Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN4197 2012 Công ty luật Minh Khuê www luatminhkhue vn TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 4197 2012 ĐẤT XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN DẺO VÀ GIỚI HẠN CHẢY TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM S[.]
Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 4197 : 2012 ĐẤT XÂY DỰNG - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH - GIỚI HẠN DẺO VÀ GIỚI HẠN CHẢY TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM Soils - Laboratory methods for determination of plastic limit and liquid limit Lời nói đầu TCVN 4197:2012 chuyển đổi từ TCVN 4197:1995 thành Tiêu chuẩn Quốc gia theo quy định khoản Điều 69 Luật Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật điểm b khoản Điều Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 Chính phủ quy định chi tiết thi hành số điều Luật Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật TCVN 4197:2012 Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng- Bộ Xây dựng biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố ĐẤT XÂY DỰNG - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH - GIỚI HẠN DẺO VÀ GIỚI HẠN CHẢY TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM Soils - Laboratory methods for determination of plastic limit and liquid limit Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định phương pháp xác định giới hạn dẻo giới hạn chảy đất phịng thí nghiệm để dùng cho xây dựng Tiêu chuẩn áp dụng cho loại đất dính, chứa phần lớn hạt có kích thước nhỏ mm có giới hạn dẻo Tiêu chuẩn không áp dụng cho đất hữu (than bùn, đất than bùn hoá) Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm công bố áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) TCVN 4196:2012, Đất xây dựng - Phương pháp xác định độ ẩm độ hút ẩm phịng thí nghiệm ASSHTO T 267 - 86 (2008), Standard method oftest for determination of organic content in soils by loss on ignition (Phương pháp chuẩn xác định hàm lượng chất hữu thông qua lượng nung) Thuật ngữ định nghĩa Trong tiêu chuẩn có sử dụng số thuật ngữ định nghĩa sau: 3.1 Giới hạn dẻo đất (Plastic limit of soil) (Wp) Tương ứng với độ ẩm mà đất loại sét có kết cấu bị phá hoại chuyển từ trạng thái cứng sang trạng thái dẻo Giới hạn dẻo (WP) đặc trưng độ ẩm, tính phần trăm (%) đất sau nhào trộn với nước lăn thành que có đường kính mm, que đất bắt đầu rạn nứt đứt thành đoạn ngắn có chiều dài khoảng từ mm đến 10 mm 3.2 Giới hạn chảy đất (Liquid limit of soil) (W L) Tương ứng với độ ẩm mà đất loại sét có kết cấu bị phá hoại chuyển từ trạng thái dẻo sang trạng chảy Giới hạn chảy (WL) đặc trưng độ ẩm, tính phần trăm (%) bột đất nhào với nước mà dọi thăng hình nón tác dụng trọng lượng thân sau 10 s lún sâu 10 mm CHÚ THÍCH: Có thể xác định giới hạn chảy đất theo phương pháp Casagrande theo dẫn Phụ lục A Quy định chung 4.1 Chỉ số dẻo (Ip) đất tính theo cơng thức (1): Ip =WL - Wp (1) LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Cơng ty luật Minh Kh www.luatminhkhue.vn đó: WL giới hạn chảy đất; WP giới hạn dẻo đất 4.2 Chỉ số sệt (B) đất tính theo cơng thức (2): đó: W độ ẩm tự nhiên đất, tính phần trăm (%) 4.3 Dụng cụ thí nghiệm 4.3.1 Để xác định giới hạn chảy, cần dùng dụng cụ chủ yếu sau (Hình 1): CHÚ DẪN: Đế gỗ Khn Mẫu đất Dụng cụ hình nón Quả cầu thăng Tay cầm Vạch dấu Hình - Dụng cụ để xác định giới hạn chảy Quả dọi thăng mà phận chủ yếu khối hình nón nhẵn thép khơng rỉ, có góc đỉnh 30° cao 25 mm Trên dọi, theo chiều cao hình nón, cách đỉnh 10 mm có khắc ngấn trịn Bộ phận thăng gồm hai cầu kim loại gắn vào hai đầu thép nhỏ uốn thành hình nửa vịng trịn, đường kính 85 cm, lồng qua gẵn chặt với đáy dọi Để tiện sử dụng đặt thẳng đứng thí nghiệm, đáy dọi có núm tay cầm Khối lượng dụng cụ (76 ± 0,2) g; Khn hình trụ kim loại khơng rỉ có đường kính lớn 40 mm chiều cao lớn 20 mm để đựng mẫu đất thí nghiệm; Đế gỗ để đặt khn đựng mẫu thí nghiệm 4.3.2 Để xác định giới hạn dẻo, cần dùng kính nhám (hoặc vật có khả thấm, hút nước) có kích thước khoảng 40 cm x 60 cm 4.3.3 Các dụng cụ khác cần dùng cho thí nghiệm: - Rây với kích thước lỗ mm; - Cối sứ chày có đầu bọc cao su; - Bình thuỷ tinh có nắp; - Cân kĩ thuật có độ xác đến 0,01 g; LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn - Cốc nhỏ thuỷ tinh hộp nhơm có nắp dùng để xác định độ ẩm; - Tủ sấy điều chỉnh nhiệt độ; - Bát sắt tráng men sứ; - Dao để nhào trộn CHÚ THÍCH: Khi xác định giới hạn chảy đất theo phương pháp Casagrande, cần có dụng cụ quay đập Casagrande, với gạt mô tả dẫn Phụ lục A 4.4 Phần mẫu đất để định giới hạn dẻo giới hạn chảy phải có tính chất đại diện cho tồn mẫu đất Đặc biệt, tiêu giới hạn chảy giới hạn dẻo có quan hệ mật thiết với độ ẩm tự nhiên qua số sệt đất, mẫu để xác định ba tiêu phải đảm bảo có tính đại diện, tiêu biểu cho đất cần thí nghiệm, dùng đất thiên nhiên, đất hong gió, khơng dùng đất sấy khơ nhiệt độ lớn 60 °C 4.5 Chuẩn bị mẫu Nếu mẫu đất hong khô điều kiện tự nhiên, dùng phương pháp chia tư để lấy khoảng 300 g đất, loại bỏ di tích thực vật lớn mm cho vào cối sứ dùng chày có đầu bọc cao su để nghiền nhỏ Cho đất nghiền qua rây mm loại bỏ phần rây Đưa đất lọt qua rây đựng vào bát, rót nước cất (hoặc nước ngầm nơi lấy mẫu) vào bát đựng đất, dùng dao trộn trạng thái hồ đặc Sau đó, đặt mẫu thí nghiệm vào bình thuỷ tinh, đậy kín khoảng thời gian khơng h trước đem thí nghiệm Nếu đất ẩm ướt tự nhiên, lấy khoảng 150 cm³ cho vào bát, nhào kĩ Có thể dùng tay nhặt bỏ phần hạt tàn tích thực vật có đường kính lớn mm dùng rây mm để loại trừ (có thể thêm nước cất vào thấy cần) Sau đó, đặt mẫu đất vào bình thuỷ tinh đậy kín khoảng thời gian khơng h trước đem thí nghiệm CHÚ THÍCH 1: Nên nhào đất với nước vào hai bát, cho đất bát có trạng thái khác để xác định giới hạn chảy giới hạn dẻo Có thể dùng đất cịn thừa lúc xác định giới hạn chảy để xác định giới hạn dẻo; CHÚ THÍCH 2: Nếu phần hạt lớn mm bị loại trừ nhiều 10 % khối lượng mẫu đất, phải hiệu chỉnh giới hạn dẻo chảy thí nghiệm cho phù hợp với tính chất đất thiên nhiên Trong trường hợp này, trước xác định giới hạn chảy giới hạn dẻo, cần phải lấy phần mẫu đất để phân tích thành phần hạt 4.6 Để đánh giá giới hạn dẻo chảy thực tế đất, nhân giới hạn tìm từ thí nghiệm với hệ số hiệu chỉnh (K= ) hàm lượng hạt có đường kính (d) lớn mm khơng vượt q 50 % (trong G1 khối lượng phần mẫu gồm hạt lọt qua rây mm, G khối lượng toàn mẫu kể phần hạt rây mm) Kết nhận giới hạn dẻo giới hạn chảy đất thiên nhiên CHÚ THÍCH: K lượng chứa hạt có đường kính nhỏ mm Có thể xác định K từ phép phân tích thành phần hạt cách cho lọt qua rây mm, quy định 2.7 4.7 Cùng với kết xác định giới hạn chảy giới hạn dẻo đất phải ghi kèm lượng chứa phần trăm di tích thực vật so với khối lượng phần khống đất (theo ASSHTO T 267 - 86(2008)) Phương pháp xác định giới hạn dẻo đất 5.1 Mẫu đất dùng để xác định giới hạn dẻo chuẩn bị 4.4 4.5 5.2 Dùng dao nhào kỹ mẫu đất chuẩn bị với nước cất (với lượng nước vừa phải để lăn đất được; đất ướt dùng vải thấm khơ bớt nước) Sau lấy đất dùng mặt phẳng lòng bàn tay đầu ngón tay lăn đất nhẹ nhàng kính nhám (hoặc vật thể hút nước) thành que tròn có đường kính mm Nếu với đường kính đó, que đất cịn giữ liên kết tính dẻo, đem vê thành hịn tiếp tục lăn đến chừng que đất đạt đường kính mm, bắt đầu bị rạn nứt ngang tự gãy thành đoạn nhỏ dài khoảng mm đến 10 mm CHÚ THÍCH: LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn Khi lăn, phải nhẹ nhàng, khẽ ấn lên que đất chiều dài que đất khơng vượt q chiều rộng lịng bàn tay Nếu với đường kính lớn mm que đất rạn nứt, độ ẩm đất thấp giới hạn dẻo; với đường kính mm có rạn nứt bị rỗng giữa, phải loại bỏ que đất Nếu từ hồ đất chuẩn bị khơng thể lăn thành que có đường kính mm (đất rời ra), xem đất khơng có giới hạn dẻo 5.3 Nhặt đoạn que đất vừa đứt, bỏ vào cốc thủy tinh hộp nhơm có nắp, biết trước khối lượng, nhanh chóng đậy chặt nắp lại để giữ cho đất hộp khỏi bị khô 5.4 Ngay sau khối lượng đất hộp đạt tối thiểu 10 g, tiến hành xác định độ ẩm đất hộp (theo TCVN 4196:2012) Kết tính tốn biểu diễn phần trăm, với độ xác đến 0,1 % 5.5 Đối với mẫu đất phải tiến hành khơng hai lần thí nghiệm song song để xác định giới hạn dẻo Lấy giá trị trung bình cộng kết xác định song song làm giới hạn dẻo mẫu đất Sai lệch cho phép độ ẩm lần xác định song song không lớn % 5.6 Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm phải có thơng tin sau: a) Mục đích thử nghiệm; b) Phương pháp thử nghiệm sử dụng; c) Kết giới hạn dẻo đất (%) xác tới 0,01 (%); Phương pháp xác định giới hạn chảy đất dọi thăng 6.1 Hồ đất chuẩn bị 4.4 4.5 Dùng dao nhào kỹ lại lấy cho vào khn hình trụ Trong q trình cho vào khn nên chia đất thành lớp gõ nhẹ khuôn lên mặt đàn hồi để tránh phát sinh vữa đất hốc nhỏ chứa khơng khí Sau nhồi đầy đất vào khuôn, dùng dao gạt mặt mẫu đất với mép khuôn (không gạt nhiều lần qua lại) 6.2 Đặt khuôn đựng mẫu đất lên giá gỗ đưa dọi thăng hình nón (đã lau bơi lớp mỡ vadơlin mỏng) lên mặt mẫu đất đựng khn, cho mũi nhọn hình nón vừa chạm bề mặt mẫu đất; thả dụng cụ hình nón để tự lún vào đất tác dụng trọng lượng thân 6.3 Nếu sau 10 s mà hình nón lún vào chưa 10 mm, độ ẩm đất chưa đạt tới giới hạn chảy Trong trường hợp đó, lấy đất khỏi khn nhập vào vữa đất, chế tạo bát, cho thêm nước vào bát, nhào trộn thật kỹ làm lại công việc 6.1 6.2 Khi độ lún hình nón sau 10 s lớn 10 mm (điều chứng tỏ độ ẩm lớn giới hạn chảy), phải lấy đất khỏi khuôn nhập vào với vữa đất bát, nhào trộn lại vữa dao để khơ bớt nước Sau lặp lại bước 6.1 6.2 6.4 Nếu sau 10 s mà hình nón lún vào vữa đất 10 mm (mặt tiếp xúc đất ngang với vạch khắc dọi hình nón), độ ẩm đất đạt đến giới hạn chảy Lấy dọi thăng gạt bỏ phần đất dính vadơlin khn 6.5 Dùng dao lấy khn khối lượng đất khơng 10 g cho vào hộp nhôm cốc thuỷ tinh có nắp để xác định độ ẩm 6.6 Giới hạn chảy tính theo cơng thức (3): đó: WL giới hạn chảy đất, tính phần trăm (%); m1 khối lượng đất ẩm hộp nhơm cốc thuỷ tinh có nắp, tính gam (g); m2 khối lượng đất khô hộp nhôm cốc thuỷ tinh có nắp, tính gam (g); LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn m khối lượng hộp nhơm cốc thuỷ tinh có nắp, tính gam (g); Kết tính tốn xác đến 0,1 % 6.7 Đối với mẫu đất tiến hành khơng hai lần thí nghiệm song song xác định giới hạn chảy Sai số độ ẩm hai lần xác định song song không lớn % Lấy trị số trung bình cộng kết lần xác định song song làm giới hạn chảy mẫu đất 6.8 Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm phải có thơng tin sau: a) Mục đích thử nghiệm; b) Phương pháp thử nghiệm sử dụng; c) Kết giới hạn chảy đất (%) xác tới 0,01 (%); d) Kết số dẻo đất (%) xác tới 0,01 (%), độ sệt đất xác tới 0,01 (nếu có) Phụ lục A (Tham khảo) Xác định giới hạn chảy đất theo phương pháp Casagrande A.1 Giới hạn chảy đất theo phương pháp Casagrande độ ẩm bột đất nhào với nước, xác định dụng cụ quay đập Casagrande, rãnh đất khít lại đoạn gần 13 mm (0,5 inch = 12,7 mm) sau 25 nhát đập CHÚ THÍCH: Giới hạn chảy đất xác định theo phương pháp Casagrande (W c) lớn giới hạn chảy đất xác định dọi thăng (WL) Quan hệ WL Wc thiết lập theo cơng thức: đó: a b hệ số phụ thuộc vào loại đất Đối với đất có giới hạn chảy từ 20 % đến 100 % lấy a = 0,73 % b = 6,47 % WL Wc giới hạn chảy đất tương ứng, xác định dọi thăng dụng cụ Casagrande, tính phần trăm (%) A.2 Dụng cụ thí nghiệm Dụng cụ dùng để xác định giới hạn chảy theo Casagrande gồm đĩa khum đồng đựng mẫu có khối lượng 200 g, gắn vào trục tay quay đế có đệm cao su (có sức đàn hồi đẩy theo Sibol từ 35 % đến 40 % có độ cứng 70 theo Shere) Dùng tay quay, nâng hạ đĩa khum so với đệm cao su Chiều cao rơi xuống dĩa khum đựng mẫu điều chỉnh vít phận điều chỉnh (Hình A.1) Trước tiến hành thí nghiệm, phải đo khống chế chiều cao rơi xuống đĩa khum vừa 10 mm (sai số điều chỉnh không lớn 0,2 mm) Một que gạt chuyên môn để tạo rãnh đất có chiều sâu mm, chiều rộng mm phần 11 mm phần (Hình A.2) Các dụng cụ khác dẫn 2.5.3 A.3 Chuẩn bị mẫu đất Mẫu đất chuẩn bị theo dẫn 2.6 2.7 A.4 Cách tiến hành Nhào trộn lại mẫu đất cho kỹ, tạo mẫu có độ ẩm thấp giới hạn chảy A.4.2 Đặt dụng cụ Casagrande vị trí vững cân Dùng dao cho từ từ đất nhào trộn vào đĩa khung để tránh bọt khí bị lưu giữ mẫu Khơng cho đất vào đầy đĩa mà để khoảng trống phần chỗ tiếp xúc với móc treo chừng 1/3 đường kính đĩa, bảo đảm độ dày lớp đất không nhỏ 10 mm LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn A.4.3 Dùng que gạt để rạch đất đĩa thành rãnh dài khoảng 40 mm, vng góc với trục quay Chú ý, rạch rãnh phải giữ que gạt ln ln vng góc với mặt đáy đĩa miết sát đáy đĩa Có thể gạt hai đến ba lần để rãnh tạo thẳng đứng sát với đáy A.4.4 Quay đập với tốc độ r/s đếm số lần đập cần thiết để phần rãnh đất vừa khép lại đoạn dài 13 mm Rãnh đất phải khép lại đất chảy quay đập, trượt đất với đáy đĩa A.4.5 Lấy đất đĩa nhào lại với đất dư bát Sau lặp lại bước A.4.2, A.4.3, A.4.4 tiến hành xác định hai lần Giữa lần xác định, số lần đập không khác Nếu ba lần xác định có số lần đập khác nhiều, phải tiến hành xác định thêm lần thứ tư để lấy kết lần trùng Như vậy, có số lần đập ứng với độ ẩm đất chuẩn bị A.4.6 Lấy khoảng 10 g đất vùng xung quanh rãnh khép kín cho vào hộp nhơm cốc thuỷ tinh có nắp để xác định độ ẩm A.4.7 Lấy tồn đất cịn lại đĩa đựng mẫu cho vào bát đất dư, đổ thêm nước trộn để có độ ẩm cao Tiến hành xác định lại theo bước từ A.4.2 đến A.4.6 A.4.8 Cứ tiếp tục thí nghiệm với lượng nước thay đổi theo chiều tăng lên Xác định bốn giá trị độ ẩm ứng với số lần đập cần thiết khoảng từ 12 đập đến 35 đập để rãnh khép lại CHÚ THÍCH: Cần khống chế độ ẩm đất, cho số động tác đập lần thí nghiệm khơng q 35 đập lần cuối khơng 12 đập để rãnh đất khép kín 13 mm Phải dùng nước cất cho thêm vào đất trộn thật kỹ trước cho đất vào đĩa đựng mẫu Bất kỳ trường hợp không dùng tủ sấy phơi nắng để làm khô bớt mẫu Muốn làm giảm độ ẩm đất q trình thí nghiệm, phải nhào trộn mẫu bát dùng vật thấm hút bớt nước A.4.9 Căn vào số liệu thí nghiệm, vẽ đồ thị quan hệ số lần đập độ ẩm tương ứng đất toạ độ nửa logarit Để vẽ, trục hoành logarit biểu diễn số lần đập, trục tung biểu diễn độ ẩm tính theo phần trăm (%) Quan hệ chúng xem đường thẳng khoảng số lần đập dẫn A.4.8 Độ ẩm đặc trưng cho giới hạn chảy đất theo phương pháp Casagrande lấy tương ứng với số lần đập 25 đồ thị, với độ xác đến 0,1 % (Hình A.3) A.5 Giới hạn chảy đất xác định phương pháp dọi thăng tính từ kết thí nghiệm phương pháp Casagrande, theo cơng thức thực nghiệm A.1 CHÚ DẪN: b = 127 mm c = 10 mm d = 16 mm e = 27 mm f = mm h1 = 51 mm ± mm LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn h2 = 60 mm h3 = 27 mm ± 0,25 mm h4 = 12,5 mm ± 0,25 mm h5 = 25 mm ± 0,5 mm h6 = 28 mm L = 152 mm r1 = 54 mm ± 0,25 mm r2 = 56 mm ± 0,5 mm r3 = 21,5 mm r4 = 19 mm δ = mm ± 0,25 mm Hình A.1 - Dụng cụ Casagrande để xác định giới hạn chảy CHÚ DẪN: a = mm ± 0,25 mm b = 11 mm ± 0,25 mm c = 40 mm ± 0,5 mm d = mm ± 0,25 mm r = 51 mm ± 0,5 mm δ =1,5 mm ± 0,1 mm Hình A.2 - Tấm gạt tạo rãnh LogN Hình A.3 - Biểu đồ xác định giới hạn chảy WL LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn MỤC LỤC Lời nói đầu Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn Thuật ngữ định nghĩa Quy định chung Phương pháp xác định giới hạn dẻo đất Phương pháp xác định giới hạn chảy đất dọi thăng Phụ lục A Tham khảo): Xác định giới hạn chảy đất theo phương pháp Casagrande LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 ... cho toàn mẫu đất Đặc biệt, tiêu giới hạn chảy giới hạn dẻo có quan hệ mật thiết với độ ẩm tự nhiên qua số sệt đất, mẫu để xác định ba tiêu phải đảm bảo có tính đại diện, tiêu biểu cho đất cần thí... pháp xác định giới hạn dẻo đất 5.1 Mẫu đất dùng để xác định giới hạn dẻo chuẩn bị 4.4 4.5 5.2 Dùng dao nhào kỹ mẫu đất chuẩn bị với nước cất (với lượng nước vừa phải để lăn đất được; đất ướt q... chiều sâu mm, chiều rộng mm phần 11 mm phần (Hình A.2) Các dụng cụ khác dẫn 2.5.3 A.3 Chuẩn bị mẫu đất Mẫu đất chuẩn bị theo dẫn 2.6 2.7 A.4 Cách tiến hành Nhào trộn lại mẫu đất cho kỹ, tạo mẫu