Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Thiết kế cầu thuộc bộ môn Xây dựng cầu đường, Trường Đại học Dân lập Hải Phòng do sinh viên Phạm Thế Khải thực hiện (dưới sự hướng dẫn của các giảng viên ThS. Trần Anh Tuấn và ThS. Bùi Ngọc Dung, hoàn thành ngày 18 tháng 01 năm 2014) tập trung vào bài toán thiết kế công trình cầu vượt sông phục vụ quy hoạch hạ tầng giao thông vận tải địa phương.

Về bối cảnh thực tiễn, sự phát triển kinh tế đòi hỏi hệ thống hạ tầng giao thông phải đi trước một bước. Tại khu vực nghiên cứu, Tỉnh lộ X là tuyến đường huyết mạch kết nối giao thương giữa hai huyện C và D thuộc địa bàn Hải Phòng. Tuy nhiên, lưu thông vượt sông hiện hữu phụ thuộc hoàn toàn vào bến phà A, dẫn đến tình trạng ách tắc giao thông đường bộ lẫn đường thủy, hạn chế năng lực vận tải và khả năng giao lưu kinh tế liên vùng. Việc nghiên cứu xây dựng mới công trình Cầu A vượt sông Cấm (trong một số phần hồ sơ ghi ký hiệu sông B) là yêu cầu cấp bách nhằm hoàn thiện mạng lưới giao thông theo quy hoạch tổng thể.

Cơ sở pháp lý của đồ án được xác lập thông qua hệ thống văn bản quản lý nhà nước gồm:

  1. Quyết định số 1206/2004/QĐ-UB ngày 11/12/2004 của UBND thành phố Hải Phòng phê duyệt Quy hoạch phát triển mạng lưới giao thông tỉnh/thành phố Hải Phòng giai đoạn 1999–2010 và định hướng đến năm 2020.
  2. Văn bản số 215/UB-GTXD ngày 26/03/2005 của UBND thành phố Hải Phòng cho phép Sở Giao thông Vận tải lập Dự án đầu tư xây dựng Cầu A.
  3. Văn bản số 260/UB-GTXD ngày 17/04/2005 của UBND thành phố Hải Phòng về việc cho phép mở rộng phạm vi nghiên cứu công trình về phía Tây.
  4. Văn bản số 1448/CĐS-QLĐS ngày 14/08/2001 của Cục Đường sông Việt Nam quy định cấp kỹ thuật đường thủy nội địa.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án bao gồm:

  1. Thu thập, tổng hợp các điều kiện tự nhiên (địa hình, khí hậu, thủy văn, địa chất), hiện trạng kinh tế - xã hội và quy hoạch phát triển giao thông vận tải khu vực dự án.
  2. Xác lập các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của tuyến và công trình vượt sông theo tiêu chuẩn thiết kế hiện hành.
  3. Đề xuất, tính toán thiết kế sơ bộ 03 phương án kết cấu nhịp cầu (cầu dầm giản đơn bê tông cốt thép dự ứng lực, cầu dầm hộp liên tục đúc hẫng cân bằng, cầu giàn thép) và kết cấu phần dưới (mố, trụ, móng cọc khoan nhồi).
  4. Xác định khối lượng vật tư, lập tổng mức đầu tư và xây dựng quy trình công nghệ thi công cho các phương án để làm cơ sở so sánh lựa chọn giải pháp khả thi.

Phạm vi nghiên cứu về không gian là vị trí vượt sông nối hai huyện C và D trên tuyến Tỉnh lộ X tại Hải Phòng. Phạm vi thời gian nghiên cứu gắn với chuỗi số liệu khảo sát và mốc dự báo phát triển giao thông đến giai đoạn 2010–2020.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án được xây dựng dựa trên hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng công trình giao thông chuyên ngành:

  • Quy trình thiết kế: Áp dụng Tiêu chuẩn thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22 TCN 272-05 do Bộ Giao thông Vận tải ban hành.
  • Tải trọng thiết kế: Đoàn xe tiêu chuẩn HL-93 (gồm xe tải thiết kế, xe hai trục thiết kế phối hợp cùng tải trọng làn rải đều $9{,}3\text{ kN/m}$ đến $9{,}9\text{ kN/m}$, xét hệ số xung kích xe chạy $1 + \text{IM} = 1{,}25$ đối với mố trụ và hệ số làn xe $m = 1{,}0$).
  • Tiêu chuẩn vật liệu: Quy chuẩn vật liệu bê tông mác M300, M500; cốt thép thường AI, AII, AIII; thép hợp kim thấp (cường độ kéo $R_t = 2700\text{ kG/cm}^2$, nén uốn $R_u = 2800\text{ kG/cm}^2$); cốt thép ứng suất trước cường độ cao loại tao xoắn $15{,}2\text{ mm}$ theo tiêu chuẩn hãng VSL (Thụy Sĩ) có mô đun đàn hồi $E = 195.000\text{ MPa}$.
  • Lý thuyết tính toán kết cấu: Cơ học kết cấu cầu, phương pháp đường ảnh hưởng xác định nội lực bất lợi nhất dưới tổ hợp tĩnh tải (DC, DW) và hoạt tải (LL, PL), phương pháp đòn bẩy phân tích hệ số phân phối ngang.
  • Lý thuyết tính móng cọc: Xác định sức chịu tải danh định của cọc khoan nhồi theo vật liệu và theo đất nền (sức kháng mũi $Q_p$ và sức kháng ma sát thân cọc $Q_s$) theo phương pháp Reese - O'Neill (1988) và Quiros - Reese (1977) kết hợp chỉ số xuyên tiêu chuẩn SPT ($N$).

Phương pháp nghiên cứu thực tế gồm:

  • Phương pháp phân tích - tổng hợp số liệu khảo sát hiện trường về kinh tế, mạng lưới đường bộ, đường thủy và số liệu 04 hố khoan địa chất.
  • Phương pháp tính toán mô hình cơ học tĩnh học và động học kết cấu công trình vượt sông.
  • Phương pháp lập dự toán xây dựng và phân tích so sánh kinh tế - kỹ thuật.

Dữ liệu đầu vào phục vụ nghiên cứu lấy từ số liệu khảo sát của Viện Chiến lược và Phát triển GTVT, Sở GTVT Hải Phòng và tài liệu địa chất công trình tại vị trí tim cầu.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Giới thiệu chung

Chương I trình bày báo cáo nghiên cứu khả thi, tổng quan điều kiện kinh tế - xã hội, mạng lưới giao thông và các yếu tố tự nhiên tại khu vực xây dựng công trình:

  • Hiện trạng kinh tế: Tăng trưởng nông nghiệp đạt $6%$ (giai đoạn 1999–2000), định hướng đạt $8%$ (2006–2010) và $10%$ (2010–2020). Công nghiệp và thương mại dịch vụ chuyển biến tích cực, kim ngạch xuất khẩu dự báo đạt 1 triệu USD năm 2010 và 3 triệu USD năm 2020.
  • Hiện trạng giao thông: Mạng lưới đường bộ toàn tỉnh có tổng chiều dài $1000\text{ km}$ (đường nhựa chiếm $45%$, đường đá đỏ $35%$, đường đất $20%$). Mạng lưới đường thủy nội địa khoảng $400\text{ km}$ cho phương tiện từ 1 tấn trở lên. Đường sắt Bắc Nam đi qua và có sân bay nội địa V. Tuyến Tỉnh lộ X hiện đi xuyên qua trung tâm thị xã C gây xung đột luồng xe, theo quy hoạch sẽ được nắn tuyến đi theo đường vành đai.
  • Dự báo lưu lượng xe (Viện Chiến lược GTVT): Tăng trưởng xe ô tô dự báo theo kịch bản cao đạt $10%$ (2005–2010), $9%$ (2010–2015), $7%$ (2015–2020); xe máy tăng $3%/\text{năm}$; xe thô sơ tăng $2%/\text{năm}$.
  • Điều kiện tự nhiên: Khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ bình quân $29^\circ\text{C}$ (dao động từ $12^\circ\text{C}$ đến $38^\circ\text{C}$), mùa mưa từ tháng 10 đến tháng 12. Thủy văn lòng sông ổn định: Mực nước cao nhất $\text{MNCN} = +1{,}6\text{ m}$, mực nước thấp nhất $\text{MNTN} = -8{,}5\text{ m}$, mực nước thông thuyền $\text{MNTT} = -1{,}0\text{ m}$, khẩu độ thoát nước yêu cầu $L_0 = 174\text{ m}$.
  • Địa chất công trình: Số liệu từ 04 hố khoan khảo sát phân chia địa tầng gồm 5 lớp: Lớp 1 (mặt đất tự nhiên đến $-10{,}8\text{ m}$), Lớp 2 (bùn), Lớp 3 (cát thô chặt vừa đến $-14{,}5\text{ m}$), Lớp 4 (sét sỏi thạch anh đến $-18{,}9\text{ m}$), Lớp 5 (sét đỏ sạn cứng/cuội sỏi đến $-24{,}0\text{ m}$, chỉ số xuyên $N = 45$).

Chương II: Thiết kế cầu và tuyến

Chương II xác định quy mô kỹ thuật và đề xuất các phương án vượt sông:

  • Quy chuẩn kỹ thuật: Cầu vĩnh cửu bằng bê tông cốt thép dự ứng lực và bê tông cốt thép thường. Khổ thông thuyền cấp V: bề rộng tĩnh không $B = 25\text{ m}$, chiều cao tĩnh không $H = 3{,}5\text{ m}$. Khổ cầu: $B = 8{,}5\text{ m}\ (\text{lòng đường xe chạy}) + 2 \times 1{,}0\text{ m}\ (\text{lề đi bộ}) = 10{,}5\text{ m}$. Tần suất lũ thiết kế $P = 1%$.
  • Lựa chọn giải pháp móng: So sánh giữa phương án móng cọc bê tông đúc sẵn và móng cọc khoan nhồi. Tác giả phân tích ưu thế vượt trội của cọc khoan nhồi về khả năng chịu tải trọng lớn, tính toàn khối, dễ vượt qua các tầng địa chất phức tạp và không gây chấn động lớn tới công trình lân cận. Đồ án thống nhất chọn móng cọc khoan nhồi đường kính $D = 1000\text{ mm}$ cho tất cả các phương án so sánh, chiều dài cọc dự kiến tại mố là $20\text{ m}$, tại trụ là $30\text{ m}$.
  • Thiết lập 03 phương án nhịp:
    • Phương án I: Cầu dầm giản đơn BTCT DƯL, sơ đồ nhịp $5 \times 36\text{ m}$, tổng chiều dài $180\text{ m}$.
    • Phương án II: Cầu dầm liên tục BTCT DƯL thi công đúc hẫng cân bằng, sơ đồ nhịp $50\text{ m} + 80\text{ m} + 50\text{ m}$, tổng chiều dài $180\text{ m}$.
    • Phương án III: Cầu giàn thép, sơ đồ nhịp $3 \times 60\text{ m}$, tổng chiều dài $180\text{ m}$.

Chương III: Tính toán sơ bộ khối lượng các phương án và lập tổng mức đầu tư

Chương III đi sâu vào tính toán tĩnh học, bóc tách khối lượng và dự toán chi phí xây dựng:

  • Tính toán Phương án 1 (Cầu dầm I giản đơn): Mặt cắt ngang gồm 6 dầm bê tông cốt thép dự ứng lực chữ I dài $36\text{ m}$, khoảng cách dầm $2{,}1\text{ m}$, độ dốc ngang mặt cầu $2%$. Diện tích tiết diện dầm $A_d = 0{,}8833\text{ m}^2$, tĩnh tải kết cấu nhịp $DC = 108{,}75\text{ kN/m}$. Mố dạng tường cánh ngược BTCT M300, bệ mố $2 \times 5 \times 13\text{ m}$, khối lượng bê tông 2 mố là $444{,}56\text{ m}^3$, cốt thép $37{,}97\text{ tấn}$. Trụ đặc thân thu hẹp BTCT M300 cao 7–11m, bệ móng $2 \times 8\text{ m}$, tổng khối lượng bê tông 4 trụ là $965{,}72\text{ m}^3$. Tổng mức đầu tư phương án 1 xác định là $43.906.202.626\text{ VNĐ}$ (suất đầu tư $14.847.545\text{ VNĐ/m}^2$).
  • Tính toán Phương án 2 (Cầu dầm liên tục đúc hẫng): Dầm hộp tiết diện thay đổi theo quy luật parabol, chiều cao dầm tại đỉnh trụ $H_p = 4{,}0\text{ m}$, tại giữa nhịp $h = 2{,}2\text{ m}$. Chiều dày bản đáy thay đổi từ $70\text{ cm}$ (tại gối) về $30\text{ cm}$ (tại giữa nhịp), sườn dầm dày $45\text{ cm}$, cánh hẫng dài $1{,}8\text{ m}$ dày $25\text{ cm}$. Khối lượng bê tông 3 nhịp liên tục là $954\text{ m}^3$. Móng mố trụ sử dụng cọc khoan nhồi đường kính $D = 1000\text{ mm}$, tính toán sức chịu tải cọc theo đất nền đạt $471\text{ tấn}$. Tổng mức đầu tư phương án 2 xác định là $50.308.526.680\text{ VNĐ}$ (suất đầu tư $17.311.534\text{ VNĐ/m}^2$).
  • Tính toán Phương án 3 (Cầu giàn thép): Giàn thép biên song song cao $H = 8\text{ m}$, khoảng cách giữa hai giàn chính $B = 9\text{ m}$, chiều dài nhịp $60\text{ m}$. Cường độ tính toán của thép hợp kim $R = 27.000\text{ T/m}^2$, trọng lượng riêng thép $\gamma = 7{,}85\text{ T/m}^3$. Tổng trọng lượng thép cho 1 kết cấu nhịp là $138\text{ tấn}$, tổng 3 nhịp giàn là $414\text{ tấn}$. Tính toán khối lượng bê tông mố M0 đạt $656\text{ m}^3$ cho 2 mố, cốt thép mố $45{,}21\text{ tấn}$.

Thiết kế và triển khai phương án thi công

Đồ án lập chỉ dẫn kỹ thuật và quy trình công nghệ thi công chi tiết cho kết cấu phần dưới và kết cấu nhịp:

  1. Quy trình thi công mố cầu:
  • Bước 1: Chuẩn bị mặt bằng, tập kết vật tư thiết bị, định vị tim mố, san ủi mặt bằng bằng máy ủi kết hợp thủ công.
  • Bước 2: Khoan tạo lỗ cọc bằng máy khoan chuyên dụng có ống vách dẫn bảo vệ thành vách.
  • Bước 3: Vệ sinh làm sạch đáy lỗ khoan, dùng cần cẩu hạ lồng cốt thép, lắp ống đổ tremie và đổ bê tông lòng cọc dưới nước.
  • Bước 4: Thí nghiệm kiểm tra chất lượng cọc, di chuyển máy khoan sang vị trí cọc tiếp theo.
  • Bước 5 & 6: Đào đất hố móng mố, làm phẳng đáy hố móng và đổ lớp bê tông nghèo tạo phẳng.
  • Bước 7 & 8: Lắp dựng đà giáo, ván khuôn, cốt thép bệ mố, đổ bê tông bệ; sau đó ghép ván khuôn cốt thép thân mố, tường đỉnh, tường cánh mố và tiến hành đổ bê tông hoàn thiện.
  1. Quy trình thi công trụ cầu trên sông:
  • Bước 1: Dùng phao nổi chuyên dụng chở thiết bị thi công ra vị trí tim trụ trên sông, bố trí đối trọng cân bằng chống lệch phao.
  • Bước 2: Đo đạc định vị tim trụ, hạ hệ khung định vị, đóng vòng vây cọc ván thép (loại Lassen) để bảo vệ hố móng.
  • Bước 3: Dùng giá khoan Leffer thi công hệ cọc khoan nhồi $D = 1000\text{ mm}$ có tuần hoàn dung dịch bentonite; sau đó đổ bê tông bịt đáy hố móng theo phương pháp vữa dâng, bơm hút cạn nước trong khung vây, đập đầu cọc và đổ bê tông bệ trụ.
  • Bước 4: Lắp dựng ván khuôn định hình (hoặc ván khuôn leo), lắp cốt thép và đổ bê tông thân trụ, mũ trụ; hoàn thiện tháo dỡ đà giáo và dùng búa rung nhổ cọc ván thép Lassen.
  1. Quy trình thi công kết cấu nhịp:
  • Phương án nhịp giản đơn (PA1): Tập kết phiến dầm chữ I đúc sẵn tại bãi đúc ở hai đầu cầu; sử dụng hệ giá ba chân cẩu lắp dầm vào vị trí gối; đổ bê tông mối nối dầm ngang, bản cánh dầm liên tục nhiệt, thi công bản mặt cầu dày $15\text{ cm}$, lớp phòng nước, thảm bê tông nhựa asphalt dày $5\text{ cm}$, gờ chắn bánh, lan can và hệ thống thoát nước.
  • Phương án dầm hộp liên tục (PA2): Lắp dựng đà giáo thi công khối đỉnh trụ K0 dài $12\text{ m}$, căng cáp DƯL liên kết K0 vào thân trụ; lắp đặt đôi xe đúc hẫng cân bằng di chuyển đối xứng ra hai phía thi công từng đốt dầm ($K_1$ đến $K_9$, chiều dài $3{,}5\text{ m}$ đến $4{,}0\text{ m}$); tiến hành căng kéo cáp DƯL theo từng phân đoạn; đổ bê tông đoạn dầm $8\text{ m}$ trên đà giáo cố định ở nhịp biên; tiến hành hợp long nhịp biên (đốt dài $2\text{ m}$) và cuối cùng hợp long nhịp chính giữa sông.

Kết quả và đóng góp

Đồ án hoàn thành việc thiết kế kỹ thuật sơ bộ và xác lập bảng so sánh chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật giữa các phương án kết cấu:

Chỉ tiêu so sánh Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3
Loại kết cấu nhịp Cầu dầm chữ I BTCT DƯL Cầu dầm hộp BTCT DƯL Cầu giàn thép biên song song
Sơ đồ nhịp $5 \times 36\text{ m}$ $50\text{ m} + 80\text{ m} + 50\text{ m}$ $3 \times 60\text{ m}$
Chiều dài toàn cầu $180\text{ m}$ $180\text{ m}$ $180\text{ m}$
Khổ cầu $B = 8{,}5\text{ m} + 2 \times 1{,}0\text{ m}$ $B = 8{,}5\text{ m} + 2 \times 1{,}0\text{ m}$ $B = 8{,}0\text{ m}$
Công nghệ thi công nhịp Cẩu lắp bằng giá ba chân Đúc hẫng cân bằng Lắp ghép kết cấu giàn
Loại kết cấu móng Cọc khoan nhồi $D=1000\text{ mm}$ Cọc khoan nhồi $D=1000\text{ mm}$ Cọc khoan nhồi $D=1000\text{ mm}$
Chiều dài cọc mố / trụ $20\text{ m} / 30\text{ m}$ $20\text{ m} / 30\text{ m}$ $20\text{ m} / 30\text{ m}$
Khối lượng BTCT nhịp $913{,}185\text{ m}^3$ dầm I $954{,}0\text{ m}^3$ dầm hộp $414\text{ tấn}$ thép giàn
Tổng mức đầu tư (VNĐ) $43.906.202.626$ $50.308.526.680$ Đang cập nhật bóc tách
Suất chi phí ($1\text{ m}^2$ cầu) $14.847.545\text{ VNĐ}$ $17.311.534\text{ VNĐ}$ Đang cập nhật bóc tách

Đóng góp kỹ thuật cụ thể của đồ án:

  1. Đã lượng hóa chi tiết tải trọng tác dụng theo tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 trên mô hình cầu thực tế tại Hải Phòng, kiểm tra sức chịu tải cọc khoan nhồi mũi tựa tầng cuội sỏi chặt ($N=45$) đạt $471\text{ tấn/cọc}$.
  2. Thiết lập quy trình bóc tách khối lượng và dự toán chi phí đầy đủ gồm chi phí xây lắp chính (AI), xây lắp khác (AII: $10%$), chi phí khác (B: $10%$), trượt giá (C: $5%$) và chi phí dự phòng (D: $6%$).
  3. Cung cấp luận cứ kinh tế: Phương án 1 (cầu dầm giản đơn $5 \times 36\text{ m}$) có tổng mức đầu tư thấp hơn Phương án 2 khoảng $6{,}4$ tỷ đồng, công nghệ thi công lắp ghép bán tự động đơn giản, phù hợp với năng lực nhà thầu phổ thông; trong khi Phương án 2 (dầm hộp đúc hẫng $50+80+50\text{ m}$) tạo khẩu độ nhịp chính $80\text{ m}$ thông thoáng hơn cho dòng chảy và luồng tàu thuyền nhưng chi phí thiết bị đúc hẫng và vật liệu cao hơn.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án:

  • Do tác giả tự nhìn nhận trong lời nói đầu: Hạn chế về thời gian thực hiện và kinh nghiệm thực tế của sinh viên tốt nghiệp nên một số bảng tính toán chi tiết chưa hoàn thiện đầy đủ số liệu ở phương án giàn thép.
  • Về phạm vi tài liệu: Số liệu khảo sát địa chất chỉ dựa trên 04 hố khoan đại diện; các thông số dòng chảy lưu lượng lũ thiết kế $Q$ chưa được thể hiện đầy đủ giá trị số trong thuyết minh.
  • Cấp độ thiết kế: Đồ án dừng ở bước thiết kế cơ sở và tính toán sơ bộ để so sánh phương án kỹ thuật, chưa đi sâu vào mô phỏng ứng suất chi tiết cục bộ hay phân tích dao động động lực học dưới tác động động đất và gió bão phức tạp.

Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp:

  • Tiến hành bước thiết kế bản vẽ thi công chi tiết cho phương án được duyệt, bổ sung khảo sát địa chất chi tiết tại từng vị trí mố trụ.
  • Ứng dụng phần mềm chuyên dụng tính toán phân tích ứng suất phi tuyến của dầm hộp theo các giai đoạn căng kéo cáp dự ứng lực và từ biến co ngót bê tông theo thời gian.

Giá trị tham khảo

Tài liệu đồ án tốt nghiệp này mang lại giá trị tham khảo thiết thực cho:

  • Sinh viên chuyên ngành Xây dựng Cầu đường, Công trình Giao thông làm đồ án tốt nghiệp hoặc đồ án môn học Thiết kế cầu bê tông cốt thép, Thiết kế mố trụ và móng sâu.
  • Kỹ sư thiết kế cầu đường mới vào nghề cần tham khảo khung tính toán kết cấu nhịp theo tiêu chuẩn 22 TCN 272-05, công thức xác định sức chịu tải cọc khoan nhồi theo phương pháp chỉ số SPT và phương pháp đòn bẩy tính hệ số phân phối ngang.
  • Các đơn vị tư vấn lập dự án đầu tư xây dựng công trình giao thông tham khảo cấu trúc thuyết minh so sánh phương án vượt sông và bảng cơ cấu lập tổng mức đầu tư hoàn chỉnh.

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình Cầu A trong đồ án được thiết kế xây dựng tại địa điểm nào và nhằm giải quyết vấn đề giao thông gì?
Cầu A bắc qua sông Cấm (sông B) nối liền hai huyện C và D trên tuyến Tỉnh lộ X thuộc địa bàn thành phố Hải Phòng. Công trình được thiết kế nhằm thay thế bến phà A hiện hữu, giải tỏa điểm nghẽn ách tắc giao thông đường thủy lẫn đường bộ và đáp ứng quy hoạch giao thông của thành phố đến năm 2020.

2. Tiêu chuẩn thiết kế và quy mô tải trọng được tác giả áp dụng trong đồ án là gì?
Tác giả áp dụng Tiêu chuẩn thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22 TCN 272-05 của Bộ GTVT, tải trọng thiết kế đoàn xe HL-93 (kết hợp xe tải thiết kế, xe 2 trục và tải trọng làn), tần suất lũ thiết kế $P = 1%$, khổ thông thuyền sông cấp V ($B = 25\text{ m}$, $H = 3{,}5\text{ m}$).

3. Tại sao tác giả lựa chọn giải pháp móng cọc khoan nhồi đường kính $1000\text{ mm}$ thay vì móng cọc đúc sẵn?
Qua so sánh ưu nhược điểm, móng cọc khoan nhồi $D = 1000\text{ mm}$ có khả năng chịu lực lớn, dễ điều chỉnh chiều sâu cọc tựa vào tầng cuội sỏi/sét sạn cứng ở độ sâu $20\text{ m}$ (tại mố) và $30\text{ m}$ (tại trụ), thi công không gây chấn động mạnh ảnh hưởng môi trường xung quanh và không đòi hỏi diện tích bãi đúc cọc lớn như cọc đúc sẵn.

4. Tổng mức đầu tư tính toán của Phương án 1 (cầu dầm giản đơn) và Phương án 2 (cầu dầm hộp liên tục) chênh lệch như thế nào?
Phương án 1 (cầu dầm I giản đơn $5 \times 36\text{ m}$) có tổng mức đầu tư là $43.906.202.626\text{ VNĐ}$ (suất đầu tư $14.847.545\text{ VNĐ/m}^2$). Phương án 2 (cầu dầm hộp đúc hẫng cân bằng $50+80+50\text{ m}$) có tổng mức đầu tư là $50.308.526.680\text{ VNĐ}$ (suất đầu tư $17.311.534\text{ VNĐ/m}^2$). Phương án 1 tiết kiệm chi phí xây dựng hơn khoảng $6{,}4$ tỷ đồng.

5. Công nghệ thi công khối K0 và các đốt hẫng trong Phương án 2 được thuyết minh ra sao?
Khối K0 dài $12\text{ m}$ trên đỉnh trụ được thi công trên hệ đà giáo mở rộng liên kết với thân trụ qua thanh dự ứng lực. Sau khi khối K0 đạt cường độ, xe đúc hẫng cân bằng được lắp đặt để thi công đối xứng 9 đốt dầm trung gian ($K_1$ đến $K_9$, dài $3{,}5\text{ m}$ đến $4{,}0\text{ m}$) kết hợp căng kéo cốt thép dự ứng lực phân đoạn, trước khi đổ bê tông đoạn đúc trên đà giáo $8\text{ m}$ và hợp long nhịp biên, nhịp chính (đốt hợp long dài $2\text{ m}$).

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Phạm Thế Khải đã giải quyết hoàn chỉnh bài toán thiết kế cơ sở công trình cầu vượt sông nối hai huyện C và D trên Tỉnh lộ X tại Hải Phòng theo tiêu chuẩn 22 TCN 272-05. Tác giả đã đề xuất và tính toán so sánh chi tiết 03 phương án kết cấu nhịp (dầm I giản đơn, dầm hộp liên tục đúc hẫng, giàn thép) trên nền móng cọc khoan nhồi đường kính $D = 1000\text{ mm}$. Kết quả nghiên cứu cung cấp bộ số liệu kỹ thuật, quy trình công nghệ thi công và dự toán tổng mức đầu tư rõ ràng, tạo cơ sở khoa học xác đáng cho việc lựa chọn giải pháp công trình giao thông tại địa phương.