Mục đích thí nghiệm

Lấy đất ở ngồi hiện trường đem về phịng thí nghiệm, ta tiến hành trộn đất với các hàm lượng xi măng, nước khác nhau.

Tiến hành nén nở hơng 1 trục và cắt trực tiếp các mẫu thí nghiệm. Từ đĩ tìm ra được hàm lượng xi măng thích hợp cho loại đất dùng để tiến hành thi cơng ngồi cơng trình .

3.3.2 Vật liệu thí nghiệm

Đất thí nghiệm

Lấy mẫu đất thí nghiệm

Lấy mẫu đất thí nghiệm tại 03 cơng trình: Trụ sở UBND xã Mỹ Hịa; Trường Mẫu giáo Nha Mân; Trường Mẫu giáo Đốc Binh Kiều.

Mẫu đất thí nghiệm là mẫu nguyên trạng lấy từ độ sâu 2m đến 20 m (tính từ mặt đất tự nhiên ).

Mẫu đất lấy từ hố khoan với dụng cụ là ống lấy mẫu inox với đường kính 76mm dài 800mm. Sau khi lấy mẫu lên ta phải tiến hành bịt kín 2 đầu ống mẫu để tránh độ ẩm bị thay đổi .

Mẫu phải được đánh số thứ tự theo chiều sâu hố khoan. Sau khi lấy mẫu tới độ sâu dự kiến, vận chuyển mẫu về phịng thí nghiệm Địa Cơ Nền Mĩng để tiến hành thí nghiệm

Thí nghiệm tính chất cơ lý của đất thí nghiệm

+ Độ ẩm tự nhiên của đất W ( % ) xác định bằng cách sấy khơ mẫu đất ở nhiệt độ 100o – 105o, cho đến khi sự tổn thất khối lượng khơng thay đổi.

Hình 3-3. Xác định độ ẩm và dung trọng mẫu đất

+ Dung trọng tự nhiên của đất γw ( g /cm3 ) xác định bằng cách dùng dao vịng + Giới hạn nhão của đất WL được xác định bằng phương pháp Casagrande + Giới hạn dẻo của đất Wp được xác định bằng cách lăn thành dây

+ Lực dính C ( kG/cm2 ) và gĩc ma sát φ ( độ ) của đất được xác định bằng phương pháp cắt nhanh trực tiếp trên máy cắt ứng biến, sơ đồ biễu diễn dưới dạng đường thẳng qua 3 điểm liên hệ giữa lực cắt τ ( kG/cm2 ) và tải trọng P tương ứng.

Xi măng

Khi sử dụng phải đảm bảo :

+ Các thành phần hĩa học tương thích tốt với đất bùn sét mềm.

+ Cường độ phát triển tối thiểu : 16 Mpa ( 3 ngày ) và 40 Mpa ( 28 ngày ) + Thời gian bắt đầu đơng kết ( khơng dưới 45 phút )

+ Thời gian kết thúc đơng kết ( khơng quá 600 phút )

+ Khơng sử dụng xi măng vĩn cục, xi măng đã lưu kho trên 3 tháng - Trong thí nghiêm này ta dùng xi măng Vicem PCB 40

Hình 3-4. Xi măng Holcim làm thí nghiệm

Nước:

Ưu tiên dùng nước sạch cấp cho sinh hoạt. Trong điều kiện khĩ khăn về nguồn nước, nước dùng trộn cấp phối vữa gia cố xi măng phải đảm bảo theo TCVN 4506 – 87.

+ Khơng váng dầu hoặc váng mỡ. + Khơng cĩ màu.

+ Hàm lượng tạp chất hữu cơ ( khơng vượt quá 15 mmg/l ) theo TCVN 2671 – 87.

+ Độ PH ( khơng nhỏ hơn 4 và khơng lớn hơn 12.5 ) ) theo TCVN 1665 – 87.

+ Hàm lượng muối hịa tan ( <= 5g/l ) theo TCVN 2659 – 87. + Lượng cặn khơng tan ( khơng lớn hơn 200mg/l ).

Trong thí nghiệm này ta dùng nước trong phịng thí nghiệm.

3.3.3 Dụng cụ thí nghiệm

Máy trộn xi măng đất

Máy trộn : gồm cối trộn, cánh trộn và bộ phận điều chỉnh tốc độ.

+ Cối trộn : Làm bằng thép khơng gỉ cĩ dung tích 5 lít, cĩ hình dạng chung và kích thước như trong hình, cối được gắn vào khung máy trộn sao cho trong suốt thời gian trộn, độ an tồn được đảm bảo, chiều cao của cối tương xứng với cánh trộn.

+ Cánh trộn : làm bằng thép khơng gỉ được gia cơng hàn cơ khí phù hợp với cối trộn , cánh trộn quay xung quanh trục quay của nĩ và chuyển động quanh trục cối do một động cơ điện cĩ tần số quay kiểm sốt được, mục đích là làm cho xi măng được trộn đều trong đất.

+ Bộ phận điều chỉnh tốc độ ; cĩ 2 mức thấp và cao, tương ứng vời tốc độ 60 vịng/ phút ± 5 và 125 vịng / phút ± 10.

Hình 3-5. Bộ phận máy trộn xi măng đất

Dụng cụ tạo mẫu:

Thí nghiệm nén đơn: là các ống nhựa PVC cĩ kích thước 70 mm x 140 mm được quét 1 lớp Parafin bên trong để thuận lợi cho việc lấy mẫu.

Thí nghiệm cắt trực tiếp: dùng dao vịng để tạo mẫu cho thí nghiệm cắt trực tiếp. Thiết bị lĩi mẫu: là 1 đoạn sắt đặc và được tiện để cĩ được đường kính 45 mm x 98 mm dùng để lấy mẫu ra khỏi khuơn.

Thiết bị bảo dưỡng: dùng thùng xốp cĩ đậy , dùng vải ướt thấm nước đậy lên mẫu và bỏ vào thùng xốp nhằm bảo đảm độ ẩm thích hợp.

Ngồi ra cịn cĩ cân điện tử ,cân đồng hồ,tủ sấy …….

Máy nén 1 trục nở hơng tự do.

Dùng để xác định sức chịu nén qu – là ứng suất nén khi mẫu bị phá hoại, mẫu đất hình trụ cĩ chiều cao bằng 2 lần đường kính. Áp lực dọc trục là lực duy nhất tác dụng lên mẫu cho đến khi mẫu bị phá hủy trong 1 thời gian ngắn để đảm bảo nước khơng thể vào hoặc ra khỏi mẫu. Khi thí nghiệm theo dõi các số đọc được máy thu nhận vào máy tính đến khi mẫu bị phá hoại hoặc biến dạng đạt đến 15 % chiều cao của mẫu, lúc này đồng hồ đo lực dừng lại và giảm dần trị số.

u P q A  - Trong đĩ:

qu ( kN/m2 ) – cường độ kháng nén của mẫu đất gia cố xi măng. P (kN ) – Tải trọng phá hoại.

A (m2 ) Diện tích chịu nén của mẫu.

Từ kết quả ghi được , ta vẽ biểu đồ xác định áp lực dọc trục lớn nhất qu ,

3.3.4 Máy cắt trực tiếp

Dùng để xác định sức kháng cắt của mẫu đất trộn xi măng là lực dính C và gĩc ma sát φ.

Chuẩn bị ít nhất 3 mẫu thí nghiệm tương ứng với 3 cấp áp lực khác nhau ( 1 , 2 , 3 kG/cm2 ) bằng các quả cân . Ứng với mỗi cấp áp lực nén ta tiến hành gia tải ứng suất cắt và đọc số đọc trên đồng hồ cho đến khi số đọc giảm hoặc khơng tăng thì ngừng máy kết thúc thí nghiệm.

Số đọc lớn nhất Dial Readingmax ( vạch ) được ghi nhận để tính tốn.

Với mỗi mẫu đất trộn xi măng ta tiến hành cắt dưới 3 cấp áp lực nén , tương ứng cĩ 3 ứng suất cắt τ. Mỗi cặp ( σ , τ ) ta biểu diễn hệ trục σ, τ. Nối qua 3 điểm đĩ chính là đường biểu diễn sức chống cắt:

τ = σ tgφ + C

Giao điểm giữa đường này với trục tung chính là lực C, gĩc hợp bởi đường này và trục hồnh là gĩc ma sát φ.