đường đào xen kẽ với đường đắp ) bám theo địa hình thiên nhiên. Sau khi thiết kế xong đường đỏ ta tiến hành tính toán các cao độ đào đắp, cao độ thiết kế tại tất cả các cọc. Kết quả thiết kế đường đỏ được thể hiện trên bản vẽ trắc dọc số 1 và số 2 và phụ lục 1 chương 4.3. iii. Thiết kế đường cong đứng. Theo quy phạm, đối với đường cấp III, tại những chỗ đổi dốc trên đường đỏ mà hiệu đại số giữa 2 độ dốc ³ 1% cần phải tiến hành bố trí đường cong đứng để đảm bảo tầm nhìn, êm thuận, an toàn xe chạy và sự hài hòa của tuyến đường. Theo tiêu chuẩn kỹ thuật đề ra ở chương I: Bán kính đường cong đứng lõm min = 1000m Bán kính đường cong đứng lồi min = 2500m (Theo TCVN 4054-98) Các yếu tố đường cong đứng được xác định theo các công thức sau: K = R (i1 - i2) (m) T = R (m); P = (m) Trong đó: i : Độ dốc dọc (lên dốc lấy dấu (+), xuống dốc lấy dấu (-)) (%) K : Chiều dài đường cong (m) T : Tiếp tuyến đường cong (m) P : Phân cự (m) Kết quả tính toán đường cong đứng được thể hiện tại phụ lục 1 chương 4 Sau khi thiết kế mặt cắt dọc, tiến hành thiết kế mặt cắt ngang và tính toán khối lượng đào đắp... B-Thiết kế trắc ngang IV. Các nguyên tắc thiết kế mặt cắt ngang. Trong quá trình thiết kế bình đồ và trắc dọc phải đảm bảo những nguyên tắc của việc thiết kế cảnh quan đường, tức là phải phối hợp hài hòa giữa bình đồ, trắc dọc và trắc ngang. ứng với mỗi sự thay đổi của địa hình có các kích thước và cách bố trí lề đường, rãnh thoát nước, công trình phòng hộ khác nhau. Căn cứ vào cấp hạng đường và điều kiện địa hình cũng như tiêu chuẩn kỹ thuật đề ra, mặt cắt ngang được thiết kế với quy mô như sau. * Chiều rộng mặt đường B = 7 (m). * Chiều rộng lề đường 2x2,5 = 5 (m). * Mặt đường&lề gia cố bằng bê tông át phan có độ dốc ngang 2%, độ dốc lề đất là 6%. * Mái dốc ta luy nền đắp 1:1,5 * Mái dốc ta luy nền đào 1 : 1,5 * ở những đoạn có đường cong, tùy thuộc vào bán kính đường cong nằm mà có độ mở rộng khác nhau. * Rãnh biên thiết kế theo cấu tạo, sâu 0,5m, bề rộng đáy: 0,4m Trắc ngang điển hình được vẽ trên bản vẽ số 5 C. Tính khối lượng đào đắp : Thực tế địa hình không bằng phẳng nên việc tính toán khối lượng đào đắp rất phức tạp. Để đơn giản mà vẫn đảm bảo độ chính xác cần thiết ta áp dụng phương pháp sau : + ) Chia tuyến thành các đoạn nhỏ với các điểm chia là các cọc địa hình, cọc đường cong, điểm xuyên, cọc H100, Km; +) Trong các đoạn đó giả thiết mặt đất là bằng phẳng, khối lượng đào hoặc đắp như hình lăng trụ. Và ta tính được diện tích đào đắp theo công thức sau: Fđào tb = (Fiđào + Fi+1đào )/2 (m2) Fđắp tb = (Fiđắp + Fi+1đắp)/2 (m2) Vđào = Fđào tb .Li-i+1 (m3) Vđắp = 1,2Fđắp tb. Li-i+1 (m3) . ( Kết quả tính chi tiết khối lượng đào đắp được trình bày ở phụ lục 1 chương 5.1 ) Phương án I: + Vđào=39769,22 m3; Vđắp = 65616,50 m3 Phương án II: + Vđào=21842,38 m3; Vđắp = 38963,65 m3 Chương Vi xác định lượng tiêu hao nhiên liệu, thời gian xe chạy lý thuyết cho các phương án thiết kế I. Lập đồ thị tốc độ xe chạy và thời gian xe chạy. I.1. Xác định tốc độ trên từng đoạn dốc theo điều kiện cân bằng sức kéo. Được xác định cho xe tải nặng có thành phần lớn nhất trong dòng xe, Vận tốc max của xe là Vmax = 65 (Km/h) D = f + I tra biểu đồ nhân tố động lực theo [3] ta xác định được Vcb. Với: f = f0 .{1+0,01.(V-50)} = 0,02.{1+0,01.(60-50)} = 0,022 I.1.2. Xác định tốc độ hạn chế. Tốc độ hạn chế là những nơi làn xe cần phải giảm tốc độ vì lý do an toàn cũng như đảm bảo êm thuận khi xe chạy. Tốc độ hạn chế tại: - Đường cong bán kính nhỏ: Vhc = - Tại các đường cong lồi, tầm nhìn bị hạn chế. - Tại các đường cong lõm, bán kính nhỏ: V = Do chọn đường cong đứng lồi và lõm có bán kính lớn nên xe không bị hạn chế tốc độ khi chuyển động trên đường cong đứng. I.1.3. Xác định các đoạn tăng giảm tốc Stg = (m) Trong đó: Stg: Chiều dài đoạn tăng tốc hay giảm tốc (m) DTB: Trung bình nhân tố động lực giữa V1 và V2 f : Hệ số sức cản lăn. V1, V2 là vận tốc trước và sau khi giảm tốc độ. I.2. Trường hợp cần phải sử dụng hãm xe. Trường hợp này gặp phải khi xe đang chạy với tốc độ cao nhưng do điều kiện về đường xá, xe phải giảm tốc độ để đảm bảo rằng khi tới đoạn đường đang xét, tốc độ không nhỏ hơn tốc độ hạn chế đối với đoạn đường đó. Chiều dài đoạn hãm xe cần thiết xác định như sau: Sh = K. - K : Hệ số sử dụng phanh lấy K = 1,3 - j : Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường j = 0,5. I.3. Lập đồ thị vận tốc lý thuyết cho từng phương án tuyến Biểu đồ vận tốc được lập cho xe tải vừa Zil150 là xe có thành phần lớn nhất trong dòng xe theo hai chiều đI, về. (Biểu đồ vận tốc được thể hiện trên bản vẽ số 1 và 2) II. Tính toán thời gian xe chạy lý thuyết và lượng tiêu hao nhiên liệu II.1.Tính thời gian xe chạy Thời gian xe chạy được tính theo công thức :T= Vận tốc xe chạy trung bình trên tuyến : Vtb= Kết quả: thời gian xe chạy trung bình và vận tốc xe chạy trung bình: TTBI = 4.29( phút) VTBI = 61.87 (km/h) TTBII = 3.95 ( phút) VTBII = 62.08 (km/h) Tính toán chi tiết được thể hiện tại phụ lục 1 chương 6 II.2.Tính toán lượng tiêu hao nhiên liệu Lượng tiêu hao nhiên liệu của xe chạy trên toàn tuyến thiết kế cũng là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá phương án tuyến về mặt kinh tế. Lượng tiêu hao nhiên liệu trên 100 km được xác định theo công thức sau đây: Q100 = (l/100 km) (1) Trong đó: qc : Là tỷ suất tiêu hao nhiên liệu (g/mã lực giờ) Nc: Công suất của động cơ (mã lực) V : Tốc độ xe chạy (km/h) g : Tỷ trọng nhiên liệu (g = 0,9) Tỷ suất tiêu hao nhiên liệu qc thay đổi theo số vòng quay của động cơ và tuỳ theo mức độ mở bướm xăng. Khi mở 100% bướm xăng thì qc thay đổi từ 250 á 300 q/mã lực giờ. Công suất của động cơ tính theo công thức: Nc = (mã lực) (2) Trong đó: h : là hệ số hiệu dụng của động cơ. h = 0,8 - 0,9 với ôtô tải [2]. G : Trọng lượng của ôtô khi chở hàng. K : là hệ số cản khí phụ thuộc vào độ nhám và hình dạng của xe (kg S2/m2)[2]. w : là diện tích cản khí (m2) f : là hệ số cản lăn (f = 0,02) i : Độ dốc mặt đường. Để đánh giá chất lượng tiêu hao nhiên liệu cho các loại xe (Xe tải nặng chiếm tỷ lệ cao nhất) trong TP dòng xe, tính tiêu hao cho xe tải nặng với các đặc trưng sau đây: G = 8250 kg K = 0,06 (kgS2/m4) w = 4.85 m2 qc = 270 (g/mã lực giờ) Từ (1) thay vào (2) và biến đổi ta được: Q100 = Lượng tiêu hao nhiên liệu trên đường xác định bằng cách tính Q100 cho từng đoạn ngắn, trên mỗi đoạn hệ số sức cản của đường không và tốc độ chạy cũng xem như không đổi. Q100i =0,123.[0,022.V2 + 8250(f ± i)]. Lượng tiêu hao nhiên liệu trên đường khi đó sẽ là: Q100 = (2) Trong đó: Li : Chiều dài từng đoạn ngắn (Km) Q100i : Lượng tiêu hao nhiên liệu tính cho 100 km ứng với đoạn Li (L/100km).Khi xuống dốc trị số Q100 lấy tối thiểu cho máy không bị chết Q100=3kg/100km. Kết qủa: QI =0.3937(lit/km). QII =0.3934(lit/km) Tính toán chi tiết tiêu hao nhiên liệu phụ lục I chương 6.1. Chương VIi GiảI pháp thiết kế kết cấu áo đường I.Một số nguyên tắc khi thiết kế mặt đường I.1. Nguyên tắc Phải luôn có quan điểm thiết kế tổng thể nền mặt đường tức là phải sử dụng các biện pháp thích đáng để nâng cao cường độ và cải thiện chế độ thuỷ nhiệt của nền đất. Phải chú ý đến phân kỳ xây dựng để lựa chọn chiến lược đầu tư. Khi thiết kế mặt đường phải phù hợp với điều kiện thi công, kết cấu mặt đường phải đơn giản để thi công thuận lợi. I.2. Căn cứ thiết kế Căn cứ theo Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4054-98;Quy trình 22TCN 211-93;[24]. II. Tính toán kết cấu áo đường Căn cứ vào các yêu cầu trên, căn cứ vào điều kiện thực tế của địa phương, đồng thời có xét đến tình hình mạng lưới đường hiện có trong vùng. Đề xuất dùng phương án áo đường mềm. Tuyến đường thiết kế là đường cấp III do vậy căn cứ vào quy trình 22TCN 211-93 đề xuất sử dụng áo đường cấp cao A1 ở năm cuối thời kỳ tính toán cho cả hai phương án đầu tư ( tập trung và phân kỳ ). Đề xuất các giải pháp phân kỳ đầu tư và tiến hành luận chứng kinh tế lựa chọn giải pháp đầu tư. II.1. Các thông số tính toán a, Đất nền và các chỉ tiêu của đất nền Loại đất nền: đất á cát có độ ẩm tương đối W/Wnh = 0,6 Độ chặt của đất K= 0,98. Lực dính C=0,35 daN/cm2. Góc nội ma sát j0= 200 ; Môđuyn đàn hồi Eo=380 daN/cm2 ; b, Đặc trưng của một số vật liệu làm áo đường: Bảng 7-1 Lớp Vật liệu E (daN/cm2) Ru C j K' Võng(300) Trượt(60) Kéo uốn daN/cm2 daN/cm2 độ 1 BTN hạt nhỏ 2700 2000 15000 14 3 1.6 2 BTN hạt vừa 3000 2500 13000 14 3 1.6 3 BTN hạt thô 3500 2500 10000 14 3 1.6 4 Cấp phối đá dăm loại I 3500 3500 5 Cấp phối đá dăm loại II 2500 2500 6 Cát đen gia cố XM 6% 1800 1800 1.5 7 Cấp phối sỏi cuội 2200 2200 42 0.4 8 Nền đất 380 380 0.35 20 c, Lưu lượng xe Theo số liệu điều tra thì lưu lượng xe năm thứ 20 của tuyến đường là 1300 xe/ng.đêm. Thành phần dòng xe bao gồm: + Xe tải nặng 20% + Xe tải vừa 55% + Xe tải nhẹ 15% + Xe con 10% - Quy luật tăng trưởng xe theo dạng hàm số mũ: Ni = N0 (1+q)t Trong đó: + Ni : lưu lượng xe năm thứ i, xe/ng.đêm + N0: lưu lượng xe đầu thời kỳ tính toán, xe/ng.đêm + q: Hệ số tăng trưởng xe hàng năm, q = 0,08 Lưu lượng xe năm thứ nhất là: N0= N20/ (1+0.08)20 = 279 xe/ng.đêm. Từ đó tính toán lưu lượng xe cho các năm thứ 5, năm thứ 10, năm thứ 15, kết quả: Bảng 7-2 N20 Q N0 N5 N8 N10 N15 1300 0.08 278.91 409.81 516.25 602.15 884.76 d. Tải trọng trục tính toán Theo quy trình [2]thì tải trọng trục tính toán là tải trọng trục đơn: + Tải trọng trục tiêu chuẩn 10T. + áp lực tính toán lên măt đường P = 6 daN/cm2. + Đường kính vệt bánh xe tương đương D=33 cm e, Lưu lượng xe tính toán Lưu lượng xe tính toán là số lượng xe đã qui đổi trong tương lai và sẽ chạy trên một làn xe có khả năng thông hành lớn nhất trong một ngày đêm. Hệ số qui đổi: ai : Hệ số qui đổi tra bảng 3-2 [1] Bảng 7-3 Loại xe Volga Gaz51 Zil150 Maz200 Thành phần dòng xe(%) 10 15 55 20 Trọng lượng trục(T) 0.64 3.75 6.15 10.06 Hệ số quy đổi 0 0.02 0.25 1 Ni: Lưu lượng xe năm thứ i g : Hệ số xét đến sự phân bố làn xe: g = 0,55 Như vậy lưu lượng xe quy đổi về tải trọng xe tiêu chuẩn ở các năm tính toán như sau: ( tra bảng 3-3 [1]). Bảng 7-4 Năm 5 10 15 20 Loại xe % AI Nlt Nqđ Nlt Nqđ Nlt Nqđ Nlt Nqđ Gaz51 15 0.02 61.47 1.23 90.30 1.81 132.71 2.65 195.00 3.90 Zil150 55 0.25 225.40 56.35 331.10 82.78 486.61 121.65 715.00 178.75 Maz200 20 1 81.96 81.96 120.40 120.40 176.95 176.95 260.00 260.00 Tổng 139.54 204.98 301.26 442.65 Ntt=0.55xNqđ 76.75 112.74 165.69 243.46 f. Xác định môđuyn đàn hồi yêu cầu Tuỳ thuộc vào lưu lượng xe tại các thời điểm tính toán khác nhau ta tính môđuyn đàn hồi để phục vụ cho việc tính toán áo đường theo các phương án đầu tư. Bảng 7-5 Cấp đường Năm tt Loại mặt Lượng xe Xe/ng.đ Eyc daN/cm2 Emin daN/cm2 Echọn daN/cm2 III 10 A2 112.74 1487 1150 1487 III 15 A1 165.69 1556 1400 1556 III 20 A1 243.56 1627 1400 1627 II.2. Tính toán cường độ kết cấu áo đường theo các phương án đầu tư. a. Đầu tư tập trung.(15năm) Để lựa chọn kết cấu áo đường có chi phí xây dựng rẻ nhất đồng thời vẫn đảm bảo đáp ứng các yêu cầu đặt ra, tiến hành so sánh sơ bộ các kết cấu áo đường thông qua chi phí xây dựng ban đầu của từng kết cấu áo đường rồi chọn phương án áo đường có chi phí rẻ nhất Trên cơ sở đó đưa ra các giải pháp kết cấu áo đường loại A1 như sau: Bê tông nhựa hạt mịn h4=5cm E 4=2700 daN/cm2 Bê tông nhựa hạt vừa h3=7cm E 3=3000 daN/cm2 Các phương án móng PAI PAII PAIII Cấp phối đá dăm I E2=3500daN/cm2 Cấp phối đá dăm I E2=3500daN/cm2 Cấp phối đá dăm I E2=3500daN/cm2 Cấp phối đá dăm II E1=2500 daN/cm2 Cát đen GCXM 6% E1=1800 daN/cm2 Cấp phối sỏi cuội E1=2200daN/cm2 Nền á cát E0=380daN/cm2 Nền á cát E0=380daN/cm2 Nền á cát E0=380daN/cm2 2.1 Xác định bề dày các lớp vật liệu cấu tạo áo đường. Tầng mặt gồm hai lớp BTN hạt mịn và lớp BTN hạt vừa là đắt tiền, nên khi thiết kế nếu quá dầy sẽ không kinh tế. Vì vậy ta cố định chiều dầy của hai lớp trên đắt tiền theo bề dày tối thiểu (Trên cơ sở môđuyn đàn hồi yêu cầu) rồi thay đổi và tính toán chiều dày các lớp dưới. - Tính toán lựa chọn giải pháp tốt nhất: Trong đó: và h1,h2 : là chiều dày lớp trên và lớp dưới của áo đường. E1, E2 : là môđuyn đàn hồi của vật liệu lớp trên và lớp dưới. Chuyển hệ nhiều lớp về hệ hai lớp bằng cách đổi các lớp kết cấu áo đường lần lượt hai lớp một theo thứ tự từ trên xuống theo công thức: Sau đó xem lớp tương đương có chiều dày H = h + h2 và trị số môđuyn đàn hồi Etb là lớp trên rồi tiếp tục quy đổi với lớp dưới về một lớp. Sau khi quy đổi xong cần nhân thêm hệ số b với Etb ta được trị số điều chỉnh (trị số b phụ thuộc vào tỷ số H/D) . - Tính toán lựa chọn giải pháp tốt nhất: Chọn h4 = 5cm ; h3 =7cm ; và Tra toán đồ 3.3[1] ta có . Suy ra Ech4=0.54x2700= 1458 daN/cm2). và Tra toán đồ 3.3[5] ta có .Suy ra Ech3=0.43x3000=1290(daN/cm2).Với giá trị Ech3=1290 daN/cm2, Tiến hành chọn móng kinh tế có kết cấu rẻ tiền nhất nhưng vẫn đáp ứng khả năng chịu lực . Bảng tính toán lựa chọn chiều dầy của hai lớp dưới Bảng6-6 Giải pháp h2 I 12 0.364 0.369 0.275 962.50 0.385 0.152 0.910 30.030 14 0.424 0.369 0.261 913.50 0.365 0.152 0.820 27.060 16 0.485 0.369 0.244 854.00 0.342 0.152 0.759 25.047 II 12 0.364 0.369 0.275 962.50 0.534 0.211 1.190 39.270 14 0.424 0.369 0.261 913.50 0.499 0.211 1.050 34.650 16 0.485 0.369 0.244 854.00 0.457 0.211 0.871 28.743 III 12 0.364 0.369 0.275 962.50 0.438 0.173 0.990 32.670 14 0.424 0.369 0.261 913.50 0.415 0.173 0.901 29.733 16 0.485 0.369 0.244 854.00 0.388 0.173 0.810 26.730 Bảng so sánh giá thành các giải pháp(Đơn giá được lấy theo[24]) Bảng6-7 Giải pháp H2 G2 đ/100m2 h1 G1 đ/100m2 ồG đ/100m2 Chọn I Cấp phối đá dăm loại I Cấp phối đá dăm loại II 12 933935 31 2365469 3299404 14 1089591 28 2136552 3226143 ỹ 16 1245247 26 1983941 3229188 II Cấp phối đá dăm loạI I Cát đen gia cố 6%XM 12 933935 40 4367191 5301126 14 1089591 35 3821292 4910883 16 1245247 29 3166213 4411460 ỹ III Cấp phối đá dăm loạI I Cấp phối sỏi cuội 12 933935 33 2639644 3573579 14 1089591 30 2399676 3489267 16 1245247 27 2159709 3404955 ỹ ỹ: Giải pháp chọn Nhận thấy phương án 2 của giải pháp I có kết cấu móng là rẻ nhất, G =3226143 đ/100m2 nhỏ hơn phương án khác . Chọn phương án 2 của giải pháp I làm kết cấu cho phương án đầu tư tập trung một lần với thời gian so sánh là 15 năm. 2.2 Kiểm tra kết cấu của giải pháp chọn theo 3 tiêu chuẩn trạng thái giới hạn. a. Kiểm tra kết cấu theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi. Công thức tính: Trong đó: và Quy đổi hệ bốn lớp về một lớp tương đương có Bảng 7-8 TT Lớp EI t Hi K Htbi Etb 1 BTN hạt mịn 2700 0.952 5 0.102 54 2822.7 2 BTN hạt vừa 3000 1.068 7 0.167 49 2835.4 3 Cấp phối đá dăm loại I 3500 1.400 14 0.500 42 2808.6 4 Cấp phối đá dăm loại II 2500 28 - Xác định Ech . Nên Etb được nhân với hệ số b = 1.1889 Ett = b.Etb = 1.1889x2822.7= 3356.0daN/cm2 . Từ . Tra toán đồ 3.3[1] được ị Ech = 0.47.Ett = 0.47x3519.68= 1577daN/cm2 So sánh ta có Ech =1577 daN/cm2> Eyc =1556daN/cm2 do đó kết cấu áo đường đã chọn đảm bảo về tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép. b. Kiểm tra kết cấu theo tiêu chuẩn đảm bảo chống trượt của nền đất và các lớp vật liệu rời rạc: b.1. Kiểm tra với nền đất Công thức tính: ; Trong đó: và Bảng 7-9 TT Lớp EI t Hi K Htbi Etb 1 BTN hạt mịn 2000 0.724 5 0.102 54 2685.4 2 BTN hạt vừa 2500 0.890 7 0.167 49 2763.1 3 Cấp phối đá dăm loại I 3500 1.400 14 0.500 42 2808.6 4 Cấp phối đá dăm loại II 2500 28 Quy đổi hệ về một lớp tương đương như trên ta có: Ett = 2685.4xd1.1889aN/cm2=3192.7daN/cm2 - Xác định Ech Từ các số liệu: ;. Tra toán đồ H 3-7[1] ta các định được daN/cm2 Từ H = 54 cm; j = 200 Tra toán đồ 3.9[1] ta xác định được tab = - 0.0054 daN/cm2 Vậy: t = tam+ tab= 0.114-0.0054= 0.1086daN/cm2 . - ứng suất cắt cho phép cuả nền đất: [t] =K’.c Với: Trong đó: n: hệ số vượt tải do xe chạy, n = 1.15 m: hệ số xét đến đk tiếp xúc của kết cấu trên thực tế không đúng như giả thiết(làm việc đồng thời hay chuyển vị tự do giữa các lớp) đối với nền đất lấy m = 0.65. K1: hệ số xét đến khả năng chống cắt dưới tác dụng cuả tải trọng trùng phục K1 = 0.6 K2: hệ số an toàn xét đến sự làm việc không đồng nhất cuả kết cấu K2 = 0.8. Kkt: hệ số xét đến yêu cầu khai thác Kkt = 1 Suy ra: [t] =0.642x0.35 = 0.225 daN/cm2 So sánh thấy: t = 0.1086daN/cm2 < [t] = 0.225daN/cm2 . Nên nền đất đảm bảo điều kiện chống trượt. b.2 Kiểm tra điều kiện trượt của các lớp bê tông nhựa ở nhiệt độ cao Lớp BTN hạt mịn H4=5cm;E4=2000daN/cm2 Lớp BTN hạt vừa H3=7cm;E3=2500 daN/cm2 Cấp phối đá dăm I H2=14cm;E2=3500 daN/cm2 Cấp phối đá dăm II H1=28cm;E1=2500 daN/cm2 Nền đất á cát E0=380 daN/cm2 Quy đổi hai lớp trên về một lớp tương đương có: Bê tông nhựa mịn H4=5cm;E4=2000 daN/cm2 Bê tông nhựa vừa H3=7cm;E3=2500daN/cm2 ị E tb==2291.7daN/cm2 Quy đổi hai lớp dưới về một lớp tương đương cùng với nền đất ta có: STT Lớp E(daN/cm2) H(cm) Etb(daN/cm2) 2 Cấp phối đá dăm I 3500 14 2808.6 1 Cấp phối đá dăm II 2500 28 - Xác định Ech . Nên Etb được nhân với hệ số b = 1.140 Ett = b.Etb = 1.140x2808.6 = 3201.8daN/cm2 . Từ ;Tra toán đồ 3.3[1] được ị Ech = 0.415.Ett = 0.415x3202= 1328.83daN/cm2 Quy đổi lớp tương đương và nền về một bán không gian có: Ta có ; Tra toán đồ 3-13[1] ta xác định được: ị daN/cm2 daN/cm2 So sánh có daN/cm2 <daN/cm2 nên lớp bê tông nhựa đảm bảo điều kiện chống trượt. c. Kiểm tra lớp bêtông nhựa theo điều kiện chịu kéo khi uốn. Quy đổi lớp tương đương và nền về một bán không gian có: Echm=1333.73 daN/cm2 Lớp bê tông nhựa có: STT Lớp E h Etb 1 BTN hạt mịn 15000 5 13810.2 2 BTN hạt vừa 13000 7 =13810.2daN/cm2 . Trong đó: =0.714và =1.154 Tra toán đồ 3-11[1] s*ku daN/cm2 sku = 1,15.p. s*ku Ru daN/cm2 Kết luận 0.364 4.31 1.30 8.37 14 Đạt yêu cầu Vậy kết cấu của phương án đầu tư tập trung thoả mãn tất cả các tiêu chuẩn đề ra. B. Phương án đầu tư phân kỳ 1 .Giai đoạn I: Từ phương án đầu tư 1 lần, dựa vào thời hạn đại tu áo đường, lưu lượng xe hàng năm, cấp áo đường từng thời kỳ tiến hành chọn phương án đầu tư phân kỳ. Ta bóc lớp BTN ở trên rồi kiểm tra Môdun đàn hồi xem lớp đó chịu được lưu lượng xe năm thứ bao nhiêu. Nhận thấy để kết cấu này có E so với Eđối vối loại mặt A2 (ứng với lưu lượng năm thứ 10). Như vậy để hợp lý ta bóc lớp trên và giữ nguyên 3 lớp dưới để tính toán đầu tư xây dựng với lưu lượng tính toán ở 10 năm đầu. TT Lớp EI t Hi K Htbi Etb 1 BTN hạt vừa 3000 1.068 7 0.167 49 2835.4 2 Cấp phối đá dăm loại I 3500 1.400 14 0.500 42 2808.6 3 Cấp phối đá dăm loại II 2500 28 - Xác định Ech . Nên Etb được nhân với hệ số b = 1.178 Ett = b.Etb = 1.178x2835.4= 3340daN/cm2 . Từ . Tra toán đồ 3.3[1] được ị Ech = 0.44.Ett = 0.452x3340= 1469.6daN/cm2 So sánh ta có Ech =1510 daN/cm2> Eyc =1487daN/cm2 do đó kết cấu áo đường đã chọn đảm bảo về tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép. b. Kiểm tra kết cấu theo tiêu chuẩn đảm bảo chống trượt của nền đất và các lớp vật liệu rời rạc: b.1. Kiểm tra với nền đất Công thức tính: ; Trong đó: và TT Lớp EI t Hi K Htbi Etb 1 BTN hạt vừa 2500 0.890 7 0.167 49 2763.1 2 Cấp phối đá dăm loại I 3500 1.400 14 0.500 42 2808.6 3 Cấp phối đá dăm loại II 2500 28 Quy đổi hệ về một lớp tương đương như trên ta có: Ett = 2763.1xdaN/c1.178m2=3254.9 daN/cm2 - Xác định Ech Từ các số liệu: ; Tra toán đồ H 3-7[1] ta các định được daN/cm2 Từ H = 49 cm; j = 200 Tra toán đồ 3.9[1] ta xác định được tab = - 0.0049 daN/cm2 Vậy: t = tam+ tab= 0.126 – 0.0049= 0.1211daN/cm2 . - ứng suất cắt cho phép cuả nền đất: [t] =K’.c Với: Trong đó: n: hệ số vượt tải do xe chạy, n = 1,15 m: hệ số xét đến đk tiếp xúc của kết cấu trên thực tế không đúng như giả thiết(làm việc đồng thời hay chuyển vị tự do giữa các lớp) đối với nền đất lấy m = 0,65. K1: hệ số xét đến khả năng chống cắt dưới tác dụng cuả tải trọng trùng phục K1 = 0,6 K2: hệ số an toàn xét đến sự làm việc không đồng nhất cuả kết cấu K2 = 0,8. Kkt: hệ số xét đến yêu cầu khai thác Kkt = 1 Suy ra: [t] =0,642.0,35 = 0,225 daN/cm2 So sánh thấy: t = 0.1211daN/cm2 < [t] = 0.225daN/cm2 . Nên nền đất đảm bảo điều kiện chống trượt. c. Kiểm tra lớp bêtông nhựa theo điều kiện chịu kéo khi uốn Lớp bê tông nhựa có: STT Lớp E h 1 BTN hạt vừa 13000 7 Tra toán đồ 3-11[1] s*ku daN/cm2 sku = 1,15.p. s*ku Ru daN/cm2 Kết luận 0.212 4.05 1.30 8.37 14 Đạt yêu cầu Vậy kết cấu của phương án đầu tư tập trung thoả mãn tất cả các tiêu chuẩn đề ra. 2. Giai đoạn II: Mặt đường sau 10 năm sử dụng, cường độ giảm xuống còn 90% so với cường độ ban đầu. Ech5=0.90x1510= 1359daN/cm2. Bổ xung các lớp kết cấu mặt đường như sau: Bê tông nhựa hạt mịn Ech3=1458.0 daN/cm2 ; H=5cm Bê tông nhựa hạt vừa E3=3000 daN/cm2 ; H3=?cm Tầng móng của 10 năm trước Ech5= 1359daN/cm2 Ech3 daN/cm2 H3 cm 1458.0 0.486 0.453 0.13 5 Vậy giai đoạn sau 5 năm kết cấu sử dụng cho mặt đường cấp cao A1 được gia cường thêm: h5=5cm Bê tông nhựa hạt mịn E5=2700 daN/cm2 h4=5cm Bê tông nhựa hạt vừa E4=3000 daN/cm2 2.1 Kiểm tra kết cấu của giải pháp chọn theo 3 tiêu chuẩn trạng thái giới hạn. a. Kiểm tra kết cấu theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi. Công thức tính: Trong đó: và Quy đổi hệ bốn lớp về một lớp tương đương có Bảng 7-10 TT Lớp EI t Hi K Htbi Etb 1 BTN hạt mịn 2700 0.900 5 1.000 12 2847.4 2 BTN hạt vừa 3000 5 - Xác định Ech Từ ; Tra toán đồ 3.3[1] được ị Ech = 0.56xEtt = 0.56x2847.4 = 1594.5daN/cm2 So sánh ta có Ech =1594.5 daN/cm2> Eyc =1556daN/cm2 do đó kết cấu áo đường đã chọn đảm bảo về tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép. b. Kiểm tra kết cấu theo tiêu chuẩn đảm bảo chống trượt của nền đất và các lớp vật liệu rời rạc: Kiểm tra điều kiện trượt của các lớp bê tông nhựa ở nhiệt độ cao Lớp BTN hạt mịn H4=5cm;E4=2000daN/cm2 Lớp BTN hạt vừa H3=5cm;E3=2500 daN/cm2 Kết cấu 10 năm trước E0=3254.9x0.9daN/cm2 Quy đổi hai lớp trên về một lớp tương đương có: Bê tông nhựa vừa H4=5cm;E4=2000 daN/cm2 Bê tông nhựa lớn H3=5cm;E3=2500daN/cm2 ị E tb==2250daN/cm2 Quy đổi lớp tương đương và nền về một bán không gian có: Từ . ; Tra toán đồ 3-13[1] ta xác định được: ị daN/cm2 daN/cm2 So sánh có daN/cm2 <daN/cm2 nên lớp bê tông nhựa đảm bảo điều kiện chống trượt. c. Kiểm tra lớp bêtông nhựa theo điều kiện chịu kéo khi uốn. Quy đổi lớp tương đương và nền về một bán không gian có: Echm=1302.84 daN/cm2 Lớp bê tông nhựa có: STT Lớp E h Etb 1 BTN hạt vừa 13000 5 11186 2 BTN hạt thô 10000 7 =11186 daN/cm2 . Trong đó: =0.714và =1.30 Tra toán đồ 3-11[1] s*ku daN/cm2 sku = 1,15.p. s*ku Ru daN/cm2 Kết luận 0.364 8.59 1.60 11.04 14 Đạt yêu cầu Vậy kết cấu của phương án đầu tư tập trung thoả mãn tất cả các tiêu chuẩn đề ra. Chương VIIi so sánh ,lựA chọn phương án áo đường Tiêu chuẩn chủ yếu để so sánh kinh tế là: Phương án áo đường được chọn phải có tổng chi phí xây dựng và khai thác 1km áo đường tính đổi về năm gốc Ptđ (năm bắt đầu đưa đường vào khai thác) có giá trị nhỏ nhất. Chi phi này bao gồm chi phí thường xuyên và chi phí tập trung. ; với Eqd - Tiêu chuẩn để quy đổi các._.85 II.3. Tính độ lún không nở hông của nền đất yếu dưới nền đắp : + Với kết quả thí nghiệm vì đất yếu là đất khó cố kết nên độ lún không nở hông tính như sau : Trong đó : : áp lực thẳng đứng ban đầu của lớp đất thứ i , bằng trọng lượng của lớp đất phía trên cho đến giữa lớp tín toán . = z1(gđy-gw)=100(1.49-1)10-3=0.049 kg/ cm2. = z1(gđy-gw)=250(1.49-1)10-3=0.123 kg/ cm2. = z1(gđy-gw)=520(1.49-1)10-3=0.255 kg/ cm2. Dq: Tải trọng của nền đắp gây ra ở lớp thứ i có xét đến hệ số ảnh hưởng theo toán đồ Osterberg: Dq= Ii.gdy.Hd Kết quả tính như sau Hi(cm) = Ii.gdy.Hd Si 200 =0.10 1.2,0.4,5=9.0 =19.36 25.74 200 =0.10 0,97.2,5.4,5=8.73 =8.10 18.17 240 =0.10 0,85.2,5.4,5=7.65 =4.0 14.45 Tổng S 58.36 + Độ lún tổng cộng không nở hông của đất yếu : Se=25.74+18.17+14.45= 58.36(cm). + Độ lún cố kết của đất yếu : Sc=0.8 Se= 58.36x0.8= 46.67 (cm) III. Độ lún tổng cộng : S= Si+Sc=46.67+2.66=49.33 (cm). IV.Chiều cao đắp nền đường xét tới phòng lún là : H= 450+49.33 =499.33 (cm ) Chương III: Một số biện pháp nâng cao độ ổn định của nền đường đắp trên đất yếu I. Đặc điểm và biện pháp. Từ các kết quả tính toán ở trên ta nhận thấy công trình trên nền đất yếu có các kết luận sau: Nền đất yếu không ổn định với chiều cao nền đắp hđ = 4.5m Độ lún tương đối lớn S = 49.33 cm Như vậy đặt ra vấn đề là phải tìn các biện pháp xử lý để nâng cao độ ổn định cho nền và tìm ra các giảI pháp tối ưu nhất về phương diện đầu tư và đảm bảo tiến độ thi công ( thời gian thi công mặt đường) Biện pháp xử lý nền đất yếu hiện nay là rất đa dạng. Trong đó, một số biện pháp có mục đích chính là cảI thiện độ ổn định của nền đắp (giảm tảI nền đắp, tăng chiều rộng nền đường làm thoảI taluy, làm bệ phản áp, đào lầy cho nền đắp chôn sâu vào trong đất yếu …). Một số biện pháp lại nhầm tăng cường các tính chất cơ lý (j,c) của nền để đảm bảo ổn định về cường độ cho nền. NgoàI ra để đảm bảo tiến độ thi công còn phảI kết hợp với một số biện pháp nhằm tăng nhanh tốc độ cố kết hoặc giảm độ lún tổng cộng (cọc cát, cột ba láy, cột đất gia cố vôI, bấc thấm…) Hiện nay các biện pháp xử lý nền đất yếu được các nhà khoa học chia ra 3 nhóm sau: Giảm trọng lượng nền đắp (giảm hđ, dùng vật liệu nhẹ để đắp nền…), di chuyển vị trí tuyến đến khu vực có chiều dày lớp đất mỏng… Tăng chiều rộng nền đắp, làm thoải taluy, đắp dần từng lớp, làm bậc thềm hay bệ phản áp và cho nền đắp chôn sâu vào trong đất yếu… Cải thiện bản thân nền đất yếu: cọc cát, bấc thấm, cột balat, cột đất gia cố vôi… Trong phạm vi đồ án này, do thời gian có hạn nên chỉ đưa ra được một số biện pháp cơ bản hiện nay đang phổ biến để tính toán và so sánh. Đó là các biện pháp: Biện pháp đắp dần từng lớp. Biện pháp đắp dần từng lớp kết hợp với bệ phản áp. Biện pháp đóng cọc cát. Biện pháp chất tải trước kết hợp thoát nước bằng bắc thấm Các biện pháp có thể được kết hợp với nhau để đảm bảo tính tối ưu về kinh tế kỹ thuật và tiến độ thi công công trình. Dưới đây là sơ đồ các biện pháp xư lý mất ổn định và lún của nền đắp trên đất yếu. II. Các biện pháp xử lý. II.1.Phương phỏp đắp dần từng lớp. Phương phỏp đắp dần từng lớp ỏp dụng chủ yếu để đảm bảo ổn định cho nền đường. Lý do ỏp dụng la do cỏc lý do tớnh toỏn như trờn ta thấy rằng nếu đắp ngay cho toàn bộ chiều cao đắp k II.2. biện pháp đắp dần từng lớp kết hợp làm bệ phản áp và giếng cát tăng tốc độ cố kết II.2.1. Lý do áp dụng-giới thiệu chung : Các biện pháp đã nêu trên tuy đã giải quyết được một phần nào đó cho việc sử lý nền đất yếu để thi công nền đường, nhưng có nhược điểm là thời gian chờ đợi đất nền cố kết quá lâu . Tuy nhiên việc áp dụng các biện pháp trên là rất cần thiết cho việc kết hợp giữa sử lý và thi công nền đường . Hơn nữa dù có ding biện pháp gì đi chăng nũa việc giảm bớt khối lượng cho phương pháp đó bằn biện pháp đơn giản hơn là rất nên làn . Chính vì lý do đó mà sau các bước tính toán trên ta nhgĩ tới việc kết hợp thêm biện pháp làm các đường thấm thẳng đứng gia tăng tốc độ cố kết của nền đất mà biện pháp đầu tiên là giếng cát hay cọc cát. Giếng cát hay cọc cát phụ thuộc vào đường kính của chúng .Cọc cát có đường kính lớn hơn dcc=0.5-1.5(m) có thể lên tới 2(m) .Còn đường kính giếng cát dgc=35-45cm. Khi đặt giếng cát xuống nền đất yếu ,thưòng là độ ẩm rất cao ,dưới tác dụng của tải trọng nền đắp nước sẽ thoát ra ngoài theo phương ngang và thấm vào các giếng cát có hệ số thấm lớn rồi thoát ra ngoài . Trong quá trình đó , đất và các cọc cát bị nén chặt lại , ép vào nhau thành gần như một khối , có các trị số mô duyn biến dạng gần như nhau . Vì vậy sau một khoảng thời gian nào đó , đất đất và giếng cát sẽ cùng làm việc . Ngoài tác dụng thoát nước ,tăng nhanh độ cố kết giếng cát còn làm tăng độ ổn định mái dốc và có tác dụng như cột của đất … Trong phạm vi đồ án này ta chỉ sét tới tác dụng đầu tiên của giếng cát và sem như giếng cát làm việc trong điều kiện lý tưởng .Bỏ qua ma sát , sức thành giếng và ảnh hưởng của xáo động xung quanh thành giếng . II.2.2.Trình tự tính toán : Thiết kế sử lý nền đất yếu bằng giếng cát gồm các bước sau : Bước I: Chọn cấu tạo giếng cát (loại cát, đường kính…) Bước II: Giả thiết trước đường kính giếng cát sau đó tính độ cố kết ngang Uh , độ cố kết đứng Uv và độ cố kết chung U=1- (1-Uh)(1-Uv). Bước III: Tính thời gian chờ đợi t ứng với mỗi lần đắp để đạt độ cố kết yêu cầu .Nếu tổng thời gian thi công xấp xỉ thời gian qui định thì đạt yêu cầu . Nếu thời giant hi công lớn hơn thời gian quy định thì phải giếngả thiết lại khoảng cách giữa các giếng cát và tính toán lại. Sau đây là trình tự cá bước tính toán giếng cát : II.2.3 cấu tạo giếng cát . II.2.3.1.Lớp đệm cát : Đầu tiên cần tạo một lớp đệm cát (blanket) để tạo mặt bằng thi công . Bề dày lớp đệm cát này tính toán như sau : hđc=S+(0.3 đến 0.5) =0.49+0.4=0.89(m)=0.9(m) Trong đó : hđc: Chiều dày đệm cát . S=0.49 (m) :Độ lún tổng cộng nền đường . -Chọn loại cát làm lớp đệm cát là cát hạt trung không lẫn bụi , có hệ số thấm K lớn hơn 10-4m/s. II.2.3.2Cấu tạo giếng cát . -Cát làm giếng là cát hạt trung không lẫn bụi , có hệ số thấm K lớn hơn 1.4.10-4m/s. - Thành phần hạt của cát làm giếng cát phải thoả mãn điều kiện sau : 4.D85>d15>4.D15 Trong đó : D85,D15 :Đường kính của các hạt tương ứng với khối lượng lọt qua sàng là 15% của cát làm cọc . II.2.4.tính toán đắp giai đoạn 1. II.2.4.1Chuẩn bị : Ta tiến hành đắp giai đoạn 1 : - Nền đường cao 2m -Bệ phản áp cao 1.5m. Chọn cấu tạo và bố trí giếng cát có : -Đường kính F400 . -Bố trí theo sơ đồ tam giác -Khoảng cách giữa các tâm giếng cát Sd=4.0(m) II.2.4.2. Xác định đường kính tác dụng của giếng cát : Khi bố trí theo cạnh tam giác đều có cạnh Sd thì bán kính tác dụng của giếng cát (De) là: De=a Sd=1.05x4=4.2(m). n= =10.50 II.2.4.3.Thời gian chờ đợi và cố kết tương ứng : -Nhân tố thời gian theo phương thẳng đứng Tv xác định theo công thức sau : Tv= Trong đó : Cv:Hệ số cố kết theo phương đứng Cv=8.345x10-3. H: Chiều dày lớp đất yếu có sử dụng giếng cát (ở đây lấy bằng chiều dày lớp đất yếu kể cả đệm cát vì coi như nó cũng dẫn nước ra ngoài . h=6.4 m. T: Thời gian đạt tới độ cố kết nhất định. = 2.04x10-3xt. - Nhân tố cố kết theo phương ngang Th : Th= Trong đó : Ch:Hệ số cố kết theo phương ngang Ch=6.49x10-3cm2/s=5.61x10-2m2/ng. De=4.2(m) :Đường kính tác dụng của giếng cát . = 3.18x10-3.t Độ cố kết : + Theo phương thẳng đứng Uv: từ tính ra Tv-tra toán đồ Tezaghi(với giả thiết nền đất chỉ cố kết theo 1 chiều ) ị Uv. + Theo phương ngang Uh: từ t tính ra Th-tra toán đồ Tezaghi ị Uh. + Độ cố kết chung tính theo công thức : U= 1-(1-Uh)(1-Uv). + Dựa trên kết quả tính được ta chọn khoảng thời gian chờ đợi là 75 ngày (2.5 tháng) khi đó nền đất đã đạt độ cố kết U=71% . Độ lún đạt được tại thời điểm đó Sel= Trong đó : H=640 (cm); Cc=0.395 ; eo=2.94 ị svo’=(450/2)(1.49-1)10-3=0.11025kg/cm2 Dq =I.g.Hđ:Hệ số tra theo toán đồ Ostenberg với : z=3.20m ị =1.40 ị =3.28. Vậy ta suy ra I= 0.5x2 =1.00 ị Dq = 0.71x1.00x2.0 x200x10-3=0.355kg/cm2. Vậy ta có : S1=0.8xSel=0.8x650x -Sau một khoảng thời gian chờ đợi do khả năng cố kết của nền đất , các chỉ tiêu cơ lý của nền đất tăng lên như sau .Lực dính Cu tăng: Theo kết quả thí nghiệm : ứng với tải trọng tác dụng gdh1 thì góc nội ma sát của nền đất đạt được khi khi đạt độ cố kết 100% là jcu=20o Vậy = 0.052 kg/cm2 Khi đó lực dính của nền đất có trị số mới là : Cul=Cu0+DCu= 0.10+0.052 = 0.152 kg/cm2 II.2.5. giai đoạn II. II.2.5.1. Chiều cao đất dắp giai đoạn II . - Sau một khoảng thời gian chờ đợi là 75 ngày với tải trọng nền đắp tác dụng và độ cố kết đạt tới 71% nền đất đạt tới trị số lực dính mới như đã tính toán ở trên và trị số góc nội ma sát mới, Như vậy có thể đắp thên lớp thứ hai với nền đất ổn định hơn. -Trị số góc nội ma sát lúc này được tra biểu đồ C,j = f(W) theo thí nghiệm ứng với U=90% và C=0.152kg/cm2 được kết quả là j = 200. -Chiều cao đắp đạt được ở giai đoạn ở giai II tính như sau : h=== 380(cm). -Lấy chiều cao đắp đợt II là 3.80m .Do đó đợt II phải đắp thêm là: h2=h-h1=3.80-2.00=1.80 (m). II.2.5.2.Thời gian chờ đợi và độ cố kết tương ứng : - Cũng như giai đoạn I, sau khi đắp đất giai đoạn II ta cần một khoảng thời gian chờ đợi cho cường độ đất nền tăng lên . - Sau khi đắp tiếp lớp thứ II tiếp tục chờ 2 tháng . - Tại thời điểm đó mỗi lớp đắp gây ra cho nền đất một độ cố kết như sau . Lớp thứ nhất : t=4.5 tháng U=90%. Lớp thứ hai : t=2.0 tháng U=67%. -Đối với chiều cao đắp là 3.30m thì hệ số I trong công thức tính Dq thay đổi như sau: z=3.20 (m) =1.52 =3.16 ị Tra toán đồ ta có I=0.49x2=0.98 ị Dq = 0.98x 2.0x10-3x(0.9x200+0.67x130)=0.512 Vậy ta có S3=0.8x640x=45.51 cm -Sau một khoảng thời gian chờ đợi do khả năng cố kết của nền đất , các chỉ tiêu cơ lý của nền đất tăng lên như sau . Lực dính Cu tăng : Theo kết quả thí nghiệm ứng với tải trọng tác dụng gđ.h1 thì góc nội ma sát nền đất đạt được khi độ cố kết 100% là -jcu=230.Vậy: = 0.0936 kg/cm2 Khi đó lực dính của nền đất có trị số mới là : Cul=Cu0+DCu=0.10+0.0936=0.1936 kg/cm2. II.2.6. giai đoạn III: II.2.6.1. Chiều cao đất dắp giai đoạn III . -Sau một thời gian chờ đợi là 135 ngày với tải trọng nền đắp tác dụng và độ cố kết đạt tới 90% nền đất đạt tới trị số lực dính mới như đã tính toán ở trên và trị số góc nội ma sát mới . Như vậy có thể đắp thêm lớp thứ ba với nền ổn định hơn . - TRị số góc nội ma sát lúc này tra biểu đồ C,j =f(W) theo thí nghiệm ứng với U=90% và C=0.1936 kg/cm2 được kết quả là j=230. - Chiều cao đắp đạt được ở giai đoạn II tính như sau : h= =484 (cm) -Lấy chiều cao đắp đợt III là 4.30m .Do đó đợt III phải đắp thêm là: h2=h-h1=4.84-3.80=1.04 (m). II.2.6.2.Thời gian chờ đợi và độ cố kết tương ứng : - Cũng như giai đoạn II, sau khi đắp đất giai đoạn III ta cần một khoảng thời gian chờ đợi cho cường độ đất nền tăng lên . - Sau khi đắp tiếp lớp thứ III tiếp tục chờ 2 tháng . - Tại thời điểm đó mỗi lớp đắp gây ra cho nền đất một độ cố kết như sau . Lớp thứ nhất : t=6.5 tháng U=98%. Lớp thứ hai : t=4.0 tháng U=89%. Lớp thứ ba : t=2.0 tháng U=67%. -Đối với chiều cao đắp là 4.30 m thì hệ số I trong công thức tính Dq thay đổi như sau: z=3.20 (m) =1.98 =1.85 ị Tra toán đồ ta có I=0.485x2=0.97 ị Dq = 0.97 x 2.0x10-3x(0.98x200+0.89x130+0.67x100)=0.934 Vậy ta có S3=0.8x640x=48.14 cm Sau một khoảng thời gian chờ đợi do khả năng cố kết của nền đất , các chỉ tiêu cơ lý của nền đất tăng lên như sau . Lực dính Cu tăng : Theo kết quả thí nghiệm ứng với tải trọng tác dụng gđ.h1 thì góc nội ma sát nền đất đạt được khi độ cố kết 100% là -jcu=270.Vậy: = 0.46 kg/cm2 Khi đó lực dính của nền đất có trị số mới là : Cul=Cu0+DCu=0.10+0.146=0.246 kg/cm2. II.2.7.giai đoạn IV. II.2.7.1. Chiều cao đất đắp giai đoạn IV . - Sau một khoảng thời gian chờ đợi là 195 ngày với tải trọng nền đắp tác dụng và độ cố kết đạt tới 90% nền đất đạt tới trị số lực dính mới như đã tính toán ở trên và trị số góc nội ma sát mới, Như vậy có thể đắp thên lớp thứ hai với nền đất ổn định hơn. -Trị số góc nội ma sát lúc này được tra biểu đồ C,j = f(W) theo thí nghiệm ứng với U=90% và C=0.246kg/cm2 được kết quả là j = 270. -Chiều cao đắp đạt được ở giai đoạn ở giai II tính như sau : h=== 616(cm). -Do nền đắp cao 5.07m (kể cả chiều cao phong lún) do đó đợt 4 chỉ cần đắp thêm 616-484=132 cm là đủ.Lấy chiều cao đắp đợt 4 là 80(cm). II.2.7.2.Thời gian chờ đợi và độ cố kết tương ứng : - Cũng như giai đoạn III, sau khi đắp đất giai đoạn III ta cần một khoảng thời gian chờ đợi cho cường độ đất nền tăng lên . - Sau khi đắp tiếp lớp thứ IV tiếp tục chờ 1 tháng . - Tại thời điểm đó mỗi lớp đắp gây ra cho nền đất một độ cố kết như sau . Lớp thứ nhất : t=7.5 tháng U=99%. Lớp thứ hai : t=5.0 tháng U=93%. Lớp thứ ba : t=3.0 tháng U=81%. Lớp thứ bốn : t=1.0 tháng U=44%. -Đối với chiều cao đắp là 5.07m thì hệ số I trong công thức tính Dq thay đổi như sau: z=3.20 (m) =2.35 =1.85 ị Tra toán đồ ta có I=0.5x2=1.00 ị Dq = 1.00x 2.0x10-3x(0.99x200+0.93x130+0.81x100+0.44x80)=0.864 Vậy ta có S3=0.8x640x=51.51 cm Độ lún đạt được sau khi đắp lớp thứ 4 và chờ 1 tháng là: Độ lún đạt được 96% thoả mãn yêu cầu để thi công mặt đường . Biểu đồ chế độ lún và đắp xem xhi tiết phụ lục . viii-Trình tự thi công Thi công tầng đệm cát . Xác định phạm vi tầng đệm cát .Dời các cọc trong phạm vi thi công tầng đệm cát . Đào bớt lớp đất lầy theo tính toán là 1m trên toàn bộ phạm vi nền đắp và chiều rộng bệ phản áp (45.5 m) . Đắp tầng đệm cát có chiều dày 1,0 m lên toàn bộ phạm vi đào lầy. Đầm lèn tầng đệm cát đảm độ phẳng và độ chặt K>95% 2.Thi công giếng cát: - Định vị các vị trí giếng cát bằng máy đo đạc và thước gỗ hình tam giác theo chiều ngang và hàng dọc đúng theo sơ đồ bố trí tam giác đều cạnh là 4m . Dùng cọc gỗ đường kính d=20cm để định vị các vị trí giếng cát . - Đưa máy vào hiện trường , chú ý tạo mặt bằng cho máy di chuyển và tránh cho máy phải di chuyển nhiều lần. - Cắm ống vách vào đúng vị trí và kiểm tra cho ống vách thẳng đứng .Cho búa rung hoạt động để đưa ống vách tới chiều sâu thiết kế . - Kiểm tra khối lượng cát trong ống vách cho đúng với khối lượng cát của một giếng cát với kích thứơc trong thiết kế . - Trong quá trình ống vách cắm xuống , bốn lá thép ở đầu ống bị ép chặt để giữ cát. - Đưa khí nén vào trong ống vách , vẫn cho búa rung hoạt động , Khi ống vách kéo lên 4 lá thép sẽ mở ra , cát sẽ nằm lại trong hố khoan. -Để ống vách kéo lên , đưa xuống nhiều lần cho cát dồn xuống đều và chặt tới chiều sâu thiết kế . - Tiếp tục tính toán đổ thêm lượng cát vào ống vách để thi công giếng cát tiếp theo. - Quá trình thi công lặp lại nhiều lần cho tới giếng cát cuối cùng . - Khối lượng đưa vào ống vách tính toán như sau . Khối lượng cát yêu cầu cho một mét dài giếng cát: Vs=1.2x(m) Trong đó : ds: Đường kính cọc cát . 1.2: Hệ số lèn trong ống. Khối lượng cát chứa trong 1m dài ống vách : Vc=(m) Dc: đường kính trong của ống vách . Vậy chiều dài cát chong ống thép cho mỗi mét dài giếng cát là: L=(m) 3. Đắp bệ phản áp cùng với phần nền đường : Chiều dày 1.5(m). 4.Đắp tiếp tục phần nền Chiều dày 0.5(m) 5. Chờ 2.5 tháng . 6. Đắp tiếp đợt II: Chiều dày 1.8(m) 7. Chờ 2 tháng . 8. Đắp tiếp đợt III: Chiều dày 1.04(m). 9. Chờ 2.0 tháng . 10. Đắp tiếp đợt IV: Chiều dày 0.8 (m). (Tính cả chiều cao phòng lún ) 11.Chờ 1.0 tháng. Tổng thời gian thi công nền đường trên nền đất yếu : + Thời gian thi công cọc cát và đắp các lớp là 1.5 tháng . + Tổng thời gian chờ đợi để thi công nền đường là : 2.5+2.0+2.0+1.0=7.5(tháng) + Tổng thời gian thi công xử lý nền đường trên đất yếu: 7.5+1.5=9(tháng) Kết luận : Như vậy khi dùng biện pháp đắp dần từng lớp kết hợp làm bệ phản áp và giếng cát thời gian thi công tổng cộng là 9 tháng , nhanh hơn rất nhiều khi không có giếng cát . So với thời gian thi công yêu cầu là khoảng 8 tháng thì phương pháp này rất thích hợp .Tuy nhiên về mặt giá thành ta cần phải tính toán thêm theo biện pháp tăng nhanh cố kết bằng bấc thấm để so sánh rồi mới quyết định . II.3. Biện pháp đắp dần từng lớp kết hợp làm bệ phản áp và bấc thấm (pvd)gia tăng tốc độ cố kết. II.3.1.giới thiệu chung: Sử dụng bấc thấm tăng nhanh qúa trình cố kết để xử lý nền đất yếu là một công nghệ mới được ứng dụng ở Việt Nam trong vài năm gần đây . Công nghệ này ngày càng tỏ ra có nhiều ưu điểm và được áp dụng nhiều trong các công trình quan trọng trong thời gian gần đây. Các đặc điểm nổi bật của bấc thấm (PVD). + Được chế tạo hàng loạt trong nhà máy với chất lượng đồng đều . + Công nghệ thi công cơ giới hoá đồng bộ , thời gian thi công ngắn dẫn tới giá thành thi công hạ. + Trong quá trình lún bấc thấm không bị cắt do trượt . + Quá trình công thuận lợi , ít xảy ra sự cố hơn thi công giếng cát . II.3.2.lựa chọn bấc thấm : + Chọn loại bấc thấm COLBONDDRAIN CX-1000 để xử lý nền đất yếu và so sánh với biện pháp dùng giếng cát . + Các chỉ tiêu kỹ thuật của loại bấc thấm này được giới thiệu trong bảng sau. II.3.3.lý thuyết tính toán: + Tham khảo tài liệu . II.3.4.Tính toán cụ thể : + Để so sánh được 2 phương pháp tăng nhanh quá trình cố kết bằng giếng cát và bằng bấc thấm , ta tính toán thời hạn thi công theo thời hạn thi công giếng cát đã tính toán ở trên . + Cụ thể ở phần giếng cát , sau khi đắp xong lớp thứ nhất với chiều cao đắp là 2m và chờ đợi 2.5 tháng thì độ cố kết đạt 72%.Dùng số liệu này áp dụng cho các toán đồ bố trí theo dạng tam giác đều ta sẽ xác định được khoảng cách giữa các bấc thấm (Sd) . Từ khoảng cách đã xác định được có thể tính toán tiếp theo cho các giai đoạn đắp sau . II.3.4.1.Xác định khoảng cách giữa các bấc thấm : + Như đã nói ở trên ta có bài toán cụ thể là với sơ đồ bố trí bấc thấm hình tam giác đều , sau 4.5 tháng độ cố kết nền đất yếu đạt 90% thì khoảng cách bố trí giữa các bấc thấm bằng bao nhiêu. a, Trường hợp xét tới tách dụng xáo động nền đất và ma sát thành giếng : Các bước sử dụng toán đồ và kết quả như sau: Bước I : Toán đồ 1 – Xác định Ch*t(m2). + Từ trục hoành (TIME,MONTH) xác định vị trí t=2.5 tháng . Từ điểm đó kẻ đường thẳng đứng . + Xác định vị trí đường Ch=6.55x10-3m2/s là đường xiên trên toán đồ. + Đường thẳng đứng tại vị trí t= 4,5 tháng cắt đường xiên tại một điểm . + Từ điểm vừa xác định kẻ đường vuông góc với trục tung Ch*t tại 1 điểm có giá trị là :Ch*t=4.37(m2). Bước II:Từ toán đồ 4 xác định l. + Từ trục tung Ch*t (m2) xác định điểm có giá trị bằng 4.37 (m2) . Từ điểm đó kẻ đường vuông góc với trục tung . + Xác định đường xiên với giá trị độ cố kết U=71%. + Đường vuông góc trục tung cắt đường xiên U=71% tại 1 điểm .Từ điểm này kẻ đường vuông góc với trục hoành l tại điểm có giá trị : l =28 . Bước III: Từ toán đồ 3 để xác định Fs: +Từ trục hoành xác định điểm bằng 5 (số liệu thí nghiệm của mẫu ).Từ điểm đó kẻ đường vuông góc với trục hoành cắt điểm xiên =4 + Từ điểm vừa xác định kẻ đường vuông góc với trục tung (DISTURBANCE FACTOR,Fs) và cắt trục tung tại điểm có Fs=5.5 Bước IV: Toán đồ 2 xác định Fr : + Từ trục hoành xác định điểm có giá trị bằng 4,5 m và kẻ vuông góc với trục hoành. + Đường vuông góc này cắt đường cong =0.0001 + Từ điểm cắt kẻ đường nằm ngang cắt trục ( WELL REISTANCE,Fr ) tại điểm Fr=0.009 Bước V : Toán đồ % - Xác định khoảng cách bố trí bấc thấm . +Theo các bước tính toán ở trên ta có . Fsr=Fs+Fr =5.5+0.009=5.509 + Trên trục hoành l xác định điểm l=28 .Từ điểm này kẻ đường thẳng vuông góc với trục hoành .Đường cắt đường cong Fsr =5.509 tại 1 điểm + Từ điểm này kẻ đường vuông góc với trục tung (TRIANGLAR SPACING,m) tại điểm có gí trị ằ1.7m Như vậy khi xét đến tác động của xáo động và ma sát thành giếng thì khoảng cách bố trí PVD theo sơ đồ tam giác là Sd=1.5 (m) b,Trường hợp không xét tới tác dụng của xáo động và ma sát thành giếng : Trong trường hợp này : Fsr=Fs+Fr=0 +Như vậy ta chỉ áp dụng các bước 1,2 và 5 với các toán đồ 1,4 và 5. +Với toán đồ 5: Lấy trên trục hoành giá trị l=22 .Kẻ đường thẳng vuông góc với trục hoành và lúc này đường thẳng đó giao với đường Fsr có giá trị bằng 0. +Từ điểm cắt dóng sang trục tung được khoảng cách bố trí PVD là 2.3 (m) c,Kết luận: +Theo kết quả tính toán trên đây ta nhận thấy rằng sự phá hoại của đất xung quanh thiết bị thi công đã làm thay đổi lớn cấu trúc của đất dẫn tới hệ số thấm ngang trong vùng phá hoại nhỏ hơn hệ sồ thấm ngang trong đất tự nhiên .Yếu tố này thể hiện qua hệ số tác dụng của xáo động Fs. Khi kể đến ảnh hưởng của xáo động và ma sát thành giếnh (tác động nhỏ ) ,các PVD phải bố trí dà hơn 1.5 (m) còn khi không kể đến xáo động và ma sát thành giếng các PVD bố trí thưa hơn 2.4(m). II.3.4.2.Các giai đoạn đắp: (Các thông số được giới thiệu ở phần lý thuyết tính toán ). Qua bước tính toán trên đã xác định được khoảng cách các bấc thấm là 1.5(m).Với loại bấc thấm được chọn là COLBONDDRAIN CX-1000 , các thông số về kích thước như sau : Chiều rộng : a=100mm Chiều dày : b=5.3mm + Đường kính tương đương tính như sau : dw= =52.65 (mm) =0.05265(m) + Đường vùng phá hoại xung quanh thiết bị : ds=2dm Trong thực tế thường lấy =4 ị ds=4dw=4x0.05265=0.2106(m). + Vùng ảnh hưởng của bấc thấm với sơ đồ bố trí hình tam giác : De=a.Sd=1.05x1.7=1.875 (m). +Độ cố kết ngang tính như sau : Uh=1-exp Với : Th=t=1.61x10-2xt (Ch=5.66m2/ngày). + Có kể đến ảnh hưởng của các tác động khác : F=F(n)+Fs+Fr F(n=ln= 2.82. Fs= . Theo Hansbo : Ks=Kv .Theo kết quả thí nghiệm cho thấy =5ị=5 Đã có =4 . Vậy Fs= (5-1)ln4=5.5 -Fr= với =0.0001 ị Fr== 0.004. Kết quả F=2.82+5.5+0.004=8.324 - Vậy cố kết theo phương ngang cuối cùng được tính là : Uh1-exp=1-exp(-1.55x10-2xt -Độ cố kết theo phương đứng tính như đối với giếng cát, phụ thuộc vào nhân tố thời gian Tv: Tv=1.7x10-4xt -Cuối cùng là độ cố kết theo Carillo: U=1-(1-Uh)(1-Uv) a, Giai đoạn I - Theo cách phân tích tính toán từ trước giai đoạn I, đất nền cho phép đắp với chiều cao(bệ phản áp cao 1.5m): h1=2.00m - Sau thời gian đợi 2.5 tháng, độ cố kết chung đạt được là U=73%. - Độ lún đạt được tại thời điểm này là: S1=0.8Sel= +=ixgxhd=1.00x2.0x10-3x0.73x200=0.30 +Các giá trị khác vẫn như trước. Vậy ta có: S1=0.8xSel= + Sau khoảng thời gian chờ đợi do khả năng cố kết của đất nền, các chỉ tiêu cơ lý của đất nền tăng lên như sau. Lực dính (không thoát nước) Cu tăng. + Lúc này lực dính của nền đất đạt trị số mới là: Cul=Cuo+Cu=0.10+0.054=0.154 b, Giai đoạn II - Lớp thứ hai có thể đắp tới cao độ: -Chiều cao đắp thêm lớp thứ hai la h2=3.84-2.0=1.84(m). -Sau khi đắp thêm lớp thứ hai dày 1.84m tiếp tục chờ hai tháng. Tai thời điểm đó mỗi lớp gây ra cho nền đất một độ cố kết như nhau. + Lớp thứ nhất: t=4.5 tháng U1=90% + Lớp thứ hai: t=2.0 tháng U2=65% Như vậy ta có: Z=3.25m Tra toán đồ ta có I=0.48x2=0.96 ịDp=0.96x2.0x10-3x(0.90x200+0.65x130)=0.508 Vậy, S2=0.8xSe2= +Sau khoảng thời gian chờ đợi do khả năng cố kết của đất nền, các chỉ tiêu cơ lý của đất tăng lên như sau. Lực dính (không thoát nước) Cu tăng. + Lúc này lực dính của nền đất đạt trị số mới là: Cul=Cuo+Cu=0.10+0.106=0.206 b, Giai đoạn III - Lớp thứ ba có thể đắp tới cao độ: -Chiều cao đắp thêm lớp thứ ba là h3=5.15-3.84=1.31(m). -Sau khi đắp thêm lớp thứ ba dày 1.31m tiếp tục chờ hai tháng. Tai thời điểm đó mỗi lớp gây ra cho nền đất một độ cố kết như nhau. + Lớp thứ nhất: t=6.5 tháng U1=96% + Lớp thứ hai: t=4.0 tháng U2=87% + Lớp thứ ba: t=2.0 tháng U3=65% Như vậy ta có: Z=3.25m Tra toán đồ ta có I=0.48x2=0.96 ịDp=0.96x2.0x10-3x(0.96x200+0.87x184+0.65x131)=0.712 Vậy, S2=0.8xSe2= +Sau khoảng thời gian chờ đợi do khả năng cố kết của đất nền, các chỉ tiêu cơ lý của đất tăng lên như sau. Lực dính (không thoát nước) Cu tăng. + Lúc này lực dính của nền đất đạt trị số mới là: Cul=Cuo+Cu=0.10+0.171=0.271 b, Giai đoạn IV - Lớp thứ tư có thể đắp tới cao độ: -Chiều cao đắp thêm lớp thứ tư là h4=6.76-5.15=1.61(m). -Sau khi đắp thêm lớp thứ tư dày 0.8m tiếp tục chờ hai tháng. Tai thời điểm đó mỗi lớp gây ra cho nền đất một độ cố kết như nhau. + Lớp thứ nhất: t=7.5 tháng U1=98% + Lớp thứ hai: t=5.0 tháng U2=92% + Lớp thứ ba: t=3.0 tháng U3=79% + Lớp thứ tư: t=1.0 tháng U3=43% Như vậy ta có: Z=3.25m Tra toán đồ ta có I=0.49x2=0.98 ịDp=0.98x2.0x10-3x(0.98x200+0.92x184+0.79x131+0.43x161)=1.05 Vậy, S2=0.8xSe2= - Độ lún cuối cùng đạt được khi kết thúc thi công nền đường. - Như vậy nền đất đã đủ độ lún để thi công mặt đường III.Trình tự thi công. 1. Vét bùn sâu 1m. 2. Trải 1 lớp vải địa kỹ thuật xuống mặt bùn trong phạm vi lớp đệm cát .Khi nối vải phải khâu bằng máy chuyên dụng,2 mép vải phải đảm bảo chồng lên nhau khoảng 5 đến10cm . 3. Đắp 1 lớp đệm cát với chiều dày 0.9m trên toàn bộ bề rộng đáy nền đường kể cả bệ phản áp. 4. Thi công cắm bấc thấm : + Định vị các vị trí chuẩn bị cắm bấc thấm bằng máy đo đạc và thước gỗ hình tam giác theo hàng ngang và hàng dọc đúng theo sơ đồ bố trí tam giác đều cạnh 1.5m. Dùng cọc gỗ đường kính d=2 cm để định vị các vị trí. + Đưa máy vào hiện trường chú ý tạo mặt bằng cho máy di chuyển , tránh đè lên đàu bấc thấm đã thi công và tránh cho máy đi lại nhiều lần . + Lắp bấc thấm vào trục tâm và điều khiển máy đưa đầu trục tâm tới vị trí đặt bấc thấm . + Gắn đầu neo vào đầu bấc thấm với chiều dài bấc thấm được gấp đôi lại tối thiểu là 30cm và được ghim bằng ghim thép. + ấn trục tâm đã được lắp bấc thấm đến độ sâu thiết kế với tốc độ không đổi trong phạm vi 0.15 đến 60 m/s. + Sau khi đã cắm song bấc thấm kéo trục tâm lên ( lúc này đầu neo sẽ giữ bấc thấm lại trong đất ).Khi trục tâm được kéo lên hết, dùng kéo kắt đứt bốc thấm sao cho còn lại khoảng 20 cm đầu bấc thấm nhô lên trên phía đệm cát và quá trình được bắt đầu lại từ đầu đối với một vị trí cắm bấc thấm tiếp theo . +Đắp tiếp lớp cát dày 20 cm lấp đầu bấc thấm . +Trong quá trình thi công , khi hết 1 cuộn bấc thấm ta có thể nối bấc với cuộn tiếp theo .Khi nối cũng phải bảo đảm hai đầu bấc chồng lên nhau ít nhất 30cm và được ghim chặt bằng ghim thép . + Trường hợp ấn bấc thấm chưa tới chiều sâu thiết kế nhưng gặp trục trặc không ấn được thì dừng lại và đống bù bấc thấm khác trong vòng bán kính 30 cm xung quanh bấc thấm cũ . +Sau khi đóng bấc thấm xong cần phải dọn sạch các mảnh vụn bấc thấm và các chất thải khác rơi vãi trên mặt bằng . 5.Đắp bệ phản áp cao 1.5m. 6.Đắp tiếp phần nền cao 0.5m cho đủ cao đọ đắp lần I. 7. Chờ 2.5 tháng 8. Đắp đợt hai : Bề dày 1.30m 9. Chờ 2.0 tháng . 10. Đắp đợt 3 :Bề dày 1.00m 11. Chờ 2.0 tháng. 12. Đắp đợt 4: Bề dày 0.8m 13. Chờ 1.0 tháng 14. Bắt đầu thi công mặt đường . Tổng thời gian thi công nền đường trên nền đất yếu : +Thời gian thi công cọc cát và đắp các lớp là 1.5 tháng. + Tổng thời gian chờ đợi để thi công nền đường là : 2.5+2.0+2.0+1.0=7.5(tháng). +Tổng thời gian thi công xử lý nền đường trên đất yếu : 7.5+1.5=9 (tháng). Chương IV: So sánh kinh tế kỹ thuật giữa phương pháp xử lý Bằng giếng cát và bằng bấc thấm Tiến hành so sánh tương đối về các mặt khác nhau giữa hai giải pháp , các công việc giống nhau hoặc tương đối giống nhau sẽ bỏ qua không đưa vào so sánh . Giải pháp được chọn là giải pháp có giá thành xây dung nhỏ hơn hoặc có các ưu điểm kỹ thuật nổ trội và giá thành không quá chênh lệch với giải pháp kia . Mặt cắt dọc của đoạn nền đường đất yếu cần sử lý I.Giá thành vật liệu và thi công bấc thấm: +Bấc thấm bố trí theo sơ đồ tam giác , khoảng cách giữa các bấc thấm là1.7m + Chiều dài trung bình của bấc thấm : = 5.75 (m). +Tổng số bấc thấm sử dụng là : n=25x200/1.47=3402 (cái) + Tổng chiều dài bấc thấm cần sử dụng : L=5.75x3402=19558 (m). +Giá thành bấc thấm là 4000đ/m (kể cả vải địa kĩ thuật ) + Giá thành thi công là 6000đ/m. +Tổng gái thành bấc thấm trên đoạn xử lý là. 19558x(4000+6000)=195580000(đ) = 195.6(triệu). II.Giá thành vật liệu và thi công giếng cát: + Tổng số giếng cát sử dụng trên đoạn cần xử lý : n= 11x200/3.46=636(giếng) + Tổng chiều dài giếng cát cần xử lý : L= 636x5.75 =3656 (m) + Tổng giá thành xử lý 1m giếng cát là :40000đ/m. +Tổng giá thành giếng cát trên đoạn xử lý : 3656x40000=146240000(đ)=146.2(triệu ) Kết luận :Thi công bấc thấm có ưu điểm hơn về mặt thời gian thi công và đạt hiệu quả xử lý cao hơn . Tuy nhiên so sánh về giá thành giữa hai biện pháp trên thì tổng giá thành xây dựng giếng cát nhỏ hơn, độ chênh giá thành là: 195.6-146.2 = 49.4 (triệu) Do đó quyết định chọn biện pháp tăng nhanh cố kết bằng giếng cát để thi công. Tài liệu tham khảo [1]. Đặng Hữu , Đỗ Bá Chương ,Nguyễn Xuân Trục. Sổ tay thiết kế đường. NXB Khoa học kỹ thuật . Hà Nội -1976 [2]. Nguyễn Quang Chiêu, Đỗ Bá Chương, Dương Học HảI ,Nguyễn Xuân Trục .Giáo trình thiết kế đường ô tô . NXB Giao thông vận tải .Hà Nội –1997 [3] Phan Cao Thọ.Hướng dẫn thiết kế đường ô tô. NXB Giao thông vận tải. Hà Nội - 1996. [4]. CHXHCNVN. Đường ô tô - Tiêu chuẩn thiết kế.TCVN 4054:1998. Hà Nội –1998. [5]. Nguyễn Xuân Trục .Thiết kế đường ô tô công trình vượt sông tập ba. NXB Giáo dục . Hà Nội 1998 [6].TCVN-TCNGTVT .Quy trình thiết kế áo đường mềm . 22 TCN 211-93 NXB Giao thông vận tải .Hà Nội-1993 [7]. Dương Học HảI . Công trình mặt đường ô tô . NXB Xây dựng .Hà Nội –1996. [8]. Hiệp Hội đường bộ Mỹ .Quy trình AASHTO hướng dẫn thiết kế mặt đường . 1986 [9]. TCN-Bộ GTVT . Tính toán thuỷ văn . 22TCN 220-95 . NXB Giao thông vận tải .Hà Nội –1995. [10]. Nguyễn Xuân Trục , Dương Học HảI , Nguyễn Quang Chiêu .Thiết kế đường ô tô tập hai . NXB Giao thông vận tải .Hà Nội –1998 . [11]. TCVN-TCNGTVT .Quy trình thiết kế áo đường mềm . 22 TCN 202-90 [12]. Nguyễn Quang Chiêu ,Hà Huy Cương ,Dương Học HảI ,Nguyễn KhảI . Xây dựng nền đường ô tô .NXB Giáo dục . [13] Thành phố Hà Nội . Đơn giá xây dựng cơ bản 2000 . [14]. Nguyễn Hào Hoa .Hướng dẫn đồ án môn học và thiết kế tốt nghiệp. (Viết tay không xuất bản). Hà Nội tháng 11 năm 1995 . [15]. Đỗ Bá Chương . Kỹ thuật giao thông Tủ sách sau đại học . Hà Nội –1999. [16].Tiêu chuẩn khảo sát đường ôtô .22TCN 262-2000: Quy trình khảo sát thiết kế nền đường ôtô đắp trên đất yếu_Tiêu chuẩn thiết kế _Nhà xuất bản giao thông vận tải. ._.