TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 9350:2012
ĐẤT XÂY DỰNG - PHƯƠNG PHÁP PHÓNG XẠ XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM VÀ ĐỘ CHẶT CỦA ĐẤT TẠI HIỆN TRƯỜNG
Soils - Nuclear method for determination of moisture content and density ofsoil in situ
Lời nói đầu
TCVN 9350:2012 được chuyển đổi từ TCXDVN 301:2003 theo quy định tại khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a khoản 1 Điều 7 Nghị định số127/2007/NĐ-CP ngày 01/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.
TCVN 9350:2012 do Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
ĐẤT XÂY DỰNG - PHƯƠNG PHÁP PHÓNG XẠ XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM VÀ ĐỘ CHẶT CỦA ĐẤT TẠI HIỆN TRƯỜNG
Soils - Nuclear method for determination of moisture content and density ofsoil in situ
1 Phạm vi áp dụng
1.1 Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định nhanh khối lượng thể tích tự nhiên, khối lượng thể tích khô, độ ẩm và độ chặt tại hiện trường của đất dính và rời được đầm chặt hoặc ở trạng thái tự nhiên của lớp bề mặt bằng thiết bị phóng xạ.
1.2 Tiêu chuẩn này áp dụng cho việc kiểm tra chất lượng và nghiệm thu công tác đầm nện đất tại các công trường xây dựng. Phạm vi hiệu quả của kết quả thí nghiệm cho phương pháp phóng xạ là 30 cm chiều dày lớp đất.
Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên 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 4201:2012, Đất xây dựng - Phương pháp xác định độ chặt tiêu chuẩn trong phòng thí nghiệm.
TCVN 4196:2012, Đất xây dựng - Phương pháp xác định độ ẩm và độ hút ẩm trong phòng thí nghiệm.
3 Thuật ngữ và định nghĩa
Trong tiêu chuẩn này có sử dụng các thuật ngữ, định nghĩa sau:
3.1
Khối lượng thể tích khô của đất (Dry unit weight)
Khối lượng của phần cốt đất trên đơn vị thể tích đất (gk, g/cm³).
3.2
Khối lượng thể tích tự nhiên của đất (Unit weight)
Khối lượng tổng cộng của phần cốt đất và nước trên đơn vị thể tích đất tự nhiên (gw, g/cm³).
3.3
Khối lượng thể tích ẩm (Moisture density)
Khối lượng của nước trên đơn vị thể tích đất. Giá trị này khác với độ ẩm (m, g/cm³).
CHÚ THÍCH: Khối lượng thể tích tự nhiên và khối lượng thể tích ẩm được dùng trong tiêu chuẩn này là đại lượng để mô tả các thí nghiệm nhằm phân biệt với các đại lượng dẫn xuất của chúng là khối lượng thể tích khô và độ ẩm.
3.4
Hệ số đầm chặt (K) của đất (Degree of compaction)
Tỷ số giữa khối lượng thể tích khô của đất tại hiện trường và khối lượng thể tích khô lớn nhất.
4 Nguyên lý của phương pháp phóng xạ
4.1 Đo khối lượng thể tích tự nhiên (Hình 1)
Hình 1 - Sơ đồ nguyên lý đo
Phương pháp dựa trên sự yếu dần của tia Gamma xuất phát từ một nguồn Gamma (thường ở đầu dò di động) do ảnh hưởng của tán xạ Compton và hấp thụ điện - quang. Cường độ của tia Gamma khi tới đầu thu (thường được gắn cố định ở bản đáy của máy) tỷ lệ thuận với mật độ điện tử. Tương tác giữa tia Gamma và nguyên tử vật liệu càng mạnh thì vật liệu bị chiếu tia càng đặc chắc. Điều này cho ta biết khối lượng thể tích tự nhiên của đất thông qua việc xác định cường độ tia Gamma khi truyền qua môi trường đất trên cơ sở so sánh với một biểu giá trị chuẩn thích hợp.
Theo nguyên tắc này, có hai cách đo khối lượng thể tích tự nhiên:
a) Phương pháp phóng xạ truyền trực tiếp
- Nguồn tia Gamma được gắn ở đầu dò di động và được đưa xuống dưới sâu vào vị trí cần đo;
- Đầu thu tia Gamma được gắn cố định vào bản đáy của máy;
- Tia Gamma thu được ở đầu thu từ nguồn phát sau khi đã đi qua môi trường vật liệu cần đo;
b) Phương pháp tán xạ ngược
- Nguồn tia Gamma được gắn ở đầu dò thường đặt ở vị trí dưới bản đáy của máy;
- Đầu thu tia Gamma được gắn cố định vào bản đáy của máy;
- Tia Gamma thu được ở đầu thu từ nguồn phát sau khi đã đi vào môi trường vật liệu cần đo và tán xạ ngược trở lại bề mặt tiếp xúc giữa môi trường cần đo và máy.
4.2 Đo khối lượng thể tích ẩm
Phương pháp dựa trên sự giảm tốc của Nơtron xuất phát từ một nguồn Nơtron nhanh do va chạm, chủ yếu với các hạt nhân Hydro. Bằng cách đo số lượng các Nơtron bị làm chậm do quá trình tương tác với nguyên tử Hydro khi đi qua môi trường vật liệu có thể xác định số lượng nguyên tử Hydro có trong vật liệu. Trên cơ sở số đếm nguyên tử Hydro này cho ta biết lượng nước có mặt trong khối đất, thông qua so sánh với một biểu chuẩn (với giả định nước là nguồn Hydro chủ yếu trong đất).
CHÚ THÍCH: Cả nguồn Nơtron cũng như đầu thu thường được cố định ở các vị trí gần bản đế của máy và cách biệt với thiết bị đo dung trọng tự nhiên. Do đó, mặc dù việc đo khối lượng thể tích ẩm và đo khối lượng thể tích tự nhiên được tiến hành riêng rẽ, thiết bị đo thường được thiết kế sao cho cả hai thí nghiệm được tiến hành đồng thời, bất kể khối lượng thể tích tự nhiên được xác định bằng phương pháp trực tiếp hay tán xạ ngược.
5 Phương pháp xác định
5.1 Khái quát
Để xác định được hệ số đầm chặt, cần xác định được hai thông số: khối lượng thể tích khô tại hiện trường và khối lượng thể tích khô lớn nhất của đất:
- Khối lượng thể tích khô lớn nhất: xác định theo TCVN 4201:2012;
- Khối lượng thể tích tự nhiên, khối lượng thể tích khô và độ ẩm tại hiện trường được xác định bằng phương pháp phóng xạ.
5.2 Thiết bị thí nghiệm
5.2.1 Các bộ phận chính của máy
- Máy đo phóng xạ bề mặt đã lập được đường chuẩn dùng để đo khối lượng tự nhiên, khối lượng thể tích ẩm. Máy bao gồm: nguồn phóng xạ được bảo vệ bảo đảm an toàn trong quá trình sử dụng và bảo quản, các đầu thu và thiết bị đọc, pin điện, cần nguồn có thể kéo ra được để đưa vào lỗ khoan trong đất.
- Các khối chuẩn làm bằng vật liệu thích hợp dùng để kiểm tra vận hành của máy và để lập các điều kiện số đếm tiêu chuẩn phát sinh. Các khối chuẩn sẽ được đánh số cùng với số máy và sẽ không được đổi giữa các máy với nhau.
- Dụng cụ để chuẩn bị khu vực thí nghiệm bao gồm dụng cụ để san phẳng bề mặt đất ở chỗ thí nghiệm như xẻng, cuốc, dao cắt, cọc thép và búa hoặc mũi khoan thích hợp để tạo lỗ thí nghiệm cho phương pháp truyền trực tiếp đo dung trọng tự nhiên...
5.2.2. Các bộ phận liên quan
- Hộp đựng máy khi vận chuyển;
- Sổ theo dõi để ghi số liệu hiệu chuẩn và sự ổn định của kết quả thí nghiệm;
Kết quả lập đường chuẩn: có thể được thể hiện ở dạng biểu đồ và được lưu trữ trong bộ nhớ của hệ thống đọc;
- Sổ tay hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất, chứng chỉ hiệu chuẩn.
Một số đặc trưng cơ bản của thiết bị đo được trình bày ở Bảng 1.
Bảng 1 - Một số đặc trưng kỹ thuật của thiết bị dùng để đo độ chặt tại hiện trường
Số TT
|
Các đặc tính của máy
|
Giới hạn cho phép
|
1
|
Nguồn phát xạ Gamma
|
10 mCi (370 mBq) Xesi 137
|
2
|
Nguồn Nơtron
|
50 mCi (1,85x10-3 mBq) Americium 241/Be
|
3
|
Mức phóng xạ tại tay cầm
|
< 0,1 mrem/h
|
4
|
Tính năng đo
|
Đo được khối lượng thể tích khô, độ ẩm và hệ số độ chặt K
|
5
|
Phạm vi đo
|
Khối lượng thể tích từ 1,120 g/cm³ đến 2,73 g/cm³
Độ ẩm: từ 0 đến 0,64 g/cm³
|
6
|
Độ chính xác
|
Khối lượng thể tích: < 0,003 4 g/cm³
Độ ẩm: < 0,005 g/cm³
|
7
|
Nhiệt độ sử dụng
|
Từ âm 10 °C đến dương 70 °C
|
5.2.3 Các máy phóng xạ chỉ có chức năng đo khối lượng thể tích tự nhiên cũng có thể được dùng để làm thí nghiệm này, miễn là nó đáp ứng được các yêu cầu của tiêu chuẩn này.
5.2.4 Yêu cầu về an toàn và sử dụng thiết bị
- Thiết bị hạt nhân dùng cho phương pháp này là nguồn phát ra các tia phóng xạ, nên trước khi sử dụng máy cần phải có hiểu biết về các nguy hiểm của nó và phải tuân thủ đúng các quy định của Nhà nước về an toàn lao động đối với các loại thiết bị này;
- Các nguồn phóng xạ và cần nguồn của máy phải được bảo vệ bảo đảm an toàn trong quá trình sử dụng và bảo quản;
- Hạn chế thời gian sử dụng máy tới mức tối thiểu để giảm bớt ảnh hưởng phóng xạ;
- Việc vận hành thiết bị này phải do các kỹ thuật viên có chuyên môn thực hiện và phải có các dụng cụ chuyên dùng kèm theo;
- Việc xử lý và sửa chữa phải do các kỹ thuật viên chuyên môn tiến hành và có các dụng cụ chuyên dùng.
5.2.5 Hiệu chuẩn và ổn định thiết bị trước khi thí nghiệm
Máy phải được hiệu chuẩn lại sau mỗi lần sửa chữa lớn mà có thay nguồn, đầu thu hoặc các bộ phận chính khác.
a) Xây dựng đường chuẩn
Cần tiến hành xây dựng các loại đường chuẩn sau:
- Đường chuẩn đo khối lượng thể tích tự nhiên;
- Đường chuẩn đo khối lượng thể tích ẩm;
Việc xây dựng đường chuẩn như trên cần lặp lại ba tháng một lần khi việc thí nghiệm được tiến hành liên tục, với một số đường chuẩn cụ thể trong một thời gian dài hơn thời gian trên theo Phụ lục A.
b) Hiệu chuẩn máy
- Tiến hành hiệu chuẩn máy đo trên các khối chuẩn cho mỗi phương pháp đo khi bắt đầu và kết thúc mỗi ngày làm việc. Thủ tục này cũng phải được lặp lại sau 8 h làm việc liên tục, nhưng nếu có thể được thì nên lặp lại thường xuyên hơn;
- Duy trì ghi chép các số liệu này thường xuyên. Khi máy bị tắt thì phải lặp lại thủ tục tiêu chuẩn hoá;
- Tiến hành hiệu chuẩn theo quy trình ở B.1 Phụ lục B.
c) Ổn định máy:
Tiến hành kiểm tra sự ổn định của máy cho mỗi phương pháp đo ít nhất một tháng một lần khi máy được sử dụng thường xuyên hàng ngày và ít nhất ba tháng một lần cho các trường hợp khác. Trình tự ổn định máy tuân theo các bước ở B.2.
5.3 Quy trình đo
Đăng nhận xét