TCVN-14183-2024-Dat-dung-trong-xay-dung-duong-bo-Phan-loai-dat

• Số hiệu: TCVN14183:2024
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2024

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 14183:2024

ĐẤT DÙNG TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG BỘ - PHÂN LOẠI ĐẤT

Soils for Highway Constructions - Classification of Soils

Lời nói đầu

TCVN 14183:2024 được xây dựng trên cơ sở tham khảo AASHTO Designtion: M 145-91 (2021) Standard Specification for Classification of Soils and Soil-Aggregate Mixtures for Highway Construction Purposes.

TCVN 14183:2024 do Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải biên soạn, Bộ Giao thông Vận tải đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

ĐẤT DÙNG TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG BỘ - PHÂN LOẠI ĐẤT

...

...

...

1  Phạm vi áp dụng

1.1  Tiêu chuẩn này quy định trình tự phân loại đất thành 07 nhóm chính trên cơ sở các thí nghiệm trong phòng như: thành phần hạt, giới hạn chảy và chỉ số dẻo của đất. Việc phân loại đất trong từng nhóm đất được thực hiện theo “chỉ số nhóm”, là một trị số được tính từ công thức kinh nghiệm.

1.2  Phân loại đất theo nhóm bao gồm “chỉ số nhóm” được sử dụng để đánh giá chất lượng tương đối của đất khi được dùng trong các kết cấu xây dựng như nền đường đắp, khu vực tác dụng của nền đường, lớp móng dưới và lớp móng trên của kết cấu áo đường.

CHÚ THÍCH 1 - Đối với các chi tiết các kết cấu xây dựng quan trọng, thông thường sẽ yêu cầu các dữ liệu bổ sung liên quan đến cường độ hoặc đặc tính việc của đất trong điều kiện hiện trường.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 12790, Đất, đá dăm dùng trong công trình giao thông - Đầm nén Proctor.

AASHTO M146, Standard Specification for Terms Relating to Subgrade, Soil-Aggregate, and Fill Materials (Tiêu chuẩn về các thuật ngữ liên quan đến khu vực tác dụng của nền đường, hỗn hợp đất- đá và vật liệu san lấp)

AASHTO R 58, Standard Practice for Dry Preparation of Disturbed Soil and Soil-Aggregate Samples for Test (Phương pháp tiêu chuẩn chế bị khô mẫu đất, đất cấp phối đã xới xáo cho các thí nghiệm). AASHTO R 74, Standard Practice for Wet Preparation of Disturbed Soil Samples for Test (Phương pháp tiêu chuẩn chế bị ướt mẫu đất đã xới xáo cho các thí nghiệm)

...

...

...

AASHTO T27, Standard Method of Test for Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates (Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn phân tích thành phần hạt của cốt liệu thô và mịn bằng sàng).

AASFITO T88, Standard Method of Test for Particle Size Analysis of Soils (Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn phân tích thành phần hạt của đất).

AASHTO T89, standard Method of Test for Determining the Liquid Limit of Soils (Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn xác định giới hạn chảy của đất).

AASHTO T90, Standard Method of Test for Determining the Plastic Limit and Plasticity Index of Soils (Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn xác định giới hạn dẻo và chỉ số dẻo của đất).

ASTM D1140, Standard Test Methods for Determining the Amount of Material Finer than 75-μm (No. 200) Sieve in Soils by Washing (Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn xác định lượng hạt lọt sàng 0,075 mm trong đất bằng phương pháp rửa)

CHÚ THÍCH 2 - Mẫu đất sử dụng cho mục đích phân loại theo tiêu chuẩn này cần phải được chế bị theo AASHTO R 58. Có thể sử dụng AASHTO T88 hoặc AASHTO T11 hoặc ASTM D1140 để xác định thành phần hạt của đất. Sử dụng AASHTO T89 và AASHTO T90 để xác định giới hạn chảy, giới hạn dẻo và chỉ số dẻo của đất.

3  Thuật ngữ, định nghĩa và từ viết tắt

3.1  Thuật ngữ và định nghĩa

3.1.1

...

...

...

Các viên đá bị nghiền nhỏ hoặc có độ góc cạnh tự nhiên lọt qua sàng 75 mm và nằm trên sàng 2mm.

3.1.2

Sỏi (Gravels)

Các viên đá là sản phẩm của tự nhiên, tròn cạnh, lọt qua sàng 75 mm và nằm trên sàng 2mm.

3.1.3 Đá tảng và cuội (Boulders and Cobbles)

Là đá dăm hoặc sỏi nằm trên sàng 75 mm. cần loại bỏ đá tảng và cuội ra khỏi mẫu khi phân loại, nhưng phần trăm lượng vật liệu này có trong mẫu, nếu có, phải được ghi lại.

3.1.6

Cát thô (Coarse sand)

Các hạt cát lọt qua sàng 2mm và nằm trên sàng 0.425 mm,

...

...

...

Cát mịn (Fine sand)

Các hạt cát lọt qua sàng 0.425 mm và nằm trên sàng 0,075 mm.

3.1.10

Bụi- Sét (Silt-Clay)

Các hạt đất mịn lọt qua sàng 0,075 mm.

3.1.11

Tính bụi (silty) và tính sét (clayey)

Tính bụi được áp dụng cho vật liệu hạt mịn có chỉ số dẻo nhỏ hơn hoặc bằng 10 và tính sét áp dụng cho vật liệu hạt mịn có chỉ số dẻo lớn hơn hoặc bằng 11.

3.2  Ký hiệu và từ viết tắt

...

...

...

Chỉ số nhóm (Group Index): là chỉ số đất đánh giá chất lượng đất của từng nhóm đất. Ký hiệu là GI.

4  Phân loại

4.1  Đất được phân loại thành 07 nhóm chính, được ký hiệu từ A-1 đến A-7. Trong các nhóm chính, một số nhóm tiếp tục được phân thành các nhóm phụ, cụ thể: nhóm chính A-1 được phân thành các nhóm phụ A-1-a và A-1-b; nhóm chính A-2 được phân thành các nhóm phụ A-2-4, A-2-5, A-2-6 và A-2-7; nhóm chính A-7 được phân thành các nhóm phụ A-7-5 và A-7-6. Việc phân loại này, trình bày trong các Bảng 1 và Bảng 2, được thực hiện trên cơ sở sử dụng các chỉ tiêu thí nghiệm về thành phần hạt, giới hạn chảy và chỉ số dẻo của đất/hỗn hợp đất cấp phối.

4.2  Chỉ số nhóm GI (Group Index) có giá trị là số nguyên từ 0 đến 20 được xác định theo công thức kinh nghiệm tại mục 6.1.1, được sử dụng để đánh giá chất lượng đất trong từng nhóm. Chỉ số nhóm được ghi trong ngoặc đơn đứng ngay sau ký hiệu của nhóm, ví dụ: A-2-6 (3) hoặc A-4(5).

4.3  Đất/ hỗn hợp đất cấp phối thuộc các nhóm A1, A2 và A3 được gọi là vật liệu dạng hạt (lượng lọt sàng 0,075 mm nhỏ hơn hoặc bằng 35 %). Đất thuộc nhóm A4, A5, A6 và A7 được gọi là vật liệu bụi- sét (lượng lọt sàng 0,075 mm lớn hơn 35 %). Khoảng giá trị của giới hạn chảy và chỉ số dẻo của vật liệu bụi-sét được trình bày bằng biểu đồ trong Hình 1.

CHÚ THÍCH 3 - Đất A-2 có lượng lọt sàng 0,075 mm ít hơn 35 %

Hình 1 - Khoảng giá trị giới hạn chảy và chỉ số dẻo của vật liệu bụi-sét

4.4  Trình tự phân loại được thực hiện theo phương pháp loại trừ. Theo đó, bằng cách sử dụng số liệu thí nghiệm về thành phần hạt, giới hạn chảy và chỉ số dẻo của đất đã có, tiến hành so sánh với các dữ liệu trong các cột (hay nhóm đất) từ trái qua phải của Bảng 1 hoặc Bằng 2. Nhóm đầu tiên từ phía trái sang phải của Bảng 1, Bảng 2 có dữ liệu trong nhóm phù hợp với số liệu thí nghiệm đã có thì đó chính là nhóm đất cần phân loại.

...

...

...

Phân loại chung

Vật liệu dạng hạt

(Lượng lọt sàng 0,075 mm ≤ 35 %)

Vật liệu bụi-sét

(Lượng lọt sàng 0,075 mm > 35 %)

Phân loại nhóm

A-1

A-3 ^a

A-2

...

...

...

A-5

A-6

A-7

Thành phần hạt, % lọt sàng:

...

...

...

2.0 mm

-

-

-

-

-

-

-

...

...

...

Max 50

Min 51

-

-

-

-

-

0,075 mm

Max 25

...

...

...

Max 35

Min 36

Min 36

Min 36

Min 36

Các đặc trưng của phần lọt sàng 0.425 mm

...

...

...

Giới hạn chảy, LL

-

^b

Max 40

Min 41

...

...

...

Min 41

Chỉ số dẻo, Pl

Max 6

NP

Max 10

Max 10

Min 11

Min 11

...

...

...

Rất tốt đến tốt

Khá đến kém

^a A-3 được đặt trước A-2 để phục vụ cho “quy trình phân loại loại trừ từ trái qua phải” và không chí định rằng A-3 tốt hơn A-2

^b Các giá trị xem Bảng 2

Bảng 2 - Phân loại đất và hỗn hợp đất cấp phối (Nhóm phụ)

Phân loại chung

Vật liệu dạng hạt

(Lượng lọt sàng 0,075 mm ≤ 35 %)

Vật liệu bụi-sét

...

...

...

Phân loại nhóm

A-1

A-3

A-2

A-4

A-5

A-6

A-7

A-1-a

...

...

...

A-2-4

A-2-5

A-2-6

A-2-7

A-7-5, A-7-6

Thành phần hạt, % lọt sàng:

...

...

...

2.0 mm

Max 50

...

...

...

-

-

-

-

-

-

-

-

-

...

...

...

Max 30

Max 50

Min 51

-

-

-

-

-

-

...

...

...

-

0,075 mm

Max 15

Max 25

Max 10

Max 35

Max 35

Max 35

Max 35

...

...

...

Min 36

Min 36

Min 36

Các đặc trưng của phần lọt sàng 0.425 mm

...

...

...

Giới hạn chảy, LL

-

-

Max 40

Min 41

...

...

...

Min 41

Max 40

Min 41

Max 40

Min 41

Chỉ số dẻo, Pl

Max 6

NP

Max 10

...

...

...

Min 11

Min 11

Max 10

Max 10

Min 11

Min 11^a

Loại vật liệu chủ yếu

Đá dăm, sỏi và cát

Cát mịn

...

...

...

Đất bụi

Đất sét

Đánh giá chung khi vật liệu được sử dụng cho nền đường

Rất tốt đến tốt

Khá đến kém

^a Chỉ số dẻo của nhóm phụ A-7-5 bằng hoặc nhỏ hơn LL trừ đi 30. Chỉ số dẻo của nhóm phụ A-7-6 lớn hơn LL trừ đi 30 (xem Hình 1)

5  Mô tả các nhóm đất phân loại

5.1  Vật liệu dạng hạt.

...

...

...

5.1.1.1  Nhóm phụ A-1-a: bao gồm các loại vật liệu của nhóm A-1 nhưng chủ yếu là đá dăm hoặc sỏi, có hoặc không có tính dính tốt do thành phần hạt mịn mang lại.

5.1.12  Nhóm phụ A-1-b: bao gồm các loại vật liệu của nhóm A-1 nhưng chủ yếu là cát thô có hoặc không có tính dính tốt do thành phần hạt mịn mang lại.

5.1.2  Nhóm A-3: Vật liệu điển hình của nhóm này là cát biển mịn hoặc cát bay sa mạc mịn không có hạt bụi hoặc các hạt sét hoặc có một lượng rất nhỏ hạt bụi không có tính dẻo. Nhóm này cũng gồm hỗn hợp tràm tích của cát mịn cấp phối xấu với một lượng giới hạn cát thô và sỏi.

5.1.3  Nhóm A-2: Là những vật liệu dạng hạt nằm ở ranh giới giữa vật liệu thuộc nhóm A-1 và A-3 với vật liệu bụi-sét của Nhóm A-4, A-5, A-6 và A-7. Thực tế, đây là tất cả các vật liệu có nhiều nhất 35 % lượng lọt sàng 0,075 mm mà không thể phân vào nhóm A-1 hoặc A3 do hàm lượng hạt mịn hoặc tính dẻo hoặc do cả hai đặc trưng này lớn hơn các giá trị giới hạn quy định cho nhóm A1 và A3.

5.1.3.1  Nhóm phụ A-2-4 và A-2-5: bao gồm những loại vật liệu dạng hạt có nhiều nhất 35 % lượng lọt sàng 0,075 mm và phần vật liệu lọt qua sàng 0.425 mm có các đặc trưng (giới hạn chảy, chỉ số dẻo) của nhóm A-4 và A-5. Các nhóm này bao gồm các vật liệu như sỏi và cát thô có hàm lượng hạt bụi hoặc chỉ số dẻo lớn hơn các giá trị giới hạn quy định cho nhóm A-1; hoặc các vật liệu như cát mịn có hàm lượng hạt bụi không có tính dẻo vượt quá giá trị giới hạn quy định cho nhóm A-3.

5.1.3.2  Nhóm phụ A-2-6 và A-2-7: bao gồm các vật liệu giống như được mô tả trong nhóm phụ A-2-4 và A-2-5 ngoại trừ phần hạt mịn chứa sét dẻo mang đặc trưng của nhóm A-6 hoặc A-7.

CHÚ THÍCH 4 - Chỉ sử dụng vật liệu lọt qua sàng 75 mm để phân loại đất thành các nhóm đất khác nhau. Vì vậy, khi sử dụng vật liệu nhóm A-1, A-2, hoặc A-3 trong xây dựng cần phải quy định rõ có cho phép hay không sử dụng lượng vật liệu(đá tảng/cuội) giữ trên sàng 75 mm.

5.2  Vật liệu bụi - sét

5.2.1  Nhóm A-4: Vật liệu điển hình của nhóm này là đất bụi không dẻo hoặc dẻo vừa, thường có ít nhất 75 % lượng lọt qua sàng 0,075 mm. Nhóm này cũng bao gồm hỗn hợp của đất bụi mịn (đất có tính bụi) với cát và sỏi có lượng giữ lại trên sàng 0,075 mm lên tới 64 %.

...

...

...

5.2.3  Nhóm A-6: Vật liệu điển hình của nhóm này là đất sét dẻo thường có ít nhất 75 % lượng lọt qua sàng 0,075 mm. Nhóm này cũng bao gồm hỗn hợp của đất sét mịn (đất có tính sét) với cát và sỏi có lượng giữ lại trên sàng 0,075 mm lên tới 64 %. Vật liệu nhóm này thường có sự thay đổi thể tích lớn giữa trạng thái ẩm và khô.

5.2.4  Nhóm A-7: Vật liệu điển hình của nhóm này giống như được mô tả trong nhóm A-6, ngoại trừ loại vật liệu này có giới hạn chảy cao của nhóm A-5, có thể có tính đàn hồi cũng như thay đổi thể tích lớn.

5.2.4.1  Nhóm phụ A-7-5 bao gồm các vật liệu của nhóm A-7, nhưng có chỉ số dẻo Pl trung bình được tính từ công thức liên hệ với giới hạn chảy (Hình 1). Vật liệu của nhóm này có thể có tính đàn hồi cao cũng như thay đổi thể tích đáng kể.

5.2.4.2  Nhóm phụ A-7-6 bao gồm các vật liệu của nhóm A-7, nhưng có chỉ số dẻo Pl cao được tính từ công thức liên hệ với giới hạn chảy (Hình 1). Vật liệu của nhóm này chịu sự thay đổi thể tích rất lớn.

CHÚ THÍCH 5 - Các loại đất có hàm lượng chất hữu cơ cao (than bùn hoặc đất bùn hữu cơ) được xếp vào nhóm A-8. Việc phân loại các vật liệu này dựa trên việc đánh giá bằng mắt thường và không phụ thuộc vào tỷ lệ phần trăm lượng lọt sàng 0,075 mm, giới hạn chảy hoặc chỉ số dẻo. Vật liệu này được cấu thành chủ yếu từ chất hữu cơ đã bị phân hủy một phần và thường có kết cấu dạng sợi, màu nâu sẫm hoặc đen và có mùi thối rữa. Những vật liệu hữu cơ này không thích hợp để sử dụng cho các nền đường đắp và khu vực tác dụng của nền đường. Chúng có tính nén lún cao và cường độ thấp.

6  Chỉ số nhóm (GI)

6.1  Công thức chỉ số nhóm

6.1.1 Chỉ số nhóm (GI) được tính theo công thức sau:

Gl = (F - 35)[0.2 + 0.005(LL - 40)] + 0.01(F -15)(PI -10)

...

...

...

Trong đó:

F là phần trăm lượng lọt sàng 0,075 mm, được biểu thị bằng số nguyên. Tỷ lệ phần trăm này chỉ tính toán trên lượng vật liệu lọt qua sàng 75 mm, %

LL là giới hạn chảy

Pl là chỉ số dẻo

6.1.2  Khi chỉ số nhóm tính ra có giá trị âm thì chỉ số nhóm được lấy bằng 0.

6.1.3  Chỉ số nhóm được lấy theo số nguyên gần nhất.

6.1.4  Có thể sử dụng Hình 2 để tính chỉ số nhóm, bằng cách xác định chỉ số nhóm thành phần theo giới hạn chảy và theo chỉ số dẻo, sau đó lấy tổng của hai chỉ số nhóm thành phần,

6.1.5  Khi tính chỉ số nhóm cho các nhóm phụ A-2-6 và A-2-7, chỉ cần sử dụng phần công thức (1) có chứa thông số Pl (hoặc sử dụng Hình 2).

6.2  Cơ sở tính toán của công thức tính chỉ số nhóm GI.

...

...

...

6.2.1.1  Các vật liệu nằm trong nhóm A-1-a, A-1-b, A-2-4, A-2-5, và A-3 được coi là phù hợp cho xây dựng khu vực tác dụng của nền đường nếu công tác thoát nước và đầm chặt được đảm bảo và nằm dưới kết cấu áo đường (lớp móng trên và/hoặc lớp mặt đường) có chiều dày vừa phải, chịu tải trọng thích hợp; hoặc nếu các nhóm đất này được bổ sung bởi một lượng nhỏ chất kết dính tự nhiên hoặc nhân tạo.

Hình 2 - Biểu đồ chỉ số nhóm GI

6.2.1.2  Các “vật liệu dạng hạt có tính sét” thuộc nhóm A-2-6 và A-2-7 và các “vật liệu bụi-sét” thuộc nhóm A-4, A-5, A-6 và A-7 sẽ tạo ra khu vực tác dụng của nền đường có chất lượng từ tốt của nhóm A-2-4, A-2-5 đến trung bình và kém cần được tăng cường bằng cách bố trí thêm một lớp móng dưới hoặc tăng chiều dày lớp móng trên lớn hơn chiều dày quy định tại mục 6.2.1.1

6.2.1.3  Hàm lượng lọt sàng 0,075 mm tối thiểu giới hạn được giả định là 35 % để bỏ qua tính dẻo và được giả định là 15% khi chỉ số dẻo Pl lớn hơn 10.

6.2.1.4  Giới hạn chảy lớn hơn hoặc bằng 40 được giả định là giá trị tới hạn.

6.2.1.5  Chỉ số dẻo lớn hơn hoặc bằng 10 được giả định là giá trị tới hạn.

6.2.1.5  Với đất không có tính dẻo và giới hạn chảy không thể xác định được thì chỉ số nhóm được xem là bằng 0.

6.2.2  Chỉ số nhóm được xác định theo công thức (1) nêu tại mục 6.1.1 không có giá trị giới hạn trên.

...

...

...

6.3  Một số ví dụ tính toán xác định chỉ số nhóm GI trình bày tại Phụ lục A

Phụ lục A

(Tham khảo)

Một số ví dụ tính toán chỉ số nhóm (GI)

A.1  Giả định là vật liệu thuộc A-6 có 55% lọt qua sàng 0,075 mm, giới hạn chảy là 40, và chỉ số dẻo là 25 thì:

GI = (55 - 35) [0,2 + 0,005 (40 - 40)] + 0,01 (55 - 15) (25 - 10) = 4,0 + 6,0 = 10

A.2  Giả định là một vật liệu thuộc A-7 có 80% lọt qua sàng 0,075 mm, giới hạn chảy là 90 và chỉ số dẻo là 50 thì:

GI = (80 - 35) [0,2 + 0.005 (90 - 40)] + 0,01 (80 - 15) (50 - 10) = 20,3 + 26,0 = 46,3 Lấy GI = 46

...

...

...

GI = (60 - 35) [0,2 + 0,005 (25 - 40)] + 0,01 (60 - 15) (1 - 10) = 25 x (0,2 - 0,075) +0,01 (45) (-9) = 3,1 -4,1 =-1,0 Lấy GI = 0

A.4  Giả định là một vật liệu thuộc A-2-7 có 30% lọt qua sàng 0,075 mm, giới hạn chảy là 50 và chỉ số dẻo là 30 thì:

GI = (0,01 (30- 15) (30- 10) = 3

CHÚ THÍCH 7 - Giá trị GI = 3 được tính bằng cách chỉ sử dụng phần công thức có Pl.

A.5  Kết quả tính toán chỉ số nhóm GI được tổng hợp và nêu ở Bảng A.1 dưới đây;

Bảng A.1. Ví dụ tính toán Chỉ số nhóm (GI)

TT

Nhóm đất

Lượng lọt sàng
0,075 mm, %

...

...

...

Chỉ số dẻo
(Pl)

Chỉ số nhóm
(GI)

Đánh giá chất lượng nhóm đất

1

A6

55

40

25

10

...

...

...

2

A7

80

90

50

46

Rất kém

3

A4

...

...

...

25

1

0

Rất tốt

4

A-2-7

30

50

30

...

...

...

Tốt

Mục lục

1 Phạm vi áp dụng

2 Tài liệu viện dẫn

3 Thuật ngữ, định nghĩa và từ viết tắt.

4 Phân loại

5 Mô tả các nhóm đất phân loại

6 Chỉ số nhóm (GI)

...

...

...

(Tham khảo)

Một số ví dụ tính toán chỉ số nhóm (GI)