1 0k c d= ( 3.9 )
3.4.1. Nguyờn lý cải tạo đất bằng đầm chặt
Tớnh đầm nộn của đất là một tớnh chất đặc thự so với cỏc loại vật liệu khỏc. Đất sở dĩ cú thể đầm nộn được vỡ giữa cỏc hạt đất cú lỗ rỗng, liờn kết giữa cỏc hạt thường cú độ bền thấp. Khi cỏc liờn kết này bị phỏ vỡ, việc di chuyển vị trớ tương đối của cỏc hạt đất một cỏch cú mục đớch cú thể được thực hiện để làm cho thể tớch cỏc lỗ rỗng trong đất giảm đi, đất trở nờn chặt hơn. Biện phỏp hữu hiệu để thực hiện cụng việc này là đầm nộn. Đầm nộn là dựng cỏc tỏc động cơ học làm giảm thể tớch cỏc lỗ rỗng của đất trước khi sử dụng vào cụng trỡnh. Việc giảm thể tớch lỗ rỗng sẽ làm tớnh biến dạng của đất giảm xuống trong khi tớnh chống cắt tăng lờn: đất được làm “tốt lờn” nhờ đầm nộn. Do đú, đầm nộn là một phương phỏp cải tạo đất và là một phương phỏp rất phổ biến, cú hiệu quả kinh tế cao.
Nghiờn cứu tớnh đầm nộn đất trước hết là nghiờn cứu khả năng và giới hạn của việc đầm nộn đất, cỏc yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng đầm nộn và cụng nghệ đầm nộn thớch hợp.
Khả năng đầm chặt đất phụ thuộc vào cỏc yếu tố sau: - Cấp phối của đất.
- Cụng đầm.
- Độ ẩm của đất khi đầm.
a) Đất chỉ cú thể đầm nộn cú hiệu quả khi thành phần cấp phối hạt thớch hợp: đất cú cấp phối tốt. Để cú cấp phối tốt cú thể phải pha trộn nhiều loại đất với nhau nhưng việc này rất khú thực hiện vỡ khối lượng đất cần thiết rất lớn. Cỏch tốt nhất là lựa chọn nơi khai thỏc (mỏ đất) thớch hợp và chấp nhận cấp phối tự nhiờn đú. Chớnh điều này đó quy định việc chấp hành nghiờm việc sử dụng đất tại mỏ đó được chỉ định. Thay thế nguồn cấp đất phải được xem xột một cỏch rất thận trọng.
b) Cụng đầm thể hiện ở tải trọng thiết bị và số lần đầm tại một điểm. Yếu tố này cú thể lựa chọn trong một phạm vi hẹp vỡ độ linh động của thiết bị thường rất bị hạn chế trong khi số lần đầm chỉ đem lại hiệu quả khi đất chưa đạt tới giới hạn nộn chặt (xem đặc tớnh biến dạng của đất). Trỡnh tự sử dụng thiết bị và số lần đầm qua một vị trớ là cỏc thụng số kỹ thuật cần phải tuõn thủ khi thi cụng để đảm bảo cụng đầm theo yờu cầu.
c) Độ ẩm của đất là yếu tố dễ thay đổi và cũng dễ điều chỉnh nhất cho nờn rất được quan tõm trong thi cụng đầm nộn đất. Việc thay đổi độ ẩm sẽ làm thay đổi chiều dày mang nước liờn kết quanh hạt đất. Khi độ ẩm ban đầu thấp, việc tăng độ ẩm sẽ làm tăng chiều dày màng liờn kết, ma sỏt giữa cỏc hạt giảm xuống, cỏc hạt đất dễ dàng dịch
chuyển hơn. Khi độ ẩm lớn, nước tự do xuất hiện làm giảm ứng suất hữu hiệu lờn khung đất, hiệu quả đầm nộn bị giảm xuống. Thực tế chứng tỏ đất chỉ cú thể đầm chặt nhất khi cú độ ẩm thớch hợp ứng với cụng đầm khụng thay đổi nào đú. Độ ẩm đú được gọi là độ ẩm tốt nhất (độ ẩm tối ưu), ký hiệu Wtư. Độ ẩm tốt nhất được xỏc định bằng thớ nghiệm gọi là thớ nghiệm đầm chặt đất (thớ nghiệm đầm chặt tiờu chuẩn).
Hiệu quả của việc đầm chặt đất được đỏnh giỏ qua khối lượng thể tớch khụ (γc) của đất sau đầm nộn: khối lượng thể tớch khụ càng lớn thỡ đất càng chặt (độ chặt càng cao). Việc tăng độ chặt của đất phụ thuộc vào cả 3 yếu tố đó phõn tớch ở trờn và bị chặn ở giới hạn trờn nhất định. Khối lượng thể tớch khụ lớn nhất đối với một loại đất đó được lựa chọn là một đại lượng phụ thuộc vào cụng đầm hữu ớch với độ ẩm thớch hợp sẽ được xỏc định trong phũng thớ nghiệm thụng qua thớ nghiệm đầm chặt đất được trỡnh bày chi tiết ở phần sau. Chất lượng cụng tỏc thi cụng đầm nộn đất ở hiện trường được đỏnh giỏ thụng qua hệ số đầm chặt K là tỉ số giữa khối lượng thể tớch khụ lớn nhất sau khi thi cụng (γc.tc) so với khối lượng thể tớch khụ lớn nhất tạo được trong thớ nghiệm (γcmax):
c.tc cmax
K= γ .100(%)
γ (3.20)
Chất lượng cụng tỏc thi cụng được gọi là đạt yờu cầu khi K ≥ [K] theo yờu cầu của thiết kế.