TCVN 9351:2012 – ĐẤT XÂY DỰNG – PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XUYÊN TIÊU CHUẨN (SPT)

TÓM TẮT TCVN 9351:2012 – ĐẤT XÂY DỰNG – PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XUYÊN TIÊU CHUẨN (SPT)

1. Giới thiệu

TCVN 9351:2012 là tiêu chuẩn Việt Nam quy định phương pháp thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) – một phương pháp thử nghiệm cơ học hiện trường trong khảo sát địa chất. Đây là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất để đánh giá sức kháng xuyên của đất tầng nông đến trung bình sâu, giúp xác định các chỉ tiêu cơ lý phục vụ cho:

• Thiết kế móng công trình.

• Tính sức chịu tải của nền đất.

• Dự báo lún, biến dạng nền công trình.

SPT thường được thực hiện tại các lỗ khoan khảo sát địa chất, là dữ liệu rất quan trọng trong hồ sơ khảo sát nền móng công trình.

Các bạn có thể tham khảo thêm TCVN 4195:2012 hoặc các tiêu chuẩn khác trên website SangCVE.com

2. Mục đích và phạm vi áp dụng

Mục đích của thí nghiệm SPT là xác định:

• Sức kháng xuyên tiêu chuẩn (N) – số búa cần thiết để xuyên mẫu hình ống 30 cm qua đất.

• Phân loại đất tại hiện trường, gián tiếp suy ra cường độ, độ chặt, mức độ nén lún,...

Phạm vi áp dụng:

• Áp dụng cho hầu hết các loại đất: đất hạt mịn, hạt thô, đất rời, đất pha sét...

• Không áp dụng hiệu quả cho đất đá gốc, sỏi cuội lớn hoặc đất cực mềm như bùn chảy.

3. Nguyên lý và cách tiến hành

3.1. Thiết bị chính:

• Ống mẫu SPT: dạng hình trụ ống đôi, đường kính ngoài 50,8 mm, chiều dài 650 mm.

• Búa rơi tiêu chuẩn: khối lượng 63,5 kg, rơi tự do từ độ cao 760 mm.

• Dây khoan, cần khoan, thước đo độ sâu, cần nối...

3.2. Nguyên tắc thực hiện:

• Khi khoan khảo sát đến độ sâu cần thử nghiệm, dừng lại và tiến hành thử SPT.

• Hạ ống mẫu SPT xuống đáy lỗ khoan.

• Thả búa rơi 63,5 kg từ độ cao 760 mm xuống đầu ống.

• Đo số búa cần để ống xuyên sâu 45 cm, chia làm 3 đoạn 15 cm:

  • 15 cm đầu tiên: xuyên "làm quen" – không tính.

  • 30 cm sau đó: ghi lại tổng số búa – gọi là chỉ số SPT (N).

4. Kết quả và ý nghĩa

4.1. Chỉ số xuyên tiêu chuẩn (N):

• Đơn vị: số lần/30 cm.

• N là chỉ tiêu phản ánh độ chặt, độ cứng, sức kháng của đất.

4.2. Đánh giá theo N:

4.3. Từ N, có thể suy ra:

• Góc ma sát trong, lực dính, modun biến dạng E, sức chịu tải nền móng…

• Phục vụ cho tính toán cọc, móng nông, lún, ổn định mái dốc…

5. Quy định kỹ thuật

5.1. Tần suất thí nghiệm:

• Thực hiện tại các hố khoan địa chất.

• Khoảng cách các hố khoan thường 20–50 m với công trình nhỏ; dày hơn với công trình cao tầng.

• Cứ mỗi 1–2 m chiều sâu thực hiện 1 lần SPT, hoặc khi thấy thay đổi địa tầng.

5.2. Điều kiện thi công:

• Khoan đến tầng đất cần thử phải sạch lỗ khoan, không bùn cặn.

• Đảm bảo độ đồng trục giữa cần và ống SPT.

• Tránh nhiễu động đất trước khi thử nghiệm.

5.3. Ghi kết quả:

• Ghi lại chi tiết: độ sâu, loại đất, độ ẩm, mức nước ngầm, số búa từng đoạn, tổng N.

• Kèm bản mô tả đất và nhật ký khoan.

6. Ưu điểm của phương pháp SPT

• Đơn giản, dễ thực hiện, thiết bị gọn nhẹ.

• Chi phí thấp, thích hợp với nhiều loại công trình.

• Có cơ sở kinh nghiệm phong phú từ thực tiễn và công trình đã xây.

• Kết quả dễ so sánh với tiêu chuẩn quốc tế (ASTM, JIS…).

7. Hạn chế của phương pháp SPT

• Độ chính xác phụ thuộc nhiều vào tay nghề, độ chuẩn thiết bị.

• Không phù hợp với đất rất mềm hoặc quá rắn (kết quả dễ sai lệch).

• Có thể gây nhiễu loạn đất nếu khoan không đúng kỹ thuật.

• Không đo trực tiếp chỉ tiêu cơ lý, cần kết hợp với thí nghiệm trong phòng.

8. Kết hợp với các phương pháp khác

• Kết hợp với CPT (Thí nghiệm xuyên tĩnh) để đánh giá chi tiết.

• SPT có thể sử dụng để xác định vùng đặt móng, chiều sâu cọc, lớp đất yếu cần xử lý.

• Dữ liệu SPT thường được sử dụng trong tính toán móng cọc theo TCVN 10304:2014 hoặc móng nông theo TCVN 9361:2012.

9. Ứng dụng thực tiễn

• Trong các báo cáo khảo sát địa chất công trình, SPT là một chỉ tiêu bắt buộc.

• Dùng để phân tích bản đồ địa chất nền móng.

• Dữ liệu SPT giúp các kỹ sư xác định:

  • Chiều sâu chôn móng hợp lý.

  • Có nên xử lý nền đất yếu không.

  • Dự báo mức độ lún và ổn định nền công trình.

10. Kết luận

TCVN 9351:2012 là tiêu chuẩn quan trọng cho công tác khảo sát địa kỹ thuật công trình, cung cấp phương pháp đo chỉ số xuyên tiêu chuẩn (SPT) – một thông số cơ bản phản ánh tính chất cơ học của đất nền. Đây là công cụ thiết yếu với kỹ sư địa kỹ thuật trong thiết kế móng, xử lý nền đất, đảm bảo an toàn và hiệu quả thi công.