Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành Công nghệ Kỹ thuật Xây dựng (CNKTXD) của sinh viên Phạm Đức Mạnh (Lớp 56CT1) thực hiện đề tài thiết kế tổ chức thi công thuộc dự án "Cải thiện hệ thống tiêu nước khu vực phía Tây thành phố Hà Nội (Trạm bơm tiêu Yên Nghĩa) - Giai đoạn I".

Bối cảnh thực tiễn và lý do chọn đề tài

Khu vực phía Tây thành phố Hà Nội có tốc độ đô thị hóa nhanh, dẫn đến nguy cơ ngập úng gia tăng vào mùa mưa lũ. Dự án Trạm bơm tiêu Yên Nghĩa được đầu tư xây dựng nhằm giải quyết bài toán tiêu thoát nước cho lưu vực sông Nhuệ, bảo vệ hạ tầng đô thị và ổn định sản xuất nông nghiệp. Vị trí xây dựng công trình đầu mối đặt tại xã Đông La, huyện Hoài Đức và một phần thuộc quận Hà Đông, thành phố Hà Nội.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

Mục tiêu xây dựng công trình bao gồm các nhiệm vụ cụ thể sau:

  1. Đảm bảo tiêu thoát úng ngập cho diện tích 6.300 ha thuộc địa bàn các quận, huyện: Hà Đông, Hoài Đức, Từ Liêm (bao gồm khu vực Mỹ Đình và một phần Đại lộ Thăng Long).
  2. Phối hợp đồng bộ với các công trình đầu mối khác trên hệ thống (trạm bơm Liên Mạc, trạm bơm Yên Thái, trạm bơm Đào Nguyên) để đảm bảo tiêu thoát nước cho 18.682 ha đất tự nhiên khu vực phía Tây Hà Nội (thuộc lưu vực sông Nhuệ, giới hạn phía tây sông Tô Lịch và thượng lưu cống Hà Đông, gồm các quận/huyện Cầu Giấy, Bắc Từ Liêm, Nam Từ Liêm, Đan Phượng, Hoài Đức).
  3. Hạ thấp mực nước sông Nhuệ nhằm hỗ trợ tiêu cho các khu vực ngoại vi dưới cống Hà Đông, đảm bảo an toàn cho hệ thống đê sông Nhuệ, kết hợp cải thiện môi trường sinh thái và chủ động ứng phó biến đổi khí hậu toàn cầu.
  4. Lập giải pháp thiết kế biện pháp thi công, biện pháp dẫn dòng, tổ chức thi công hố móng, thi công bê tông, lập kế hoạch tiến độ và bố trí tổng mặt bằng xây dựng cho cụm công trình đầu mối.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Cụm công trình đầu mối trạm bơm tiêu Yên Nghĩa, bao gồm: nhà trạm bơm chính, bể hút, bể xả, cống xả qua đê tả sông Đáy, cống tiêu tự chảy Yên Nghĩa, hệ thống tường cừ bê tông cốt thép dự ứng lực bảo vệ hố móng và các công trình phụ trợ.
  • Phạm vi không gian: Lưu vực trạm bơm tiêu Yên Nghĩa nằm trong tọa độ từ 20°56’51” đến 21°02’29” vĩ độ Bắc và từ 105°41’44” đến 105°48’12” kinh độ Đông. Địa hình tự nhiên dốc dần từ Bắc xuống Nam, cao trình mặt đất biến đổi từ +4,5 m đến +7,5 m (phổ biến ở mức +5,0 m đến +6,0 m).
  • Phạm vi thời gian và điều kiện thủy văn: Nghiên cứu phân chia theo chế độ thủy văn sông Đáy gồm mùa kiệt (tháng XI đến tháng IV năm sau) và mùa lũ (tháng V đến tháng X). Các công tác đào đắp đất, đóng cừ và đắp đê quai được bố trí thực hiện trọng tâm trong mùa khô (từ tháng 12 năm thứ nhất đến tháng 4 năm thứ hai).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung pháp lý và tiêu chuẩn áp dụng

Đồ án áp dụng các cơ sở pháp lý, tiêu chuẩn thiết kế và hệ thống định mức xây dựng hiện hành của Việt Nam:

  • Quyết định số 2676/QĐ-UBND ngày 17/6/2015 của Ủy ban nhân dân thành phố Hà Nội xác định cấp công trình đầu mối trạm bơm Yên Nghĩa là công trình Cấp I.
  • Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9162:2012 về công trình thủy lợi - đường thi công, áp dụng thiết kế tuyến đường tránh kết hợp đê quai theo cấp đường tránh loại II.
  • Định mức dự toán xây dựng công trình của Bộ Xây dựng: định mức AC.12412 cho công tác đóng cọc cừ máng bê tông cốt thép dự ứng lực (BTCT DƯL) bằng búa rung kết hợp xói nước; định mức AB.25421 và AB.25422 cho công tác đào móng bằng máy đào gầu sấp kết hợp máy ủi; hệ thống định mức AB.4141 đến AB.4146 và AB.42222 cho công tác vận chuyển đất bằng ô tô tự đổ cự ly đến 4 km.

Phương pháp nghiên cứu và tính toán thi công

  • Phương pháp phân tích - so sánh kinh tế kỹ thuật: So sánh 5 phương án đào đất hố móng (thủ công, thủy lực, nổ mìn, máy cạp, máy đào kết hợp ô tô tự đổ và máy ủi) để chọn giải pháp cơ giới hóa đồng bộ phù hợp địa hình hố móng sâu ven sông.
  • Phương pháp tính toán thủy lực và dẫn dòng: Xác định cao trình đỉnh đê quai theo công thức cộng nước dềnh và độ cao an toàn:

$$Z_{đq} = Z_{max} + a$$

Trong đó $Z_{max}$ là mực nước thiết kế lớn nhất ứng với tần suất $P = 10%$ ($+6,62\text{ m}$), độ cao an toàn $a = 0,75\text{ m}$.

  • Phương pháp tính toán phối hợp xe máy thi công: Xác định số lượng máy đào, máy ủi và ô tô tự đổ dựa trên cường độ đào $Q = V/T$, năng suất định mức thực tế của máy đào và ô tô tự đổ; kiểm tra số gầu xúc đầy một thùng xe $m = Q \cdot K_p / (q \cdot \gamma_{tn} \cdot K_h)$ (với điều kiện tối ưu từ 4 đến 7 gầu) và kiểm tra điều kiện ưu tiên máy đào chủ đạo $N_{đào} \le n_{\hat{o} t\hat{o}} \cdot N_{\hat{o} t\hat{o}}$.
  • Phương pháp phân chia đợt đổ bê tông: Phân chia khoảnh đổ và đợt đổ dựa trên nguyên tắc khe thi công trùng khe kết cấu, vị trí lực cắt nhỏ nhất, kết hợp cân bằng cường độ đổ bê tông giữa các đợt để tối ưu hóa năng suất trạm trộn.

Nguồn dữ liệu sử dụng

  • Dữ liệu địa chất công trình và địa chất thủy văn: Số liệu khảo sát thực địa từ các hố khoan sâu từ 40 m đến 60 m (NM1 đến NM21, NM-BS2, NM-BS4, NM-BS7...) xác định 9 lớp địa chất và tầng chứa nước ngầm có áp yếu.
  • Dữ liệu khí tượng thủy văn: Chuỗi số liệu quan trắc nhiệt độ, chế độ gió, lượng mưa và mực nước lũ trạm Hà Nội, trạm Hà Đông và hạ lưu cống La Khê trên sông Đáy.
  • Dữ liệu kinh tế - xã hội: Thống kê hiện trạng dân số, diện tích đất canh tác năm 2008 của các huyện Đan Phượng, Hoài Đức, quận Hà Đông; điều kiện cấp điện từ trạm biến áp 110/35 kV Hà Đông, mạng lưới giao thông đê tả sông Đáy và khảo sát các mỏ vật liệu (đá Ninh Bình, cát sông Hồng, đất đắp đồi Vàng - Lương Sơn, Hòa Bình).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu chung

Chương này tổng hợp các thông số kỹ thuật quy hoạch, điều kiện tự nhiên và điều kiện dân sinh kinh tế phục vụ công tác chuẩn bị xây dựng:

  • Quy mô kết cấu cụm đầu mối:
    • Nhà trạm bơm: Đặt song song và cách tim kênh La Khê 90 m về phía bờ phải. Kết cấu kiểu buồng, bể xả liền tường nhà máy bằng BTCT M250. Lưu lượng thiết kế $Q_{TK} = 120\text{ m}^3/\text{s}$, trang bị 10 tổ máy bơm hướng trục trục đứng (công suất $12\text{ m}^3/\text{s}$ mỗi tổ). Cột nước thiết kế trung bình $H_{TKtb} = 4,9\text{ m}$ (nhỏ nhất $2,6\text{ m}$, lớn nhất $6,0\text{ m}$). Mực nước bể hút trung bình $+2,65\text{ m}$; mực nước bể xả thiết kế trung bình $+5,57\text{ m}$. Kích thước nhà máy dài $83,67\text{ m}$, rộng $32\text{ m}$ chia làm 2 đơn nguyên; chiều dày bản đáy $1,5\text{ m}$; cao trình đáy buồng hút $-5,0\text{ m}$, sàn bơm $+1,5\text{ m}$, sàn động cơ $+7,5\text{ m}$, đỉnh dầm cầu trục $+18,54\text{ m}$. Nền móng gia cố bằng cọc BTCT M300 kích thước $(0,4 \times 0,4 \times 15)\text{ m}$.
    • Bể hút: Chia làm 2 đoạn có chiều rộng $73,8\text{ m}$. Đoạn 1 dài $75\text{ m}$, đáy cao trình $-1,0\text{ m}$, tường sườn BTCT M250 đỉnh $+6,7\text{ m}$, đáy móng cọc BTCT M300 kích thước $(0,35 \times 0,35 \times 13)\text{ m}$. Đoạn 2 dài $11,88\text{ m}$, đáy chuyển tiếp từ $-1,0\text{ m}$ xuống $-3,0\text{ m}$, móng cọc $(0,35 \times 0,35 \times 15)\text{ m}$.
    • Bể xả: Kết cấu BTCT M250, gồm 3 đoạn liên kết bằng khớp nối đồng. Đoạn 1 dài $11,5\text{ m}$, rộng $73,6\text{ m}$; Đoạn 2 dài $32\text{ m}$, thu hẹp chiều rộng từ $73,6\text{ m}$ xuống $24\text{ m}$; Đoạn 3 dài $32\text{ m}$, rộng $24\text{ m}$, cao trình đáy $+3,1\text{ m}$, đỉnh tường $+8,0\text{ m}$. Móng dùng cọc BTCT M300 $(0,35 \times 0,35)\text{ m}$ dài $6\text{ m}$ và $9\text{ m}$.
    • Cống xả qua đê: Đặt tại K19+760 đê tả Đáy, lưu lượng thiết kế $120\text{ m}^3/\text{s}$, mặt cắt 5 cửa kích thước $(3,8 \times 3,5)\text{ m}$, chiều dài $53,30\text{ m}$, cao trình đáy $+3,10\text{ m}$, bản đáy dày $1,0\text{ m}$, trần dày $0,7\text{ m}$, nền gia cố cọc $(0,3 \times 0,3 \times 14)\text{ m}$.
    • Cống tiêu tự chảy Yên Nghĩa: Đặt tại K19+850 đê tả Đáy, lưu lượng $60\text{ m}^3/\text{s}$, 2 cửa kích thước $(4,4 \times 3,5)\text{ m}$, chiều dài $49,30\text{ m}$, cao trình đáy $+0,00\text{ m}$, đáy dày $1,2\text{ m}$, trần dày $1,0\text{ m}$, móng cọc $(0,3 \times 0,3 \times 10)\text{ m}$.
    • Thiết bị nâng và phụ trợ: Cầu trục gian máy sức nâng 50 tấn (nhịp $L_c = 12\text{ m}$); 10 bộ máy vớt rác thủ công kích thước $(6,40 \times 5,27)\text{ m}$; các bộ phai thép và máy đóng mở điện VĐ20.
  • Địa tầng khu vực xây dựng: Gồm 9 lớp đất chính: Lớp 1 (đất phủ, đất đắp, bùn sét ao hồ); Lớp 2 (sét dẻo cứng, $N_{30} = 9 \div 15$); Lớp 3 (sét pha dẻo mềm, $N_{30} = 5 \div 7$); Lớp 4 (sét dẻo cứng, $N_{30} = 9 \div 15$); Lớp 5 (sét pha dẻo chảy, $N_{30} = 3 \div 4$); Lớp 6 (cát hạt mịn kém chặt, nguy cơ cát chảy và xói lở hố móng, hệ số thấm $K_{tb} = 5,13 \times 10^{-3}\text{ cm/s}$); Lớp 7 (cát hạt nhỏ chặt vừa, dày $20 \div 25\text{ m}$, $N_{30tb} = 20$, dùng làm tầng chịu lực cho cọc); Lớp 8 (sét pha dẻo mềm xuất hiện từ độ sâu $-25,7\text{ m}$ đến $-40,35\text{ m}$); Lớp 9 (cuội sỏi kết cấu rất chặt từ cao trình $-40,5\text{ m}$ trở xuống). Mực nước ngầm trung bình nằm ở cao trình $+1,5\text{ m}$.

Chương 2: Dẫn dòng thi công

Nội dung chương trình bày biện pháp ngăn dòng kênh La Khê và giải pháp thi công tường cừ bảo vệ hố móng:

  • Biện pháp ngăn dòng và đê quai: Các hạng mục trạm bơm chính nằm bên bờ phải kênh La Khê nên không gây nghẽn dòng kênh trong quá trình thi công. Đoạn sông La Khê được đắp chặn hoàn toàn trong mùa khô không cần dẫn dòng tưới tiêu. Hạng mục cống xả qua đê yêu cầu cắt xẻ thân đê tả Đáy, do đó tác giả thiết kế tuyến đê quai kết hợp đường tránh phía sông Đáy.
    • Mực nước lũ thiết kế lớn nhất sông Đáy ứng với tần suất $P = 10%$ là $+6,62\text{ m}$; độ cao an toàn $a = 0,75\text{ m}$, cao trình đỉnh đê quai được chọn ở mức $+7,40\text{ m}$.
    • Cấu tạo mặt đường tránh cấp II ($B = 5,0\text{ m}$, lề $0,75\text{ m}$, tốc độ thiết kế $30\text{ km/h}$): lớp cấp phối đá dăm trên dày $15\text{ cm}$, lớp đá dăm dưới dày $10\text{ cm}$, tầng bóc phong hóa $30\text{ cm}$ và nền đất đắp tận dụng đầm chặt đạt $K \ge 0,9$.
  • Thi công cừ BTCT dự ứng lực: Sử dụng cừ máng dự ứng lực bảo vệ chống sạt lở hố móng dọc tuyến công trình có tổng chiều dài $247,5\text{ m}$.
    • Chủng loại cừ: Hàng cừ bên trong sử dụng loại cừ SW500B (dài $12\text{ m}$, rộng $996\text{ mm}$, cao $500\text{ mm}$, dày $120\text{ mm}$); hàng bên ngoài sử dụng loại cừ SW600B (dài $21\text{ m}$, rộng $996\text{ mm}$, cao $600\text{ mm}$, dày $120\text{ mm}$).
    • Số lượng cừ: Tuyến bờ trái gồm 2 hàng cừ (248 cừ/hàng, tổng cộng 496 cừ); bờ phải gồm hàng ngoài 220 cừ và hàng trong 209 cừ. Tổng số cừ toàn tuyến là 925 cừ.
    • Trang thiết bị: Búa rung công suất $120\text{ kW}$ (lực rung 90 tấn); cần trục bánh xích QUY50 sức nâng $\ge 50$ tấn; máy bơm nước áp lực công suất 300 SP phục vụ xói đất mũi cọc; máy phát điện $400\text{ kVA}$; hệ thống khung dẫn thép hình H400.
    • Tính toán thời gian: Tổng chiều dài cừ cần đóng là $15.285\text{ m}$. Theo định mức AC.12412, hao phí là 4,85 ca/100 m, tương đương tổng số 741 ca máy. Bố trí thời gian thi công trong 75 ngày, tác giả chọn 5 tổ hợp máy đóng cừ hoạt động song song.

Chương 3: Thiết kế thi công công trình chính

Trọng tâm chương này giải quyết công tác đào móng sâu và tổ chức thi công đổ bê tông khối lớn:

  • Công tác đào hố móng kênh xả chung: Được chia làm 3 đợt:
    • Đợt 1: Bóc tầng phong hóa thảo mộc dày $20\text{ cm}$, nạo vét bùn lòng kênh và đào bờ trái kênh đến cao trình $+4,5\text{ m}$ để đắp tạo mặt bằng thi công ép cừ bờ trái. Khối lượng đào: $6.908,222\text{ m}^3$.
    • Đợt 2: Sau khi làm xong bản mũ tường chắn bờ trái, đào lòng kênh bờ trái chuyển sang đắp cho bờ phải để tạo mặt bằng thi công cừ bờ phải. Khối lượng đào: $9.767\text{ m}^3$.
    • Đợt 3: Đào hạ sâu lòng kênh đến cao trình đáy thiết kế và dùng ô tô chuyển đất ra bãi thải. Khối lượng đào: $22.374,575\text{ m}^3$.
    • Tổng khối lượng đào móng: $39.049,797\text{ m}^3$.
  • Lựa chọn và phối hợp dây chuyền máy đào - vận chuyển:
    • Thiết bị chính: Máy đào gầu sấp bánh xích DOOSAN DX300LCA dung tích gầu $q = 1,25\text{ m}^3$; máy ủi bánh xích CATERPILLAR công suất $110\text{ CV}$; ô tô tự đổ Cửu Long tải trọng 7 tấn, cự ly vận chuyển $4\text{ km}$.
    • Cường độ và số lượng thiết bị: Năng suất máy đào đạt $502,51\text{ m}^3/\text{ca}$; năng suất ô tô tự đổ đạt $50,2\text{ m}^3/\text{ca}$. Tính toán cho thấy 1 máy đào cần 11 ô tô tự đổ phối hợp. Số lượng thiết bị huy động gồm 3 máy đào chính + 1 máy dự phòng (tổng 4 máy); 1 máy ủi chính + 1 máy dự phòng (tổng 2 máy); 11 ô tô tự đổ chính + 2 xe dự phòng (tổng 13 ô tô). Tổng số phương tiện cơ giới là 19 xe máy.
    • Kiểm tra kỹ thuật: Số gầu xúc đầy 1 ô tô là $m = 4,67$ gầu (nằm trong khoảng tối ưu từ 4 đến 7 gầu); năng suất vận chuyển của ô tô ($11 \times 50,2 = 552,2\text{ m}^3/\text{ca}$) lớn hơn năng suất máy đào ($502,51\text{ m}^3/\text{ca}$), thỏa mãn điều kiện máy đào làm việc liên tục.
  • Công tác bê tông và ván khuôn:
    • Tổng khối lượng vữa bê tông toàn bộ công trình là $5.114,08\text{ m}^3$, bao gồm $902,52\text{ m}^3$ vữa bê tông lót mác M100 và các khối đổ kết cấu BTCT mác M250.
    • Công trình được phân chia thành 107 khoảnh đổ, gộp thành các đợt thi công có cường độ ổn định trong khoảng $31,0 \div 34,6\text{ m}^3/\text{h}$ (ví dụ: đợt 1 gồm khoảnh 1 và 3 có khối lượng vữa $309,81\text{ m}^3$, đổ trong 10 giờ, cường độ $31\text{ m}^3/\text{h}$).
    • Đồ án trình bày chi tiết cấp phối vật liệu, thiết kế trạm trộn bê tông tại hiện trường, tính toán xe vận chuyển chuyên dụng, công tác đầm nén, bảo dưỡng ẩm và tính toán tải trọng áp lực ngang tác dụng lên hệ ván khuôn.
Hạng mục công tác thi công Chỉ tiêu / Thông số kỹ thuật Giá trị tính toán
Công tác cừ BTCT DƯL Loại cừ hàng trong / hàng ngoài SW500B ($12\text{ m}$) / SW600B ($21\text{ m}$)
Tổng số lượng cừ đóng 925 cừ
Tổng chiều dài cừ thi công $15.285\text{ m}$
Thiết bị hạ cừ chính Búa rung $120\text{ kW}$, xói nước 300 SP, cẩu $50\text{ T}$
Số tổ hợp máy đóng cừ huy động 5 tổ hợp (thi công trong 75 ngày)
Công tác đất hố móng Khối lượng đào Đợt 1 / Đợt 2 / Đợt 3 $6.908,222\text{ m}^3$ / $9.767\text{ m}^3$ / $22.374,575\text{ m}^3$
Tổng khối lượng đào hố móng $39.049,797\text{ m}^3$
Thiết bị cơ giới đào đất 4 máy đào DOOSAN DX300LCA ($1,25\text{ m}^3$)
Thiết bị san ủi đất 2 máy ủi CATERPILLAR ($110\text{ CV}$)
Phương tiện vận chuyển đất ($4\text{ km}$) 13 ô tô tự đổ Cửu Long (7 tấn)
Công tác bê tông Tổng khối lượng vữa bê tông $5.114,08\text{ m}^3$ (M100 và M250)
Số lượng khoảnh đổ phân chia 107 khoảnh
Cường độ đổ bê tông các đợt $31,0 \div 34,6\text{ m}^3/\text{h}$

Chương 4: Kế hoạch tiến độ thi công công trình đơn vị

Theo danh mục hồ sơ đồ án, chương này bao gồm các nguyên tắc xác lập trình tự các quá trình thi công xây lắp; lựa chọn phương pháp tổ chức thi công theo phương pháp dây chuyền kết hợp song song; tính toán định mức lao động, biểu đồ cung cấp nhân lực theo thời gian và đánh giá hệ số không điều hòa nhân lực để đảm bảo tính khả thi của biểu đồ tiến độ.

Chương 5: Bố trí mặt bằng

Xác định vị trí các hạng mục phụ trợ phục vụ công trường:

  • Quy hoạch khu nhà tạm, văn phòng ban điều hành và khu lán trại cho công nhân dựa trên biểu đồ nhân lực.
  • Bố trí kho bãi chứa vật liệu rời (cát, đá), kho chứa xi măng, bãi gia công cốt thép và bãi tập kết cấu kiện cừ BTCT DƯL.
  • Thiết kế mạng lưới cấp điện thi công: xây dựng đường dây $35\text{ kV}$ dây dẫn AC-120 dài $4\text{ km}$ đấu nối từ trạm biến áp Hà Đông và lắp đặt một trạm biến áp tạm công suất $1.000\text{ kVA} - 35/0,4\text{ kV}$ tại hiện trường. Cấp nước phục vụ thi công và sinh hoạt lấy từ hệ thống giếng khoan tại chỗ.
  • Thiết kế mạng lưới đường giao thông công trường nội bộ kết hợp đê tả Đáy và đường đê quai.

Chương 6: Dự toán

Xác định tổng dự toán chi phí xây lắp cho công trình chính, tính toán bảng dự toán chi tiết các hạng mục đào móng, ép cừ, bê tông kết cấu, cốt thép, ván khuôn dựa trên đơn giá vật tư, nhân công và ca máy xây dựng trên địa bàn thành phố Hà Nội.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật chính

Đồ án đã đưa ra giải pháp toàn diện cho việc thi công cụm đầu mối trạm bơm tiêu Yên Nghĩa với các kết quả cụ thể:

  1. Xác lập phương án dẫn dòng ngăn kênh bằng cách tận dụng mùa khô để chặn dòng tự nhiên trên sông La Khê; đồng thời xử lý việc xẻ đê tả Đáy bằng tuyến đê quai kết hợp đường tránh cấp II với cao trình đỉnh $+7,40\text{ m}$.
  2. Thiết kế hoàn chỉnh biện pháp đóng 925 cọc cừ BTCT DƯL (SW500B và SW600B) với tổng chiều dài $15.285\text{ m}$ bằng công nghệ búa rung kết hợp xói nước áp lực cao, tổ chức thành 5 tổ hợp máy thi công liên tục trong 75 ngày.
  3. Hoàn thành bài toán đào $39.049,797\text{ m}^3$ đất hố móng qua 3 đợt, tổ chức thành công dây chuyền cơ giới gồm 4 máy đào gầu sấp, 2 máy ủi và 13 ô tô tự đổ 7 tấn, đảm bảo chu kỳ làm việc nhịp nhàng không gây ứ đọng thiết bị.
  4. Lập kế hoạch phân bổ $5.114,08\text{ m}^3$ vữa bê tông cho 107 khoảnh đổ, kiểm soát cường độ thi công từng đợt đạt từ $31,0$ đến $34,6\text{ m}^3/\text{h}$, phù hợp với công suất của trạm trộn bê tông tại hiện trường.

Đóng góp thực tiễn của đồ án

  • Ứng dụng giải pháp cừ BTCT DƯL tiết diện máng dạng SW có chiều dài lớn (lên đến $21\text{ m}$) thay thế cho cừ thép Larsen truyền thống, giúp nâng cao độ bền chống ăn mòn trong môi trường nước mặt ô nhiễm của kênh La Khê, đồng thời tạo tường chắn đất vĩnh cửu sau khi hoàn thiện công trình.
  • Quy trình phối hợp sử dụng đất đào đợt 1 và đợt 2 để đắp mặt bằng công tác và bờ giao thông nội bộ giúp giảm thiểu cự ly vận chuyển và tận dụng tối đa tài nguyên đất tại chỗ.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế trong hồ sơ đồ án

  • Hồ sơ khảo sát địa chất chưa xác định được chiều dày đáy của Lớp 9 (hỗn hợp cuội, sỏi, cát hạt thô) bằng phương pháp khoan lấy mẫu mà mới dựa trên tài liệu đo sâu điện địa vật lý, do hố khoan sâu nhất (NM-BS4) dừng lại ở độ sâu $60\text{ m}$.
  • Các số liệu thống kê dân sinh, hiện trạng sử dụng đất và cơ cấu sản xuất nông nghiệp trong đồ án kế thừa từ tài liệu quy hoạch năm 2008, chưa cập nhật sự biến động sử dụng đất tại thời điểm phê duyệt dự án năm 2015.
  • Đồ án tập trung giải quyết chi tiết công tác thi công kênh xả chung và các hạng mục đầu mối, chưa đi sâu vào chi tiết biện pháp nạo vét và mở rộng toàn tuyến kênh dẫn La Khê.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Bổ sung công tác khoan địa chất bổ sung tầng sâu để xác định chính xác đáy tầng chịu lực cuội sỏi, kiểm toán lún lệch lâu dài cho kết cấu bản đáy nhà máy trạm bơm cấp I.
  • Nghiên cứu mô hình quan trắc tự động chuyển vị ngang của hàng cừ BTCT DƯL trong quá trình đào sâu hố móng ở đợt 3 khi tiếp giáp tầng cát hạt mịn có áp.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu chuyên khảo có giá trị ứng dụng thực tế cho:

  • Sinh viên và học viên chuyên ngành kỹ thuật xây dựng công trình thủy, CNKTXD, kỹ thuật tài nguyên nước: Làm tài liệu tham khảo trực tiếp cho đồ án tốt nghiệp, đồ án môn học Tổ chức thi công công trình thủy lợi, trạm bơm tiêu thoát nước đô thị.
  • Kỹ sư tư vấn thiết kế và cán bộ kỹ thuật thi công: Tham khảo phương pháp tính toán hạ cọc cừ dự ứng lực quy mô lớn bằng búa rung kết hợp xói nước, cũng như phương pháp tính toán phối hợp cơ giới đào đất hố móng sâu và phân chia đợt đổ bê tông khối lớn.
  • Các phần nội dung đáng chú ý nhất: Quy trình công nghệ hạ cừ SW500B/SW600B và bảng tính toán phối hợp máy đào - ô tô tự đổ theo các chỉ tiêu định mức xây dựng tại Chương 2 và Chương 3.

Câu hỏi thường gặp

1. Quy mô công suất và các thông số thiết kế chính của Trạm bơm Yên Nghĩa là gì?

Trạm bơm tiêu Yên Nghĩa là công trình thủy lợi Cấp I theo Quyết định số 2676/QĐ-UBND ngày 17/6/2015 của UBND thành phố Hà Nội. Lưu lượng thiết kế của trạm là $Q_{TK} = 120\text{ m}^3/\text{s}$, trang bị 10 tổ máy bơm hướng trục trục đứng, mỗi tổ máy có lưu lượng $12\text{ m}^3/\text{s}$. Cột nước thiết kế trung bình đạt $4,9\text{ m}$ (nhỏ nhất $2,6\text{ m}$, lớn nhất $6,0\text{ m}$). Nhà trạm có kích thước dài $83,67\text{ m}$, rộng $32\text{ m}$, bản đáy dày $1,5\text{ m}$, đặt trên nền cọc BTCT M300 kích thước $(0,4 \times 0,4 \times 15)\text{ m}$.

2. Tuyến đê quai kết hợp đường tránh cống xả qua đê được thiết kế với thông số nào?

Đê quai kết hợp đường tránh được đắp ở phía sông Đáy thuộc đê tả Đáy tại K19+760 để phục vụ thi công cống xả. Mực nước thiết kế lớn nhất của sông Đáy trong thời gian thi công ứng với tần suất $P = 10%$ là $+6,62\text{ m}$, độ cao an toàn $a = 0,75\text{ m}$, do đó cao trình đỉnh đê quai được chọn là $+7,40\text{ m}$. Mặt đường tránh thiết kế theo cấp II (TCVN 9162:2012) có chiều rộng $B = 5,0\text{ m}$, lề $0,75\text{ m}$, kết cấu gồm lớp đá dăm trên $15\text{ cm}$, đá dăm dưới $10\text{ cm}$, bóc phong hóa $30\text{ cm}$ và nền đất đầm $K \ge 0,9$.

3. Công nghệ và trang thiết bị thi công 925 cọc cừ BTCT DƯL được lựa chọn ra sao?

Công trình sử dụng 925 cừ BTCT DƯL gồm hai loại: cừ SW500B dài $12\text{ m}$ (cho hàng trong) và cừ SW600B dài $21\text{ m}$ (cho hàng ngoài). Giải pháp thi công là dùng búa rung công suất $120\text{ kW}$ (lực rung 90 tấn) kết hợp vòi bơm nước áp lực cao 300 SP để cắt xói đất ở mũi cừ, cần trục bánh xích QUY50 ($\ge 50$ tấn), hệ khung dẫn thép H400 và máy phát điện $400\text{ kVA}$. Với tổng chiều dài cừ $15.285\text{ m}$, định mức hao phí 4,85 ca/100 m, tác giả bố trí 5 tổ hợp máy đóng cừ thực hiện trong 75 ngày.

4. Dây chuyền cơ giới đào hố móng được tính toán phối hợp như thế nào?

Tổng khối lượng đào móng kênh xả chung là $39.049,797\text{ m}^3$, thực hiện qua 3 đợt trong mùa khô. Dây chuyền cơ giới gồm: máy đào gầu sấp DOOSAN DX300LCA dung tích gầu $1,25\text{ m}^3$ (năng suất $502,51\text{ m}^3/\text{ca}$), máy ủi CATERPILLAR $110\text{ CV}$ và ô tô tự đổ Cửu Long 7 tấn vận chuyển cự ly $4\text{ km}$ (năng suất $50,2\text{ m}^3/\text{ca}$). Để phối hợp nhịp nhàng, 1 máy đào cần 11 ô tô tự đổ. Toàn công trường huy động 4 máy đào, 2 máy ủi và 13 ô tô tự đổ (đã bao gồm thiết bị dự phòng).

5. Khối lượng và phương án tổ chức thi công bê tông được thiết kế như thế nào?

Tổng khối lượng vữa bê tông là $5.114,08\text{ m}^3$, gồm $902,52\text{ m}^3$ vữa bê tông lót mác M100 và các khối đổ kết cấu BTCT mác M250. Toàn bộ công trình được chia thành 107 khoảnh đổ và gom thành các đợt đổ có cường độ tương đương nhau, dao động từ $31,0$ đến $34,6\text{ m}^3/\text{h}$ nhằm phát huy tối đa công suất làm việc của trạm trộn bê tông tại hiện trường và bảo đảm chất lượng khối đổ.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành Công nghệ Kỹ thuật Xây dựng của sinh viên Phạm Đức Mạnh đã xây dựng một phương án thiết kế tổ chức thi công hoàn chỉnh cho cụm đầu mối Trạm bơm tiêu Yên Nghĩa - công trình đầu mối thủy lợi Cấp I trọng điểm của thành phố Hà Nội. Đề tài đã giải quyết thấu đáo các bài toán kỹ thuật phức tạp từ khâu dẫn dòng đê quai ngăn sông, hạ cừ dự ứng lực bảo vệ hố móng sâu trong nền cát có áp, cho đến tối ưu hóa dây chuyền cơ giới đào đắp đất và công nghệ bê tông khối lớn. Đây là tài liệu tham khảo có hàm lượng kỹ thuật cao và tính ứng dụng thực tiễn rõ nét đối với công tác thiết kế, thi công các công trình thủy lợi - thủy điện tại Việt Nam.