TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 4200 : 1995

ĐẤT XÂY DỰNG - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TÍNH NÉN LÚN TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM
Soil – Laboratory method of determination of compressibility

Tiêu chuẩn này định phương pháp xác định tính nén lún (trong điều kiện không nở hông) của đất loại cát và đất loại sét có kết cắu nguyên hoặc bị phá hoại, ở độ ẩm tự nhiên hoặc hoà nước, trong phòng thí nghiệm dùng cho xây dựng.

1. Quy định chung

1.1. Tính nén lún của đất là khả năng giảm thể tích của nó (do giảm độ rỗng, biểu hiện ở sự giảm chiều cao) dưới tác dụng của tải trọng ngoài.

1.2. Việc xác định tính nén lún của đất bao gồm: tìm hệ số nén lún, modun tổng biến dạng, hệ số cố kết của đất có kết cấu nguyên hoặc chế bị, ở độ ẩm tự nhiên hoặc bằng hoàn toàn bão hoà nước.

1.3. Để làm bão hòa mẫu đất, nên dùng nước cất hoặc nước uống được. Để thí nghiệm các mẫu đất có chứa muối hòa tan, nên dùng nước dưới đất tại nơi lấy mầu hoặc bằng nước có thành phần hóa học tương tự

1.4. Mẫu đất thí nghiệm có hình trụ tròn, với tỉ số giữa đường kính và chiều cao khoảng 3/4. Đối với đất loại sét và đất loại cát (không lẫn sỏi sạn), đường kính mẫu cho phép không nhỏ hơn 50mm. Đối với đất có lẫn sỏi sạn, đường kính mẫu không nên nhỏ hơn 70mm.

1.5. Tải trọng tác dụng lên mẫu theo từng cấp và phải bảo đảm thẳng đứng. Sai số cho phép của mỗi cấp áp dụng trong thời gian thí nghiệm không vượt quá 3% .

Để có thể xác định những trị số lún ban đầu sau khi đặt lực, động tác chất tải ở mỗi cấp áp lực phải được thực hiện nhẹ nhàng, tránh rung và không chậm quá 3 giây.

1.6. Cấp tải trọng ban đầu để thí nghiệm mẫu có kết cấu nguyên nên lấy bằng hoặc nhỏ hơn áp lực thiên nhiên tác dụng lên mẫu đất.

Nếu lớp đất lấy mẫu là đồng nhất và ở trên mức nước ngầm thì áp lực thiên nhiên (σ_tn) tính bằng Niutơn trên mét vuông hay (KG/cm²) theo công thức (1) hay (1a) :

σ_tn = 104 H y_w                                               (1) ;

σ_tn = 0,1H.y_w                                                 (1a).

Nếu lớp đất lấy mẫu nằm dưới mực nước ngầm, thì áp lực thiên nhiên được tính bằng Niutơn trên mét vuông hay (KG/cm²) theo công thức (2) hoặc (2a)

σ_tn = 10⁴.[(H – H₁).(y_w - 1) – H₁ γ_w]                        (2)

σ_tn = 0,1.[(H – H₁).(y_w - 1) – H₁ γ_w]                        (2a) .

Trong đó :

H - độ sâu lấy mẫu, tính bằng mét ;

H₁ - độ sâu mực nước ngầm kể từ mặt đất, tính bằng mét ;

γ_w - khối lượng thể tích của đất nằm trên mực nước ngầm, tính bằng tấn trên mét khối ;

10⁴ hay 0,1 - hệ số tính đổi thứ nguyên (để chuyển đơn vị T/m² thành N/m² hay (KG/cm²).

Đối với đất có kết cấu không nguyên (chế bị) thì giá trị cấp tải trọng ban đầu được xác định trên cơ sở độ chặt và trạng thái của mẫu.

Chú thích : Đối với đất nén chặt bình thường, độ chặt (hệ số rỗng) luôn luôn tương ứng với áp lực thiên nhiên.

Đối với đất nén chưa đến chặt thì độ chặt nhỏ hơn, còn đối với đất nén quá chặt thì tương ứng với áp lực thiên nhiên.

Phương pháp hợp lí nhất xác định trị tải trọng nén đầu tiên là căn cứ vào độ bền kiến trúc thực tế của đất thí nghiệm : giá trị áp lực nhỏ nhất gây ra biến dạng nén thời 0,01mm.

1.7. áp lực lớn nhất dùng để thí nghiệm nén lún mẫu có kết cấu nguyên phải lớn hơn ít nhất 15% so với tổng áp lực do công trình và áp lực thiên nhiên ở độ sâu lấy mẫu (hay trị độ bền kiến trúc thực tế của đất), còn đối với đất không nguyên trạng thái phải lớn hơn áp lực của công trình khoảng từ 1 đến 2 x l0