Tiêu Chuẩn Ngành 22TCN 333:2006 - Quy Trình đầm Nén đất, đá ...

Quy định chung

1. Tùy thuộc vào công đầm, loại chầy đầm, việc đầm nén được theo hai phương pháp:

- Đầm nén tiêu chuẩn (phương pháp I): sử dụng chầy đầm 2,5kg với chiều cao rơi là 305 mm để đầm mẫu.

- Đầm nén cải tiến (phương pháp II): sử dụng chầy đầm 4,54kg với chiều cao rơi là 457mm để đầm mẫu.

2. Tùy thuộc vào cỡ hạt lớn nhất khi thí nghiệm và loại cối sử dụng khi đầm mẫu, mỗi phương pháp đầm nén (đầm nén tiêu chuẩn và đầm nén cải tiến) lại được chia thành 2 kiểu đầm nén, ký hiệu là A và D. Tổng cộng có 4 phương pháp đầm nén khác nhau được ký hiệu là I-A, I-D; II-A và II-D. Các thông số kỹ thuật tương ứng với 4 phương pháp đầm nén được quy định chi tiết tại Bảng 1.

Phương pháp I-A và II-A áp dụng cho các loại vật liệu có không quá 40% lượng hạt nằm trên sàng 4,75mm. Trong các phương pháp đầm nén này, các hạt trên sàng 4,75mm được gọi là hạt quá cỡ, hạt lọt sàng 4,75 mm được gọi là hạt tiêu chuẩn.

Phương pháp I-D và II-D áp dụng cho các loại vật liệu có không quá 30% lượng hạt nằm trên sàng 19,0mm. Trong phương pháp đầm nén này, các hạt trên sàng 19,0mm được gọi là hạt quá cỡ, hạt lọt sàng 19,0mm được gọi là hạt tiêu chuẩn.

TT	Thông số kỹ thuật	Phương pháp đầm nén
		Đầm nén tiêu chuẩn (Phương pháp I) - Chầy đầm: 2,5kg - Chiều cao rơi: 305mm		Đầm nén cải tiến (Phương pháp II) - Chầy đầm: 4,54 kg - Chiều cao rơi: 457mm
		Cối nhỏ	Cối lớn	Cối nhỏ	Cối lớn
1	Ký hiệu phương pháp	I-A	I-D	II-A	II-D
2	Đường kính trong của cối đầm (mm)	101,6	152,4	101,6	152,4
3	Chiều cao cối đầm (mm)	116,43
4	Cỡ hạt lớn nhất khi đầm (mm)	4,75	19,0	4,75	19,0
5	Số lớp đầm	3	3	5	5
6	Số chày đầm/lớp	25	56	25	56
7	Khối lượng mẫu xác định độ ẩm (g)	100	500	100	500

3. Với mỗi loại vật liệu cụ thể, việc thí nghiệm đầm nén trong phòng được tiến hành theo 1 trong 4 phương pháp nêu trên và được quy định trong quy trình thi công nghiệm thu hoặc chỉ dẫn kỹ thuật của công trình (dự án).

4. Hiệu chỉnh kết quả đầm nén trong phòng thí nghiệm phục vụ cho công tác thi công và nghiệm thu: trong thực tế, vật liệu được sử dụng ngoài hiện trường thường có chứa một lượng hạt quá cỡ nhất định nên giá trị khối lượng thể tích khô lớn nhất (và độ ẩm tốt nhất) theo kết quả đầm nén trong phòng sẽ khác với giá trị khối lượng thể tích khô lớn nhất (và độ ẩm tốt nhất) ở hiện trường; do đó phải tiến hành hiệu chỉnh kết quả đầm nén trong phòng để đưa ra các thông số đầm nén hiện trường (giá trị khối lượng thể tích khô lớn nhất, độ ẩm tốt nhất đã hiệu chỉnh) cho phù hợp.

Trường hợp mẫu vật liệu ở hiện trường có tỷ lệ hạt quá cỡ nhỏ hơn hoặc bằng 5% thì không cần hiệu chỉnh, có thể sử dụng ngay kết quả thí nghiệm đầm nén trong phòng phục vụ cho công tác thi công và nghiệm thu.

Trường hợp mẫu vật liệu ở hiện trường có tỷ lệ hạt quá cỡ lớn hơn 5% (nhưng nhỏ hơn giá trị giới hạn quy định nêu trên tương ứng với phương pháp đầm nén), thì phải tiến hành hiệu chỉnh theo hướng dẫn chi tiết ở Phụ lục B.

Yêu cầu về thiết bị, dụng cụ

1. Cối đầm (khuôn đầm): có hai loại cối đầm, cối nhỏ (có đường kính trong 101,6 mm) và cối lớn (có đường kính trong 152,4mm). Cối đầm được chế tạo bằng kim loại, hình trụ rỗng, có kích thước như mô tả ở trên. Trên cối có lắp một đai cối cao khoảng 60mm để việc đầm mẫu được dễ dàng hơn. Đai cối bằng kim loại hình trụ rỗng, có đường kính trong bằng đường kính trong của cối. Cối cùng với đai có thể lắp chặt khít vào với đế cối. Đế cối được chế tạo bằng kim loại và có bề mặt phẳng.

Cối nhỏ có đường kính trong là 101,60 ± 0,41mm, chiều cao là 116,43 ± 0,13mm (thể tích là 943 ± 8cm3).

Cối lớn có đường kính trong là 152,40 ± 0,66mm, chiều cao là 116,43 ± 0,13mm (thể tích là 2124 ± 21cm3).

2. Chầy đầm gồm có chầy đầm thủ công (đầm tay) và chầy đầm cơ khí (đầm máy). Có thể sử dụng một trong hai loại chầy để đầm mẫu.

Chầy đầm thủ công (đầm tay) có hai loại:

- Chầy đầm tiêu chuẩn (sử dụng cho phương pháp đầm nén tiêu chuẩn); có khối lượng 2,495 ± 0,009 kg; chiều cao rơi 305 ± 2mm;

- Chầy đầm cải tiến (sử dụng cho phương pháp đầm nén cải tiến): có khối lượng 4,536 ± 0,009kg; chiều cao rơi 457 ± 2mm;

- Cả hai loại chầy đầm có đặc tính sau: được chế tạo bằng kim loại, mặt dưới chầy phẳng hình tròn có đường kính 50,80 ± 0,25 mm. Chầy được lắp trong một ống kim loại để dẫn hướng và khống chế chiều cao rơi, bảo đảm sai số về chiều cao rơi nằm trong khoảng ± 2mm. Ống dẫn hướng phải có đường kính trong đủ lớn để chầy đầm không bị kẹt. Cách mỗi đầu ống dẫn hướng khoảng 20mm có khoan 4 lỗ thông khí đường kính 10mm cách đều nhau (Hình 2).

Chầy đầm cơ khí (đầm máy) là thiết vị cơ học có các tính năng sau:

- Có hai loại chầy đầm (chầy đầm tiêu chuẩn và chầy đầm cải tiến) có khối lượng, kích thước, và chiều cao rơi tương đương như hai loại chầy thủ công nói trên.

- Tự động đầm mẫu, có bộ phận tự động xoay chầy sau mỗi lần đầm bảo đảm đầm đều mặt mẫu.

- Có bộ phận đếm số lần đầm, tự động dừng đầm khi đến số lần đầm quy định trước.

3. Dụng cụ tháo mẫu: thường dùng kích thủy lực hoặc dụng cụ tương đương dùng để tháo mẫu đã đầm ra khỏi cối.

4. Cân: một chiếc cân có khả năng cân được đến 15 kg với độ chính xác ± 1g (để xác định khối lượng thể tích ướt của mẫu); một chiếc có khả năng cân được đến 800g với độ chính xác ± 0,01g (để xác định độ ẩm mẫu).

5. Tủ sấy: loại có bộ phận cảm biến nhiệt để có thể tự động duy trì nhiệt độ trong tủ ở mức 110 ± 5oC dùng để sấy khô mẫu, xác định độ ẩm.

6. Sàng: 2 sàng lỗ vuông loại 19,0mm và 4,75mm.

7. Thanh tháp gạt cạnh thẳng để hoàn thiện bề mặt mẫu; thanh thép có bề mặt phẳng, chiều dài khoảng 250 mm, có một cạnh được mài vát. Thanh thép phải đủ cứng để đảm bảo bề mặt mẫu phẳng sau khi hoàn thiện mặt mẫu.

8. Dụng cụ trộn mẫu: gồm một số dụng cụ như chảo, bay, dao… dùng để trộn đều mẫu với các hàm lượng nước khác nhau.

9. Dụng cụ làm tơi mẫu: vồ gỗ, chầy cao su.

10. Hộp giữa ẩm được chế tạo từ vật liệu kim loại không gỉ, có dung tích đủ chứa khối lượng mẫu quy định (100g hoặc 500g ứng với các phương pháp đầm nén quy định), không thay đổi khối lượng và biến đổi tính chất khi chịu tác động của nhiệt sau nhiều chu kỳ. Hộp phải có nắp kín để hơi nước không bị thoát ra khi bảo quản mẫu và không làm mẫu bị hút ẩm sau khi mẫu đã được sấy khô. Mỗi khí nghiệm xác định độ ẩm cần có một hộp giữ ẩm.

Chuẩn bị mẫu

1. Làm khô mẫu: nếu mẫu ẩm ướt, cần phải làm khô mẫu bằng cách phơi ngoài không khí hoặc cho vào trong tủ sấy, duy trì nhiệt độ trong tủ sấy không quá 600C cho đến khi có thể làm tơi vật liệu. Dùng vồ gỗ đập nhẹ để làm tơi vật liệu, dùng chầy cao su nghiền các hạt nhỏ để tránh làm thay đổi thành phần hạt cấp phối tự nhiên của mẫu.

2. Sàng mẫu: mẫu thí nghiệm đầm nén phải được sàng để loại bỏ hạt quá cỡ. Căn cứ phương pháp đầm nén quy định để sử dụng loại sàng thích hợp:

- Với phương pháp I-A và II-A: vật liệu được sàng qua sàng 4,75mm;

- Với phương pháp I-D và II-D: vật liệu được sàng qua sàng 19,0mm;

3. Khối lượng mẫu cần thiết: căn cứ phương pháp đầm nén quy định, khối lượng mẫu vật liệu tối thiểu cần thiết để thí nghiệm như sau:

- Với phương pháp I-A và II-A: 15 kg (3kg x 5cối);

- Với phương pháp I-D và II-D; 35kg (7kg x 5cối);

4. Tạo ẩm cho mẫu: lấy lượng mẫu đã chuẩn bị tại khoản 4.3 chia thành 5 phần tương đương nhau. Mỗi phần mẫu được trộn đều với một lượng nước thích hợp để được loạt mẫu có độ ẩm cách nhau một khoảng nhất định, sao cho giá trị độ ẩm đầm chặt tốt nhất tìm được sau khi thí nghiệm nằm trong khoảng giữa của 5 giá trị độ ẩm tạo mẫu. Đánh số mẫu vật liệu từ 1 đến 5 theo thứ tự độ ẩm mẫu tăng dần. Cho các phần mẫu đã trộn ẩm vào thùng kín để ủ mẫu, với thời gian ủ mẫu khoảng 4 giờ.

Ghi chú: Việc chọn giá trị độ ẩm tạo mẫu đầu tiên và khoảng độ ẩm giữa các mẫu tham khảo theo hướng dẫn sau:

- Với đất loại cát: bắt đầu từ độ ẩm 5%, khoảng độ ẩm giữa các mẫu từ 1% đến 2%.

- Với đất loại sét: bắt đầu từ độ ẩm 8%, khoảng độ ẩm giữa các mẫu là 2% (với đất sét pha), hoặc từ 5% đến 5% (với đất sét);

- Với đá dăm cấp phối: bắt đầu từ độ ẩm 1,5%, khoảng độ ẩm giữa các mẫu từ 1% đến 1,5%.

Đầm mẫu

1. Chuẩn bị dụng cụ và chọn các thông số đầm nén: căn cứ phương pháp đầm nén quy định, chuẩn bị dụng cụ và lựa chọn các thông số đầm nén (Bảng 1).

2. Trình tự đầm mẫu: loạt mẫu đã chuẩn bị (khoản 4,4) sẽ được đầm lần lượt từ mẫu có độ ẩm thấp nhất cho đến mẫu có độ ẩm cao nhất.

3. Chiều dày mỗi lớp và tổng chiều dày sau khi đầm: căn cứ số lớp đầm quy định theo phương pháp đầm nén (Bảng 1) để điều chỉnh lượng vật liệu đầm 1 lớp cho phù hợp, sao cho chiều dày của mỗi lớp sau khi đầm tương đương nhau và tổng chiều dày của mẫu sau khi đầm cao hơn cối đầm khoảng 10mm.

4. Đầm cối thứ nhất: tiến hành với mẫu có độ ẩm thấp nhất theo trình tự sau:

- Xác định khối lượng cối, ký hiệu là M (g). Lắp cối chặt khít với đế cối.

- Đầm lớp thứ nhất: đặt cối tại vị trí có mặt phẳng chắc chắn, không chuyển vị trong quá trình đầm. Cho một phần mẫu có khối lượng phù hợp vào cối, dàn đều mẫu và làm chặt sơ bộ bằng cách lấy chầy đầm hoặc dụng cụ nào đó có đường kính khoảng 50mm đầm rất nhẹ đều khắp mặt mẫu cho đến khi vật liệu không còn rời rạc và mặt mẫu phẳng. Khi đầm, phải để cho chầy đầm rơi tự do và dịch chuyển chầy sau mỗi lần đầm để phân bổ các cú đầm đều khắp mặt mẫu. Sau khi đầm xong với số chầy quy định, nếu có phần vật liệu bán trên thành cối hoặc nhô lên trên bề mặt mẫu thì phải lấy dao cạo đi và rải đều trên mặt mẫu.

- Đầm các lớp tiếp theo: lặp lại quá trình như trên.

- Sau khi đầm xong, tháo đai cối ra và làm phẳng mặt mẫu bằng thanh thép gạt sao cho bề mặt mẫu cao ngang với mặt trên của cối. Xác định khối lượng của mẫu và cối, ký hiệu là M1 (g).

- Lấy mẫu xác định độ ẩm: đẩy mẫu ra khỏi cối và lấy một lượng vật liệu đại diện (xem Bảng 1) ở phần giữa khối đất, cho vào hộp giữ ẩm, sấy khô để xác định độ ẩm, ký hiệu là W (%). Đối với đất loại cát, lấy mẫu vật liệu rời (ở chảo trộn) trước khi đầm để xác định độ ẩm.

5. Đầm các mẫu còn lại: lặp lại quá trình đối với các mẫu còn lại (theo thứ tự độ ẩm mẫu tăng dần) cho đến khi hết loạt 5 mẫu.

Quá trình đầm sẽ kết thúc cho tới khi giá trị khối lượng thể tích ướt là gw của mẫu giảm hoặc không tăng nữa. Thông thường, thí nghiệm đầm nén được tiến hành với 5 cối đầm. Trường hợp khối lượng thể tích ướt là gw của mẫu thứ 5 vẫn tăng thì phải tiến hành đầm chặt thêm với cối thứ 6 và các cối tiếp theo.

Nếu mẫu vật liệu không bị thay đổi cấp phối một cách đáng kể (thường là mẫu đất) thì có thể sử dụng lạimẫu sau khi đầm. Việc thí nghiệm đầm nén được tiến hành như sau:

- Chuẩn bị 1 mẫu vật liệu với khối lượng theo quy định cho 1 mẫu. Tạo ẩm cho mẫu theo quy định với độ ẩm tương đương mẫu thứ 1 trong loạt 5 mẫu. Đầm mẫu theo hướng dẫn ở trên;

- Sau khi đầm xong, đập tơi mẫu và trộn thêm một lượng nước thích hợp. Ủ mẫu với thời gian ít nhất là 15 phút. Sau đó tiến hành đầm mẫu;

- Lặp lại quá trình đầm mẫu và trộn thêm một lượng nước thích hợp. Ủ mẫu với thời gian ít nhất là 15 phút. Sau đó tiến hành đầm mẫu;

- Lặp lại quá trình đầm mẫu cho tới khi giá trị khối lượng thể tích ướt là gw của mẫu giảm hoặc không tăng nữa.

...

Chi tiết nội dung Tiêu chuẩn, mời Quý vị xem hoặc download tại đây: