Hướng dẫn đồ án thiết kế địa thế và thoát nước sân bay

MỞ ĐẦU

Như chúng ta đã biết, ngày nay, vai trò của vận tải hàng không ngày
càng được nâng cao. Vận tải hàng không không chỉ là phương thức vận tải an
toàn, kinh tế mà còn rất nhanh chóng nữa. Do vậy, người ta đã tiến hành xây
dựng rất nhiều cảng hàng không nhằm nâng cao chất lượng phục vụ phương
thức vận tải này. Đồng thời nâng cao tính an toàn và hiệu quả trong quá trình
vận chuyển. Trước khi xây dựng các cảng hàng không người ta phải chọn một
vùng địa hình để đặt cảng. Khu vực địa hình đó có thể không đảm bảo yêu cầu
khi đặt sân bay, do đó người ta đưa ra phương pháp thiết kế địa hình mà tôi sẽ
trình bày dưới đây. Với phương pháp này, chúng ta sẽ có khu vực địa hình đảm
bảo xây dựng sân bay thỏa mãn các tiêu chuẩn trong quy trình xây dựng sân bay.

1

1


Hướng dẫn đồ án thiết kế địa thế và thoát nước sân bay

SỐ LIỆU XUẤT PHÁT ĐỂ THIẾT KẾ
1. Bình đồ định hình khu vực tỷ lệ 1:2000 với mặt cắt các đường đồng mức
h=0,25m.
2. Khu vực xây dựng và kích thước dải bay (chiều dài ,rộng ) và các dải bảo hiểm.
3. Điều kiện đất:

- Loại đất có cường độ chịu lực tốt.
- Chiều dày lớp đất hữu cơ hiện có là 50cm.

4.

Yêu cầu kỹ thuật thiết kế địa hình sân bay.
Độ dốc dọc và ngang lớn nhất, nhỏ nhất cho phép của dải bay các dải bảo
hiểm, bán kính cong nhỏ nhất của địa hình, thiết kế theo chiều dọc và chiều
ngang, chiều dày nhỏ nhất của lớp đất hữu cơ.
Tất cả các số liệu chưa có thì lấy theo tiêu chuẩn thiết kế sân bay.

2

2


Hướng dẫn đồ án thiết kế địa thế và thoát nước sân bay

PHẦN 1. THIẾT KẾ SƠ BỘ PHẦN ĐẤT SÂN BAY
§1 . NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT HIỆN KHUYẾT TẬT CỦA ĐỊA HÌNH
Nghiên cứu và phát hiện khuyết tật của địa hình nhằm mục đích :
-

Làm quen với các đặc điểm của địa hình.

-

Phát hiện khu vực địa hình bị khuyết tật.

-

Sơ bộ xác định phương pháp cơ bản để thiết kế địa hình ( sửa chữa địa hình ),
đào và đắp. Sơ bộ dự kiến điều phối đất và cân bằng khối lượng đào đắp .


-

Nghiên cứu và phát hiện khuyết tật của địa hình tiến hành theo các bước sau.

1- Xác định bản vẽ và đề bài.
2- Nghiên cứu bình đồ địa hình khu vực và ghi độ cao đường đồng mức. Có thể
xác định trước một đường đồng mức bất kì nào đó làm đường chuẩn và dự tính
sao cho cân bằng khối lượng đào đắp. Đặc biệt cần chú ý các đường đồng mức
khép kín và các đường đồng mức cạnh nhau có cùng độ cao .Sau khi nghiên cứu
kỹ bình đồ đường đồng mức, học viên phải hiểu rõ các đặc điểm của địa hình
khu vực đã cho.
3- Xác định vùng khuyết tật về độ dốc , độ cong trên toàn bộ diện tính bình đồ .
Khu vực khuyết tật về độ dốc, độ cong trên toàn diện tích bình đồ . Khu vực
khuyết tật về độ dốc tìm bằng hai thước khuôn tròn có đường kính tương đương
với dmax và dmin, còn khu vực khuyết tật về độ cong thì xác định bằng “lưới
khỏang cách” (còn gọi là lưới Xkidanhenkô ) . “Lưới khoảng cách ” là đồ thị
biểu thị quy luật biến đổi giữa các đường đồng mức của mặt cong có bán kính
cho trước Rmin tuỳ thuộc vào giá trị mặt cắt đồng mức h, vào tỉ lệ bình đồ, vào
giá trị chênh cao Δh của điểm gãy so với đường đồng mức bên cạnh. Lưới
khoảng cách được vẽ theo kết quả tính toán Xn.
Giá trị Xn tính theo công thức sau:
Xn = 2 Rmin .H = 2 Rmin (∆h + n.H )
Trong đó:
3

Rmin

– bán kính cong nhỏ nhất ( giá trị Rmin cho ở đề bài ).
3



Hướng dẫn đồ án thiết kế địa thế và thoát nước sân bay

H - chênh cao của điểm gãy so với cát đường đồng mức
đang xét (điểm A trên hình 1.b ).
H = ( ∆ h + n.h ) ≤ Hmax
n - số mặt cắt đường đồng mức kể từ điểm gãy (điểm thay
đổi độ dốc ) đến mặt cắt đồng mức đang xét.

Hình 1
a) Lưới khoảng cách
b) Đặc điểm biến thiên khoảng cách giữa các đường đồng mức theo bán kính cong
và mặt cắt đồng mức.
Hmax - chiều cao lớn nhất của mặt cắt đồng mức có giá trị độ dốc (tại điểm
E có trên hình 1.b) bằng imax :
2
R min .i max
2
Hmax=

(2)

Giá trị Xn được tính theo công thức (1) ứng với các giá trị ∆ h = 0; 5; 10;
15; 20 và 25 cm
Kết quả tính toán giá trị Xn được ghi trong bảng (2)

4

4



Hướng dẫn đồ án thiết kế địa thế và thoát nước sân bay

Δ.m
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25

X0
0,0
11,2
15,8
19,4
22,4
25,0

X1
25,0
27,4
29,6
31,6
33,5
35,4

X2
35,4

37,1
38,7
40,3
41,8
43,3

a)

Xi (mm)
X3
X4
43,3
50,0
44,7
51,2
46,1
52,4
47,4
53,6
48,7
54,8
50,0
55,9

X5
55,9
57,0
58,1
59,2
60,2

61,2

X6
61,2
62,2
63,2
64,2
65,2
66,1

X7
66,1
67,1
68,0
68,9
69,8
70,7

b)
a

e

c)

c b

a

p


c 1

1'2 2'

d)
a

a

a

a
a

a

p

c 1 1' 2

2'

a

a

Hình
2. Xác định khuyết tật bằng lưới khoảng cách.


5

5


Hướng dẫn đồ án thiết kế địa thế và thoát nước sân bay

Để xác định các khu vực địa hình khuyết và độ cong bằng lưới khoảng
cách ta đem so sánh cách sắp sếp theo đường đồng mức trên bình đồ với các
đường cong trên lưới khoảng cách để phát hiện khuyết tật ta đặt lưới khoảng
cách cần kiểm tra của bình đồ
-

Sườn dốc với với bước đường đồng mức thay đổi lớn về khoảng cách ;
Gò hoặc lòng chảo (trũng);
Đường phân thuỷ hoặc tụ thuỷ ;
Yên ngựa
Khuyết tật về độ cong trên bình đồ
Có thể là các khu vực có:

-

Khoảng cách hay gọi là bước đường đồng mức cạnh nhau thay đổi lớn (nối tiếp
độ dốc) .

-

Đường đồng mức khép kín (đồi hoặc lòng chảo).

-


Đường đồng mức lượn sóng(đường phân thuỷ hay tụ thuỷ).
- Yên ngựa, đồi…
4 - Lập bình đồ khu vực khuyết tật. Dựa trên những khu vực này ta đánh
dấu vị trí và biên giới dải bay và các giải bảo hiểm.
5 – Mô tả địa hình đen ( hiện có ) trên toàn sân bay.

6

6


Hướng dẫn đồ án thiết kế địa thế và thoát nước sân bay

§2. THIẾT KẾ ĐỊA HÌNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG ĐỒNG
MỨC
1 - Đặc điểm chung
Thiết kế địa hình sân bay bằng phương pháp đồng mức có hai trường hợp:
a) Sửa chữa độ dốc của khu khuyết tật về độ dốc .
b) Sửa chữa độ cong bề mặt sườn núi yên ngựa , đồi, lòng chảo, khu phân thuỷ
và tụ thuỷ .
Để đáp ứng được yêu cầu kinh tế - kĩ thuật khi thiết kế cần chú ý làm
giảm khối lượng công tác đất , nghĩa là làm sao cho mặt thiết kế tiếp cận với mặt
địa hình thực địa , thiết kế sao cho khối lượng đào bằng khối lượng đắp và chiều
dài điều phối nhỏ nhất . Muốn đạt được yêu cầu này cần chú ý xê dịch vị chí các
đường đồng mức càng ít càng tốt .
Khi thiết kế, nếu chúng ta xê dịch các vị trí các đường đồng mức chỉ về
một hướng kể từ đường đồng mức chuẩn thì chúng ta thu được khối lượng công
tác đất một dấu hoặc cộng (+) là đắp, hoặc trừ (-) là đào. Nếu dịch chuyển các
đường đồng mức về hai phía kể từ đường đồng mức chuẩn thì sẽ thu được khối

lượng công tác đất hai dấu (“+” và “–” ) : nếu về phía này là (+) thì về phía kia
sẽ là (-) và ngược lại .
Để giảm khối lượng đất đào và đắp và giảm chiều dài điều phối chúng ,
chúng ta phải xê dịch đường đồng mức về cả hai phía kể từ đường đồng mức
chuẩn phải chọn là đường mà khi dịch chuyển các đường đồng mức khác kể từ
đường ấy thì khối lượng đất đào và đắp có thể là:
-

Gần bằng nhau để đạt được cân bằng riêng công tác đất.

-

Khác nhau về khối lượng đào đắp trên từng khu vức một giá trị nào đó , nhưng
đạt được cân bằng tổng thể (cân bằng đào đắp trên toàn bộ sân bay) , và sơ đồ
điều phối hợp lý nhất.
2 - Sửa chữa địa hình sườn dốc
Sườn dốc có thể có những khuyết tật sau :

a) Độ dốc ở sườn lớn hơn hoặc nhỏ hơn độ dốc lớn nhất hoặc nhỏ nhất cho phép
7

7


Hướng dẫn đồ án thiết kế địa thế và thoát nước sân bay

b) Bán kính nối giữa dốc nhỏ của bán kính nhỏ nhất cho phép sửa chữa khuyết tật
sườn dốc được hoán thành như sau
c) Nhờ dựng mặt cắt địa hình tự nhiên ở khu vực khuyết tật có số lượng đường
đồng mức quá nhiều . Nếu đã thành thạo và có đủ kinh nghiệm thiết kế thì có thể

sửa chữa khuyết tật bằng lưới khoảng cách mà không cần dựng mặt cắt.
d) Nhờ lưới khoảng cách mà không cần dựng mặt cắt địa hình tự nhiên (địa hình
đen) ở vùng khuyết tật với số lượng đường đồng mức không nhiều lắm .
Sửa chữa khuyết tật sườn nhờ dựng mặt cắt thực hiện theo trình tự sau:
a) Xác định đường cắt điển hình trên vùng khuyết tật (trên hình 4 đường N – N) , ta
cắt theo hướng có độ dốc lớn nhất (vuông góc đường đồng mức )
b) Theo đường cắt ta dựng mặt cắt địa hình tự nhiên trên giấy milimét . Bên cạnh
mặt cắt ta vẽ đường nghiêng ứng với độ dốc lớn nhất hoặc nhỏ nhất cho phép
tuỳ theo sự cần thiết đường K1M1 trên (hình 4) .
c) Trên mặt cắt ở khu vực có giá trị độ dốc không cho phép kẻ một số đường song
song với đường nghiêng K1M1 (cách nhau 2 đên 3 mm) chia diện tích mặt cắt
đào và đắp tương đối bằng nhau đường I – I , II-II, III-III trên (hình 4).
d) Vẽ nối tiếp trên đường dốc đã kẻ với địa hình đen bằng thước cong tỉ lệ . Khi vẽ
nối tiếp thì phải giữ trục đối xứng của thước cong tỉ lệ song song với trục của
mặt đất .
e) Đường thiết kế mặt tính toán phải chọn là đường của diện tích mặt cắt đào bằng
diện tích mặt cắt đắp (đường II trên hình 4 được chọn là đường thiết kế mặt tính
toán ).
f) Chuyển từ mặt cắt lên bình đồ các điểm dao nhau của đường thiết kế mặt
(đường AKMB) với các đường song song ứng với độ cao đường đồng mức .
Qua các điểm đó trên bình đồ (đánh dấu bằng vòng nhỏ ) ta vẽ các đường
đồng mức .

8

8


Hướng dẫn đồ án thiết kế địa thế và thoát nước sân bay


Vị trí của các điểm đó trên bình đồ đước hiệu chỉnh thêm bằng lưới
khoảng cách , hiệu chỉnh tiến hành theo phương pháp so sánh các đường đồng
mức thiết kế trên bình đồ với khoảng cách tương ứng trên lưới khoảng cách của
đoạn thước cong tỉ lệ sử dụng.
Trong thí dụ này sách chỉ sử dụng đoạn cuối thước cong tỉ lệ, cho nên khi
hiệu chỉnh cũng chỉ được phép sử dụng các phần cuối của lưới khoảng cách
nhưng phải theo thang có giá trị ∆ h Giá trị chênh cao ∆ h của điểm uốn tính từ
đường đồng mức gần nhất dưới nó và có thể xác định trên hình 4 đối với đoạn
cong AK. Trong trường hợp này Hmax= 2m và giá trị ∆ h= 12cm ( giá trị ∆ h xác
định trên mặt cắt ở điểm K).
Giá trị ∆ h ở điểm uốn ∩ cũng xẽ bằng 12 cm ( xem hình 1.a theo đường
AB về bên trái điểm B ) . Trên mặt cắt điểm M có giá trị chênh .

mÆt c¨t theo n-n
a

4700

I II III

k1

i=

40 mm

?h=12I

Hmax = 2m


4800

im

ax

=

0 ,0

20

?h = 12 cm

m1

4600

m

n

4400

4500

4700

4800


I II III
m'

4600

K

n

§ êng thiÕt
kÕ mÆt

b

4600

4700

mÆt b»ng

4800

4800

2

4500

50 mm


Hình 4
Ví dụ sửa chữa độ dốc
9

9


Hướng dẫn đồ án thiết kế địa thế và thoát nước sân bay

Cao ∆ h = 0 , cho nên trên bình đồ các đường đồng mức ở bên phải điểm
M’ phải nằm ở các vị trí đúng với vị trí tương ứng trên lưới khoảng cách về bên
biên giới Q-Q’ theo thang co ∆ h = 0 .
Nên sửa chữa khuyết tật sườn nhờ lưới khoảng cách mà không dựng mặt
cắt ở vị trí khuyết tật trên bình đồ có số lượng đường đồng mức không nhiều
lắm . Trong trường hợp này nhiệm vụ thiết kế là sửa chữa độ cong nghĩa là
chuyên lên bình đồ các đường đồng mức thiết kế (đường đỏ) với khoảng cách
biến đổi theo lưới khoảng cách (hình 5).
Địa hình cần sửa chữa theo hai đầu công tác đất . Trình tự thực hiện như
sau:
A) Trên vùng khuyết tật ở bình đồ đường đồng mức chúng ta đánh dấu đường cắt
điển hình. Và trên mặt cắt cần phải kiểm tra lại vị trí của đường đồng mức đã
sửa chữa.

i >i max

42.50

43.50

44.00


44.50

45.00

o

m

45.50

I

Hình 5 Sửa chữa sườn dốc bằng lưới khoảng cách
I-I – mặt cát kiểm tra; lấy đường đồng mức 44,00làm đường chuẩn ; mũi tên cho
biết sự dịch chuyển các đường đồng mức

10

10


Hướng dẫn đồ án thiết kế địa thế và thoát nước sân bay

B)

Xác định đường đồng mức chuẩn và về cả hai phía của đường này sẽ dịch
chuyển các đường đồng mức khác. Có thể chọn đường đồng mức đi qua giữa
vùng khuyết tật làm đường chuẩn (hình 5 đường chẩn là đường có cao độ)


C)

Trọn tên dưới khoảng cách một đoạn thước để sau này xê dichj các đường
đồng mức khác theo nó (đoạn AB và BC trên hình 5 ). Chiều dài và số lượng
khoảng cách của đoạn thước này phải bằng chiều dài kiểm tra và số lượng
khoảng cách tương ứng ở khu vực sửa chữa . Chiều dài kiểm tra là khoảng cách
từ đường đồng mức chuẩn đến đường đồng mức đen gần nó nhất không bị xê
dịch ( khoảng AB và BC trên hình 5) . Đường đồng mức đen không bị xê dịch
được xác định phương pháp thử chọn . Lần thứ nhất có thể chọn đường đồng
mức không bị khuyết tật gần nhất (trên hình 5 đường đồng mức có cao độ
43’00), tiếp theo là lần lượt lấy các đường đồng mức sau đó cho đến khi đặt lưới
khoảng cách lên bình đồ thì đường cuối cùng không phải di chuyển . Trên hình 5
đồng mức đen gần đường chuẩn nhất không bị xê dịch là những đường được
đánh dấu bằng điểm A và C . Khi sửa chữa sườn núi với hai đầu công tác đất thì
mặt cắt sườn thiết kế xẽ có dạng cong lồi lõm. Khoảng cách giữa các đường
đồng mức ở khu vực tiếp nối của mặt cắt (ở điểm B trên hình 5), kiểm tra theo
lưới khoảng cách .
3 - Sửa chữa địa hình khu vực đường đồng mức lượn sóng:
Sửa chữa khu vực đường đồng mức lượn sóng nghĩa là làm giảm mức độ
lượn sóng của các đường đồng mức đến một giá trị nào đó, sao cho đoạn
D’F’giữa hai nhánh của đường đồng mức thiết kế bằng cung DF trên lưới
khoảng cách (hình 1.2 và hình 6) khi D’F’ tiếp tuyến tại điểm uốn E với đường
đồng mức bên cạnh . Để giảm mức độ lượn song của các đường đồng mức có
thể dung một trong ba phương pháp sau:

a- Kéo xa các nhánh đường đồng mức
b- Nắn lại các điểm uốn đường đồng mức
c- Vừa kéo xa các nhánh vừa nắn lại các điểm uốn của các đường đồng mức .

11


11


Hướng dẫn đồ án thiết kế địa thế và thoát nước sân bay

Trong ba phương pháp trên thì phương pháp ba là phương pháp có ưu thế
nhất vì phương pháp này là tổng hợp của hai phương pháp trên và nó có thể cho
kết quả công tác đất hai đầu (đào và đắp) . Địa hình khu cực đường đồng mức
lượn song có thể sửa chữa bằng lưới khoảng cách . Mức độ lượn song của các
đường đồng mức trên sườn dốc lấy trên đường D’E’ kéo dài theo các điểm 2,3,
….. của thước khi ∆ h = 25cm .
Khi sửa chữa địa hình khu vực đường đồng mức lượn sóng theo phương
pháp thứ ba, để có sự cân bằng cục bộ khối lượng đất đào đắp, ta phải thiết kế
sao cho tổng diện tích đào và đắp trên các mặt cắt đường đồng mức bằng nhau.
Ở đây diện tích mặt cắt đồng mức là diện tích giới hạn bởi các đường đồng mức
đó và đường đồng mức đen cùng cao độ. (xem khu vực gạch nghiêng trên hình
6). Khối lượng đất đào đắp nhỏ nhất khi tổng diện tích đào và đắp theo mặt cắt
đồng mức nhỏ nhất. Sửa chữa đường đồng mức với khối lượng công tác đất nhỏ
nhất và cân bằng đào đắp chỉ có thể đạt được khi dùng phương pháp thử chọn
một số phương án.

12

12


Hướng dẫn đồ án thiết kế địa thế và thoát nước sân bay

c


f

2

3

f

4400

a

4420
4450
4475

d
3

4500

2

4525

Ký HiÖu
diÖn tÝch mÆt c¾t
®ång møc ®µo
diÖn tÝch mÆt c¾t

®ång møc ®¾p
giíi h¹n kh«ng
®µo ®¾p

Hình 6. Sửa chữa địa hình khu vực đường đồng mức lượn sóng
Khi cần thiết sửa chữa đường đồng mức lượn sóng cho phép:
-

Di chuyển đường phân thuỷ(tụ thuỷ) khỏi vị trí của nó trên địa hình đen.

-

Không có sự cân bằng cục bộ công tác đất.

13

13


Hướng dẫn đồ án thiết kế địa thế và thoát nước sân bay

§3. TÍNH KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC ĐẤT KHOÁNG

a)
b)
c)

Xác định khối lượng công tác đất là một trong những giai đoạn thiết kế
quan trọng của đồ quy hoạch đứng sân bay. Khối lượng công tác đất trên toàn
khu bay nói chung và trên toàn khu vực nói riêng là cơ sở để lập sơ đồ điều phối

đất, để chọn máy làm đất và các phương tiện và nhân lực vận chuyển đất, để lập
đồ án thi công, để tổ chức lao động và để hạch toán kinh tế xây dựng …. khối
lượng và giá thành công tác đất là chỉ tiêu kinh tế xây dựng rất quan trọng trong
đồ án quy hoạch đứng sân bay, cho nên trong quá trình thiết kế những chỉ tiêu
này được dung làm cơ sở so sánh và chọn phương án thiết kế.
Khối lượng công tác đất được chia làm hai loại:
Khối lượng tính theo quy hoạch sâu, khi cao độ thi công lớn hơn 10cm , đơn vị
đo là m3
Khối lượng tính theo quy hoạch nông, khi cao độ thi công nhỏ hơn hoặc băng
10 cm đơn vị đo là m2 , ha …..
Có 3 phương pháp tính khối lượng công tác đất theo quy hoạch sâu:
Phương pháp mặt cắt đồng mức
Phương pháp đường đẳng trị
Phương pháp ô vuông
Có thể chọn một trong ba phương pháp trên để tính khối lượng đất, tuỳ
theo các bước thiết kế và đặc tính cơ bản của địa hình. Phương pháp mặt cắt
đồng mức sử dụng khi trong chu tuyến có từ ba mặt cắt đồng mức trở lên nhưng
không quá ba đường đẳng trị .
Nếu trong chu tuyến có từ 4 đường đẳng trị trở lên thì khối lượng đất phải
tính theo phương pháp đường đẳng trị.
3
2

A

4

B

3

5

13
I

C

I
6
8
D

H
9

10
E

G

11

Hình 11: Sơ đồ diện tích các mặt đồng mức.
14

14


Hướng dẫn đồ án thiết kế địa thế và thoát nước sân bay


Mũi tên và số cho biết hướng và thứ tự chuyển động của máy đo diện tích bắt
đầu
ở điểm A và kết thúc ở điểm A.
Sau khi đã xác định khối lượng công tác đất, chúng ta đem so sánh khối
lượng đào và đắp theo từng khu vực và trên toàn bộ sân bay. Nếu khối lượng
đào và đắp chênh lệch nhau nhiều thì cần phải thiết kế lại để đạt được sự cân
bằng đào đắp, đồng thời giảm khối lượng đất. cần phải nhớ rằng nếu thể tích chu
tuyến đào bằng thể tích chu tuyến đắp theo lí thuyết, thì trong thực tế khối lượng
đất ở chu tuyến đào và đắp sẽ không bằng nhau vì tỉ trọng của đất ở hai chu
tuyến khác nhau do hệ số nén chặt khác nhau, vậy nên :
Vdao = Vdap.kn chặt
( m3)
Trong đó: Vdao - khối lượng đất đào
Vdap - khối lương đất đắp
Kn chặt - hệ số nén chặt tương đối của đất đắp.
Hệ số nén chặt tương đối cho biết thể tích đất đào thay đổi bao nhiêu lần
khi đem nó vào chu tuyến đắp. Hệ số kn chặt xác định theo bảng 3, nó phụ thuộc
vào loại đất và giá trị cần thiết của hệ số nén chặt tiêu chuẩn(.kn ch.tc) .
Giá trị cần thiết của hệ số nén chặt tiêu chuẩn kn ch.tc trên bãi bay là :
- Đối với đất cát và á cát kn ch.tc = 0,90
- Đối với đất sét và á sét
= 0,95
Trên các giải bảo hiểm kn ch.tc = 0,85
Để tiện tính toán trong đồ án này cho phép lấy kn.ch.tc trên dải bảo hiểm
bằng trên dải bay.
Bảng 3
Giá trị cần thiết
Hệ số nén chặt tương đối của đất hạt mịn: kn.ch
của hệ số nén chặt Cát, á cát và á sét
Á sét nặng và sét

Đất hoàng thổ và
tiêu chuẩn kn.ch.tc
nhẹ
đất đen
0,95
1,00
1,00
1,15
0,90
1,00
0,95
1,10
0,85
0,95
0,90
1,05

2
4

Diện tích chu
tuyến (m2)
2368276.78
2773195.73

Thể tích chu tuyến
(m3)
592069.19
693298.93


Bảng 4
Khối lượng đắp
khi kn.ch=1,00
592069.19
693298.93

Cộng đắp
1
3
5
7

5141472.51
420903.51
27667.98
3414.42
20254.37

1285368.13
105232.63
6916.99
853.61
5063.59

1285368.13
105232.63
6916.99
853.61
5063.59


0

N chu tuyến

15

15


Hướng dẫn đồ án thiết kế địa thế và thoát nước sân bay

Cộng đào

472267.28

118874.13

118874.13

§4 . LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU PHỐI ĐẤT
Sơ đồ điều phối đất thành lập trên cơ sở phân tích tương quan các vị trí của
các chu tuyến đào đắp trên bình đồ và khối lượng tương ứng của chúng. Trên sơ
đồ điều phối phải thể hiện vị trí , khối lượng , hướng và chiều dài điều phối đất
đào đắp.
Trong khi thành lập sơ đồ điều phối đất cần phải giảm chiều dài vận
chuyển tới mức thấp nhất. Nếu trên bình đồ vị trí của các chu tuyến rất phức tạp
thì phải lập nhiều phương án điều phối đào đắp khác nhau, sau đó tính chiều dài
điều phối trung bình cho từng phương án và tiến hành chọn phương án tính toán.
Phương án tính toán là phương án có chiều dài vận chuyển trung bình nhỏ nhất
Ltb, Tính theo công thức sau:

Ltb =
Trong đó:
Xtr.t(đắp), Xtr.t(đào), Ytr.t(đắp), Ytr.t(đào) – tọa độ trọng tâm các phần đào và đắp.

16

16


Hướng dẫn đồ án thiết kế địa thế và thoát nước sân bay

17

17


Hướng dẫn đồ án thiết kế địa thế và thoát nước sân bay

PHẦN 2 - THIẾT KẾ TẦNG PHỦ NHÂN TẠO
§5. NHỮNG ĐIỂM CHUNG VÀ YÊU CẦU THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG
NHÂN TẠO CỦA SÂN BAY
Địa hình bề mặt tầng phủ nhân tạo của sân bay được thiết kế ở dạng kết
hợp các mặt phẳng với nhau , chứ không phải là mặt cong như khi thiết kế phần
đất sân bay . Các yêu cầu này đều có công nghệ xây dựng quyết định để đảm
bảo độ dầy của kết cấu tầng phủ không đổi và độ phẳng của mặt của nó cao. Cần
phải thiết kế sao cho chiều dài của từng mặt phẳng riêng biệt (đoạn có độ dốc
dọc không đổi) càng dài càng tốt và trẵn bước thiết kế (40m).
Khi thiết kế địa hình bề mặt tầng phủ đặc biệt phải chú ý thiết kế trắc dọc
giá trị độ dốc dọc không vượt ra ngoài giá trị lớn nhất(i max) và nhỏ nhất (imin)cho
phép. Các đoạn đầu của đường CHC với chiều dài bằng 0,25 chiều dài CHC cho

phép gãy mặt cắt dọc, nhưng các độ dốc phải thoả mãn các yêu cầu nối tiếp.
Khi thiết kế rãnh hở trên mép tầng phủ thì giá trị độ dốc dọc nhỏ nhất của
bề mặt tầng phủ cần phải thiết kế ≥ 0,0025 để đảm bảo nước chảy theo rãnh .
Độ dốc dọc của bề mặt tầng phủ chỉ được thay đổi theo bán kính cong lớn
hơn bán kính cong nhỏ nhất (Rmin) cho phép . Nghĩa là thay đổi độ dốc dọc của
hai đoạn gần nhau trong pham vi nào đó sao cho hiệu đại số của hai độ dốc dọc
không lớn hơn giá trị (∆i)cho phép .
l
[∆i] = Rmin

(1)
Trong đó : l – bước thiết kế trắc dọc m ; trong đồ án l = 40m.
Rmin – bán kinh cong nhỏ nhất của bề mặt tầng phủ .
Trong đồ án này cho phép lấy Rmin=5 000 m đối với đường CHC;
Rmin= 3000m đối với ĐI và SĐ ; R min= 3000m đối với sân ga và sân trước (về cả
hai hướng).
Giá trị hiệu đại số cho phép giữ hai độ dốc kề nhau trong các trường hợp
bán kính cong R khác nhau.
Để thiết kế hình dáng trắc dọc đường CHCTN thích hợp phải chọn trắc dọc
lồi ở giữa (đỉnh ở khoảng giữa đường CHC) hoặc có độ dốc về một phía .
2 max
2 max==0.015
0.02
5

=25

.025
i=0
nm®


0m
00

BHic

i ng

3
r=

H®

BMRD

B¶o hiÓm
Hình 1 Nối tiếp đường CHC thiết kế khu đào với phần đất sân bay.
Hd – chiều sâu phải đào ở phần tim đương CHC
1 - mặt đất tự nhiên ;
18

18


Hướng dẫn đồ án thiết kế địa thế và thoát nước sân bay

BHcs – chiều rộng đường CHC
Bmrđ – chiều rộng mở rộng đào
hmđ - độ nâng mép mặt đường.
Mặt cắt ngang thích hợp đối với đường CHCNT là hai mái.Cho phép

chuyển mặt cắt ngang của đường CHCNT từ một mái sang hai mái không quá
hai lần trên toàn bộ chiều dài của đường CHCTN. Dốc ngang trên toàn bộ chiều
dài đường CHCTN nên thiết kế không đổi , và giá trị độ dốc ngang cũng chỉ
được chọn trong phạm vi cho phép.

19

19


Hướng dẫn đồ án thiết kế địa thế và thoát nước sân bay

§6 .THIẾT KẾ TRẮC DỌC TẦNG PHỦ NHÂN TẠO
Để thiết kế trắc dọc đương CHCNT, SĐ, SG và ĐLC song song với
đường CHCTN, cần thiết phải dựng sơ bộ mặt cắt dọc bề mặt đất tự nhiên .
(hình 3).
Còn thiết kế các bộ phận khác của sân bay như: ĐL nối ,ĐL phụ không
dài lắm , bãi xuất phát và các bãi nhỏ khác cho phép không dựng mặt cắt dọc bề
mặt đất tự nhiên.
I – Thiết kế trắc dọc tầng phủ khi dựng sơ bộ mặt cắt dọc bề mặt đất tự nhiên
– Đối với trắc ngang hai mái đối xứng thì bao giờ cũng dựng theo tim
đường .
Mặt cắt dọc bề mặt đất tự nhiên được dựng trên giấy A4 với tỉ lệ ngang
1:2000; tỉ lệ đứng 1: 100.
Sau khi đã dựng xong mặt cắt dọc bề mặt đất tự nhiên ta tiến hành dựng
dốc dọc trung bình tổng quát trên mặt cắt dọc, tức là mặt cắt dọc bề mặt đất tự
nhiên được chia thành các đoạn đặc trưng có chiều dài thích hợp và trên các
đoạn ấy chúng ta chọn độ dốc dọc không đổi. Trên mặt cắt này chúng ta phải
đánh dấu biên giới chia các đọan trên bằng những đường thẳng đứng.


0.02

0.005

Hình 3. Ví dụ quy hoạch đứng một đoạn đường CHC nhờ lập trắc dọc mặt đất.
20

20


Hướng dẫn đồ án thiết kế địa thế và thoát nước sân bay

Giá trị độ dốc dọc trên mỗi đoạn đường chọn bằng độ dốc dọc trung bình
tương ứng của bề mặt đất tự nhiên nhưng phải thoả mãn yêu cầu về độ dốc . Khi
tìm độ dốc tổng quát phải đảm bảo sao cho trắc dọc đã chọn hoàn toàn thoả mãn
các yêu cầu về độ dốc , độ cong (Δi)và nối tiếp chúng. Muốn thoả mãn được các
yêu cầu trên thì trên mỗi đoạn của các trắc dọc cần phải tính giá trị độ dốc trung
bình đã chọn và hiệu đại số các độ đốc dọc kề nhau. Đồng thời phải so sánh các
giá trị tính được với các chỉ tiêu kĩ thuật cho phép , và sửa đổi độ dốc cho phù
hợp với yêu cầu nếu như cần thiết.
Độ dốc dọc dự định khi thiết kế phải lấy tròn đến 0,0011%. Làm tròn như
vậy xẽ làm cho vị trí của đường đốc trung bình thay đổi đi một ít.
Trong một số trường hợp giá trị độ dốc phải khống chế trước .
Khi thiết kế mặt trắc dọc (trắc dọc) với độ dốc khống chế nên dưng một
cột nghiên có độ dốc dọc khống chế nghiêng với độ dốc khống chế cần theo
nguyên tắc bao để đạt được khối lượng công tác đất nhỏ nhất và thoả mãn điều
kiện sao cho chiều dài của đoạn thiết kế với độ dốc dọc khống chế lớn hơn bước
thiết kế(l= 40hoặc 50m).
Cao độ đường mép hoặc tim của mặt tầng phủ trên các đoạn trắc dọc mặt
đường được vẽ bằng đường thẳng song song với đường dốc trung bình và cách

nó:
Một độ cao hm+∆htim đối với tim của trắc ngang hai mái đối xứng .
∆ht =

β
.ing
2

Trong đó: ∆ht = độ nâng cao của tim đường so với mặt đường;
β chiều rộng tầng phủ nhân tao;
ing : độ dốc ngang của tầng phủ.
Đối với trắc ngang một mái thì trên trắc dọc vẽ đường thể hiên cả hai mép
mặt đường.
∆H = β.ing
(2)
(xem hình 7)
Khi chuyển trắc ngang từ hai mái sang một mái và ngược lại thỉ trên trắc
dọc đoạn đổi mái trắc ngang đó được thể hiện bằng đường chuyền từ tim đường
hai dốc đến mép bao của đường một mái. Chiều dài của chuyển mái đó được xác
định theo công thức :
Lcm=2,5
(3)
Khi thiết kế đặc biệt nên chú ý hiệu đại số của các dốc dọc kề nhau tại
khu vực chuyển mái (∆i).
II. Thiết kế trắc dọc tầng phủ không dựng sơ bộ mặt cắt dọc bề mặt đất tự nhiên
Thiệt kế trắc dọc trong trường hợp này thực hiện trên cơ sở phân tích các
cao độ thiết kế của điểm đầu và điểm cuối của đoạn đường A-B nào đó có tầng
phủ nhân tạo, có tính đến đặc điểm địa hình mặt đất tự nhiên . Các cao độ thiết
kế này được xác định:
- Cho các đoạn tiếp giáp hai đầu với các mặt tầng phủ nhân tạo, đã được thiết kế

định hình bề mặt từ trước bằng cách nội suy các điểm cắt nhau giữa mặt nhân
21

21


Hướng dẫn đồ án thiết kế địa thế và thoát nước sân bay

tạo đang thiết kế với mép mặt nhân tạo đã thiết kế.(xem điểm 1 và 2 trên hình
4).
- Cho các đoạn nối tiếp với tầng phủ đã thiết kế từ trước chỉ ở một đâu thì đầu
giáp nối này thiết kế như trên còn đầu không giáp nối (điểm 3 trên hình 4 ) và
cao độ thiết kế của nó bằng tổng cao độ đối với độ nâng mép mặt đường tầng
phủ (cao độ thiết kế của điểm 3 trên hình 4) bằng: 40,20 + 0,40 = 40,60).
Độ dốc dọc của bề mặt tầng phủ nhân tạo trên những đoạn không dài lắm
(hình 4: giữa điểm 1 và 2,giữa 2 và 3)được khống chế bằng những giá trị không
đổi.

42
.0
0

43
.5
0

44
.0
0
43

.7
5

42
.5
0

44
.2
5

4393

2

4

3

2

Hình 4 Thiết kế quy hoạch đứng mặt đường sân bay

22

22


Hướng dẫn đồ án thiết kế địa thế và thoát nước sân bay


§7. THIẾT KẾ TRẮC NGANG TẦNG PHỦ NHÂN TẠO






Thiết kế trắc ngang tức là quy hoạch ngang bề mặt tầng phủ nhân tạo và
cao độ của nó như cao độ của các mép , tim bề mặt nhân tạo , tại các đoạn đặc
trưng của trắc dọc.
Ở mục §2 đã đưa ra các yêu cầu chọn mặt cắt ngang và các giá trị độ dốc
ngang . Ngoài ra cần chú ý rằng những khu vực rộng mặt đất tự nhiên có dốc
ngang hai chiều thì nên thiết kế trắc ngang hai mái không đối xứng (như SĐ và
SG …). Độ lệch tim trong trường hợp này có thể chọn bất kì sao cho độ nâng
mép mặt tầng phủ ở hai phía so với mặt đất tự nhiên (hm) gần bằng nhau.
Thiết kế cao độ của tầng phủ tức là chọn độ nâng hợp lý của mép và tim
tầng phủ so với mặt đất tư nhiên với mục đích là để đảm bảo độ ổn định và lâu
bền của kết cấu tầng phủ nhân tạo , tính kinh tế của phương án thiết kế , và địa
hình hợp lí cho việc thiết kế dải nối tiếp tầng phủ với phần đất sân bay.
Nâng mép mặt tầng phủ nhân tạo so với mặt đất tư nhiên lên một cao độ
chỉ đạo nào đó , nhưng không nhỏ thua độ cao nhỏ nhất bằng 30 cm (h mmin= 30
cm) sẽ đảm bảo được độ ổn địnhvà lâu bền của kết cấu tầng phủ nhân tạo .
Độ nâng của mép mặt đường tầng phủ (hm)so với mặt đất tư nhiên phụ
thuộc vào tổng chiều dày tầng phủ với móng nhân tạo . Tổng chiều dày này càng
lớn thì giá trị hm cho phép lấy tương đối bằng :
a) Đối với điều kiên thuỷ văn địa chất loại I thì
hm = htp + hmnt - hhc
(4)
b) Đối với điều kiện thuỷ địa chất loại II thì
hm = htp + hmnt – hhc + ∆hm

(4)’
Trong đó :
htp
– chiều dày tầng phủ nhân tạo, htp = 30cm;
hmnt – chiều dày nền nhân tạo; hmnt = 20cm.
hhc
– chiều dày lớp đất hữu cơ.
∆hm – Độ nâng bổ sung mép mặt tầng phủ so với mặt đất tự nhiên ở những
khu vực không đảm bảo thoát nước mặt, ∆hm = 0.
Khi thiết kế phải chọn cao độ tầng phủ nhân tạo một cách hợp lý sao cho
giá trị trung bình của độ nâng mép mặt tầng phủ hmtb phải bằng độ nâng hm.
Phương án kinh tế nhất chỉ đạt được bằng cách đảm bảo sự cân bằng đào
đắp khi thiết kế trắc ngang , nghĩa là khi thiết kế trắc ngang phải chọn cao độ
của mặt tầng phủ sao cho tổng khối lượng đất thực vật nhất thiết phải bóc bỏ đi
khỏi khu vực xây.

23

23


Hướng dẫn đồ án thiết kế địa thế và thoát nước sân bay

170.95

0

170.70

171.28


0.0
2

170.95

0.
01
0

0.01
0

171.28

0
0.01

171.20

0
01
0.

0

171.20

170.95


170.70

170.95

2
0.0

Hình 5 Trắc ngang đường CHC
Dựng tầng phủ nhân tạo và khối lượng đất khoáng phải đào khi xây dựng
lòng đường , dải nối tiếp ,… phải bằng khối lượng đất đắp vào lòng đường , và
các dải nối tiếp , bảo hiểm ,v.v…. Cần phải nhấn mạnh rằng cao độ thiết kế trên
xẽ hợp lý chỉ khi không phải sửa chữa địa hình ở các khu vực dải bay đất và các
khu vực tầng phủ thiết kế trên nền đào hoặc đắp cao.
Vì rằng trong đồ án này chúng ta thiết kế địa hình bề mặt tầng phủ nhân tạo
trên mặt bằng khu đất đã được sửa chữa các đường đồng mức , cho nên thiết kế
trắc ngang với sự cân bằng khối lượng đất đào đắp là cần thiết .
Thiết kế dải nối tiếp mặt tầng phủ nhân tạo với phần đất xung quanh hợp lí
chỉ khi ta chọn được một trắc ngang với một độ nâng cao so với mép mặt đất tự
nhiên một giá trị nào đó sao cho độ nâng mép mặt tầng phủ nhân tạo đảm bảo
được khả năng thiết kế dải nối tiếp với chiều rộng nhỏ nhất và độ dốc ngang
không vượt ra ngoài giới hạn cho phép.
min

Chiều rộng nhỏ nhất cho phép của dải nối tiếp Bnt đối với đường
CHCNT, SĐ, SG là 25m, còn đối với ĐL và các bãi chuyên dụng khác là 15m .
Dốc ngang của dải nối tiếp phải nằm trong giới hạn cho phép là 0,015÷0,025.
Ở những khu vực có độ nâng mép mặt tầng phủ nhân tạo lớn thì cho phép
min

thiết kế dải nối tiếp trên rộng hơn Bnt .

Điều kiên thiết kế hợp lý dải nối tiếp mặt tầng phủ nhân tạo với mặt đất tự
nhiên chung quanh nếu như :
0, 015 ≤

hm
≤ 0, 025
Bntmin

Tronh đó:
 Hm – giá trị thực của độ nâng mép mặt tầng phủ nhân tạo so với mặt tự nhiên
xung quanh.
min
 Bnt - chiều rộng nhỏ nhất cho phép của dải nối tiếp mặt tầng phủ nhân tạo với
mặt đất tự nhiên xung quanh

24

24


Hướng dẫn đồ án thiết kế địa thế và thoát nước sân bay
hm
min
Trên những mặt đường có tầng phủ nhân tạo nơi Bnt nhỏ hơn 0,015 thì

phải xây dựng rãnh đất cỏ taluy phía trong là 0,015 là mặt nghiêng kéo dài của
min
dải nối tiếp này đạt được giá trị Bnt .

Sau khi đã thiết kế trắc ngang tang phủ nhân tạo chúng ta phải có một loại

mặt cắt ngang rõ ràng với giá trị độ nâng trung bình mép mặt đường và tim tầng
phủ so với mặt đất chung quanh. Giá trị độ nâng tim bề mặt tầng phủ của mặt
đường một mái nhận được trên trắc ngang cần thiết phải tính theo trắc dọc và
cao độ của tầng phủ trên chiều dài của các đoạn đường .
Trong đồ án này mỗi học viên phải thiết kế từ 3 trắc ngang trở lên ở một
mặt cắt điển hình của đường CHCNT, SĐ và ĐL.v…v…vị trí đứng trắc ngang
phải thể hiện trên mặt bằng tầng phủ.

25

25