CHƯƠNG TRẮC DỌC - TRẮC NGANG 4.1.THIẾT KẾ TRẮC DỌC 4.1.1.Các điểm khống chế thiết kế trắc dọc - Điểm khống chế bắt buộc: Đó điểm trắc dọc buộc phải qua điểm có liên quan đến độ cao theo quy hoạch điểm giao cắt mức với đường sắt hay đường giao thông khác - Điểm khống chế giới hạn: + Cao độ đường đắp qua bãi sông phải cao mực nước tính toán có xét tới mực nước dềnh chiều cao sóng vỗ lên mái dốc 0,5m + Cao độ mép đường đoạn đường dẫn vào cầu nhỏ cống phải cao cao độ nước tính toán có xét tới nước dềnh 0,5 m (tính theo chiều nước lũ có tần suất 4%) + Cao độ đường cống phải đảm bảo chiều dày, đất đắp tối thiểu 0,5m để tải trọng phân bố rộng cống Khi chiều dày áo đường lớn 0,5 m, chênh cao mặt đường có đỉnh cống phải đủ dày để bố trí áo đường + Cao độ tối thiểu mép đường phải cao mực nước ngầm tính toán, mực nước đọng thường xuyên để đảm bảo khu vực hoạt động tải trọng luôn tình trạng khô Bảng điểm khống chế thiết kế trắc dọc hai phương án tuyến Phương án TT Tên cọc A Lý trình Km0+00 Cao độ khống chế 742.00 C1 Km0+465.09 742.30 C2 C3 C4 B Km1+021.59 Km2+702.68 Km3+691.33 Km6+727.47 763.93 799.81 803.25 878.00 Phương án TT Tên cọc Lý trình Cao độ khống chế - - - A Km0+00 742.00 C1 Km0+756.61 743.48 C2 C3 C4 C5 C6 B Km1+606.68 Km2+589.52 Km3+390.07 Km4+233.92 Km4+814.13 Km6+170.12 763.77 800.53 816.87 843.52 852.71 878.00 Ở hai phương án tuyến, hai điểm A,B cao độ khống chế, bắt buộc phải thiết kế cao độ Các vị trí cống địa hình cao độ thiết phải đảm bảo lớn với cao độ khống chế 4.1.2 Những yêu cầu thiết kế trắc dọc Thiết kế đường đỏ phải vào điều kiện địa hình , địa chất , thủy văn để đảm bảo đường ổn định vững tác dụng tải trọng xe cộ yếu tố tự nhiên trình khai thác Trên đường đen biểu diễn cao độ tự nhiên dọc theo đoạn tuyến , phối hợp với bình đồ vẽ trắc ngang để tiến hành thiết kế đường đỏ theo số nguyên tắc sau: - Đảm bảo tuyến lượn đều, thay đổi độ dốc sử dụng độ dốc nhỏ toàn tuyến - Trong phạm vi tránh dùng độ dốc ngược chiều tuyến liên tục lên liên tục xuống Các đoạn đổi dốc không nhỏ 200m - Hạn chế tuyến với độ dốc max -Có hệ thống đảm bảo thoát nước tốt khu vực hai bên đường lề đường , ngăn ngừa phá hoại nước mặt công trình mặt đường Đảm bảo yêu cầu tối thiểu cho đường khô ráo, không nên đào đắp cao sâu để tránh phải xây dựng công trình chống đỡ Đảm bảo cao độ điểm khống chế xác định trước, cao độ nề đường vị trí cống phải đảm bảo cao cao độ đỉnh cống 0.5m Đảm bảo tuyến lượn vị trí cống Rãnh dọc có độ dốc tối thiểu 0.5%, điều kiện khó khăn thiết kế 0.3% đoạn không dài 50m Tại vị trí có thay đổi dốc hiệu đại số hai độ dốc lớn 2% phải bố trí đường cong đứng theo điều kiện bán kính chiều dài đường cong đứng tính toán Tạo điều kiện thuận lợi cho thi công giới - - - - Các vị trí công trình, cao độ thiết kế thể vẽ trắc dọc - Ở đoạn địa hình dốc phải sử dụng độ dốc dọc lớn 8% yêu cầu 2000 m phải bố trí đoạn nghỉ có độ dốc dọc thoải không vượt 2,5% chiều dài đoạn nghỉ không nên ngắn 50 m - Độ dốc dọc lớn đoạn dốc có bán kính nhỏ 50m phải triết giảm so với độ dốc dọc lớn - Khi vạch đường đỏ cố gắng bám sát cao độ mong muốn để đảm bảo yêu cầu kinh tế- kỹ thuật điều kiện thi công 4.1.3 Phương pháp thiết kế trắc dọc Các phương pháp thiết kế đường đỏ Có phương pháp kẻ đường đỏ: phương pháp bao, phương pháp cắt , phương pháp phối hợp bao cắt Phương pháp bao : đường đỏ song song với đường mặt đất tự nhiên, khối lượng đắp tương đối lớn, đường ổn định có chế độ thủy nhiệt tốt Phương pháp thường áp dụng đường đồng , vùng đồi địa hình thoải Phương pháp cắt: trường hợp đường đỏ cắt địa hình tự nhiên tạo vị trí đào sâu, khối lượng đào đất lớn chế độ thủy nhiệt đường không tốt, khối lượng công trình thoát nước nhiều, phá hoại khung cảnh tự nhiên Thường áp dụng địa hình vùng núi cao Phương pháp phối hợp bao cắt Là trường hợp đường đỏ cắt địa hình tạo thành vị tri đào đắp xen kẽ, tùy đoạn tuyến mà ta thiết kế đường đỏ đường bao cắt làm cho tuyến đường hài hòa với địa hình tự nhiên khung cảnh xung quanh => chọn phương pháp kẻ đường đỏ phối hợp bao kết hợp cắt, bao vị trí sườn đồi thoải cắt vị trí vượt đèo Thiết kế - Từ vị trí điểm khống chế trên, nối điểm lại kết hợp với việc đảm bảo tiêu kinh tế thoát nước tuyến - Vị trí đỉnh đổi dốc: Nên bố trí đỉnh thấp cao địa hình , nên bố trí trùng với đỉnh đường cong nằm , lệch không nên lệch 1/3 chiều dài đường cong đứng - Với đường cấp III độ dốc dọc lớn 7%, trường hợp khó khăn châm chước +1% Đường qua khu dân cư , có nhiều xe thô sơ chạy không nên thiết kế đường với độ dốc dọc 4% Độ dốc nên dùng không nên lớn 3% để nâng cao chất lượng vận tải Chiều dài đoạn dốc tối đa với độ dốc - id(%) Lmax(m) 1000 800 600 500 Chiều dài đoạn dốc tối thiểu 150m đủ để bố trí đường cong đứng - Thiết kế đường đỏ kết hợp với thiết kế bình đồ trắc dọc để tạo hài hòa cảnh quan chạy xe an toàn - Thiết kế đường cong đứng vị trí đổi dốc có hiêu đại số độ dốc 1% - Chiều dài đường cong đứng: K=R.(i1-i2) TCVN-4054-05- Đường cấp III Vtk=60Km/h Đường cong đứng lồi Đường cong đứng lõm Rmin(m) Rtt(m) Rmin(m) Rtt(m) 2500 4000 1000 1500 Chiều dài đường cong đứng tối thiểu :50m 4.1.4.Kết thiết kế Phương án Tuyến có chiều dài 6727.47m, với 15 lần đổi dốc, độ dốc lớn 8% chiều dài 341.53m Trên tuyến có bố trí 13 đường cong đứng , giá trị thiết kế yếu tố đường cong đứng thống kê bảng sau Phương án Cọc đỉnh Lý trình Độ dốc (%) R(m) T(m) D(m) P(m) C1 Km0+465.0 +0.5 3000 58.30 0.04 0.57 Km0+639.9 +4.39 10000 60.42 0.01 0.18 Km1+033.1 +3.18 10000 78.57 0.02 0.31 Km1+758.4 +1 2500 87.32 0.07 1.52 Km2+100 +8 2500 87.32 0.07 1.52 8000 60.00 0.01 0.22 10000 60.00 0.01 0.18 2500 34.84 0.03 0.24 5000 53.36 0.02 0.28 3000 40.11 0.03 0.27 5000 56.20 0.02 0.32 2500 45.71 0.04 0.42 3000 46.56 0.03 0.36 P1 P2 TD3 H1 +4.39 +3.18 +1.61 +8 +1 P4 H2 Km2+417.0 +1 Km3+200 -0.7 -0.5 +0.5 P6 Km4 Km3+682.5 +0.5 Km4+00 +3.29 +3.29 +5.43 P7 P8 P9 P10 Km4+267.1 +5.43 Km5+176.7 +2.75 Km5+691.2 +0.5 Km6+062.2 +4.16 +2.75 +0.5 +4.16 +1.05 Phương án Tuyến có chiều dài 6170.12m, độ dốc lớn 8% chiều dài 262.05m, với 16 lần đổi dốc, tuyến có bố trí 14 đường cong đứng có thông số thiết kế sau Đỉnh Lý trình Độ dốc( %) R (m) T(m) D(m) P(m) Km0+262.0 -8 1200 47.92 0.08 0.96 Km0+412.0 1200 40.84 0.07 0.69 Km0+900 +5.86 6000 56.86 0.02 0.27 3000 51.91 0.03 0.45 1500 34.76 0.05 0.4 2500 52.67 0.04 0.55 2500 45.25 0.04 0.41 3000 55.53 0.04 0.51 3000 52.32 0.03 0.46 3500 46.39 0.03 0.31 1500 43.16 0.06 0.62 H9 +6.82 +3.96 P2 P3 H2 Km1+177.5 +3.96 Km1+620.2 +0.5 Km2+200 +5.14 +0.5 +5.14 +0.92 P4 H9 Km2+525.8 +0.92 Km2+900 +4.54 +4.54 +0.84 P5 P6 H2 Km3+495.6 +0.84 Km3+842.1 +4.33 Km4+200 +1.68 +4.33 +1.68 +7.44 P7 P8 P9 P10 Km4+390.7 +7.44 Km4+814.1 -0.55 Km5+136.2 +1.15 Km5+504.9 +3.93 -0.55 2500 99.75 0.08 1.99 5000 42.48 0.02 0.18 4000 55.57 0.03 0.39 3000 43.19 0.03 0.31 +1.15 +3.93 +1.05 Kết thiết kế chi tiết thể vẽ trắc dọc :TKCS-012 4.2 THIẾT KẾ TRẮC NGANG 4.2.1 Tác dụng đường - Khắc phục đường thiên nhiên tạo nên dải đủ rộng dọc theo tuyến đường có tiêu chuẩn bình đồ, trắc dọc, trắc ngang đáp ứng điều kiện xe chạy an toàn, êm thuận kinh tế - Làm sở cho áo đường: lớp phía đường với áo đường chịu tác dụng xe chạy đường có ảnh hưởng lớn đến cường độ chất lượng khai thác đường 4.2.2 Yêu cầu cầu chung đường Nền đường phải đảm bảo tính ổn định toàn khối: Nghĩa kích thước hình học hình dạng đường hoàn cảnh không bị phá hoại biến dạng gây bất lợi cho việc thông xe Nền đường phải đảm bảo có đủ cường độ định: tức đủ độ bền chịu cắt trượt không bị biến dạng nhiều Nền đường phải đảm bảo ổn định cường độ: nghĩa cường độ đường không thay đổi theo thời gian, theo khí hậu, thời tiết cách bất lợi Như nội dung thiết kế đường nhằm giải vấn đề : thiết kế bảo đảm bảo ổn định toàn khối, thiết kế tăng cường độ đảm bảo ổn định cường độ đường 4.2.3 Nguyên tắc giải pháp thiết kế : Đất đắp : Đất đắp lấy từ mỏ đất tận dụng từ đào chuyển xuống đắp Khi độ dốc ngang thiên nhiên 20% phép đào bỏ lớp đất hữu đắp trực tiếp Khi tự nhiên có dốc ngang từ 20-50% phải đào thành bậc cấp trước đắp Bề rộng bậc cấp 1m, độ sâu từ 0.5-1.5m, dốc ngang sườn núi 2% Khi thiên nhiên dốc ngang 50%thì phải thiết kế công trình chống đỡ Nền đường phải đạt độ chặt sau : + Đối với đắp : Lớp đât tính từ đáy áo đường xuống 50 cm đầm chặt đạt K>=0.98 bên chiều sâu kể K>=0.95 + Đối với đào đất : Độ sâu tính từ đáy áo đường xuống 30cm phải cày xới lên đầm chặt đạt K>=0.98 Cấu tạo phận đường - Cấu tạo đắp 1:1.5 < 1m Trường hợp đất đắp thấp 1m mái dốc ta luy thường lấy 1/1.5 ÷ 1/3 để tiện cho máy thi công lấy đất từ thùng đấu đắp tiện cho máy đào rãnh Nếu đất đắp thấp phải cấu tạo rãnh dọc hai bên để đảm bảo thoát nước tốt Trường hợp đất đắp cao H = ÷ 6m độ dốc mái ta luy lấy 1:1,5 thùng đấu lấy phía cao phải có đoạn 0,5m để bảo vệ chân mái ta luy 0,5m 1:1.5 Thùng đấu đấu H =1:6m Nếu độ dốc ngang sườn núi < 20% ta phải rẫy cỏ phạm vi đáy tiếp xúc với sườn dốc 1:1.5 I = 20 – 50 % H Nếu độ dốc ngang sườn núi từ 20- 50% bắt buộc phải dùng biện pháp đánh cấp Bề rộng bậc cấp tối thiểu 1.0 m, thi công giới phải rộng từ - m Nếu sườn dốc núi lớn 50% lúc đắp đất với mái dốc ta luy mái ta luy kéo dài gặp sườn tự nhiên khó bảo đảm ổn định toàn khối Khi phải áp dụng biện pháp xếp đá phía chân ta luy phép mái dốc ta luy lớn Trường hợp đường đắp đất cao H = - 12 m phần h2 có độ dốc thoải (1:1,75), phần h1 = - m làm theo độ dốc 1:1,5 1:1.5 h1= 68m H = 612m 1:1.75 h2 Nếu đường đầu cầu dọc sông bị ngập nước phải cấu tạo mái dốc ta luy thoải 1:2 mức thiết kế 0,5m Đồng thời phải vào tốc độ nước chảy loại đất đắp để thiết kế phòng hộ gia cố ta luy cho thích đáng Hạ lưu Thượng lưu 1:1.5 H > 0,5m > 0,5m 1:2 Cấu tạo đào Đối với đường đào xây dựng phá hoại cân tầng đất thiên nhiên, trường hợp đào sườn dốc tạo nên tượng sườn dốc bị chân, mái ta luy đào phải có độ dốc định để bảo đảm ổn định cho ta luy cho sườn núi H 1:m Nền nửa đào, nửa đắp 1:1.5 1:1 4.2.4 Tính khối lượng đào đắp đường Trong thiết kế lập dự án khả thi phải tính khối lượng đường để tiến hành so sánh phương án tuyến thiết kế để thiết kế tổ chức thi công đường, bố trí thi công cụ thể, để tính giá thành, lập dự toán công trình Cơ sở để tính toán khối lượng đào đắp vẽ trắc dọc, trắc ngang bình đồ địa hình Để tính toán khối lượng đào đắp xác phức tạp phải tính tích phân Trong dự án khả thi cho phép tính theo phương pháp gần Nội dung phương pháp sau: - Chia tuyến thành nhiều đoạn nhỏ với điểm chia cọc địa hình vị trí điểm xuyên - Trong đoạn, giả thiết mặt đất phẳng tính khối lượng đào đắp thể tích lăng trụ: Vđào= (F1đào + F2đào).Ltb/2 Vđắp= (F1đắp + F2đắp).Ltb/2 Trong đó: Vđào, Vđắp thể tích đất phải đào, đắp đoạn đào F1 , F1đắp, F2đào , F2đắp diện tích đào, đắp đầu cuối đoạn Ltb cự ly trung bình hai mặt cắt tính toán Chi tiết thiết kế thể vẽ trắc ngang điển hình TKCS-013 Khối lượng đào đắp đất đường chi tiết bảng số liệu [...]... đào F1 , F1đắp, F2đào , F2đắp là các diện tích đào, đắp tại đầu và cuối đoạn Ltb là cự ly trung bình giữa hai mặt cắt tính toán Chi tiết thiết kế được thể hiện trên bản vẽ trắc ngang điển hình TKCS-0 13 Khối lượng đào đắp đất nền đường được chi tiết trong bảng số liệu