Đồ án môn học xây dựng đường ô tô: Thi công tuyến B - N ĐH GTVT TP.HCM

Tổng hợp mẫu đồ án môn học xây dựng cầu đường ĐH GTVT TP HCM ngành công trình giao thông. Tài liệu hướng dẫn tính toán, thiết kế và bản vẽ kỹ thuật chi tiết.

• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Văn Long
• Trường học: Đại học Giao thông Vận tải TP.HCM
• Chuyên ngành: Xây dựng cầu đường
• Đề tài: Thiết kế kỹ thuật thi công tuyến đường miền núi từ B đến N tỉnh Ninh Thuận
• Loại tài liệu: Đồ án môn học
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan đồ án môn học thiết kế thi công đường ô tô Ninh Thuận

Đồ án môn học thiết kế thi công đường ô tô Ninh Thuận là tài liệu kỹ thuật quan trọng trong đào tạo kỹ sư công trình. Đồ án tổng hợp các quy chuẩn kỹ thuật xây dựng hạ tầng giao thông đường bộ. Dự án tập trung vào tuyến đường đi qua khu vực tỉnh Ninh Thuận với đặc thù khí hậu nhiệt đới gió mùa bán khô hạn. Sinh viên phải xác định quy mô công trình, cấp hạng kỹ thuật tuyến và các chỉ tiêu thiết kế hình học. Tuyến đường đòi hỏi tính toán chi tiết về bình đồ, trắc dọc và trắc ngang. Công tác thiết kế đảm bảo khả năng chịu tải của nền mặt đường theo tiêu chuẩn hiện hành. Mặt bằng tuyến cần bố trí hợp lý các công trình phụ trợ, lán trại và đường công vụ. Đồ án giúp sinh viên nắm vững nguyên lý thiết kế và tổ chức thi công thực tế trên công trường. Việc nghiên cứu kỹ điều kiện tự nhiên tại Ninh Thuận giúp tối ưu hóa phương án kỹ thuật và tiết kiệm ngân sách xây dựng.

1.1. Mục tiêu và nhiệm vụ của đồ án môn học đường bộ

Đồ án đặt ra mục tiêu rèn luyện năng lực tính toán và lập biện pháp thi công hoàn chỉnh cho sinh viên ngành cầu đường. Sinh viên phải giải quyết các bài toán kỹ thuật từ giai đoạn khảo sát đến hoàn thiện công trình. Nhiệm vụ bao gồm thiết kế trắc dọc, bố trí cống thoát nước và lập tiến độ thi công chi tiết. Hồ sơ thiết kế yêu cầu tính toán khối lượng vật liệu chính xác cho từng phân đoạn. Sinh viên cần lựa chọn chủng loại máy móc thi công phù hợp với điều kiện địa phương. Đồ án giúp củng cố kiến thức lý thuyết về cơ học đất và vật liệu xây dựng đường.

1.2. Quy chuẩn kỹ thuật áp dụng trên tuyến đường Ninh Thuận

Quy chuẩn kỹ thuật áp dụng cho tuyến đường tuân thủ nghiêm ngặt tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô hiện hành tại Việt Nam. Các chỉ tiêu kỹ thuật chính gồm vận tốc thiết kế, bán kính đường cong nằm và độ dốc dọc lớn nhất. Kết cấu áo đường được tính toán dựa trên lưu lượng xe thiết kế và tải trọng trục tiêu chuẩn. Chiều dày các lớp vật liệu móng và mặt đường được xác định chính xác để đảm bảo cường độ chịu lực. Hệ thống thoát nước mặt và thoát nước ngầm được thiết kế đồng bộ nhằm tránh ngập úng mùa mưa bão.

II. Phân tích địa hình và thủy văn khi thi công đường ô tô Ninh Thuận

Điều kiện tự nhiên tại Ninh Thuận mang nhiều nét đặc thù ảnh hưởng trực tiếp đến biện pháp thi công nền mặt đường. Địa hình tuyến đi qua có sự xen kẽ giữa đồng bằng ven biển và khu vực đồi núi dốc. Đất nền chủ yếu là đất cấp bốn có độ cứng cao, gây khó khăn cho công tác đào đắp và tạo khuôn đường. Khí hậu Ninh Thuận khô nóng quanh năm với lượng mưa tập trung theo mùa, dễ gây xói lở mái dốc taluy. Nguồn vật liệu đá dăm và cấp phối thiên nhiên phân bố không đều dọc tuyến, đòi hỏi cự ly vận chuyển trung bình lớn. Việc điều phối đất đào đắp cần tính toán cân bằng để giảm thiểu chi phí vận chuyển cơ giới. Công tác thủy văn đòi hỏi khảo sát kỹ lưỡng lưu lượng dòng chảy để bố trí khẩu độ cống thoát nước phù hợp. Nếu không xử lý tốt nền đất yếu và dòng chảy ngầm, công trình dễ bị lún nứt cục bộ trong quá trình khai thác.

2.1. Thách thức từ điều kiện địa chất và khí hậu khô hạn

Khí hậu khô hạn tại Ninh Thuận làm tăng tốc độ bốc hơi nước trong đất và vật liệu cấp phối. Độ ẩm tốt nhất của đất đắp bị suy giảm nhanh chóng trong quá trình lu lèn trên công trường. Nhà thầu phải bố trí xe tưới nước liên tục để duy trì độ ẩm đầm nén tiêu chuẩn cho từng lớp đắp. Địa chất đá cứng gây mài mòn nhanh các thiết bị đào xới và máy ủi công suất lớn. Mùa mưa ngắn nhưng cường độ mưa lớn dễ dẫn đến sạt lở các đoạn nền đường đắp cao chưa kịp gia cố mái dốc.

2.2. Khó khăn trong công tác cung cấp và vận chuyển vật liệu

Các mỏ đá và bãi tập kết vật liệu cấp phối thiên nhiên nằm cách xa tim tuyến thi công chính. Cự ly vận chuyển trung bình lên đến hơn mười kilômét làm gia tăng đáng kể số lượng ca xe tải tự đổ. Đường công vụ tạm thời chịu tải trọng lớn dễ bị hư hỏng, ảnh hưởng đến chu kỳ làm việc của phương tiện. Thời gian bốc dỡ và thời gian xe chạy phải được tính toán chính xác để đảm bảo năng suất rải vật liệu liên tục. Chi phí vận chuyển chiếm tỷ trọng cao trong tổng dự toán xây lắp công trình.

III. Phương pháp tổ chức thiết kế thi công đường ô tô Ninh Thuận chuẩn

Phương pháp tổ chức thi công theo dây chuyền chuyên môn hóa là giải pháp tối ưu cho dự án đường Ninh Thuận. Công tác chuẩn bị khởi đầu bằng việc khôi phục cọc định vị, dọn dẹp mặt bằng và đào rãnh thoát nước tạm. Thi công nền đường chia thành sáu phân đoạn cụ thể, phối hợp nhịp nhàng giữa máy đào, máy ủi và máy cạp. Đường cong lũy tích được lập để tối ưu hóa công tác điều phối đất dọc và điều phối đất ngang. Hệ thống cống bản và cống tròn bê tông cốt thép được thi công tuần tự từ hạ lưu lên thượng lưu. Mặt đường áp dụng kết cấu hai lớp móng cấp phối đá dăm và lớp mặt bê tông nhựa rải nóng. Máy rải chuyên dụng kết hợp lu rung và lu bánh lốp đảm bảo độ chặt lu lèn theo quy trình kỹ thuật. Tốc độ dây chuyền được cân bằng để máy móc hoạt động liên tục, phát huy tối đa công suất máy chính.

3.1. Biện pháp điều phối đất và thi công cống thoát nước

Công tác điều phối đất tận dụng triệt để đất đào tại chỗ để đắp cho các đoạn trũng lân cận nhằm giảm cự ly di chuyển. Máy ủi xử lý các cự ly dưới một trăm mét, trong khi máy cạp và ô tô tự đổ đảm nhận cự ly xa hơn. Thi công cống thoát nước bắt đầu từ định vị hố móng, đào đất, đổ bê tông lót móng đến lắp đặt đốt cống. Tường đầu, tường cánh và sân cống bằng bê tông mác 150 được hoàn thiện trước khi đắp đất thân cống. Đất đắp hai bên mang cống được đầm nén bằng đầm cóc thành từng lớp mỏng để chống lún võng.

3.2. Quy trình rải và lu lèn các lớp kết cấu áo đường

Thi công mặt đường bắt đầu bằng lớp cấp phối thiên nhiên loại B dày 34cm và lớp cấp phối đá dăm loại I dày 18cm. Máy rải chuyên dùng tiếp nhận vật liệu từ xe tải và rải đều trên toàn bộ bề rộng vệt thiết kế. Sơ đồ lu lèn tuân thủ nguyên tắc từ mép vào giữa và từ chỗ thấp lên chỗ cao. Giai đoạn đầu sử dụng lu nhẹ tĩnh để ổn định bề mặt, tiếp theo là lu rung nặng để đạt độ chặt K98. Cuối cùng, lu bánh thép phẳng làm phẳng bề mặt và xóa các vệt hằn bánh xe trước khi thảm bê tông nhựa.

IV. Đánh giá ứng dụng đồ án thiết kế thi công đường ô tô Ninh Thuận

Đồ án thiết kế thi công đường ô tô Ninh Thuận mang lại giá trị thực tiễn cao cho công tác đào tạo và xây dựng thực tế. Kết quả tính toán cung cấp cơ sở khoa học để lập biện pháp thi công chi tiết trên công trường giao thông. Việc áp dụng phương pháp thi công dây chuyền giúp rút ngắn thời gian thi công và tối ưu hóa chi phí thiết bị cơ giới. Các giải pháp xử lý nền móng và thoát nước thích ứng tốt với khí hậu khô hạn đặc thù của miền Trung. Sinh viên thông qua đồ án đã làm chủ quy trình phân tích số liệu địa chất, thủy văn và điều phối đất. Mô hình tổ chức này có thể nhân rộng cho các dự án nâng cấp đường liên tỉnh hoặc đường giao thông nông thôn. Sự kết hợp giữa lý thuyết và tính toán thực tế đảm bảo công trình đạt tuổi thọ thiết kế tối đa. Đây là tài liệu tham khảo giá trị cho các kỹ sư trẻ khi lập hồ sơ dự thầu xây lắp giao thông.

4.1. Hiệu quả kinh tế kỹ thuật từ phương án thi công dây chuyền

Phương pháp dây chuyền giúp các tổ đội công nhân và máy móc làm việc liên tục mà không bị gián đoạn thời gian chết. Hệ số sử dụng xe máy và năng suất lao động tăng cao nhờ sự phối hợp nhịp nhàng giữa các phân đoạn thi công. Chi phí khấu hao thiết bị cơ giới giảm đáng kể nhờ rút ngắn tổng thời gian hoàn thành công trình. Nguồn cung vật liệu được điều tiết đều đặn, tránh ứ đọng vốn và giảm diện tích kho bãi tạm thời. Biện pháp này mang lại hiệu quả kinh tế rõ rệt cho toàn bộ gói thầu xây lắp.

4.2. Khả năng ứng dụng thực tế cho các dự án giao thông tương tự

Mô hình tổ chức thi công trong đồ án có tính ứng dụng cao cho các dự án đường bộ tại vùng duyên hải Nam Trung Bộ. Các giải pháp chọn máy đào, máy cạp và máy lu phù hợp với điều kiện cơ giới hóa xây dựng hiện nay tại Việt Nam. Quy trình kiểm soát chất lượng đầm nén đất cấp bốn và cấp phối đá dăm có thể áp dụng trực tiếp ngoài công trường. Tài liệu giúp các ban quản lý dự án và đơn vị tư vấn giám sát kiểm soát chặt chẽ tiến độ và chất lượng thi công.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT TUYẾN 1. Giới thiệu chung Tuyến đường thiết kế từ B - N thuộc địa bàn tỉnh Ninh Thuận. Đây là tuyến đường làm mới có ý nghĩa trong việc phát triển kinh tế trong việc phát triển kinh tế địa phương cũng như trong khu vực.

Tuyến đường nối các trung tâm văn hoá, kinh tế, văn hoá của toàn tỉnh .Tuyến đường ngoài công việc chính yếu là vận chuyển hàng hoá, mà còn phục vụ đi lại của người dân, cũng như nâng cao dân trí của người dân. Các điều kiện tự nhiên 1. Vị trí địa lý Tuyến đường có tổng chiều dài là 4546. Điểm đầu tuyến là B và cuối tuyến là N.

Điều kiện địa hình Địa hình ở đây nhìn chung tương đối bằng phẳng, mặc dù có một vài đoạn tuyến phải đi ven theo các đồi, núi. Tuyến đi ven theo các sườn đồi gần suối, mật độ suối cao. Đồng thời tuyến phải đi qua một đoạn suối có dòng chảy tập trung tương đối lớn, độ dốc trung bình của lòng suối không lớn lắm, lưu vực xung quanh ít ao hồ hay nơi động nước, nên việc thiết kế các công trình thoát nước đều tính lưu lượng vào mùa mưa. Nói chung, khi thiết kế tuyến phải đặt nhiều đường cong, thỉnh thoảng có những đoạn có độ dốc lớn.

Địa mạo chủ yếu là cỏ và các bụi cây bao bọc, có những chỗ tuyến đi qua rừng, vườn cây, suối, ao hồ. Điều kiện địa chất thuỷ văn Địa chất vùng tuyến đi qua khá tốt : đất đồi núi, có cấu tạo không phức tạp (đất cấp III). Nên tuyến thiết kế không cần xử lí đất nền. Nói chung địa chất vùng này rất thuận lợi cho việc làm đường.

Ở trên đoạn tuyến có một vài mỏ sỏi đỏ và mỏ đá có thể khai thác tại chỗ làm kết cấu áo đường và các công trình trên đường nhằm giảm giá thành xây dựng. Trang 1 ĐAMH XÂY DỰNG ĐƯỜNG ÔTÔ GVHD: TS NGUYỄN VĂN LONG Ở vùng này hầu như không có hiện tượng đá lăn, hiện tượng sụt lở, hang động castơ nên rất thuận lợi. Qua khảo sát thực tế ta có thể lấy đất từ nền đào gần đó hoặc đất từ thùng đấu ngay bên cạnh đường để xây dựng nền đất đấp rất tốt. Điều kiện thuỷ văn Dọc theo khu vực tuyến đi qua có sông, suối tương đối nhiều có nhiều nhánh suối nhỏ thuận tiện cho việc cung cấp nước cho thi công công trình và sinh hoạt.

Tại các khu vực suối nhỏ ta có thể đặt cống hoặc làm cầu nhỏ. Địa chất ở 2 bên bờ suối ổn định, ít bị xói lở nên tương đối thuận lợi cho việc làm công trình thoát nước. Ở khu vực này không có khe xói. Vật liệu xây dựng Tuyến đi qua khu vực rất thuận lợi về việc khai thác vật liệu xây dựng.

Để làm giảm giá thành khai thác và vận chuyển vật liệu ta cần khai thác, vận dụng tối đa các vật liệu địa phương sẳn có như : đá, cấp phối cuội sỏi. Để xây dựng nền đường ta có thể điều phối đào – đắp đất trên tuyến sau khi tiến hành dọn dẹp đất hữu cơ. Đặc điểm về khí hậu thuỷ văn Khu vực tuyến B–N nằm sâu trong nội địa, có khí hậu nhiệt đới gió mùa, khí hậu ở đây phân biệt thành 2 mùa rõ rệt: Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 nhiệt độ trung 0 0 bình 26 C.Mùa nắng từ tháng 11 đến tháng 4 nhiệt độ trung bình 27 C. Vùng này chịu ảnh hưởng của gió mùa khô.

Do có 2 mùa mưa nắng cho nên khí hậu ở đây có những đặc điểm như sau : Vào mùa mưa số ngày mưa thường xuyên, lượng mưa ngày trung bình tăng nhiệt độ giảm và độ ẩm tăng. Khi thi công cần lưu ý đến thời gian của mùa khô vì nó ảnh hưởng lớn đến tiến độ thi công. Trang 2 ĐAMH XÂY DỰNG ĐƯỜNG ÔTÔ GVHD: TS NGUYỄN VĂN LONG CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU QUY MÔ CÔNG TRÌNH 2.

Phạm vi công trình Khu vực này chưa phát triển về giao thông đường sắt. Tuyến đường nối các vùng phát triển cây công nghiệp, hoa màu với các khu công nghiệp phía dưới tạo thuận lợi cho việc phát triển kinh tế của tỉnh và giao thông giữa các tỉnh lân cận được mở rộng hơn. Tình hình dân cư có chiều hướng phát triển với nhiều vùng kinh tế mới được thành lập. Dân số ngày càng đông.

Các thông số kỹ thuật chủ yếu 2. Cấp hạng kỹ thuật và cấp quản lý  Cấp kỹ thuật : IV  Vận tốc thiết kế : V=60 km/h  Địa hình đồng bằng  Ứng với cấp kỹ thuật IV, đường nối các trung tâm kinh tế, chính trị,văn hóa lớn của đất nước, của địa phương, các điểm lập hàng, các khu dân cư, quốc lộ, đường tỉnh, đường huyện với nhau 2. Các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến đường  Chiều dài tuyến: 4546.08m  Mặt cắt ngang đường:  Phần mặt đường rộng 7.0m, độ dốc ngang 2%  Phần lề đường :  Phần lề gia cố rộng 0.5m, độ dốc ngang 2%  Số lượng đường cong: 6 đường cong đứng, 5 đường cong nằm.  Kết cấu áo đường: 4 lớp Lớp 1: Bê tông nhựa hạt mịn,H1=6cm Lớp 2: Bê tông nhựa hạt thô,H2=14cm Lớp 3: Cấp phối đá dăm loại 1, H3=18cm.

Lớp 4: Cấp phối thiên nhiên loại B, H4=34cm. Công trình trên tuyến  Cống Được đặt mua tại công ty TNHH XDCT Hùng Vương có trụ sở chính: 630 – 632 Ba Tháng Hai, phường 14, quận 10, Tp Hồ Chí Minh. Trang 3 ĐAMH XÂY DỰNG ĐƯỜNG ÔTÔ GVHD: TS NGUYỄN VĂN LONG Thân cống  Thiết kế theo cống Hùng Vương Thượng hạ lưu: Tường trước, tường cánh, thân hố ga bằng BT M150 đá 2×4. Móng tường trước, tường cánh lớp trên bằng bêtông M100 đá 4×6 dày 15cm, đệm cát phía dưới cùng 10cm.

Bảng khẩu độ cống Khẩu độ Chiều dày thành Số Chiều sâu nước Vận tốc nước Cống Lý Trình (m) cống (m) lượng dâng (m) chảy (m/s) C1 KM 0+500 1 0.558  Rãnh dọc Rãnh dọc được thiết kế rãnh hình thang, với những đoạn có độ dốc trên 6% và có địa chất là đất thì gia cố rãnh bằng đá hộc xây vữa M100 dày 10cm. Còn những đoạn có địa chất là đá thì không cần gia cố.  Tường chắn, gia cố Gia cố tường chắn tại những đoạn có taluy âm cao nhằm đảm bảo ổn định cho nền đường. Thân, móng tường chắn bằng đá hộc xây vữa M100.

Nhằm ổn định mái dốc, gia cố taluy âm bằng cỏ.  Cọc tiêu, biển báo Cọc tiêu được cắm tại những đoạn đường vào cầu và những đoạn đường cong. Biển báo phải cắm theo đúng quy định. Trang 4 ĐAMH XÂY DỰNG ĐƯỜNG ÔTÔ GVHD: TS NGUYỄN VĂN LONG CHƯƠNG 3.

BỐ TRÍ THI CÔNG TRÊN TUYẾN 3. Điều kiện cung cấp vật liệu Nguồn nguyên vật liệu xây dựng chủ yếu như cát, đá, đất đắp nền rất sẵn và phong phú tại khu vực do đó cần khai thác và tận dụng tối đa các loại vật liệu địa phương như vậy giá thành xây dựng tuyến sẽ giảm đáng kể do cự ly vận chuyển. Đất đắp xây dựng nền đường có thể lấy ở nền đường đào hoặc lấy ở các mỏ gần vị trí tuyến. Các loại vật liệu khác như tre, nứa, gỗ, phong phú tiện lợi cho việc làm lán trại, cốt pha và các công trình phụ.

Các vật liệu như ximăng, sắt, thép, gạch được vận chuyển từ đầu tuyến (tại I). Giải pháp đường công vụ Để vận chuyển vật liệu, nhân công, máy móc đến đoạn đang thi công; khi đi qua các đoạn đường đang thi công hay qua cầu đang thi công hoặc chưa có đường đi, ta phải làm đường công vụ và cầu tạm để đảm bảo được giao thông. Ngoài ra, tại các mỏ đất đá mà đường đi không đảm bảo ta cần gia cố thêm để xe chở vật liệu, đất đá đi qua được. Bố trí mặt bằng thi công Mặt bằng thi công được bố trí như sau:  Láng trại : Được bố trí ngay tại đầu tuyến.

 Công trình phụ : Bố trí gần láng trại công nhân để phục vụ nhu cầu sinh hoạt và ăn uống của công nhân.  Nhà kho : Được bố trí ngay tại đầu tuyến gần với láng trại công nhân để dễ bảo quản và quản lý. Láng trại và công trình phụ Tận dụng các loại tre nứa, cây gỗ được khai thác tại chỗ để làm. Cho các tổ công nhân tự làm lấy.

Láng trại và công trình phụ phải được bố trí gần nguồn nước như suối, nhưng phải đủ an toàn khi gặp mưa lớn không bị nước suối dâng cao. Cần phải đề phòng lũ quét gây nguy hiểm đến tính mạng và tài sản chung. Trang 5 ĐAMH XÂY DỰNG ĐƯỜNG ÔTÔ GVHD: TS NGUYỄN VĂN LONG CHƯƠNG 4. TỔ CHỨC THI CÔNG TỔNG THỂ TUYẾN ĐƯỜNG 4.

Ưu, nhược điểm và phạm vi áp dụng của từng phương án 4. Phương pháp dây chuyền Đây là phương pháp thi công được sử dụng phổ biến hiện nay. Theo phương pháp này trong quá trình thi công được chia ra làm nhiều công đoạn có quan hệ chặt chẽ với nhau và được sắp xếp theo một trình tự hợp lý. Mỗi đơn vị đảm nhận một công tác có trang bị máy móc thiết bị cơ giới.

Mỗi đơn vị chuyên nghiệp phải hoàn thành công việc của mình trước khi đơn vị chuyên nghiệp sau tiếp tục khai triển tới.  Ưu, nhược điểm của phương pháp  Sớm đưa đường vào sử dụng, trình độ chuyên môn hóa cao, tận dụng hết năng suất của máy móc.  Tạo điều kiện sử dụng máy móc có lợi nhất.  Trình độ công nhân được nâng cao, có khả năng tăng năng suất lao động áp dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến trong thi công.

 Điều kiện áp dụng được phương pháp  Khối lượng công tác phân bố tương đối đồng đều trên tuyến.  Phải định hình hóa các kết cấu phân phối và cung cấp vật liệu phải kịp thời, đúng tiến độ.  Chỉ đạo thi công phải kịp thời, nhanh chóng, máy móc thiết bị phải đồng bộ. Phương pháp tuần tự (phân đoạn) Là phương pháp chia tuyến đường thành từng đoạn có khối lượng thi công xấp xỉ nhau, một đơn vị thi công sẽ lần lượt hoàn thành tất cả các hạng mục công tác trong từng đoạn, hết đoạn này đến đoạn khác theo một thứ tự xác định.

 Ưu, nhược điểm của phương pháp  Không yêu cầu tập trung nhiều máy móc, thiết bị.  Yêu cầu vốn lưu động nhỏ.  Dễ điều hành, quản lý, kiểm tra.  Ít chịu ảnh hưởng xấu của điều kiện thời tiết, khí hậu.

 Thời gian thi công kéo dài.  Máy móc, nhân lực làm việc gián đoạn, làm tăng chi phí sử dụng máy, giá thành xây dựng tăng.