Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Hệ thống giao thông vận tải đóng vai trò huyết mạch đối với sự phát triển kinh tế - xã hội và giao lưu văn hóa giữa các vùng miền. Trong chiến lược phấn đấu đưa Việt Nam cơ bản trở thành nước công nghiệp theo định hướng đến năm 2020, việc hoàn thiện mạng lưới hạ tầng đường bộ là một trong những nhiệm vụ trọng tâm hàng đầu. Thực trạng mạng lưới giao thông tại thời điểm nghiên cứu cho thấy hạ tầng hiện hữu chưa đáp ứng đầy đủ nhu cầu vận tải và lưu thông hàng hóa ngày càng gia tăng. Đặc biệt, sau khi địa bàn hành chính thủ đô Hà Nội được mở rộng thông qua việc sáp nhập tỉnh Hà Tây, nhu cầu kết nối hạ tầng đồng bộ giữa vùng trung tâm với các khu vực ngoại thành và các tỉnh lân cận trở nên cấp thiết.
Tuyến đường Hòa Lạc – Xuân Mai (từ Km0+134,44 đến Km12+363,52) với tổng chiều dài 12,22 km bám theo Quốc lộ 21A cũ, đi qua địa phận các huyện Thạch Thất, Quốc Oai, Chương Mỹ (Hà Nội) và một phần huyện Lương Sơn (tỉnh Hòa Bình). Đây là phân đoạn quan trọng thuộc Dự án đầu tư xây dựng đường Hồ Chí Minh (Giai đoạn I). Tuyến đường hiện trạng được xây dựng từ khoảng năm 1970 với sự hỗ trợ của Cuba, có kết cấu mặt đường bê tông nhựa, bề rộng nền đường bình quân 12,5 m và bề rộng mặt đường bình quân 7,5 m. Để đáp ứng lưu lượng phương tiện gia tăng, dự án đặt ra yêu cầu nâng cấp, mở rộng tuyến đạt tiêu chuẩn đường cấp III đồng bằng.
Vấn đề kỹ thuật cốt lõi được đặt ra cho nhà thầu thi công là: tim tuyến thiết kế mới hoàn toàn trùng với tim đường Quốc lộ 21A hiện hữu, đi qua khu vực dân cư phân bố tương đối đều dọc tuyến. Do đó, quá trình tổ chức thi công bắt buộc phải thực hiện trong điều kiện vừa mở rộng nền, tăng cường mặt đường, vừa phải duy trì giao thông thông suốt và bảo đảm tuyệt đối an toàn cho người và phương tiện. Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Xuân Trà tập trung giải quyết bài toán thiết kế tổ chức thi công cho Gói thầu số 02 (Km0+134,44 – Km5+00) nhằm hiện thực hóa đồ án thiết kế kỹ thuật thành phương án thi công tối ưu tại hiện trường.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể qua 4 nhiệm vụ:
- Trên cơ sở hồ sơ thiết kế kỹ thuật và các điều kiện thực tế, lập thiết kế tổ chức thi công cho toàn bộ đoạn tuyến thuộc gói thầu.
- Xác định phương án máy chủ đạo, tính toán nhu cầu thiết bị và thành phần tổ đội thi công cho từng hạng mục công trình.
- Lập biện pháp kỹ thuật thi công chi tiết và thiết kế biểu đồ tiến độ thi công cho các hạng mục, bảo đảm thời hạn hoàn thành đề ra.
- Tính toán chi phí và tổng giá thành xây lắp công trình.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Các giải pháp công nghệ, biện pháp kỹ thuật và tổ chức thi công nền đường, công trình thoát nước dọc, móng và mặt đường bê tông nhựa, cùng công tác hoàn thiện an toàn giao thông.
- Phạm vi không gian: Gói thầu số 02 có chiều dài 4.865,56 m, bắt đầu từ ngã ba Hòa Lạc (Km0+134,44 – điểm tiếp giáp đường cao tốc Láng – Hòa Lạc) đến Km5+00, thuộc dự án đường Hồ Chí Minh phân đoạn Hòa Lạc – Xuân Mai.
- Phạm vi thời gian và điều kiện thực hiện: Thời gian thi công toàn tuyến theo quy định là 365 ngày (12 tháng) kể từ ngày khởi công; công tác giải phóng mặt bằng hoàn thành trước ngày khởi công 1 tháng; chế độ làm việc quy định 1 ca/ngày. Địa điểm thực tập và thu thập số liệu tại Công ty Cổ phần Giao thông Hà Nội 1.
Cơ sở pháp lý, quy chuẩn kỹ thuật và phương pháp tổ chức thi công
Đồ án được xây dựng dựa trên hệ thống văn bản pháp lý, tiêu chuẩn thiết kế, quy trình quy phạm kỹ thuật chuyên ngành và định mức xây dựng cơ bản do Nhà nước ban hành:
Căn cứ pháp lý và hồ sơ dự án:
- Quyết định số 18/2000/QĐ-TTg ngày 03/02/2000 của Thủ tướng Chính phủ về việc đầu tư xây dựng đường Hồ Chí Minh (Giai đoạn I).
- Quyết định số 1809/QĐ-BGTVT ngày 23/06/2003 của Bộ trưởng Bộ Giao thông Vận tải về việc phê duyệt thiết kế kỹ thuật đoạn Km0+134 – Km12+363 (Hòa Lạc – Xuân Mai).
- Quyết định số 40/QĐ-BGTVT-CGĐ ngày 07/01/2005 của Bộ trưởng Bộ Giao thông Vận tải về việc duyệt kết quả chỉ định thầu thi công xây lắp Gói thầu đoạn Hòa Lạc – Xuân Mai thuộc dự án đường Hồ Chí Minh (Giai đoạn I).
- Hồ sơ thiết kế kỹ thuật do Tổng công ty Tư vấn Thiết kế Giao thông Vận tải (TEDI) lập.
Quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng:
- Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô: TCVN 4054-85 và TCVN 4054-98 (áp dụng cho đường cấp III đồng bằng, tốc độ tính toán 80 km/h, mô đun đàn hồi yêu cầu $E_{yc} \ge 1400\text{ daN/cm}^2$).
- Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu nền đường: TCVN 4447-87 (Công tác đất – Quy phạm thi công và nghiệm thu).
- Tiêu chuẩn quy trình kỹ thuật thi công móng, mặt đường: Quy trình thi công và nghiệm thu lớp cấp phối đá dăm theo QT 22TCN 252-98 và lớp mặt bê tông nhựa nóng theo QT 22TCN 249-98.
- Quy phạm thi công xây dựng khối xây và vữa: TCVN 4055-85 (Tổ chức thi công và nghiệm thu).
- Hệ thống định mức dự toán: Định mức dự toán xây dựng cơ bản năm 2000 của Bộ Xây dựng và hệ thống mã hiệu định mức xây dựng cơ bản năm 2005 (Mã hiệu định mức: AE.26314 cho gạch xây rãnh; AF.13213 cho bê tông rãnh mác 200; AF.81611 cho ván khuôn xà mũ; AF.63210 cho cốt thép; AG.11414 cho bê tông tấm đan; AG.42121 cho lắp ghép tấm đan; EB.2110-1242, EB.2210-1242 cho cấp phối đá dăm; ED.200, ED.300 cho thảm bê tông nhựa; VV EE.2-1242 cho tưới nhựa thấm bám và dính bám).
Phương pháp nghiên cứu và tính toán thực tế:
- Phương pháp điều vận đất: Ứng dụng công thức tính cự ly vận chuyển trung bình $D_{tb} = \frac{\sum (V_i \cdot D_i)}{\sum V_i}$ để phân tích cân bằng đào đắp dọc và ngang, xác định vị trí mỏ vật liệu, vị trí bãi đổ thải nhằm tối ưu hóa hành trình xe tải tự đổ. Tính toán khối lượng đắp thực tế có xét đến hệ số chuyển đổi thể tích do độ rỗng tự nhiên ($K_d = 1,2$ đối với đất á sét pha sỏi sạn).
- Phương pháp tính toán năng suất và phối hợp dây chuyền máy thi công: Kết hợp tra định mức dự toán với việc lập công thức tính toán năng suất lý thuyết theo chu kỳ làm việc thực tế của từng loại thiết bị cơ giới (máy đào gầu nghịch/sấp $V=0,8\text{ m}^3$, ô tô tự đổ 12 tấn, máy ủi công suất 120–240 CV, máy lu rung 25 tấn, máy lu tĩnh bánh nhẵn 9–12 tấn). Xác định số lượng phương tiện vận chuyển đồng bộ theo tỷ số năng suất nhằm triệt tiêu thời gian gián đoạn của máy chủ đạo.
- Phương pháp tổ chức sản xuất: Áp dụng phương pháp tổ chức thi công hỗn hợp đối với các công trình phân tán (nền đường, rãnh dọc, xử lý móng) và phương pháp tổ chức thi công theo dây chuyền chuyên nghiệp liên tục đối với kết cấu áo đường (phân chia thành 3 giai đoạn nối tiếp: móng dưới, móng trên/thảm bê tông nhựa hạt thô, thảm bê tông nhựa hạt mịn).
- Nguồn dữ liệu khảo sát: Số liệu địa chất công trình từ các lỗ khoan thăm dò; số liệu thủy văn lũ lớn sông Tích các năm 1984, 1995, 1997 do Công ty Thiết kế Đường bộ điều tra; các chứng chỉ cơ lý của mỏ đất số 1, mỏ đất Gò Ấp, mỏ đá Bình Minh và mỏ cát sông Hồng Nam Thăng Long.
Nội dung chính theo từng chương
Chương I: Thiết kế tổ chức thi công nền đường và công trình
Chương I tập trung khảo sát chi tiết điều kiện tự nhiên, đặc điểm hiện trạng công trình cũ, tính toán khối lượng công tác đất và thiết kế biện pháp kỹ thuật thi công nền đường, hệ thống cống và rãnh dọc thoát nước.
-
Điều kiện tự nhiên và địa chất công trình: Tuyến đi qua vùng địa hình xâm thực bóc mòn, đồi bát úp sườn thoải, cao độ tương đối bằng phẳng, độ dốc dọc lớn nhất là 4%. Địa tầng khu vực tuyến từ trên xuống dưới gồm:
- Lớp Đ: Đất đắp cũ sét pha lẫn sạn màu xám nâu, xám đỏ, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng, dày 0,2–0,5 m (cục bộ đầu cầu dày đến 3,0 m), sức chịu tải quy ước $R_0 = 2,5\text{ kg/cm}^2$.
- Lớp 1: Bùn lẫn hữu cơ màu xám đen, trạng thái chảy, dày 1,5 m, chỉ xuất hiện cục bộ từ Km12+250 đến Km12+300.
- Lớp 2: Sét cát màu xám nâu, nâu đỏ, dẻo cứng đến nửa cứng, nguồn gốc sườn tích và tàn tích phong hóa từ đá sét bột kết, sức chịu tải quy ước $R_0 = 2,5\text{ kg/cm}^2$, là tầng chịu lực chính của toàn tuyến. Mực nước ngầm nằm rất sâu dọc theo các sườn đồi, không ảnh hưởng đến độ ổn định nền móng.
-
Đặc tính các mỏ vật liệu xây dựng phục vụ gói thầu:
- Mỏ đất số 1 (Km0+500 – Km0+800 đường vào Làng văn hóa các dân tộc): Đất sét pha nặng (sét 28%, bụi 14%, cát 28%, dăm sạn 0%); giới hạn chảy 44,5%; chỉ số dẻo $I_p = 16,3$; dung trọng khô lớn nhất $\gamma_{k,\max} = 1,55\text{ g/cm}^3$; độ ẩm tối ưu $W_0 = 25%$; mô đun đàn hồi với đầm nén K95 đạt $E_{dh} = 535,7 - 555,6\text{ kg/cm}^2$. Kết luận: Đạt yêu cầu làm vật liệu đắp nền.
- Mỏ đất Gò Ấp (cách điểm đầu tuyến 4 km, bên phải đường Láng – Hòa Lạc): Đất sét nửa béo màu nâu vàng (sét 14–15%, bụi 30,5–35%, cát 51–54,5%); giới hạn chảy 59%; $I_p = 23,8 - 24,08$; $\gamma_{k,\max} = 1,45\text{ g/cm}^3$; $W_0 = 30,1 - 30,2%$; $E_{dh} = 439 - 449\text{ kg/cm}^2$. Đất không đạt tiêu chuẩn đắp trực tiếp, cần phối trộn thêm cát để tạo cấp phối thích hợp.
- Mỏ đá Bình Minh (cách ngã ba Hòa Lạc 5 km, cách QL21A 150 m): Trạm xay chế biến đặt tại Km0, khai thác đá Gabro, công suất 400–500 $\text{m}^3$/ngày; độ hao mòn va đập Los Angeles $LA = 33%$; chỉ tiêu $CBR$ ngâm nước 96 giờ tại K98 đạt 124%, đáp ứng tiêu chuẩn QT 22TCN 252-98 và QT 22TCN 249-98.
- Mỏ cát Nam Thăng Long (bãi cát sông Hồng tại Thụy Phương, Từ Liêm): Cát hạt mịn (cát 98,1%, sỏi sạn 1,9%, không chứa sét và bụi); dung trọng khô lớn nhất $1,57\text{ g/cm}^3$; $W_0 = 19,0%$; $E_{dh} (\text{K95}) = 508\text{ kg/cm}^2$, dùng cho vữa xây, bê tông và đệm móng rãnh.
-
Thông số kỹ thuật và khối lượng đào đắp: Nền đường mở rộng đắp tôn cao bằng vật liệu mới đất cấp 3 đạt độ chặt $K \ge 0,98$. Bề rộng nền $B_n = 12,0\text{ m}$, mặt đường $B_m = 11,0\text{ m}$, lề đất mỗi bên rộng 0,5 m. Mái taluy nền đắp là 1:1,5; mái taluy nền đào là 1:1,0. Tổng khối lượng đất đào hữu cơ đổ đi là 2.698,12 $\text{m}^3$ (vận chuyển bằng ô tô đổ vào vùng đồng trũng cách tuyến 1,5 km). Tổng khối lượng đất đắp thiết kế là 9.966,96 $\text{m}^3$. Sau khi phân đoạn chi tiết 500 m một đoạn (từ Đoạn I đến Đoạn X) và nhân hệ số rỗng $K_d = 1,2$, tổng nhu cầu đất đắp là 12.586,25 $\text{m}^3$, trong đó khối lượng đất đào chuyển từ mỏ về với cự ly trung bình $L_{vc} = 4.000\text{ m}$ là 6.366,4 $\text{m}^3$.
| Đoạn thi công |
Phạm vi lý trình |
Khối lượng đất đào ($\text{m}^3$) |
Khối lượng đất đắp ($\text{m}^3$) |
Nhu cầu đắp sau hiệu chỉnh $K_d=1,2$ ($\text{m}^3$) |
Đất chuyển từ mỏ ($L_{vc}=4\text{ km}$) ($\text{m}^3$) |
| Đoạn I |
Km0+134,44 – Km0+500 |
213,51 |
529,58 |
635,49 |
316,07 |
| Đoạn II |
Km0+500 – Km1+000 |
442,57 |
1.255,58 |
1.506,70 |
813,01 |
| Đoạn III |
Km1+000 – Km1+500 |
360,87 |
1.084,97 |
1.301,96 |
724,10 |
| Đoạn IV |
Km1+500 – Km2+000 |
259,75 |
1.071,51 |
1.285,81 |
811,76 |
| Đoạn V |
Km2+000 – Km2+500 |
197,32 |
1.701,56 |
2.041,87 |
1.504,24 |
| Đoạn VI |
Km2+500 – Km3+000 |
223,95 |
1.268,56 |
1.522,27 |
1.044,61 |
| Đoạn VII |
Km3+000 – Km3+500 |
215,90 |
996,35 |
1.195,62 |
780,45 |
| Đoạn VIII |
Km3+500 – Km4+000 |
220,80 |
765,70 |
909,24 |
544,90 |
| Đoạn IX |
Km4+000 – Km4+500 |
254,20 |
997,40 |
1.196,88 |
743,20 |
| Đoạn X |
Km4+500 – Km5+000 |
309,25 |
825,33 |
990,40 |
516,08 |
| Tổng cộng |
Km0+134,44 – Km5+00 |
2.698,12 |
9.966,96 |
12.586,25 |
6.366,40 |
-
Năng suất máy và bố trí tổ hợp thi công nền:
- Máy đào gầu sấp $V = 0,8\text{ m}^3$: Năng suất 1 giờ $N_h = 117,60\text{ m}^3/\text{h}$, năng suất ca $N_c = 539,74\text{ m}^3/\text{ca}$ (với chu kỳ $t = 20\text{ s}$, hệ số đầy gầu $K_d = 0,98$, hệ số tơi $K_r = 1,2$, hệ số thời gian $K_t = 0,68$).
- Ô tô tự đổ tải trọng 12 tấn ($V_x = 8\text{ m}^3$): Với cự ly $S = 4\text{ km}$, vận tốc trung bình $30\text{ km/h}$, chu kỳ xe chạy $T = 24\text{ phút}$, năng suất giờ đạt $16,75\text{ m}^3/\text{h}$, năng suất ca đạt $113,9\text{ m}^3/\text{ca}$. Số xe cần thiết để phối hợp hết công suất máy đào tại mỏ là 6 xe; số xe chở đất bùn hữu cơ đổ thải ($S = 1,5\text{ km}$) là 3 xe.
- Máy ủi lưỡi dài $3,95\text{ m}$, cao $1,0\text{ m}$: Năng suất ca tính toán đạt $254,28\text{ m}^3/\text{ca}$.
- Nhân lực và thiết bị chia làm 2 giai đoạn: Giai đoạn 1 (đào vét bùn, đánh cấp) sử dụng 1 máy đào $0,8\text{ m}^3$, 2 xe tự đổ 12 tấn, 6 công nhân; Giai đoạn 2 (đắp đất, san đầm) gồm 2 máy đào mỏ, 6 xe tải chuyển đất, 3 máy ủi, 4 máy lu 9 tấn, 2 lu rung 25 tấn, thực hiện trong 60 ngày với tổng mức hao phí 2.448 công lao động.
-
Công trình cống và hệ thống thoát nước dọc:
- Toàn bộ 5 cầu bản cũ (khổ cầu 12,7 m) gồm Cầu Rau (Km1+467,20; $3 \times 10\text{ m}$), Cầu Vai Réo (Km2+446,70; nhịp $10+20+10\text{ m}$), Cầu Đồng Đăm (Km4+197,13; $3 \times 10\text{ m}$) và hệ thống cống tròn/hộp cũ tại Km0+404,40; Km1+388,30; Km2+85,91; Km4+963,50 đều bảo đảm khẩu độ thoát nước và cường độ, được giữ nguyên để tận dụng và chỉ tiến hành nạo vét bùn đất bồi lắng.
- Rãnh dọc thoát nước thiết kế theo hai loại kết cấu:
- Rãnh hộp chữ U bằng bê tông cốt thép lắp ghép, nắp đan chịu lực ($B = 0,4\text{ m}$, $H = 0,7\text{ m}$) bố trí qua khu dân cư với tổng chiều dài bên trái tuyến là 404 m, bên phải tuyến là 190 m.
- Rãnh hình thang xây đào có đáy rộng $0,4\text{ m}$, miệng rãnh rộng $1,2\text{ m}$, sâu $0,4\text{ m}$, gia cố tấm bê tông đúc sẵn mác 200 dày 8 cm bố trí ngoài khu dân cư với tổng chiều dài bên trái là 202 m, bên phải là 608 m.
- Nhu cầu vật liệu và nhân lực thi công rãnh dọc gồm: 619 $\text{m}^3$ gạch chỉ xây rãnh; 72,1 $\text{m}^3$ cát đệm; 298,12 $\text{m}^3$ cát vàng; 10.359 kg xi măng; 1.756 $\text{m}^3$ bê tông xà mũ đá $1\times 2$ mác 200; 2.093,7 $\text{m}^2$ ván khuôn; 5.839 kg cốt thép xà mũ; 1.880 $\text{m}^2$ trát thân rãnh dày 1,5 cm; 1.344 bản tấm đan đúc sẵn. Tổ đội thi công rãnh gồm 29 công nhân và 01 máy trộn vữa, hoàn thành trong 30 ngày.
Chương II: Thiết kế tổ chức thi công mặt đường
Nội dung chương tập trung xác định khối lượng các lớp kết cấu áo đường mềm theo tiêu chuẩn TCVN 4054-98 và thiết lập trình tự thi công bằng phương pháp dây chuyền chuyên nghiệp.
- Kết cấu và khối lượng áo đường: Bề rộng mặt đường thiết kế là 11,0 m; độ dốc ngang mặt đường là 2%; mô đun đàn hồi yêu cầu $E_{yc} \ge 1400\text{ daN/cm}^2$. Tổng diện tích mặt đường thi công là $58.469,52\text{ m}^2$, bao gồm $58.386,72\text{ m}^2$ diện tích mặt cơ bản và $82,8\text{ m}^2$ diện tích mở rộng tại các đoạn đường cong nằm (xác định theo bán kính đường cong $R$ và chiều dài từ trục sau xe đến giảm sóc trước $l_A = 6,5\text{ m}$ của dòng xe tải).
| STT |
Hạng mục lớp kết cấu áo đường |
Quy cách, chiều dày |
Định mức vật liệu |
Khối lượng tổng cộng |
| 1 |
Đào khuôn áo đường |
— |
Tra định mức |
$480,30\text{ m}^3$ |
| 2 |
Móng dưới cấp phối đá dăm loại 2 |
Dày 20 cm |
$20,66\text{ m}^3/100\text{ m}^2$ |
$12.079,80\text{ m}^3$ |
| 3 |
Móng trên cấp phối đá dăm loại 1 |
Dày 15 cm |
$15,50\text{ m}^3/100\text{ m}^2$ |
$9.062,78\text{ m}^3$ |
| 4 |
Tưới nhựa thấm bám móng đá dăm |
Tiêu chuẩn thấm sâu |
$1,00\text{ kg/m}^2$ |
$58.469,52\text{ kg}$ |
| 5 |
Lớp mặt dưới bê tông nhựa hạt thô |
Dày 7 cm |
$16,26\text{ tấn}/100\text{ m}^2$ |
$9.507,14\text{ tấn}$ |
| 6 |
Tưới nhựa dính bám mặt đường |
Phun phủ đều |
$0,50\text{ kg/m}^2$ |
$58.469,52\text{ kg}$ |
| 7 |
Lớp mặt trên bê tông nhựa hạt trung/mịn |
Dày 5 cm |
$11,12\text{ tấn}/100\text{ m}^2$ |
$6.501,81\text{ tấn}$ |
- Phương pháp và hướng tổ chức thi công mặt đường:
- Trình tự công nghệ tuân thủ nghiêm ngặt 6 bước: Đào khuôn và lu lèn lòng đường $\rightarrow$ Thi công lớp móng dưới CPĐD loại 2 $\rightarrow$ Thi công lớp móng trên CPĐD loại 1 $\rightarrow$ Tưới nhựa thấm bám $\rightarrow$ Tưới nhựa dính bám và rải thảm bê tông nhựa hạt thô 7 cm $\rightarrow$ Tưới nhựa dính bám và rải thảm bê tông nhựa hạt mịn 5 cm.
- Quá trình thi công chia làm 3 giai đoạn độc lập: Giai đoạn 1 thi công hoàn thành toàn bộ móng cấp phối đá dăm; Giai đoạn 2 thảm bê tông nhựa hạt thô trên toàn tuyến; Giai đoạn 3 thảm lớp mặt bê tông nhựa hạt mịn. Việc chia giai đoạn giúp chuyển giao tập trung toàn bộ máy rải, lu chuyên dụng và tổ đội kỹ thuật, tránh phân tán thiết bị. Hướng thi công triển khai một chiều bắt đầu từ Km0+134,44 và kết thúc tại Km5+000.
Chương III: Tổ chức giao thông – hoàn thiện và lập kế hoạch tiến độ tổ chức thi công
- Công tác bảo đảm an toàn giao thông: Do mặt bằng thi công trùng với Quốc lộ 21A đang vận hành, tác giả lập biện pháp phân luồng xe, bố trí hệ thống rào chắn, cọc tiêu sơn phản quang và biển báo hướng dẫn từ xa. Đối với phần nền đường, nhà thầu thi công mở rộng dứt điểm từng bên nhằm duy trì một nửa mặt đường cũ cho các phương tiện cơ giới lưu thông bình thường.
- Công tác hoàn thiện: Tổ chức đắp lề đường bằng đất đầm chặt mỗi bên rộng 0,5 m, độ dốc ngang lề $4%$. Sau khi thảm xong mặt đường, tiến hành thanh thải chướng ngại vật, dọn vệ sinh công trường, khôi phục cọc mốc và chuẩn bị hồ sơ hoàn công phục vụ công tác nghiệm thu bàn giao.
- Kế hoạch tiến độ thi công: Lập tiến độ tổng thể dựa trên định mức ca máy và nhân công, khớp với thời hạn 365 ngày hoàn thành công trình theo quyết định trúng thầu.
Chương IV: Tính toán giá thành
Chương này sử dụng các căn cứ pháp lý và đơn giá hiện hành để lập dự toán giá thành:
- Căn cứ khối lượng thực tế tính toán từ hồ sơ thiết kế kỹ thuật ở các chương trước.
- Áp dụng hệ thống định mức xây dựng cơ bản của Bộ Xây dựng (năm 2000 và 2005) để tính toán chi phí vật liệu, nhân công, ca máy cho từng hạng mục công trình: chi phí hệ thống rãnh thoát nước dọc, chi phí thi công nền đường, chi phí móng và mặt đường bê tông nhựa, cùng chi phí tổ chức giao thông phục vụ thi công.
- Tổng hợp thành chi phí trực tiếp, chi phí chung và giá thành xây lắp toàn tuyến gói thầu số 02.
Kết quả và đóng góp
Kết quả kỹ thuật và số liệu tính toán chính:
- Hoàn thành đầy đủ hồ sơ thiết kế tổ chức thi công cho tuyến đường cấp III đồng bằng dài 4.865,56 m, đạt tốc độ thiết kế 80 km/h, tải trọng trục theo tiêu chuẩn $E_{yc} \ge 1400\text{ daN/cm}^2$.
- Xác định và xử lý cân đối $2.698,12\text{ m}^3$ đất đào bùn hữu cơ và $12.586,25\text{ m}^3$ đất đắp nền (sau khi nhân hệ số chuyển đổi rỗng 1,2). Tính toán chính xác cự ly vận chuyển trung bình từ mỏ đất số 1 về tuyến là 4 km và cự ly đổ đất thải là 1,5 km.
- Thiết lập quy trình công nghệ và nhu cầu vật tư chính cho $58.469,52\text{ m}^2$ mặt đường bê tông nhựa hai lớp trên móng cấp phối đá dăm (gồm $12.079,80\text{ m}^3$ CPĐD loại 2; $9.062,78\text{ m}^3$ CPĐD loại 1; $9.507,14\text{ tấn}$ BTN hạt thô và $6.501,81\text{ tấn}$ BTN hạt mịn/trung).
- Tính toán đồng bộ dây chuyền cơ giới: ghép nối 1 máy đào gầu sấp $0,8\text{ m}^3$ ($539,74\text{ m}^3/\text{ca}$) với 6 ô tô tự đổ 12 tấn ($113,9\text{ m}^3/\text{ca}$), bảo đảm máy xúc hoạt động liên tục không bị gián đoạn thời gian chờ xe.
Giải pháp tổ chức và đóng góp của tác giả:
- Tận dụng tối đa công trình cũ: Khảo sát và đề xuất tận dụng nguyên vẹn 5 công trình cầu trung hiện trạng (khổ 12,7 m) và các cống tròn, cống hộp cũ trên tuyến, chỉ thực hiện giải pháp nạo vét bùn rác bồi đọng. Giải pháp này giúp tiết kiệm đáng kể kinh phí đầu tư xây dựng mới công trình vượt dòng.
- Biện pháp thi công trên tuyến đang khai thác: Đề xuất phương án thi công nền đắp mở rộng lệch từng bên và chia 3 giai đoạn thi công mặt đường độc lập một chiều từ Km0 đến Km5, vừa loại bỏ hiện tượng xung đột thiết bị vừa giải quyết triệt để vấn đề ùn tắc và an toàn giao thông trên Quốc lộ 21A.
- Lựa chọn vật liệu phù hợp: Đánh giá cụ thể các chỉ tiêu cơ lý của từng mỏ vật liệu địa phương; loại trừ phương án dùng trực tiếp đất mỏ Gò Ấp do không đạt chỉ số dẻo, chỉ định sử dụng mỏ đất số 1 và đá Gabro Bình Minh đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế được chỉ ra từ nội dung văn bản:
- Vấn đề vật liệu mỏ tại chỗ: Mỏ đất Gò Ấp có các chỉ tiêu cơ lý chưa phù hợp cho đắp nền đường trực tiếp ($I_p = 23,8 - 24,08$; $W_0 > 30%$), tác giả mới dừng ở việc nêu nguyên tắc trộn thêm cát tạo cấp phối mà chưa thiết kế tỷ lệ cấp phối trộn thực nghiệm chi tiết. Vùng tuyến đi qua hoàn toàn không có mỏ cát xây dựng, bắt buộc phải vận chuyển từ mỏ cát sông Hồng (Nam Thăng Long) với cự ly vận chuyển lớn làm tăng giá thành.
- Tác động của khí hậu thủy văn: Chế độ mưa lũ trong vùng phụ thuộc vào lưu vực sông Tích. Các trận mưa cường độ lớn tập trung vào mùa mưa (tháng V đến tháng IX) kết hợp lũ thượng nguồn thường gây ngập lụt 1–2 ngày, có nguy cơ làm gián đoạn dây chuyền thi công đất và bê tông nhựa nóng nếu không dự phòng tiến độ mùa mưa.
- Dữ liệu Chương IV: Trong phần tóm tắt văn bản, các bảng biểu chi tiết về đơn giá dự toán, chi phí máy và bảng tổng hợp giá thành bằng tiền của Chương IV chưa được thể hiện đầy đủ các con số tổng giá trị cuối cùng.
Hướng mở rộng nghiên cứu:
- Nghiên cứu xác lập tỷ lệ phối trộn tối ưu giữa đất mỏ Gò Ấp và cát hạt mịn Nam Thăng Long để tận dụng nguồn vật liệu đất đắp dồi dào tại chỗ.
- Thiết kế phương án thoát nước tạm và giải pháp bảo vệ bề mặt nền đào đắp trong điều kiện mưa bão bất thường tại vùng bán sơn địa Bắc Bộ.
Giá trị tham khảo
Tài liệu khóa luận tốt nghiệp này có giá trị tham khảo ứng dụng thực tế cao đối với:
- Sinh viên ngành Kỹ thuật Xây dựng Công trình Giao thông, Công nghiệp Phát triển Nông thôn: Dùng làm mẫu chuẩn để thực hiện đồ án môn học hoặc khóa luận tốt nghiệp về thiết kế tổ chức thi công đường ô tô cấp III đồng bằng.
- Kỹ sư hiện trường và cán bộ kỹ thuật của các nhà thầu xây lắp: Tham khảo phương pháp tính toán chi tiết năng suất máy đào, máy ủi, ô tô tự đổ theo chu kỳ làm việc thực tế và phương pháp điều phối đất dọc – ngang theo 10 phân đoạn 500 m.
- Bộ phận lập hồ sơ dự thầu: Sử dụng bảng tổng hợp định mức ca máy, định mức vật liệu xây dựng hệ thống rãnh thoát nước chữ U nắp đan và rãnh hình thang gia cố bê tông mác 200 để áp dụng cho các dự án nâng cấp quốc lộ tương tự.
Câu hỏi thường gặp
1. Gói thầu số 02 có quy mô lý trình, chiều dài và cấp hạng kỹ thuật như thế nào?
Gói thầu số 02 có lý trình từ Km0+134,44 đến Km5+000, chiều dài tổng cộng 4.865,56 m, điểm đầu tại ngã ba Hòa Lạc giao với cao tốc Láng – Hòa Lạc. Tuyến được thiết kế theo tiêu chuẩn đường cấp III đồng bằng (TCVN 4054-85/98), vận tốc thiết kế 80 km/h, bán kính đường cong nằm tối thiểu 250 m, độ dốc dọc lớn nhất 4%, bề rộng nền đường 12,0 m, bề rộng mặt đường 11,0 m và mô đun đàn hồi yêu cầu $E_{yc} \ge 1400\text{ daN/cm}^2$.
2. Kết cấu áo đường mềm thiết kế cho tuyến đường gồm những lớp vật liệu nào và tổng diện tích thi công là bao nhiêu?
Tổng diện tích mặt đường phải thi công là $58.469,52\text{ m}^2$ (gồm $58.386,72\text{ m}^2$ mặt cơ bản và $82,8\text{ m}^2$ mở rộng đường cong). Kết cấu từ dưới lên gồm: lớp móng dưới cấp phối đá dăm loại 2 dày 20 cm ($12.079,80\text{ m}^3$); lớp móng trên cấp phối đá dăm loại 1 dày 15 cm ($9.062,78\text{ m}^3$); tưới nhựa thấm bám tiêu chuẩn $1,0\text{ kg/m}^2$ ($58.469,52\text{ kg}$); lớp mặt dưới bê tông nhựa hạt thô dày 7 cm ($9.507,14\text{ tấn}$); tưới nhựa dính bám $0,5\text{ kg/m}^2$ ($58.469,52\text{ kg}$); lớp mặt trên bê tông nhựa hạt mịn dày 5 cm ($6.501,81\text{ tấn}$).
3. Hiện trạng các công trình cầu và cống cũ trên đoạn Km0+134,44 – Km5+00 được tác giả xử lý như thế nào?
Hồ sơ tổ chức thi công xác định tận dụng toàn bộ các công trình vượt dòng hiện trạng do kết cấu còn tốt và khẩu độ thoát nước phù hợp với tuyến mới. Tuyến có 5 cầu trung khổ 12,7 m gồm: Cầu Rau (Km1+467,20, dài 38 m, nhịp $3\times 10\text{ m}$), Cầu Vai Réo (Km2+446,70, dài 48 m, nhịp $10+20+10\text{ m}$), Cầu Đồng Đăm (Km4+197,13, dài 38 m, nhịp $3\times 10\text{ m}$). Hệ thống cống tròn và cống hộp cũ (Km0+404,40; Km1+388,30; Km2+85,91; Km4+963,50) đều được giữ nguyên và chỉ tiến hành nạo vét bùn đất bồi lắng.
4. Năng suất ca máy của máy đào gầu sấp $0,8\text{ m}^3$ và ô tô 12 tấn được tính toán cụ thể ra sao? Cần bao nhiêu xe để máy đào làm việc liên tục?
Theo công thức tính toán chu kỳ làm việc, máy đào gầu sấp $V = 0,8\text{ m}^3$ có năng suất 1 giờ là $117,60\text{ m}^3/\text{h}$ và năng suất ca là $539,74\text{ m}^3/\text{ca}$. Ô tô tự đổ 12 tấn ($8\text{ m}^3$) vận chuyển cự ly 4 km có năng suất 1 giờ là $16,75\text{ m}^3/\text{h}$ và năng suất ca là $113,9\text{ m}^3/\text{ca}$. Để máy đào tại mỏ đất hoạt động hết công suất không bị gián đoạn, số ô tô tự đổ 12 tấn cần thiết bố trí là: $n = \frac{539,74}{113,9} = 4,74$ xe, làm tròn và bố trí 6 xe. Đối với công tác chở bùn hữu cơ đổ thải cự ly 1,5 km, số lượng xe bố trí là 3 xe.
5. Hệ thống thoát nước dọc trên tuyến được phân chia và thiết kế cấu tạo như thế nào?
Hệ thống rãnh dọc gồm 2 loại: đoạn đi qua khu dân cư sử dụng rãnh hộp bê tông cốt thép chữ U lắp ghép nắp đan chịu lực ($B = 0,4\text{ m}$, $H = 0,7\text{ m}$) với chiều dài bên trái 404 m, bên phải 190 m; đoạn ngoài khu dân cư sử dụng rãnh đào hình thang (đáy $0,4\text{ m}$, miệng $1,2\text{ m}$, sâu $0,4\text{ m}$) gia cố tấm bê tông đúc sẵn mác 200 dày 8 cm với chiều dài bên trái 202 m, bên phải 608 m. Tổ đội thi công gồm 29 người và 01 máy trộn vữa, thực hiện hoàn thành trong 30 ngày.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Xuân Trà đã giải quyết toàn diện và khoa học bài toán thiết kế tổ chức thi công Gói thầu số 02 thuộc dự án đường Hồ Chí Minh (đoạn Hòa Lạc – Xuân Mai) với chiều dài 4.865,56 m trên nền Quốc lộ 21A cũ. Đề tài đã xây dựng phương án điều vận $12.586,25\text{ m}^3$ đất đắp, lựa chọn tổ hợp cơ giới tối ưu giữa máy đào $0,8\text{ m}^3$ và ô tô tự đổ 12 tấn, đồng thời thiết lập quy trình thi công dây chuyền chuyên nghiệp 3 giai đoạn cho $58.469,52\text{ m}^2$ mặt đường bê tông nhựa. Các giải pháp kỹ thuật vừa bảo đảm các tiêu chuẩn đường cấp III đồng bằng, vừa đáp ứng yêu cầu tổ chức giao thông an toàn, liên tục trong thời hạn 365 ngày thi công.
