Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10272:2014 quy định về phương pháp xác định chỉ số CBR (California Bearing Ratio) của nền đất và các lớp vật liệu rời làm móng đường bằng phương pháp chùy xuyên động (DCP - Dynamic Cone Penetrometer). Đây là phương pháp thí nghiệm nhanh tại hiện trường nhằm đánh giá cường độ, độ đồng nhất của các lớp đất nền và móng đường trong quá trình thi công, nghiệm thu công trình giao thông.

Phạm vi và đối tượng áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng đối với các cơ quan quản lý, đơn vị tư vấn thiết kế, giám sát và nhà thầu thi công đường bộ. Phương pháp chùy xuyên động được áp dụng cho các đối tượng sau:

• Đất nền tự nhiên và các lớp đất đắp nền đường.
• Các lớp vật liệu rời dùng làm móng đường (như cấp phối đá dăm, cấp phối thiên nhiên) có kích thước hạt lớn nhất không vượt quá giới hạn cho phép của thiết bị.
• Tiêu chuẩn không áp dụng cho các lớp vật liệu đã được liên kết bằng các chất kết dính hữu cơ hoặc vô cơ như bê tông nhựa, cấp phối đá dăm gia cố xi măng.

Nguyên lý của phương pháp chùy xuyên động (DCP)

• Phương pháp dựa trên việc đóng một mũi côn kim loại có góc đỉnh 60 độ vào trong đất hoặc vật liệu rời bằng năng lượng của một quả chùy có khối lượng tiêu chuẩn rơi tự do từ một độ cao cố định.
• Trị số chiều sâu xuyên sau mỗi cú đóng hoặc sau một số cú đóng (tốc độ xuyên - Penetration Index, ký hiệu là PI hoặc PR, tính bằng mm/chùy) được ghi lại để thiết lập mối quan hệ tương quan và quy đổi sang chỉ số CBR tương ứng tại hiện trường.

Yêu cầu kỹ thuật đối với thiết bị thí nghiệm

Thiết bị chùy xuyên động (DCP) phải đảm bảo các thông số kích thước và khối lượng chuẩn xác theo quy định:

• Quả chùy rơi: Khối lượng tiêu chuẩn là 8 kg (sai số cho phép ± 0,01 kg). Trong trường hợp thí nghiệm trên nền đất yếu, có thể sử dụng quả chùy thay thế có khối lượng 4,6 kg.
• Chiều cao rơi tự do: Được khống chế cố định ở mức 575 mm (sai số cho phép ± 1,0 mm).
• Thanh dẫn hướng và thanh xuyên: Phải đảm bảo độ thẳng tuyệt đối, không bị cong vênh trong quá trình vận hành để tránh ma sát ngoài ý muốn làm sai lệch kết quả.
• Mũi côn xuyên: Có góc đỉnh là 60 độ (sai số ± 1 độ) và đường kính đáy mũi côn là 20 mm (sai số ± 0,2 mm). Mũi côn phải được chế tạo bằng thép cứng chịu lực cao để hạn chế mài mòn.
• Thước đo chiều sâu: Được gắn song song với thanh xuyên để đọc trực tiếp chiều sâu xuyên với độ chính xác đến 1 mm.

Quy trình thực hiện thí nghiệm tại hiện trường

• Chuẩn bị bề mặt: Vị trí thí nghiệm phải được dọn sạch các vật liệu rời rạc, tạo một diện tích phẳng tối thiểu khoảng 300 mm x 300 mm để đặt thiết bị.
• Lắp đặt thiết bị: Giữ thiết bị DCP theo phương thẳng đứng (độ lệch không quá 5 độ so với phương thẳng đứng) trong suốt quá trình thí nghiệm.
• Tiến hành đóng chùy: Nâng quả chùy lên đến vị trí giới hạn trên và thả rơi tự do xuống đe. Ghi lại chiều sâu xuyên ban đầu (điểm không) và sau mỗi lần đóng (hoặc sau một nhóm lần đóng tùy thuộc vào độ cứng của đất).
• Giới hạn chiều sâu: Thí nghiệm thường được thực hiện đến chiều sâu tối đa từ 800 mm đến 1000 mm tùy thuộc vào chiều dài của thanh xuyên thiết bị.

Xác định chỉ số CBR từ kết quả thí nghiệm

Chỉ số CBR được xác định gián tiếp thông qua tốc độ xuyên (PR - mm/nhát búa) bằng các công thức thực nghiệm được quy định trong tiêu chuẩn:

• Đối với các loại đất thông thường: Sử dụng công thức tương quan chuẩn để chuyển đổi trực tiếp từ chỉ số xuyên DCP sang chỉ số CBR hiện trường.
• Đối với đất sét dẻo cao hoặc các loại đất đặc biệt: Cần áp dụng các hệ số hiệu chỉnh hoặc công thức tương quan riêng biệt đã được thực nghiệm chứng minh phù hợp với loại đất đó tại khu vực xây dựng.

Hiệu lực thi hành

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10272:2014 có hiệu lực kể từ ngày ban hành, cung cấp một phương pháp kiểm tra nhanh, hiệu quả và đáng tin cậy để đánh giá chất lượng nền móng đường bộ tại Việt Nam.