Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khóa luận tốt nghiệp được thực hiện bởi sinh viên Nguyễn Ngọc Ánh (Mã sinh viên: 100110), dưới sự hướng dẫn của ThS. Bùi Ngọc Dung tại Khoa Cầu đường, Trường Đại học Dân lập Hải Phòng. Đề tài tập trung vào nhiệm vụ "Thiết kế kỹ thuật công trình Cầu A vượt sông Mã (sông B)" nằm trên tuyến tỉnh lộ X, kết nối liên huyện C và huyện D thuộc địa bàn tỉnh Thanh Hóa.

Trong bối cảnh thực tiễn, tỉnh lộ X đóng vai trò là trục giao thông huyết mạch kết nối hai huyện C và D, đồng thời nằm trong quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội tổng thể của tỉnh Thanh Hóa. Tuy nhiên, việc vượt sông tại vị trí này vẫn phải phụ thuộc hoàn toàn vào phà A, tạo thành điểm nghẽn giao thông nghiêm trọng, gây ách tắc giao thông thủy trong khu vực và làm gián đoạn lưu thông đường bộ. Bên cạnh đó, đoạn tuyến cũ đi xuyên qua trung tâm thị xã C bộc lộ nhiều bất cập, đòi hỏi phải nắn tuyến theo đường vành đai và xây dựng cầu vĩnh cửu mới nhằm hoàn thiện mạng lưới hạ tầng giao thông đồng bộ.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án được xác lập theo các nội dung chính:

  1. Nghiên cứu điều kiện tự nhiên, đặc điểm kinh tế - xã hội và quy hoạch phát triển mạng lưới giao thông vận tải của khu vực dự án đến năm 2020.
  2. Thiết lập các thông số kỹ thuật cơ bản, phân tích và lựa chọn giải pháp nền móng công trình phù hợp với điều kiện địa chất lòng sông.
  3. Đề xuất, thiết kế sơ bộ kết cấu phần trên cho hai phương án: Phương án I (Cầu dầm hộp liên tục bê tông cốt thép dự ứng lực kết hợp nhịp dẫn giản đơn) và Phương án II (Cầu dàn thép tĩnh định).
  4. Tính toán nội lực, kiểm toán sức chịu tải móng cọc khoan nhồi, lập quy trình công nghệ thi công chi tiết cho từng hạng mục công trình.
  5. Bóc tách khối lượng xây lắp, lập tổng mức đầu tư và tiến hành so sánh kinh tế - kỹ thuật nhằm lựa chọn phương án tối ưu.

Đối tượng nghiên cứu là công trình vượt sông và hệ thống hạ tầng kết nối hai đầu cầu trên tuyến đường vành đai thị xã C. Phạm vi nghiên cứu về mặt không gian tập trung tại vị trí vượt sông Mã/B giữa huyện C và huyện D; phạm vi thời gian dựa trên các chỉ tiêu quy hoạch mạng lưới giao thông giai đoạn 1999–2010 và định hướng phát triển không gian đến năm 2020.

Cơ sở lý thuyết, pháp lý và phương pháp tính toán

Đồ án được xây dựng dựa trên hệ thống văn bản quy phạm pháp luật và căn cứ quy hoạch ngành gồm:

  • Quyết định số 1206/2004/QĐ-UB ngày 11/12/2004 của UBND tỉnh về việc phê duyệt quy hoạch phát triển mạng lưới giao thông giai đoạn 1999–2010 và định hướng đến năm 2020.
  • Văn bản số 215/UB-GTXD ngày 26/03/2005 của UBND tỉnh cho phép Sở Giao thông Vận tải lập Dự án đầu tư xây dựng cầu A.
  • Văn bản số 260/UB-GTXD ngày 17/04/2005 của UBND tỉnh về việc cho phép mở rộng phạm vi nghiên cứu dự án về phía Tây sông B.
  • Văn bản số 1448/CĐS-QLĐS ngày 14/08/2001 của Cục Đường sông Việt Nam về quy hoạch tĩnh không thông thuyền.

Tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng xuyên suốt là "Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22 TCN 272-05" do Bộ Giao thông Vận tải ban hành. Các quy chuẩn tải trọng và điều kiện biên bao gồm:

  • Hoạt tải thiết kế: Đoàn xe tải tiêu chuẩn HL-93 kết hợp tải trọng làn và hoạt tải người đi bộ $300\text{ kg/m}^2$.
  • Tần suất lũ thiết kế: $P = 1%$.
  • Cấp thông thuyền đường sông: Cấp IV (khổ thông thuyền tĩnh không $B = 50\text{ m}$, chiều cao $H = 7\text{ m}$), khẩu độ thoát nước yêu cầu $L_0 = 240\text{ m}$.

Phương pháp nghiên cứu và tính toán kỹ thuật được tác giả sử dụng:

  • Phương pháp phân tích đường ảnh hưởng: Dùng để xác định vị trí xếp tải bất lợi nhất của tĩnh tải (DC, DW) và hoạt tải (HL-93, người đi bộ) tác dụng lên mố, trụ và kết cấu nhịp.
  • Phương pháp cơ học kết cấu và trạng thái giới hạn: Tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi ngàm vào tầng đá cứng theo cường độ vật liệu ($P_v$) và theo điều kiện địa kỹ thuật ($Q_r$) dựa trên công thức sức kháng tựa mũi $Q_P = 3 \times q_u \times K_{SP} \times d_b$ (trong đó cường độ chịu nén dọc trục mẫu đá Granit $q_u = 15\text{ MPa}$).
  • Phương pháp giải tích thực nghiệm N. Ktoreletxki: Xác định trọng lượng bản thân của hệ dàn thép chịu tải trọng phối hợp.
  • Phương pháp bóc tách định mức và dự toán: Xác định chi phí xây lắp chính (AI), chi phí xây lắp khác (AII), chi phí phụ trợ (B), trượt giá (C) và dự phòng phí (D) để lập tổng mức đầu tư.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Giới thiệu chung và nghiên cứu khả thi

Nội dung chương tập trung làm rõ các điều kiện kinh tế - xã hội, hiện trạng hạ tầng và số liệu tự nhiên tại vị trí xây dựng công trình:

  • Đặc điểm kinh tế - xã hội: Tốc độ tăng trưởng nông nghiệp tỉnh Thanh Hóa thời kỳ 1999–2000 đạt 6% (trồng trọt chiếm 70%, chăn nuôi chiếm 30%); mục tiêu tăng trưởng đạt 8% giai đoạn 2006–2010 và 10% giai đoạn 2010–2020. Dự báo kim ngạch xuất khẩu đạt 1 triệu USD năm 2010 và 3 triệu USD năm 2020. Dự báo nhu cầu vận tải của Viện Chiến lược GTVT chỉ ra tỷ lệ tăng trưởng xe ô tô giai đoạn 2005–2010 đạt 10% (kịch bản cao) hoặc 8% (kịch bản thấp).
  • Mạng lưới giao thông: Hệ thống đường bộ năm 2000 có tổng chiều dài 1.000 km (đường nhựa chiếm 45%, đường đá đỏ 35%, đường đất 20%). Mạng lưới đường thủy có khoảng 200 km tuyến sông có thể lưu thông tàu thuyền từ 1 tấn trở lên.
  • Khí tượng thủy văn: Khu vực mang đặc trưng khí hậu nhiệt đới gió mùa; nhiệt độ bình quân hàng năm $29^\circ\text{C}$ (thấp nhất $12^\circ\text{C}$, cao nhất $38^\circ\text{C}$); mùa mưa kéo dài từ tháng 10 đến tháng 12; chịu ảnh hưởng trực tiếp của gió Tây Nam khô nóng vào mùa hè và gió mùa Đông Bắc vào mùa đông. Mực nước cao nhất $\text{MNCN} = +4{,}7\text{ m}$, mực nước thấp nhất $\text{MNTN} = -1{,}2\text{ m}$, mực nước thông thuyền $\text{MNTT} = +0{,}5\text{ m}$.
  • Điều kiện địa chất công trình: Số liệu khảo sát từ 4 hố khoan phân bổ dọc tuyến ghi nhận 3 lớp địa tầng chính:
Lớp địa tầng Hố khoan 1 (m) Hố khoan 2 (m) Hố khoan 3 (m) Hố khoan 4 (m)
Lớp 1: Sét chảy dẻo 14 12 10 15
Lớp 2: Sét dẻo mềm 7 9 10 12
Lớp 3: Đá Granit cứng chắc Cắm ngàm mũi cọc Cắm ngàm mũi cọc Cắm ngàm mũi cọc Cắm ngàm mũi cọc

Chương II: Thiết kế cầu và tuyến

Chương này trình bày các giải pháp lựa chọn kết cấu móng và đề xuất hai phương án kỹ thuật cầu vượt sông:

  1. Lựa chọn kết cấu móng: Tác giả so sánh móng cọc đúc sẵn đóng hạ với móng cọc khoan nhồi đổ tại chỗ. Móng cọc khoan nhồi được lựa chọn cho toàn bộ các phương án nhờ khả năng vượt qua tầng đất sét dẻo dày (từ 17 m đến 27 m) để cắm sâu ngàm vào tầng đá Granit cứng chắc, chịu lực lớn và giảm thiểu rung chấn ảnh hưởng môi trường xung quanh.
  2. Phương án I - Cầu dầm hộp liên tục BTCT DƯL kết hợp nhịp dẫn:
    • Sơ đồ nhịp bố trí: $(30 + 55 + 80 + 55 + 30)\text{ m}$, tổng chiều dài toàn cầu tính đến đuôi hai mố là $250\text{ m}$. Nhịp chính gồm 3 nhịp liên tục $(55 + 80 + 55)\text{ m}$ thi công đúc hẫng cân bằng; hai đầu là 2 nhịp dẫn dầm giản đơn $30\text{ m}$.
    • Kích thước dầm hộp: Hộp 1 ngăn thành xiên có chiều cao thay đổi từ $H_p = 4{,}2\text{ m}$ (tại đỉnh trụ) về $h_m = 2{,}2\text{ m}$ (tại giữa nhịp và mố). Chiều dày bản đáy thay đổi tuyến tính từ $800\text{ mm}$ (gối trụ) về $300\text{ mm}$ (giữa nhịp); chiều dày sườn dầm $500\text{ mm}$; chiều dày bản mặt cầu $200\text{ mm}$.
    • Khổ cầu: $B = 9\text{ m (xe chạy)} + 2 \times 1\text{ m (lề đi bộ)} + 2 \times 0{,}5\text{ m (lan can, dải an toàn)} = 12\text{ m}$.
    • Kết cấu phần dưới: Thân trụ đặc vuốt tròn bán kính $R = 1{,}5\text{ m}$; mố dạng chữ U có tường cánh ngược; toàn bộ móng sử dụng cọc khoan nhồi đường kính $D = 1{,}0\text{ m}$.
  3. Phương án II - Cầu dàn thép tĩnh định:
    • Sơ đồ nhịp bố trí: $3 \times 82\text{ m} = 246\text{ m}$ (tổng chiều dài tính đến đuôi hai mố là $254{,}6\text{ m}$).
    • Kết cấu dàn chủ: Dàn thép tĩnh định biên song song chạy dưới, chiều cao dàn $h = 10\text{ m}$, mỗi nhịp chia làm 10 khoang ($d = 8{,}2\text{ m}$/khoang), góc nghiêng thanh xiên $51^\circ$. Khoảng cách hai tim dàn chủ là $9\text{ m}$.
    • Hệ mặt cầu: Gồm 5 dầm dọc ($h_{dd} = 0{,}5\text{ m}$, cách nhau $1{,}5\text{ m}$) đặt tựa lên hệ dầm ngang ($h_{dng} = 1{,}2\text{ m}$), bản mặt cầu BTCT dày $20\text{ cm}$ kết hợp 5 lớp phủ mặt cầu có chiều dày trung bình $15\text{ cm}$.
    • Kết cấu phần dưới: Trụ dạng thân cột đôi đường kính $200\text{ cm}$; móng trụ sử dụng cọc khoan nhồi $D = 1{,}2\text{ m}$ dài $19\text{ m}$; móng mố sử dụng cọc khoan nhồi $D = 1{,}0\text{ m}$ dài $20\text{ m}$.

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

Chương III giải quyết bài toán định lượng tải trọng, khối lượng vật liệu và xác lập cơ cấu chi phí xây dựng:

  • Xác định khối lượng và nội lực Phương án I: Thể tích bê tông 3 nhịp liên tục đúc hẫng đạt $V_1 = 1.636{,}81\text{ m}^3$ (khối lượng phần liên tục $G_{lt} = 1.636{,}19\text{ Tấn}$). Tổng hợp phản lực tải trọng tính toán lớn nhất lên mố $P_m = 1.026\text{ Tấn}$ và trụ $P_t = 3.771\text{ Tấn}$. Sức chịu tải tính toán của một cọc khoan nhồi $D = 1{,}0\text{ m}$ ngàm đá xác định được $[N] = \min(P_v, Q_r) = 721{,}8075\text{ Tấn}$. Từ đó, tác giả bố trí 6 cọc khoan nhồi cho 01 mố và 8 cọc khoan nhồi cho 01 trụ.
  • Xác định khối lượng và nội lực Phương án II: Trọng lượng kết cấu thép toàn bộ 3 nhịp dàn chủ tính toán theo công thức N. Ktoreletxki đạt $G_{giàn} = 996\text{ Tấn}$. Tải trọng tác dụng lên móng mố $P_m = 1.765\text{ Tấn}$ (bố trí 6 cọc $D = 1{,}0\text{ m}$), tải trọng lên móng trụ $P_t = 3.644\text{ Tấn}$ (bố trí 8 cọc $D = 1{,}2\text{ m}$).
  • Dự toán chi phí: Bảng tổng hợp tổng mức đầu tư được lập chi tiết trên cơ sở khối lượng bóc tách và đơn giá định mức hiện hành.

Thiết kế và quy trình triển khai thi công

Văn bản thuyết minh chi tiết quy trình công nghệ thi công kết cấu phần dưới và phần trên của hai phương án:

Quy trình thi công Phương án I (Cầu dầm hộp BTCT DƯL)

  1. Thi công mố cầu (8 bước):
    • Bước 1: Chuẩn bị mặt bằng, định vị tim mố, san ủi mặt bằng.
    • Bước 2: Đưa máy khoan vào vị trí, hạ ống vách bảo vệ và khoan tạo lỗ cọc khoan nhồi.
    • Bước 3: Thổi rửa làm sạch hố khoan, cẩu hạ lồng cốt thép, lắp ống dẫn đổ bê tông rút dần ống vách.
    • Bước 4: Siêu âm kiểm tra chất lượng cọc, di chuyển thiết bị khoan sang các vị trí tiếp theo.
    • Bước 5 - Bước 6: Đào đất hố móng đến cao độ thiết kế, đổ bê tông lót tạo phẳng đáy móng.
    • Bước 7: Lắp dựng cốt thép, ván khuôn đà giáo và đổ bê tông bệ móng.
    • Bước 8: Lắp dựng cốt thép, ván khuôn thân mố, tường thân, tường cánh ngược, đổ bê tông và bảo dưỡng.
  2. Thi công trụ cầu (6 bước):
    • Bước 1: Xây dựng hệ cọc định vị, xác định chính xác tim cọc và tim trụ tháp.
    • Bước 2: Khoan cọc nhồi sử dụng hệ thống dung dịch bentonite giữ thành vách, hạ lồng thép và đổ bê tông.
    • Bước 3: Lắp dựng vòng vây cọc ván thép Lassen, xói hút bùn cát trong hố móng đến cao độ đáy đài.
    • Bước 4: Đổ bê tông bịt đáy, hút cạn nước, xử lý đầu cọc khoan nhồi và đổ bê tông bệ móng trụ.
    • Bước 5: Lắp dựng đà giáo ván khuôn leo để thi công thân trụ và dầm ngang xà mũ theo từng đợt.
    • Bước 6: Tháo dỡ toàn bộ đà giáo leo, cẩu tháp và hoàn thiện bề mặt thân trụ.
  3. Thi công kết cấu nhịp liên tục đúc hẫng (5 bước):
    • Bước 1: Thi công khối $K_0$ dài $12\text{ m}$ trên đỉnh trụ bằng đà giáo mở rộng cố định; căng kéo các bó cáp dự ứng lực tạm liên kết $K_0$ vào thân trụ.
    • Bước 2: Lắp dựng cặp xe đúc cân bằng đối xứng trên khối $K_0$; tiến hành đúc hẫng các khối phân đoạn từ $K_1$ đến $K_9$; căng kéo cốt thép DƯL sau khi bê tông đạt cường độ yêu cầu.
    • Bước 3: Di chuyển xe đúc vào vị trí đốt hợp long biên, cân chỉnh cao độ và trắc dọc, đổ bê tông hợp long nhịp biên và căng cáp DƯL.
    • Bước 4: Hợp long các phân đoạn nhịp chuyển tiếp $T_1-T_2$ và $T_3-T_4$.
    • Bước 5: Hợp long nhịp chính giữa sông, căng kéo toàn bộ cáp DƯL liên tục và bơm vữa bảo vệ ống ghen.

Quy trình thi công Phương án II (Cầu dàn thép)

  1. Thi công mố và trụ: Trình tự tương tự phương án I, kết hợp sử dụng cọc ván thép làm vòng vây thi công bệ trụ dưới nước.
  2. Thi công kết cấu nhịp dàn thép (5 bước):
    • Bước 1: Tập kết vật tư thanh dàn, lắp dựng hệ đà giáo và trụ tạm cho nhịp bờ.
    • Bước 2: Lắp dựng 4 khoang dàn đầu tiên trên đà giáo làm đối trọng, neo giữ kết cấu vào mố và chêm chặt các gối di động.
    • Bước 3: Sử dụng cần cẩu chân cứng di chuyển trên thanh biên trên để lắp hẫng các khoang dàn tiếp theo vươn ra sông; dùng thanh liên kết tạm thời để liên tục hóa kết cấu qua đỉnh trụ.
    • Bước 4: Tiến hành hợp long hệ dàn tại nhịp giữa.
    • Bước 5: Tháo bỏ hệ liên kết tạm và nêm chèn gối di động; lắp đặt hệ dầm dọc, dầm ngang, đổ bản mặt cầu BTCT, thảm lớp bê tông nhựa asphalt, lắp đặt lan can và đường đầu cầu.

Kết quả và so sánh lựa chọn phương án

Tác giả đã lập bảng tổng hợp đối sánh chi tiết các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật giữa hai phương án:

Hạng mục so sánh Phương án I: Cầu dầm hộp BTCT DƯL Phương án II: Cầu dàn thép
Sơ đồ phân chia nhịp $(30 + 55 + 80 + 55 + 30)\text{ m}$ $(82 + 82 + 82)\text{ m}$
Tổng chiều dài toàn cầu $250{,}0\text{ m}$ $246{,}0\text{ m}$ ($254{,}6\text{ m}$ đến đuôi mố)
Loại kết cấu nhịp chính Dầm hộp BTCT DƯL thành xiên đúc hẫng Dàn thép tĩnh định biên song song chạy dưới
Kết cấu móng mố và trụ Cọc khoan nhồi $D = 1{,}0\text{ m}$ ($L = 25\text{ m}$) Cọc khoan nhồi $D = 1{,}2\text{ m}$ (trụ) & $D = 1{,}0\text{ m}$ (mố)
Chi phí kết cấu phần trên $33.276.916.800\text{ VNĐ}$ $41.527.415.600\text{ VNĐ}$
Chi phí kết cấu phần dưới $16.364.400.000\text{ VNĐ}$ $10.669.632.000\text{ VNĐ}$
Chi phí đường hai đầu cầu $375.946.000\text{ VNĐ}$ $503.526.000\text{ VNĐ}$
Giá trị xây lắp chính ($AI$) $50.017.262.800\text{ VNĐ}$ $52.700.573.600\text{ VNĐ}$
Giá trị dự toán xây lắp ($A = AI + AII$) $57.519.852.220\text{ VNĐ}$ $60.605.659.640\text{ VNĐ}$
Tổng mức đầu tư ($A + B + C + D$) $67.873.425.619{,}60\text{ VNĐ}$ $71.817.706.673{,}00\text{ VNĐ}$
Suất vốn đầu tư trên $1\text{ m}^2$ mặt cầu $23.523.463{,}573\text{ VNĐ/m}^2$ $26.960.050{,}000\text{ VNĐ/m}^2$
Đánh giá ưu điểm Dáng cầu đẹp, ít khe co giãn, xe chạy êm, chi phí bảo dưỡng thấp, độ bền cao Lắp dựng công xưởng nhanh, vượt nhịp lớn, không đòi hỏi bãi đúc lớn tại hiện trường
Đánh giá nhược điểm Kết cấu siêu tĩnh chịu ảnh hưởng lún lệch, từ biến bê tông Chi phí bảo dưỡng sơn chống gỉ tốn kém, ồn khi lưu thông, nhiều khe co giãn gãy khúc

Kết luận lựa chọn: Phương án I (Cầu dầm hộp liên tục BTCT DƯL kết hợp nhịp dẫn) được lựa chọn làm phương án thiết kế tối ưu nhờ tổng mức đầu tư thấp hơn (tiết kiệm khoảng $3{,}94\text{ tỷ VNĐ}$), chi phí duy tu bảo dưỡng định kỳ thấp hơn trong điều kiện khí hậu nóng ẩm, bề mặt cầu thông thoáng và đảm bảo độ êm thuận khai thác vượt trội.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Thuyết minh đồ án mới dừng lại ở các bước tính toán thiết kế kỹ thuật sơ bộ và so sánh kinh tế - kỹ thuật giữa hai phương án cơ bản. Các tính toán nội lực và bố trí cáp dự ứng lực chưa xét đến mô hình phân tích phi tuyến không gian 3D chi tiết; chưa phân tích sâu tác động co ngót, từ biến theo thời gian thực của từng đốt dầm đúc hẫng và chưa có mô hình kiểm toán tải trọng động đất hay va chạm tàu bè vào thân trụ dưới lòng sông.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Hoàn thiện hồ sơ bản vẽ thi công chi tiết cho Phương án I; lập mô hình mô phỏng thứ tự căng kéo cáp dự ứng lực và kiểm soát độ võng (camber) theo từng giai đoạn thi công đốt hẫng; nghiên cứu bổ sung quy trình quan trắc chuyển vị móng trụ cọc khoan nhồi sâu trong quá trình khai thác.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu chuyên khảo hữu ích cho sinh viên, học viên chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng Công trình Giao thông, Kỹ thuật Cầu - Đường bộ, cũng như các kỹ sư tham gia lập dự án đầu tư xây dựng công trình cầu vượt sông.

Các phần có giá trị tham khảo kỹ thuật cao:

  1. Quy trình ứng dụng Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 trong phân tích tổ hợp tải trọng HL-93 và xác định đường ảnh hưởng phản lực mố, trụ.
  2. Phương pháp tính toán sức kháng nén của cọc khoan nhồi ngàm trong tầng đá cứng Granit theo điều 10.5 của quy trình thiết kế cầu.
  3. Bản phân chia các đốt đúc hẫng ($K_0$ đến $K_9$) và biện pháp công nghệ thi công đúc hẫng cân bằng kết hợp hợp long dầm hộp liên tục.
  4. Phương pháp luận so sánh kinh tế - kỹ thuật và cơ cấu lập tổng mức đầu tư công trình giao thông cầu đường.

Câu hỏi thường gặp

1. Khổ cầu và tải trọng thiết kế công trình Cầu A được quy định như thế nào? Công trình được thiết kế theo quy mô vĩnh cửu, khổ cầu rộng $B = 9\text{ m} + 2 \times 1\text{ m} + 2 \times 0{,}5\text{ m} = 12\text{ m}$ (gồm 2 làn xe cơ giới và 2 lề bộ hành). Tải trọng thiết kế áp dụng theo quy trình 22 TCN 272-05 gồm hoạt tải đoàn xe tải tiêu chuẩn HL-93, tải trọng làn và tải trọng người đi bộ $300\text{ kg/m}^2$, tần suất lũ thiết kế $P = 1%$.

2. Địa chất khu vực có đặc điểm gì và giải pháp móng nào được lựa chọn? Khảo sát qua 4 hố khoan cho thấy địa tầng gồm: Lớp 1 sét chảy dẻo ($10\text{ m} - 15\text{ m}$), Lớp 2 sét dẻo mềm ($7\text{ m} - 12\text{ m}$) và Lớp 3 là đá Granit cứng chắc. Tác giả lựa chọn móng cọc khoan nhồi (đường kính $D = 1{,}0\text{ m}$ và $D = 1{,}2\text{ m}$) cắm ngàm trực tiếp vào tầng đá Granit để tận dụng tối đa sức kháng mũi, loại bỏ nhược điểm mối nối và rung chấn của cọc đúc sẵn.

3. Sức chịu tải của cọc khoan nhồi và số lượng cọc bố trí cho Phương án I là bao nhiêu? Sức chịu tải tính toán của cọc khoan nhồi $D = 1{,}0\text{ m}$ ngàm đá xác định theo giá trị nhỏ nhất giữa vật liệu và đất nền là $[N] = \min(P_v, Q_r) = 721{,}8075\text{ Tấn}$. Dựa trên lực nén tính toán tác dụng, móng mố được bố trí 6 cọc $D = 1{,}0\text{ m}$ (chiều dài $25\text{ m}$) và móng trụ được bố trí 8 cọc $D = 1{,}0\text{ m}$ (chiều dài $25\text{ m}$).

4. Vì sao Phương án I (Cầu dầm hộp BTCT DƯL) được lựa chọn thay thế Phương án II (Cầu dàn thép)? Phương án I có tổng mức đầu tư $67{,}873\text{ tỷ VNĐ}$ (suất đầu tư $23{,}52\text{ triệu VNĐ/m}^2$), tiết kiệm hơn $3{,}94\text{ tỷ VNĐ}$ so với Phương án II ($71{,}818\text{ tỷ VNĐ}$, suất đầu tư $26{,}96\text{ triệu VNĐ/m}^2$). Đồng thời, cầu BTCT có dáng kiến trúc thanh thoát, đường xe chạy êm thuận do ít khe co giãn, hạn chế tiếng ồn và tiết kiệm đáng kể chi phí sơn bảo dưỡng chống gỉ định kỳ so với kết cấu thép.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Ngọc Ánh đã giải quyết hoàn chỉnh nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật sơ bộ công trình Cầu A vượt sông Mã trên tuyến tỉnh lộ X thuộc tỉnh Thanh Hóa theo tiêu chuẩn 22 TCN 272-05. Thông qua các phân tích chuyên sâu về địa chất, thủy văn, tính toán thủy lực - kết cấu và lập tổng mức đầu tư cho hai phương án kết cấu nhịp, tác giả đã chứng minh tính tối ưu vượt trội của giải pháp dầm hộp liên tục BTCT DƯL thi công đúc hẫng cân bằng. Đồ án là tài liệu kỹ thuật có tính hoàn thiện cao, phản ánh chính xác quy trình khảo sát, thiết kế và tổ chức thi công cầu đường bộ trong thực tiễn xây dựng công trình giao thông.