Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Cầu đường thuộc Khoa Xây dựng, Trường Đại học Dân lập Hải Phòng (do sinh viên Nguyễn Thái Học thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Phạm Văn Thái) tập trung vào công tác thiết kế sơ bộ công trình cầu Sảo Phong vượt sông Gianh tại huyện Tuyên Hóa, tỉnh Quảng Bình.
Bối cảnh thực tiễn và lý do chọn đề tài
Cầu Sảo Phong là công trình vượt sông nằm trên đoạn Tuyên Hóa, đóng vai trò là tuyến đường huyết mạch kết nối giao thương giữa hai huyện X và Y, nằm trong tổng thể quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Quảng Bình. Tại thời điểm lập dự án, việc lưu thông qua sông Gianh trên tuyến tỉnh lộ hoàn toàn phụ thuộc vào bến phà D. Sự phụ thuộc này gây ra tình trạng ách tắc giao thông đường bộ cục bộ và cản trở luồng tuyến vận tải đường thủy khu vực vượt sông. Để đáp ứng nhu cầu vận tải ngày càng gia tăng, giải tỏa xung đột giao thông thủy - bộ và hoàn thiện mạng lưới hạ tầng giao thông đường bộ của tỉnh, việc khảo sát và lập phương án thiết kế xây dựng mới cầu Sảo Phong là yêu cầu cấp thiết.
Các căn cứ pháp lý lập dự án
Văn bản đồ án viện dẫn đầy đủ 4 căn cứ pháp lý và văn bản chỉ đạo của các cơ quan quản lý nhà nước:
- Quyết định số 1206/2004/QĐ-UB ngày 11 tháng 12 năm 2004 của Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Bình về việc phê duyệt quy hoạch phát triển mạng lưới giao thông tỉnh Quảng Bình giai đoạn 2001 – 2011 và định hướng đến năm 2020.
- Văn bản số 215/UB-GTXD ngày 26 tháng 3 năm 2005 của Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Bình cho phép Sở Giao thông vận tải lập Dự án đầu tư xây dựng công trình cầu Sảo Phong.
- Văn bản số 260/UB-GTXD ngày 17 tháng 4 năm 2005 của Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Bình về việc cho phép mở rộng phạm vi nghiên cứu hướng tuyến cầu về phía Tây sông Gianh.
- Văn bản số 1448/CĐS-QLĐS ngày 14 tháng 8 năm 2001 của Cục Đường sông Việt Nam quy định cấp kỹ thuật đường thủy nội địa qua khu vực cầu.
Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu các điều kiện tự nhiên (khí tượng, thủy văn, địa chất), đề xuất và tính toán thiết kế sơ bộ 3 phương án kết cấu nhịp và mố trụ cầu Sảo Phong vượt sông Gianh; xác lập bảng dự toán chi phí xây dựng nhằm so sánh, lựa chọn giải pháp kỹ thuật - kinh tế tối ưu.
- Đối tượng nghiên cứu: Kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép dự ứng lực (BTCT DƯSL), cầu dàn thép, hệ thống kết cấu phần dưới (mố chữ U, trụ thân cột) và nền móng cọc khoan nhồi cắm vào tầng đá gốc.
- Phạm vi nghiên cứu:
- Không gian: Đoạn tuyến vượt sông Gianh từ Km 0+170 đến Km 0+420 thuộc địa phận huyện Tuyên Hóa, tỉnh Quảng Bình.
- Nội dung: Giới hạn trong phạm vi Phần I – Thiết kế sơ bộ các phương án cầu (chưa đi vào bước thiết kế kỹ thuật thi công chi tiết của Phần II).
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Quy trình, quy phạm và tiêu chuẩn áp dụng
- Tiêu chuẩn thiết kế: Toàn bộ công tác tính toán tải trọng, nội lực và sức chịu tải của kết cấu tuân thủ theo Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22 TCN 272-05 do Bộ Giao thông Vận tải ban hành.
- Tiêu chuẩn kỹ thuật công trình:
- Quy mô kết cấu: Cầu vĩnh cửu bằng bê tông cốt thép dự ứng lực và bê tông cốt thép thường.
- Tần suất lũ thiết kế: $P = 1%$.
- Cấp kỹ thuật đường sông: Sông cấp II, kích thước thông thuyền yêu cầu $B_{TT} \times H_{TT} = 60,\text{m} \times 9,\text{m}$.
- Tải trọng thiết kế: Hoạt tải đoàn xe HL-93 (tổ hợp xe tải thiết kế, xe hai trục kết hợp tải trọng làn rải đều $9{,}3,\text{kN/m}$) và tải trọng người đi bộ $300,\text{kg/m}^2$ ($3{,}0,\text{kN/m}^2$). Lực xung kích của xe $IM = 25%$.
- Khổ cầu thiết kế: Khổ xe chạy $B = 8,\text{m} + 2 \times 1{,}5,\text{m}$ (lề bộ hành hai bên), tổng bề rộng mặt cầu bao gồm gờ chắn và lan can đạt $11{,}0,\text{m}$.
Nguồn dữ liệu điều kiện tự nhiên
Số liệu đầu vào của đồ án được trích xuất trực tiếp từ các hồ sơ khảo sát hiện trường:
- Khí tượng: Nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa. Nhiệt độ bình quân năm $28^\circ\text{C}$, nhiệt độ thấp nhất $15^\circ\text{C}$, nhiệt độ cao nhất $41^\circ\text{C}$. Mùa mưa tập trung từ tháng 9 đến tháng 11; mùa hè chịu tác động của gió Tây Nam khô nóng, mùa đông chịu tác động của gió mùa Đông Bắc.
- Thủy văn: Mực nước cao nhất thiết kế $\text{MNCN} = +13{,}7,\text{m}$; mực nước thấp nhất $\text{MNTN} = +4{,}0,\text{m}$; mực nước thông thuyền $\text{MNTT} = +8{,}0,\text{m}$. Khẩu độ thoát nước yêu cầu $L_0 = 250,\text{m}$; lưu lượng dòng chảy trung bình $Q_{tb} = 252,\text{m}^3/\text{s}$.
- Địa chất công trình: Khảo sát gồm 5 hố khoan phân bố dọc theo lý trình tuyến vượt sông (HK1 tại Km 0+020, HK2 tại Km 0+060, HK3 tại Km 0+100, HK4 tại Km 0+200, HK5 tại Km 0+240). Cấu trúc địa tầng từ trên xuống dưới gồm 4 lớp chính:
- Lớp 1: Cát thô sạn.
- Lớp 2: Sét cát nâu.
- Lớp 3: Cuội sỏi lẫn cát.
- Lớp 4: Đá vôi xám nứt nẻ có cường độ chịu nén dọc trục mẫu lõi trung bình $q_u = 26,\text{MPa}$.
Phương pháp nghiên cứu và tính toán kết cấu
- Phương pháp đường ảnh hưởng: Sử dụng sơ đồ xếp xe bất lợi trên đường ảnh hưởng phản lực gối để xác định nội lực tĩnh tải giai đoạn I, giai đoạn II và hoạt tải tác dụng lên đỉnh mố, đỉnh trụ theo tổ hợp trạng thái giới hạn cường độ I.
- Phương pháp phân chia đốt đúc: Tính toán thể tích và khối lượng kết cấu nhịp dầm hộp liên tục bằng phương pháp chia dầm thành các đốt đúc (trùng với chu kỳ công nghệ thi công đúc hẫng), tính toán diện tích mặt cắt trung bình theo quy luật đường cong parabol $y = a_1 X^2 + b_1$ và quy luật vát đáy dầm $b_{di} = b_{d0} - 2(H_0 - H_i)v$.
- Phương pháp xác định sức chịu tải cọc: Tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo vật liệu ($P_{VL}$) dựa trên mác bê tông 300 ($R_n = 130,\text{kG/cm}^2$) và thép AII ($R_a = 2400,\text{kG/cm}^2$). Tính toán sức kháng mũi cọc ngàm vào nền đá nứt nẻ ($Q_R = \phi_{qp} q_p A_p$) theo Điều 10.2 và Điều 10.5 của tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 với hệ số điều kiện chiều sâu $d$, hệ số khoảng cách khe nứt $S_d = 400,\text{mm}$ và bề rộng khe nứt $t_d = 6,\text{mm}$.
- Phương pháp lập dự toán công trình: Áp dụng phương pháp bóc tách khối lượng xây lắp chi tiết từng hạng mục kết cấu phần trên, kết cấu phần dưới, công trình phụ trợ kết hợp định mức chi phí quản lý dự án, chi phí khác ($10%$) và chi phí dự phòng ($5%$).
Nội dung chính theo từng chương
Chương I: Giới thiệu chung
Chương này trình bày toàn diện bối cảnh xây dựng, hệ thống căn cứ pháp lý, đặc điểm điều kiện tự nhiên và xác lập các chỉ tiêu kỹ thuật khống chế cho dự án cầu Sảo Phong. Tác giả đề xuất 3 phương án sơ bộ để đưa vào so sánh:
| Phương án |
Loại kết cấu nhịp chính |
Công nghệ thi công |
Sơ đồ nhịp bố trí |
Tổng chiều dài $L$ (m) |
Khổ thông thuyền ($B \times H$) |
| PA 1 |
Dầm hộp BTCT DƯSL liên tục + nhịp dẫn dầm T |
Đúc hẫng cân bằng kết hợp lao lắp dầm |
$35 + 55 + 86 + 55 + 35$ |
$266,\text{m}$ |
$60,\text{m} \times 9,\text{m}$ |
| PA 2 |
Dầm hộp BTCT DƯSL 3 nhịp liên tục |
Đúc hẫng cân bằng toàn bộ |
$75 + 115 + 75$ |
$265,\text{m}$ |
$60,\text{m} \times 9,\text{m}$ |
| PA 3 |
Dàn thép khẩu độ lớn 4 nhịp đơn giản |
Lắp hẫng trên đà giáo |
$66 + 66 + 66 + 66$ |
$264,\text{m}$ |
$60,\text{m} \times 9,\text{m}$ |
Chương II: Các phương án sơ bộ
Chương II tập trung chi tiết hóa kích thước hình học, tính toán khối lượng vật liệu, phân tích nội lực mố trụ, tính toán nền móng và lập bảng dự toán chi phí cho từng phương án.
1. Phương án sơ bộ 1: Cầu BTCT liên tục đúc hẫng cân bằng kết hợp nhịp dẫn
- Kết cấu nhịp chính: Dầm hộp liên tục 3 nhịp sơ đồ $(55 + 86 + 55),\text{m}$. Chiều cao dầm tại đỉnh trụ $H_p = (1/12 \div 1/17)L$, giữa nhịp $h_m = 2{,}0,\text{m}$. Đoạn cánh hẫng dài $40{,}5,\text{m}$. Dầm được chia thành khối $K_0$ trên đỉnh trụ dài $12,\text{m}$, đốt hợp long $K_c$ dài $2{,}0,\text{m}$, các đốt đúc trung gian gồm 3 đốt dài $3,\text{m}$ và 6 đốt dài $4,\text{m}$, đoạn đúc trên đà giáo cố định dài $11,\text{m}$. Tổng thể tích bê tông 3 nhịp liên tục là $2057{,}10,\text{m}^3$.
- Kết cấu nhịp dẫn: 2 nhịp dầm T giản đơn $L = 35,\text{m}$ ở hai đầu, chiều cao sườn dầm $h = 1{,}75 \div 2{,}33,\text{m}$, bố trí 6 dầm ngang trên một nhịp với khoảng cách $6,\text{m}$, bề rộng sườn dầm ngang $b_n = 20,\text{cm}$, chiều cao dầm ngang $h_n = 1{,}167,\text{m}$.
- Kết cấu phần dưới và móng:
- Mố $M_1$ (thể tích $60{,}085,\text{m}^3$), mố $M_2$ (thể tích $79{,}5625,\text{m}^3$). Nền móng mố $M_2$ chịu lực nén tính toán đáy đài $P = 1764{,}46,\text{T}$, bố trí 6 cọc khoan nhồi đường kính $D = 1{,}0,\text{m}$, chiều dài cọc dự kiến $36{,}8,\text{m}$ (sức chịu tải theo vật liệu $P_{VL} = 733{,}68,\text{T}$).
- Trụ thân rỗng/thân cột gồm 4 trụ ($T_1, T_2, T_3, T_4$): thể tích bê tông lần lượt là $29{,}9,\text{m}^3$, $456{,}37,\text{m}^3$, $421{,}28,\text{m}^3$, $29{,}74,\text{m}^3$; tổng thể tích bê tông 4 trụ là $436{,}29,\text{m}^3$. Nền móng trụ $T_1$ bố trí 9 cọc khoan nhồi $D = 1{,}0,\text{m}$ ($L = 12{,}7,\text{m}$); móng trụ $T_2$ chịu tải trọng đáy đài $5508{,}87,\text{T}$, bố trí 12 cọc khoan nhồi $D = 1{,}0,\text{m}$.
- Tổng mức đầu tư PA 1: Tổng kinh phí là $64.346.322.000$ VNĐ, trong đó chi phí xây lắp trực tiếp là $56.175.361.000$ VNĐ, chi phí khác là $5.106.851.000$ VNĐ, chi phí dự phòng là $3.064.111.000$ VNĐ.
2. Phương án sơ bộ 2: Cầu BTCT liên tục đúc hẫng cân bằng toàn bộ
- Kết cấu nhịp: Dầm hộp liên tục 3 nhịp sơ đồ $(75 + 115 + 75),\text{m}$. Chiều cao dầm tại đỉnh trụ $H_p = 6{,}76,\text{m}$, chiều cao giữa nhịp $h_m = 2{,}0,\text{m}$. Chiều dài cánh hẫng đúc $55,\text{m}$. Phân chia đốt đúc gồm: đốt đỉnh trụ $K_0$ dài $11,\text{m}$, đốt hợp long $K_c = 2{,}0,\text{m}$, các đốt trung gian từ $K_1 \div K_5$ dài $3,\text{m}$ và $K_6 \div K_{14}$ dài $4,\text{m}$. Tổng thể tích bê tông kết cấu nhịp liên tục là $3239{,}45,\text{m}^3$.
- Kết cấu phần dưới và móng:
- Mố $M_1$ (thể tích $45{,}52,\text{m}^3$), mố $M_2$ (thể tích $67{,}37,\text{m}^3$); tổng thể tích 2 mố là $328{,}93,\text{m}^3$. Móng mố $M_2$ chịu tải trọng đáy đài $3020{,}8,\text{T}$, bố trí 8 cọc khoan nhồi đường kính $D = 1{,}2,\text{m}$, chiều dài cọc $20{,}5,\text{m}$ (sức chịu tải tính toán theo đất đá mũi cọc $P = 860,\text{T}$).
- Gồm 2 trụ chính giữa sông ($T_1$ thể tích $475{,}05,\text{m}^3$, $T_2$ thể tích $384{,}74,\text{m}^3$); tổng thể tích bê tông thân trụ là $734{,}80,\text{m}^3$. Móng trụ $T_1$ chịu phản lực tính toán đáy đài $7000,\text{T}$, bố trí 12 cọc khoan nhồi đường kính $D = 1{,}2,\text{m}$, chiều dài cọc $17{,}0,\text{m}$ ngàm vào đá gốc (sức chịu tải mũi cọc $P = 940,\text{T}$).
- Tổng mức đầu tư PA 2: Tổng kinh phí là $70.411.477.000$ VNĐ, trong đó chi phí xây lắp trực tiếp là $61.470.337.060$ VNĐ, chi phí khác là $5.588.212.520$ VNĐ, chi phí dự phòng là $3.352.927.480$ VNĐ.
3. Phương án sơ bộ 3: Cầu dàn thép nhịp đơn giản
- Đặc điểm kết cấu dàn: Sơ đồ 4 nhịp giản đơn $4 \times 66,\text{m} = 264,\text{m}$. Dàn thép chủ có đường biên song song, sử dụng thanh đứng và thanh treo. Chiều rộng một khoang dàn $d = 8,\text{m}$, khoảng cách tim hai dàn chủ $B = 9,\text{m}$, chiều dài tính toán một nhịp dàn $L = 66,\text{m}$.
- Vật liệu thép: Thép hợp kim thấp có cường độ chịu lực dọc trục $R_t = 2700,\text{kG/cm}^2$, cường độ chịu nén khi uốn $R_u = 2800,\text{kG/cm}^2$, trọng lượng riêng thép $\gamma = 7{,}85,\text{T/m}^3$.
- Hệ mặt cầu và tĩnh tải: Bản mặt cầu BTCT kết hợp hệ dầm dọc, dầm ngang và dầm đỡ lề bộ hành. Lớp phủ mặt cầu dày trung bình $d_{tb} = 12,\text{cm}$ (dung trọng $\gamma = 2{,}25,\text{T/m}^3$), cấu tạo gồm 4 lớp: bê tông asphan ($5,\text{cm}$), lớp bảo vệ bê tông lưới thép ($3,\text{cm}$), lớp phòng nước ($2,\text{cm}$), lớp đệm tạo dốc ($2,\text{cm}$). Tĩnh tải giai đoạn I tính toán phân bố cho dầm đạt $g_{dmc} = 5{,}422,\text{T/m}$; tĩnh tải giai đoạn II (lớp phủ $V_{lp} = 87{,}12,\text{m}^3/\text{nhịp}$, gờ chắn bánh, lan can) đạt $g_{tc2} = 2{,}659,\text{T/m}$.
Kết quả và đóng góp
Kết quả tính toán kỹ thuật và kinh tế
Các kết quả tính toán chi tiết trong đồ án cung cấp bức tranh so sánh toàn diện giữa các phương án kết cấu:
| Hạng mục so sánh |
Phương án 1 (Dầm hộp liên tục + Nhịp dẫn) |
Phương án 2 (Dầm hộp liên tục 3 nhịp) |
Phương án 3 (Dàn thép 4 nhịp giản đơn) |
| Sơ đồ nhịp |
$35 + 55 + 86 + 55 + 35,\text{m}$ |
$75 + 115 + 75,\text{m}$ |
$4 \times 66,\text{m}$ |
| Tổng chiều dài công trình |
$266,\text{m}$ |
$265,\text{m}$ |
$264,\text{m}$ |
| Số lượng mố / trụ |
2 mố ($M_1, M_2$) + 4 trụ ($T_1 \div T_4$) |
2 mố ($M_1, M_2$) + 2 trụ ($T_1, T_2$) |
2 mố + 3 trụ |
| Quy cách cọc khoan nhồi |
Đường kính $D = 1{,}0,\text{m}$ |
Đường kính $D = 1{,}2,\text{m}$ |
Cọc ngàm đá |
| Thể tích BT nhịp liên tục |
$2057{,}10,\text{m}^3$ |
$3239{,}45,\text{m}^3$ |
Mặt cầu BTCT |
| Chi phí xây lắp (A) |
$56.175.361.000$ VNĐ |
$61.470.337.060$ VNĐ |
Được tính theo đơn giá thép |
| Tổng mức đầu tư dự toán |
$64.346.322.000$ VNĐ |
$70.411.477.000$ VNĐ |
Đang xác lập theo tải trọng |
Đóng góp của đề tài
- Hoàn thiện phương pháp tính toán sơ bộ kết cấu cầu khẩu độ lớn: Thiết lập bảng tính chi tiết từ việc chia đốt dầm hộp đúc hẫng đến việc xác định khối lượng bê tông, cốt thép thường và các lớp vật liệu hoàn thiện.
- Quy trình tính toán móng cọc ngàm đá theo 22 TCN 272-05: Ứng dụng công thức tính sức kháng mũi cọc trong tầng đá vôi nứt nẻ ($q_u = 26,\text{MPa}$), liên kết giữa kết quả khoan địa chất hiện trường với bài toán cơ học nền móng công trình vượt sông.
- Cung cấp cơ sở định lượng để chọn phương án: Chứng minh tính khả thi về mặt kỹ thuật của phương án đúc hẫng cân bằng dầm hộp BTCT DƯSL; cho thấy Phương án 1 tiết kiệm hơn Phương án 2 khoảng $6{,}065$ tỷ đồng tổng mức đầu tư nhờ kết hợp nhịp biên ngắn hơn và giảm khối lượng bê tông bản hộp.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
-
Hạn chế:
- Phạm vi của tập tài liệu mới dừng lại ở bước Phần I: Thiết kế sơ bộ. Chưa bao gồm bước thiết kế kỹ thuật thi công chi tiết (Phần II), chưa đi sâu vào bố trí bó cáp dự ứng lực trong và ngoài dầm hộp.
- Các chỉ tiêu cơ lý chi tiết của từng lớp địa chất (góc ma sát trong $\varphi$, lực dính $c$) ở một số đoạn bảng tính còn để trống hoặc lấy theo giá trị kinh nghiệm sơ bộ.
- Phương án 3 (dàn thép) mới dừng ở bước xác định tĩnh tải giai đoạn I, II và đặc trưng vật liệu mà chưa hoàn thành bảng tổng hợp dự toán kinh phí để so sánh trực tiếp với 2 phương án bê tông cốt thép.
-
Hướng nghiên cứu tiếp:
- Triển khai tính toán chi tiết nội lực thi công theo từng giai đoạn đúc hẫng (mắc xe đúc, đổ bê tông đốt, căng kéo cáp dự ứng lực, tháo xe đúc và hợp long) cho phương án được chọn.
- Kiểm toán trạng thái giới hạn sử dụng (võng, nứt, mất mát dự ứng lực) và trạng thái giới hạn mỏi cho kết cấu nhịp.
- Mô hình hóa không gian 3D mố trụ và cọc khoan nhồi để kiểm tra ổn định chịu lực ngang và xói lở chân trụ dưới tác động của dòng lũ thiết kế $P = 1%$.
Giá trị tham khảo
- Đối tượng sử dụng:
- Sinh viên ngành Kỹ thuật Xây dựng Công trình Giao thông (Cầu - Hầm) sử dụng làm tài liệu tham khảo mẫu cho đồ án tốt nghiệp chuyên ngành thiết kế cầu lớn.
- Kỹ sư thiết kế cầu đường bước đầu làm quen với phương pháp lập báo cáo nghiên cứu tiền khả thi và thiết kế sơ bộ các phương án cầu vượt sông.
- Nội dung đáng tham khảo nhất:
- Trình tự thiết lập phương trình hình học biến thiên chiều cao dầm hộp parabol và thuật toán chia đốt khối lượng phục vụ công nghệ thi công đúc hẫng cân bằng.
- Bài toán mẫu về xác định hoạt tải HL-93 tác dụng lên mố, trụ và cách tính số lượng cọc khoan nhồi cắm vào tầng đá nứt nẻ theo tiêu chuẩn 22 TCN 272-05.
- Bảng bóc tách khối lượng và cơ cấu tổng mức đầu tư hoàn chỉnh cho dự án xây dựng công trình cầu cấp tỉnh.
Câu hỏi thường gặp
1. Cầu Sảo Phong được thiết kế theo quy mô và tiêu chuẩn kỹ thuật nào?
Công trình được thiết kế là cầu vĩnh cửu theo Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22 TCN 272-05. Tần suất lũ thiết kế $P = 1%$. Tải trọng thiết kế gồm hoạt tải đoàn xe HL-93 kết hợp tải trọng người đi bộ $300,\text{kg/m}^2$. Khổ cầu thiết kế $B = 8,\text{m} + 2 \times 1{,}5,\text{m} = 11,\text{m}$ (gồm 2 làn xe cơ giới và 2 làn bộ hành). Khổ thông thuyền đáp ứng sông cấp II với chiều rộng thông thuyền $L_{TT} = 60,\text{m}$ và chiều cao tĩnh không $H_{TT} = 9,\text{m}$.
2. Các thông số thủy văn và địa chất chủ yếu tại vị trí cầu là gì?
- Thủy văn: Mực nước cao nhất $\text{MNCN} = +13{,}7,\text{m}$, thấp nhất $\text{MNTN} = +4{,}0,\text{m}$, thông thuyền $\text{MNTT} = +8{,}0,\text{m}$; khẩu độ thoát nước yêu cầu $L_0 = 250,\text{m}$; lưu lượng trung bình $Q_{tb} = 252,\text{m}^3/\text{s}$.
- Địa chất: Gồm 5 hố khoan xuyên qua 4 tầng địa chất: Cát thô sạn $\rightarrow$ Sét cát nâu $\rightarrow$ Cuội sỏi lẫn cát $\rightarrow$ Đá vôi xám nứt nẻ có cường độ chịu nén mẫu lõi $q_u = 26,\text{MPa}$ ở độ sâu ngàm cọc.
3. Giải pháp kết cấu dầm của Phương án 1 và Phương án 2 khác nhau như thế nào?
Phương án 1 sử dụng kết cấu nhịp dầm hộp liên tục 3 nhịp $(55 + 86 + 55),\text{m}$ thi công đúc hẫng kết hợp 2 nhịp dẫn dầm T giản đơn $35,\text{m}$ ở hai đầu (tổng chiều dài $266,\text{m}$, thể tích bê tông dầm liên tục $2057{,}10,\text{m}^3$). Phương án 2 vượt sông bằng 3 nhịp dầm hộp liên tục lớn hơn $(75 + 115 + 75),\text{m}$ thi công đúc hẫng toàn bộ (tổng chiều dài $265,\text{m}$, thể tích bê tông nhịp liên tục $3239{,}45,\text{m}^3$).
4. Sức chịu tải của cọc khoan nhồi ngàm vào tầng đá được tính toán ra sao?
Sức chịu tải tính toán theo mũi cọc ngàm vào đá vôi ($Q_R = \phi_{qp} q_p A_p$) được xác định theo Điều 10.2 và 10.5 của tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 với công thức sức kháng đơn vị $q_p = 3 q_u K_{sp} d$. Trong đó $q_u = 26,\text{MPa}$, $S_d = 400,\text{mm}$, $t_d = 6,\text{mm}$, mang lại sức chịu tải cọc đường kính $1{,}0,\text{m}$ trong PA 1 là $733{,}68,\text{T}$ và cọc đường kính $1{,}2,\text{m}$ trong PA 2 là $860 \div 940,\text{T}$.
5. Dự toán tổng mức đầu tư của Phương án 1 và Phương án 2 chênh lệch nhau bao nhiêu?
Tổng mức đầu tư dự toán của Phương án 1 là $64.346.322.000$ VNĐ (chi phí xây lắp $56.175.361.000$ VNĐ). Tổng mức đầu tư của Phương án 2 là $70.411.477.000$ VNĐ (chi phí xây lắp $61.470.337.060$ VNĐ). Phương án 1 có tổng mức đầu tư thấp hơn Phương án 2 là $6.065.155.000$ VNĐ do giảm bớt khối lượng bê tông đúc hẫng và đường kính cọc khoan nhồi móng mố trụ.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Thái Học đã giải quyết trọn vẹn nhiệm vụ thiết kế sơ bộ công trình cầu Sảo Phong bắc qua sông Gianh trên địa bàn huyện Tuyên Hóa, tỉnh Quảng Bình. Thông qua việc phân tích kỹ lưỡng điều kiện tự nhiên, tải trọng thiết kế theo tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 và bóc tách khối lượng - dự toán chi tiết cho 3 phương án kết cấu (dầm hộp đúc hẫng kết hợp nhịp dẫn, dầm hộp đúc hẫng 3 nhịp khẩu độ lớn và cầu dàn thép), công trình cung cấp đầy đủ luận cứ khoa học và thực tiễn để lựa chọn giải pháp vượt sông tối ưu. Toàn bộ hồ sơ tính toán, bản vẽ phân đốt dầm và bảng tổng hợp kinh phí phản ánh chất lượng chuyên môn nghiêm túc, tạo nguồn tư liệu tham khảo hữu ích cho công tác đào tạo và thiết kế cầu đường giao thông.
