Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12791:2020 về Xác định độ chặt của đất tại hiện trường bằng phương pháp dao đai quy định phương pháp xác định khối lượng thể tích khô của đất tại hiện trường nhằm phục vụ công tác kiểm tra, đánh giá chất lượng thi công nền móng công trình xây dựng.

Phạm vi áp dụng và đối tượng sử dụng

• Phạm vi áp dụng: Tiêu chuẩn này áp dụng cho các loại đất mịn, đất cát không chứa sỏi sạn hoặc có chứa lượng sỏi sạn nhỏ (hàm lượng hạt có kích thước lớn hơn 4,75 mm không quá 10% theo khối lượng). Phương pháp này không áp dụng cho đất quá cứng, đất có nhiều đá dăm, sỏi sạn lớn hoặc đất có độ ẩm quá cao, trạng thái chảy dẻo không giữ được hình dạng ổn định trong dao đai.
• Đối tượng áp dụng: Các tổ chức, cá nhân hoạt động trong lĩnh vực khảo sát, thiết kế, thi công, giám sát và nghiệm thu chất lượng đầm nén nền đường, đê đập, nền móng công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp và thủy lợi.

Nguyên lý của phương pháp dao đai

Phương pháp dựa trên việc đóng hoặc ấn một ống đai kim loại (dao đai) có thể tích xác định vào trong lớp đất cần kiểm tra tại hiện trường để lấy ra một thể tích đất nguyên dạng. Bằng cách xác định khối lượng đất ẩm trong dao đai và độ ẩm của đất, tiến hành tính toán khối lượng thể tích khô của đất tại hiện trường. Kết quả này được so sánh với khối lượng thể tích khô lớn nhất của mẫu đất đó thu được từ thí nghiệm đầm nén trong phòng thí nghiệm để xác định hệ số đầm chặt K.

Yêu cầu về thiết bị và dụng cụ thí nghiệm

• Dao đai (ống đai): Làm bằng kim loại cứng, không gỉ, có thành mỏng, một đầu được vát sắc để giảm thiểu sự xáo động của đất khi đóng vào. Kích thước của dao đai phải tuân thủ nghiêm ngặt quy định của tiêu chuẩn về đường kính và chiều cao để đảm bảo thể tích chứa mẫu chuẩn xác.
• Thiết bị đóng hoặc ấn dao đai: Bao gồm mũ va đập, búa đóng chuyên dụng hoặc kích thủy lực để ấn dao đai vào đất một cách đều đặn, tránh làm lệch hoặc biến dạng dao đai.
• Thiết bị cân đo: Cân kỹ thuật có độ chính xác phù hợp (thường là 0,1 g hoặc 1 g tùy thuộc vào khối lượng mẫu đất) và thước kẹp có độ chính xác đến 0,1 mm để đo kích thước hình học của dao đai.
• Thiết bị xác định độ ẩm: Tủ sấy có khả năng khống chế nhiệt độ ổn định ở mức 105 độ C đến 110 độ C, các hộp nhôm có nắp kín để chứa mẫu đất sấy, bình hút ẩm.
• Dụng cụ phụ trợ: Dao gạt bằng thép phẳng, xẻng nhỏ, bay, bàn chải để làm sạch bề mặt và gạt phẳng hai đầu mẫu đất sau khi lấy ra khỏi hiện trường.

Quy trình tiến hành thí nghiệm tại hiện trường

1. Chuẩn bị bề mặt: Dọn sạch lớp đất mặt bị xáo động hoặc không đại diện tại vị trí thí nghiệm, san gạt tạo một bề mặt bằng phẳng có diện tích đủ rộng để đặt dao đai.
2. Đóng dao đai vào đất: Đặt dao đai lên bề mặt đã chuẩn bị (đầu vát sắc hướng xuống dưới), đặt mũ va đập lên trên và tiến hành đóng hoặc ấn dao đai ngập hoàn toàn vào trong đất. Quá trình đóng phải đảm bảo dao đai đi xuống theo phương thẳng đứng, không bị nghiêng lệch.
3. Lấy mẫu đất: Đào đất xung quanh dao đai đến độ sâu thấp hơn đáy dao đai, sau đó cẩn thận cắt đứt phần đất đáy và nhấc dao đai chứa đất ra ngoài, tránh làm rơi rớt hoặc xáo động đất bên trong.
4. Xử lý mẫu tại hiện trường: Dùng dao gạt phẳng hai đầu đất bằng với mép của dao đai. Lau sạch toàn bộ đất bám ở mặt ngoài của dao đai, sau đó tiến hành cân khối lượng của dao đai chứa đất ẩm.
5. Lấy mẫu xác định độ ẩm: Lấy một lượng đất đại diện ở phần giữa của dao đai (hoặc toàn bộ mẫu đất) cho vào hộp nhôm có nắp đậy kín để mang về phòng thí nghiệm xác định độ ẩm bằng phương pháp sấy khô.

Tính toán và biểu thị kết quả

• Khối lượng thể tích tự nhiên (khối lượng thể tích ẩm): Được tính bằng tỷ số giữa khối lượng đất ẩm trong dao đai (khối lượng tổng trừ đi khối lượng vỏ dao đai) và thể tích trong của dao đai.
• Khối lượng thể tích khô: Được tính toán dựa trên khối lượng thể tích tự nhiên và độ ẩm của mẫu đất theo công thức quy định.
• Hệ số đầm chặt (K): Là tỷ số giữa khối lượng thể tích khô thực tế xác định được tại hiện trường và khối lượng thể tích khô lớn nhất của đất xác định được trong phòng thí nghiệm (theo phương pháp đầm nén tiêu chuẩn hoặc đầm nén cải tiến tương ứng).

Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo kết quả thí nghiệm phải đầy đủ các thông tin cốt lõi bao gồm: vị trí lấy mẫu (lý trình, cao độ, tọa độ), mô tả đặc điểm loại đất, kích thước và thể tích của dao đai sử dụng, khối lượng đất ẩm, độ ẩm của đất, khối lượng thể tích khô thực tế, khối lượng thể tích khô lớn nhất dùng để đối chiếu, và hệ số đầm chặt K đạt được so với yêu cầu thiết kế.

Hiệu lực thi hành

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12791:2020 có hiệu lực thi hành kể từ ngày được cơ quan nhà nước có thẩm quyền công bố áp dụng chính thức trên phạm vi toàn quốc, thay thế cho các quy định kỹ thuật cũ không còn phù hợp về phương pháp dao đai xác định độ chặt của đất tại hiện trường.