Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 14134-2:2024 về khối lượng mẫu yêu cầu cho đất dùng cho xây dựng đường bộ như thế nào?

Nội dung chính

• Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 14134-2:2024 về khối lượng mẫu yêu cầu cho đất dùng cho xây dựng đường bộ như thế nào?
• Chuẩn bị mẫu đất khô cho các thí nghiệm phân tích cơ học và xác định các đặc tính của đất ra sao?
• Trình tự chuẩn bị mẫu ướt ra sao?

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 14134-2:2024 về khối lượng mẫu yêu cầu cho đất dùng cho xây dựng đường bộ như thế nào?

Cụ thể, Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 14134-2:2024 quy định về Đất dùng trong xây dựng đường bộ - Phương pháp thử - Phần 2: Chuẩn bị mẫu ướt mẫu đất.

(1) Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 14134-2:2024 mô tả cách chuẩn bị mẫu đất ướt được lấy từ hiện trường để đưa về phòng thí nghiệm tiến hành các phân tích cơ học và xác định các đặc tính của đất.

Tiêu chuẩn hướng dẫn 2 phương pháp chuẩn bị mẫu đất ướt. Trong đó:

- Phương pháp A: theo cách làm khô mẫu mới lấy từ hiện trường về bằng cách sấy khô ở nhiệt độ không quá 60 °C sau khi phân tích này mẫu đất trên sàng 0,425 mm.

- Phương pháp B: theo cách giữ độ ẩm của mẫu đất lấy từ hiện trường về trong điều kiện độ ẩm môi trường bằng hoặc lớn hơn độ ẩm tự nhiên của mẫu đất. Do vậy cần phải bảo quản mẫu đất ướt trong các thùng/ hộp kín tránh thất thoát độ ẩm trước khi thí nghiệm.

- Nếu không chỉ rõ phương pháp nào được yêu cầu thì mặc định chuẩn bị mẫu ướt theo phương pháp A.

(2) Tiêu chuẩn được dùng trong xây dựng đường bộ và có thể áp dụng trong các lĩnh vực xây dựng khác.

Tại Mục 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 14134-2:2024 quy định về khối lượng mẫu yêu cầu cho đất dùng cho xây dựng đường bộ như sau:

Khối lượng mẫu yêu cầu để thực hiện các thí nghiệm được quy định như sau:

- Phân tích thành phần hạt của đất (AASHTO T 88) - Đối với phân tích thành phần hạt, khối lượng vật liệu lọt qua sàng 2,00 mm yêu cầu xấp xỉ bằng 110 g đối với đất cát và bằng 60 g đối với đất bụi hoặc đất sét. Cần đảm bảo đủ lượng vật liệu giữ lại trên sàng 4,75 mm hoặc sàng 2,00 mm để thu được mẫu đại diện có đủ khối lượng (xem Chú thích 3), tùy thuộc vào kích thước hạt tối đa, không được ít hơn khối lượng tối thiểu quy định trong bảng sau:

Bảng 1 - Lượng mẫu lấy tối thiểu

CHÚ THÍCH 3: Vật liệu cho phân tích sàng cốt liệu thô có thể được phân chia bằng một trong hai phương pháp thay thế, trình bày chi tiết trong 5.1.2 (đối với sàng 2,00 mm) hoặc 5.1.3 (đối với sàng 4,75 mm).

Khi chỉ có một lượng nhỏ vật liệu sót lại trên sàng 4,75 mm hoặc 2,00 mm, thì một khối lượng mẫu đáng kể sẽ được sử dụng (yêu cầu) nhằm cung cấp khối lượng tối thiểu theo quy định trong Bảng 1; do đó, việc tuân thủ các yêu cầu về khối lượng tối thiểu trong Bảng 1 là không cần thiết nếu mẫu vật liệu không được sử dụng trong lớp móng trên hoặc lớp móng dưới, lựa chọn đất đắp hoặc vật liệu khác có yêu cầu cốt liệu thô.

- Phương pháp thay thế sử dụng sàng 2,00 mm - Sử dụng sàng 2,00 mm phân chia mẫu đã sấy khô thành hai phần (phần lọt sàng và phần còn sót lại trên sàng).

Phần mẫu còn sót lại trên sàng tiếp tục được nghiền bằng thiết bị, dụng cụ nghiền cho đến khi phá vỡ liên kết giữa các hạt đất thành các hạt nhỏ riêng biệt. Tiếp tục dùng sàng 2,00 mm để phân chia phần sau khi nghiền này thành hai phần (phần lọt sàng và phần còn sót lại trên sàng).

Lặp lại quy trình cho đến khi các hạt đất được phân chia hoàn toàn (tức là không thể nghiền phần vật liệu sót lại trên sàng 2,00 mm được nữa). Khi đó, loại bỏ vật liệu sót lại trên sàng, giữ lại vật liệu lọt qua sàng để phục vụ cho các thí nghiệm mong muốn.

- Phương pháp thay thế sử dụng sàng 4,75 mm và 2,00 mm - Sử dụng sàng 4,75 mm phân chia mẫu đất đã sấy khô thành hai phần (phần lọt sàng và phần còn sót lại trên sàng).

Phần mẫu còn sót lại trên sàng 4,75 mm tiếp tục được nghiền bằng thiết bị, dụng cụ nghiền cho đến khi phá vỡ liên kết giữa các hạt đất thành các hạt nhỏ riêng biệt, sau đó lại tiếp tục phân chia các hạt sau khi nghiền này trên sàng 4,75 mm.

Các phần lọt qua sàng 4,75 mm thu được trước đó sẽ được trộn kỹ lưỡng với nhau và bằng cách sử dụng dụng cụ lấy mẫu chuyên dụng hoặc bằng cách chia tách mẫu và phương pháp chia tư, sẽ thu được một phần mẫu đại diện thích hợp cho các thí nghiệm mong muốn.

Tiếp tục phân chia phần đại diện này trên sàng 2,00 mm và cách thức tiến hành tương tự như 5.1.2. Khối lượng của vật liệu từ phần tách ra này sót lại trên sàng 2,00 mm sẽ được ghi chép lại để sử dụng trong tính toán phân tích sàng cốt liệu thô sau này.

- Khối lượng riêng (AASHTO T 100) - Thí nghiệm xác định khối lượng riêng được thực hiện đồng thời cùng với phân tích thành phần hạt của đất (AASHTO T 88). Khối lượng vật liệu (khô hoàn toàn) lọt qua sàng 2,00 mm yêu cầu tối thiểu bằng 25 g khi sử dụng bình định mức và tối thiểu bằng 10 g khi sử dụng bình có nút đậy kín.

- Các thí nghiệm phân tích (xác định) các tính chất vật lý - Tổng khối lượng vật liệu lọt sàng 0,425 mm yêu cầu tối thiểu bằng 300 g, được chia thành các phần có khối lượng xấp xỉ trong bảng sau:

Bảng 2 - Lượng mẫu cho thí nghiệm phân tích (xác định) các tính chất vật lý

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 14134-2:2024 về khối lượng mẫu yêu cầu cho đất dùng cho xây dựng đường bộ như thế nào? (Hình ảnh Internet)

Chuẩn bị mẫu đất khô cho các thí nghiệm phân tích cơ học và xác định các đặc tính của đất ra sao?

Tại tiểu mục 6.2 Mục 6 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 14134-2:2024 quy định về chuẩn bị mẫu đất khô cho các thí nghiệm phân tích cơ học và xác định các đặc tính của đất như sau:

Các phần lọt qua sàng 0,425 mm thu được trình bày trong 6.1.2, 6.1.6 và 6.1.7 phải được phối trộn lại với nhau kỹ lưỡng. Đối với đất bụi và đất sét phải chọn ra một phần có khối lượng xấp xỉ bằng 60 g để phân tích các chỉ tiêu cơ học. Phần vật liệu còn lại lọt qua sàng 0,425 mm sẽ được sử dụng để xác định các đặc tính của đất.

Trình tự chuẩn bị mẫu ướt ra sao?

Tại Mục 7 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 14134-2:2024 quy định về trình tự chuẩn bị mẫu ướt như sau:

(1) Để thu được các kết quả phân tích các chỉ tiêu cơ học nhanh dựa vào khối lượng khô của vật liệu ban đầu, chọn và cân một phần đại diện của vật liệu để xác định độ ẩm bằng tủ sấy. Mẫu được sấy khô đến nhiệt độ (110 ± 5) °C để xác định độ ẩm.

- Chọn ra một phần mẫu đại diện để đánh giá, phần này gồm đủ lượng hạt lọt qua sàng 0,425 mm để thực hiện các thí nghiệm cần thiết cho việc xác định các hằng số của đất. Ngâm phần đã chọn này của mẫu ẩm trong nước cho đến khi liên kết giữa các hạt trở lên mềm yếu (Xem Chú thích 5).

Các mẫu chỉ chứa các hạt lọt qua sàng 0,425 mm có thể được sử dụng trong các thí nghiệm xác định các hằng số của đất mà không cần rửa trước trên sàng 0,425 mm.

CHÚ THÍCH 5: Ở một số khu vực, nếu sử dụng nước máy ngâm và rửa mẫu, các ion dương của muối có trong nước máy có thể trao đổi với các ion dương trong đất và làm thay đổi đáng kể các đặc tính của đất.

Nếu không biết trong nước máy không chứa ion dương muối, nên sử dụng nước cất hoặc nước khử khoáng. Công tác ngâm rửa sẽ loại bỏ các muối hòa tan có trong đất. Khi có các muối hòa tan trong đất, nước rửa phải được giữ lại và được làm bay hơi, và muối sẽ được thu hồi trở lại mẫu đất.

(2) Sau khi ngâm, rửa vật liệu trên sàng 0,425 mm theo cách sau: Sàng 0.425 mm phải được đặt dưới cùng trong lòng khay và rót chất lỏng trong mẫu ngâm qua sàng (Xem Chú thích 6).

Phải bổ sung đủ lượng nước sao cho mực nước trong khay chứa cao hơn lưới sàng khoảng 13 mm. Từng phần vật liệu đã ngâm được đổ vào sàng, độ lớn từng phần vừa đủ đảm bảo việc rửa vật liệu dễ dàng, khuấy từng phần nhỏ bằng ngón tay đồng thời lắc sàng lên và xuống.

Bóp vụn hoặc nghiền nhỏ bất kỳ cục nào chưa được làm bở vụn bằng các ngón tay. Nâng sàng lên trên mặt nước trong khay chứa và hoàn tất thao tác rửa bằng cách sử dụng một lượng nhỏ nước sạch. Trước khi thực hiện công tác rửa phần vật liệu đã ngâm khác tiếp theo trên sàng, phải loại bỏ vật liệu đã rửa sót lại trên sàng.

CHÚ THÍCH 6: Trong trường hợp có đất sét nặng, có thể sử dụng máy khuấy cơ học để tạo thành dạng bùn sệt, khi đó sẽ dễ dàng lọt qua sàng 0,425 mm.

(3) Đặt khay đựng nước rửa thải sang một bên trong khoảng thời gian một vài giờ hoặc cho đến khi nước phía trên các hạt lắng ở đáy khay trở lên sạch và trong. Chắt phần nước trong, dùng ống pipet hoặc ống siphon hút nước trong ra ngoài càng nhiều càng tốt (Xem Chú thích 4).

(4) Ngoài ra, sau khi tất cả các vật liệu ngâm đã được rửa sạch, lọc bỏ hầu hết nước trong vật liệu bằng cách lọc nước rửa trên một hoặc nhiều phễu Buchner được trang bị giấy lọc hoặc bằng cách sử dụng dụng cụ lọc dạng nến. Lọc đất ẩm khỏi giấy lọc hoặc dụng cụ lọc dạng nến, và phối trộn với cặn lắng sót lại trong khay thu được ở 7.1.3.

(5) Giảm bớt độ ẩm của vật liệu lọt qua sàng 0,425 mm cho đến khí khối vật liệu đạt độ sệt giống như bột bả matít (tương đương có số lần đập từ 30 đến 35 trong thí nghiệm xác định giới hạn chảy) nhưng không bao giờ thấp hơn độ ẩm tự nhiên.

Việc làm giảm độ ẩm có thể được thực hiện bằng cách cho mẫu tiếp xúc với không khí ở nhiệt độ phòng thông thường, bằng cách sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ không quá 110 °C, bằng cách đun sôi, bằng cách lọc trên phễu Buchner hoặc bằng cách sử dụng dụng cụ lọc dạng nến.

Trong quá trình bay hơi và làm mát, thường xuyên khuấy trộn mẫu vừa đủ để ngăn ngừa hiện tượng khô quá mức tại các mép và phần đỉnh mẫu đất thuộc phạm vi bề mặt Làm mát các mẫu đã gia nhiệt đến nhiệt độ phòng thông thường trước khi thí nghiệm. Đối với mẫu đất có chứa muối hòa tan, sử dụng phương pháp khử nước sẽ không loại bỏ được muối hòa tan khỏi mẫu thử. Bảo quản mẫu đã chuẩn bị trong dụng cụ chứa kín hơi ẩm, không làm khô thêm nữa cho đến khi tất cả các thí nghiệm cần thiết được thực hiện.