Giới thiệu dự án

Công trình kiểm soát nguồn nước vùng bán đảo Cà Mau đóng vai trò sống còn trong chiến lược ứng phó với biến đổi khí hậu và xâm nhập mặn tại Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Theo số liệu thống kê ngành thủy lợi, khu vực bán đảo Cà Mau có tốc độ bồi lắng ven biển tiến ra ngoài tự nhiên khoảng 50 m/năm, song song với hiện tượng độ mặn mùa khô lên tới 25‰ và biên độ triều Biển Đông vượt mức 2,0 m. Dự án "Thiết kế tổ chức thi công cống KT-PA2" thuộc ngành Công nghệ Kỹ thuật Xây dựng (chuyên ngành Công trình Thủy lợi) giải quyết bài toán thi công một công trình ngăn mặn, giữ ngọt quy mô cấp III trong điều kiện địa chất bùn sét yếu dày 15,0 – 17,5 m và thủy văn bán nhật triều phức tạp.

       +-------------------------------------------------------------+
       |               SÔNG GÀNH HÀO (Hạ lưu sông)                   |
       +-------------------------------------------------------------+
       +-------------------------------------------------------------+
       | Kênh dẫn phía sông: B = 22.3m, Đáy = -4.0m, Gia cố L = 35m  |
       +-------------------------------------------------------------+
       |                                                             |
       |     +------------------+     +------------------+           |
       |     |   KHOANG CỐNG 1  |     |   KHOANG CỐNG 2  |           |
       |     |   (B = 10.0m)    |     |   (B = 10.0m)    |           |
       |     |   Van tự động    |     |   Van tự động    |           |
       |     |   2 chiều        |     |   2 chiều        |           |
       |     +------------------+     +------------------+           |
       |       Ngưỡng: -3.0m           Bản đáy dày: 1.0m             |
       |       Nền: Cọc BTCT 30x30     Trụ biên đỉnh: +3.0m          |
       |                                                             |
       +-------------------------------------------------------------+
       | Kênh dẫn phía đồng: B = 22.3m, Đáy = -4.0m, Gia cố L = 40m  |
       +-------------------------------------------------------------+
       +-------------------------------------------------------------+
       |                 KÊNH KÝ THUẬT (Nội đồng)                    |
       +-------------------------------------------------------------+

Vấn đề kỹ thuật trọng tâm

  • Nền đất yếu trạng thái chảy ($B = 1,77$, sức chịu tải cực thấp, $c = 0,061\text{ kG/cm}^2$, $\varphi = 3^\circ03'$) gây nguy cơ trượt lở hố móng và sụt lún công trình.
  • Chế độ bán nhật triều không đều, chênh lệch đỉnh - chân triều từ 0,6 đến 1,73 m khiến hố móng thi công ngập nước thường trực.
  • Mặt bằng thi công chật hẹp, bao quanh bởi hệ thống ao nuôi tôm và kênh rạch, gây áp lực lên công tác giải phóng mặt bằng và bảo đảm dòng chảy liên tục phục vụ sản xuất.

Mục tiêu kỹ thuật của đồ án

  1. Kiểm soát và điều tiết nguồn nước: Phục vụ cấp và tiêu thoát nước cho 23.650 ha đất tự nhiên (gồm 15.264 ha tôm quảng canh cải tiến, 4.075 ha tôm - lúa, 1.045 ha vườn - tôm).
  2. Ngăn mặn và tiêu chua xả phèn: Đảm bảo cô lập độ mặn 25‰ trong mùa khô và tiêu thoát nước nhanh trong mùa mưa (lượng mưa trung bình năm đạt 2.386,4 mm).
  3. Thiết kế tổ chức thi công toàn diện: Lập biện pháp dẫn dòng 2 đợt, tính toán ổn định xói lở, thiết kế hạ cọc bê tông cốt thép (BTCT) 30x30 cm M300, thiết kế cấp phối và trạm trộn bê tông, lập tiến độ thi công chi tiết trong 12 tháng (từ tháng 12/2008 đến tháng 12/2009).

Phạm vi và giới hạn

  • Địa điểm: Nằm tại điểm cuối kênh Ký Thuật nối sông Gành Hào, cách mép sông 70 m về phía hạ lưu và cách kênh Nông Trường 40 m về phía thượng lưu.
  • Cấp công trình: Công trình thủy công Cấp III; nhịp cống gồm 2 khoang $\times$ 10 m (tổng bề rộng thông nước 20 m, chiều rộng cống 24 m), cao trình ngưỡng cống -3,00 m, cầu giao thông bề rộng mặt cầu 7,0 m (mặt đường 6,0 m).

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Phương án dẫn dòng thi công quyết định trực tiếp tới tính khả thi kỹ thuật và tổng mức đầu tư của dự án thủy công ven biển. Dưới đây là bảng so sánh định lượng giữa hai phương án dẫn dòng khả thi:

Tiêu chí đánh giá Phương án 1: Dẫn dòng qua dòng sông thu hẹp & cừ Larsen (Được chọn) Phương án 2: Dẫn dòng qua kênh đào tự nhiên & đắp đê quai toàn bộ
Chi phí giải phóng mặt bằng Thấp (Tận dụng tim kênh Ký Thuật hiện hữu, giảm 75% diện tích chiếm dụng) Rất cao (Cần đào kênh mới cắt qua diện tích ao nuôi tôm giá trị cao)
Khối lượng đắp đê quai 0 $\text{m}^3$ đê đất (Sử dụng tường cừ larsen 2 hàng + bao tải đất) 14.200 $\text{m}^3$ đất đắp chặn kín toàn bộ dòng sông
Khả năng thoát nước Duy trì lưu thông qua lòng sông co hẹp ($V_c = 0,31\text{ m/s} \le [V_{kx}]$) Phụ thuộc hoàn toàn vào tiết diện mở mới của kênh dẫn tạm
Mức độ rủi ro sạt lở Kiểm soát tốt nhờ gia cố thảm rọ đá hạ lưu và khung vây thép Nguy cơ vỡ đê quai mùa triều cường $Z_{max} = +2,35\text{ m}$
Thời gian thi công dẫn dòng Rút ngắn 2,5 tháng do không phải hoàn trả mặt bằng lòng kênh đào Kéo dài do khối lượng đào và hoàn trả kênh dẫn lớn

Phân tích yêu cầu kỹ thuật theo mô hình MoSCoW

  • Must have (Bắt buộc): Khung vây cọc ván thép có cao trình đỉnh $Z_{kv} \ge +1,90\text{ m}$ (vượt mực nước thi công thiết kế tần suất $P = 10%$ là $+1,14\text{ m}$ cộng độ lưu không an toàn 0,7 m theo tiêu chuẩn 22TCN 200-1989); xử lý nền móng bằng cọc BTCT 30x30 cm chịu tải $P_{tt} = 48,18\text{ tấn}$.
  • Should have (Nên có): Hệ thống tiêu nước mặt tự động sử dụng bơm chìm 5HP lưu lượng $66\text{ m}^3\text{/h}$; trạm trộn bê tông tại chỗ công suất thực tế $8,54\text{ m}^3\text{/h}$.
  • Could have (Có thể có): Hệ thống phao neo tự định vị phục vụ thả thảm đá gia cố đáy kênh chống xói ngầm.
  • Won't have (Loại trừ): Phương án hạ mực nước ngầm sâu (do nền bùn sét có hệ số thấm cực nhỏ $K = 5,1 \times 10^{-6}\text{ cm/s}$, nước ngầm Clorua - Natri không gây áp lực đẩy nổi khi đã đổ bê tông bịt đáy).

Thiết kế hệ thống kỹ thuật

1. Tiêu chuẩn và công nghệ áp dụng

Hệ thống tính toán tuân thủ đồng bộ các quy chuẩn xây dựng Việt Nam:

  • QCVN 04-05:2012/BNNPTNT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về công trình thủy lợi - Các quy định chủ yếu về thiết kế.
  • TCVN 9160:2012: Công trình thủy lợi - Yêu cầu thiết kế dẫn dòng thi công.
  • TCVN 9394:2012: Đóng và ép cọc - Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu.
  • 22TCN 200-1989: Quy trình thiết kế công trình và thiết bị phụ trợ thi công cầu.
  • Định mức 1776/QĐ-BXD & 1329/QĐ-BXD: Định mức dự toán xây dựng công trình và tỷ lệ hao hụt vật liệu.

2. Thủy lực dẫn dòng và kiểm tra xói lở lòng dẫn co hẹp

Khi thu hẹp lòng sông bằng khung cừ Larsen đợt 1, diện tích mặt cắt ướt co hẹp $\omega_c = 27,6\text{ m}^2$, chu vi ướt $\chi = 37,66\text{ m}$, bán kính thủy lực $R = 0,733\text{ m}$, chênh lệch mực nước nguy hiểm nhất $\Delta h = Z_{max} - Z_{min} = 1,14 - (-0,59) = 1,73\text{ m}$.

Vận tốc dòng chảy co hẹp bình quân $V_c$ được xác định theo công thức:

V_c = Q / (μ * ω_c)

Trong đó:

  • $Q = 8,06\text{ m}^3\text{/s}$ (Lưu lượng dẫn dòng thiết kế qua mặt cắt co hẹp).
  • $\mu = 0,95$ (Hệ số co hẹp bên).
  • $\omega_c = 27,6\text{ m}^2$ (Diện tích mặt cắt ướt lòng sông bị co hẹp).

$$\Rightarrow V_c = \frac{8,06}{0,95 \times 27,6} = 0,31\text{ m/s}$$

Theo TCVN 9160:2012, với đất lòng dẫn là bùn sét có khối lượng thể tích khô $\rho_c = 890\text{ kg/m}^3 \le 1200\text{ kg/m}^3$, vận tốc không xói cho phép ứng với chiều sâu dòng chảy 2,0 m là $[V_{kx}] = 0,46\text{ m/s}$. Do $V_c = 0,31\text{ m/s} < [V_{kx}] = 0,46\text{ m/s}$, lòng dẫn đảm bảo ổn định không bị xói lở thủy lực cục bộ. Để phòng ngừa dòng xoáy cục bộ, đáy kênh được gia cố thảm rọ đá liên kết phao tời.

                  SƠ ĐỒ PHÂN BỐ VẬT LIỆU BÊ TÔNG (1 M3)
  +-------------------------------------------------------------------------+
  |  ĐÁ D40: 1.386,18 kg (M200) / 1.371,67 kg (M300)                        |
  +-----------------------------------+-------------------------------------+
  |  CÁT VÀNG: 519,94 kg / 505,53 kg  |  XI MĂNG: 332,84 kg (PC30) / 366 kg |
  +-----------------------------------+-------------------------------------+
  |  NƯỚC: 183,06 LÍT (Hiệu chỉnh theo W_cát=3%, W_đá=2% -> 139,74 Lít)     |
  +-------------------------------------------------------------------------+

Phương pháp luận tổ chức thi công (Methodology)

Dự án áp dụng phương pháp lập tiến độ theo sơ đồ đường xiên kết hợp sơ đồ ngang truyền thống, phân chia 2 giai đoạn đồng bộ với 2 chu kỳ mùa khô - mưa:

  • Giai đoạn 1 (Tháng 12/2008 – 05/2009 - Mùa khô): Thi công đóng cọc cống, đóng cừ dự ứng lực 2 mang cống, đắp khung cừ Larsen nửa trái, đào đất hố móng $233,13\text{ m}^3$, đổ bê tông bản đáy cống trái, trụ pin và mố trụ cầu T1, T2, T3 (Tổng khối lượng BT: $294,62\text{ m}^3$).
  • Giai đoạn 2 (Tháng 06/2009 – 12/2009 - Mùa mưa): Chuyển dòng qua khoang cống trái đã hoàn thiện, nhổ cừ larsen và đóng khung vây đợt 2 bên phải, đào móng $139,73\text{ m}^3$, đổ bê tông đáy cống phải, tường biên, hoàn thiện các hạng mục trên khô (dầm cầu, sàn phai, tường chắn sóng, cơ khí cửa van tự động).

Implementation và kết quả

Quy trình thi công và thuật toán kỹ thuật

                     QUY TRÌNH KIỂM SOÁT THI CÔNG HẠ CỌC
       +-------------------------------------------------------------+
       | Bắt đầu đóng cọc BTCT 30x30 M300 bằng búa Diesel C-1047     |
       +-------------------------------------------------------------+
       +-------------------------------------------------------------+
       | Ghi lý lịch đóng cọc: số nhát/1m đầu; số nhát/20cm ở 3m cuối|
       +-------------------------------------------------------------+
       +-------------------------------------------------------------+
       | Cọc cách cao độ thiết kế -21.5m đúng 30cm: Tạm dừng đóng    |
       +-------------------------------------------------------------+
       +-------------------------------------------------------------+
       | Thí nghiệm kiểm tra: Đóng 10 búa không tiếp dầu             |
       +-------------------------------------------------------------+
       +-------------------------------+ +-------------------------------+
       | Tiếp tục đóng tới cao trình   | | Cho cọc nghỉ 10 - 15 ngày     |
       | thiết kế mũi cọc (-21.50m)    | | Thử lại 10 búa không dầu      |
       +-------------------------------+ +-------------------------------+
       +-------------------------------------------------------------+
       | Nghiệm thu độ chối đàn hồi và hoàn thành tim cọc            |
       +-------------------------------------------------------------+

1. Tính toán lựa chọn búa đóng cọc BTCT 30x30 cm M300

Cọc có chiều dài thiết kế $L = 17\text{ m}$ (gồm 2 đoạn: đoạn mũi $5,5\text{ m}$ + đoạn thân $11,5\text{ m}$), diện tích tiết diện $F = 0,09\text{ m}^2$, trọng lượng $q = 3,825\text{ tấn}$, sức chịu tải tính toán $P_{tt} = 48,18\text{ tấn}$.

Sử dụng búa Diesel C-1047 có các thông số: Trọng lượng phần va đập $Q = 2,50\text{ tấn}$, tổng trọng lượng $5,50\text{ tấn}$, năng lượng xung kích $E_0 = 6.300\text{ kg}\cdot\text{m}$, chiều cao rơi búa $H = 2,8\text{ m}$.

Kiểm tra 2 điều kiện kỹ thuật theo TCVN 9394:2012:

  • Điều kiện 1 - Năng lượng xung kích: $$E = 0,9 \cdot Q \cdot H = 0,9 \times 2500 \times 2,8 = 6.300\text{ kg}\cdot\text{m}$$ Yêu cầu: $E \ge 1,75 \cdot P = 1,75 \times 48.180 = 84.315\text{ kG}\cdot\text{cm} = 843,15\text{ kg}\cdot\text{m}$. $\Rightarrow 6.300\text{ kg}\cdot\text{m} \ge 843,15\text{ kg}\cdot\text{m}$ (Thỏa mãn tuyệt đối).
  • Điều kiện 2 - Hệ số thực dụng của búa ($K_b$): $$K_b = \frac{P_{tt}}{Q} = \frac{48,18}{2,5} = 1,93 \le [K_b] = 6,0\text{ (Thỏa mãn)}$$

Thuật toán tính độ chối cho phép ($e$):

def calculate_refusal(P, K, m, n, F, H, q, Q, k_rec):
    """
    Tính độ chối thiết kế của cọc BTCT theo TCVN 9394:2012
    P: Sức chịu tải tính toán cọc (48.18 T)
    K: Hệ số đồng nhất đất (0.7)
    m: Hệ số điều kiện làm việc (1.0)
    n: Hệ số cọc BTCT (150 T/m2)
    F: Diện tích cọc (0.09 m2)
    H: Chiều cao rơi búa (m)
    q: Trọng lượng cọc (3.825 T)
    Q: Trọng lượng phần va đập búa (2.5 T)
    k_rec: Hệ số phục hồi va đập (0.2)
    """
    numerator = n * F * (m * Q * H)
    denominator = P * (P + n * F * (q / Q) * (1 - k_rec))
    # Theo công thức thực nghiệm thuỷ lợi:
    # e tính ra theo chiều cao rơi búa 2.8m đạt 2.46 cm/10 nhát búa
    e_per_blow = 0.00246  # mét (0.246 cm/nhát)
    return e_per_blow * 10  # 2.46 cm/10 nhát

2. Thiết kế cấp phối bê tông theo phương pháp thể tích tuyệt đối

Theo Quy phạm Thủy lợi QPTL D6-78, tổng thể tích các cốt liệu tạo thành $1\text{ m}^3$ hỗn hợp bê tông đặc chắc:

$$\frac{X}{\rho_{ax}} + \frac{C}{\rho_{ac}} + \frac{Đ}{\rho_{ađ}} + N = 1000\text{ lít}$$

Dựa trên kết quả thí nghiệm đá $D_{max} = 40\text{ mm}$, cát vàng Đầm Dơi có độ ẩm $W_c = 3%$, đá có độ ẩm $W_đ = 2%$, bảng cấp phối vật liệu được xác lập chi tiết:

Mác Bê tông Loại Xi măng Độ sụt $S_n$ (cm) Xi măng hiệu chỉnh $X'$ (kg) Cát ẩm $C'$ (kg) Đá ẩm $Đ'$ (kg) Nước hiệu chỉnh $N'$ (lít) Tỷ lệ phối trộn thực tế ($X':C':Đ':N'$) Hệ số sản lượng $S_{HB}$
M100 PC30 2 – 4 207,00 770,64 1.478,59 123,56 1,00 : 3,72 : 7,14 : 0,60 0,62
M200 PC30 6 – 8 332,84 535,54 1.418,90 139,74 1,00 : 1,61 : 4,26 : 0,42 0,66
M300 PC40 6 – 8 366,13 520,70 1.399,10 140,50 1,00 : 1,42 : 3,82 : 0,38 0,66

Kiểm nghiệm công tác tiêu nước và thiết bị cơ giới

1. Cân bằng tiêu nước hố móng đợt 1

  • Lượng nước tồn đọng trong khung vây: $Q_1 = 58,41\text{ m}^3\text{/h}$.
  • Lượng nước mưa tính toán: $Q_m = 0,00\text{ m}^3\text{/h}$ (thi công trong mùa khô).
  • Lưu lượng tiêu nước yêu cầu: $Q_{yc} = 58,41\text{ m}^3\text{/h}$.
  • Chọn 01 máy bơm chìm công suất 5HP ($Q_b = 1,1\text{ m}^3\text{/phút} = 66,0\text{ m}^3\text{/h}$, cột áp đẩy cao $H_{max} = 23\text{ m}$, họng xả $\phi 100\text{ mm}$).
  • Hệ số an toàn máy bơm: $K_{an} = 66,0 / 58,41 = 1,13 > 1,0$ (Bố trí 01 bơm hoạt động chính + 01 bơm dự phòng $100%$).

2. Lựa chọn trạm trộn bê tông

Cường độ đổ bê tông lớn nhất ở giai đoạn đổ bản đáy và mố trụ đạt $Q_{tk} = 8,71\text{ m}^3\text{/h}$ (đối với M300) và $8,26\text{ m}^3\text{/h}$ (đối với M200).

  • Chọn máy trộn quả lê model S-336G có dung tích nạp $V = 500\text{ lít}$, chu kỳ trộn $T_{ck} = 90\text{s} + 115\text{s} + 20\text{s} + 15\text{s} = 240\text{s}$ (15 mẻ/giờ), hệ số thời gian $K_b = 0,95$.
  • Năng suất thực tế 1 máy: $N_{tt} = 4,27\text{ m}^3\text{/h}$.
  • Số lượng máy yêu cầu: $n = 8,71 / 4,27 = 2,04\text{ máy}$.
  • Giải pháp bố trí: Lắp đặt trạm trộn gồm 02 máy S-336G hoạt động đồng thời (tổng công suất $N_{TT} = 8,54\text{ m}^3\text{/h} - 8,75\text{ m}^3\text{/h}$) và 01 máy dự phòng.

Kết quả đạt được so với mục tiêu ban đầu

                        TIẾN ĐỘ DỰ ÁN QUA 2 GIAI ĐOẠN
  Tháng:  12  01  02  03  04  05  06  07  08  09  10  11  12 (Năm 2008-2009)
  GĐ 1:  [========= MÙA KHÔ =========]
         - Mặt bằng & Lán trại
         - Đóng cọc BTCT móng
         - Đóng cừ Larsen đợt 1
         - Đào móng (233.13 m3)
         - Đổ BT Đợt 1-7 (294.62 m3)
  GĐ 2:                              [========= MÙA MƯA =========]
                                     - Chuyển dòng qua khoang trái
                                     - Đóng cừ Larsen đợt 2
                                     - Đào móng (139.73 m3)
                                     - Đổ BT Đợt 8-16 (287.69 m3)
                                     - Thượng tầng, van, nghiệm thu
  • Khối lượng thi công hoàn thành:
    • Tổng khối lượng đào móng nạo vét lòng cống: $372,86\text{ m}^3$ (Sử dụng máy đào gầu dây EO-6112B dung tích gầu $1,6\text{ m}^3$ đặt trên sà lan 250T).
    • Tổng khối lượng bê tông thành phẩm: $582,31\text{ m}^3$ (gồm $16,10\text{ m}^3$ M100; $140,54\text{ m}^3$ M200; $425,67\text{ m}^3$ M300).
    • Tổng vật tư dự trù (tính cả định mức hao hụt theo Quyết định 1329/QĐ-BXD): $196,29\text{ tấn}$ xi măng PC40; $56,74\text{ tấn}$ xi măng PC30; $266,17\text{ m}^3$ cát vàng; $617,53\text{ m}^3$ đá $4\times6$; $96,39\text{ m}^3$ nước sạch.
  • Thời gian thực hiện: Hoàn thành đúng khung tiến độ 12 tháng được phê duyệt, an toàn chống lũ triều cường.

Đổi mới và đóng góp

  1. Tối ưu hóa biện pháp dẫn dòng không chặn dòng: Thay vì đắp đê quai cô lập toàn bộ lòng sông gây ách tắc giao thông thủy và tiêu thoát nước mùa mưa, giải pháp dẫn dòng qua lòng sông co hẹp kết hợp cừ Larsen và bao tải đất giảm $100%$ chi phí đắp đất đê quai phụ và giảm $75%$ diện tích giải phóng mặt bằng vùng nuôi tôm.
  2. Quy chuẩn hóa công nghệ đóng cọc trên nền đất yếu ven biển: Ứng dụng thành công quy trình đóng cọc thử nghiệm kiểm soát độ chối dừng đóng bằng búa Diesel 2,5T theo tiêu chuẩn TCVN 9394:2012. Việc đưa ra chu kỳ nghỉ phục hồi đất từ 10 – 15 ngày giải quyết triệt để hiện tượng "chối giả" do áp lực nước lỗ rỗng tăng cao trong tầng bùn sét chảy dày $17,5\text{ m}$.
  3. Kiểm soát nhiệt và chống nứt bê tông thủy công khối lớn: Phân chia khoa học 16 đợt/khoảnh đổ với chiều cao mỗi lớp đổ từ $0,2 - 0,6\text{ m}$, khống chế thời gian vận chuyển vữa $T_{vc}$ và thời gian ninh kết ban đầu $T_{nk}$, triệt tiêu hoàn toàn rủi ro phát sinh khe lạnh ($F \le [F] = \frac{N_{TT}(T_{nk} - T_{vc})}{K \cdot h}$).

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản vận hành thực tế

Công trình cống KT-PA2 đóng vai trò điều tiết tự động 2 chiều tại ngã ba Kênh Ký Thuật - Sông Gành Hào:

  • Mùa mưa: Tận dụng chân triều hạ thấp ($Z_{min} = -0,59\text{ m}$ đến $-2,30\text{ m}$) mở hoàn toàn 2 cửa van tự động để tiêu thoát úng ngập và xả phèn chua cho $23.650\text{ ha}$ nội đồng ra sông Gành Hào.
  • Mùa khô: Khi mực nước sông Gành Hào dâng cao do triều cường mang theo độ mặn $25‰$, áp lực nước tự động đóng kín cửa van ngăn mặn xâm nhập, đồng thời giữ ngọt tối đa phục vụ vùng canh tác lúa 1 vụ và tôm - lúa.
                   MÔ HÌNH VẬN HÀNH CỬA VAN TỰ ĐỘNG 2 CHIỀU
  +-------------------------------------------------------------------------+
  | MÙA KHÔ: NGĂN MẶN                                                       |
  +-------------------------------------------------------------------------+
  | MÙA MƯA: TIÊU ÚNG & XẢ PHÈN                                             |
  +-------------------------------------------------------------------------+

Yêu cầu triển khai và mặt bằng công trường

  • Mặt bằng bố trí phụ trợ: Bố trí bãi chứa cát $300\text{ m}^2$, bãi chứa đá $650\text{ m}^2$, kho xi măng có mái che $60\text{ m}^2$, bãi gia công cốt thép $150\text{ m}^2$ và ván khuôn $100\text{ m}^2$.
  • Hạ tầng cấp điện - cấp nước: Nguồn điện thi công nối từ lưới hạ thế hiện hữu dọc đê sông Gành Hào, trang bị 01 máy phát điện dự phòng công suất 25kVA; nước ngọt phục vụ sản xuất bê tông và sinh hoạt khoan giếng tầng nông kết hợp hệ thống lọc lắng khử phèn.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật gặp phải

  • Điều kiện cung ứng vật liệu: Khu vực huyện Đầm Dơi không có mỏ đá và cát vàng, toàn bộ cốt liệu phải vận chuyển bằng đường thủy từ TP. Cà Mau khiến công tác tập kết phụ thuộc lớn vào luồng lạch con nước triều.
  • Độ biến động của bùn sét: Tầng bùn sét số 2 có hệ số rỗng $e_0 = 1,914$ rất lớn, dễ bị biến dạng cục bộ xung quanh mép khung vây khi máy đào gầu dây thao tác nạo vét đáy.

Hướng nâng cấp và nghiên cứu mở rộng

  • Ứng dụng công nghệ cừ bản nhựa tổng hợp (PVC/FRP Sheet Piling) hoặc bê tông cốt sợi phi kim nhằm tăng độ bền chống ăn mòn ion $Cl^-$ trong môi trường nước lợ lâu dài.
  • Số hóa công tác giám sát thi công bằng hệ thống cảm biến đo áp lực nước lỗ rỗng (Piezometer) truyền dữ liệu thời gian thực trong quá trình đóng cọc và đào móng.

Đối tượng hưởng lợi

                   CÁC NHÓM ĐỐI TƯỢNG HƯỞNG LỢI CHÍNH
  +--------------------+   +--------------------+   +--------------------+
  | SINH VIÊN & NC     |   | KỸ SƯ CÔNG TRƯỜNG  |   | DOANH NGHIỆP & BQL |
  | - Bộ dữ liệu thủy  |   | - Quy trình búa    |   | - Mô hình giảm 75% |
  |   lực ven biển     |   |   diesel C-1047    |   |   chi phí GPMB     |
  | - Cấp phối QPTL    |   | - Bản đồ khoảnh đổ |   | - Vận hành van 2   |
  |   D6-78 chuẩn      |   |   BT khối lớn      |   |   chiều tự động    |
  +--------------------+   +--------------------+   +--------------------+
  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Xây dựng / Thủy công: Nắm vững phương pháp tính toán cấp phối bê tông theo thể tích tuyệt đối, thủy lực co hẹp lòng dẫn và lựa chọn thiết bị thi công theo Định mức 1776/QĐ-BXD.
  • Kỹ sư tư vấn thiết kế và giám sát: Sở hữu bộ thông số tham chiếu chuẩn xác về độ chối đóng cọc búa Diesel C-1047 ($e = 2,46\text{ cm/10 nhát}$) và giải pháp tiêu nước hố móng khung vây cừ Larsen.
  • Ban quản lý dự án & Nhà thầu thi công: Tiết kiệm chi phí đầu tư đê quai tạm, tối ưu hóa vòng quay thiết bị xe máy trên sà lan nổi tại vùng ĐBSCL.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật cốt lõi để triển khai khung vây cọc ván thép cống KT-PA2 là gì?

Khung vây phải đạt cao trình đỉnh tối thiểu $+1,90\text{ m}$ (vượt đỉnh triều thi công $+1,14\text{ m}$ ít nhất $0,7\text{ m}$ theo quy trình 22TCN 200-1989). Khoảng cách giữa mép khung vây và kết cấu móng bê tông không được nhỏ hơn $30\text{ cm}$ để đảm bảo không gian thao tác lắp dựng cốp pha và tiêu nước mặt.

2. Làm thế nào để khắc phục hiện tượng "chối giả" khi đóng cọc BTCT qua tầng bùn sét dày 17,5 m?

Quy trình yêu cầu khi mũi cọc cách cao trình thiết kế $-21,50\text{ m}$ đúng $30\text{ cm}$ phải dừng lại và thử 10 nhát búa không tiếp dầu. Nếu độ chối $e > [e]$, bắt buộc cho cọc nghỉ từ 10 đến 15 ngày để áp lực nước lỗ rỗng tiêu tán và đất dính tái lập cấu trúc trước khi tiến hành đóng kiểm tra lần hai.

3. Giải pháp công nghệ nào được sử dụng để ngăn chặn nguy cơ xói lở đáy sông khi thu hẹp dòng chảy?

Vận tốc dòng chảy co hẹp được tính toán kiểm tra đạt $V_c = 0,31\text{ m/s} < [V_{kx}] = 0,46\text{ m/s}$. Lòng sông tại vị trí co hẹp và chân khung vây được gia cố bổ sung bằng thảm rọ đá định vị bằng phao neo và thợ lặn liên kết nhằm chống xói cục bộ do dòng xoáy.

4. Tại sao đồ án lựa chọn phương pháp cấp phối thể tích tuyệt đối thay vì phương pháp giải tích thông thường?

Phương pháp thể tích tuyệt đối (theo QPTL D6-78) cho phép kiểm soát chính xác sự chiếm chỗ của cốt liệu thô và loại bỏ lỗ rỗng bằng vữa cát - xi măng. Điều này đặc biệt quan trọng trong thi công bê tông thủy công chịu môi trường nước mặn nhằm đảm bảo độ đặc chắc, chống thấm và đạt cường độ ổn định $R_{28} \ge 200 - 300\text{ kG/cm}^2$.

5. Chi phí và thời gian thi công dự án được tối ưu hóa như thế nào?

Bằng cách áp dụng phương pháp dẫn dòng 2 đợt qua lòng sông thu hẹp và khoang cống đã hoàn thiện, dự án loại bỏ hoàn toàn chi phí đào và đắp kênh dẫn tạm (tiết kiệm hàng chục nghìn $\text{m}^3$ đất đào đắp), rút ngắn tiến độ tổng thể xuống đúng 12 tháng theo phê duyệt.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế tổ chức thi công cống KT-PA2" đã giải quyết trọn vẹn và chuẩn xác các thách thức kỹ thuật phức tạp của một công trình thủy lợi cấp III tại vùng bán đảo Cà Mau. Bằng việc tích hợp các mô hình tính toán thủy lực dẫn dòng co hẹp, lựa chọn búa đóng cọc Diesel C-1047 theo tiêu chuẩn TCVN 9394:2012, thiết kế cấp phối bê tông M100/M200/M300 theo QPTL D6-78 và phân chia tiến độ 16 đợt đổ khoa học, công trình đảm bảo tính khả thi cao, an toàn kết cấu và tối ưu hóa chi phí đầu tư. Giải pháp tổ chức thi công này đóng vai trò như một cẩm nang kỹ thuật thực tiễn, có giá trị ứng dụng trực tiếp cho các dự án xây dựng hạ tầng thủy lợi kiểm soát mặn và ứng phó biến đổi khí hậu trên toàn khu vực Đồng bằng sông Cửu Long.