Đang tải... (xem toàn văn)
Quy trình này quy định cách tiến hành thí nghiệm một số chỉ tiêu cơ lý có liên quan đến công tác thiết kế và thi công gia cố đất bằng chất kết dính vôi, xi măng. Những chỉ tiêu này là: khối lượng thể tích khô lớn nhất và độ ẩm tốt nhất của hỗn hợp để làm cơ sở tạo mẫu khi thí nghiệm cũng như để kiểm tra chất lượng khi thi công...
TIÊU CHUẨN NGÀNH 22TCN 59:1984 QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM ĐẤT GIA CỐ BẰNG CHẤT KẾT DÍNH VƠI XI MĂNG (Ban hành theo định số 2916/QĐ ngày 21-12-1984) I QUY ĐỊNH CHUNG 1.1 Quy trình quy định cách tiến hành thí nghiệm số tiêu lý có liên quan đến công tác thiết kế thi công gia cố đất chất kết dính vơi, xi măng Những tiêu là: - Khối lượng thể tích khô lớn độ ẩm tốt hỗn hợp để làm sở tạo mẫu thí nghiệm để kiểm tra chất lượng thi công - Cường độ kháng ép, mô đun biến dạng, độ ổn định sau chu kỳ bão hòa-sấy để chọn vật liệu gia cố, tỉ lệ chất kết dính thiết kế kết cấu áo đường sân bãi 1.2 Những dẫn quy trình áp dụng loại đất có cỡ hạt nhỏ 5mm; loại đất lẫn dăm sạn mà sau sàng bỏ cỡ hạt lớn 5mm áp dụng quy trình để tạo mẫu thí nghiệm tiêu nêu 1.1 1.3 Ngoài ra, để phục vụ cho việc thiết kế thi công gia cố đất cần phải xác định thêm tiêu khác thành phần hạt số dẻo, độ tan rã, hàm lượng hữu cơ, thành phần muối hòa tan… quy định quy trình thí nghiệm đất 1.4 Các thiết bị, dụng cụ, dụng cụ đầm nén tiêu chuẩn cỡ nhỏ (cối 100cm3) có cấu tạo hình 1:(*) - Cây trụ nén (5) ngồi chức làm đệm, đầm nén búa dùng để làm bàn nén tạo mẫu lực tính máy nén - Máy nén thủy lực 3-5 sử dụng xác định cường độ kháng ép để tạo mẫu lực tĩnh Hình Cối đầm nén 100cm3 1- Đế; Tấm đệm; Khuôn dưới; Khuôn vây; Trụ nén; Búa; Thanh định hướng; Khóa - Dụng cụ hút chân khơng với độ chân không 0,1 mm thủy ngân, dùng để bão hòa (là no nước) đất gia cố - Thùng, bình giữ ẩm với dung tích lớn có khả cách ly tuyệt khí trời Ngồi phải sử dụng hầu hết máy móc dụng cụ phòng thí nghiệm đất máy nén lún (máy cố kết) có ống sắt, nệm bàn nén 11.3 (xem hình 3) tủ sấy máy ổn định nhiệt, rây, cân loại II PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 2.1 Xác định khối lượng thể tích khơ lớn độ ẩm lớn hỗn hợp (*) a) Lấy khoảng 1500g đất khơ gió lọt qua sàng 5mm đem trộn với chất kết dính với tỷ lệ định (tỷ lệ tính theo phần trăm khối lượng đất khơ) b) Từng phần hỗn hợp sau làm ẩm, cho vào cối đầm nén với số búa: 30-đối với cát cát, 40- sét sét * Cối 100cm3 thay cối 1000cm3 phương pháp thí nghiệm cối 1000cm3 2-1 thay phương pháp thí nghiệm đầm nén tiêu chuẩn cối 1000 cm3 (*) c) Đầm nén xong, gạt bỏ phần đất thừa khuôn đem cân, lấy đất mẫu để xác định độ ẩm d) Theo cách tương tự tiếp tục đầm nén phần hỗn hợp lại với độ ẩm tăng dần phát thấy khối lượng mẫu giảm xuống rõ rệt kết thúc thí nghiệm Cũng giống thí nghiệm loại đất thông thường cối 1000cm phải làm ẩm phần sau cho độ ẩm hỗn hợp tăng dần 2-3% Yki PWi (1 0,01Wi )V g/cm2 (1) Trong đó: Yki = Khối lượng thể tích khô lần đầm nén thử g/cm2 PWi - Khối lượng mẫu sau lần dầm nén thứ i V - Thể tích khối dầm nén - (bằng 100cm3) Wi - Độ ẩm mẫu sau đầm nén % e) Từ đỉnh biểu đồ quan hệ khối lượng thể tích khơ độ ẩm ta có khối lượng thể tích khơ lớn độ ẩm tốt hỗn hợp có chất kết dính cho 2.2 Chuẩn bị mẫu đất gia cố a Trước tiên cần tính tốn gần lượng hỗn hợp Gk cần thiết cho loạt mẫu thí nghiệm theo cơng thức Gk = (1+0,01m) 100.Ycmax.K.N (g) (2) Ở đây: Ycmax - khối lượng thể tích khơ lớn hỗn hợp, g/cm3, với m hàm lượng % chất kết dính theo kết thí nghiệm đầm nén hỗn hợp 2.1 K - Hệ số độ chặt yêu cầu (thường lấy K=0,95-1,0) N- Số cục mẫu đất cần thiết cho việc xác định tiêu yêu cầu 1.1 có tính đến số lần thí nghiệm lặp lại kể trường hợp mẫu bị hư hỏng thí nghiệm b) Xác định gần khối lượng đất ẩm G-theo công thức GW = Gk (1+0,01 Wbđ) (g) (3) Trong đó: Wbđ độ ẩm ban đầu % c) Xác định lượng nước Vn hỗn hợp lúc tạo mẫu có độ ẩm tương đương với độ ẩm tốt sau xét đến lượng nước bị phản ứng thủy hóa: Vn = (Wtt - Wbđ) Gk (cm3) (4) Ở đây: Wtt = Wo + 0,2m + 1,5 (%) (5) Wtt độ ẩm trộn mẫu % Wo độ ẩm tốt % M tỷ lệ phần trăm chất kết dính % Gk khối lượng hỗn hợp dùng làm thí nghiệm Kg d) Trộn hỗn hợp từ thành phần đá tính tốn đây: trộn phải bóp vỡ cục bị vón lúc tưới nước vào đất Sau lấy mẫu xác định độ ẩm hỗn hợp sau trộn e) Ủ hỗn hợp trộn thùng bình giữ ẩm thời gian: 24 chất kết dính vơi chất kết dính xi măng Hình Bảo hòa mẫu phương pháp chân khơng Bình kín; Mẫu đất; Nước; Khớp đo áp lực; Máy hút chân không g) Cho hỗn hợp ủ vào cối, đặt trụ nén lên mặt mẫu tiến hành đầm nén đến mẫu đất nén vừa vặn khuôn cối Ghi số lần búa vào nhật ký Lượng cần thiết cho cối có khoảng 240-280 g Để đảm bảo xác độ chặt cần phải tính to lượng đất theo công thức: g = 100 cmax (6) K (1+0,01 Wo) (g) Để tạo mẫu dùng phương pháp nén tĩnh Lúc đó, sau đặt trụ nén lên mặt mẫu có lượng đất tính theo công thức (6) đưa lên bàn nén thủy lực Muốn có độ chặt lớn tải trọng nén cần khoảng 100-150 KG/cm2 thời gian gần phút Mẫu đất sau nén búa máy nén tháo khỏi khn Cân trọng lượng mẫu Lấy đất để xác định độ ẩm tạo mẫu Sau ghi theo ký hiệu lên mật mẫu (Mặt trên) yếu tố: Loại đất, tỷ lệ chất kết dính, độ chặt, ngày đúc mẫu, loại tuổi, số liệu mẫu, loại thí nghiệm (ghi loại mực khơng bị nhòe nước) h) Đặt mẫu đất gia cố chế tạo vào thùng bình giữ ẩm để ni dưỡng theo tuổi quy định, thùng bình giữ ẩm phải tuyệt đối kín hồn tồn cách ly với khơng khí Mẫu đất thùng khơng đặt chồng lên ba lớp Mẫu loại để theo cụm riêng rẽ không làm xáo trộn nhầm lẫn lấy mẫu làm thí nghiệm i) Đối với mẫu để làm thí nghiệm trạng thái bão hòa cần ngâm vào chậu nước liên tục hai ngày: Ngày đầu mức nước ngang với nửa chiều cao ngày thứ hai cho mực nước ngập cao mẫu 1cm Sau làm bão hòa, lấy mẫu ra, làm khô nước khăn ẩm, để ngồi khơng khí 15 phút, đem cân xác định trọng lượng xác tới 1g Ngồi cách đem làm bão hòa mẫu theo kiểu mao dẫn đây, bão hòa theo phương pháp hút chân khơng Cách làm hình vẽ Cho máy hút chân không làm việc áp lực 1015mm thủy ngân khoảng Hoặc khơng bọt nước bình thơi 2.3 Xác định độ bền nén (cường độ kháng ép) a) Đặt lên máy nén mẫu đủ tuổi nuôi dưỡng trạng thái khô trạng thái bão hòa vào trục phận nén Sau đặt bàn nén lên mặt mẫu bắt đầu cho lực nén tác dụng Tăng tải trọng phải cho tốc độ nén không lớn 3mm/phút Sau mẫu bị phá vỡ, lấy đất để xác định độ ẩm b) Xác định độ bền nén Rn theo cơng thức (7) Rn Trong đó: Pmax KG/cm2 Fn (7) Pmax - tải trọng lớn mẫu bị phá vỡ (KG) Fn - diện tích ban đầu theo mặt cắt ngang mẫu (cm2) c) Từ kết xác định độ bền nén mẫu trạng thái khơ trạng thái bảo hòa xác định hệ số hóa mềm theo cơng thức: (8) Kn Rbh Rk (8) Ở đây: Rbh - Độ bền nén trạng thái bão hòa Rk - Độ bền nén trạng thái khô d) Mỗi tiêu phải làm thí nghiệm cục mẫu, kết lấy theo trị số trung bình 2.4 Thí nghiệm xác định mô đun biến dạng(*) a) Để xác định mô đun biến dạng sử dụng máy nén kết (máy nén lún) dẫn quy trình thí nghiệm xác định tiêu lý đất Hình 3: Dụng cụ thí nghiệm mơ đun biến dạng 1- Ống sắt; 2- Tấm đệm; 3- Mẫu đất; 4- Tấm sắt; 5- Bàn nén đo biến áp 11 3; 6- Khung lực; 7- Đồng hồ Đặt ống sắt lắp mẫu lên máy nén lún, định vị trí bàn nén (d) (hình 3) cho mẫu; gá lắp đồng hồ đo biến dạng bắt đầu chất tải trọng theo dõi biến dạng Tăng tải trọng theo cấp; cấp 0,10kg/cm2 Khi biến dạng cấp trước không vượt 0,01 mm phút tăng cấp sau Kết thí nghiệm ghi vào biểu bảng in sẵn b) Mơ đun biến dạng Ei tính theo cơng thức: Ei pi KG/cm2 (9) Ở đây: Pi- Tải trọng nén, KG/cm2 tính (*) 2-4 thay xác định mô đun đàn hồi theo phương pháp thí nghiệm mơ đun đàn hồi Pi P1 F Trong đó: P1- lực tác động KG F - Diện tích bàn nén (cm2) (F=1cm2) - biến dạng tương đối bằng: S d Ở đây: S- độ lún tuyệt đối d- đường kính bàn nén c) Kết tính lấy trị số trung bình lần thí nghiệm theo độ biến dạng tương đối 0,01; 0,02 0,03, đồng thời biểu thị kết thí nghiệm biểu đồ hình d) Để kết thí nghiệm khơng bị sai lệch tượng bốc trình nén cần phủ mẫu nước lên bên sắt đục lỗ tròn 2.5 Thí nghiệm xác định độ ổn định với nước nhiệt độ a) Để xác định độ bền nén đất gia cố sau chu kỳ bão hòa-sấy khơ, cần sấy mẫu nhiệt độ 70oC bão hòa nước Lập lại lần Sau lần bão hòa cuối cùng, để mẫu ngồi khơng khí 15 phút thí nghiệm ép Phương pháp bão hòa thí nghiệm độ bền nén theo dẫn 2.2 2.3 b) Tính tốn độ tổn thất khối lượng qm sau chu kỳ bão hòa-sấy khơ theo cơng thức: qm g đk g ck 100 % (10) g đk Ở đây: gđk - trọng lượng khô ban đầu mẫu g gck - trọng lượng khô cuối mẫu (khi nhiệt độ 105oC).g Tính tốn độ hút nước II sau chu kỳ bão hòasấy khơ theo cơng thức n ( gc gđ ) gđ 100 % (11) Trong đó: gđ - Trọng lượng ban đầu g gc - Trọng lượng sau lần ngâm nước cuối g Hình Quan hệ tải trọng biến dạng tương đối Trong cơng tác thí nghiệm đất gia cố, trừ số biểu bảng ghi chép thí nghiệm in sẵn đầm nén tiêu chuẩn mô đun biến dạng ra, cần phải lập sổ nhật ký bảng biểu khác để ghi kết thí nghiệm phù hợp với nội dung nêu mục 2.1-2.5 quy trình Căn vào mục đích u cầu cơng tác thí nghiệm 1.1 cần lập bảng tổng hợp kết theo loại tiêu để tạo điều kiện thuận lợi chọn tỷ lệ chất kết dính, tuổi ni dưỡng… thích hợp thiết kế thi công gia cố đất ... đối Trong cơng tác thí nghiệm đất gia cố, trừ số biểu bảng ghi chép thí nghiệm in sẵn đầm nén tiêu chuẩn mô đun biến dạng ra, cần phải lập sổ nhật ký bảng biểu khác để ghi kết thí nghiệm phù hợp... K - Hệ số độ chặt yêu cầu (thường lấy K=0,95-1,0) N- Số cục mẫu đất cần thiết cho việc xác định tiêu yêu cầu 1.1 có tính đến số lần thí nghiệm lặp lại kể trường hợp mẫu bị hư hỏng thí nghiệm b)... Kn Rbh Rk (8) Ở đây: Rbh - Độ bền nén trạng thái bão hòa Rk - Độ bền nén trạng thái khô d) Mỗi tiêu phải làm thí nghiệm cục mẫu, kết lấy theo trị số trung bình 2.4 Thí nghiệm xác định mô đun