Cầu dân sinh Phần 1: Chỉ dẫn thiết kế

Các quyết định này phải dựa trên khảo sát hiện trường và các thông tin về: - Địa hình vị trí cầu và các điều kiện tự nhiên; - Tuổi thọ thiết kế cầu, trong dự án này yêu cầu tuổi thọ th

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TỔNG CỤC ĐƯỜNG BỘ VIỆT NAM

THIẾT KẾ ĐIỂN HÌNH CỦA DỰ ÁN - HỢP PHẦN CẦU DÂN SINH

DỰ ÁN XÂY DỰNG CẦU DÂN SINH VÀ QUẢN LÝ

TÀI SẢN ĐƯỜNG ĐỊA PHƯƠNG

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TỔNG CỤC ĐƯỜNG BỘ VIỆT NAM

DỰ ÁN XÂY DỰNG CẦU DÂN SINH VÀ QUẢN LÝ

TÀI SẢN ĐƯỜNG ĐỊA PHƯƠNG

PHỤ LỤC LỰA CHỌN TIÊU CHUẨN HOẠT TẢI THIẾT KẾ

TẬP I

MỤC LỤC

THIẾT KẾ KỸ THUẬT BẢN VẼ THI CÔNG”

AASHTO LRFD

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG

Sổ tay thiết kế cầu nông thôn nhằm cung cấp cho các kỹ sư thiết kế các tài liệu cơ

bản, đơn giản để tiếp cận việc thiết kế cầu qui mô nhỏ của dự án Sổ tay thiết kế cầu này tập trung cho các cầu có chiều dài nhịp từ 6m đến 24m với bê rộng phần xe chạy của cầu 3m đến 3,5m, đối với cầu cho người đi bộ có bề rộng 2m Nội dung của sổ tay đề cập đến hầu như toàn bộ quá trình thiết kế từ việc khảo sát địa hình, địa chất, thủy văn, thiết kế bố trí chung cầu, đến thiết kế kết cấu phần dưới và nền móng, trừ kết cấu phần trên đã được thiết kế định hình phần dầm Có nhiều tài liệu kỹ thuật mà các kỹ sư cầu có thể tham khảo được trích dẫn trong tài liệu này để các kỹ sư cầu có thể tìm hiểu sâu hơn

Nội dung trình bày trong sổ tay này nhằm mục đích cho các văn phòng thiết kế cầu tham gia dự án sử dụng, nhưng cũng có thể dùng cho các kỹ sư xây dựng công trình tham khảo khi cần thiết Chính vì vậy trong sổ tay trích dẫn nhiều Bảng biểu để tra cứu cho tính toán

CHƯƠNG II 2.1 Lựa chọn vị trí 2 2.1.1 Hình thái học của sông suối 3 2.1.2 Vị trí cầu _ 3 2.2 Điều kiện tự nhiên _ 4 2.2.1 Diện tích lưu vực 4 2.2.2 Các mực nước _ 4 2.2.3 Tĩnh không của cầu và tĩnh không thông thuyền 5 2.3 Bình đồ và đo mặt cắt ngang sông suối 5 2.4 Tuổi thọ thiết kế 7 2.5 Khổ cầu _ 7 2.5.1 Khổ cầu trên đường cấp A _ 7 2.5.2 Khổ cầu đường cấp B, C _ 7 2.5.3 Khổ cầu trên đường cấp D (đường thôn, xóm) 7 2.5.4 Cống hộp _ 7 2.5.5 Đường tràn _ 7 2.6 Tải trọng thiết kế 7 2.6.1 Hoạt tải 7 2.6.2 Các loại tải trọng khác 8 2.6.3 Áp dụng các hoạt tải xe thiết kế các bộ phận của cầu (3.6.1.3) _ 8 2.6.4 Hoạt tải thiết kế cho cầu dàn, cống, cầu có nhịp lớn hơn 25m (3.6.1.3.3) _ 9 2.7 Vật liệu _ 9

CHƯƠNG II THIẾT KẾ TỔNG THỂ

Trong giai đoạn đầu tiên của thiết kế, kỹ sư thiết kế phải tìm được vị trí cầu thích hợp phải quyết định chiều dài cầu, bố trí loại cầu, số lượng nhịp cầu với kích thước nhịp Các quyết định này phải dựa trên khảo sát hiện trường và các thông tin về:

- Địa hình vị trí cầu và các điều kiện tự nhiên;

- Tuổi thọ thiết kế cầu, trong dự án này yêu cầu tuổi thọ thiết kế 50 đến 75 năm (cầu loại A);

- Lưu lượng giao thông;

- Các nguồn vật liệu địa phương, khả năng vận chuyển, khả năng thi công

Địa hình tại vị trí cầu quyết định chiều cao, chiều dài cầu và số lượng nhịp và loại nền móng công trình Tuổi thọ thiết kế yêu cầu và các nguồn lực đã có sẽ ảnh hưởng tới việc lựa chọn vật liệu loại dầm và phương pháp thi công Các số liệu về lưu lượng giao thông để quyết định khổ cầu và tải trọng thiết kế Trong dự án này phải theo cấp đường được thiết kế theo qui hoạch mạng đường địa phương

Các cấp đường giao thông nông thôn được định nghĩa theo Tiêu chuẩn Quốc

gia TCVN 10380: 2014 Đường giao thông nông thôn - Yêu cầu thiết kế Tổng hợp

phân cấp kỹ thuật đường giao thông nông thôn theo chức năng của đường và lưu lượng giao thông trình bày trong Bảng sau (Bảng 4- Tiêu chuẩn TCVN 10380: 2014):

Bảng phân cấp kỹ thuật đường GTNT theo chức năng của đường

và lưu lượng xe thiết kế (Nn)

Chức năng của đường

Cấp kỹ thuật theo TCVN 4054:2005

Cấp kỹ thuật của đường theo TCVN 10380:2014

Lưu lượng

xe thiết kế (N n ), xqđ/nđ

Đường huyện có vị trí quan trọng đối với sự

phát triển kinh tế - xã hội của huyện, là cầu nối

chuyển tiếp hàng hóa, hành khách từ hệ thống

đường quốc gia (quốc lộ, tỉnh lộ) đến trung tâm

hành chính của huyện, của xã và các khu chế

xuất của huyện; phục vụ sự đi lại và lưu thông

hàng hóa trong phạm vi của huyện

Cấp IV, V,

Đường xã có vị trí quan trọng đối với sự phát

triển kinh tế - xã hội của xã, kết nối và lưu

thông hàng hóa từ huyện tới các thôn, làng, ấp,

bản và các cơ sở sản xuất kinh doanh của xã

Đường xã chủ yếu phục vụ sự đi lại của người

dân và lưu thông hàng hóa trong trong phạm vi

của xã

Đường thôn chủ yếu phục vụ sự đi lại của người

dân và lưu thông hàng hóa trong trong phạm vi

của thôn, làng, ấp, bản; kết nối và lưu thông

hàng hóa tới các trang trại, ruộng đồng, nương

rẫy, cơ sở sản xuất, chăn nuôi

Đường dân sinh chủ yếu phục vụ sự đi lại của

người dân giữa các cụm dân cư, các hộ gia đình

và từ nhà đến nương rẫy, ruộng đồng, cơ sở sản

xuất, chăn nuôi nhỏ lẻ Phương tiện giao thông

trên các tuyến đường dân sinh chủ yếu là xe

đạp, xe mô tô hai bánh, xe kéo tay, ngựa thồ

Không có xe

ô tô chạy qua

Đường KVSX chủ yếu phục vụ sự đi lại của

người dân và lưu thông nguyên vật liệu, hàng

hóa và đến các cơ sở sản xuất, chăn nuôi, gia

công, chế biến Nông Lâm Thủy Hải sản; vùng

trồng cây công nghiệp; cánh đồng mẫu lớn;

đồng muối; làng nghề; trang trại và các cơ sở

tương đương

Cấp IV, V,

Xe có tải trọng trục > 6.000kg ÷ 10.000kg chiếm trên 10%

2.1 Lựa chọn vị trí

Có ba điều nên luôn chú ý khi lựa chọn vị trí cầu:

- Vị trí cầu phải nằm trên đường được qui hoạch của địa phương, nó phù hợp mặt bằng tuyến và trắc dọc của đường;

- Đất tại vị trí cầu đủ chắc để ổn định kết cấu;

- Công trình cầu và công việc xây dựng cầu không ảnh hưởng sấu đến vùng đất

và các công trình lân cận và bản thân nó không gây tác hại tới môi trường của địa phương

2.1.1 Hình thái học của sông suối

Các sông thường được chia làm hai loại, sông bồi tích hoặc sông, miền núi Sông bồi tích là sông đồng bằng như ở đồng bằng sông Hồng hay sông Cửu Long thông thường bờ hay bị xói lở, sông hay biến đổi cũng như các lạch nhánh của nó do lũ tràn bờ Dòng chảy của sông rộng và uốn khúc chảy tạo ra xói lở và bồi đắp xuất hiện Khi sông bồi tích tiếp nhận một lượng lớn phù sa hơn khả năng của nó có thể vận chuyển, phù sa bồi lắng tạo ra các bãi cát ngầm trên một đoạn của dòng chảy Các bãi cát ngầm làm chệch hướng của dòng chảy tạo ra các lạch nhỏ xuất hiện giữa các cù lao Các dòng chính và phụ lưu có thể thay đổi vị trí sau một trận lũ lớn

Sông miền núi có bờ tương đối ổn định, bờ hẹp và dốc hơn sông bồi tích Có thể nước lũ dâng cao tràn bờ sông nhưng khi hết lũ dòng chảy nước lại rút xuống về dòng chảy bình thường

Các nhánh suối đổ vào dòng chính thường thay đổi chiều rộng và độ dốc lòng một cách đột ngột tạo ra lượng lớn các bồi lắng là cuội sỏi có kích thước lớn ở dòng suối chủ

Các đặc điểm này cần lưu ý để xem xét các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền lâu dài của cầu khi lựa chọn vị trí cầu

2.1.2 Vị trí cầu

Vị trí cầu có ảnh hưởng lớn đến giá thành xây dựng cầu vì người kỹ sư phải lựa chọn một quyết định để hài hòa giữa hai nhu cầu vượt sông suối đơn giản nhất và tuyến ngắn nhất

Vị trí cầu có giá thành cầu rẻ nhất và tuổi thọ cầu có khả năng dài nhất là vị trí thỏa mãn các yêu cầu:

- Vị trí cầu vuông góc với dòng chảy;

- Cách xa các vị trí suối có ảnh hưởng của các nhánh phụ sông suối;

- Có bờ sông suối xác định ổn định;

- Có đường vào cầu thẳng;

- Có điều kiện địa chất nền tốt

Vị trí cầu nên đặt sao cho tạo điều kiện đường đầu cầu có độ dốc lớn nhất phù hợp với loại phương tiện xe qua cầu cũng như tạo ra cong đứng và tầm nhìn thích hợp cho tốc độ xe qua cầu lớn nhất

Khi cầu vuông góc với dòng chảy thì chiều dài cầu sẽ ngắn nhất Trong trường hợp phải làm cầu chéo thì góc chéo không nên lớn quá 20o và mố trụ cầu nên đặt song song với hướng nước chảy khi lũ lớn nhất

Khi cầu đặt tại vùng có bờ sông không ổn định, phải có biện pháp bảo vệ bờ để tránh phá hoại móng mố Các chi phí này sẽ làm tăng giá thành công trình

2.2 Điều kiện tự nhiên

Một khi đã định vị trí cầu, các thông tin mà kỹ sư thiết kế cần có là các thông tin về điều kiện tự nhiên của vị trí xây dựng cầu như địa hình vị trí cầu, tình trạng dòng chảy của sông, suối cũng như các số liệu địa chất, thủy văn Các thông tin cần thu thập

trình bày trong chương 3 và 4 Các điểm chính của thông tin điều kiện tự nhiên có

có thể dùng các giấy bóng có kẻ ô ly để tính diện tích lưu vực Trong trường hợp không có bản đồ thì phải tiến hành lập hệ đường chuyền để lập bản đồ lưu vực cho các cầu trên đường cấp A ở nơi không thu thập được các số liệu quan trắc thủy văn Chi

tiết các phương pháp tính diện tích lưu vực xem trong chương 4

2.2.2 Các mực nước

(a) Các mực nước cần cho thiết kế:

- Mực nước cao nhất điều tra lũ lịch sử tại vị trí cầu; mực nước này lưu lại dấu vết trên cây hoặc các vật khác tại vị trí cầu

- Mực nước thấp nhất là mực nước về mùa khô của dòng chẩy tại vị trí cầu;

- Mực nước thông thường là mực nước xuất hiện;

- Mực nước dùng cho thông thuyền là mực nước từ đấy để xác định chiều cao đáy dầm cầu theo yêu cầu thông thuyền

mực nước lũ thiết kế với tần suất 04%.(theo phần 5.5.2 của chương 5)

- Đối cầu trên đường cấp B, C mực nước lũ thiết kế với tần suất 04% Với các cầu có chiều dài lớn hơn 25m mực nước lũ thiết kế để thiết kế chiều cao cầu là 04%, nhưng phải kiểm toán mố trụ khi sói lở và chống va trôi cầu khi cầu bị ngập với lũ tần suất 01% Đối với vùng miền núi và cao nguyên tại vị trí đặc biệt, không xác định được lũ theo các tần suất yêu cầu có thể sử dụng mức nước lũ lịch sử theo điều tra

- Cầu trên đường cấp D thiết kế với lũ tần suất 04%, trong trường hợp địa hình quá khó khăn thì bố trí phù hợp với cao độ đường dân sinh Ở vùng miền núi có thể dung mực nước lũ lịch sử để thiết kế khi

Điều tra các mực nước dùng cho thiết kế trình bày chương 4, phần 4.3.4

2.2.3 Tĩnh không của cầu và tĩnh không thông thuyền

Đối với các cầu miền núi hoặc các cầu nhỏ trên đường loại C, D hoặc các cầu không có yêu cầu thông thuyền khoảng cách từ mực nước thiết kế đến đáy dầm theo đúng qui định Điều 2.6.4.3 của 22TCN 272-05 Chiều cao tĩnh không phải cho phép các vật cành cây trôi qua dưới cầu Trong trường hợp này khi chiều sâu nước khi thi công cầu nhỏ hơn hoặc bằng 50m chỉ nên chọn các nhịp cầu từ 6m đến 9m tùy theo địa hình

Đối với cầu qua kênh mương có yêu cầu cho các thiết bị nạo vét kênh mương cần thỏa thuận với cơ quan quản lý kênh mương thủy lợi

Đối với cầu có yêu cầu thông thuyền theo cấp sông đã qui định cần theo qui định của TCVN 5664:2009, Phân cấp kỹ thuật đường thủy nội địa

Đối với các cầu vùng đồng bằng sông Cửu Long vượt qua các lạch nhỏ, chỉ có yêu cầu cho các ghe nhỏ thì chiều cao tĩnh không cần lấy ý kiến thỏa thuận với cư dân địa phương hoặc lấy bằng 1,6m nếu không lấy được ý kiến tham vấn của cộng đồng; Chiều dài nhịp trong khoảng 8m đến 10m cần có văn bản thỏa thuận với cư dân địa phương

2.3 Bình đồ và đo mặt cắt ngang sông suối

Trên hình 2.3 - 1 là ví dụ về các thông tin thiết lập trên bình đồ, trắc dọc dòng

Hình 2.3 -1: Bình đồ, trắc dọc dòng chảy và mặt cắt ngang sông

Khảo sát lập bản đồ địa hình và mặt cắt ngang theo qui định của qui trình khảo

sát đường ô tô 22TCN 263-2000 Chú ý rằng đối với các cầu có chiều dài nhỏ hơn

hoặc bằng 50m tỷ lệ bình đồ nên theo tỷ lệ 1:500

Để lập được bình đồ lưu vực và mặt cắt ngang sông cho tính lưu lượng, cần có:

- Bình đồ và mặt cắt dọc sông tỷ lệ 1/1000 trên mặt bằng và 1/100 chiều cao;

- Ít nhất có ba mặt cắt ngang tỷ lệ 1/100, một ở tim cầu dự kiến, một mặt cắt ở

thượng lưu một mặt cắt ở Hạ lưu tim cầu tại vị trí cuối phạm vi bình đồ

Chi tiết trình bày ở chương 4 Trong Bảng 2.3-1 trình bày cự ly lập bình đồ để

tham khảo Phạm vi này có thể điều chỉnh khi có các bản đồ có thể xác định rõ ràng

lưu vực

Bảng 2.3-1 Khoảng cách đo bình đồ lưu vực

Diện tích lưu vực, Km2 Thượng lưu Hạ lưu

Nhỏ hơn 2,5 2,5-10 trên 10

150m 200-400m 400-1500m

150m 150m 250m

2.4 Tuổi thọ thiết kế

Trong dự án này tuổi thọ thiết kế yêu cầu là 50 năm Đối với cầu trên đường cấp A, trục đường quan trọng, tuổi thọ thiết kế là 75 năm

2.5 Khổ cầu

2.5.1 Khổ cầu trên đường cấp A

Khổ cầu trên đường cấp A là 3,5m, gờ lan can 2x0,25m, bê rộng phủ bì cầu là 4,0m Việc xây dựng khổ cầu 3,5m nhằm đáp ứng yêu cầu trước mắt trong khuôn khổ hạn chế nguồn vốn Trong tương lai sẽ xây dựng để mở rộng cầu đáp ứng 2 làn xe cho đường cấp A

2.5.2 Khổ cầu đường cấp B, C

Khổ cầu trên đường cấp B rộng 3,0m; gờ chân lan can rộng 2x0,25, bề rộng phủ

bì 3,5m

2.5.3 Khổ cầu trên đường cấp D (đường thôn, xóm)

Khổ cầu cho đường người đi rộng 2,0m

2.6 Tải trọng thiết kế

2.6.1 Hoạt tải

Hoạt tải thiết kế cầu trên đường loại A, khổ cầu 3,5m:

Với các nhịp có chiều dài đến 24 m, hoạt tải thiết kế là 0,65 xe tải của Tải trọng HL93 Các nhịp có chiều dài lớn hơn 24m, hoạt tải thiết kế bằng 0,65 HL-93 bao gồm

cả xe tải thiết kế và tải trọng dải đều ( tương đương H13 của tải trọng thiết kế theo qui

Hoạt tải thiết kế cầu trên đường loại B,C, khổ cầu 3,0m:

0,45 xe tải của Tải trọng HL-93,

Hoạt tải thiết kế cầu trên đường loại D, khổ cầu 2,0m

Người đi 3 KN/m2

2.6.2 Các loại tải trọng khác

Theo qui định trong điều 3.4.1 của tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05 Không xét tải trọng do động đất

2.6.3 Áp dụng các hoạt tải xe thiết kế các bộ phận của cầu (3.6.1.3)

(i) Đối với cầu khổ 3,5m:

- Đối với phản lực gối giữa (gối trên trụ) lấy:

+ Với các nhịp từ 16m đến 24 m, hiệu ứng của 0,65 hai xe tải thiết kế có khoảng cách trục bánh trước xe này cách bánh sau xe kia là 4000mm; khoảng cách giữa các trục nặng của mỗi xe tải phải lấy bằng 4.300mm Mỗi nhịp chỉ được xếp 1 xe

+ Với các nhịp từ 6 đến 15m, hiệu ứng của 0,65 hai xe hai trục thiết kế có khoảng cách trục bánh trước xe này cách bánh sau xe kia là 5.000mm Mỗi nhịp chỉ được xếp 1 xe

- Các trục bánh xe không gây ra ứng lực lớn nhất đang xem xét phải bỏ qua

- Xe tải thiết kế hoặc xe hai bánh thiết kế phải bố trí trên chiều ngang sao cho tim của bất kỳ tải trọng bánh xe nào cũng không gần hơn:

+ Khi thiết kế bản hẫng: 300mm tính từ mép đá vỉa hay lan can

+ Khi thiết kế các bộ phận khác: 450mm tính từ mép làn xe thiết kế

(ii) Đối với cầu khổ 3,0m:

- 0,45 xe hai trục thiết kế

- 0,45 xe tải thiết kế

- Đối với phản lực gối giữa (gối trên trụ) lấy:

+ Với các nhịp từ 16m đến 24m, hiệu ứng của 0,45 hai xe tải thiết kế có khoảng cách trục bánh trước xe này cách bánh sau xe kia là 10.000mm; khoảng cách

giữa các trục sau (65,25 KN) của mỗi xe tải phải lấy bằng 4.300mm Mỗi nhịp chỉ được xếp 1 xe

+ Với các nhịp từ 6m đến 15m, hiệu ứng của 0,45 hai xe hai trục thiết kế có khoảng cách trục bánh trước xe này cách bánh sau xe kia là 10.000mm Mỗi nhịp chỉ được xếp 1 xe

- Các trục bánh xe không gây ra ứng lực lớn nhất đang xem xét phải bỏ qua

- Xe tải thiết kế hoặc xe hai bánh thiết kế phải bố trí trên chiều ngang sao cho tim của bất kỳ tải trọng bánh xe nào cũng không gần hơn:

+ Khi thiết kế bản hẫng: 300mm tính từ mép đá vỉa hay lan can

+ Khi thiết kế các bộ phận khác: 450mm tính từ mép làn xe thiết kế

2.6.4 Hoạt tải thiết kế cho cầu dàn, cống, cầu có nhịp lớn hơn 25m (3.6.1.3.3)

0,65 lần hoạt tải HL93 (theo điều 3.6.1.2.2 tiêu chuẩn 22 TCN 272 – 05)

2.7 Vật liệu

(i) Bê tông

Nếu không có các ghi chú khác, cường độ bê tông mẫu hình trụ tại 28 ngày tuổi

sử dụng cho các kết cấu BTCT như sau:

STT Cường độ

2 15 Bê tông kết cấu phần dưới không cốt thép

3 20 Bê tông kết cấu phần dưới có cốt thép

4 25 Bê tông bản mặt cầu đổ tại chỗ, cọc BTCT đúc sẵn,

(iii) Thép kết cấu

Thép hình, thép bản sử dụng trong mối nối cọc theo tiêu chuẩn TCVN 5709:

2009, có các chỉ tiêu kỹ thuật như sau:

Loại thép Ký hiệu Độ giãn dài δ 5(%)

Giới hạn chảy (MPa)

Giới hạn bền (MPa)

Thép kết cấu dùng cho các cấu kiện thép chế tạo dầm, lan can là loại phù hợp tiêu chuẩn ASTM A709 – Thép cán dùng cho các kết cấu chung, mác thép Grade 36[250] hoặc tương đương nhưng phải đảm bảo giới hạn chảy Fy (min) ≥ 235MPa

Sợi thép có cường độ cao với độ tự trùng thấp không được hàn và giảm căng sau khi kéo và phải tuân theo tiêu chuẩn ASTM A416 “Sợi thép, thép 7 sợi không áo phủ đối với bê tông dự ứng lực” hoặc tương đương, có các chỉ tiêu kỹ thuật như sau:

Grade

(v) Bu lông, đai ốc, vòng đệm, thanh ren

Bu lông thường và đai ốc phù hợp tiêu chuẩn TCVN 1916:1995 “Bu lông, vít, vít cấy và đai ốc – Yêu cầu kỹ thuật”, cấp độ bền bu lông 6.8 Kích thước bu lông theo tiêu chuẩn 1892-76, kích thước đai ốc theo tiêu chuẩn TCVN 114-1963; tham khảo tiêu chuẩn ASTM A307 đối với bu lông thường và tiêu chuẩn ASTM A563M, A194M đối với đai ốc

Vòng đệm theo tiêu chuẩn TCVN 134-77 “Vòng đệm – Yêu cầu kỹ thuật” Kích thước vòng đệm tròn theo tiêu chuẩn 2061-77, kích thước vòng đệm vênh theo tiêu chuẩn TCVN 130-77 Tham khảo tiêu chuẩn ASTM F436M

Các thanh ren cùng đai ốc được gia công chế tạo theo tiêu chuẩn TCVN

1916-1995 “Bu lông, vít, vít cấy và đai ốc – yêu cầu kỹ thuật” Ngoài ra có thể tham khảo tiêu chuẩn ASME B1.13M – 2005 của hiệp hội kỹ sư cơ khí Hoa Kỳ

Bu lông neo phù hợp với yêu cầu của tiêu chuẩn ASTM F1554 – 99 “Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với bu lông neo thép có giới hạn chảy 36, 55, 105 ksi” hoặc tương đương

(vii) Gối cầu

Gối cầu được làm bằng thép bản tuân thủ yêu cầu của thép bản và thép hình sử dụng cho dự án

(viii) Khe co giãn

Khe co giãn sử dụng loại khe co dãn để hở cho cầu nhịp nhỏ, tăng cường mép khe bằng thép góc

CHƯƠNG III 3.1 Các phương pháp khảo sát địa chất tại hiện trường _ 1 3.1.1 Hồ đào thăm dò _ 2 3.1.2 Khoan tay 2 3.1.3 Khoan đập cáp 2 3.1.4 Khoan xoay _ 2 3.1.5 Khảo sát Địa vật lý _ 3 3.1.6 Đất đắp 3 3.2 Độ sâu kết thúc công tác khảo sát địa chất 3 3.3 Lấy mẫu _ 4 3.4 Thí nghiệm đất _ 5 3.4.1 Thí nghiệm hiện trường _ 5 3.4.1.1 Đo độ chặt 6 3.4.1.2 Thí nghiệm cắt cánh hiện trường _ 6 3.4.1.3 Thí nghiệm độ xuyên 6 3.4.1.4 Độ sâu xuyên côn động 6 3.4.1.5 Thí nghiệm nén tấm ép _ 6 3.4.2 Các thí nghiệm trong PTN _ 9 3.5 Các chất xâm thực 10 3.6 Rà soát thiết kế 11 Tài liệu tham khảo _ 11

CHƯƠNG III KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT

Các phương tiện giao thông nặng, các kiến trúc phần trên, những mố và trụ cầu đều đặt trên nền đất Người kỹ sư phải xác định các điều kiện tự nhiên, phân bố của các loại đất đá khác nhau tại khu vực xây dựng cầu, nền đường đầu cầu cũng như xác định

độ sâu các địa tầng có khả năng chịu tải tốt với móng cầu, nền đường đầu cầu mà không

có biến dạng lớn

Những thông tin trên có được từ việc phân tích các mẫu lấy được từ các lỗ khoan hoặc hố đào, bao gồm toàn bộ khu vực dự định khảo sát và bằng thí nghiệm các mẫu về dung trọng, sức kháng cắt, chỉ số dẻo, sức kháng xuyên, nhằm cung cấp đầy đủ số liệu cho thiết kế nền móng

Cao độ của nước dưới đất cũng ảnh hưởng đến thiết kế nền móng và người kỹ

sư cũng phải đưa chúng vào tính toán tác động của nước dưới đất đến cấu trúc của cầu và ảnh hưởng đến ổn định của các công trình liền kề và ổn định mái dốc

Toàn bộ đặc tính của đất đá bị chi phối bởi diện phân bố hoặc đới đất yếu Điều đó có thể thu được từ mẫu thí nghiệm cỡ lớn, tuy nhiên mẫu này không chỉ ra đặc tính của khối đất Vì lý do đó và bởi vì thường phải giảm nhẹ kỹ thuật lấy mẫu

để phù hợp với điều kiện đất nền, nên phải giám soát nghiêm ngặt công tác lấy mẫu

Tại mái dốc nền đào thường lộ ra các lớp đất hoặc đá và quan sát thấy tính chất ổn định của chúng, như mái dốc nền đào và các mỏ khai thác đá Có những đoạn nền đắp hoặc công trình xây dựng và các cấu trúc khác nhau ở vùng kề cận công trình cầu, mà đã ghi nhận sự sụt lún do sự hiện diện của sự ép nén hoặc sự mất

ổn định của đất

3.1 Các phương pháp khảo sát địa chất tại hiện trường

Trong phần này trình bày các phương pháp khảo sát địa chất hiện trường sau:

3.1.1 Hồ đào thăm dò

Hố đào phải có diện tích đáy ít nhất 1m2 Nó là phương pháp thăm dò đất nền

rẻ và đơn giản Thường đào hố bằng phương pháp thủ công, nhưng có thể dùng máy

để di chuyển những tảng đất đá ở bên cạnh hố đào và làm sạch đáy hố trước khi điều tra Đây là phương pháp cung cấp số liệu khá chính xác về điều kiện đất nền trong chiều sâu đào như địa tầng của các lớp đất, sự có mặt của các thấu kính, phạm vi đất yếu và cao độ mực gương nước ngầm Độ sâu đào lớn nhất thường là 3,0m Độ sâu đào lớn hơn 1,50m yêu cầu phải chống để ổn định vách để đảm an toàn

Đào hố thăm dò vào địa tầng đất dính dưới mực nước dưới đất phải hút nước bằng máy bơm Đường thoát nước ở thành hố đào chỉ ra mực nước dưới đất

Trong đất cát hạt trung và hạt mịn có thể tiêu thoát nước bằng máy bơm Việc thoát nước bằng máy bơm hiếm khi thực hiện trong tầng cát thô hoặc cuội sỏi và nên dùng khoan để thay thế hố đào

Sau khi đào hố sẽ vẽ mặt cắt địa chất thành hố đào và có thể gộp 4 mặt cắt thành hố đào thành 1 mặt cắt địa chất

3.1.2 Khoan tay

Dùng thiết bị khoan tay nhẹ Mũi khoan và cần khoan được rút ra khỏi hố khoan bằng tay, và không sử dụng ống chống Đường kính hố khoan có thể tới 200mm phụ thuộc vào điều kiện địa tầng và chiều sâu khoảng 5m Phương pháp khoan tay sử dụng cho địa tầng mà chúng có thể tự ổn định vách hố khoan và không gặp tầng đá cứng hoặc cuội sỏi, đá tảng Khoan tay có thể dùng cho công tác quan trắc nước dưới đất, lấy mẫu không nguyên trạng hoặc lấy mẫu bằng ống mẫu bổ đôi

3.1.3 Khoan đập cáp

Đây là phương pháp khoan khá tốt cho đất và đá mềm yếu Đường kính ống chống và đầu đập từ 150mm, 200mm, 250mm và 300mm, với độ sâu lớn nhất tới 60,0m Dụng cụ phá đất đá là chống chữ thập hoặc chữ I Đất đá được đưa lên mặt đất bằng ống múc Mẫu đất đá dung để thí nghiệm phục vụ cho xác định tên của chúng

3.1.4 Khoan xoay

Khoan xoay được sử dụng khá phổ biến bao gồm loại nặng và loại dùng điện Công tác khoan yêu cầu người vận hành phải có kinh nghiệm nhất định bởi vì công tác cấp nước cho quá trình khoan có thể ảnh hưởng đến sự ổn định của đất đá xung quanh và đến công tác lấy mẫu từ lỗ khoan Phương pháp khoan mở, ở đó lưỡi

tầng đá cứng Mẫu lấy được tốt nhất là dùng ống mẫu đá (ống mẫu nòng đôi) Ống mẫu vận hành theo nguyên tắc ống ngoài quay và cắt mẫu, ống trong cố định để giữ mẫu

3.1.5 Khảo sát Địa vật lý

Khảo sát Địa vật lý bổ sung tốt cho tài liệu thu được từ hố đào lỗ khoan nhằm xác định ranh giới giữa 2 loại đất đá nhưng hiếm khi được sử dụng cho qui hoạch và thiết kế cầu nhỏ Các loại thăm dò địa vật lý như sóng âm thanh, cộng hưởng từ, địa chấn, yêu cầu phải có các chuyên gia để chuyển diễn giải kết quả và tổ chức thực hiện

3.1.6 Đất đắp

Đất đắp trả đầm nén không tốt sẽ gây ra lún bề mặt và có thể có tác dụng dẫn đường cho nước dưới đất

Với lỗ khoan trong tầng đất khô thì có thể dùng đầm đất như vật liệu đắp, gia

cố thêm xi măng thì tốt hơn Đất đắp trả từ đất đào có thể đầm bằng máy đào bằng gầu xúc, đầm tay tại các góc

Khi có yêu cầu thì đắp đất tạm thời tại mố cầu, móng trụ cầu

3.2 Độ sâu kết thúc công tác khảo sát địa chất

Toàn bộ phạm vi khảo sát địa chất có thể đã lộ ra các lớp đất, đá, nước dưới đất Thí nghiệm cường độ của các lớp đất quyết định bởi cấu trúc của công trình

(Hình 3.2-1) Những thí nghiệm này sẽ được làm từ trên xuống dưới cao độ đặt

móng, hoặc dưới tất cả các lớp đất không thích hợp cho việc đặt móng và đến độ sâu

ít nhất bằng 1,5 lần chiều rộng của móng trừ khi đã gặp đá gốc và được khẳng định bằng thiết bị khoan xoay khi lấy mẫu đá

Thường khoan vào đá cứng 3m và phần còn lại trên trắc dọc địa chất có thể khoan sâu hơn để chắc chắn rằng tầng đá không phải là tảng hoặc đá mồ côi Mỗi

mố ít nhất khoan 3 lỗ khoan Một số ít lỗ khoan khoan cho các trụ nếu địa tầng đất

đá và tính chất cơ lý của chúng đã biết rõ Mỗi lỗ khoan và hố đào cần được đánh số

và đưa chúng vào mặt bằng khảo sát

Hình 3.2-1: Tác động tải trọng của tấm ép nhỏ và lớn

3.3 Lấy mẫu

Lựa chọn phương pháp lấy mẫu phụ thuộc vào yêu cầu của mẫu đó và tính chất của đất đá Công tác lấy mẫu tuân thủ theo tiêu chuẩn TCVN 9437: 2012

Có 4 phương pháp kỹ thuật lấy mẫu:

- Lấy mẫu không nguyên trạng bằng dụng cụ khoan hay máy đào;

- Đóng mẫu hoặc ép với ống mẫu bổ đôi vào trong tầng đất định lấy mẫu

- Lấy mẫu đá bằng ống mẫu nòng đôi khi khoan xoay;

- Lấy mẫu lớn cắt từ hố đào, từ cọc khoan nhồi hay từ hầm đào trong đất đá Các mẫu lấy bằng 3 phương pháp đầu sẽ đảm bảo tính nguyên trạng cho công tác thí nghiệm Tuy nhiên chất lượng của những mẫu này sẽ rất khác nhau phụ thuộc vào kỹ thuật lấy mẫu, điều kiện đất nền và phần lớn trong chúng sẽ bị mất tính nguyên trạng ở một mực độ nhất định

Bảng 3.3-1 chỉ ra khối lượng mẫu (kg) cần lấy cho việc phân loại đất, thí

nghiệm Atterburg, độ ẩm, phân tích thành phân hạt, thí nghiệm sulphat

Việc lấy mẫu phải rất cẩn thận để mẫu đảm bảo tính nguyên trạng nhất có thể Trước khi lấy mẫu thì đáy hố khoan, hố đào phải được làm sạch cách mùn khoan, các cục đất, đá Việc bao gói, bảo quản mẫu và vận chuyển về phòng theo Tiêu chuẩn TCVN 2683 – 2012

Tác động tải trọng từ móng băng rộng truyền tới lớp nền đất sét

vật liệu rời hoặc vật liệu không nguyên dạng Khi lấy các mẫu nguyên dạng bằng phương pháp đóng, ép, cần phải duy trì mực nước trong hố khoan luôn cao hơn mực nước ngầm xung quanh để tránh mẫu bị dòng nước chảy vào lỗ khoan do chênh cao

độ làm biến dạng

Bảng 3.1-1: Khối mẫu đất cần thiết để xác định

Loại đất Khối mẫu yêu cầu (kg))

Đất sét, bùn, cát Hạt mịn và hạt trung Hạt thô

Bảng 3.4-1 nêu cơ sở phân loại đất phục vụ các mục đích kỹ thuật, và nêu ra

các thí nghiệm hiện trường đơn giản giúp nhận dạng Các thí nghiệm trên các mẫu đất thực hiện tại phòng thí nghiệm và các thí nghiệm tại hiện trường cần được thực hiện theo các tiêu chuẩn đã được công nhận như TCVN 5747: 1993 (phân loại đất) Các thí nghiệm này bao gồm phân tích thành phần hạt của các loại đất không dính, thí nghiệm giới hạn nhão và giới hạn dẻo của đất dính, thí nghiệm độ chặt, thí nghiệm cường độ và thí nghiệm độ axit

Các thí nghiệm phù hợp nhất liệt kê trong Phần 3.4.1 nên được thực hiện cho

từng hiện trường

3.4.1 Thí nghiệm hiện trường

Các thí nghiệm hiện trường có thể bao gồm:

đã biết và không cần phải nêu cụ thể ở đây Các tiêu chuẩn có liên quan gồm BSI (1981) và ASTM (1985)

3.4.1.1 Đo độ chặt

Độ chặt khối của đất và đá được đo bằng phương pháp đương lượng cát hoặc thay thế nước hoặc phương pháp phóng xạ

3.4.1.2 Thí nghiệm cắt cánh hiện trường

Thí nghiệm cắt cánh hiện trường thường chỉ được áp dụng đối với đất đồng chất, đất dính và đất bão hòa hoàn toàn Nếu có dù là rất ít hạt thô, rễ con hoặc lá mỏng của cát có thể sẽ cho kết quả không đáng tin cậy

3.4.1.3 Thí nghiệm độ xuyên

Độ chặt của đất không dính hạt thô có thể được đánh giá bằng Thí nghiệm Xuyên tiêu chuẩn sử dụng thiết bị khoan đập và thiết bị lấy mẫu đất bằng thùng Giá trị N đo được được sử dụng trực tiếp trong tính toán thiết kế Giá trị là số lần đập cần thiết để đóng dụng cụ lấy mẫu dài 300mm vào lớp đất cần khảo sát, và số lần này sẽ bị tác động nếu có đá hoặc sỏi lớn Vì lý do này nếu cho giá trị quá cao bằng

phương pháp này thì phải xem lại Bảng 3.4-2 thể hiện mối tương quan giữa giá trị

N và độ chặt tương đối của vật liệu dạng hạt

3.4.1.4 Độ sâu xuyên côn động

Thiết bị đo Xuyên côn động là thiết bị kinh tế và dễ sử dụng và có rất ít tác động đến nền đất Thiết bị có thể được áp dụng giữa các lỗ khoan hoặc hố thử để thu được mặt cắt liên tục của các lớp đất hoặc để tìm đường bao của đá tảng Thí nghiệm xuyên côn động nên được thực hiện gần các lỗ khoan hoặc hố thử để có được mối tương quan giữa loại đất và độ xuyên cụ thể cho từng vị trí hiện trường,

và khoảng cách giữa lỗ khoan và hố thử nhỏ Bảng 3.4-3 thể hiện mối tương quan

điển hình giữa giá trị xuyên côn động và giá SPT

3.4.1.5 Thí nghiệm nén tấm ép

Có một số quy trình để đo khả năng chịu lực của đất và đá yếu bằng cách sử dụng tấm ép bằng thép và tác động lên nó một tải trọng liên tục hoặc một lực xuyên không đổi, BSI (1990) Nếu có thể tấm ép cần lấp kín lỗ khoan và được đặt trên vật liệu nguyên dạng chưa bị phá hủy: trong trường hợp đường kính của tấm ép nhỏ hơn đáng kể so với đường kính của lỗ khoan, rất khó để đưa ra kết quả Mực nước ngầm trong khi thí nghiệm nên là mực nước tự nhiên, điều này làm cho việc đặt tấm ép ở đáy lỗ khoan trở nên khó khăn

Vì kết quả về khả năng chịu lực hoàn toàn phụ thuộc lớp đất hoặc đá ngay

Bảng 3.4-1 Cơ sở chính để nhận biết và phân loại đất tại hiện trường

Thuật ngữ Thí nghiệm hiện

trường

Thuật ngữ Nhận biết hiện trường

Đồng nhất Phân tầng

Phải bửa khi đào, đóng gỗ cọc gỗ đường kính 50mm rất khó và chỉ được vài cm

Đồng nhất, Có thể phân loại

Cát

Hỗn hợp các hạt từ 0,06mm và có thể nhìn bằng mắt

2,0mm-thường

Cát lẫn bụi

Xi măng hóa nhẹ

Có thể nhận biết bằng mắt thường

Lấy một ít đất trong cục đất ra

có thể mài bằng tay

Rất ít hoặc không có tính dính khi

Cát có thể phân loại như tính đồng nhất hay lựa chọn tốt tùy thuộc vào phân bố của thành phần hạt Cát đồng nhất có thể phân thành:

* Cát thô: 2,0mm-0,60mm

* Cát trung: 0,60mm-0,20mm

*Cát nhỏ: 0,20mm-0,006mm

Cát laterit Cát lẫn sét

Bụi

* Không nhận biết hạt bằng mắt thường hoặc rất khó nhận biết bằng mắt thường

* Tính dẻo và sự tồn tại tính

trương nở

Đất sét Bụi lẫn sét Bụi chứa hữu

cơ Bụi chứa mica

Mềm Cứng vừa

Dễ làm nặn bằng các ngón tay

Có thể nặn bằng cách ép mạnh

Đồng nhất Phân tầng

* Trầm tích bao gồm chủ yếu 1 loại

* Các lớp thay đổi với các loại khác nhau

Thuật ngữ Thí nghiệm hiện

trường

Thuật ngữ Nhận biết hiện trường

* Làm khô đất rất nhanh và bụi có thể bám vào ngón tay

* Khối đất khô có tính dính nhưng

* Sét laterit

Rất mềm Mềm Cứng vừa Cứng rắn

Nước ứa ra khi bóp chúng

Vết nứt

Bẻ thành mảnh vỡ đa diện dọc theo mặt của

Đồng nhất

Trầm tích chủ yếu bao gồm 1 loại

Tính rạn nứt khi khô

Không thể nặn bằng các ngón tay

Phân tầng

Các lớp thay đổi với các loại khác nhau Nếu các lớp đất mỏng thì mô tả chúng là phân tách thành các lớp mỏng Sét gầy và sét béo phân biệt bằng

tính dính của chúng

Bị vỡ khi tác động mạnh

Phong hóa

Luôn thấy rõ mảnh vụn hoặc cấu tạo dạng

Cứng vừa Xốp (như bọt

Các sơ được ép nén với nhau Rất dễ nén và có

Bảng 3.4 -2 Mối quan hệ giữa giá trị SPT, N và độ chặt của đất dạng hạt

Nhỏ hơn 10

1-30 3-50 Lớn hơn 50

Rời

Độ chặt vừa Chặt

Rất chặt

Bảng 3.4-3 Mối tương quan điển hình giữa các trị số thí nghiệm xuyên côn động (DCP)

và xuyên tiêu chuẩn SPT

Giá trị DCP mm/búa

Giá trị SPT búa/300mm

Nếu có thể lấy đủ khối lượng vật liệu với kích thước phù hợp, mật độ khối (thể

tích) của mẫu đất của vật liệu tự nhiên có thể được xác định bằng các phương pháp nhúng nước hoặc thay thế nước

Phân tích thành phần hạt được tiến hành cho đất hạt thô không dính cũng giúp xác định và phân loại đất

Đất hoặc nước ngầm có thể chứa các chất hóa học có thể gây hại cho bê tông hoặc thép Các chất này có thể được sinh ra từ các quy trình xử lý công nghiệp gần đó hoặc có thể được sinh ra tự nhiên Các giải pháp bảo vệ bê tông và cốt thép khỏi các tác nhân hóa học được nêu trong Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05

Các nhân tố chính làm cho bê tông bị xuống cấp là các chất sunphat thông thường có trong đất sét và nước có tính axit Tổng hàm lượng sunphat lớn hơn 0.2% trọng lượng trong đất và 300 phần triệu trong nước ngầm thì được coi là có khả năng xâm thực (BRE, 1981)

Ăn mòn vật liệu là do điện phân hoặc do các tác động hóa học hoặc sinh học Trong các khu công nghiệp, ăn mòn có thể là do các chất thải đơn lẻ tập kết tại công trường gây ra Trong các công trình thủy và hàng hải, cũng cần phải khảo sát ăn mòn

có thể gây ra do nước, nước biển và các nước mặn khác và các nước thải công nghiệp Trong môi trường biển, ăn mòn nghiêm trọng nhất được thấy tại “vùng rửa trôi” nơi chỉ thỉnh thoảng ẩm ướt Độ mặn của nước ngầm gần biển có thể cao gần bằng độ mặn của nước biển, đặc biệt là ở các vùng đất khai hoang lấn biển Gần các cửa sông, có thể

có các điều kiện bất lợi do thay đổi về nước có độ mặn khác nhau gây ra

Các thí nghiệm trong PTN để đánh giá độ xâm thực của đất và nước ngầm đối với xi măng Portland bao gồm cả xác định trị số pH và hàm lượng sunphat (BSI,1990)

Vì trị số pH có thể bị thay đổi nếu thời gian giữa lúc lấy mẫu và thí nghiệm bị chậm nên nếu có thể thì nên xác định trị số này tại hiện trường

Nước được lấy mẫu từ hố khoan có thể bị thay đổi do nước rửa phun trong quá trình khoan, hoặc do các phương tiện rửa phun khác được sử dụng: điều này có nghĩa

là các thí nghiệm về sunphat và độ axit được tiến hành trên các mẫu lấy từ hố khoan sẽ không phải là đặc trưng nếu không có sự lưu ý cẩn trọng

3.6 Rà soát thiết kế

Thường thì rất khó để xác định điều kiện đất trước khi đào xong Vì lý do này

mà kỹ sư cần được chuẩn bị để xem xét các kế hoạch của mình cả trong khảo sát và trong thi công, nếu có bằng chứng cho thấy về điều kiện địa chất không mong đợi để

xử lý khi thi công

Tài liệu tham khảo

ASTM (1985) Annual book of ASTM standards, vol 0408 Philadelphia: American

Society for Testing and Materials

BRE (1981) Concrete in sulphate bearing soils and ground waters Digest No 250

Watford: Building Research Establishment

BSI (1981) Code of practice for site investigations BS 5930 London: British

Standards Institution

BSI (1990) Methods of test for soils for civil engineering purposes BS 1377 London:

British Standards Institution

Geotechnical Control Office (1987) Guide to site investigation , Geoguide 2 Hong

Kong: Civil Engineering Services Department

Tomlinson M J (1986) Foundation design and construction, fifth edition Singapore:

Longman Singapore Publishers Pte Ltd

CHƯƠNG IV 4.1 Thu thập tài liệu 1 4.2 Làm việc với địa phương và các cơ quan có liên quan 1 4.2.1 Công trình hồ đập _ 1 4.2.2 Công trình thủy lợi _ 2 4.2.2.1 Kênh, mương 2 4.2.2.2 Đê điều _ 2 4.2.3 Đường thủy 2 4.3 Khảo sát thủy văn công trình cầu mới tại thực địa _ 3 4.3.1 Xác định vị trí công trình cầu trên bản đồ _ 3 4.3.2 Xác định các đặc trưng hình thái lưu vực _ 3 4.3.3 Đo mặt cắt ngang sông/ suối, trắc dọc lòng sông và trắc dọc mực nước _ 3 4.3.4 Điều tra thủy văn 4 4.3.4.1 Điều tra mực nước 4 4.3.4.2 Điều tra thủy văn đối với những công trình có chế độ thủy văn đặc biệt 4 4.3.5 Các nội dung điều tra thủy văn khác _ 6 4.3.5.1 Điều tra diễn biến lòng sông qua các thời kỳ 6 4.3.5.2 Điều tra tình hình cây trôi 6 4.3.5.3 Điều tra thông thuyền 6 4.4 Khảo sát thủy văn cầu cũ (đang khai thác) _ 7 4.4.1 Điều tra mực nước đối với cầu cũ 7 4.4.2 Các nội dung điều tra và khảo sát khác _ 7 Tài liệu tham khảo 7

CHƯƠNG IV KHẢO SÁT THỦY VĂN 4.1 Thu thập tài liệu

- Thu thập các tài liệu sẵn có về đặc điểm khí hậu, các đặc trưng khí tượng, thuỷ văn của khu vực nghiên cứu từ QCVN 02:2009/BXD - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về Số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng, các báo cáo của các cơ quan có liên quan;

- Tùy theo các yêu cầu trong Nhiệm vụ thiết kế, mua các số liệu khí tượng, thủy văn cần thiết của các trạm khí tượng, trạm thủy/ hải văn trong khu vực có liên quan đến công trình: lượng mưa; các đặc trưng mực nước, lưu lượng; vận tốc; v.v… để phục vụ cho công tác tính toán thủy văn công trình;

- Thu thập về tình hình ngập lụt, tình hình xói lở …trong khu vực nghiên cứu từ các cơ quan quản lý đường bộ, đường thủy và các cơ quan quản lý thủy lợi, đê điều….;

- Mua bản đồ tỷ lệ 1/10.000 hoặc 1/25.000, 1/50.000 để xác định lưu vực tụ nước

4.2 Làm việc với địa phương và các cơ quan có liên quan

Nội dung tài liệu cần thu thập từ các cơ quan có liên quan bao gồm:

- Cấp đập, tần suất lũ thiết kế, tần suất lũ kiểm tra;

- Kết cấu đập; chiều dài, chiều cao, chiều rộng đập; kích thước, chiều dài, chiều cao, chiều rộng cửa xả;

- Lưu lượng lũ đến, lưu lượng xả lũ ứng với các tần suất;

- Dung tích hồ: chết, hiệu dụng, siêu cao;

- Mực nước trong hồ: mực nước ứng với các tần suất, mực nước dâng bình thường, mực nước chết;

- Hệ cao độ sử dụng, chênh lệch độ cao giữa hệ cao độ Quốc gia với hệ cao độ của công trình;

- Công trình hiện có hoặc đã được phê duyệt thiết kế ở giai đoạn nào, dự kiến thời gian khởi công và hoàn thành công trình

4.2.2 Công trình thủy lợi

4.2.2.1 Kênh, mương

- Vị trí công trình (kênh mương) và tên công trình (nếu có);

- Chức năng hoạt động của kênh, mương (tưới, tiêu hoặc tưới tiêu kết hợp );

- Các thông số mặt cắt kênh mương:

+ Độ dốc dọc đáy kênh, mương;

+ Mặt cắt ngang: chiều rộng đáy (b); hệ số mái dốc (m); chiều cao từ đáy kênh mương lên đến đỉnh bờ (H);

- Các thông số thuỷ văn thiết kế kênh mương (Q, H, V ), nếu có

4.2.2.2 Đê điều

Làm việc với các cơ quan có tính pháp nhân về đê điều để thu thập các số liệu sau:

- Cấp và tần suất thiết kế đê hiện tại và quy hoạch tương lai;

- Mực nước và lưu lượng thiết kế đê;

- Cao trình đỉnh đê;

- Những sự cố đã xảy ra trong quá khứ đối với đê điều như: nước tràn đê, vỡ đê

và những hậu quả do các hiện tượng trên gây ra (nếu có);

- Tình hình thuyền bè hiện tại và quy hoạch (loại phương tiện vận tải thủy, kích

cỡ, trọng tải …);

- Yêu cầu về tĩnh không thông thuyền;

- Những yêu cầu khác, nếu có

Các số liệu thu thập nêu trên phải do các cơ quan chức năng có tư cách pháp nhân cung cấp bằng văn bản

4.3 Khảo sát thủy văn công trình cầu mới tại thực địa

4.3.1 Xác định vị trí công trình cầu trên bản đồ

Căn cứ vào toạ độ tuyến và bình đồ trắc dọc tuyến, trong đó đã có vị trí các công trình thoát nước, làm cơ sở để xác định hướng tuyến và vị trí công trình thoát nước chính thức lên bản đồ lưu vực

4.3.2 Xác định các đặc trưng hình thái lưu vực

Mục đích của xác định các đặc trưng hình thái lưu vực là nhằm thu thập các thông số như: diện tích lưu vực F (km2), chiều dài dòng chính Lc (km), tổng chiều dài dòng phụ l (km), độ dốc dòng chính jl (%o), độ dốc sườn dốc IS (%o), hệ số nhám lòng suối (ml) và hệ số nhám sườn dốc (ms), v.v đó là các số liệu đầu vào để xác định lưu lượng thiết kế theo công thức gián tiếp từ mưa ra dòng chảy theo TCVN 9845:2013 - Tính toán các đặc trưng dòng chảy lũ

Phương pháp xác định các đặc trưng hình thái lưu vực được hướng dẫn trong TCVN 9845:2013

4.3.3 Đo mặt cắt ngang sông/ suối, trắc dọc lòng sông và trắc dọc mực nước

- Đo vẽ mặt cắt ngang sông/ suối (mặt cắt lưu lượng):

+ Trong phạm vi bình đồ cầu đo 3 mặt cắt lưu lượng (thượng lưu, tim cầu và

hạ lưu) Nếu có thể sử dụng mặt cắt tim cầu làm mặt cắt lưu lượng thì chỉ

đo thêm 02 mặt cắt ở thượng, hạ lưu Mặt cắt lưu lượng phải đo vuông góc với dòng chảy và lấy cao hơn mực nước lũ lịch sử điều tra lớn nhất tối thiểu 2,0m Trong trường hợp không đo được mặt cắt lưu lượng trong phạm vi bình đồ cầu thì có thể đo ở ngoài phạm vi bình đồ và sơ họa khoảng cách theo hướng dòng chảy từ mặt cắt lưu lượng tới mặt cắt tim cầu;

+ Trường hợp không đo được hết mức nước lũ lịch sử điều tra được (mặt cắt không khống chế được mực nước) thì đo ra mỗi bên tính từ mép sông

đường 2 đầu cầu) Vị trí mặt cắt lưu lượng phải được thể hiện trên bình đồ cầu;

+ Trên mặt cắt lưu lượng phải thể hiện cao độ các mực nước điều tra; phạm vi dòng chủ, bãi; tình hình địa chất và thực vật ở dòng chủ, bãi

- Đo vẽ trắc dọc lòng sông và trắc dọc mực nước tại công trình trong phạm vi bình đồ

+ Mặt cắt dọc sông/ suối và đường mực nước điều tra là cơ sở để xác định

độ dốc mặt nước trong việc tính lưu lượng theo công thức Sêdi – Maninh;

+ Mặt cắt dọc sông suối được vẽ theo trục động lực dòng sông Trên mặt cắt dọc sông/ suối phải thể hiện vị trí của các mặt cắt ngang sông/ suối

và các mực nước điều tra;

+ Những công trình cầu bắc qua kênh mương thuỷ lợi cần đo trắc dọc, trắc ngang kênh mương

4.3.4 Điều tra thủy văn

4.3.4.1 Điều tra mực nước

Nội dung điều tra:

Mỗi công trình cầu cần điều tra 3 cụm mực nước ở thượng lưu, tim cầu và hạ lưu Mỗi cụm mực nước bao gồm:

- Mực nước lũ cao nhất, nhì, ba và các năm xuất hiện mực nước lũ điều tra đó;

- Mực nước lũ trung bình;

- Mực nước thấp nhất;

- Mực nước lúc đo

4.3.4.2 Điều tra thủy văn đối với những công trình có chế độ thủy văn đặc biệt

a Đối với vị trí cầu ảnh hưởng thuỷ triều

Ngoài việc phải khảo sát, điều tra mực nước như cầu thông thường (đã nêu ở trên), cần điều tra khảo sát thêm các hạng mục sau:

- Mực nước đỉnh triều cao nhất, mực nước chân triều thấp nhất;

- Biên độ triều lớn nhất;

- Xác định phạm vi ảnh hưởng của thuỷ triều từ tim cầu lên phía thượng lưu cầu

b Đối với vị trí cầu ảnh hưởng nước dềnh sông lớn

Ngoài việc phải khảo sát, điều tra mực nước như cầu thông thường (đã nêu ở trên), cần điều tra khảo sát thêm các hạng mục sau:

- Mực nước lũ lịch sử của sông lớn tại vị trí cầu;

- Xác định phạm vi ảnh hưởng của nước dềnh sông lớn từ tim cầu lên phía thượng lưu;

- Điều tra cường suất lũ (tốc độ dâng, rút mực nước của trận lũ lớn nhất trong một giờ hay một ngày đêm của sông lớn)

suất mực nước xác định từ số liệu mực nước thực đo (mực nước giờ của trận lũ lớn nhất trong thời kỳ quan trắc), nếu không có trạm thuỷ văn thì điều tra cường suất lũ

qua nhân dân

c Đối với công trình thoát nước nằm ở thượng lưu hay hạ lưu các đập nước

+ Điều tra mực nước cao nhất trong hồ, mực nước thấp nhất hạ lưu đập, diện tích mặt thoáng hồ ứng với mực nước cao nhất;

+ Điều tra kết cấu đập, hình dạng đập (đập tràn đỉnh rộng, đập thành mỏng, đập thực dụng, v.v );

+ Điều tra phạm vi đập có thể bị vỡ và những sự cố vỡ đập, nếu có

- Mực nước úng nội đồng lớn nhất của 3 năm;

- Mực nước lớn nhất do sông lớn tràn vào;

- Mực nước ngập thường xuyên;