Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật và lựa chọn hình thức đầu tư xây dựng đối với cầu cẩm thanh thành phố hội an

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHAN MINH PHỤNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT VÀ LỰA CHỌN HÌNH THỨC ĐẦU TƯ XÂY DỰNG ĐỐI VỚI CẦU CẨM THANH - THÀNH PHỐ HỘI AN... Nhưng để đồng bộ và hoàn thiện m

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

PHAN MINH PHỤNG

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT VÀ LỰA CHỌN HÌNH THỨC ĐẦU TƯ XÂY DỰNG ĐỐI VỚI CẦU CẨM THANH - THÀNH PHỐ HỘI AN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN VĂN MỸ

Phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Phi Lân

Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Xuân Toản

Luận văn đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông tại

Trường Đại học Bách khoa vào ngày 21 tháng 01 năm 2018

\

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

 Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học

Bách khoa

 Thư viện Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách

khoa – ĐHĐN

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài:

Việt Nam đang trong giai đoạn công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước nên nhu cầu vốn đầu tư cơ sở hạ tầng kỹ thuật nói chung và mỗi địa phương nói riêng là rất lớn Tuy nhiên, ngân sách nhà nước thì có hạn, vốn của các nhà tài trợ ngày càng thu hẹp Do đó, mô hình đầu tư theo hình thức hợp tác công tư (Public Private Partnership hay còn gọi là PPP) là một giải pháp hữu hiệu để giải quyết vấn đề này Mô hình này có khả năng huy động nguồn lực đầu tư cho cơ sở hạ tầng

từ khu vực tư nhân cả trong và ngoài nước trong bối cảnh hiện nay Và Tỉnh Quảng Nam cũng bắt kịp xu thế đầu tư này nên đã có nhiều dự án rất thành công, góp phần vào việc phát triển kinh tế - xã hội tỉnh nhà Nhưng để đồng bộ và hoàn thiện mọi mặt thì cần một chặng đường dài, nguồn ngân sách nhà nước và nguồn vốn đầu tư từ các doanh nghiệp tư nhân mỗi năm rất lớn Do đó đề tài nghiên cứu được lựa chọn là: “ Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật và lựa chọn hình thức đầu tư xây dựng đối với cầu Cẩm Thanh-Thành phố Hội An” nhằm chia sẻ nguồn vốn đầu tư, đóng góp một phần trong việc phát triển, đồng bộ hạ tầng giao thông của tỉnh cũng như thành phố Hội An thực hiện xây dựng cầu Cẩm Thanh

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:

- Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật, hình thức đầu tư tìm ra ưu, nhược điểm để so sánh lựa chọn giải pháp kỹ thuật, hình thức nào cho hiệu quả

- Nghiên cứu hiệu quả đầu tư dự án để có căn cứ thực hiện các dự án tiếp theo

3 Đối tượng và phạm vị nghiên cứu:

3.1 Đối tượng nghiên cứu:

Dự án: “ Cầu Cẩm Thanh “ của thành phố Hội An–Tỉnh Quảng Nam.” 3.2 Phạm vi nghiên cứu:

Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật và các hình thức đầu tư xây dựng

4 Phương pháp nghiên cứu:

Nghiên cứu về lý luận, thực trạng để tìm ra giải pháp giải quyết vấn đề đặt

ra

5 Kết quả dự kiến:

Việc nghiên cứu của đề tài giúp thêm thông tin hữu ích về quyết định đầu

tư dự án và định hướng được công tác quản lý về tài chính và giải pháp kỹ thuật

6 Bố cục luận văn:

Bố cục luận văn gồm : mở đầu, kết luận và 3 chương

- Mở đầu

- Chương I: Sự cần thiết đầu tư xây dựng cầu Cẩm Thanh – Thành phố Hội An

- Chương II: Giải pháp kỹ thuật của Cầu Cẩm Thanh

- Chương III: Hình thức đầu tư xây dựng Cầu Cẩm Thanh

- Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG I SỰ CẦN THIẾT ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CẦU CẨM THANH –

THÀNH PHỐ HỘI AN 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Với định hướng xây dựng, phát triển thành phố với hệ thống hạ tầng giao thông thông thoáng đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội như hiện nay Thành phố Hội An đã phê duyệt quy hoạch xây dựng nhiều tuyến đường nhằm khớp nối giao thông nội bộ cho các phường, xã và các cụm dân cư trong vùng Phường Cửa Đại và xã Cẩm Thanh là khu vực ven biên phía Đông Nam của thành phố Hội An nơi đây có tìm năng phát triển du lịch sông nước và du lịch biển rất nhưng hạ tầng giao thông để kết nối hai khu vực này còn hạn chế chưa được đầu tư đồng bộ Để đảm bảo giao thông thông suốt góp phần vào phát triển kinh tế xã hội cũng như phát triển du lịch của hai địa phương này thành phố Hội An đã phê duyệt quy hoạch xây dựng cẩu Cẩm Thanh và đường dẫn kết nối phường Cửa Đại và xã Cẩm Thanh với thành phố Hội An

1.2 HIỆN TRẠNG VÙNG THỰC HIỆN DỰ ÁN

Dự án cầu Cầm Thanh được thực hiện tại hai phường Cẩm Thanh và Cửa Đại của Thành phố Hội An Do vậy trước khi thực hiện dự án cần phải nghiên cứu hiện trạng kinh tế và mạng lưới giao thông của 2 địa phương này

1.2.1 Phường Cẩm Thanh

1.2.1.1 Hoạt động kinh tế

Cẩm Thanh là điểm đến hấp dẫn khách du lịch gồm nhà lưu trú (homestay), hoạt động bơi thúng du lịch, làng nghề tranh tre, dừa truyền thống phục vụ DLST, hoạt động nông nghiệp phục vụ DLST, tour DLSTCác định hướng cho phát triển DLST 1.2.1.2 Mạng lưới giao thông phường

Phấn đấu đến năm 2020 hoàn thiện, nâng cấp hệ thống giao thông đồng bộ, từng bước hiện đại, liên hoàn, thông suốt, quy mô phù hợp với điều kiện địa phương Phối hợp với cấp thành phố, xin nguồn vốn ngân sách để hoàn thiện các mạng lưới giao thông và tạo điều kiện cho các chủ đầu tư doanh nghiệp vào đầu tư các khu

du lịch đã được duyệt quy hoạch

1.2.2 Phường Cửa Đại

1.2.2.1 Hoạt động kinh tế:

Kinh tế biển là hướng phát triển chủ yếu của phường Cửa Đại Kinh tế biển Cửa Đại không phải là ngành ngư nghiệp thuần túy mà là ngành kinh tế tổng hợp dựa trên tiềm năng, thế mạnh sẵn có với vùng hạ lưu “nơi dòng sông gặp biển” và hơn 3km bờ biển đang phát triển nhanh các dịch vụ, du lịch, thương mại

1.2.2.2 Mạng lưới giao thông:

Phường Cửa Đại là vùng du lịch biển nổi tiếng của Thành phố Hội An nên

cơ sở hạ tầng và giao thông ở địa phương được đầu tư nhiều và đồng bộ như tuyến đường Âu Cơ, Cửa Đại

1.2.3 Hệ thống cầu trên sông Đế Võng:

Hiện nay chỉ có hai cầu qua sông Đế Võng Đó là cầu gỗ Hà An dài hơn 40m được đầu tư bởi khu resort Hà An phục vụ cho khách du lịch và cầu Km 0+317 dài 262,35 m, nối giữa hai phương Cẩm An và Cẩm Châu thuộc tuyến đường dẫn phía bắc cầu Cửa Đại phục vụ cho sự phát triển khu phía nam Hội An

1.2.4 Các quy hoạch liên quan:

Cách khu dự án khoảng 10Km qua cầu Cửa Đại – phía nam Hội An là khu nghỉ dưỡng Nam Hội An do VinaCapital và một số đối tác nước ngoài khác làm chủ đầu tư với vón đầu tư 4 tỷ USD đang được xây dựng trên địa bàn 3 xã Duy Nghĩa, Duy Hải (huyện Duy Xuyên) và Bình Dương (huyện Thăng Bình), khu phức hợp du lịch nghỉ dưỡng Vinpearl Nam Hội An tọa lạc trên 2 xã Bình Dương và Bình Minh (huyện Thăng Bình) do tập đoàn Vingroup đầu tư 5000 tỷ đồng và mới đây nhất, Công ty Cổ phần Dịch vụ và Xây dựng Địa ốc Đất Xanh (DXG) đã nhận Quyết định Đầu tư phát triển dự án Khu Dịch vụ - Du lịch nghỉ dưỡng Opal Ocean View có tổng diện tích 185 ha, tổng vốn đầu tư hơn 4.600 tỷ đồng

1.3 SỰ CẦN THIẾT ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CẦU CẨM THANH

Hiện nay, nhu cầu giao thương và đi lại của người dân phường Cẩm Thanh và phường Cửa Đại là khá lớn Tuy nhiên, việc kết nối giao thông giữa hai địa phương phần lớn phụ thuộc vào tuyến đường vào trung tâm thành phố, vừa không đáp ứng được lưu lượng xe qua lại vừa không đảm bảo an toàn giao thông cho người dân khi

lượng xe vào thành phố quá lớn Dự án cầu Cẩm Thanh hoàn thành sẽ giảm lưu lượng xe vào trung tâm thành phố đồng thời là mạch máu giao thông quan trọng kết nối du lịch giữa hai phía đông nam Hội An góp phần vào việc phát triển kinh tế xã hội thành phố

Kết luận Chương 1:

Đầu tư xây dựng cầu Cẩm Thanh là cần thiết vì: (1) Hai bên bờ sông phía đông nam Hội An đang hình thành các khu đô thị và du lịch để phát triển Nhưng sự kết nối của 2 địa phương này chưa có; (2) Phục vụ nhu cầu đi lại của bà con 2 địa phương vì hiện nay việc đi lại qua bên 2 bờ sông chưa có cầu dành cho người dân; (3) Xây dựng cầu để hình thành khu du lich nối dài liên tục để thu hút khách du lịch trong và ngoài nước và đồng bộ hạ tầng giao thông trong khu vực; và (4) Giảm lưu lượng xe vào trung tâm thành phố, giảm nạn kẹt xe

CHƯƠNG II: GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CẦU CẨM THANH

2.1 GIẢI PHÁP KỸ THUẬT

2.1.1 Số liệu thiết kế

Việc tính toán và thiết kế cầu dựa trên các chỉ tiêu kỹ thuật sau:

- Quy mô xây dựng: Vĩnh cửu

- Tải trọng : Đoàn xe HL-93 và đoàn người 300daN/m2

2.1.2 Điều kiện địa chất

Địa chất vùng dự án là khu vực sông nước và đất nông nghiệp bao gồm: bùn sét, cát và lớp sét

2.1.3 Giải pháp kết cấu

Các giải pháp kết cấu được đề xuất phải dựa trên các nguyên tắc chủ yếu sau:

- Đảm bảo mọi chỉ tiêu kỹ thuật đã được duyệt

- Kết cấu phải phù hợp với khả năng và thiết bị của các đơn vị thi công

- Ưu tiên sử dụng các công nghệ mới tiên tiến nhằm tăng chất lượng công trình, tăng tính thẩm mỹ

- Quá trình khai thác an toàn và thuận tiện và kinh tế

- Giải pháp kết cấu công trình:

+ Kết cấu thượng bộ: đưa ra giải pháp nhịp lớn kết cấu liên tục, cầu vòm nhằm tạo mỹ quan cho công trình

+ Kết cấu hạ bộ: Móng cọc khoan nhồi

+ Kết cấu mố chọn loại mố chữ U tường mỏng

+ Kết cấu trụ ta nên dùng trụ đặc

2.1.4 Đề xuất phương án kỹ thuật

Từ các nguyên tắc giải pháp kết cấu trên, ta đề xuất 2 phương án kỹ thuật:

(1) Phương án 1: Sơ đồ kết cấu nhịp 2x39,15+97,6+2x39,15m với 4 nhịp dẫn là dầm super T dài 39,15m và 1 nhịp chính là vòm ống thép nhồi bêtông có chiều dài 97.6m

(2) Phương án 2: Sơ đồ cầu 38,45+50+75+50+38,45m với 2 nhịp dẫn là dầm super T dài 38.45m và nhịp chính là dầm liên tục BTCT thi công bằng phương pháp đúc hẫng 50+75+50m

Dưới đây, luận văn sẽ thiết kế sơ bộ và lập dự toán cho từng phương án 2.2 PHƯƠNG ÁN I: CẦU VÒM ỐNG NHỒI BÊ TÔNG

Bảng 2.1 Tổng hợp nội lực của dầm dọc trong giữa nhịp

Nội lực Loại tải trọng Vị trí

Bảng 2 2 Tổng hợp nội lực của dầm dọc biên giữa nhịp

Bảng 2.4 Tổng hợp nội lực của dầm dọc biên đầu nhịp

Nội lực Loại tải trọng 0 0.25L Vị trí 0.5L

Hình 2.7 Bố trí cốt thép trong dầm dọc trong giữa nhịp với 425

Hình 2.8.Bố trí cốt thép trong dầm dọc trong giữa nhịp với 824

Hình 2.9 Bố trí cốt thép trong dầm dọc biên với 1025 và 416

2.2.2.2 Dầm ngang

Bằng chương trình MIDAS, nội lực gồm mô men và lực cắt của dầm ngang trong được thể hiện trên bảng 2.5

Bảng 2.5.Tổng hợp nội lực của dầm ngang trong

Nội lực Loại tải trọng 0 0.25L Vị trí 0.5L

2 1

2 3

4

3

4 1

Hình 2.10.Bố trí cáp DƯL tại giữa nhịp dầm ngang trong 48 tao 15,24mm chia

2.2.2.4.Trình tự thi công cầu:

2.2.3.Tổng mức đầu tư Cầu Cẩm Thanh

Tổng mức đầu tư là mức đầu tư cuối cùng dựa vào gí trị xây dựng cơ bản sau khi

đã tính các chi phí quản lý, chi phí tư vấn xây dựng, chi phí dự phòng cùng các chi phí khác ( chưa tính lãi suất vay vốn) được thể hiển ở bảng 2.7

Bảng 2.7.:Tổng hợp kinh phí phương án I.( chưa tính lãi vay)

1 Chi phí xây dựng trước thuế Z=GXD/1,1 170.984.295.000

2 Chi phí xây dựng sau thuế GXD 188.082.724.451

3 Chi phí quản lý dự án GQLDA 1.813.801.000

4 Chi phí tư vấn đầu tư xây dựng GTV 3.693.434.000

Bằng phần mềm midas, nội lực gồm mô men và lực cắt của dầm liên tục được thể hiện trên bảng 2.8 và 2.9

Bảng 2.8.Tổng hợp mô men dầm liên tục theo từng mặt cắt

Mặt cắt Mmax (Nmm) Mmin (Nmm) Mặt cắt Mmax (Nmm) Mmin (Nmm)0-0 -1.291E+11 -2.161E+11 3'-3' -3.413E+10 -8.672E+10 1-1 -8.358E+10 -1.457E+11 4'-4' -1.613E+10 -6.454E+10 2-2 -6.319E+10 -1.087E+11 5'-5' -3.319E+08 -4.620E+10 3-3 -4.374E+10 -8.128E+10 6'-6' 1.280E+10 -3.096E+10 4-4 -2.475E+10 -5.944E+10 7'-7' 2.286E+10 -1.846E+10 5-5 -7.359E+09 -4.192E+10 8'-8' 2.995E+10 -8.545E+09 6-6 7.696E+09 -2.810E+10 9'-9' 3.417E+10 -4.751E+08 7-7 2.039E+10 -1.694E+10 10'-10' 3.418E+10 4.188E+09 8-8 3.003E+10 -8.546E+09 11-11 3.217E+10 5.464E+09 9-9 3.720E+10 -2.112E+09 12-12 2.621E+10 5.766E+09 10-10 4.129E+10 9.564E+08 13-13 1.635E+10 4.190E+09 1'-1' -7.910E+10 -1.420E+11 14-14 0.000E+00 0.000E+00 2'-2' -5.530E+10 -1.125E+11 giữa nhịp 4.231E+10 1.676E+09

Bảng 2.9.Tổng hợp lực cắt dầm liên tục cho từng mặt cắt

Mặt cắt Vmax (Nmm) Vmin (Nmm) Mặt cắt Vmax (Nmm) Vmin (Nmm) 0-0 trái 1.54E+07 8.59E+06 3'-3' 9.53E+06 4.87E+06 0-0 phải -8.37E+06 -1.56E+07 4'-4' 8.23E+06 4.01E+06 1-1 -6.60E+06 -1.27E+07 5'-5' 6.99E+06 3.16E+06 2-2 -5.78E+06 -1.13E+07 6'-6' 5.78E+06 2.33E+06 3-3 -4.93E+06 -1.00E+07 7'-7' 4.61E+06 1.50E+06 4-4 -4.10E+06 -8.74E+06 8'-8' 3.47E+06 6.76E+05 5-5 -3.29E+06 -7.51E+06 9'-9' 2.17E+06 -2.91E+05 6-6 -2.50E+06 -6.32E+06 10'-10' 9.73E+05 -1.36E+06 7-7 -1.72E+06 -5.16E+06 11-11 3.52E+05 -2.02E+06 8-8 -9.46E+05 -4.03E+06 12-12 -3.81E+05 -3.17E+06 9-9 -4.54E+04 -2.75E+06 13-13 -1.01E+06 -4.34E+06 10-10 8.59E+05 -1.48E+06 14-14 -1.76E+06 -5.72E+06 1'-1' 1.25E+07 6.79E+06 giữa nhịp 1.12E+06 -1.12E+06

2.3.2.2.Bố trí cốt thép dự ứng lực:

Loại mố trụ được sử dụng là trụ thân đặc BTCT và mố dạng chữ U cải

tiến Qua tính toán, áp lực thằng đứng lớn nhất xuống mố trụ, sức chịu tải của cọc

và bố trí cọc cho mố trụ thể hiện ở bảng 2.10

Bảng 2.10.Tính sơ bộ và chon cáp dự ứng lực

Mặt cắt d'p (mm) c' (mm) a' (mm) Aps (mm2) Số tao Số bó tính0-0 3600 1512.00 1047.60 35424.25 253.03 36.151-1 3084 1295.49 897.59 28134.00 200.96 28.712-2 2783 1169.04 809.98 25037.05 178.84 25.553-3 2516 1056.91 732.29 21711.16 155.08 22.154-4 2284 959.09 664.51 18180.53 129.86 18.555-5 2085 875.59 606.66 14506.52 103.62 14.806-6 1920 806.40 558.72 10799.57 77.14 11.027-7 1789 751.53 520.70 7225.76 51.61 7.37 8-8 1693 710.97 492.60 4000.76 28.58 4.08 9-9 1623 681.74 472.35 998.68 7.13 1.02 10-10 1600 672.00 465.60 0.00 0.00 0.00 2.3.2.3.Tính toán trụ:

Bằng phần mêm Excel, áp lực thằng đứng lớn nhất xuống mố trụ, sức chịu tải của

2.3.2.4.Trình tự thi công cầu:

2.3.4.Tổng mức đầu tư Cầu Cẩm Thanh

Tổng mức đầu tư là mức đầu tư cuối cùng dựa vào gí trị xây dựng cơ bản sau khi

đã tính các chi phí quản lý, chi phí tư vấn xây dựng, chi phí dự phòng cùng các chi phí khác ( chưa tính lãi suất vay vốn) được thể hiển ở bảng 2.12

Bảng 2.12.Tổng hợp kinh phí phương án II( chưa tính lãi vay)

STT Chi phí ký hiệu & Cách tính Kinh phí

1 Chi phí xây dựng trước thuế Z=GXD/1,1 106.167.859.000

2 Chi phí xây dựng sau thuế GXD 116.784.644.990

3 Chi phí quản lý dự án GQLDA 1.690.617.000

4 Chi phí tư vấn đầu tư xây dựng GTV 3.924.442.000

2.4.1.Các tiêu chuẩn đánh giá

Một số tiêu chí thường hay sử dụng để đánh giá các hệ thống kết cấu khác nhau là: giá thành, mỹ học, tiến độ và khả năng thi công, tác động môi trường, duy

tu, bảo dưỡng

Bảng 2.13.So sánh 2 phương án theo phương pháp hội tụ

STT Tiêu chí Phương án I Các phương án Phương án II

2.4.2.2 Phương pháp cho điểm

Theo phương pháp cho điểm ( được thể hiện ở bảng 2.14), thay vì dùng các ký hiệu ‘+’,’-‘, và ‘S’, ta sẽ cho điểm ứng với từng tiêu chí cho các phương án Một cách thông dụng là dùng thang điểm từ 1 đến 10 theo nguyên tắc là hệ kết cấu ít thỏa mãn nhất cho 1 điểm, trong khi hệ thỏa mãn nhiều nhất cho 10 điểm

Bảng 2.14 So sánh 2 phương án theo phương pháp cho điểm

Kết luận chương II:

Luận văn đề xuất 2 phương án là (1) Phương án 1: Sơ đồ kết cấu nhịp 2x39,15+97,6+2x39,15m với 4 nhịp dẫn là dầm super T dài 39,15m và 1 nhịp chính là vòm ống thép nhồi bêtông có chiều dài 97.6m có giá thành 221 tỷ đồng và (2) Phương án 2: Sơ đồ cầu 38,45+50+75+50+38,45m với 2 nhịp dẫn là dầm super

T dài 38.45m và nhịp chính là dầm liên tục BTCT thi công bằng phương pháp đúc hẫng 50+75+50m có giá thành 139 tỷ đồng

Qua việc phân tích so sánh những chỉ tiêu của hai phương án, phương án được lựa chọn là Phương án II có sơ đồ cầu 38,45+50+75+50+38,45m với 2 nhịp dẫn là dầm super T dài 38,45m và nhịp chính là dầm liên tục BTCT thi công bằng phương pháp đúc hẫng 50+75+50 m và giá thành 139.805 triệu đồng