TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 8729 : 2012
ĐẤT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH CỦA ĐẤT TẠI HIỆN TRƯỜNG
Soils for hydraulic engineering construction - Field test method for determination of volumetric weight of soils
Lời nói đầu
TCVN 8729 : 2012 được chuyển đổi từ Tiêu chuẩn 14 TCN 151 : 2006 theo quy định tại khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a khoản 1 Điều 6 Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.
TCVN 8729 : 2012 do Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
ĐẤT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH CỦA ĐẤT TẠI HIỆN TRƯỜNG
Soils for hydraulic engineering construction - Field test method for determination of volumetric weight of soils
1. Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định các phương pháp xác định khối lượng thể tích của đất tại hiện trường, dùng trong xây dựng công trình thủy lợi, áp dụng cho các loại đất hạt mịn, đất cát, đất sỏi sạn và đất cuội dăm có kết cấu tự nhiên hoặc do đầm chặt (đất đắp), có mặt lớp lộ ra trên mặt đất hoặc nằm gần mặt đất, có thể đào lấy mẫu thí nghiệm bằng các dụng cụ thô sơ.
2. Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn dưới đây là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này:
TCVN 8217 : 2009, Đất xây dựng công trình thủy lợi - Phân loại.
TCVN 8732 : 2012, Đất xây dựng công trình thủy lợi - Thuật ngữ và định nghĩa.
TCVN 8728 : 2012, Đất xây dựng công trình thủy lợi - Phương pháp xác định độ ẩm của đất tại hiện trường.
3. Thuật ngữ, định nghĩa ký hiệu và đơn vị đo
Tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ, định nghĩa, ký hiệu và đơn vị đo nêu trong TCVN 8217 : 2009, TCVN 8732 : 2012 và các thuật ngữ, định nghĩa sau đây:
3.1. Khối lượng thể tích đơn vị (dung trọng) của đất tự nhiên hoặc đất đắp (natural volumetric weight of soil)
Là khối lượng của một đơn vị thể tích đất ở trạng thái và kết cấu tự nhiên, ký hiệu là w, tính bằng gam trên centimet khối (g/cm3);
3.2. Khối lượng thể tích đơn vị đất khô (dung trọng khô) (dry volumetric weight of soil)
Là khối lượng khô của phần hạt rắn có trong một đơn vị thể tích đất tự nhiên hoặc đất đắp, ký hiệu là c, tính bằng gam trên centimet khối (g/cm3);
4. Quy định chung
4.1. Mẫu đất thí nghiệm phải đảm bảo đại diện về thành phần, kết cấu và trạng thái của tầng (lớp) đất tại vị trí nghiên cứu.
4.2. Việc xác định khối lượng thể tích đơn vị đất khô của đất tại hiện trường cần được tiến hành thông qua các thí nghiệm xác định khối lượng thể tích đơn vị đất ẩm và độ ẩm của cùng một mẫu đất.
4.3. Ghi chép Toàn bộ số liệu thí nghiệm cần được ghi chép đầy đủ vào bảng ghi chép số liệu thí nghiệm (xem Bảng A.1 Phụ lục A).
4.4. Các hố đào lấy mẫu, sau khi kết thúc thí nghiệm, cần được lấp lại cho đầy hố; đối với hố đào trong tầng đất đắp hoặc hố móng, cần được lấp bằng chính vật liệu đào lên và đầm chặt lại như cũ.
5. Các phương pháp thí nghiệm
5.1. Phương pháp dao vòng cắt mẫu
5.1.1. Phạm vi áp dụng
5.1.1.1. Các loại đất hạt mịn và đất cát pha (hoặc lẫn) sét và bụi, có lượng chứa không quá 10% sỏi sạn hạt nhỏ (cỡ hạt từ 2 mm đến 5 mm);
5.1.1.2. Các loại đất hạt mịn và đất cát pha (hoặc lẫn) sét và bụi, có lượng chứa không quá 20% sỏi sạn cỡ hạt từ 2 mm đến 10 mm, trong đó không quá 10% vật liệu hạt cỡ từ 5 mm đến 10 mm;
5.1.1.3. Các loại đất hạt mịn và đất cát pha (hoặc lẫn) sét và bụi, có lượng chứa không quá 30% sỏi sạn hạt nhỏ đến hạt trung (cỡ hạt từ 2 mm đến 20 mm), trong đó không quá 10% vật liệu hạt cỡ từ 10 mm đến 20 mm.
5.1.2. Nguyên tắc
Dùng dao vòng có đường kính và chiều cao phù hợp đối với từng loại đất theo quy định để lấy mẫu, rồi tiến hành xác định khối lượng thể tích đơn vị đất ẩm và độ ẩm tự nhiên của mẫu đất, từ đó tính toán xác định khối lượng thể tích đất khô.
CHÚ THÍCH
Việc lấy mẫu đất vào dao vòng phải đảm bảo có được trụ đất đầy đặn trong dao vòng, không có khe rỗng giữa đất và mặt trong của dao vòng. Nếu không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật nêu trên, thì phải áp dụng phương pháp hố đào, dùng cát tiêu chuẩn thế chỗ, theo 5.2 của Tiêu chuẩn này.
5.1.3. Thiết bị, dụng cụ
5.1.3.1. Dao vòng hình trụ tròn, bằng thép cứng, không có khuyết tật, được gia công đảm bảo kích thước chính xác, mặt trong và mặt ngoài đều có độ bóng cao, một đầu được vát sắc mép phía thành ngoài để dễ đóng dao vòng vào đất. Có 3 cỡ dao vòng thích hợp dùng để thí nghiệm đối với các loại đất nêu tại 5.1.1, như sau:
a/ Dao vòng cỡ nhỏ, có đường kính trong bằng (100 ± 0,1) mm, chiều cao từ 130 mm đến 150 mm, thành dao dày khoảng 3 mm, kèm theo ống chụp đầu dao vòng như được mô tả ở 5.1.3.2, dùng thích hợp cho loại đất nêu trong 5.1.1.1;
b/ Dao vòng cỡ trung bình, có đường kính trong bằng (150 ± 0,1) mm, chiều cao từ 200 mm đến 220 mm, thành dao dày từ 3 mm đến 4 mm, kèm theo ống chụp đầu dao vòng như được mô tả ở 5.1.3.2, dùng thích hợp cho loại đất nêu trong 5.1.1.2;
c/ Dao vòng cỡ lớn, có đường kính trong bằng (200 ± 0,1) mm, chiều cao từ 200 mm đến 250 mm, thành dao dày từ 4 mm đến 5 mm, kèm theo ống chụp đầu dao vòng như được mô tả ở 5.1.3.2, dùng thích hợp cho loại đất nêu trong 5.1.1.3.
5.1.3.2. Ống chụp đầu dao vòng bằng thép cứng, thân ống hình trụ có đường kính trong bằng đường kính trong của dao vòng, chiều cao khoảng 30 mm, thành dày khoảng 10 mm, miệng dưới ống được khoét vành để lắp khớp với đầu trên của dao vòng; mặt trên của ống chụp được gắn tấm thép cứng để làm đế tựa cho cần hướng của tạ đóng. Xung quanh thành ống chụp, cần được khoan thủng từ 3 lỗ đến 4 lỗ có đường kính từ 5 mm đến 6 mm, để thoát khí.
5.1.3.3. Quả tạ bằng thép có khối lượng khoảng từ 2,5 kg đến 5,0 kg, dạng hình trụ có đường kính phù hợp để cầm, ở giữa được khoan lỗ xuyên suốt với đường kính lỗ lớn hơn đường kính của cần hướng.
CHÚ THÍCH: cơ cấu dao vòng, ống chụp, cần hướng và tạ đóng xem trên Hình C1 phụ lục C.
5.1.3.4. Cân kỹ thuật, gồm các loại:
- cân có sức cân 100 g, độ chính xác 0,01 g;
- cân có sức cân 1000 g, độ chính xác 1 g;
- cân có sức cân 5000 g, độ chính xác 5 g và cân có sức cân 10000 g, chính xác đến 10 g.
5.1.3.5. Dao bài lưỡi thẳng, bản rộng khoảng 30 mm, dài khoảng 250 mm.
5.1.3.6. Thanh thép cứng và thẳng, dài khoảng 300 mm, bản rộng 35 mm, dày từ 4 mm đến 5 mm, được vát sắc một mép.
5.1.3.7. Thước kẹp cơ khí, khoảng đo được đến 250 mm, độ chính xác đến 0,1 mm.
5.1.3.8. Thiết bị, dụng cụ để xác định độ ẩm của đất tại hiện trường: như nêu trong TCVN 8728 : 2012.
5.1.3.9. Các sàng phân tích hạt kích thước lỗ: 2; 5; 20 và 60 mm.
5.1.3.10. Dụng cụ đào đất: thuổng nhỏ lưỡi vòm, muôi xúc đất, dao gọt đất, các thùng hoặc khay đựng đất.
5.1.4. Chuẩn bị thí nghiệm
5.1.4.1. Hiệu chỉnh các cân kỹ thuật trước khi sử dụng, phải đảm bảo cân được đặt trên mặt phẳng nằm ngang, có độ nhạy và độ chính xác đúng theo sức cân của cân.
5.1.4.2. Hiệu chỉnh dao vòng bằng cách dùng khăn khô lau sạch các bề mặt của dao, sau đó dùng thước kẹp cơ khí đo đường kính trong và chiều cao của dao vòng chính xác đến 0,1 mm. Tính toán dung tích dao vòng chính xác đến 0,1 cm3 và cân khối lượng dao vòng chính xác đến 0,1 g.
5.1.5. Trình tự tiến hành
5.1.5.1. Tại vị trí dự định thí nghiệm, dọn sạch và san thật bằng bề mặt một diện tích đất có đường kính gấp từ 2 lần đến 3 lần đường kính dao vòng sử dụng.
5.1.5.2. Dùng khăn sạch tẩm dầu hoặc mỡ để bôi trơn mặt trong dao vòng và ống chụp;
5.1.5.3. Đặt dao vòng vào trung tâm vị trí đã chuẩn bị, hướng đầu vát mép xuống dưới, lắp ống chụp lên đầu dao vòng rồi ấn cả hai xuống thẳng đứng làm cho dao vòng ngập đều vào đất khoảng 20 mm đến 30 mm; nếu khó ấn bằng tay thì lắp cần hướng lên tâm nắp ống chụp và dùng tạ để đóng.
5.1.5.4. Giữ dao vòng cho thẳng đứng rồi dùng dụng cụ thích hợp để đào, xén đất ở xung quanh thành ngoài dao vòng cho tới khi gần mép dưới dao vòng thì dừng lại, rồi ấn bằng tay hoặc dùng tạ đóng để làm cho dao vòng ngập sâu vào đất từ 15 mm đến 20 mm; tiếp tục từng đợt như vậy cho đến khi được trụ đất trong dao vòng nhô cao hơn miệng dao vòng khoảng từ 5 mm đến 7 mm thì dừng. Cần chú ý theo dõi, đảm bảo bề mặt trụ đất trong dao vòng còn cách mặt đáy tấm đệm ở đầu ống chụp một khoảng, để đất không bị nén ép. Khi dùng tạ đóng, phải giữ cần hướng thật thẳng đứng, lực đóng mỗi búa nên ở mức sao cho dao vòng ngập sâu xuống đất không quá 5 mm và không làm phá vỡ kết cấu của đất.
CHÚ THÍCH:
Đối với đất cứng, thích hợp hơn cả là đặt dao vòng lên mặt đất đã được chuẩn bị rồi dùng tạ đóng cho dao vòng ngập vào đất khoảng 5 mm để định vị dao vòng; sau đó, dùng thuổng nhỏ và dao cắt để đào đất xung quanh thành ngoài dao vòng, tạo thành trụ đất lớn hơn dao vòng một ít với chiều cao khoảng 20 mm, rồi ấn thẳng đứng dao vòng cho ngập vào đất; cứ tiếp tục từng mức như vậy cho đến khi có được trụ đất nhô cao hơn bề mặt dao vòng từ 5 mm đến 7 mm.
5.1.5.5. Cẩn thận cắt vát đất dưới mép chân dao vòng và lấy dao vòng chứa mẫu lên. Lấy ra ống chụp ở đầu dao vòng, rồi cắt gạt thật bằng đất ở hai đầu dao cho sát với miệng dao vòng, lau sạch đất bám dính mặt ngoài dao vòng, dùng cân có sức cân phù hợp như nêu trong 5.1.3.4 để xác định chính xác khối lượng của dao vòng và đất trong dao, mw (g).
5.1.5.6. Tháo đất trong dao vòng ra, gạt bỏ phần đất có dính mỡ bôi trơn dao vòng, làm vụn đất, trộn đều, rồi lấy mẫu đất đại diện để xác định độ ẩm, theo như quy định trong TCVN 8728 : 2012.