Thiết kế công trình cầu Ông Tình

MỞ ĐẦU Giới thiệu chung I. khái quát chung về công trình cầu i.1. giới thiệu về Quy mô - quy trình thiết kế cầu  Quy mô - Phần cầu: Cầu bê tông cốt thép vĩnh cửu; - Cấp đường thiết kế: Cấp VI đồng bằng theo tiêu chuẩn TCVN 4054 : 2005.  Tiêu chuẩn kỹ thuật: - Vận tốc thiết kế: 80 km/h; - Tải trọng thiết kế cầu: HL-93 theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05; - Tĩnh không thông thuyền: Tĩnh cao: 5m; tĩnh ngang: 15.0m (Tĩnh cao thông thuyền tính từ cao độ mực nước tần suất 5%); - Khổ cầu : 10.5 + 20 m.  Quy trình, quy phạm thiết kế áp dụng - Đường ô tô - tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4054 : 2005; - Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05; - Quy trình móng cọc 20TCN 21-86; i.2. Địa hình Mặt cắt sông đối xứng, hai bên bờ khá bằng phẳng, dễ xây dựng đường công vụ để vận chuyển máy móc, thiết bị và vật liệu. i.3. Địa chất Địa chất khu vực xây dựng cầu phân bố như sau:  Lớp trên cùng: Đất đắp có diện tích phân bố hẹp, chiều dày lớn nhất khoảng 1.65m.  Lớp 1: Bùn sét hữu cơ màu xám xanh, xám đen, trạng tháI chảy, chiều dày 20m. Thí nghiệm SPT có kết quả N= (1 - 3) búa, chỉ tiêu cơ - lý chủ yếu của lớp đất này như sau: - Lực dính C : 0.067 kG/cm2 - Góc ma sát trong  : 3053’ - Dung trọng tự nhiên w : 1.52 g/cm3 - Độ ẩm tự nhiên W : 75.6% - Hệ số rỗng tự nhiên 0 : 2.001 - Độ sệt B : 1.21  Lớp 2: Sét lẫn bụi màu xám ghi hoặc nâu vàng trạng thái nữa cứng, chiều dày dao động từ 4.5m đến 9.8m. Thí nghiệm SPT có kết quả N= (16 - 31) búa, chỉ tiêu cơ - lý chủ yếu của lớp đất này như sau: - Lực dính C : 0.411 kG/cm2 - Góc ma sát trong  : 16058’ - Dung trọng tự nhiên w : 1.907 g/cm3 - Độ ẩm tự nhiên W : 29.0% - Hệ số rỗng tự nhiên 0 : 0.843 - Độ sệt B : 0.16  Lớp 3: Cát pha màu nâu vàng, xám trắng,trạng thái chặt vừa, chiều dày dao động từ 3.5m đến 8.2m. Thí nghiệm SPT có kết quả N= (26 - 30) búa, chỉ tiêu cơ - lý chủ yếu của lớp đất này như sau: - Lực dính C : 0.061 kG/cm2 - Góc ma sát trong  : 22032’ - Dung trọng tự nhiên w : 1.944 g/cm3 - Độ ẩm tự nhiên W : 24.2% - Hệ số rỗng tự nhiên 0 : 0.704  Lớp 4: Sét lẫn bụi xen kẹp cát mịn, trạng thái dẻo mềm, chiều dày dao động từ 2.5m đến 5.8m. Thí nghiệm SPT có kết quả N= (15 - 30) búa, chỉ tiêu cơ - lý chủ yếu của lớp đất này như sau: - Lực dính C : 0.189 kG/cm2 - Góc ma sát trong  : 14002’ - Dung trọng tự nhiên w : 1.844 g/cm3 - Độ ẩm tự nhiên W : 33.5% - Hệ số rỗng tự nhiên 0 : 0.951 - Độ sệt B : 0.56  Lớp 5: Sét lẫn bụi xen kẹp cát mịn, trạng thái nửa cứng, chiều dày dao động từ 15.7m đến 18.5m. Thí nghiệm SPT có kết quả N= (31 - 47) búa, chỉ tiêu cơ- lý chủ yếu của lớp đất này như sau: - Lực dính C : 0.305 kG/cm2 - Góc ma sát trong  : 17057’ - Dung trọng tự nhiên w : 1.974 g/cm3 - Độ ẩm tự nhiên W : 23.7% - Hệ số rỗng tự nhiên 0 : 0.687 - Độ sệt B : 0.19  Nhận xét: - Lớp 1: Là lớp chịu lực kém, tính nén lún cao, khi thiết kế nền đường phải chú ý lớp đất yếu này. - Lớp 2 và lớp 3: Là lớp đất có khả năng chịu lực, ta có thể đặt móng vào lớp này. này. i.4. thuỷ văn  Mực nước cao với tần suất 5% : +1.37  Mực nước cao với tần suất 10% : +1.28  Mực nước cao với tần suất 1% : +1.61  Mực nước thấp nhất : -1.14 Ghi chú: Cao độ mực nước theo hệ Quốc gia. Vào mùa khô mực nước thấp thuận tiện cho việc triển khai thi công công trình. Theo văn bản số 1835/UB ngày 16/07/2005 của UBND tỉnh Cà Mau, kênh có yêu cầu thông thuyền là B  15m, H  4.5m. ii. Dự kiến các phương án thiết kế xây dựng cầu ii.1. lựa chọn dạng kết cấu cầu Do điều kiện địa chất thuỷ văn với khổ thông thuyền 15m, chọn phương án thiết kế sao cho hợp lý,đáp ứng được những điều kiện về kinh tế, kỹ thuật, về cảnh quan, môi trường. Mặt cắt dọc cầu (xem bản vẽ) cho thấy các vực sâu nằm ở chính giữa và đối xứng. Vì vậy đa số các phương án đều phân nhịp đối xứng. Vì lớp đất trên là đất đắp dễ xói lở, cho nên dùng móng cọc bệ cao để cấu tạo móng cho trụ là hợp lý. Như vậy khi thi công không phải đào sâu xuống đất, mà chỉ quây hố móng bằng một lớp vòng vây cọc ván. Đặc điểm khu vực cầu nằm gần biển nên ảnh hưởng của môi trường xâm thực, do đó khuyến khích dùng những loại cầu bê tông cốt thép dự ứng lực, hạn chế sử dụng cầu thép để tránh bị ăn mòn và tốn nhiều tiền của cho công tác bảo dưỡng. Do cầu bắt qua sông có khổ thông thuyền 15m là không lớn lắm, tốt nhất là sử dụng những kết cấu định hình bê tông cốt thép dự ứng lực, để giảm bớt khối lượng và rút ngắn thời gian thi công. Chọn chiều dài nhịp đáp ứng khổ thông thuyền tối thiểu để giảm được tối đa chiều dài cầu, cũng như chiều cao đất đắp đầu cầu., tiết kiệm tối đa chi phí xây dựng cầu. Dưới đây có đề suất 2 phương án kết cấu nhịp trong thiết kế sơ bộ, sau đó so sánh các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật, về cảnh quan, môi trường , để chọn ra phương án tối ưu trong thiết kế kỹ thuật.  Phương án 1: Sử dụng 9 nhịp BTCT DƯL nhịp 24 m cọc đóng.  Phương án 2: Sử dụng 7 nhịp BTCT DƯL nhịp 33m cọc khoang nhồi. CÓ ĐẦY ĐỦ BẢN VẼ VÀ THUYẾT MINH