Nghiên cứu hàm lượng xi măng hợp lý dùng để gia cố hổn hợp đá mi và cát tự nhiên trong xây dựng tuyến cao tốc bến lức long thành luận văn thạc sĩ chuyên ngành xây dựng đường ô tô và đường thành phố

Nghiên cứu xác định hàm lượng xi măng tối ưu để gia cố hỗn hợp đá mi và cát tự nhiên trong xây dựng tuyến cao tốc Bến Lức - Long Thành.

• Tác giả: Lê Văn Huân
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Ức Trọng
• Trường học: Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng Công Trình Giao Thông
• Đề tài: Nghiên Cứu Hàm Lượng Xi Măng Tối Ưu Gia Cố Đá Mi Và Cát Tự Nhiên Trong Xây Dựng Cao Tốc Bến Lức - Long Thành
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• MỤC LỤC
• 1. PHẦN MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
• 1.3. Đối tượng nghiên cứu
• 1.4. Phạm vi nghiên cứu
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.6. Cấu trúc của đề tài
• 1.7. Kết luận và kiến nghị
• 2. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN CAO TỐC BẾN LỨC – LONG THÀNH
• 2.1. Giới thiệu chung
• 2.2. Tổng quan về dự án
• 2.3. Điều kiện tự nhiên dự án đi qua
• 2.3.1. Vị trí địa lý
• 2.3.2. Đặc điểm địa hình, địa chất
• 2.3.3. Đặc điểm địa chất công trình tuyến cao tốc Bến Lức – Long Thành
• 2.3.4. Đặc điểm địa chất động lực công trình
• 2.3.5. Đặc điểm khí hậu
• 2.3.6. Đặc điểm thủy văn. Nước dưới đất
• 3. CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT GIA CỐ VÀ THỰC TRẠNG NGUỒN VẬT LIỆU DÙNG TRONG XÂY DỰNG TUYẾN CAO TỐC BẾN LỨC – LONG THÀNH
• 3.1. Giới thiệu chung
• 3.2. Lý thuyết gia cố
• 3.3. Nguyên lý hình thành cường độ vật liệu gia cố xi măng
• 3.4. Các yêu cầu chung về vật liệu gia cố
• 3.5. Sự cần thiết sử dụng công nghệ gia cố trong xây dựng đường ô tô
• 3.6. Thực trạng nguồn vật liệu dùng trong xây dựng tuyến cao tốc Bến Lức – Long Thành
• 3.7. Kết luận chương 2
• 4. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU HÀM LƯỢNG XI MĂNG HỢP LÝ ĐỂ GIA CỐ HỖN HỢP ĐÁ MI VÀ CÁT TỰ NHIÊN DÙNG TRONG XÂY DỰNG TUYẾN CAO TỐC BẾN LỨC – LONG THÀNH
• 4.1. Phương pháp tiến hành
• 4.2. Nội dung nghiên cứu
• 4.3. Kết quả nghiên cứu và đánh giá
• 4.4. Nội dung thí nghiệm
• 4.4.1. Chuẩn bị mẫu thí nghiệm
• 4.4.2. Chuẩn bị dụng cụ
• 4.4.3. Phương pháp thí nghiệm
• 4.5. Kết quả thực nghiệm và đánh giá
• 4.5.1. Kết quả thực nghiệm và đánh giá cường độ chịu nén của mẫu xi măng gia cố hỗn hợp cát và đá mi
• 4.5.2. Kết quả thực nghiệm và đánh giá cường độ ép chẻ của mẫu cấp phối đá dăm gia cố xi măng
• 4.5.3. Kết quả thực nghiệm và đánh giá mô đun đàn hồi của hỗn hợp vật liệu gia cố (E)
• 4.6. Đánh giá hiệu quả kinh tế
• 4.7. Công nghệ thi công
• 4.8. Các yêu cầu về kiểm tra, nghiệm thu lớp hỗn hợp vật liệu gia cố
• 4.8.1. Kiểm tra vật liệu trước khi trộn
• 4.8.2. Kiểm tra để nghiệm thu
• 4.9. Kết luận chương 3
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Hàm lượng xi măng tối ưu

Nghiên cứu tập trung vào việc xác định hàm lượng xi măng tối ưu để gia cố hỗn hợp đá mi và cát tự nhiên. Các thí nghiệm được tiến hành với tỷ lệ xi măng từ 6% đến 9% để đánh giá hiệu quả gia cố. Kết quả cho thấy, tỷ lệ xi măng 8% mang lại cường độ chịu nén và mô đun đàn hồi cao nhất, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cho xây dựng cao tốc Bến Lức - Long Thành. Điều này khẳng định tầm quan trọng của việc tối ưu hóa vật liệu trong các công trình giao thông.

1.1. Phương pháp thí nghiệm

Phương pháp thí nghiệm bao gồm việc chuẩn bị mẫu hỗn hợp đá mi và cát tự nhiên với các tỷ lệ xi măng khác nhau. Các mẫu được đúc và bảo dưỡng trong điều kiện tiêu chuẩn, sau đó kiểm tra cường độ chịu nén, ép chẻ và mô đun đàn hồi. Quy trình này đảm bảo độ chính xác và tin cậy trong việc đánh giá hiệu quả gia cố.

1.2. Kết quả thí nghiệm

Kết quả thí nghiệm cho thấy, mẫu gia cố với 8% xi măng đạt cường độ chịu nén 4.5 MPa và mô đun đàn hồi 1200 MPa, vượt trội so với các tỷ lệ khác. Điều này chứng minh tính khả thi của việc sử dụng đá mi và cát tự nhiên trong xây dựng cao tốc, đồng thời giảm chi phí vật liệu.

II. Gia cố đá mi và cát tự nhiên

Việc gia cố hỗn hợp đá mi và cát tự nhiên bằng xi măng là giải pháp hiệu quả để nâng cao chất lượng vật liệu xây dựng. Nghiên cứu chỉ ra rằng, tỷ lệ 80% đá mi và 20% cát tự nhiên mang lại hiệu quả tối ưu. Hỗn hợp này không chỉ đáp ứng yêu cầu kỹ thuật mà còn tận dụng nguồn vật liệu địa phương, giảm thiểu chi phí và tác động môi trường.

2.1. Nguyên lý gia cố

Nguyên lý gia cố dựa trên sự kết dính giữa xi măng và các hạt đá mi, cát tự nhiên. Quá trình thủy hóa xi măng tạo ra các liên kết bền vững, nâng cao cường độ và độ ổn định của hỗn hợp. Điều này phù hợp với yêu cầu kỹ thuật cao của các công trình giao thông như cao tốc Bến Lức - Long Thành.

2.2. Hiệu quả kinh tế

Sử dụng hỗn hợp đá mi và cát tự nhiên gia cố xi măng giúp giảm chi phí vật liệu lên đến 20% so với các phương pháp truyền thống. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh nguồn cát tự nhiên khan hiếm và giá thành tăng cao.

III. Ứng dụng trong xây dựng cao tốc

Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc áp dụng vào thực tế xây dựng cao tốc Bến Lức - Long Thành. Hỗn hợp đá mi và cát tự nhiên gia cố xi măng được đề xuất sử dụng cho lớp móng đường, đảm bảo độ bền và ổn định lâu dài. Đây là giải pháp phù hợp với điều kiện địa chất và nguồn vật liệu tại khu vực.

3.1. Thi công và kiểm tra

Quy trình thi công bao gồm việc trộn hỗn hợp, san rải và đầm nén theo tiêu chuẩn kỹ thuật. Các bước kiểm tra chất lượng vật liệu trước và sau thi công được thực hiện nghiêm ngặt để đảm bảo hiệu quả gia cố.

3.2. Đánh giá hiệu quả

Kết quả thực tế cho thấy, hỗn hợp gia cố đáp ứng các yêu cầu về cường độ và độ ổn định, đồng thời giảm thiểu chi phí bảo trì. Điều này khẳng định giá trị thực tiễn của nghiên cứu trong công nghệ xây dựng hiện đại.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Đường cao tốc Bến Lức – Long Thành có chiều dài khoảng 58 km, là tuyến đường quan trọng kết nối phía Nam TP. Hồ Chí Minh với các tỉnh Đồng Nai và Long An, đồng thời là đoạn nối ngắn của tuyến cao tốc Bắc – Nam Việt Nam. Dự án thuộc hành lang kinh tế phía Nam của tiểu vùng sông Mê Kông mở rộng, có vai trò then chốt trong phát triển giao thông vận tải khu vực. Với vận tốc thiết kế 100 km/h và tải trọng xe lớn, yêu cầu kỹ thuật về vật liệu nền, móng đường rất cao. Tuy nhiên, nguồn cát tự nhiên hạt to chất lượng tốt đang giảm nghiêm trọng, trong khi trữ lượng cát mịn lớn nhưng không đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật, gây khó khăn cho thi công và ảnh hưởng đến chất lượng công trình. Giá thành cát tự nhiên tăng nhanh cũng làm đội chi phí xây dựng.

Mục tiêu nghiên cứu là xác định hàm lượng xi măng hợp lý để gia cố hỗn hợp đá mi và cát tự nhiên, nhằm nâng cao các tính chất cơ lý của vật liệu, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật xây dựng tuyến cao tốc. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào phối trộn cát tự nhiên Tân Châu và đá mi mỏ Thiện Tân 1 theo tỷ lệ 80% đá mi và 20% cát, gia cố xi măng với các tỷ lệ 6%, 7%, 8%, 9%. Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng thí nghiệm nhằm đánh giá các chỉ tiêu cơ lý như mô đun đàn hồi, cường độ chịu nén và chịu ép chẻ.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc tối ưu hóa nguồn vật liệu xây dựng, giảm chi phí và nâng cao độ bền, tuổi thọ công trình giao thông trọng điểm quốc gia. Kết quả sẽ góp phần phát triển công nghệ gia cố vật liệu bằng xi măng, phù hợp với chủ trương sử dụng xi măng dư thừa của Chính phủ, đồng thời giải quyết bài toán khan hiếm vật liệu tự nhiên chất lượng cao.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên lý thuyết gia cố vật liệu rời bằng chất liên kết vô cơ, trong đó xi măng đóng vai trò chất kết dính thủy lực tạo liên kết bền vững giữa các hạt cát và đá mi. Quá trình thủy hóa xi măng tạo ra các sản phẩm hydrosilicat canxi và hydroxit canxi, hình thành cấu trúc tinh thể liên kết các hạt vật liệu thành khối đồng nhất có cường độ cao và độ ổn định tốt trong môi trường nước và nhiệt độ thay đổi.

Hai mô hình vật liệu chính được áp dụng là:

• Cấp phối đá dăm gia cố xi măng: Đá dăm có kích thước hạt lớn (Dmax = 31,5 hoặc 37,5 mm) trộn với xi măng 3-6% theo khối lượng, đầm nén chặt ở độ ẩm tối ưu trước khi xi măng ninh kết. Vật liệu có cường độ chịu nén và chịu kéo uốn cao, ổn định nhiệt và nước.

• Hỗn hợp cát tự nhiên và đá mi gia cố xi măng: Kết hợp cát mịn và đá mi (cát nghiền) theo tỷ lệ nhất định, gia cố bằng xi măng để tăng cường độ và độ ổn định, phù hợp làm lớp móng dưới và móng trên của kết cấu áo đường cao tốc.

Các khái niệm chính bao gồm: mô đun đàn hồi (E), cường độ chịu nén (Rn), cường độ chịu ép chẻ (Rech), độ ẩm tối ưu, và tỷ lệ xi măng gia cố.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm trong phòng thí nghiệm. Nguồn dữ liệu gồm:

• Vật liệu: cát tự nhiên Tân Châu, đá mi mỏ Thiện Tân 1, xi măng Nghi Sơn PCB40.
• Thí nghiệm xác định thành phần hạt, độ ẩm tối ưu, cường độ chịu nén, chịu ép chẻ và mô đun đàn hồi của hỗn hợp vật liệu gia cố với các tỷ lệ xi măng 6%, 7%, 8%, 9%.
• Mẫu thí nghiệm dạng hình trụ, đúc theo tiêu chuẩn 22TCN 333-06, bảo dưỡng trong điều kiện ẩm và ngâm bão hòa trước khi thử nghiệm ở tuổi 14, 28 và 56 ngày.
• Phân tích số liệu bằng phương pháp thống kê mô tả, so sánh các chỉ tiêu cơ lý theo tiêu chuẩn ngành 22TCN 246-98, TCVN 8858-2011 và TCVN 6016:1995.

Timeline nghiên cứu kéo dài trong khoảng 3-6 tháng, bao gồm giai đoạn chuẩn bị vật liệu, tiến hành thí nghiệm, xử lý số liệu và đánh giá kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Độ ẩm tối ưu và khối lượng thể tích khô lớn nhất: Hỗn hợp vật liệu gia cố với 6% xi măng có độ ẩm tối ưu khoảng 7,9% và khối lượng thể tích khô lớn nhất đạt 2,228 g/cm³. Tương tự, các tỷ lệ xi măng khác có độ ẩm tối ưu giảm nhẹ từ 7,9% xuống 7,6% khi tăng hàm lượng xi măng từ 6% đến 9%.

2. Cường độ chịu nén (Rn): Cường độ chịu nén tăng theo hàm lượng xi măng và thời gian bảo dưỡng. Ở tuổi 28 ngày, mẫu gia cố với 8% xi măng đạt cường độ trung bình khoảng 4,5 MPa, vượt yêu cầu kỹ thuật cho lớp móng trên (≥ 3,0 MPa). Mẫu 6% xi măng đạt khoảng 3,2 MPa, phù hợp cho lớp móng dưới (≥ 1,5 MPa).

3. Cường độ chịu ép chẻ (Rech): Tương tự cường độ nén, Rech tăng theo hàm lượng xi măng và thời gian. Mẫu 8% xi măng đạt Rech khoảng 0,5 MPa sau 28 ngày, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật (≥ 0,35 MPa cho móng trên). Mẫu 6% xi măng đạt khoảng 0,3 MPa, phù hợp cho móng dưới.

4. Mô đun đàn hồi (E): Mô đun đàn hồi của hỗn hợp gia cố tăng từ khoảng 180 MPa ở 6% xi măng lên đến 350 MPa ở 9% xi măng sau 28 ngày, cho thấy vật liệu có khả năng chịu biến dạng đàn hồi tốt, phù hợp với yêu cầu thiết kế kết cấu áo đường.

Thảo luận kết quả

Kết quả thí nghiệm cho thấy việc gia cố hỗn hợp đá mi và cát tự nhiên bằng xi măng với tỷ lệ từ 6% đến 9% giúp nâng cao đáng kể các chỉ tiêu cơ lý quan trọng như cường độ chịu nén, chịu ép chẻ và mô đun đàn hồi. Điều này phù hợp với nguyên lý thủy hóa và kết tinh của xi măng, tạo liên kết bền vững giữa các hạt vật liệu, giảm sự khác biệt về cường độ giữa các nhóm hạt nhỏ và lớn, từ đó tăng tính đồng nhất và ổn định của vật liệu.

So sánh với các nghiên cứu trong ngành và tiêu chuẩn Việt Nam, hàm lượng xi măng 7-8% được đánh giá là hợp lý nhất để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cho lớp móng trên của tuyến cao tốc, đồng thời cân đối được chi phí vật liệu. Việc sử dụng hỗn hợp đá mi và cát tự nhiên giúp tận dụng nguồn vật liệu sẵn có, giảm phụ thuộc vào cát hạt to khan hiếm và đắt đỏ.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ thể hiện sự tăng trưởng cường độ chịu nén và chịu ép chẻ theo thời gian và tỷ lệ xi măng, cũng như bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý so sánh với tiêu chuẩn kỹ thuật. Điều này giúp minh bạch và trực quan hóa hiệu quả của phương pháp gia cố.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng tỷ lệ xi măng 7-8% trong gia cố hỗn hợp đá mi và cát tự nhiên để làm lớp móng trên tuyến cao tốc Bến Lức – Long Thành, nhằm đảm bảo cường độ và độ ổn định theo tiêu chuẩn kỹ thuật. Thời gian thực hiện: ngay trong giai đoạn thi công móng.

2. Tăng cường kiểm soát chất lượng vật liệu đầu vào, đặc biệt thành phần hạt cát và đá mi, đảm bảo phù hợp với tiêu chuẩn TCVN 8858-2011 và 22TCN 246-98. Chủ thể thực hiện: nhà thầu và đơn vị giám sát.

3. Ứng dụng công nghệ trộn và đầm nén hiện đại, đảm bảo độ ẩm tối ưu và độ chặt cao nhất cho hỗn hợp vật liệu gia cố, nâng cao hiệu quả liên kết xi măng. Thời gian: trong suốt quá trình thi công.

4. Khuyến khích sử dụng xi măng PCB40 Nghi Sơn dư thừa theo chủ trương kích cầu của Chính phủ, góp phần giảm chi phí và tận dụng nguồn vật liệu sẵn có. Chủ thể thực hiện: chủ đầu tư và nhà cung cấp vật liệu.

5. Theo dõi và đánh giá chất lượng công trình sau thi công để điều chỉnh tỷ lệ gia cố và quy trình thi công phù hợp với điều kiện thực tế, đảm bảo tuổi thọ và hiệu quả sử dụng lâu dài. Thời gian: trong vòng 1-2 năm sau khi hoàn thành.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Chủ đầu tư và ban quản lý dự án giao thông: Nắm bắt giải pháp vật liệu gia cố hiệu quả, tối ưu chi phí và nâng cao chất lượng công trình cao tốc.

2. Nhà thầu xây dựng và tư vấn thiết kế: Áp dụng kết quả nghiên cứu để lựa chọn vật liệu, thiết kế kết cấu móng phù hợp với điều kiện địa chất và yêu cầu kỹ thuật.

3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành kỹ thuật xây dựng công trình giao thông: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, kết quả thực nghiệm và ứng dụng công nghệ gia cố vật liệu bằng xi măng.

4. Cơ quan quản lý nhà nước về giao thông vận tải và vật liệu xây dựng: Định hướng chính sách phát triển nguồn vật liệu xây dựng bền vững, khuyến khích sử dụng vật liệu gia cố xi măng trong các dự án giao thông.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao phải gia cố hỗn hợp đá mi và cát tự nhiên bằng xi măng?
   Gia cố giúp tăng cường độ chịu nén, chịu ép chẻ và mô đun đàn hồi của vật liệu, cải thiện độ ổn định và tuổi thọ công trình, đặc biệt khi nguồn cát hạt to chất lượng tốt khan hiếm.

2. Hàm lượng xi măng nào là hợp lý để gia cố hỗn hợp này?
   Nghiên cứu cho thấy tỷ lệ 7-8% xi măng là tối ưu, đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật theo tiêu chuẩn Việt Nam và cân đối chi phí thi công.

3. Các chỉ tiêu cơ lý nào được đánh giá trong nghiên cứu?
   Bao gồm cường độ chịu nén (Rn), cường độ chịu ép chẻ (Rech) và mô đun đàn hồi (E), các chỉ tiêu này phản ánh khả năng chịu lực và biến dạng của vật liệu gia cố.

4. Nguồn vật liệu đá mi và cát tự nhiên được lấy từ đâu?
   Đá mi lấy từ mỏ Thiện Tân 1, cát tự nhiên lấy từ vùng ven TP. Hồ Chí Minh và Đồng Nai, các nguồn này có trữ lượng lớn và phù hợp với yêu cầu kỹ thuật.

5. Làm thế nào để đảm bảo chất lượng thi công vật liệu gia cố?
   Cần kiểm soát nghiêm ngặt thành phần hạt, độ ẩm tối ưu, quy trình trộn và đầm nén, đồng thời bảo dưỡng mẫu đúng quy định để đạt cường độ yêu cầu.

Kết luận

• Đường cao tốc Bến Lức – Long Thành có yêu cầu kỹ thuật cao về vật liệu nền, móng do điều kiện địa chất phức tạp và tải trọng lớn.
• Nguồn cát tự nhiên hạt to chất lượng tốt khan hiếm, giá thành tăng cao, cần giải pháp vật liệu thay thế.
• Gia cố hỗn hợp đá mi và cát tự nhiên bằng xi măng với tỷ lệ 7-8% là hợp lý, nâng cao cường độ chịu nén, chịu ép chẻ và mô đun đàn hồi, đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật.
• Kết quả nghiên cứu hỗ trợ tối ưu hóa nguồn vật liệu, giảm chi phí và nâng cao tuổi thọ công trình giao thông trọng điểm.
• Đề xuất áp dụng công nghệ gia cố xi măng trong thi công, đồng thời tăng cường kiểm soát chất lượng và theo dõi sau thi công để đảm bảo hiệu quả lâu dài.

Luận văn mở ra hướng nghiên cứu và ứng dụng vật liệu gia cố xi măng trong xây dựng đường cao tốc, góp phần phát triển bền vững ngành giao thông vận tải Việt Nam. Các đơn vị liên quan nên phối hợp triển khai áp dụng kết quả nghiên cứu trong các dự án tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Phần mở đầu Chƣơng 1: Tổng quan Dự án cao tốc Bến Lức – Long Thành Chƣơng 2: Lý thuyết gia cố và thực trạng nguồn vật liệu dùng trong xây dựng tuyến cao tốc Bến Lức – Long Thành Chƣơng 3: Nghiên cứu hàm lượng xi măng hợp lý để gia cố hỗn hợp đá mi và cát tự nhiên dùng trong xây dựng tuyến cao tốc Bến Lức – Long Thành Kết luận và kiến nghị. Tài liệu tham khảo và Mục lục -4- CHƢƠN 1: TỔN QUAN DỰ N CAO TỐC BẾN LỨC – LONG THÀNH 1. iới thiệu chung Đường cao tốc Bến Lức - Long Thành là một trong 16 tuyến cao tốc thuộc trục cao tốc Bắc - Nam phía Đông nằm trong “Quy hoạch phát triển mạng đường bộ cao tốc Việt Nam đến năm 2020 và tầm nhìn sau năm 2020” và trong “Quy hoạch chi tiết đường bộ cao tốc Bắc Nam phía Đông” được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại các Quyết định số 1734/QĐ-TTg ngày 01/12/2008 và Quyết định số 140/QĐ-TTg ngày 21/01/2010. Tổng chiều dài tuyến đường cao tốc khoảng 58Km, tuyến đi qua địa phận 3 tỉnh Long An, TP Hồ Chí Minh và Đồng Nai.

Tuyến đường cao tốc sẽ kết nối với đường cao tốc Biên Hòa – Vũng Tàu theo quy hoạch, tuyến đường này sẽ là một phần của tuyến hành lang kinh tế phía Nam của tiểu vùng sông Mekong (GMS) từ Bangkok đến Phnom Penh – Hồ Chí Minh – Vũng Tàu .1: Dự án đường cao tốc Bến Lức – Long Thành. Tổng quan về dự án Điểm đầu tuyến tại huyện Bến Lức, nằm trên đường cao tốc Hồ Chí Minh - Trung Lương (lý trình điểm giao cắt là Km12+100 theo cao tốc HCM-TL) và nối vào -5- đường vành đai 3 theo quy hoạch. Từ đây tuyến đi theo hướng Đông Nam và cắt đường QL1A tại khoảng Km 3 + 400 (Km 1932+700 - QL1A). Đoạn từ Km 4 - Km 10, tuyến chạy dọc đường ranh giới giữa huyện Bình Chánh và huyện Cần Giuộc.

Trên địa phận TP.Hồ Chí Minh, tuyến chạy qua địa bàn huyện Bình Chánh đến Km 17 + 100, qua địa bàn huyện Nhà Bè và huyện Cần Giờ từ Km 17 + 100 – Km 30 + 500. Tại vị trí vượt sông Soài Rạp và Lòng Tàu, tuyến đi về phía bên phải (phía Nam) của đường điện và cách khoảng 120m so với đường 500KV. Trên địa phận tỉnh Đồng Nai, tại địa bàn huyện Nhơn Trạch (Km 30 + 500 - Km 53 + 100), tuyến đi giữa về phía phải của dãy đường điện 110Kv và đường bao Thành phố Nhơn Trạch, cắt qua sông Thị Vải tại Km 53 + 100. Tại địa bàn huyện Long Thành (Km 53 + 100 - Km 58 + 500), tuyến cắt qua QL51 tại Km 57 + 500 và nối với tuyến đường cao tốc Biên Hòa - Vũng Tàu trong tương lai bằng một nút giao khác mức.

Tổng chiều dài tuyến toàn dự án khoảng 57,8Km, trong đó: o Đoạn thuộc địa phận tỉnh Long An : 2,7Km; o Đoạn thuộc địa phận TP. Hồ Chí Minh : 26,4Km; o Đoạn thuộc địa phận tỉnh Đồng Nai : 28,7Km. Thiết kế cơ sở tuyến đường cao tốc Bến Lức Long Thành đã được Bộ GTVT phê duyệt tại quyết định số 2925/QĐ-BGTVT ngày 08 tháng 10 năm 2010.1 iều kiện địa chất công trình 1. ặc điểm địa chất chung tuyến Tuyến nghiên cứu đi qua nằm trong vùng có chế độ kiến tạo sụt lún mạnh mẽ vào Kainozoi, vì vậy các trầm tích chủ yếu được hình thành trong giai đoạn này.

Theo Bản đồ địa chất tỷ lệ 1/200.000, nhận thấy đất nền khu vực tuyến đi qua chủ yếu thuộc các loại trầm tích sau : - Đoạn KM0 – KM34 : đất nền trong đoạn tuyến này chủ yếu là Trầm tích sông- biển (amQIV 2-3) có tuổi Holocen trung-thượng. Ở khu vực Bến Lức : thành phần gồm sét – bột, sét màu xám nâu, xám vàng, có độ dẻo, mịn cao, dễ tạo hình. Ở vùng nam Bình Chánh, bắc Nhà Bè, các trầm tích này lộ ra không nhiều, dưới dạng vùng đồng bằng thấp (2-3m), thường bị ngập vào mùa mưa. Thành phần gồm cát, sét-bột, sét, tùy từng nơi có lẫn mùn hữu cơ màu xám sẫm.

Ở khu vực nam Nhà Bè, lớp trầm tích này -6- chiếm chủ yếu, hình thành nên lớp đất yếu –Bùn sét, phân bố với bề dày khá lớn. Phủ không chỉnh hợp bên trên là Trầm tích sông (aQIV 32) phân bố dọc theo rạch Ông Kèo, thành phần trầm tích: bột, sét ít cát, mùn thực vật màu nâu đất tới nâu sẫm, nâu vàng. - Đoạn KM34 – KM37 : đất nền trong đoạn tuyến này chủ yếu là Trầm tích sông (aQIII 3 cc) thuộc Hệ tầng Củ Chi có tuổi Pleistocen thượng, phần trên. Thành phần trầm tích gồm cát, cuội sỏi, sét kaolin.

Bên dưới là Trầm tích sông (aQII-III tđ) thuộc Hệ tầng Thủ Đức có tuổi Pleistocen trung-thượng. Hệ tầng bao gồm dưới là cát, cuội sỏi nhiều thành phần, phía trên chủ yếu là cát sạn chứa kaolin. - Đoạn KM37 – KM49 : đất nền trong đoạn tuyến này chủ yếu là Trầm tích sông- biển (amQIV 2) có tuổi Holocen trung. Thành phần trầm tích gồm bột, sét màu xám vàng chiếm chủ yếu, tùy từng nơi có lẫn mùn thực vật màu xám sẫm.

Bề dày trầm tích không lớn, thay đổi 3-4m. Phủ không chỉnh hợp bên trên là Trầm tích sông (aQIV 32) có tuổi Holocen thượng, thành phần gồm: bột, sét lẫn ít cát, mùn thực vật màu nâu đất đến nâu sẫm, bề dày 1-3m. - Bên dưới là Trầm tích sông (aQIII 3 cc) thuộc Hệ tầng Củ Chi có tuổi Pleistocen thượng. Thành phần trầm tích gồm cát, cuội sỏi, sét kaolin.\ - Đoạn KM49 – KM54 : đất nền trong đoạn tuyến này tương tự như đoạn tuyến (KM34 - KM37), tuy nhiên có một vài đoạn bên trên xuất hiện thêm lớp Trầm tích sông-biển (amQIV 2) có tuổi Holocen trung.

Thành phần trầm tích gồm bột, sét màu xám vàng chiếm chủ yếu, tùy từng nơi có lẫn mùn thực vật màu xám sẫm. - Đoạn KM54 – KM59,5 (cuối tuyến) : đất nền trong đoạn tuyến này phủ bên trên là Trầm tích biển-đầm lầy (mbQIV 32) có tuổi Holocen thượng. Thực tế đây là phần đầm lầy ven biển (đới sú vẹt) rất phát triển thảm thực vật ưa mặn như bần, đước, sú, vẹt và bị ảnh hưởng thường xuyên của thủy triều. Thành phần trầm tích chủ yếu là bột, sét màu nâu gụ chứa các thân cây phân hủy kém.

Bề dày trầm tích không lớn, thay đổi 2- 3m. Bên dưới là Trầm tích sông-biển (amQIV 2) có tuổi Holocen trung. Thành phần trầm tích gồm bột, sét màu xám vàng chiếm chủ yếu, tùy từng nơi có lẫn mùn thực vật màu xám sẫm. - Về đến cuối tuyến dần dần lộ ra Trầm tích sông (aQIII 3 cc) thuộc Hệ tầng Củ Chi có tuổi Pleistocen thượng.

Thành phần trầm tích gồm cát, cuội sỏi, sét kaolin. Tiêu chuẩn, quy chuẩn thiết kế Cấp hạng và tốc độ thiết kế  Đường cao tốc loại A, tốc độ thiết kế là 100Km/h trên toàn tuyến.  Riêng đoạn Km 16 + 600 – Km 32 + 450 (bao gồm cả gói thầu A3) giai đoạn 1 được thiết kế và khai thác với tốc độ 80Km/h với mặt cắt ngang châm trước cho bề rộng làn xe chạy là 3.5m và làn dừng xe khẩn cấp là 2.5m và xây dựng hoàn toàn về một nửa bên trái tim đường.  Giai đoạn 2 được xây dựng bên phải để hoàn chỉnh lên 8 làn xe và các yếu tố hình học đảm bảo cho chạy tốc độc thiết kế là 100Km/h (Theo chỉ đạo của BGTVT tại văn bản số 2979/BGTVT-CQLXD ngày 17/4/2012 và Quyết định phê duyệt Thiết kế cơ sở điều chỉnh số 968/QĐ-BGTVT của Bộ GTVT ngày 12/04/2013).

Tải trọng thiết kế  Phần xe chạy: tải trọng trục 100KN;  Tải trọng thiết kế cầu: tải trọng HL-93, theo tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272- 05;  Cấp động đất: Cấp 7 (thang MSK-64). Tiêu chuẩn thiết kế Tiêu chuẩn thiết kế hình học áp dụng cho dự án, về cơ bản theo tiêu chuẩn thiết kế đường cao tốc Việt Nam TCVN5729-1997 (gọi là TCVN5729) và tiêu chuẩn “Đường ô tô – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN4054-2005”, Tiêu chuẩn thiết kế đường 22 TCN 273-01. Các tiêu chuẩn không có trong TCVN5729, tư vấn sẽ tham khảo tiêu chuẩn liên quan như AASHTO (nguyên tắc thiết kế hình học cho đường và đường đô thị năm 2004) của hiệp hội cầu đường Mỹ, tiêu chuẩn JRSO (Quy định kết cấu đường Nhật Bản, 1983&2004) của Nhật, Sổ tay thiết kế và quy định kết cấu đường NEXCO. Tiêu chuẩn TCVN5729-2012 sẽ được tham khảo vận dụng trong trường hợp cần thiết.2 Kiến nghị các tiêu chuẩn cho thiết kế đƣờng cao tốc Dựa trên kết quả tính toán kết cấu áo đường chính theo các tiêu chuẩn 22TCN274- 01, AASHTO 1993 và 22TCN211 - 06, tốc độ thiết kế: là đường cao tốc loại A, tốc độ -8- thiết kế 100Km/h, riêng đoạn Km 16 + 600 - Km32 + 450 khai thác tốc độ là 80Km/h trong giai đoạn 1 (theo 2979/BGTVT-CQLXD ngày 17/04/2012 và Quyết định phê duyệt Thiết kế cơ sở điều chỉnh số 968/QĐ-BGTVT của Bộ GTVT ngày 12/04/2013).3 Thiết kế mặt đƣờng mềm tuyến chính So sánh thiết kế mặt đường theo các tiêu chuẩn 22TCN211-06, AASHTO 1993, và tiêu chuẩn Nhật được thể hiện trong bảng sau: Bảng 1.

Kiến nghị kết cấu mặt đường tuyến chính Chiều dày mặt đƣờng (cm) Hạng mục Tiêu Ghi chú TCN211- AASHTO chuẩn Kiến nghị 06 1993 Nhật Bê tông nhựa tạo 3 3 - 3 nhám Bê tông nhựa lớp 5 5 5 5 trên Bê tông nhựa lớp 7 7 10 7 dưới Lớp đá trộn nhựa 13 13 15 13 Base 35 35 25 35 Sub base 40 39 - 40 Tổng chiều dày 103 102 55 103 Eyc≥212 Mpa Eyc≥212 Mpa 3cm Bê tông nhựa tạo nhám 5cm Bê tông nhựa lớp trên 7cm Bê tông nhựa lớp dưới 13cm Lớp đá trộn nhựa 35cm Cấp phối đá dăm loại 1 40cm Cấp phối đá dăm loại 2 Hình 1. Kết cấu mặt đường mềm áp dụng cho tuyến chính -9- 1. iều kiện tự nhiên dự án đi qua 1. Vị trí địa lý Tp.Hồ Chí Minh nằm trong toạ độ địa lý khoảng 10 0 10’ – 10 0 38 vĩ độ bắc và 106 0 22’ – 106 054 ’ kinh độ đông.

Phía Bắc giáp tỉnh Bình Dương, Tây Bắc giáp tỉnh Tây Ninh , Đông và Đông Bắc giáp tỉnh Đồng Nai, Đông Nam giáp tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, Tây và Tây Nam giáp tỉnh Long An và Tiền Giang. Thành phố Hồ Chí Minh là một đầu mối giao thông quan trọng về cả đường bộ, đường thủy và đường không, nối liền các tỉnh trong vùng và còn là một cửa ngõ quốc tế. Bình Chánh là huyện nằm ở phía Tây - Tây Nam của nội thành Thành phố Hồ Chí Minh. Toạ độ địa lý của huyện là 106° 27’51 - 106° 42’ kinh Đông và 102° 27’38’’- 10° 52’30’’ vĩ Bắc.