Cụng tỏc giỏm sỏt vật liệu đất đắp phải căn cứ vào: cỏc quy chuẩn, tiờu chuẩn ỏp dụng cho cụng trỡnh, yờu cầu thiết kế, quy định của hợp đồng xõy dựng và cỏc tài liệu cú liờn quan.
Đối tượng giỏm sỏt là đất xõy dựng trước khi tiến hành đắp. Nội dung cụng tỏc giỏm sỏt:
- Kiểm tra đất bằng trực quan xem cú lẫn cỏc thành phần hữu cơ hay vụ cơ khụng (cành cõy, rỏc, xỏc động thực võt,…).
- Kiểm tra thành phần cấp phối hạt, độ ẩm, dung trọng tự nhiờn, dung trọng khụ, hệ số thấm K bằng thớ nghiệm hiện trường trước, trong khi khai thỏc và khi xuất hiện loại đất khỏc với kết quả khảo sỏt.
- Đất đạt yờu cầu khi khụng lẫn tạp chất quỏ giới hạn cho phộp, thành phần cấp phối hạt đạt theo yờu cầu thiết kế, độ ẩm gần với độẩm tốt nhất, dung trọng khụ lớn hơn hoặc bằng dung trọng khụ thiết kế, hệ số thấm nhỏ hoặc bằng hệ số thấm thiết kế.
- Đất khụng đạt yờu cầu về cấp phối hạt, dung trọng khụ, hệ số thấm thỡ khụng được tiến hành đắp. Đất cú độ ẩm sai khỏc độ ẩm tốt nhất mà cỏc chỉtiờu khỏc đỏp ứng thỡ tiến hành bổ sung hoặc giảm nước trước khi đắp. - Nếu khụng cú số liệu thớ nghiệm cú thể tham khảo bảng 2.1:
Bảng 2.1. Độ ẩm khống chế ứng với khối lượng thể tớch của một số loại đất
Loại đất Độẩm khống chế, % γmax của đất khớ đầm nộn Cỏt 8 đến 12 1,75 đến 1,95 Đất cỏt pha 9 đến 15 1,85 đến 1,95 Bụi 14 đến 23 1,60 đến 1,82 Đất pha sột nhẹ 12 đến 18 1,65 đến 1,85 Đất pha sột nặng 15 đến 22 1,60 đến 1,80 Đất pha sột bụi 17 đến 23 1,58 đến 1,78 Sột 18 đến 25 1,55 đến 1,75 [10, tr.35] Chủ đầu tư, TVGS, nhà thầu XDCT cú trỏch nhiệm tổ chức kiểm tra và chấp thuận nguồn đất trước khi tiến hành đắp. Tổ chức điều tra khảo sỏt chất lượng và trữlượng của mỏ theo yờu cầu của thiết kế, quy chuẩn và cỏc tiờu chuẩn kỹ thuật cú liờn quan; kiểm tra định kỳ, đột xuất trong quỏ trỡnh khai thỏc.
Thực hiện thớ nghiệm, kiểm định chất lượng đất theo yờu cầu của thiết kế, quy chuẩn và tiờu chuẩn kỹ thuật ỏp dụng cho cụng trỡnh.
2.2.1.1. Vật liệu khai tỏc tại mỏ
Căn cứ vào kết quả khảo sỏt địa chất mỏ vật liệu, tiến hành thớ nghiệm hiện trường xỏc định cỏc chỉ tiờu cơ lý của đất. Khảo sỏt chất lượng, trữ lượng (chiều dày, diện tớch, khối lượng khai thỏc), giỏm sỏt quỏ trỡnh khai thỏc trỏnh việc khai thỏc quỏ sõu, quỏ rộng khiến đất khụng đồng nhất. Giỏm sỏt cụng tỏc búc bỏ lớp phong húa, hữu cơ bề mặt trước khi khai thỏc. Thường xuyờn kiểm tra độẩm của đất trước khi đắp, cần xửlý ngay khi khụng đạt yờu cầu.
2.2.1.2. Vật liệu tận dụng
Căn cứ vào kết quả khảo sỏt địa chất nền cụng trỡnh, chỉtiờu cơ lý đất đắp, tiến hành khảo sỏt chất lượng, trữlượng đất cú thểkhai thỏc. Giỏm sỏt cao độ, bề rộng búc bỏ và khai thỏc. Khụng khai thỏc đất khụng đạt yờu cầu để đắp, loại bỏ thành phần hữu cơ, tạp chất trước khi đắp.
2.2.2. Giỏm sỏt khai thỏc vật liệu đắp
Cỏc mỏ đất cú thể ở dạng đất hoặc cỏc mỏ đất đỏ. Để khai thỏc được ta phải tiến hành đào đất. Căn cứ vào khối lượng và cường độ thi cụng, loại đất, cự ly vận chuyển, điều kiện địa hỡnh, tớnh chất thủy văn và địa chất thủy văn… mà chọn phương ỏn đào đất tốt nhất, nhằm đẩy nhanh tiến độ thi cụng và giảm giỏ thành xõy dựng.
Đảm bảo chiều sõu, diện tớch, khối lượng khai thỏc khụng vượt quỏ kết quả khảo sỏt. Đảm bảo cụng tỏc búc bỏ phong húa, hữu cơ trước khi khai thỏc.
Giỏm sỏt bằng trực quan và bằng thiết bị trắc địa để kiểm tra cao độ, diện tớch khai thỏc.
2.2.3. Giỏm sỏt cụng tỏc đắp đất
Căn cứ vào yờu cầu thiết kế, cỏc quy chuẩn, tiờu chuẩn liờn quan, bản vẽ thi cụng, kết quả thớ nghiệm đầm nộn, nội dung giỏm sỏt cụng tỏc đắp đất:
- Giỏm sỏt, kiểm tra chất lượng và xử lý tiếp giỏp nền đắp hoặc lớp đắp trước. Tiến hành đắp khi độ chặt, dung trọng khụ, độ ẩm theo yờu cầu thiết kếvà đó xử lý tiếp giỏp.
- Giỏm sỏt Dmax của đất, số lượng hạt đất lớn hơn Dmax khụng vượt quỏ số lượng cho phộp. Giỏm sỏt bằng trực quan và bằng thớ nghiệm khi cú nghi vấn vềđường kớnh hạt. Nhận diện bằng mắt đối với hạt cú kớch thước lớn hơn bỡnh thường với sốlượng nhiều.
- Giỏm sỏt tạp chất lẫn trong đất đắp, chỉ tiến hành đắp khi đó loại bỏ tạp chất đến mức giới hạn cho phộp.
- Giỏm sỏt cấp phối hạt bằng thớ nghiệm đất với bộ rõy tiờu chuẩn, nếu kớch thước hạt nằm trong đường bao cấp phối thiết kếthỡ đảm bảo.
- Giỏm sỏt độ ẩm của đất đắp bằng thớ nghiệm kiểm tra độ ẩm tại hiện trường, chỉđắp bằng loại đất cú độẩm trong giới hạn.
- Giỏm sỏt chiều dày lớp rải, bề rộng lớp rải ứng với loại cụng cụ đầm nộn được xỏc định trong thớ nghiệm đầm nộn, chiều dày đạt yờu cầu khi nằm trong phạm vi cho phộp. Xỏc định bằng cỏch đào hố thớ nghiệm sau khi đầm nộn xong.
- Giỏm sỏt dung trọng khụ của đất bằng cỏch tiến hành thớ nghiệm theo chiều cao và bề rộng khối đắp, lấy mẫu thớ nghiệm so le để đảm bảo tớnh khỏch quan. Nếu dung trọng khụng đảm bảo tiến hành bỏo cỏo cỏc bờn liờn quan để xửlý, thụng thường tiến hành đầm nộn lại và làm thớ nghiệm lại cho tới khi kết quảđạt yờu cầu.
- Giỏm sỏt độ đồng đều của cỏc lớp bằng cỏch đào hố quan trắc, đo chiều dày của lớp đắp, kiểm tra dung trọng lớp đắp. Cỏc lớp phải đồng đều nhau về chiều dày và dung trọng.
2.3. Giỏm sỏt cụng tỏc đầm nộn đất
- Căn cứ vào yờu cầu thiết kế, quy chuẩn, tiờu chuẩn và cỏc tài liệu liờn quan, kết quả thớ nghiệm đầm nộn trong phũng thớ nghiệm.
- Giỏm sỏt cụng tỏc thớ nghiệm đầm nộn hiện trường để xỏc định: số lần đầm, tải trọng đầm, độ ẩm, dung trọng khụ,…Thớ nghiệm phải đỳng quy trỡnh và đưa ra được kết quả tớnh toỏn cuối cựng.
- Giỏm sỏt cụng cụđầm nộn, cụng cụ đầm nộn phải là cụng cụ tham gia thớ nghiệm đầm nộn hiện trường, nếu sử dụng loại khỏc phải cú tải trọng và tớnh năng tương đương.
- Giỏm sỏt chiều dày lớp đắp sau khi đầm nộn bằng cỏch kiểm tra cao độ trước và sau khi đầm nộn, lớp đắp sau khi được đầm nộn phải cú chiều dày như thớ nghiệm. Nếu sai khỏc cần kiểm tra lại loại đất và lực tỏc dụng của đầm.
- Giỏm sỏt bề mặt của khối đắp, đảm bảo bằng phẳng trước khi thi cụng đầm nhằm đảm bảo chất lượng đầm và khụng bị lồi lừm, đọng nước gõy phỏ hoại khối đắp.
- Giỏm sỏt quỹđạo đầm, khụng đểđầm sút và đầm quỏ lõu tại một điểm cục bộ, vệt đầm phải chồng lờn nhau.
- Giỏm sỏt cụng tỏc đầm khu vực tiếp giỏp với cụng trỡnh bờ tụng. - Quan sỏt, phỏt hiện những vị trớ cú hiện tượng bựng nhựng để xử lý. - Giỏm sỏt cụng tỏc đầm mỏi nghiờng.
- Đỏnh giỏ chất lượng đầm bằng trực quan và bằng thớ nghiệm hiện trường để xỏc định độ chặt, dung trọng khụ của lớp đắp. Thực hiện thớ nghiệm theo đỳng quy chuẩn, tiờu chuẩn. Lớp đắp đạt yờu cầu nếu kớch thước và độ chặt, dung trọng khụ đạt yờu cầu.
2.4. Cỏc phương phỏp kiểm tra chất lượng đầm nộn đất
Căn cứ vào yờu cầu thiết kế, cỏc quy chuẩn, tiờu chuẩn ỏp dụng cho cụng trỡnh, quy định quản lý chất lượng cụng trỡnh xõy dựng.
2.4.1. Nội dung kiểm tra chất lượng khối đắp
Cụng tỏc kiểm tra chất lượng cụng trỡnh phải làm thường xuyờn, kịp thời, trỏnh tỡnh trạng thi cụng kộm chất lượng, khụng đảm bảo yờu cầu thiết kế rồi mới được phỏt hiện và phải phỏ đi làm lại.
a. Kiểm tra bói lấy đất
Đối với bói lấy đất, phải kiểm tra những nội dung như mục 14.4 của TCVN 8297:2009:
- Vị trớ và ranh giới cỏc mỏ, diện tớch, độ sõu, khối lượng cú khảnăng khai thỏc;
- Xem xột cấp phối của vật liệu làm tầng lọc.
- Chất đất, cỏc chỉ tiờu cơ lý tự nhiờn của đất (γ, w, φ, C, ε) so với yờu cầu thiết kế;
- Việc búc tầng phủ hữu cơ đỳng yờu cầu thiết kế và phự hợp với thực tế, trong đú cần chỳ ý đến việc đền bự giải phúng mặt bằng.[11, tr.24]
Ngoài ra cần chỳ ý:
- Hệ thống tiờu thoỏt nước đảm bảo bói khụ thoỏng;
- Phương phỏp khai thỏc so với thiết kế thi cụng, trỏnh việc nhà thầu sử dụng biện phỏp thi cụng khụng đỳng thiết kế, làm chậm tiến độ và mất an toàn.
b. Kiểm tra xử lý nền khối đắp
Ngoài cỏc nội dung trong thiết kế, cần chỳ ý cỏc cụng tỏc quan trọng sau: - Cụng tỏc búc bỏ tầng phủ hữu cơ;
- Cụng tỏc thu dọn nền, vệ sinh nền;
- Hệ thống tiờu thoỏt nước, xử lý nước ngầm trỏnh để nền ngập nước gõy ảnh hướng tới cụng tỏc đắp;
- Chất lượng nền cụng trỡnh và cỏc biện phỏp xử lý. c. Kiểm tra tại mặt bằng thi cụng đắp
Nội dung kiểm tra:
- Kớch thước mặt cắt khối đắp (rộng, cao, mỏi dốc, cơ), cao độ và độ dốc dọc;
- Độ ẩm của đất đắp, chiều dày mỗi lớp đất đầm, dung trọng khụ của từng lớp đó được đầm chặt;
- Hiện tượng phõn lớp, bựng nhựng, nứt nẻ; - Biện phỏp thoỏt nước trong quỏ trỡnh thi cụng.
- Khi đập lờn cao khoảng 3 - 5m thỡ lấy một số mẫu đất ở cỏc bộ phận của thõn đập để thớ nghiệm chỉ tiờu cơ lý đểlàm căn cứđối chiếu yờu cầu thiết kế và quản lý cụng trỡnh.
d. Kiểm tra cỏc bộ phận của cụng trỡnh
- Cỏc vị trớ tiếp giỏp với loại vật liệu khỏc như tường tõm, tường nghiờng, tầng lọc phải thường xuyờn kiểm tra chất lượng bảo đảm lượng ngậm nước, dung trọng khụ.
- Ngoài ra cũn lấy mẫu ở những nơi cú vấn đề hoài nghi. Ở những chỗ kết hợp với cỏc bộ phận khỏc nhau.
2.4.2. Dụng cụ kiểm tra chất lượng
Cỏc dụng cụ sử dụng trong cụng việc này gồm: - Mỏy đo độẩm và dung trọng;
- Kiểm tra theo phương phỏp dao vũng cổ điển; - Kiểm tra theo phương phỏp quả cầu cao su; - Kiểm tra dỏn tiếp qua mụđun đàn hồi E;
- Kiểm tra bằng cỏc phương phỏp xuyờn (đó trỡnh bày ởchương 1) Sốlượng mẫu đất kiểm tra quy định trong bảng sau:
Bảng 2.2. Số lượng mẫu đất kiểm tra tương ứng với khối lượng thể tớch đất đắp
Loại đất Khối lượng đất đắp tương ứng với một tố mẫu kiểm tra, m3
Đất sột, đất pha cỏt, đất cỏt pha và cỏt
khụng lẫn cuội, sỏi, đỏ Từ100 đến 200
Cuội, sỏi hoặc đất cỏt lẫn cuội sỏi Từ200 đến 400
Chỳ thớch: Đối với cỏc hạng mục hoặc cụng trỡnh cú lượng đào hoặc đắp nhỏhơn 200 m3 thỡ cần xỏc định số lượng mẫu đất kiểm tra ở mỗi lớp đầm theo lưới ụ vuụng trờn cơ sở thỏa thuận giữa nhà thầu và CĐT
Chỳ thớch (một số chỳ ý khi lấy mẫu đất theo TCVN 8297:2012):
- Vị trớ lấy mẫu phải phõn bốđều theo bỡnh đồ và theo chiều cao để cú thể kiểm tra được chất lượng đầm nộn ở toàn bộ thõn cụng trỡnh.
- Sốlượng mẫu quy định ở trờn là tối thiểu, nếu thấy hiện tượng đầm dối cú thể lấy thờm mẫu ở những chỗ nghi ngờchưa đạt dung trọng yờu cầu; - Sau khi đó lấy mẫu phải lấp đất đầy hốnơi lấy và đầm chặt lại.
Yờu cầu dung trọng khụ thực tế chỉ được phộp nhỏ hơn dung trọng khụ thiết kế khụng quỏ 0,03 T/m3 (tựy từng loại cụng trỡnh). Số mẫu khụng đạt yờu cầu so với tổng số mẫu lấy thớ nghiệm chiếm khụng quỏ 5 % và khụng được tập trung tại một vựng.
Sau khi thớ nghiệm kiểm tra dung trọng, nếu đạt yờu cầu sẽ cho đắp tiếp lớp khỏc. Nếu khụng đạt yờu cầu thỡ phải đầm thờm và lấy mẫu thớ nghiệm lại cho đến khi đạt yờu cầu.[11, tr.26, 27]
2.4.2.1. Phương phỏp đo dung trọng, độẩm bằng mỏy phúng xạ
Nguyờn lý của phương phỏp phúng xạ theo TCVN 9350:2012: Đất xõy dựng – Phương phỏp phúng xạxỏc định độẩm và độ chặt của đất tại hiện trường: a. Đo khối lượng thể tớch tự nhiờn:
- Phương phỏp dựa trờn sự yếu dần của tia gamma xuất phỏt từ một nguồn gamma (thường ở đầu dũ di động) do ảnh hưởng của tỏn xạ Compton và hấp thụ điện-quang. Cường độ của tia gamma khi tới đầu thu (thường được gắn cố định ở bản đỏy của mỏy) tỷ lệ thuận với mật độ điện tử. Tương tỏc giữa tia gamma và nguyờn tử vật liệu càng mạnh thỡ vật liệu bị chiếu tia càng đặc chắc. Điều này cho ta biết khối lượng thể tớch tự nhiờn của đất thụng qua việc xỏc định cường độ tia gamma khi truyền qua mụi trường đất trờn cơ sở so sỏnh với một biểu giỏ trị chuẩn thớch hợp. Theo nguyờn tỏc này, cú hai cỏch đo khối lượng thể tớch tự nhiờn.
- Phương phỏp phúng xạ truyền trực tiếp: Nguồn tia gamma được gắn ở đầu dũ di động và được đưa xuống dưới sõu vào vị trớ cần đo. Đầu thu tia
gamma được gắn cố định vào bản đỏy của mỏy. Tia gam ma thu được ở đầu thu từ nguồn phỏt sau khi đó đi qua mụi trường vật liệu cần đo.
- Phương phỏp tỏn xạ ngược: Nguồn tia gamma được gắn ở đầu dũ thường đặt ở vị trớ dưới bản đỏy của mỏy. Đầu thu tia gamma được gắn cố định vào bản đỏy của mỏy. Tia gam ma thu được ở đõu thu từ nguồn phỏt sau khi đó đi vào mụi trường vật liệu cần đo và tỏn xạ ngược trở lại bề mặt tiếp xỳc giữa mụi trường cần đo và mỏy.
Đo khối lượng thể tớch ẩm
- Phương phỏp dựa trờn sự giảm tốc của nơtron xuất phỏt từ một nguồn nơtron nhanh do va chạm, chủ yếu với cỏc hạt nhõn hydro. Bằng cỏch đo số lượng cỏc nơtron bị làm chậm do quỏ trỡnh tương tỏc với nguyờn tử hydro khi đi qua mụi trường vật liệu cú thể xỏc định số lượng nguyờn tử hydro cú trong vật liệu. Trờn cơ sở sốđếm nguyờn tử hydro này cho ta biết lượng nước cú mặt trong khối đất, thụng qua so sỏnh với một biểu chuẩn (với giảđịnh nước là nguồn hydro chủ yếu trong đất).
Chỳ ý: Cả nguồn nơtron cũng như đầu thu thường được cố định ở cỏc vị trớ gần bản đế của mỏy và cỏch biệt với thiết bị đo dung trọng tựnhiờn. Do đú, mặc dự việc đo khối lượng thể tớch ẩm và đo dung trọng tựnhiờn được tiến hành riờng rẽ, thiết bị đo thường được thiết kế sao cho cả hai thớ nghiệm được tiến hành đồng thời, bất kể dung trọng tự nhiờn được xỏc định bằng phương phỏp trực tiếp hay tỏn xạngược.
b. Phương phỏp xỏc định
- Mỏy đo phúng xạ bề mặt đó lập được đường chuẩn dựng để đo khối lượng tự nhiờn, khối lượng thể tớch ẩm. Mỏy bao gồm: nguồn phúng xạđược bảo vệ bảo đảm an toàn trong quỏ trỡnh sử dụng và bảo quản, cỏc đầu thu và thiết bị đọc, pin điện, cần nguồn cú thể kộo ra được để đưa vào lỗ khoan trong đất.
Hỡnh 2.1. Mỏy đo dung trọng đất bằng phúng xạ
- Dụng cụđể chuẩn bị khu vực thớ nghiệm bao gồm dụng cụđể san phẳng bề mặt đất chỗ thớ nghiệm như xẻng, cuốc, dao cắt, cọc thộp và bỳa hoặc
mũi khoan thớch hợp để tạo lỗ thớ nghiệm cho phương phỏp truyền trực tiếp đo dung trọng tự nhiờn…
- Những quy định sau đõy được chia ra tuỳ theo phương phỏp vận hành mỏy