ASTM D6951-03 TCVN xxxx:xx Tiêu chuẩn thí nghiệm Sử dụng thiết bị chuỳ xuyên động (DCP) cho mặt đường có chiều sâu không lớn1 ASTM D 6951-03 PHẠM VI ÁP DỤNG 1.1 Phương pháp đưa cách đo độ xuyên dụng cụ chuỳ xuyên động với búa nặng kg (8 kg DCP) xuyên xuống lớp đất nguyên dạng và/hoặc lớp vật liệu đầm nén Độ xuyên liên quan đến cường độ lớp đất trường việc ước lượng CBR trường (California bearing Ratio) Độ chặt đất xác định (Chú thích 1) biết loại đất độ ẩm DCP mô tả phương pháp thí nghiệm sử dụng đặc thù cho ứng dụng mặt đường 1.2 Phương pháp thí nghiệm cung cấp cho lựa chọn với búa 4.6 kg việc sử dụng búa kg gây độ xuyên lớn điều kiện đất mềm dẻo 1.3 Tiêu chuẩn không đề cập đến tất vấn đề an toàn trình thí nghiệm Người thực tiêu chuẩn phải có trách nhiệm đề biện pháp phù hợp để đảm bảo an toàn sức khoẻ cho người thực trước tiến hành công tác thí nghiệm THUẬT NGỮ 2.1 Những định nghĩa thuật ngữ riêng tiêu chuẩn này: 2.1.1 kg DCP chuỳ xuyên động với búa kg (xem Hình 1) – thiết bị sử dụng để đánh giá cường độ lớp đất nguyên dạng và/hoặc lớp vật liệu đầm nén trường 2.1.2 Bộ phận trượt gá lắp (xem Hình 1) – lựa chọn thiết bị sử dụng việc đọc khoảng cách đầu DCP xuyên qua Bộ phận trượt gá lắp gắn vào đe vị trí thấp cần xuyên để đỡ/ trượt dọc thước đo riêng biệt, gắn chặt vào riêng chia vạch trượt dọc theo cần xuyên TÓM TẮT PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 3.1 Người điều khiển đóng đầu DCP vào đất cách nâng búa đến tầm tay thả Tổng độ xuyên số lần búa rơi biết đo ghi lại với đơn vị mm/1 rơi, sử dụng để mô tả độ cứng, ước lượng cường độ CBR trường từ biểu đồ tương quan thích hợp, đặc trưng vật liệu khác TCVN xxxx:xx ASTM D6951-03 Hình Sơ đồ thiết bị DCP Ý NGHĨA VÀ SỬ DỤNG 4.1 Phương pháp thí nghiệm sử dụng để đánh giá cường độ trường đất nguyên dạng và/hoặc vật liệu đầm nén Độ xuyên kg DCP sử dụng để ước lượng CBR trường (California bearing Ratio), để nhận biết chiều dày địa tầng, cường độ lớp, đặc trưng vật liệu khác 4.1.1 Những phương pháp thí nghiệm DCP khác có với khối lượng búa kích cỡ đầu côn thay đổi có tương quan với thiết bị 4.2 Quả búa kg DCP giữ thẳng đứng sử dụng đặc thù ứng dụng xây dựng lớp nằm ngang, mặt đường sàn ASTM D6951-03 TCVN xxxx:xx 4.3 Đây dụng cụ đo sử dụng đặc thù để đánh giá đặc trưng vật liệu có độ sâu đến 1000 mm (39 in) phía mặt đường Chiều sâu xuyên tăng thêm sử dụng cần xuyên nối dài Tuy nhiên, cần xuyên nối dài sử dụng, cần cẩn thận sử dụng tương quan để ước lượng tham số khác tương quan thích hợp với cấu hình DCP đặc trưng Khối lượng quán tính thiết bị thay đổi lực ma sát bề mặt dọc theo cần xuyên xảy 4.4 Quả búa kg DCP sử dụng để đánh giá đặc trưng cường độ đất hạt đất thô hạt mịn, vật liệu xây dựng dạng hạt, vật liệu gia cố có cường độ thấp vật liệu cải thiện Quả búa kg DCP sử dụng với vật liệu gia cố có cường độ cao vật liệu gia cố xi măng vật liệu dạng hạt có hạt cốt liệu lớn 50 mm (2 in) 4.5 Quả búa kg DCP sử dụng để ước lượng cường độ vật liệu trường phía lớp vật liệu gia cố có cường độ cao việc khoan lỗ lấy lõi khoan trước thí nghiệm DCP Chú thích – DCP sử dụng để đánh giá độ chặt vật liệu đồng mối quan hệ độ chặt với độ xuyên vật liệu Với cách nhận biết vị trí chưa đầm đủ chặt điểm đất mềm dẻo, DCP phép đo độ chặt trực tiếp.2 4.5.1 Những kết phép đo DCP trường CBR trường thường không tương quan với phép đo CBR phòng thí nghiệm CBR ngâm mẫu với loại vật liệu Thí nghiệm nhằm mục đích để ước lượng cường độ trường vật liệu điều kiện trường DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ 5.1 Thiết bị kg DCP đưa sơ đồ Hình Nó bao gồm thành phần sau: cần xuyên thép đường kính 15.8 mm ( 5/8 in) với mũi côn xuyên thay mũi côn dùng lần, búa kg (17.6 lb) thả chiều cao cố định 575 mm (22.6 in), nối tay cầm Đầu nhọn mũi côn có góc 60O đường kính mặt đáy mũi côn 20mm (0.79 in) (Xem hình 2) 5.1.1 Các dụng cụ thí nghiệm làm chủ yếu từ thép không gỉ, ngọai trừ loại mũi côn thay được, làm từ thép công cụ cứng vật liệu tương tự chịu có độ bền lớn TCVN xxxx:xx ASTM D6951-03 Hình Mũi côn thay 5.2 Những dung sai sau khuyến nghị: 5.2.1 Quả búa với khối lượng kg (17.6 lb); dung sai 0.010 kg (0.022 lb), 5.2.2 Quả búa với khối lượng 4.6 kg (10.1 lb); dung sai 0.010 kg (0.022 lb), 5.2.3 Khoảng cách rơi búa 575 mm (22.6 in); dung sai mm (0.039 in), 5.2.4 Góc mũi côn xuyên 60O; dung sai 1O, 5.2.5 Đường kính mặt đáy mũi côn 20 mm (0.790 in); dung sai 0.25 mm (0.010 in) Chú thích –Mũi côn dùng lần sử dụng Mũi côn giữ vị trí với vòng chữ O, cho phép mũi côn tháo dễ dàng truyền động kéo lên sau hoàn thành thí nghiệm Quy cách mũi côn dùng lần đưa sơ đồ Hình 5.3 Ngoài DCP, dụng cụ sau cần thiết: 5.3.1 Những dụng cụ để lắp ghép thiết bị DCP, 5.3.2 Dầu bôi trơn, 5.3.3 Ren khoá phận lắp ghép, 5.3.4 Mẫu ghi số liệu (xem Bảng 1) 5.4 Tuỳ thuộc vào tình huống, thiết bị sau cần thiết khuyến nghị: 5.4.1 Thước chia vạch thẳng đứng sử dụng vạch chia 1.0 mm (0.04 in), đo dài chiều dài lớn cần xuyên cần xuyên không khắc vạch ASTM D6951-03 TCVN xxxx:xx Hình Đầu côn dùng lần 5.4.2 Một lựa chọn cho trượt gá lắp để sử dụng với thước đo riêng thước đo 5.4.3 Một búa khoan dụng cụ có khả lấy lõi lỗ khoan có đường kính lỗ 25 mm (1 in) Một lỗ lớn yêu cầu tuỳ thuộc lớp vật liệu móng cần để thí nghiệm thêm lấy mẫu 5.4.4 Bơm chân không ẩm/khô phương án thích hợp khác để lấy vật liệu rời rạc chất lỏng cần can thiệp vào lỗ trước thí nghiệm 5.4.5 Máy cấp điện trường cung cấp điện cho hạng mục 5.4.3 5.4.4 5.4.6 Các mũi côn dùng lần 5.4.7 Hai búa (xem Hình 4), 5.4.8 Kích tháo, cần có không sử dụng mũi côn dùng lần (xem Hình 5) Chú thích – Quả búa 4.6 kg sử dụng vị trí búa kg miễn tiêu chuẩn chiều cao rơi trì Quả búa 4.6 kg sử dụng trường hợp vật liệu yếu mà búa kg gây độ xuyên lớn Chú thích – Một phiên thiết bị DCP tự động sử dụng miễn đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn trình tự thí nghiệm tính thiết bị Chú thích – Một hệ thống tự động hoá thu thập số liệu sử dụng miễn dụng cụ đo giá trị ghi lại xác đến mm (0.4 in) không gây cản trở đến thao tác/ kết đo dụng cụ TCVN xxxx:xx ASTM D6951-03 Bảng - Dải số liệu DCP3 Dự án: Đường dịch vụ lâm nghiệp Ngày – – 2001 Vị trí: STA 30 + 50, M RT C/L Nhân sự: JLS & SDT Chiều sâu điểm O bề mặt đường: Khối lượng búa: kg (17.6 lb) Phân loại vật liệu: GW/CL Thời tiết: u ám, 25OC, (72OF) Những điều kiện mặt đường: không áp dụng Chiều sâu mức nước: Không biết Số lần búa rơiA Độ xuyên tích luỹ (mm)B Độ xuyên số đọc (mm)C Độ xuyên theo nhát búa (mm)D Hệ số búaE Chỉ số DCP mm/nhát búa F CBR 0 25 25 5 50 55 30 6 40 15 125 70 5 50 10 175 50 5 50 205 30 6 40 230 25 5 50 10 280 50 5 50 310 30 6 40 340 30 6 40 375 35 7 35 435 60 12 12 18 A Số lần búa rơi số đọc thí nghiệm B Độ xuyên tích luỹ sau số lần búa rơi C Sự sai khác độ xuyên tích lũy (chú ý B) lần đọc D Chú thích C chia cho thích A E Đưa vào hệ số búa kg (17.6 lb); hệ số với búa 4.6 kg (10.1 lb) F Chú thích D nhân với thích E G Từ quan hệ tương quan số CBR số DCP H % Độ ẩm dùng % G Độ ẩm %H TRÌNH TỰ 6.1 Kiểm tra thiết bị – Trước bắt đầu thí nghiệm, thiết bị DCP kiểm tra phận hư hỏng mỏi, đặc biệt phận ghép nối tay cầm, hao mòn lớn cần xuyên mũi côn thay Mọi điểm nối phải bảo đảm chặt khít bao gồm ghép nối đầu côn thay (hoặc nối cho đầu côn có sẵn) với cần xuyên 6.2 Thao tác – Người điều khiển cầm thiết bị tay theo hướng thẳng đứng thẳng đứng nâng lên thả búa từ vị trí chiều cao rơi chuẩn ASTM D6951-03 TCVN xxxx:xx Người ghi chép đo ghi ghi lại tổng độ xuyên số lần búa rơi độ xuyên búa rơi 6.3 Số đọc ban đầu: 6.3.1 Thí nghiệm lớp bề mặt – Thiết bị DCP giữ thẳng đứng đầu nhọn đặt vào cho đỉnh phần rộng mũi côn ngang với bề mặt vật liệu thí nghiệm Số đọc ban đầu thu từ vạch chia cần đo vạch chia thước thẳng đứng tách rời/ thước đo Khoảng cách đo xác đến mm (0.04 in) Vài trượt gá lắp tham khảo cho phép vạch chia/ thước đo đặt/ đánh dấu vị trí đầu nhọn vị trí điểm O Hình 6.3.2 Thí nghiệm lớp liền khối – Khi thí nghiệm vật liệu nằm lớp liền khối, búa khoan dụng cụ khoan với yêu cầu đưa 5.4.3 để tạo đường vào hố đến lớp thí nghiệm Yêu cầu sử dụng nước khoan để chất lỏng khoan lấy thí nghiệm DCP thực sớm tốt, không lâu 10 phút sau hoàn thành việc khoan Phần chất lỏng khoan không cho phép ngấm vào thấm qua vật liệu thí nghiệm Một bơm chân không ướt/khô phương án thích hợp khác sử dụng sau hoàn thành việc khoan để lấy vật liệu rời rạc chất lỏng khỏi lỗ khoan trước thí nghiệm Để giảm thiểu khu vực xáo động búa khoan gây ra, việc khoan không xuyên qua hoàn toàn lớp liền khối, mà dừng lại cách đáy lớp khoảng 10 – 20 mm Sử dụng DCP dùng để xuyên qua phần đáy lớp liền khối Quá trình lặp lại việc khoan thí nghiệm DCP để xác định chiều dày lớp 6.3.3 Thí nghiệm mặt đường với lớp láng mỏng – Đối với mặt đường lớp láng mỏng, mũi côn xuyên xuyên sâu qua sâu lớp láng điểm O (xem Hình 4) đầu mũi côn ngang với đỉnh lớp thí nghiệm 6.3.4 Khi đầu mũi côn chạm đến lớp thí nghiệm, số đọc tham chiếu ghi lại với điểm O đỉnh lớp chiều dày lớp (hoặc lớp) khoan ghi lại Số đọc tham chiếu điểm mà từ độ xuyên đo TCVN xxxx:xx ASTM D6951-03 Hình Sơ đồ hai búa 6.4 Dãy thí nghiệm: 6.4.1 Thả rơi búa – Thiết bị DCP giữ theo hướng thẳng đứng vị trí thẳng đứng Người điều khiển nâng búa lên đến búa tiếp xúc nhẹ nhàng với tay cầm Quả búa không va đập với tay cầm búa nâng Sau búa thả rơi tự đập vào đe phận ghép nối Số lần rơi độ xuyên tương ứng ghi lại mô tả 6.5 ASTM D6951-03 TCVN xxxx:xx Hình Sơ đồ kích tháo DCP 6.4.2 Chiều sâu xuyên – Chiều sâu xuyên thay đổi theo ứng dụng Đối với ứng dụng đường điển hình, độ xuyên nhỏ 900 mm (35 in) thông thường thích hợp 6.4.3 Từ chối – Sự diện cốt liệu lớn tầng đá làm giảm độ xuyên làm lệch cần xuyên Nếu sau lần rơi, thiết bị không xuống thêm mm (0.08 in) tay cầm bị lệch lớn 75 mm (3 in) từ phương thẳng đứng, thí nghiệm dừng lại, di chuyển thiết bị đến vị trí thí nghiệm khác Vị trí thí nghiệm phải cách tối thiểu 300 mm so vị trí trước để giảm thiểu thí nghiệm lỗi xáo trộn vật liệu 6.4.4 Rút cần xuyên – Sau hoàn thành thí nghiệm, dùng kích để rút thiết bị sử dụng đầu côn thay Khi sử dụng đầu côn sử dụng lần, thiết bị rút cách hất ngược búa lên phía 6.5 Ghi chép số liệu: 6.5.1 Một mẫu Bảng đề nghị để ghi số liệu Người ghi chép đưa thông tin vào dòng đầu bảng trước thí nghiệm Số liệu thí nghiệm thực tế ghi lại cột (số lần búa rơi) cột (độ xuyên tích luỹ mm); độ ẩm xác định, đưa vào cột Khi thí nghiệm với lớp mặt đường qua lỗ khoan tạo lỗ, trước tiên đọc giá trị tương ứng với số đọc tham chiếu đỉnh lớp thí nghiệm Mục 6.3.2 Số lần búa rơi số đọc thay đổi phụ TCVN xxxx:xx ASTM D6951-03 thuộc vào sức kháng vật liệu Thông thường số đọc chọn sau số lần rơi cố định, là, lần búa rơi với vật liệu yếu, lần búa rơi với vật liệu thông thường 10 lần búa rơi với vật liệu có sức kháng lớn Độ xuyên ghi xác đến mm (0.04 in) tương ứng với số lần rơi đặc trưng ghi lại Mỗi số đọc ghi lại đặc tính vật liệu độ xuyên thay đổi đáng kể TÍNH TOÁN VÀ GIẢI THÍCH KẾT QUẢ 7.1 Việc ước lượng CBR trường tính toán sử dụng số DCP (cột 6, Bảng 1) Bảng cho tập số đọc Độ xuyên/1 lần búa rơi sau vẽ độ thị dựa vào tỉ lệ số đọc tổng độ sâu Giá trị Độ xuyên/1 lần búa rơi sử dụng để ước lượng CBR trường cường độ biến dạng sử dụng tương quan thích hợp Ví dụ, tương quan độ xuyên cho lần rơi (DCP) Bảng suy từ công thức CBR = 292/DCP 1.12 khuyến nghị US Army of Engineers3 Hàm số sử dụng cho loại đất trừ loại đất nhóm CL có CBR < 10 loại đất nhóm CH Đối với loại đất này, công thức sau khuyến nghị US Army Corps of Engineers 4: 7.1.1 Đất thuộc nhóm CL có CBR < 10: CBR = / (0.017019*DCP)2 Đất thuộc nhóm CH: CBR = / 0.002871*DCP Việc lựa chọn tương quan thích hợp vấn đề người phán đoán chuyên nghiệp Bảng Bảng tương quan CBR Chỉ số DCP 7.2 Chỉ số DCP mm/lần CBR % Chỉ số DCP mm/lần CBR % Chỉ số DCP mm/lần CBR % 324 2.5 2.4 2.3 2.2 2.1 2.0 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5