TCVN 8869:2011 – Quy trình đo áp lực nước lỗ rỗng trong đất

Tóm tắt tiêu chuẩn TCVN 8869:2011 – Quy trình đo áp lực nước lỗ rỗng trong đất

1. Mục đích và phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn TCVN 8869:2011 quy định quy trình kỹ thuật đo áp lực nước lỗ rỗng trong đất tại hiện trường. Áp lực nước lỗ rỗng là áp suất của nước nằm trong các khe hở (lỗ rỗng) giữa các hạt đất. Việc đo đạc này giúp đánh giá được điều kiện ổn định, khả năng chịu tải và các đặc tính cơ lý của nền đất trong xây dựng công trình như đê, đập, nền móng, đường giao thông,…

Tiêu chuẩn áp dụng cho các loại đất bão hòa và không bão hòa, chủ yếu là đất yếu và đất có khả năng thay đổi đặc tính cơ lý khi chịu tác động của nước.

Các bạn có thể tham khảo thêm TCVN 4119-1985 hoặc các tiêu chuẩn khác trên website SangCVE.com

Quy trình đo áp lực nước lỗ rỗng trong đất

2. Nguyên lý đo áp lực nước lỗ rỗng

Áp lực nước lỗ rỗng có thể được đo bằng các thiết bị đo trực tiếp tại hiện trường. Nguyên lý hoạt động cơ bản là ghi nhận mức nước trong lỗ khoan hoặc áp suất của nước qua ống lọc đã được chôn trong lòng đất. Thiết bị đo có thể là dạng mở (open standpipe piezometer) hoặc dạng kín (piezometer điện hoặc thủy lực).

3. Phân loại thiết bị đo

Tiêu chuẩn đưa ra 3 nhóm thiết bị đo:

• Piezometer dạng hở (ống nước): Gồm ống lọc gắn với ống nhựa PVC, phù hợp đo tại các lớp đất thấm nước cao.

• Piezometer áp lực kiểu điện hoặc thủy lực (dạng kín): Đo trực tiếp áp suất nước bằng cảm biến, phù hợp với các lớp đất yếu, đất có độ thấm thấp.

• Piezometer dạng tế bào đo áp lực (Pressure Cell): Dùng đo áp lực nước lỗ rỗng hoặc tổng áp lực đất, sử dụng cảm biến áp điện.

4. Quy trình lắp đặt và thi công

a. Chuẩn bị hiện trường:

• Xác định vị trí lỗ khoan, độ sâu cần đo.

• Tiến hành khoan lỗ theo thiết kế (đường kính từ 50–100 mm).

• Làm sạch lỗ khoan trước khi lắp thiết bị.

b. Lắp đặt thiết bị:

• Đặt ống lọc vào đúng độ sâu cần thiết.

• Đổ cát lọc xung quanh ống lọc (thường là cát hạt mịn, sạch).

• Lấp lớp bentonite hoặc xi măng để ngăn nước thấm từ lớp đất trên xuống.

• Ghi nhận chiều dài từng lớp vật liệu và cao độ lắp đặt.

c. Hoàn thiện:

• Gắn đầu đo hoặc ống dẫn lên mặt đất.

• Ghi nhật ký thi công lắp đặt: thời gian, chiều sâu, cấu tạo đất, tên thiết bị.

5. Phương pháp đo và ghi nhận dữ liệu

a. Piezometer dạng hở:

• Dùng thước đo mực nước hoặc thiết bị ghi mực nước tự động.

• Ghi lại mực nước tại thời điểm đo, sau đó tính toán áp lực nước theo công thức:

  u = γw × h
  Trong đó:

  • u: áp lực nước lỗ rỗng (kPa)

  • γw: trọng lượng riêng của nước (~9.81 kN/m³)

  • h: chiều cao cột nước từ điểm đo đến mực nước tự do

b. Piezometer dạng kín:

• Sử dụng đầu đo điện tử hoặc thủy lực kết nối với bộ thu tín hiệu.

• Ghi giá trị trực tiếp trên màn hình hoặc lưu trữ dữ liệu tự động.

• Hiệu chỉnh thiết bị theo định kỳ để đảm bảo độ chính xác.

6. Tần suất đo và thời gian quan trắc

• Trong giai đoạn đầu thi công: đo liên tục hàng ngày hoặc theo ca.

• Giai đoạn ổn định: đo theo chu kỳ (3 ngày/lần, tuần/lần).

• Thời gian quan trắc phụ thuộc vào đặc điểm công trình, thường kéo dài từ vài tuần đến vài tháng hoặc hơn.

7. Phân tích và xử lý số liệu

• Vẽ biểu đồ biến đổi áp lực nước theo thời gian.

• So sánh với mực nước ngầm khu vực.

• Phân tích xu hướng: tăng giảm đột ngột hay ổn định.

• Kết hợp với các thông số địa chất, nền móng, ứng suất để đánh giá rủi ro trượt lở, lún hoặc mất ổn định.

8. An toàn và bảo trì thiết bị

• Đảm bảo thiết bị được bảo vệ khỏi tác động cơ học và thời tiết.

• Định kỳ kiểm tra độ kín của hệ thống.

• Tránh tắc nghẽn ống lọc hoặc hỏng cảm biến.

9. Biểu mẫu và ghi chép

Tiêu chuẩn cung cấp biểu mẫu chuẩn để ghi chép các thông tin:

• Tên công trình, mã vị trí đo

• Thông tin thiết bị, độ sâu, cao độ mực nước

• Thời gian đo, đơn vị đo, người thực hiện

• Ghi chú điều kiện thời tiết, mưa, thủy văn