1. Thi công đắp cát nền đường hoặc cát xử lý nền đất yếu, hoặc đắp lấn trong điều kiện ngập nước thì đều phải có chỉ tiêu độ chặt tối thiểu để nghiệm thu (Thông thường chỉ yêu cầu 90% độ chặt tối ưu, nhưng cũng có một số Dự án quy định 95%, tuỳ thuộc mức độ quan trọng của kết cấu bên trên). Việc đạt độ chặt K95 cho cát là có thể nếu có biện pháp thi công phù hợp.
2. Để cát đắp nền đạt độ chặt thì điều quan trọng là độ ẩm: trong các quy trình thi công của Dự án dùng vốn nước ngoài đều khuyến cáo phải tạo trạng thái bão hoà nước cho cát thì công việc đầm mới tối ưu:ít tốn công cũng như thời gian. Cần dùng thiết bị nhẹ trước, sau đó sẽ dùng thiết bị nặng hơn kết hợp rung chấn động. Điều này là hết sức bình thường ở các dự án giao thông hoặc san nền.
3. Ở một số vị trí đặc biệt phải đắp trong điều kiện ngập nước, cần chọn cát thô (Trong các Dự án thường quy định rõ là cát sông) và trong trường hợp này thì thường bỏ qua yêu cầu chiều dày từng lớp, nhưng vẫn phải tiến hành đầm nén mặt như ở mục 2 và sẽ kiểm tra bằng phương pháp gián tiếp để xác định độ chặt tương đối của cát.
4. Về quy trình kiểm tra độ chặt cát, có thể sử dụng dao vòng để lấy mẫu nguyên dạng và xác định dung trọng từ đó tính ra độ chặt. Trong trường hợp nền cát nằm trong tình trạng bão hoà nước không thể tháo khô được khi kiểm tra, trong các Dự án vốn nước ngoài (Ví dụ Dự án cải tạo Quốc lộ 1A) thường dùng phương pháp xuyên động (Dynamic Cone Penetration-DCP) để quy đổi ra độ chặt tương đương của cát ở các độ sâu khác nhau, trình tự như sau:
4.b- Sử dụng cùng loại cát để đổ đầy hố, đổ ngập nước tạo trạng thái bão hoà, đầm nén với chiều dày tương tự như thực tế đã thi công
4.c- Sử dụng cần xuyên động (DCP) để xuyên từ đỉnh đến đáy lớp cát trong hố thí nghiệm, ghi lại tốc độ xuyên ứng với từng chiều sâu-tính độ xuyên trung bình cho từng lớp ở các độ sâu khác nhau.
4.e - Dùng phương pháp dao vòng để xác định độ chặt từng lớp (khoảng 45cm) theo thứ tự từ trên xuống dưới
4.f - Từ kết quả thu được từ hai thí nghiệm trên, có thể xác định mối quan hệ giữa độ chặt tương đối của từng lớp cát và độ xuyên của chuỳ xuyên động ở các độ sâu khác nhau. Lập bảng hoặc vẽ biểu đồ để quy đổi kết quả nghiệm thu bằng xuyên động quy ra độ chặt tương đối.
Dưới đây là mô tả phương pháp dao vòng, hoàn toàn có thể áp dụng cho cát đắp nền, để mọi người tham khảo
PHỤ LỤC A
XÁC ĐỊNH DUNG TRỌNG CỦA ĐẤT
BẰNG PHƯƠNG PHÁP DAO VÒNG TẠI HIỆN TRƯỜNG
(Quy định tạm thời, được thay thế khi có tiêu chuẩn tương ứng ban hành)
A.1. Thiết bị: Bao gồm:
1. Dao vòng: làm bằng kim loại không rỉ hoặc thép cứng CT5, một đầu được vát sắc mép, thể tích không được nhỏ hơn 50cm3. Đường kính bên trong phải lớn hơn hay bằng 50mm - đối với đất sét, đất bụi và đất cát mịn; bằng 100mm - đối với đất cát thô và đất có hạt sỏi sạn kích thước tới 20mm; bằng 200mm - đối với đất có hạt kích thước tới 40mm.
Thành của dao vòng có chiều dày từ 1,50 đến 2,00mm - đối với dao vòng nhỏ; từ 3 đến 3,5mm đối với dao vòng lớn.
Chiều cao dao vòng không được lớn hơn đường kính, nhưng không được nhỏ hơn một nửa đường kính.
2. Thước cặp;
3. Dao cắt: có lưỡi thẳng, chiều dài lớn hơn đường kính dao vòng và cung dây thép đường kính (f) nhỏ hơn 0,2mm để cắt gọt đất;
4. Cân: có độ chính xác đến 0,01; 0, 1 và 1g;
5. Các tấm kính hoặc tấm kim loại: nhẵn, phẳng để đậy mẫu đất trong dao vòng;
6. Dụng cụ để xác định độ ẩm: Hộp nhôm có nắp gồm các cỡ thích hợp; Tủ sấy điện điều chỉnh được nhiệt độ hoặc bếp ga, cồn công nghiệp 900; Bình hút ẩm;
7. Búa đóng dao đai;
8. Búa chim: dùng để đào dao lên;
9. Các khay và túi nilông đựng mẫu.
Ghi chú:
Các dao vòng lấy mẫu đất phải có một đầu vát sắc mép và đầu kia được lắp ống chụp để ấn hoặc đóng dao vòng vào đất.
Để tránh nghiêng lệch dao vòng khi lấy mẫu, nên trang bị dụng cụ định hướng.
Đơn vị thi công (Nhà thầu) cần thường xuyên kiểm định thiết bị theo quy định hiện hành.
A.2. Chuẩn bị và lấy mẫu thí nghiệm
Theo các bước sau:
1. Dùng thước kẹp đo đường kính trong (d) và chiều cao (h) của dao vòng; tính toán thể tích của dao vòng (cm3) với độ chính xác đến số lẻ thứ hai sau dấu phẩy.
2. Cân để xác định khối lượng (m) của dao vòng với độ chính xác đến 1g.
3. San bằng mặt đất và đặt đầu sắc của dao vòng lên chỗ lấy mẫu.
4. Giữ dao vòng bằng tay trái và dùng dao gọt, xén đất dưới dao vòng thành trụ đất có chiều cao khoảng từ 1 đến 2cm và đường kính lớn hơn đường kính ngoài của dao vòng khoảng từ 0,5 đến 1mm, sau đó ấn nhẹ dao vòng vào trụ đất theo chiều thẳng đứng; tuyệt đối không được làm nghiêng lệch dao vòng. Tiếp tục gọt khối đất và ấn dao vòng cho đến khi trong dao vòng hoàn toàn đầy đất.
Đối với đất cứng, khó ấn được dao vòng ngập vào đất thì lắp ống chụp lên dao vòng, giữ chắc dao vòng thẳng đứng và dùng búa đóng nhẹ lên ống chụp để lấy được mẫu đất đầy đặn vào dao vòng.
5. Lấy ống chụp ra, dùng dao thẳng cắt gọt phần đất thừa nhô lên trên miệng dao vòng và đậy lên dao vòng một tấm kính hoặc tấm kim loại phẳng đã cân trước.
6. Cắt đứt trụ đất cách mép dưới của dao vòng khoảng 10mm. Với đất loại cát sau khi dao vòng đã ấn ngập xuống rồi thì dùng dao thẳng đào gọt đất xung quanh dao vòng và dùng xẻng nhỏ lấy cả phần đất phía dưới lên. Tiếp theo lật ngược dao vòng có đất, sau đó gạt bằng mặt đất cho ngang với mặt dao vòng, rồi đậy dao vòng bằng một tấm kính hoặc tấm kim loại đã biết trước khối lượng.
Đến đây, việc lấy mẫu đất đã hoàn thành.
Ghi chú: Việc cắt gọt các bề mặt của mẫu đất phải hết sức thận trọng để không có một chỗ lồi lõm nào. Một chỗ lõm nhỏ cũng phải được bù vào bằng đất tương tự và làm phẳng lại.
A.3. Tiến hành thí nghiệm
Theo trình tự sau đây:
1. Lau sạch đất bám ở thành dao vòng;
2. Cân dao vòng có mẫu đất, chính xác đến 1g;
3. Sau khi cân xong, lấy một phần đất đại biểu ở trong dao vòng cho vào các hộp có khối lượng đã biết trước hoặc lấy toàn bộ đất trong dao vòng đem xấy khô để xác định độ ẩm của đất. Cân khối lượng đất và hộp đựng chính xác đến 0,1g.
4. Mở nắp hộp chứa đất.
Đem sấy khô đất trong hộp ở nhiệt độ 105 ± 50C, đến khối lượng không đổi. Nếu không có tủ sấy, được phép làm khô đất đến khối lượng không đổi bằng cách đốt cồn 3 lần - đối với đất không chứa sỏi sạn (với khối lượng mẫu thử ít, 20 đến 30 g); rang khô đất trên bếp ga - đối với đất chứa sỏi sạn (với khối lượng mẫu thử lớn).
Ghi chú:
Khi rang khô đất trên bếp ga, phải luôn dùng đũa khuấy đảo đất, không được làm bắn đất ra ngoài, thời gian rang đất ít nhất là 45 phút. Sau khi rang 30 phút, cân khối lượng đất chính xác đến 1g, rồi tiếp tục rang thêm 10 phút và cân lại khối lượng của đất. Nếu khối lượng đất của hai lần cân không chênh nhau quá 1% thì được cho là đất đã sấy khô hoàn toàn, nếu chênh lệch lớn hơn thì phải tiếp tục rang thêm cho đến khi thảo mãn điều kiện trên.
Mẫu đất cần làm khô phải để ở nơi kín gió. Mỗi lần phải chế cồn vào ngập đất và để sau 2 đến 3 phút để cồn thếm đều vào đất rồi mới châm lưả đốt. Trong quá trình đốt, dùng kim cầy xới đất để cồn cháy hết, rồi để nguội sau 5 đến 10 phút mới đổ cồn vào đất và đốt lần thứ 2, cũng như vậy cho lần thứ 3.
Sau khi đốt khô hoặc rang khô đất, phải đặt mẫu đất vào bình hút ẩm để làm nguội khoảng 15 đến 20 phút.
5. Cân khối lượng của hộp và đất khô, chính xác đến 0,1g.
A.4. Tính toán kết quả
1. Khối lượng thể tích của đất tính theo công thức:
Trong đó:
gw - Khối lượng thể tích đất ẩm, g/cm3;
m - khối lượng dao vòng và mẫu đất ở trong dao vòng, g;
m0 - khối lượng dao vòng, g;
V - Thể tích dao vòng, cm3.
2. Độ ẩm của đất (%) tính theo công thức:
w =
Trong đó:
w - độ ẩm của đất, % khối lượng;
m3 - khối lượng hộp và mẫu đất ẩm ở trong hộp, g;
m2 - khối lượng hộp và mẫu đất khô ở trong hộp, g;
m1 - khối lượng hộp, g;
3. Khối lượng thể tích khô của đất được tính theo công thức:
Trong đó:
gc - Khối lượng thể tích khô của đất, g/cm3;
Các ký hiệu khác như trên.
