giới thiệu khái quát vị trí công trình và số liệu ban đầu

giới thiệu khái quát vị trí công trình và số liệu ban đầu

Chương 1

Giới thiệu khái quát vị trí công trình

và số liệu ban đầu

1 Giới thiệu khái quát vị trí công trình.

Khu cảng container Cát Lái có diện tích 21.37 ha, bên bờ tả ngạn sông Đồng Nai, được nối từ khu đất cảng Pertech về phía thượng lưu, thuộc KCN Cát Lái –

Phường Cát Lái – Quận 2 – Tp.HCM

Cầu cảng Cát lái mở rộng số 1a (trên khu đất 21.37ha) thuộc dạng bến nhô có cầu dẫn, tổng chiều dài cầu cảng là 580m gồm 2 bến cho phép 2 tàu container có trọng tải 30.000DWT (tàu tổng hợp đến 36.000DWT) cập và làm hàng

Toàn bộ tuyến bờ sông của cảng đã và đang xây dựng dài khoảng 1650m

Giao thông thuỷ bộ:

 Dự kiến phát triển đường liên tỉnh lộ 25

 Đường Nam Bình Chánh – Bắc Nhà Bè

 Đường cao tốc thành phồ Hồ Chí Minh – Vũng Tàu

 Với các dự án phát triển đường bộ nói trên, cảng Cát Lái sẽ là đầu mối giao thông thuỷ bộ quan trọng trong tương lai

Khoảng cách từ vị trí cảng đến các khu vực trọng điểm theo đường bộ:

 Biên Hoà : 38 km

 Vũng Tàu : 125 km

 Bà Rịa : 102 km

 Mỹ Tho : 72 km

Khoảng cách từ vị trí cảng đến các khu vực trọng điểm theo đường thuỷ:

 Biên Hoà : 53 km

 Vũng Tàu : 86 km

 Bà Rịa : 97 km

 Mỹ Tho : 72 km

 Với hệ thống kênh rạch chằn chịt phần lớn đều đảm bảo được độ sâu và thông thoáng cho các xà lan có trọng tải từ 100 – 150 DWT lưu thông được

 Vị trí xây dựng cảng rất thuận lợi cho việc vận chuyển hàng hoá bằng đường thuỷ

2 Số liệu ban đầu.

2.1 Nhiệm vụ thiết kế.

Công trình bến container Cát Lái, cầu tàu mở rộng số 1a được xây dựng loại bến nhô, gồm một cầu chính, ba cầu dẫn, nhằm đáp ứng nhu cầu xuất, nhập hàng container bằng đường thuỷ của cảng

Cầu tàu mở rộng số 1a cảng Cát Lái được thiết kế cho tàu container 30.000 T neo đậu và đặt các thiết bị xếp dỡ hàng hoá trên cảng

Nhiệm vụ:

 Tính toán quy hoạch cho bến tàu 30.000DWT

 Thiết kế cho tàu 30.000DWT neo đậu và các thiết bị xếp dỡ hàng

 Tính toán thiết kế mố, kết cấu cầu dẫn

 Lập trình tự và biện pháp thi công

 Tính toán bờ kè dọc theo bến cầu tàu mở rộng số 1a

2.2 Căn cứ thiết kế.

Đồ án thiết kế kỹ thuật cầu tàu số 1a cảng Cát Lái Mở Rộng của công ty Tân Cảng Sài Gòn được lập trên cơ sở tải liệu sau:

 Báo cáo nghiên cứu khả thi đầu tư xây dựng mở rộng cảng Cát Lái do Công

Ty Tư Vấn Xây Dựng Hàng Hải lập tháng 2 năm 2002

 Công văn số 233/CHHVN/KHĐT ngày 28/02/2002 của Cục Hàng Hải Việt Nam và Bộ Giao Thông Vận Tải đã có văn bản chấp thuận Báo cáo nghiên cứu khả thi mở rộng Cảng Cát Lái và hoán đổi vị trí cầu cảng Vitaico làm căn cứ để Công Ty Tân Cảng Sài Gòn và các cơ quan liên quan triển khai các bước đầu tư tiếp theo

 Hồ sơ dự thầu thiết kế cầu số 1a – Cảng Cát Lái mở rộng do Công Ty Tư Vấn Thiết Kế GTVT Phía Nam lập 8/2002

 Hồ sơ khảo sát địa hình khu vực xây dựng do Công Ty Tư Vấn Thiết Kế GTVT Phía Nam lập tháng 9/2002

 Hồ sơ khảo sát địa chất khu vực xây dựng do Công Ty Tư Vấn xây Dựng Hàng Hải lập tháng 8/2000

 Hồ sơ khảo sát địa chất khu vực xây dựng do Công Ty Tư Vấn xây Dựng Hàng Hải lập tháng 7/2002

 Hồ sơ khảo sát địa chất khu vực xây dựng do Công Ty Tư Vấn Giao Thông Vận Tải Phía Nam lập tháng 11/2002

 Hồ sơ khảo sát khí tượng, thuỷ văn khu vực xây dựng do Công Ty Tư vấn Thiết Kế GTVT Phía Nam lập tháng 11/1990

3 Điều kiện tự nhiên.

3.1 Địa hình khu đất.

Trên bờ:

Địa hình tương đối bằng phẳng, cao độ bình quân khoảng +3.5m đến +3.8m (hệ Hải Đồ), tại vị trí mố cầu dẫn 1 có một lạch nhỏ cao độ đáy lạch khoảng +1.0m đến +2.0m

Dưới nước:

Khu nước của cảng tương đối sâu, nơi sâu nhất có thể đạt đến -20.0m (hệ cao độ Hải Đồ), khu vực dự kiến xây dựng cầu tàu số 1a có bờ sông tương đối thoải, phía hạ lưu giáp với ranh giới đất của cảng Pertech, phía thượng lưu giáp với ranh giới của cảng Vitaico vị trí mới Nhín chung địa hình thuận lợi cho xây dựng cảng, tuy nhiên càng ra xa bờ có hai bãi cạn, một bãi phía hạ lưu có cao độ trung bình -6.8m và một bãi phía thượng lưu có cao độ trung bình -12.5m

3.2 Các đặc trưng khí tượng.

Khu vực dự định xây dựng cảng, cũng như các tỉnh Miền Đông Nam Bộ, nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới – gió mùa, khí hậu trong năm chia làm hai mùa chính rõ rệt: mùa khô và mùa mưa

Mùa khô bắt đầu từ tháng 11 năm trước kéo dài đến tháng 3 – 4 năm sau

Với các đặc điểm khí hậu là lượng mưa ít, nhiệt độ trung bình của không khí thấp hơn so với mùa mưa Hướng gió chủ đạo trong mùa khô là hướng Đông Bắc Mùa mưa hàng năm bắt đầu từ tháng 5 và kéo dài đến tháng 11, lượng mưa lớn và thường có giông Nhiệt độ trung bình của không khí và ẩm độ không khí cao hơn so với trong mùa khô, hướng gió chủ đạo trong mùa mưa là hướng Tây và hướng Tây Nam

Cuối mùa mưa là thời kì các cơn bão đi qua khu vực khảo sát, tuy nhiên tần suất xuất hiện của chúng không đáng kể và thường là chúng ở vào giai đoạn suy yếu (bão tan), chủ yếu là gây ra mưa lớn

Để mô tả các đặc trưbg khí hậu cho khu vực khảo sát, sử dụng tài liệu quan trắc các yếu tố khí tượng của trạm khí tượng Tân Sơn Nhất, nơi cách khu vực khảo sát khoảng 16 km theo đường chim bay về phía Tây Nam, và là trạm có dãy số liệu quan trắc trong nhiều năm (1941 – 1987)

 Nhiệt độ không khí trung bình nhiều năm là 27.20 C, nhiệt độ cực đại quan trắc được là 38.00 C (tháng 4/1959), và nhiệt độ không khí cực tiểu quan trắc được là 14.70 C (tháng 12/1975) Nhiệt độ tháng trung bình năm dao động trong khoảng từ 25.60 C đến 28.90 C

Các giá trị trung bình và cực trị của nhiệt độ không khí (oC) theo các tháng: Trạm Tân Sơn Nhất (1937 – 1987)

Bảng 1.1

Đặc trưng Tháng nămCả

Trung bình 25,6 26,6 27,9 28,9 28,6 27,6 27,2

Cực đại 31,2 33,4 34,7 38,0 37,8 31,9 38,0

Bảng 1.2

Trung

Cực đại 31,0 30,8 30,9 31,2 31,2 30,9 38,0

Theo số liệu quan trắc nhiều năm tại trạm khí tượng Tân Sơn Nhất thì nhiệt độ không khí trung bình nhiều năm là 27.20 C, nhiệt độ cao nhất là 380 C và thấp nhất là 210 C

 Độ ẩm tương đối của không khí:

Độ ẩm trung bình nhiều năm của không khí vào khoảng 83%, độ ẩm tương đối trung bình tháng thay đổi trong các khoảng từ 69% đến 84%, độ ẩm cực đại là 100% và cực tiểu là 62% Các giá trị cực tiểu của độ ẩm không khí thường quan trắc được vào các tháng cuối mùa khô (tháng 2 – tháng 3) Các giá trị cực đại của độ ẩm không khí thường xảy ra vào các tháng giữa mùa mưa(tháng 8 – tháng 9)

Độ ẩm tương đối trung bình của không khí là 83%, cao nhất là 100% và thấp nhất là 62%

 Lượng mưa:

Lượng mưa phân bố không đều trong năm, chủ yếu tập trung vào các tháng mùa mưa Theo tài liệu quan trắc tại trạm khí tượng Tân Sơn Nhất, lượng mưa trung bình năm là1863 mm Tháng 6 và tháng 9 là hai tháng có lượng mưa cao nhất năm (298mm và 364mm), tháng 1 và tháng 2 là hai tháng có lượng mưa thấp nhất năm (10mm và 4mm tương ứng) Tổng lượng mưa năm cực đại quan trắc được là 2718 mm (1980), tổng lượng mưa cực tiểu năm quan trắc được là 1393mm (1958)

Tổng lượng mưa trung bình hàng năm là 1868 mm, cao nhất là 2718 mm, và thấp nhất là 1393 mm Lượng mưa phân bố không đều, chủ yếu là tập trung trong mùa mưa

 Hướng và tốc độ gió:

Tốc độ gió trung bình tháng Trạm Tân Sơn Nhất (1952 – 1985):

Bảng 1.3

Tốc độ gió cực đại tần suất đảm bảo khác nhau Trạm khí tượng Tân Sơn Nhất (1952- 1984):

Bảng 1.4

Trong mùa khô gió có hướng đặc trưng là hướng Bắc, Đông Bắc, trong mùa mưa hướng gió chủ đạo là hướng Tây- Tây Nam Tốc độ gió trung bình nhiều năm là

2.4 2.9 3.3 3.3 2.7 3 3.2 3.5 2.8 2.3 2.2 2.2 2.8

2.8m/s, tốc độ gió lớn nhất Vmax= 40 m/s Vận tốc gió với suất đảm bảo 2% V=37.5m/s

3.3 Các đặc trưng về thuỷ văn.

Sông Đồng Nai tính từ khu vực dưới thác gềnh tới cửa sông, ngoài lượng nước của bản thân còn chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của hiện tượng thuỷ triều tại khu vực phía Nam biển Đông Aûnh hưởng này biểu hiện rất rõ nét trong mùa khô (mùa nước kiệt)

Chế độ thuỷ triều đặc trưng cho khu vực xây dựng Cảng Cát Lái mở rộng là bán nhật triều không đều, với biên độ triều tại vùng cửa sông có thể đạt tới 4m, và tại bến phà Cát Lái có thể đạt trên 3m

Vận tốc dòng tầng mặt cực đại đo trong pha triều rút của kì triều cường là 186cm/

s, trong pha triều lên của kì triều cường là 52cm/s (ngày 07 – 08/9/1990)

Trong pha triều lên các phao lưu hướng chảy song song với bờ phải, có xu thế áp sát bờ và chảy vào nhánh chính ở phía thượng lưu (ngả ba sông Đồng Nai – Sông Sâu), vận tốc trung bình của phao lưu hướng là 72cm/s Trong pha triều xuống, các phao lưu hướng chảy chéo sông và có xu hướng tách ra xa bờ phải, vận tốc trung bình của phao lưu hướng là 100cm/s

Mực nước:

Theo các tài liệu báo cáo thuỷ văn của khu vực xây dựng cảng Cát Lái mở rộng đã tìm được mối tương quan mực nước giữa trạm mực nước Nhà Bè và khu vực Cát Lái với hệ số tương quan R = 0.96, với X tại trạm Nhà Bè và Y tại khu vực Cát lái

 Phương trình tương quan mực nước giờ R = 0.96:

Y = 10.70 + 0.9303 X  18.91 (cm) (1)

 Phương trình tương quan mực nước đỉnh triều R = 0.91:

Y = 3.82 + 1.0315 X  4.29 (cm) (2)

 Phương trình tương quan mực nước chân triều R = 0.98:

Y = 7.06 + 0.956X  9.65 (cm) (3)

Trên cơ sở các phương trình tương quan tìm được và các số liệu thuỷ văn Nhà Bè tóm tắt các số liệu thuỷ văn khu vực xây dựng như sau:

Mực nước bình quân tính toán tại Cát Lái là 294cm,( ứng với tần suất bảo đảm 50%, hệ cao độ Hải Đồ), cao nhất là 410cm và thấp nhất là +8cm

Các mực nước với các tần suất bảo đảm xác định (cm) tại Cát Lái căn cứ Trạm Nhà Bè (1981 - 1988), hệ cao độ Hải Đồ.

mực

nước

Đặc

trưng

mực

nước

Tần suất bảo đảm(%)

Mực nước đã quan trắc

Nhà

Bè

Hàng

Đỉnh

triều 396 387 379 374 363 351 337 327 321 314

30

Chân

Cát

Lái

Hàng

giờ 377 373 363 355 335 294 226 156 128 100 80

294 (50%) Đỉnh

triều 404 396 388 383 371 359 344 334 328 321

31

Chân

Bảng 1.5

Mực nước cực trị các tần suất đảm bảo khác nhau (cm) Trạm mực nước Nhà Bè – Cát Lái,hệ cao độ Hải Đồ

Bảng 1.6

 Trị số mực nước Hmax năm ( theo hệ Hải Đồ):

Trạm trưngĐặc Tần suất bảo đảm(%)

 Hp 1% = 4.20m.

 Hp 5% = 4.11m

 Hp 10% = 4.06m

 Trị số mực nước Hmin ngày ( theo hệ Hải Đồ):

 Hp 95% = 1.28m

 Hp 97% = 1.09m

 Hp 99.46% = 0.60m

Theo tiêu chuẩn ngành 22 TCN 219-94 và 2 TCN 207-92 đối với công trình cấp III và tiêu chuẩn kiểm tra ( H 50% - Hmin=286cm), chọn mực nước thấp thiết kế P

=99.46% (tần suất đảm bảo mực nước ngày), mực nước cao thiết kế P =5% (tần suất đảm bảo mực nước cao nhất hàng năm)

 Mực nước cao thiết kế MNCTK: +4.11m, P = 5%

 Mực nước thấp thiết kế MNTTK: +0.60m, P = 99.46%

3.4 Địa chất công trình.

Căn cứ vào kết quả khoan và thí nghiệm địa chất 15 lỗ khoan TH1 đến TH15 khu vực cầu số 1a Cảng Cát Lái mở rộng do Công Ty Tư vấn Thiết Kế Giao Thông Vận Tải Phía Nam lập tháng 11/2002, kết quả khoan thí nghiệm địa chất do Công

Ty Tư Vấn Xây Dựng Công Trình Hàng Hải lập tháng 7/2002 phục vụ việc thiết cầu cảng Giai Đoạn 1 ( cầu 1) tại khu đất 21.37 ha mở rộng cảng Cát Lái có thể tóm tắt các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất như sau:

 Lớp 1: Bùn sét ( CH ), màu xám sẫm, xám đen Lớp này phân bố tại các lỗ khoan từ TH7 đến TH15 Bề dày lớp thay đổi từ 2.4m (TH7) đến 19.4m (TH15) Cao độ đáy lớp thay đổi từ -8.0m (TH13) đến -20.8m (TH12)

 Lớp 2: Cát bột (SM), hạt mịn – trung, màu xám nhạt, xám vàng, kết cấu chặt vừa Lớp này gặp tại các lỗ khoan từ TH2 đến TH14 bề dày lớp thay đổi từ 1.7m (TH4) đến 6.8m (TH3) Cao độ đáy lớp thay đổi từ 11.4m (TH4) đến -22.9m (TH12)

 Tại các vị trí sau đây trong lớp hai có lẫn cát kết: Từ 0.0m đến 0.5m (TH2); từ 0.0m đến 1.0m (TH3); từ 0.0m đến 0.1m (TH4); từ 2.4m đến 2.6m (TH7); từ 4.5m đến 5,1m (TH9); từ 4.4m đến 5.0m (TH10); từ 5.5m đến 5.6m (TH11); từ 9.6 đến 9.7m (TH14)

 Tại độ sâu 5.5m (TH6) giá trị SPT = 32; tại độ sâu 11.0m (TH14) giá trị SPT

= 8

 Lớp 3: Sét (CL), độ dẻo thấp, màu xám trắng vàng, trạng thái dẻo cứng Lớp này gặp tại các lỗ khoan TH2, TH11, TH14 Bề dày lớp thay đổi từ 1.2m (TH13) đến 7.5m (TH2) Cao độ đáy lớp thay đổi từ 9.20m (TH13) đến -20.50m (TH14)

 Lớp 4: Sét cát (CL), lẫn sỏi sạn laterit, màu vàng, xám nhạt, xám vàng, trạng thái dẻo cứng – nửa cứng Lớp này gặp tại các lỗ khoan từ TH2 đến TH10

Bề dày lớp thay đổi từ 4.2m (TH10) đến 10.5m (TH7) Cao độ đáy lớp thay đổi từ -19.10m (TH10) đến -26.20m (TH7) Tại lỗ khoan TH8, trong lớp 3 ở độ sâu từ 13.5m đến 13.7 m phát hiện có cát kết

 Lớp 5: căn cứ vào thành phần hạt, lớp 5 được chia làm hai phụ lớp 5a và phụ lớp 5b

 Phụ lớp 5a: Cát bột (SM), hạt nhỏ – trung, đôi chỗ lẫn sỏi sạn laterit, màu vàng, xám nhạt, vàng nâu, vàng sậm, kết cấu chặt vừa – chặt Phụ lớp này gặp tại tất cả các lỗ khoan Đáy các lỗ khoan TH2, TH3, TH8, TH9, TH10 và TH15 chưa qua hết phụ lớp 5a Bề dày phụ lớp đã khoan được thay đổi từ 22.2m (TH4) đến 46.0m (TH13) Cao độ đáy phụ lớp thay đổi từ -44.7m (TH4) đến -60.7m (TH14) Tại lỗ khoan TH2 ở độ sâu từ 35.0m đến 36.0m: Kẹp sét, trạng thái nữa cứng

 Phụ lớp 5b: Cát bột (SM), hạt trung – thô, lẫn sỏi sạn, màu vàng sậm, kết cấu chặt – rất chặt Lớp này gặp tại các lỗ khoan: TH1, TH4, TH5, TH6, TH7, TH11, TH12, TH13 Đáy các lỗ khoan chưa qua hết phụ lớp 5b Bề dày phụ lớp đã khoan thay đổi từ 1.5m (TH12) đến 13.5m (TH4) Tại lỗ khoan TH5 ở độ sâu từ 35.5m đến 35.7m: kẹp sỏi sạn và cát kết

Các thấu kính:

 Thấu kính TK1: Sét (CL), màu sáng trắng, trạng thái dẻo mềm Thấu kính này phát hiện trên đầu lớp 5a tại lỗ khoan TH3 từ độ sâu 6.8m đến 8.0m Bề dày thấu kính là 1.2m

 Thấu kính TK2: Cát bột (SM), hạt trung – thô, lẫn sỏi sạn, màu vàng nhạt, vàng sậm, kết cấu chặt – rất chặt Các thấu kính này phát hiện trên đầu lớp 5a tại các lỗ khoan: TH3 từ độ sâu 11.8m đến 14.0m, TH4 từ độ sâu 9.5m đến 12.3m, TH8 từ độ sâu 17.3m đến 19.0m, TH10 từ độ sâu 12.6m đến 15.0m Bề dày các thấu kính TK2 thay đổi từ 1.7m (TH8) đến 2.8m (TH4)

Bảng 1.7

Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của đất

Ký

hiệu

Đơn vị

Các chỉ tiêu cơ lý

Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Lớp4 Lớp 5 TK2Lớp

Độ ẩm tự nhiên W % 73.4 15.8 24.5 19.6 16 13.7 12.6 Dung trọng tự nhiên

w

Lực dính kết Ctc kg/cm2 0.064 0.31 0.284

Trị số SPT N Lần 0÷5 10÷16 12÷23 8÷27 12÷>50 30÷>50 32÷>50

4 Các phương tiện bốc xếp và vận chuyển hàng hoá.

4.1 Công nghệ và thiết bị bốc xếp trên bến.

Cần trục chuyên dụng container hiệu SSG40 ( Ship Shore Grantry) chạy trên rail

với các đặc trưng sau:

 Tổng trọng lượng: 1200 tấn

 Aùp lực lên một chân cần trục là: 300 tấn

 Sức nâng cần cẩu: 40 tấn

 Aùp lực lớn nhất lên một bánh xe: 37.5 tấn

 Số bánh xe trong một chân: 8 bánh.

 Khoảng cách giữa các bánh xe trong một chân: 1.2m

 Khoảng cách giữa hai đường rail: 18m

 Độ vươn phía trước kể từ tiêm rail: 38m

 Độ vươn về phía bờ: 10.5m

 Khoảng cách hai trục bánh xe theo phương dọc: 16.5m

 Đoàn xe ô tô chuyên dụng vận chuyển container (tương đương với ô tô tiêu chuẩn H30) có các thông số kỹ thuật:

 Tải trọng lên hai bánh trước là: 6T

 Tải trọng lên hai bánh sau là: 12T

 Khoảng cách giữa hai trục bánh xe: 1.9m

 Diện tích tiếp xúc một bánh xe: 0.6x0.2m

 Khoảng cách khi hai ô tô đứng cạnh nhau: 1.1m

 Xe nâng hàng loại RSD với sức nâng 40 T

4.2 Tàu thiết kế.

Tàu hàng container có trọng tải 30.000DWT cập làm hàng với các thông số kỹ thuật:

Bảng 1.8

Số liệu đội tàu theo OCDI technical standards and commentaries for port and harbour facilities in Japan.

11

Loại tàu Tàu

(DWT)

Lượng D.nước

Chiều dài(m)

Chiều rộng(m)

Chiều cao(m)

Mớn đầy tải

Mớn Ballats

Container