Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Topo, Nova 5.0 trong công tác khảo sát tuyến đường giao thông

Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Topo, Nova 5.0 trong công tác khảo sát tuyến đường giao thôngNội dung chính của đề tài được thể hiện trong 3 chương: chương 1 khái quát chung về tuyến đường; chương 2: giới thiệu về phần mềm Topo, Nova 5.0; chương 3 ứng dụng thực tiến phần mềm Topo, Nova vào công tác khảo sát tuyến đường.

Giới thiệu chung

Việt Nam là một trong những quốc gia đang trên con đờng phát triển mạnh

mẽ đi lên hoà nhập với cộng đồng thế giới Nhà nớc và nhân dân ta đã và đangkhông ngừng xây dựng cơ sở hạ tầng, nâng cấp và cải tạo các tuyến đờng giaothông nhằm đáp ứng nhu cầu vận tải và lu thông hàng hoá cho phù hợp, và cũng

là nhiệm vụ hàng đầu trong chiến lợc chung của Đảng và Nhà nớc ta

Giao thông và hệ thống các công trình giao thông có thể xem là “mạchmáu” của mỗi quốc gia Hệ thống giao thông có vai trò quan trọng và có ý nghĩaquyết định đến sự phát triển của nền kinh tế đất nớc đồng thời cũng là nhịp cầugiao lu kinh tế, văn hóa, chính trị giữa các vùng, các quốc gia trên toàn thế giới.Giao thông còn đảm bảo sự ổn định về công tác an ninh, quốc phòng của mỗiquốc gia Do đó vấn đề xây dựng và mở rộng hệ thống đờng giao thông để đápứng kịp thời nhu cầu phát triển đất nớc là nhiệm vụ hàng đầu

Khi xây dựng các công trình giao thông, công tác trắc địa là một trongnhững công tác quan trọng và luôn đi trớc một bớc nhằm đảm bảo cho việc thiết

kế và thi công các công trình giao thông chính xác và đảm bảo an toàn cho côngtác xây dựng trên toàn tuyến cũng nh việc quản lý khai thác, sửa chữa và nângcấp sau này

Xuất phát từ yêu cầu thực tế nói trên trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp tôi

đã nhận đề án tốt nghiệp là: “Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Topo, Nova 5.0 trong công tác khảo sát tuyến đờng giao thông

Nội dung chính của đề tài đợc thể hiện trong 3 chơng:

Chơng 1: Khái quát chung về tuyến đờng

Chơng 2: Giới thiệu về phần mềm Topo, Nova 5.0

Chơng 3: ứng dụng thực tiến phần mềm Topo, Nova vào công tác khảo sáttuyến đờng

Phần cuối là phần kết luận và kiến nghị.

Với tinh thần làm việc nghiêm túc và nỗ lực phấn đấu của bản thân và dới

sự hớng dẫn tận tình thầy giáo ThS Lê Đức Tình và quý thầy cô giáo trong khoatrắc địa, nay bản đồ án đã đợc hoàn thành đúng thời hạn Nhng do hạn chế vềthời gian và trình độ nên bản đồ án tốt nghiệp này không thể tránh khái những

thiếu sót Tôi rất mong nhận đợc sự đóng góp ý kiến của quý thầy giáo, cô giáotrong khoa trắc địa cùng các bạn đồng nghiệp.

1.1 khái niệm về các công trình đờng giao thông

Các công trình đờng giao thông thực chất là các công trình dạng tuyến kéodài, các công trình dạng tuyến này thờng đợc thành lập để xây dựng các tuyến đ-ờng giao thông, xây dựng cầu hoặc xây dựng đờng hầm… Với mục đích phục vụ Với mục đích phục vụcho việc lu thông dân sự, quân sự, hay qua lại giữa các vùng, các lãnh thổ, cácquốc gia, các tỉnh các huyện, hay các địa bàn,… Với mục đích phục vụ với nhau

1.1.1 Đặc điểm về tuyến đờng

Tuyến đờng là trục thiết kế của một công trình dạng tuyến kéo dài quanhiều vùng, đi theo dải hẹp đợc đánh dấu ngoài thực địa, đợc đo vẽ chuyển lênbản đồ hoặc bình đồ ảnh hay đợc ghi trớc bởi những toạ độ vẽ lên bản đồ trênmô hình số của bề mặt thực địa

Nhìn chung tuyến đờng là một đờng cong không gian bất kỳ và rất phức tạp.Trong mặt phẳng nó bao gồm các đoạn thẳng có hớng khác nhau và chèn giữachúng là những đờng cong phẳng có bán kính cong cố định hoặc biến đổi Bình

đồ dọc tuyến là hình chiếu của bề mặt địa hình trên mặt phẳng nằm ngang, cònmặt cắt dọc tuyến là hình chiếu trên mặt phẳng thẳng đứng

Xét trên phơng diện mặt bằng tuyến gồm có những đoạn thẳng có phơng ớng khác nhau gồm những đờng cong nằm trong mặt phẳng nằm ngang có bánkính cong thay đổi và cố định Bán kính đờng cong càng lớn càng thuận lợi cho

h-an toàn giao thông Trên mặt cắt dọc tuyến gồm những đoạn thẳng có độ dốckhác nhau, khi cần thiết đợc nối với nhau bằng những đờng cong tròn nằm trongmặt phẳng thẳng đứng Độ dốc của tuyến đờng thông thờng không lớn lắm chonên để hiện thị rõ ràng thì tỷ lệ đứng của mặt cắt dọc thờng đợc chọn lớn hơn 10lần tỷ lệ ngang

1.1.2 Các loại tuyến đờng

Tuỳ theo điều kiện thực địa nơi tuyến đi qua mà chia thành các loại sau:Tuyến chạy dọc theo thung lũng: Đợc bố trí trên một bậc thềm của thunglũng, thông thờng nó còn có một mặt bằng và một mặt cắt ổn định nhng cắtngang phần lớn dòng nớc Nh vậy đòi hỏi phải xây dựng nhiều cầu cống rất tốnkém làm cho giá thành toàn bộ công trình cao

Tuyến đờng phân thuỷ: Đợc bố trí chạy dọc theo các điểm cao nhất của

địa hình Đây là tuyến đờng tơng đối phức tạp nhng khối lợng xây dựng côngtrình nhân tạo ít, các điều kiện địa chất đảm bảo Tuy nhiên ở vùng đồi, núithông thờng các đờng phân thuỷ hẹp và ngoằn ngèo nên tuyến sẽ phức tạp

Tuyến chạy bám sờn núi: Nằm ở các sờn núi, tuyến có thể thiết kế với độ

dốc đều đặn và bằng phẳng nhng về phơng diện mặt bằng rất phức tạp Vì tuyến

đờng cắt ngang hầu hết các con suối nên đòi hái phải xây dựng nhiều cầu, cống

và do tuyến nằm ở sờn núi nên Thờng bị sạt lỡ và khối lợng đào đắp lớn

Tuyến cắt qua thung lũng và đờng phân thuỷ: Tuyến này chạy qua cácthung lũng và các đờng phân thủy về phơng diện mặt bằng nó gần nh một đờng

thẳng, còn về phơng diện mặt cắt thờng gặp những độ dốc kéo dài, do đó đây làtuyến khả thi.

Nhng khi định tuyến ở đồng bằng và vùng núi cần tuân thủ những nguyêntắc sau:

1.1.2.2 Định tuyến ở vùng núi:

Định tuyến theo một độ dốc giới hạn có khối lợng công tác bằng khôngchỉ làm giảm độ dốc (hoặc cho độ dốc bằng không) ở những vùng riêng biệt,những khu vực, những khu vực đòi hái phải tuân theo những quy định nào đó.Các yếu tố của tuyến và độ cao mặt đất đợc chọn có lu ý đến mặt cắt thiết kế đãlập trớc đây và những yêu cầu khi chèn các đoạn thẳng và đờng cong

Phải căn cứ vào độ dốc định tuyến và độ kéo dài cho phép của tuyến đờng

mà quyết định vị trí các đỉnh góc ngoặt và độ lớn của chúng Cần phải loại bỏnhững đờng cong có bán kính nhỏ vì ở nơi đó buộc phải làm giảm một cách đáng

kể độ dốc cho phép

1.1.3 Đặc điểm về cầu

Khi xây dựng các tuyến đờng giao thông trên mặt đất thờng gặp các chớngngại nh sông, hồ, khe núi,… Với mục đích phục vụ để vợt qua các chớng ngại này chúng ta phải xâydựng các công trình cầu và điều đó diễn ra rất phức tạp

Cầu là một bộ phận cơ bản của hệ thống vợt các chớng ngại vật kể trên, nóbao gồm các mố cầu, các trụ cầu và các nhịp cầu Mố là bộ phận liên kết cầu vớicác đoạn cầu dẫn Các trụ đặt sâu dới lòng sông là chỗ tựa cho các dàn nhịp trên

đó

Mố cầu là hệ thống liên kết cầu chính với hệ thống đờng dẫn, thờng đợcxây dựng bằng bê tông cốt thép

Trụ cầu là bộ phận để đỡ các kết cấu nhịp cầu, đợc xây dựng bằng bê tôngcốt thép

Cả trụ cầu và mố cầu đều có chiều sâu đặt móng tơng đối lớn (vài chụcmét) đặt đến tầng lớp đá gốc Trên bộ phận trụ cầu và mố cầu có các bộ phận

liên kết với cầu đợc gọi là các gối tựa, nhịp cầu là khoảng cách tính theo trụ cầugiữa hai trục dọc của hai điểm tựa ở hai đầu của nhịp đó

1.1.4 Phân loại cầu

Việc phân loại cầu đợc dựa trên những cơ sở sau đây:

- Theo độ lớn (chiều dài cầu), Cầu nhỏ L< 50 m, Cầu trung bình 50 m< L

< 100 m, Cầu lớn 100 m< L < 500 m, Cầu cực lớn L > 500 m

- Phân theo vật liệu xây dựng bao gồm: Cầu gỗ, cầu sắt, cầu bê tông

- Phân theo mục đích sử dụng bao gồm: Cầu đờng sắt, cầu đờng bộ, cầubăng tải

- Phân loại theo thời gian sử dụng bao gồm: Cầu vĩnh cửu, cầu bán vĩnhcửu, cầu tạm thời

- Phân theo cấu trúc hình thái và khả năng chịu tải bao gồm: Cầu dầm, cầuvòm, cầu treo, cầu kết hợp, cầu quay, cầu ghép

1.1.5 Đặc điểm về công trình hầm

Khi xây dựng một số công trình vì một số điều kiện, nguyên nhân và lý dokhác nhau mà ngời ta phải tiến hành xây dựng dới lòng đất, dới nớc Các côngtrình xây dựng dới đất, nớc gọi là các công trình ngầm

Công trình hầm sử dụng trong giao thông vận tải nh: Đờng hầm trên tuyếngiao thông, đờng sắt, đờng bộ,… Với mục đích phục vụ là một trong những dạng về công trình hầm.Một trong những ví dụ điển hình về công trình hầm giao thông đó là côngtrình hầm đờng bộ Hải Vân Công trình xây dựng đã đáp ứng đợc nhu cầu vềgiao thông đi lại, là bớc ngoặt lớn trong quá trình phát triển kinh tế của đất nớc

1.2 Nội dung công tác trắc địa trong xây dựng côngtrình giao thông

Công tác trắc địa trong xây dựng các công trình có một ý nghĩa đặc biệtquan trọng, nó góp phần quan trọng vào tiến độ và thành quả của một công trình.Nội dung công tác trắc địa trong xây dựng công trình giao thông đợc tiến hànhqua ba giai đoạn đó là: Giai đoạn khảo sát thiết kế, giai đoạn thi công, giai đoạn

đi vào khai thác sử dụng

1.2.1 Giai đoạn khảo sát thiết kế

Giai đoạn khảo sát thiết kế là một trong những nhiệm vụ đầu tiên của công

tác trắc địa, đợc tiến hành qua nhiều giai đoạn bao gồm: Thiết kế tiền khả thi,thiết kế khả thi, thiết kế kỹ thuật và lập bản vẽ thi công

1.2.1.1 Giai đoạn thiết kế tiền khả thi: Khi xây dựng tuyến đờng cần phải thu

thập những tài liệu liên quan đến tuyến đờng để sơ bộ đánh giá về sự cần thiếtphải đầu t xây dựng công trình giao thông về các thuận lợi, khó khăn và sơ bộxác định vị trí, quy mô công trình, ớc tính tổng mức đầu t, chọn hình thức đầu tcũng nh đánh giá hiệu quả về mặt kinh tế, xã hội của dự án Công tác trắc địachủ yếu trong giai đoạn này là:

Tìm hiểu lực lợng lao động trên khu vực khảo sát, chỉ rõ những khu vựctrọng tâm của tuyến, nơi sẽ thực hiện chuyển lu giao thông của mình sang tuyến

đờng thiết kế

Xác định trên bản đồ tỷ lệ nhỏ các điểm khống chế, vạch ra các phơng án

có thể có trên bản đồ tỷ lệ 1/25000  1/10000 Từ đó sơ bộ đánh giá khái quát

-u, khuyết điểm của từng phơng án

1 Khảo sát địa hình: Nhiệm vụ của giai đoạn này là thu thập tài liệu về

các điều kiện tự nhiên vùng công trình giao thông sẽ đi qua (địa hình, địa chất,thuỷ văn, nguồn cung cấp vật liệu xây dựng,… Với mục đích phục vụ), đồng thời điều tra và thu thậpcác tài liệu khảo sát đã thực hiện (nếu có), làm việc với cơ quan hữu quan về

thuận lợi, khó khăn, trong xây dựng cũng nh trong khai thái công trình Kết quả khảo sát sơ bộ đề xuất đợc hớng tuyến, ớc định đợc quy mô và giải pháp kinh tế

kỹ thuật của công trình

2 Khảo sát thủy văn: Khảo sát thuỷ văn đối với các tuyến đờng là thu thập

các tài liệu sẵn có và điều tra bổ sung (nếu cha có sẵn) về địa hình, địa chất, khítợng, thuỷ văn, tình hình ngập lụt, chế độ dòng chảy của sông, suối trong dòngthiết kế đờng Làm việc với các địa phơng các cơ quan hữu quan về các công

trình đê đập thuỷ lợi, thuỷ điện hiện đang sử dụng và theo các quy hoạch tơnglai Sự ảnh hởng của các công trình này tới chế độ thuỷ văn dọc tuyến đờng vàcác công trình thoát nớc trên đờng, các yêu cầu của thuỷ lợi đối với việc xâydựng cầu và đờng Trên bản đồ có sẵn vạch đờng ranh giới các lu vực tụ nớc, cácvùng bị ngập (nếu có), tổ chức thị sát ngoài thực địa để đánh giá, đối chiếu vớicác số liệu thu thập qua tài liệu lu trữ do địa phơng và các cơ quan chức năngcung cấp.

1.2.1.2 Giai đoạn thiết kế khả thi: Giai đoạn này đợc thực hiện trên cơ sở các

luận chứng kinh tế kỹ thuật đã đợc chủ đầu t phê duyệt và xác định phạm vi đầu

t xây dựng các công trình Công việc trong bớc thiết kế khả thi bao gồm: Đo vẽbình đồ hoặc bình đồ ảnh ở tỷ lệ 1/10000  1/5000

1 Khảo sát tuyến đờng: Quá trình khảo sát phải nghiên cứu các điều kiện

tự nhiên của vùng nh (địa hình, địa mạo, địa chất, thuỷ văn, nguồn vật liệu xâydựng,… Với mục đích phục vụ) ngoài ra cần chú ý đến những tài liệu khảo sát đã tiến hành trongnhững năm trớc nếu có Kết quả khảo sát phải đề xuất đợc hớng tuyến và giảipháp thiết kế cho phơng án tốt nhất, đề xuất giải pháp thi công đồng thời phảithoả thuận với chính quyền địa phơng và các cơ quan chức năng về hớng tuyến

và các giải pháp thiết kế chủ yếu

2 Khảo sát thủy văn: Yêu cầu khảo sát thuỷ văn dọc tuyến đờng là nghiên

cứu các hồ sơ thuỷ văn, địa hình, địa chất dọc tuyến đã thu thập đợc, đánh giámức độ chính xác và mức độ tỉ mỉ các số liệu, tài liệu đó so với yêu cầu

khảo sát trong bớc nghiên cứu tiền khả thi để lập kế hoạch bổ sung các tài liệucòn thiếu theo nhiệm vụ và nội dung đặt ra trong bớc tiền khả thi

1.2.1.3 Giai đoạn thiết kế kỹ thuật: Sau khi phơng án khả thi đợc trình duyệt

lên cơ quan chủ quản xem xét và phê chuẩn, đơn vị thiết kế tiến hành đa ra cácthông số cụ thể của công trình (số làn xe, cấp đờng, tốc độ xe chạy, kết cấu mặt

đờng, ) Đề ra các phơng án thi công giải phóng mặt bằng, phơng án thi công vàcác giải pháp kỹ thuật

Nh vậy trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật phục vụ cho công trình là rất chitiết và cụ thể với mục tiêu là đa ra các phơng pháp công nghệ nhằm thi công vàxây dựng công trình Do đó nội dung của công tác trắc địa trong giai đoạn nàybao gồm các nội dung sau:

Thành lập lới khống chế cơ sở mặt bằng và độ cao dọc tuyến

Thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn của khu vực xây dựng.

Chuyển phơng án tối u đã chọn ra thực địa

Đo vẽ mặt cắt dọc, mặt cắt ngang tại các cọc lý trình

Cắm các mốc giải phóng mặt bằng

1.2.1.4 Giai đoạn lập bản vẽ thi công: Giai đoạn lập bản vẽ thi công là quá

trình chi tiết hóa giai đoạn thiết kế kỹ thuật bằng phơng pháp bản vẽ thi công, đểcung cấp chi tiết số liệu trên bản vẽ cho các đơn vị thi công ngoài thực địa Vìvậy giai đoạn này phải chính xác hóa về khảo sát địa hình, địa chất thủy văn đểxác định các yếu tố địa hình

Nh vậy nội dung công tác trắc địa trong giai đoạn này bao gồm các nộidung sau:

1 Đo kiểm tra mạng lới khống chế thi công công trình đã đợc thiết kế tronggiai đoạn thiết kế kỷ thuật

2 Đo kiểm tra lại một cách chính xác và chi tiết toàn bộ địa hình thi công tỷ

lệ lớn 1/500  1/200

3 Thành lập mặt cắt dọc, cắt ngang của tuyến

4 Khảo sát lại tuyến khôi phục lại tuyến trên thực địa, khảo sát thủy văn bổsung các số liệu còn thiếu trong bớc thiết kế kỹ thuật

1.2.2 Giai đoạn thi công

Sau khi giai đoạn khảo sát thiết kế đã hoàn thành công viêc tiếp theo củatrắc địa đó chính là chuyển sang giai đoạn thi công Giai đoạn thi công chính làquá trình sử dụng lới khống chế trắc địa phục vụ cho bố trí công trình và thi công

ở ngoài thực địa cả về mặt bằng và độ cao nhằm đảm bảo công trình đợc chínhxác và theo đúng thiết kế đề ra

Bản thiết kế tuyến đã thống nhất trong phòng trứơc đây đợc chuyển ra thực

địa theo các số liệu và bình đồ tổng thể của khu vực Từ các số liệu tọa độ các

điểm đặc trng đã đợc xác định trứơc chúng ta tiến hành bố trí trên thực địa, đo

đạc và kiểm tra so với tọa độ các điểm đã thiết kế, từ đó đa ra phơng án hợp lýnhất để đảm bảo cho công trình đạt độ chính xác cao nhất, cũng nh có biện phápkhắc phục với những sự cố có thể xẩy ra trong quá trình thi công

1.2.3 Giai đoạn khai thác sử dụng công trình

Công tác trắc địa trong thời kỳ này là thành lập mạng lới quan trắc chuyểndịch, biến dạng để theo dõi và đánh giá sự ổn định của công trình trong thời kỳ

đi vào vận hành

Việc thành lập các mạng lới quan trắc và thời gian quan trắc đợc phụ thuộcvào từng loại công trình, đặc điểm của công trình và tính cấp thiết của côngtrình

1.2.4 Yêu cầu độ chính xác của công tác trắc địa trong giai đoạn khảo sát

và thiết kế công trình.

Một trong những nhiệm vụ chủ yếu của công tác trắc địa trong giai đoạnkhảo sát và thiết kế công trình chính là để đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn trên khu vựcxây dựng, và lựa chọn phơng án thiết kế hợp lý nhất cho xây dựng công trình Do

đó việc đòi hỏi yêu cầu về độ chính xác cả về mặt bằng lẫn độ cao là vấn đề đặtlên hàng đầu của công tác trắc địa trong giai đoạn này

1.2.4.1 Lới khống chế mặt bằng

Lới mặt bằng và độ cao nhà nớc(Lới tam giác, lới đa giác hạng II IV; Lới thủy chuẩn hạng II IV)

1 phân cấp: Lới khống chế mặt bằng trên khu vực xây dựng công trình thờng

thành lập đến tỷ lệ 1:500 Lới đợc phân cấp thành nhiều bậc có thể tóm tắt nhsau:

Lới chêm dày khu vực(Lới giải tích hoặc đa giác cấp 1,2; Thủy chuẩn kỹ thuật)

Lới khống chế đo vẽ(Đờng chuyền kinh vĩ, lới tam giác nhỏ, lới giao hội,… Với mục đích phục vụ)

Bảng 1.1 Bảng phân cấp, bậc lới

2 Mật độ điểm khống chế: Theo quy phạm, mật độ điểm trung bình các điểm

3 Độ chính xác lới khống chế: Tiêu chuẩn độ chính xác của lới khống chế mặt

bằng đợc xem xét trong hai trờng hợp sau:

a Trờng hợp 1: Nếu lới khống chế mặt bằng chỉ thành lập với mục đích đo

vẽ địa hình nói chung thì tiêu chuẩn đánh giá độ chính xác là sai số trung phơng

vị trí điểm cấp khống chế cuối cùng so với điểm khống chế cơ sở hay còn gọi làsai số tuyệt đối vị trí điểm

Quy phạm quy định: Sai số vị trí điểm của lới khống chế đo vẽ so với điểmkhống chế nhà nớc không đợc vợt quá 0.2mm trên bản đồ, tức là Mp 

0.2mm*M Đối với vùng cây rậm rạp thì yêu cầu độ chính xác này giảm đi 1,5lần, tức là Mp  0.3mm*M (ở đây M là mẫu số tỷ lệ bản đồ cần thành lập)

b Trờng hợp 2: Nếu lới khống chế mặt bằng đợc thành lập để phục vụ chothi công các công trình thì tiêu chuẩn để đánh giá độ chính xác là sai số trungphơng tơng hỗ của hai điểm lân cận nhau thuộc cấp khống chế cuối cùng hoặcsai số trung phơng vị trí tơng hỗ giữa hai điểm trên khoảng cách nào đó

4.Công thức tính một số dạng lới

a Lới tam giác đo góc: Đối với lới tam giác đo góc cần cố gắng thiết kếcác tam giác gần với tam giác đều Trong trờng hợp đặc biệt mới thiết kế các tamgiác có góc nhọn đến 200, còn các góc 1400

Chẳng hạn dịch vị dọc của chuỗi tam giác gần đều, sau khi bình sai lới theocác điều kiện hình đợc tính theo công thức:

m L =L

n

n n m b

m b

9

5 3 4 ) ( ) (

2 2

là sai số trung phơng tơng đối cạnh đáy

m là sai số trung phơng đo góc

Dịch vị ngang trong chuỗi tam giác nh trên đợc tính theo công thức:

Khi số lợng tam giác trong chuỗi là chẵn

m .2 5 515

2 2

 

Trong đó m là sai số trung phơng góc định hớng của cạnh gốc

b Lới tam giác đo góc, cạnh kết hợp

c Lới tam giác đo cạnh

Sai số tơng đối giới hạn xác định

Bảng 1.2 Bảng Các chỉ tiêu cơ bản của lới đo góc canh, lới đo cạnh

Lới đờng chuyền Tùy thuộc vào diện tích và hình dạng kích thớc, vị trí các

điểm gốc mà thiết kế lới đờng chuyền dới dạng đờng chuyền phù hợp, lới đờng chuyền với các điểm nút hoặc vòng khép

Việc đánh giá bản thiết kế lới đờng chuyền bao gồm: Xác định sai số tọa độcác điểm nút, sai số khép tơng đối của đờng chuyền, sau đó so sánh chúng vớicác hạn sai tơng ứng Công thức ớc tính gần đúng của tuyến đờng chuyền đơnphù hợp dạng bất kỳ tính theo công thức

M2 =    2 

1 , 0 2

Với  S là chiều dài tuyến đờng chuyền

T là mẫu số sai số tơng đối cho phép của đờng chuyền cấp hạng tơng ứng

1.2.4.2 Độ chính xác về độ cao

Độ chính xác và mật độ điểm độ cao đợc tính toán không những nhằm tháamãn cho công tác đo vẽ trong têt cả các gia đoạn thiết kế mà còn phải đảm bảoyêu cầu của công tác bố trí công trình

1.2.4.3 Yêu cầu công tác đo vẽ

Để đảm bảo yêu cầu công tác đo vẽ địa hình công trình, sai số độ cao các

điểm của lới đợc xác định theo khoảng cao đều giữa các đờng đồng mức dựa vàocông thức

m H =

5

1

Trong đó: m H là sai số trung phơng tổng hợp các bậc lới khống chế độ cao

h là khoảng cao đều giữa các đờng đồng mức

1.2.4.4 Đảm bảo công tác bố trí công trình :

Khi ớc tính độ chính xác và mật độ điểm của các cấp khống chế độ cao,cần xuất phát từ yêu cầu cao nhất về độ chính xác của công tác bố trí về độ caotrên mặt bằng xây dựng Trong công tác này độ chính xác thờng đợc quy định:Sai số độ cao của mốc thủy chuẩn ở vị trí yếu nhất của lới sau bình sai so với

điểm gốc của khu vực không vợt quá 30mm

1.3 Thiết kế trắc dọc của tuyến

1.3.1.Những yêu cầu khi thiết kế

Thiết kế đờng đỏ phải căn cứ v o ào điều kiện địa hình, địa chất, thủy văn,… Với mục đích phục vụ

để đảm bảo đờng ổn định vững chắc dưới tác dụng của xe cộ v các nhân tào ố

tự nhiên sau n y.ào

Căn cứ v o ào điều kiện cụ thể của đoạn tuyến từ km - km v… Với mục đích phục vụ … Với mục đích phục vụ ới bình đồ

tỷ lệ 1/1000 từ đó ta xác định được độ cao tự nhiên tại các cọc Km, H,… Với mục đích phục vụ

Trên đờng đen biểu diễn cao độ tự nhiên dọc theo đọan tuyến, phối hợpvới bình đồ v các bản vào ẽ trắc ngang để tiến h nh thào ết kế đờng đỏ theo một

Phải có hệ thống đảm bảo thoát nớc tốt từ khu vực hai bên đờng v lào ề ờng, ngăn ngừa sự phá hoại của nước mặt đối với công trình trên nền mặt đ-ờng

đ-Đảm bảo cao độ đó được xác định trước tại các điểm khống chế Cao

độ nền đắp tại các vị trí đặt cầu, cống đều lớn hơn cao độ đỉnh cống ít nhất

l 0,5m.ào

Đảm bảo sự lượn đều của trắc dọc tại những vị trí đạt cống

Các rãnh thoát nớc dọc đờng cũng phải có độ dốc tối thiểu 0,5%, đảmbảo thoát nước tốt không bị bồi lắng

Khối lượng đ o ào đắp ít (khối lượng đ o xào ấp xỉ bắng khối lợng đắp)

ở những chỗ tuyến đờng thay đổi độ dốc, nếu hiệu đại số độ dốc lớnhơn 1% thì phải thiết kế đờng cong đứng để đảm bảo tầm nhìn tính toán vào

để trắc dọc lượn đều, xe chạy được êm thuận Các bán kính được thiết kếtrên đờng cong đứng đều đảm bảo lớn hơn bán kính tối thiểu được tính ở nộidung trớc Đờng cong đứng thiết kế cụ thể l đào ờng cong tròn hoặc parabolbậc hai

Phối hợp giữa thiết kế trắc dọc với thiết kế bình đồ, trắc ngang vào điều kiện địa hình nhằm tạo ra một tuyến đờng h i hòa trong không gian.ào

Việc thiết kế trắc dọc cần đáp ứng được yêu cầu của các phương phápthi công tiên tiến, tránh sự thay đổi độ dốc liên tục không thuận lợi cho thicông v bào ảo dưỡng nâng cấp sau n y.ào

Các số liệu cụ thể: Cự ly, cao độ, vị trí cống, đều đ… Với mục đích phục vụ ợc thể hiện trênbản vẽ trắc dọc tỷ lệ 1/200, 1/500, 1/1000 v 1/5000.ào

1.3.1.1 Nguyễn tắc thiết kế trắc dọc

Độ dốc dọc ảnh hởng rất lớn đến tốc độ xe chạy, thời gian xe chạy,năng lực thông xe, an to n xe chào ạy, giá th nh vào ận tải, nếu … Với mục đích phục vụ độ dốc dọc lớnthì giảm gía th nh xây dào ựng nhng trong mọi trờng hợp ta cố gắng dựng các độdốc bộ v ít thay ào đổi độ dốc

Phối hợp các yếu tố trên trắc dọc, bình đồ v nào ằm trong địa hình cụ thể.Mục tiêu l trong không gian của mào ột tuyến đờng h i hòa nội bào ộ không chelấp tầm nhìn, không gây ảo giác có hại cho tâm lý ngời lái xe.

1 Các điểm khống chế trên trắc dọc

Đó l nhào ững điểm trắc dọc buộc phải đi qua như các điểm có liên quanđến cao độ theo quy hoạch, điểm giao cắt cùng mức với đờng sắt hay đờnggiao thông cấp cao hơn

Trong thiết kế, thờng đáy rãnh dọc cùng độ dốc với tim đờng Vì vậy ởnhững đoạn đờng đ o cào ần thiết kế độ dốc ≥ 0,5% (trờng hợp đặc biệt khókhăn cũng không được < 0,3%)

Khi thiết kế đờng đỏ cần chú ý đến điều kiện thi công, không nên thiết

kế đờng đỏ đổi dốc lắt nhắt Phải tuân theo quy định của quy trình với đờng cấp

60 chiều d i các đoạn dốc dọc > 150m.ào

1.3.1.2 Các phương pháp thiết kế trắc dọc

Căn cứ v o đào ờng cao độ tự nhiêntrắc dọc phối hợp với bình đồ & bản vẽtrắc ngang ta tiến h nh thiào ết kế đờng đỏ theo hai phương pháp sau:

1 Phương pháp thiết kế bao

Thiết kế bao tức l cho đào ờng thiết kế lượn theo địa hình tự nhiên tức l ào đisong song với mặt đất tự nhiên Phương pháp n y ào được áp dụng với những địahình bằng phẳng hoặc cao độ thay đổi đều độ dốc tự nhiên nhỏ

Căn cứ vào địa hình cụ thể của tuyến AB ta kết hợp cả phơng pháp đi bao và

ph-ơng pháp đi cắt ở các đoạn bố trí rãnh dọc, độ dốc dọc của tuyến luôn đảm bảo

≥ 0,5% Các điểm đổi dốc được lựa chọn cho trùng với điểm giữa của đờng cong tròn (cọc P) nhưng có nhiều trờng hợp không thể áp dụng được Độ dốc dọc tối đa cho phép của tuyến l 7% nhào ưng ở đây độ dốc dọc lớn nhất l ào 4.01%

1.3.2 Bố trí đờng cong đứng trên trắc dọc

đờng cong đứng được bố trí với độ đổi dốc lớn hơn 1% Sau khi đóchọn bán kính đờng cong đứng thì các yếu tố còn lại của đờng cong được xácđịnh theo công thức sau:

Chiều d i đào ờng K = R.(i1-i2) (m) (1.7)Tiếp tuyến đờng cong T = R (m) (1.8 )

Tung độ các điểm trung gian trên đờng cong có ho nh độ X ào được xác định

dấu (-) ứng với đờng cong đứng lõm

i1,i2: Độ dốc của hai đoạn nối nhau bằng đờng cong đứng

1 Về mặt hình học:

Thì nền đờng phải có hình dáng và kích thớc phù hợp với các yêu cầu của

tuyến và sự ổn định của nền

2 Về mặt cơ học: Thì phải đảm bảo nền đờng ổn định, không có biến dạng

nguy hiểm và cũng không đợc lún nhiều dới tác dụng của xe cộ và trọng lợngcủa bản thân đờng

3 Về mặt vật lý: thì phải đảm bảo tốt nền đờng không bị qúa ẩm, không giảm

cờng độ trong thời kỳ ẩm ớt, phải có biện pháp kỹ thuật đảm bảo duy trì đượccường độ cao trong suốt quá trình sử dụng

4 Đất l m n àm n ền đờng

Đất l vào ật liệu chủ yếu để xây dựng nền đờng Tính chất v trào ạng tháicủa đất (độ ẩm v ào độ chặt) ảnh hưởng rất lớn đến cờng độ v mào ức độ ổn

định của nền đường Cụ thể một số loại đất sau:

a Đất cát: Đất cát có cờng độ cao và ổn định tốt đối với nước (hệ số ma sáttrong của cát tương đối lớn, tính thấm thoát nớc tốt v mao dẫn kém) Nhào ng đấtcát rời rạc, không dính nên phải có lớp đất dính bọc xung quanh để giữ cho nền

đờng không bị phá hoại của ma, gió, ta có thể dùng sét trộn vào cát để tăng độdính của đất cát

Vì những ưu điểm như trên, đất cát thường được dùng để đắp nền đờngqua vùng đất yếu, lầy lội

b Đất sét: Đất sét vì hạt sất nhỏ nên tính chất hoàn toàn ngợc lại đối với đất cát,

khi đã thấm ớt thì khó khô, thể tích dễ bị thay đổi theo trạng thái khô ẩm, độmao dẫn lại lớn do đó độ ổn định nớc của sét là rất kém Đất sét khi khô lại rấtcứng, khó đập vỡ và làm nhỏ, khi ớt lại nhão nên dễ phát sinh hiện tợng ụ cao, ụ

sâu và khó đầm nén chặt Vì vậy đất sét chỉ đợc dùng ở những nơi đắp cao, thoát

nớc tốt và đặc biệt phải có biện pháp đầm nén chặt

c Đất bụi: Đất bụi có cỡ hạt 0,005  0,05mm, kém dính và ổn định đối với nớckém, độ mao dẫn lớn 0,8 1,5m Loại này có hàm lợng bụi lớn thờng khi ma thìnhão dễ xói chảy, khi khô thì quá rời rạc và hay sinh bụi

Vì vậy đối với loại đất này rất bất lợi khi xây dựng nền đờng và chỉ nêndùng để xây dựng các lớp dới của nền đờng (dới khu vực tác dụng)

Tóm lại, loại đất á cát là vật liệu xây dựng nền đờng thích hợp nhất, tốtnhất, sau đó là loại đất á sét Đất á cát có một số hạt lớn nhất định nên đạt yêucầu về cờng độ và độ ổn định nớc tốt Đồng thời lại gồm một số hạt nhỏ nhất

định (có chỉ số dẻo nhất định) nên không bị rời rạc quá và rất dễ đầm nén chặt

5 Một số loại nền đờng trong trờng hợp thông thờng

a Nền đắp

Nền đắp có mái dốc bằng đá thì đá có kích cỡ lớn hơn 25 cm và xếp khan (có chêm chèn) trong phạm vi chiều dày 1,0  2,0m với độ dốc nh bảng sau:

Loại đất đá

Độ dốc mái đờng đắpKhi chiều cao mái dốc

Các loại đá phong hoá nhẹ 1 : 1  1 : 1,3 1 : 1,3  1,5

Trờng hợp nền đắp đất (cát) qua vùng ngập nớc thì phải áp dụng độ dốcmái dốc đắp bằng 1:2, 1:3, đối với phạm vi nền đờng dới mức nớc ngập thông th-ờng và bằng 1:1,75, 1:2 đối với phạm vi nền đờng dới nớc thiết kế

Khi mái dốc nền đắp đất tơng đối cao thì cứ 810m cao phải tạo ra một bậcthềm rộng 13m, trên bậc thềm có cấu tạo dốc ngang và rãnh xây Ngoài ra máidốc cao nên đợc gia cố bề mặt bằng đá xây hoặc các tấm bê tông đúc sẵn

- Khi xây dựng trên sờn dốc, tùy theo độ dốc của sờn dốc mà có các biện pháp xử lý nh sau:

Khi độ dốc của sờn dốc <20% thì chỉ cần dãy cỏ hoặc đào bỏ lớp hữu cơphía trên rồi đắp trực tiếp nền đờng trên sờn dốc Khi độ dốc của sờn dốc 20

50% thì phải đánh cấp (bậc) Nếu thi công bằng thủ công thì chiều rộng bậc là1m, nếu thi công bằng máy thì chiều rộng bậc là 34m (bằng chiều rộng lỡi

máy) Bản chất của đánh cấp là thay lực ma sát nhỏ giữa nền đắp và sờn dốcbằng sức chống cắt cao hơn của đất đắp.

Trờng hợp chiều cao mái dốc >12m phải kiểm toán ổn định Khi kiểmtoán ổn định nền đờng ngập nớc phải xét đến áp lực thủy động do gradient thủylực gây nên Chiều cao mái dốc đắp đất không nên quá 16m và đắp đá không nênquá 2m

Trờng hợp đắp cao và đắp trên sờn dốc, nếu kết quả kiểm toán ổn địnhkhông đảm bảo thì phải thiết kế các giải pháp chống đỡ để tăng độ ổn định (kèchân, kè vai), bằng đá xếp khan, xây vữa hoặc bê tông xi măng Mặt mái dốc nền

đắp phải đợc gia cố bằng các biện pháp thích hợp với điều kiện thủy văn và khí

hậu tại chỗ để chống xói lở do tác động của ma, của dòng chảy, của sự thay đổimức nớc ngầm

- Các chỗ lấy đất để đắp nền đờng phải đợc quy hoạch trớc và đợc sự chấp nhận của địa phơng theo nguyên tắc là: Tận dụng các chỗ hoang hóa, đất

có chất lợng và điều kiện khai thác thích hợp Không ảnh hởng đến môi trờng,tiết kiệm đất đai Kết hợp việc khai thác đất với nông, ng nghiệp (tạo nơi chứa n-

ớc, nuôi trồng thủy sản,… Với mục đích phục vụ)

b Nền đào

Đối với nền đờng đào khi xây dựng sẽ phá hoại thế cân bằng của các tầng đất thiên nhiên, nhất là trờng hợp đào trên sờn dốc sẽ tạo nên hiện tợng sờn dốc bị mất chân, vì thế mái taluy đào phải có độ dốc nhất định để đảm bảo ổn định cho taluy và cho cả sờn núi Đối với độ dốc dọc taluy đào cần quan sát, phân tích các yếu tố sau: Thành phần tính chất cơ lý của các lớp đất

đá Thế nằm và sự phát triển của mặt nứt, kẽ nứt Nguyên nhân hình thành

địa chất (sờn tích, đồi đá tích, trầm tích, …) Tính chất kết cấu và mức độ ) Tính chất kết cấu và mức độ phong hóa của đất đá Chiều cao mái dốc, …) Tính chất kết cấu và mức độ độ dốc của mái dốc taluy nền đ - ờng đào đợc lấy theo quy phạm 4054-05 của Bộ giao thông.

Loại và tình trạng đất đá

Độ dốc mái đờng đào khi

Có chiều cao mái dốc

Đá cứng phong hoá nặng 1:1 1:1.25

Bảng 1.4 Chỉ tiêu độ dốc của mái taluy

Với nền đào đất, chiều cao mái dốc không nên vợt quá 20m, với nền đào

đá mềm, nếu mặt tầng đá dốc ra phía ngoài với góc dốc >25o thì mái dốc thiết kếnên lấy bằng góc dốc mặt tầng đá và chiều cao mái dốc nên hạn chế dới 30m

Khi chiều cao mái dốc cao hơn 12m phải tiến hành phân tích, kiểm toán

độ ổn định bằng các phơng pháp thích hợp tơng ứng với trạng thái bất lợi nhất(đất, đá phong hóa bão hòa nớc) Với mái dốc bằng vật liệu rời rạc, ít dính thìnên áp dụng phơng pháp mặt trợt phẳng, với đất dính kết thì nên dùng phơngpháp mặt trợt tròn, hệ số ổn định nhỏ nhất phải ≤1,25 Đối với mái dốc bằng đá,phải có phân tích so sánh với độ dốc của các mái ổn định (mái dốc nền đờng,công trình hoặc mái dốc tự nhiên) đã tồn tại trong khu vực lân cận

Khi mái dốc qua các tầng, lớp đất đá khác nhau thì phải thiết kế có độ dốckhác nhau tơng ứng, tạo thành mái dốc đào kiểu mặt gẫy hoặc tại chỗ thay đổi

độ dốc bố trí thêm một mặt thềm rộng 13m có độ dốc 510% nghiêng về phíatrong rãnh, trên bậc thềm phải xây rãnh thoát nớc có tiết diện chữ nhật, tam giác

đảm bảo đủ thoát nớc từ tầng taluy phía trên Khi mái dốc đào không có tầng lớp

đất, đá khác nhau nhng chiều cao lớn thì cũng nên thiết kế bậc thềm nh trên vớikhoảng chiều cao giữa các bậc thềm từ 612m Khi đào qua lớp đá cứng cha bịphong hóa thì có thể dịnh dạng đào nửa hầm Khi mái dốc có cấu tạo dễ bị lở, rơithì mép ngoài của rãnh biên đến chân mái dốc nên có một bậc thềm rộng tốithiểu là 1m Khi đã có tờng phòng hộ, hoặc khi mái dốc thấp hơn 12m thì khôngcần bố trí bậc thềm này

Mái dốc nền đào phải có biện pháp gia cố chống xói lở bề mặt, chống đất

đá phong hóa sạt lở cục bộ (trồng cỏ, trồng cây bụi, bọc mặt neo các ô dàn bêtông,… Với mục đích phục vụ) và khi cần xây tờng chắn, tờng bó chân mái dốc để tăng cờng mức độ

ổn định của toàn mái dốc

Phải thiết kế quy hoạch đổ đất thừa từ nền đào, không đợc tùy tiện đổ đấtxuống sờn dốc phía dới gây mất ổn định sờn dốc tự nhiên, không đợc đổ xuống

ruộng, vờn, sông suối phía dới Chỗ đổ đất đợc san gạt thành bãi, trồng cây cỏphòng hộ và có biện pháp thoát nớc thích hợp.

c Nền nửa đào nửa đắp

Thờng gặp khi nền đờng qua các vùng sờn dốc nhẹ (dới 50%) Lúc này cóthể vận dụng các cấu tạo nói riêng cho phần đào và phần đắp Khi thi công cầntận dụng vận chuyển ngang đất từ nửa đào sang nửa đắp

1.4.2 Xác định khối lợng đào đắp

Khi thiết kế phải xác định khối lợng công tác nền đờng để lập dự toán, tổchức thi công hay lập luận chứng so sánh các phơng án tuyến, khi tính toán khốilợng công tác nền đờng, mặt đờng phải căn cứ vào diện tích (hoặc chiều rộngmặt đờng, lề đờng, chiều dày lớp kết cấu,… Với mục đích phục vụ) trên các mặt cắt ngang và ngời tagiả thiết giữa các mặt cắt ngang, sự thay đổi của các yếu tố trên theo quy luật đ-ờng thẳng, bỏ qua phần gồ ghề chủa mặt đất (nếu có thay đổi lớn thì đã rải chènthêm các cọc địa hình)

Hiện nay việc tính toán các diện tích đào, đắp, các chiều rộng bề dầy,… Với mục đích phục vụnói trên đợc thực hiện bằng các chơng trình máy tính Khối lợng giữa các mặt cắtngang đợc tính đơn giản bằng công thức sau:

Trong đó V12: Là khối lợng cần tính giữa hai mặt cắt 1,2

L12: Là khoảng cách giữa hai cọc 1,2

F1,F2: Là diện tích (bề rộng, chiều dày) của mặt cắt 1,2.jCác khối lợng công tác cần tính trên mặt cắt ngang phụ thuộc vào giảipháp thi công, có thể là: Diện tích đào hữu cơ, vét bùn, đánh cấp đào rãnh,… Với mục đích phục vụdiện tích đào, đắp đất đá (lại phân chi tiết thành các cấp đất đá, hệ số đầm chặt Kcủa các lớp đất,… Với mục đích phục vụ) diện tích, chiều dày và các loại vật liệu lớp bù vênh Chiều

rộng các phần mặt đờng (các loại kết cấu khác nhau trên mặt cắt ngang, kết cấutrên mặt đờng cũ, kết cấu cạp mở rộng,… Với mục đích phục vụ), lề đờng (gia cố lề, lề đất,… Với mục đích phục vụ), chiềurộng lớp vải địa kỹ thuật,… Với mục đích phục vụ chiều dày các lớp vật liệu đặc biệt,… Với mục đích phục vụ

Bảng khối lợng đợc lập riêng cho từng Km và lập bảng tổng hợp khối lợngcho toàn tuyến

1.5 Thiết kế mặt đờng

1.5.1 Các yêu cầu chung với áo đờng

áo đờng là công trình đợc xây dựng trên nền đờng bằng nhiều tầng lớp vậtliệu có độ cứng và cờng độ lớn hơn so với đất nền đờng, trực tiếp chịu tác dụngcủa tải trọng xe chạy và sự phá hoại thờng xuyên của các nhân tố thiên nhiên nh

ma, gió, sự thay đổi nhiệt độ,… Với mục đích phục vụ nh vậy, để bảo đảm xe chạy an toàn, êm thuận,kinh tế thì việc xây dựng áo đờng cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:

1 áo đờng phải có đủ cờng độ chung: Biểu thị qua khả năng chống lại biến dạng

thẳng đứng, biến dạng trợt, biến dạng co giãn do bị kéo uốn hoặc do thay đổinhiệt độ Ngoài ra, cờng độ của áo đờng phải ít thay đổi theo điều kiện thời tiết,khí hậu, tức là phải ổn định về mặt cờng độ

2 Mặt đờng phải đảm bảo đợc độ bằng phẳng nhất định: Để giảm sức lăn, giảm

xóc khi xe chạy Do đó sẽ nâng cao đợc tốc độ xe chạy, giảm tiêu hao nhiên liệu

và kéo dài tuổi thọ của xe, giảm giá thành vận tải

3 Bề mặt mặt áo đờng phải có đủ độ nhám nhất định: Để nâng cao hệ số bám

giữa bánh xe và mặt đờng, tạo điều kiện tốt cho xe chạy an toàn với vận tốc thiết

kế và trong trờng hợp cần thiết có thể dừng xe nhanh chóng

4 áo đờng phải có sức chịu đựng bào mòn tốt và sản sinh ít bụi: Vì bụi sẽ làm

giảm tầm nhìn, gây tác dụng xấu đối với hành khách, hàng hóa và làm ô nhiễmmôi trờng sinh thái xung quanh Sử dụng đợc vật liệu sẵn có của địa phơng và thicông dễ dàng

Đó là những yêu cầu cơ bản của kết cấu áo đờng, tùy theo điều kiện thực

tế, ý nghĩa của đờng mà lựa chọn kết cấu áo đờng cho phù hợp để thỏa mãn ởmức độ khác nhau những yêu cầu nói trên

Hiện nay về mặt cơ học ngời ta phân kết cấu áo đờng thành hai loại chủyếu là: áo đờng cứng và áo đờng mềm nhằm tìm kiếm các phơng pháp tính toáncờng độ và biến dạng thích hợp đối với mỗi loại áo đờng để đảm bảo chúngkhông bị phá hoại dới tác dụng của xe trong suốt thời kỳ sử dụng

1.5.1.1 áo đờng cứng: (Mặt đờng bê tông xi măng) là kết cấu có cờng độ lớn,

c-ờng độ chống biến dạng (module đàn hồi hoặc module biến dạng) cũng cao hơnnhiều so với nền đất và đặc biệt nó có khả năng chịu kéo khi uốn lớn, do vậy nólàm việc theo nguyên lý tấm trên nền đàn hồi và phân bố đợc áp lực của tải trọng

xe xuống nền đất trên một diện tích rộng làm cho nền đất phía dới ít phải thamgia chịu tải

1.5.1.2 áo đờng mềm: Là kết cấu với tầng lớp đều có khả năng chịu uốn nhỏ

(hoặc không có khả năng chịu uốn) dới tác dụng của tải trọng bánh xe chúngchịu nén và chịu cắt trợt là chủ yếu Cờng độ và khả năng chống biến dạng của

nó có thể thay đổi phụ thuộc vào thay đổi của nhiệt độ và độ ẩm Trong kết cấu

áo đờng mềm nền cũng tham gia chịu tải trọng cùng với mặt đờng ở mức độ

đáng kể áo đờng mềm là tất cả các loại áo đờng làm bằng các vật liệu khácnhau, trừ mặt đờng bê tông xi măng Xu hớng hiện nay là dùng kết cấu áo đờngmềm cho xây dựng đờng ôtô

1.5.2 Chọn kết cấu áo đờng

Kết cấu áo đờng gồm hai lớp: Lớp mặt và lớp móng Việc lựa chọn loạimặt đờng và móng đờng căn cứ vào các chỉ tiêu sau:

1.5.2.1 Đối với mặt đờng căn cứ vào

- ý nghĩa cấp hạng kỹ thuật của đờng

- Lu lợng xe chạy, tốc độ xe chạy tính toán

- Khả năng cung cấp vật liệu làm đờng

- Phơng tiện thi công

- Điều kiện duy trì, trùng tu và bảo dỡng, điều kiện khí hậu

1.5.2.2 Đố với móng đờng căn cứ vào

Điều kiện nền đờng địa chất thủy văn, thổ nhỡng, tình hình nguyên vật liệu

đảm bảo lớp liền khối đó không bị nứt

1.5.3 Chọn loại tầng mặt áo đờng

Vật liệu làm lớp mặt chủ yếu cần dùng loại ít hoặc không thấm nớc, có ờng độ và tính ổn định về cờng độ đối với nớc và nhiệt độ cao, đặc biệt có khảnăng chống tác dụng phá hoại bề mặt cũng nh bào mòn tốt Vì vậy, ta nên dùngcác vật liệu có cấu trúc liên kết tốt (dùng thêm chất liên kết) có độ chặt lớn, cócốt liệu đợc chọn lọc về hình dạng và tình trạng bề mặt để đảm bảo cờng độ (lựcdính C và góc ma sát trong) cần thiết và kích cỡ hạt nhỏ để dẩm bảo chống bongbật tốt Do vậy nên chọn bêtông, atphan làm cốt liệu cho lớp mặt.

c-1.5.4 Chọn vật liệu cho tầng móng áo đờng

Vật liệu tầng móng có thể dùng cả các loại cấu trúc rời rạc, kích cỡ lớn, ítchịu đợc bào mòn nh đá dăm, cấp phối, đất và đá gia cố chất liên kết vô cơ, sỏicuội, đá ba, phế liệu công nghiệp, gạch vỡ,… Với mục đích phục vụ ờng độ của lớp móng phía dới có ccờng độ thấp hơn để phù hợp với quy luật truyền ứng suất do hoạt tải

Đối với khí hậu nhiệt đới nh ở Việt Nam chúng ta thì không nên chọn cátlàm lớp móng dới vì cát rỗng tạo điều kiện thuận lợi cho việc tích tụ ẩm, đồngthời cát có cờng độ thấp không góp phần vào việc chịu tải đáng kể, lại gây khókhăn cho việc thi công các lớp bên trên Nếu dùng cát làm lớp đệm thì phải xâydựng hệ thống rãnh xơng cá thật tốt để thoát nớc lòng đờng

Để tận dụng vật liệu địa phơng ta chọn cấp phối đá dăm để làm lớp móng

đờng Các lớp vật liệu trong kết cấu áo đờng từ trên xuống dới thì cờng độ giảmdần để phù hợp với trạng thái phân bố ứng suất và để giảm giá thành xây dựng.Cờng độ của các lớp trên không nên cao hơn từ 1,53 lần lớp dới liền nó vềModul đàn hồi hoặc Modul biến dạng

Chơng 2:

GIớI THIệU CHUNG Về PHầN MềM NOVA, topo

2.1 Giới thiệu về phần mềm Nova 5.0

Nova5.0 là Chơng trình thiết kế đờng bộ đợc thực hiện trên nền AutoCAD

2004 hoặc AutoCAD 2005 với ngôn ngữ lập trình Visual C++ Nova là sản phẩmliên kết giữa Công ty Hài Hòa và Hãng ViaNova của Nauy

Với Nova 5.0 có thể thực hiện công tác thiết kế từ dự án tiền khả thi tớithiết kế kỹ thuật

Sử dụng Nova 5.0 thật đơn giản nhng lại cho kết quả rất chi tiết hoàn toànphù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam về thiết kế đờng bộ và có thể thiết kế theo tiêuchuẩn AASHTO

Các chức năng chính của chơng trình:

1 Nhập số liệu khảo sát

2 Vẽ mặt bằng hiện trạng và thiết kế bình đồ tuyến

3.Thiết kế trắc dọc, trắc ngang

4 Tính toán và lập bảng khối lợng đào đặp

5 Vẽ đờng bình độ, dựng phối cảnh mặt đờng cùng cảnh quan địa hình vàtạo hoạt cảnh 3D

Đây là mô hình địa hình số 3D cho phép nội suy tọa độ (x, y, h) của bất kỳ điểmnào nằm trong mô hình lới.

2.1.2 Vẽ mặt bằng hiện trạng và thiết kế bình đồ tuyến

Từ số liệu đo có thể thể hiện đợc mặt bằng hiện trạng khu vực và Trên cơ

sở mô hình địa hình đã đợc nhập có thể tiến hành vạch các đờng tim tuyến khácnhau của con đờng cần thiết kế nhằm chọn đợc các phơng án tối u hoặc là thiết

kế nhiều tuyến cùng một lúc, nhất là trong thiết kế tiền khả thi Nova 5.0 tự độngphát sinh hoặc chèn các cọc và các điểm mia theo yêu cầu Các số liệu đợc tự

động cập nhật, cho phép hiệu chỉnh một cách dễ dàng hoặc bổ sung thêm cho

phù hợp với số liệu địa hình thực tế Nova 5.0 cho phép thiết kế các đờng congchuyển tiếp hoặc không chuyển tiếp có siêu cao hoặc không có siêu cao Nếu cósiêu cao thì trong đoạn độ dốc một mái tim quay là tâm cọc hoặc mép ngoàiphần xe chạy hoặc mép lề phần bụng khi cha mở rộng Đồng thời để thuận tiệncho ngời sử dụng, Nova 5.0 cho phép nhập mới và tra các tiêu chuẩn thiết kế đ-ờng cong và siêu cao Kết xuất các kết quả phục vụ cho việc xác định tuyếnngoài hiện trờng

2.1.3.Thiết kế trắc dọc, trắc ngang

Trong trờng hợp tuyến dài nhiều cây số Nova 5.0 cho phép tách trắc dọc ranhiều đoạn khác nhau trong cùng 1 bản vẽ Mẫu biểu bảng trắc dọc và trắcngang có thể tùy ý thay đổi cho phù hợp với bảng biểu của cơ quan hoặc theoyêu cầu của nhiệm vụ thiết kế Trắc ngang có thể sắp xếp cho vừa khổ giấy cầnxuất ra và có thể chọn chức năng in nhiều trang cắt ngang thiết kế chuẩn mà khaibáo cho tuyến

Nova 5.0 cho phép thiết kế 3 phơng án đờng đỏ nhằm chọn ra phơng án tối

u theo khối lợng đào đắp, đợc tính toán sơ bộ theo mẫu cắt ngang thiết kế chuẩnkhi khai báo các thông só thiết kế tuyến

Đối với đờng trong nội thị Nova 5.0 cho phép thiết kế các giếng thu nớc,cao độ đáy cống ngầm

Trên trắc dọc Nova 5.0 cho phép nhập bề dầy của các lớp địa chất dựa vàochúng có thể tính toán khối lợng đào của từng lớp

Trên trắc ngang mặt cắt sẽ đợc tự động xác định theo độ dốc siêu cao và

mở rộng lề nếu cắt ngang nằm trong đoạn có bố trí siêu cao và có mở rộng Cáccao độ cắt ngang sẽ bám theo các cao độ thiết kế của từng phơng án Việc thay

đổi phơng án đờng đỏ các mặt cắt thiết kế trắc ngang sẽ tự động thay đổi theophù hợp với cao độ của phơng án đờng đỏ hiện hành.

Trong một số trờng hợp đặc biệt nh: Taluy có dật cấp, lề hoặc mặt đờngkhông khai báo đợc theo tiêu chuẩn Nova 5.0 cho phép thiết kế mặt đờng, lề,taluy bằng các đờng Polyline của AutoCAD sau đó định nghĩa thành các đối t-ợng tơng ứng của Nova 5.0 rồi copy cho các mặt cắt ngang khác

2.1.4 Tính toán và lập khối lợng đào đắp

Nếu thiết kế theo TCVN Nova 5.0 sẽ xác định cho gần 70 loại diện tích.Trên cơ sở các loại diện tích này ngời sử dụng có thể tổ hợp lại bằng cách xâydựng các công thức tính sao cho phù hợp với yêu cầu diện tích cần kết xuất, ghichúng lên từng trắc ngang Sau khi điền các loại diện tích trên các trắc ngang vàqua quá trình vi chỉnh Nova 5.0 cho phép tự động lập bảng tổng hợp khối lợng

đào đắp

2.1.5 Vẽ đờng bình độ mặt đờng cùng cảnh quan địa hình

Nova 5.0 cho phép thể hiện đờng đồng mức của mô hình thiết kế điểm.Dựng phối cảnh mặt đờng thiết kế và bề mặt tự nhiên cùng cảnh quan hiện trạng,tạo hoạt cảnh Modul này thờng dùng khi thiết kế và trình duyệt dự án tiền khảthi

2.2 Giới thiệu chung về phần mềm Topo 5.0

Nhằm phục vụ công tác thiết kế (thiết kế đờng, kênh, đê đập, san nền ) Cầntiến hành khảo sát và thành lập bản đồ địa hình Đây là bớc hết sức quan

trọng, quyết định rất nhiều đến kết quả của quá trình thiết kế sau này Trớc đâyquá trình khảo sát và thiết kế gần nh tách biệt nhau (xét trên phơng diện một hệthống thông tin), việc giao tiếp giữa 2 quá trình đợc thực hiện thủ công: Kết quảcủa công tác khảo sát đợc chuyển sang công tác thiết kế trên cơ sở các sổ đo, bản

đồ giấy hoặc các tập tin bản đồ trên máy thuần tuý về mô tả hình học, rất ít hoặckhông có các thông tin về địa hình số Ngời thiết kế gần nh phải thực hiện lạimột số công đoạn về nhập dữ liệu địa hình, gây lãng phí về thời gian và côngsức

Để tự động hoá việc giao tiếp giữa hai quá trình khảo sát và thiết kế, công tyHài Hoà họ đã nghiên cứu thiết kế và cho ra đời phầm mềm Topo đây là một ch -

ơng trình, phần mềm trợ giúp cho quá trình khảo sát và lập bản đồ địa hình số.Các bản đồ địa hình do Topo lập ra chứa đựng đầy đủ các thông tin về địa hình,trên cơ sở đó, ngời thiết kế tiến hành đợc công việc của mình luôn, bỏ qua giai

đoạn nhập dữ liệu trung gian, tiết kiệm thời gian, công sức và đảm bảo tính chínhxác, thống nhất của dữ liệu.

Phầm mềm Topo chạy trong môi trờng AutoCAD 2004 hoặc AutoCAD 2005với hệ thống menu, hộp thoại bằng tiếng Việt, có hệ thống trợ giúp trực tuyến rấtthuận tiện cho ngời sử dụng khi cần tra cứu

Cách sử dụng nh sau:

2.2.1 Nhập dữ liệu

2.2.1.1 Nhập dữ liệu Điểm đo

 Lệnh: HNDL

 Menu: Nhập dữ liệu/Nhập dữ liệu điểm đo

Xuât hiện hộp thoại sau:

Hình

2.1

Biên soạn các kết quả đo

Cài đặt các thông số ban đầu:

 Menu: Công cụ/Cài đặt thông số ban đầu

Xuất hiện hộp thoại:

Hình 2.2 Cài đặt các thông số ban đầu

 Thể hiện theo CAD

Chọn nhập đơn vị góc theo đơn vị đặt của AutoCAD

Ví dụ: Trong AutoCAD đặt dạng góc là

Angles : Deg/Min/Sec Precision: 0d00’00”

Muốn nhập góc 145o24’34” thì ta nhập là 145d24’34”

 Dạng aaa.mm.sss <Dấu chấm>

Độ phút giây đợc phân cách bởi dấu chấm “.”

Ví dụ: muốn nhập góc 145o24’34” thì ta phải là 145.24.34

 Dạng aaa.mmsss <Dấu chấm>

Giữa độ và phút đợc cách bởi dấu chấm “.” giá trị giây đợc lấy từ số thứ bacủa phần phút

Loại máy

toàn đạc

Dạng đo máy thuỷ bình Dạng đo máy kinh vĩ

Máy toàn đạc điện tử

Trong máy toàn đạc điện tử nếu máy không tính ra toạ độ điểm ta gọi là

“đo thô” - Raw - yêu cầu kho Biên vẽ BĐ ta phải có bớc hiệu chỉnh Khi mà

điểm đợc máy tính ra toạ độ ta gọi “đo toạ độ điểm” - Coord

C ác loại máy toàn đạc và các kiểu đo cho bạn chọn:

- Dạng đo thô với máy Nikon DTM sử dụng công cụ trút dữ liệu là DTM700với tệp dữ liệu có phần mở rộng là ‘700’

- Dạng đo thô với máy Nikon DTM sử dụng công cụ trút dữ liệu là Transitvới tệp dữ liệu có phần mở rộng là ‘trn’

- Dạng đo thô với máy Nikon DTM sử dụng công cụ trút dữ liệu là Nikonvới tệp dữ liệu có phần mở rộng là ‘nik’

- Dạng đo thô với máy Nikon DTM sử dụng công cụ trút dữ liệu là Nikonvới tệp dữ liệu có phần mở rộng là ‘raw’

- Dạng đo thô với máy Leica sử dụng công cụ trút dữ liệu là TC với tệp dữliệu có phần mở rộng là ‘gsi’

- Dạng đo thô với máy Leica sử dụng công cụ trút dữ liệu là TPS với tệp dữliệu có phần mở rộng là ‘idx’

- Dạng đo thô với máy SET (Sokia) sử dụng công cụ trút dữ liệu là SDR vớitệp dữ liệu có phần mở rộng là ‘sdr’

- Dạng đo thô với máy Topcon sử dụng công cụ trút dữ liệu là T-COM v1.51 với tệp dữ liệu có phần mở rộng là ‘gt6’

- Ghi sổ đo theo dạng dài xiên Chiều dài của tia ngắm xiên từ tâm máy cho tới tia ngắm trên mia.

-Ghi sổ đo theo dạng dài bằng Chiều dài trên mặt ngang từ máy tới mia

- Ghi sổ đo theo dạng đo ba dây Đo bằng máy kinh vĩ ba dây

- Ghi sổ đo theo dạng chiều dài đọc trên mia Đo bằng máy kinh vĩ với chiều dài xiên S = (chỉ trên- chỉ dới)*100

Chiều dài ngang D = S.cosV

Sau khi chọn loại máy đo và dạng thể hiện góc ta chọn nút “Nhận” của hộp thoại để chấp nhận các thông số cài đặt

1 Đọc tệp dữ liệu từ máy toàn đạc điện tử

a Hiệu chỉnh và sửa đổi thông số trạm máy

Tại ô “Thông số trạm máy” chọn máy đo cần sửa tại ô “Tên”

Ta có thể thay đổi toạ độ, cao máy, điểm qui 0, toạ độ điểm qui 0

Sau đó chọn nút “Cập nhật”

b Hiệu chỉnh và sửa đổi thông số điểm đo

Trong bảng các điểm chi tiết ta có thể sửa, thêm các thông số điểm chi tiết Sau đó chọn nút “Cập nhật” để cập nhật dữ liệu với máy đợc chọn

Lu ý: Đối với máy toàn đạc điện tử Leica đo dạng thô, tệp dữ liệu máy trút

ra không có dấu hiệu phân biệt khi nào tách trạm máy Vì vậy trong chơng trìnhqui định tách trạm máy bằng ghi chú điểm, khi thiết lập một trạm máy mới ngời

đứng máy thay đổi bốn kí tự đầu của 8 kí tự mô tả điểm chi tiết

Ví dụ: Trạm máy 1

Ta ghi chú điểm nh sau:

Trên màn hình của máy toàn đạc ta Nhập ghi chú điểm tại mục Id:

00010000 , chú ý tới chữ cái in đậm biểu thị điểm chi tiết này thuộc máy đo

+ Thiết lập trạm máy mới với điểm đo trong máy khác

+ Tiện ích này nhằm cung cấp cho ngời sử dụng cách khắc phục lỗi khi đokhông cài đặt trạm máy mỗi khi chuyển máy

+ Kết quả xuất hiện trạm máy mới nh đã khai báo

+ Cập nhật lại toạ độ điểm máy và thiết lập điểm qui0

2 Nhập điểm đo thông qua tệp văn bản toạ độ

 Lệnh: HSENZ

 Menu: Nhập dữ liệu/Nhập theo tệp văn bản toạ độ

Xuất hiện hộp thoại:

Hình 2.4 chuyển tệp toạ độ lên bản vẽ

Chức năng:

- Tạo điểm đo từ tệp văn bản toạ độ

- Các điểm đợc soạn theo các cột với các toạ độ X, Y, Z, TT và Mô tảtuỳ theo yêu cầu

- Dữ liệu đợc chọn định dạng các cột theo thứ tự

- Những cột không có dữ liệu thì ta chọn là “không”

- Chỉ đợc áp dụng cho hai cột cuối

- Tại ô “Dấu phân cách” là dấu phân cách giữa các cột với nhau Chơngtrình trang bị cho ba loại dấu là “dấu TAB, dấu Phảy, dấu trống”.Thông thờng trong chơng trình EXCEL khi xuất tệp ra dạng txt thì dấumặc định là dấu “TAB”

- Tệp nguồn là ô cho phép ngời dùng chọn tên tệp đã soạn thảo ở trên

- Sau khi chọn định dạng và tên tệp ta chọn nút “Nhận” để bắn điểm ra

mà hình

2.2.1.2 Nhập dữ liệu tuyến

 Lệnh: RTDN

 Menu: Nhập dữ liệu/Nhập dữ liệu tuyến

Xuất hiện hộp thoại:

H×nh 2.5 NhËp d÷ liÖu tr¾c däc tr¾c ngang tù nhiªn

Chøc n¨ng:

- NhËp d÷ liÖu tr¾c däc tr¾c ngang tù nhiªn

- Ghi d÷ liÖu tr¾c däc tr¾c ngang ra tÖp *.ntd

C¸c tÝnh n¨ng cña menu trªn hép tho¹i

Chøc n¨ng:

Chọn lựa các thông số nhập trắc dọc, trắc ngang tự nhiên Cài đặt các thông

số mã nhận dạng

 Menu: Lệnh/Mã nhận dạng

Xuất hiện hộp thoại sau

Hình 2.7 Cài đặt mã nhận dạng cho các cọc dặc biệt

Chức năng:

Cài đặt mã nhận dạng tại các vị trí cọc đặc biệt để tính các thông số congcủa tuyến

- Tên cọc là TD1,P1,TC1 cho đờng cong tròn

- Tên cọc là ND1,TD1,P1,TC1,NC1 cho đờng cong chuyển tiếp

Lu ý: Các ghi chú này không nên gõ chữ có dấu.

2 Nhập trắc dọc tự nhiên

 Menu: Lệnh/Trắc dọc

Xuất hiện hộp thoại:

 Nhập khoảng cách từng cọc tại cột khoảng cách.

 Nhập cao độ tự nhiên tại cột cao độ TN

Hình 2.9 Bảng nhập dữ liệu trắc ngang tự nhiên

Chức năng:

Nhập trắc ngang tự nhiên ứng với từng cọc

Các tính năng trên hộp thoại:

Nhập từng trắc ngang ứng với mỗi cọc

Tại ô F.Code khi bạn kích đúp vào ô này chơng trình tải các ký hiệu địavật từ trong th viện ra và cho phép gán địa vật tự động trong khi Biên vẽ BĐ bản

7 KiÓm tra d÷ liÖu

C¸ch thùc hiÖn: vµo menu lÖnh / kiÓm tra d÷ liÖu, hoÆc chän biÓu tîng

, xuÊt hiÖn hép tho¹i sau:

Hình 2.13 Bảng kiểm tra dữ liệu trắc dọc, trắc ngangNhập khoảng chênh cao độ: Nếu cao độ điểm một - cao độ điểm tiếp theo

mà khoảng chênh, chơng trình sẽ đánh dấu điểm có cao độ lơn hơn này Ngời

dùng có thể thay đổi giá trị này tại ô Giá trị.

Lệnh dùng để kiểm tra, hạn chế nhập sai cao độ sai trong quá trình nhậpliệu

Lu ý: Nếu đang nhập ở khoảng cách cộng dồn thì ta phải nhập theo cộng dồn,

khoảng cách lẻ thì nhập theo khoảng cách lẻ trong ô “Khoảng cách”

2.2.1.3 Địa hình

1 Giới thiệu mô hình địa hình

Để thể hiện chiều thứ 3 của địa hình (độ cao) cần xây dựng mô hình địa hình

số Tuỳ theo các yêu cầu cụ thể của bài toán khảo sát địa hình, sẽ có các mô hình

địa hình tơng ứng với mục đích nhằm phản ánh chính xác nhất về bề mặt của địahình tự nhiên

Trong trờng hợp khảo sát theo diện (các điểm đo phân bố tơng đối đềutrên một vùng xác định) Mô hình địa hình số tốt nhất là mô hình địa hình sốdạng lới tam giác (TIN : Triangle Information Network)

 Trong trờng hợp khảo sát theo tuyến (các điểm đo đợc bố trí trên các trắcngang theo tuyến khảo sát) Sử dụng Mô hình địa hình số dạng tuyến sẽmô tả địa hình tốt nhất

 Khi cần tính toán san lấp, Mô hình địa hình số dạng lới chữ nhật sẽ đợc sửdụng (để phù hợp với các phơng pháp truyền thống)

Trong các dạng Mô hình địa hình số trên, Mô hình địa hình số dạng lới tamgiác là cơ bản nhất, từ mô hình này, có thể suy đợc các mô hình còn lại

Thuật toán xây dựng mô hình địa hình số dạng lới tam giác là nối các điểm

gần nhau theo nguyên tắc các tam giác là tam giác Delaunay (tam giác béo).