ĐÁ
XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI – PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU, VẬN CHUYỂN, LỰA CHỌN MẪU
THÍ NGHIỆM
Rock – Methods of sampling, transportation and choosing of sample for tests
1.1. Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu chung về công tác lấy mẫu, vận chuyển, lựa chọn và bảo quản mẫu đá dùng cho các thí nghiệm ở trong phòng thí nghiệm để xác định các chỉ tiêu cơ lý và thạch học.
1.2. Tiêu chuẩn này áp dụng cho công tác lấy mẫu đá để thí nghiệm trong các giai đoạn khảo sát đánh giá nền đá, vật liệu đá xây dựng công trình thủy lợi và công trình đê điều, phòng chống thiên tai.
2.1. Mẫu đá được lấy phải đảm bảo tính đại diện cho một lớp hay một tầng đá nghiên cứu, đồng thời đủ lượng mẫu cần thiết cho các thí nghiệm theo yêu cầu đề ra và dự phòng để thí nghiệm bổ sung khi cần thiết.
2.2. Lấy mẫu từ hố khoan
2.2.1. Lấy mẫu ở hố khoan là lấy mẫu từ các lõi khoan đã được thực hiện khi khảo sát địa chất công trình (công tác khoan lấy mẫu phải thực hiện đúng yêu cầu kỹ thuật khoan máy và công tác lấy mẫu).
2.2.2. Sau khi kết thúc hố khoan, các lõi khoan đã được xếp vào thùng (khay) lưu mẫu. Khi đã hoàn tất việc mô tả hố khoan, ghi nhật ký lõi khoan, chụp ảnh mẫu, thì tiến hành lấy các lõi khoan từ khay mẫu để đưa về phòng thí nghiệm.
Cần phải đánh số, ghi rõ độ sâu, đánh dấu đầu trên đầu dưới của thỏi bằng sơn không thấm nước (dùng mũi tên để đánh dấu, hướng mũi tên lên phía đầu trên của thỏi) đồng thời dán nhãn vào các thỏi đá với nội dung: ký hiệu mẫu, khoảng cách độ sâu, số hiệu hố khoan, ngày khoan, tên công trình, và mô tả mẫu.
2.2.3. Trong thùng mẫu lưu, những lõi khoan đã lấy để làm thí nghiệm, được thay thế bằng những miếng đệm bằng gỗ có dán nhãn, để lấp đầy khoảng trống trong thùng mẫu để thuận tiện cho việc kiểm tra sau này. Nhãn ghi rõ số lượng thỏi đá đã lấy và khoảng cách độ sâu của các thỏi.
Chú ý: Để đảm bảo sự đồng nhất về mức độ phong hóa, trong cùng một tầng đá khoảng cách giữa các đoạn lõi khoan của một mẫu thí nghiệm không nên cách nhau quá xa.
2.2.4. Số lượng lõi khoan của một mẫu thí nghiệm phụ thuộc vào số lượng các chỉ tiêu cần thí nghiệm và đường kính lõi khoan. Số lượng mẫu đá cho một chỉ tiêu thí nghiệm theo bảng 2.1. Số lượng mẫu chuẩn bị cần gấp hai lần trong bảng 2.1 để dự phòng khi cần thí nghiệm thêm.
Ghi chú: Với tầng đá bị phong hóa mạnh nứt nẻ nhiều, tỷ lệ lõi khoan lấy được thấp, chiều dài các đoạn lõi khoan ngắn, một mẫu gồm nhiều đoạn lõi khoan, khi đó yêu cầu các đoạn lõi khoan có chiều dài không nhỏ hơn hai lần đường kính với thí nghiệm lực học, còn đối với các thí nghiệm vật lý các đoạn lõi khoan có thể ngắn hơn. Trường hợp tầng đá nứt nẻ quá mạnh, số lượng lõi khoan lấy được quá ít, chiều dài các đoạn lõi khoan không đảm bảo chiều cao h hớn hơn hoặc bằng hai lần đường kính D, khi đó phải tận dụng tối đa các lõi khoan lấy được để thực hiện các thí nghiệm vật lý.
2.2.5. Đối với mẫu đá nứt nẻ, dễ vỡ hoặc mềm yếu và mẫu đá có yêu cầu làm thí nghiệm độ ẩm thiên nhiên, khi lấy mẫu xong cần bọc mẫu bằng paraphin rồi gói kỹ bằng giấy nhôm hoặc nilon, sau đó cuốn chặt băng dính phía ngoài. Cần ghi rõ số hiệu mẫu, số hiệu hố khoan, ngày khoan, tên công trình vào nhãn mẫu và dán ở ngoài giấy gói và để trong túi nilon cùng với mẫu.
2.3. Lấy mẫu ở điểm lộ hay mỏ đá
2.3.1. Để lấy các mẫu đá ở các vết lộ hay mỏ đá lộ thiên, nên dùng phương pháp thủ công để tránh gây ra lực xung kích làm mất tính chất nguyên trạng của mẫu. Dùng choòng, búa, để đào, cậy, đẽo thành các tảng có kích thước từ 20x20x20 đến 25x25x25cm. Trường hợp bất đắc dĩ mới dùng phương pháp nổ mìn để lấy mẫu: khi đó, dùng các tảng đá lớn thu được sau khi nổ mìn, đẽo thành các tảng nhỏ có kích thước quy định để đưa về phòng thí nghiệm.
2.3.2. Dùng sơn không thấm nước để đánh dấu ký hiệu mẫu, số hiệu tảng đá, độ sâu lấy mẫu, mặt trên, mặt dưới của mẫu, và thế nằm tự nhiên (đối với đá phân lớp). Ngoài ra, mỗi mẫu thí nghiệm phải có nhãn mẫu ghi rõ ràng các thông tin: Ký hiệu mẫu, vị trí lấy mẫu, độ sâu lấy mẫu, hạng mục hoặc tên công trình, ngày lấy mẫu, tên đá (xác định sơ bộ).
2.3.3. Đối với các mẫu đá nứt nẻ, dễ vỡ, hoặc mềm yếu, các mẫu yêu cầu thí nghiệm ở độ ẩm thiên nhiên, được bao gói và ghi chép tương tự Điều 2.2.5. Sau đó các mẫu được xếp vào thùng và chèn những mảnh bọt xốp để phân cách các tảng đá với nhau và giữa chúng với thành của thùng đựng mẫu để giữ cho mẫu đá khỏi bị tác động cơ học
2.4. Nhãn mẫu hoặc phiếu mẫu
Mỗi mẫu đá được lấy từ hố khoan hay tại điểm lộ, mỏ đá, để đưa về phòng thí nghiệm phải có nhãn mẫu ghi cụ thể, rõ ràng các thông tin sau:
- Tên công trình, hạng mục công trình, địa danh;
- Ký hiệu mẫu và số hiệu của tảng (thỏi);
- Vị trí lấy mẫu, độ sâu lấy mẫu, thế nằm của đá;
- Mô tả sơ lược điều kiện địa chất nơi lấy mẫu, hình dạng bên ngoài của mẫu, màu sắc, khe nứt; tên đá (xác định sơ bộ);
- Tên người lấy mẫu, đơn vị khảo sát;
- Ngày tháng năm lấy mẫu.
2.5. Yêu cầu về khối lượng và kích thước mẫu đá cần thiết cho một chỉ tiêu thí nghiệm
Bảng 2.1: Khối lượng mẫu đá cần thiết cho một số chỉ tiêu thí nghiệm chủ yếu
|
Chỉ tiêu thí nghiệm |
Yêu cầu về khối lượng và kích thước mẫu |
|
|
Đá lõi khoan |
Đá tảng |
|
|
1. Thí nghiệm nén |
Mỗi trạng thái thí nghiệm tối thiểu gồm 3 thỏi có chiều cao h ≥ 2 đường kính D (đối với đá nền); h ≥ D (đối với đá làm vật liệu) |
2-3 tảng có kích thước ≥ 20x20x20cm; hoặc 4-5 tảng có kích thước 10x20x20cm; |
|
2. Thí nghiệm cắt trực tiếp |
Mỗi trạng thái thí nghiệm tối thiểu 9 thỏi có h ≥ D |
|
|
3. Thí nghiệm kéo trực tiếp |
Mỗi trạng thái thí nghiệm tối thiểu gồm 3 thỏi có h ≥ 2D |
|
|
4. Thí nghiệm kéo (theo phương pháp tách vỡ) mẫu hình trụ |
Mỗi trạng thái thí nghiệm tối thiểu gồm 3 thỏi có chiều cao h = D |
|
|
5. Thí nghiệm xác định khối lượng riêng |
|
Dùng 1000-2000g đá, Lấy 100-200g đá để nghiền thành bột |
|
6. Thí nghiệm xác định khối lượng thể tích |
|
3-5 viên đá kích thước 5-6cm, khối lượng 100-200g, thể tích @ 50cm3 |
|
7. Thí nghiệm xác định độ ẩm tự nhiên (hoặc khô gió) |
|
3-5 viên đá, khối lượng không nhỏ hơn 200g, thể tích @ 50cm3 |
|
8. Thí nghiệm xác định mức hút ẩm |
|
3-5 viên đá, khối lượng không nhỏ hơn 200g, thể tích @ 50cm3 |
|
9. Thí nghiệm xác định độ hút nước bão hòa |
|
3-5 viên đá, khối lượng không nhỏ hơn 200g, thể tích @ 50cm3 |
|
10. Thí nghiệm cường độ chịu uốn |
|
Một tảng đá có kích thước 25x25x25cm |
|
11. Thí nghiệm xác định cường độ nén điểm |
Từ 5-10 thỏi có h @ D |
|
|
12. Thí nghiệm xác định hệ số bền vững |
|
Mỗi trạng thái 15-25 viên thể tích @ 50cm3, khối lượng khoảng 1,5kg |
|
13. Thí nghiệm cường độ xung kích |
3-5 thỏi có chiều cao bằng 4-5cm |
|
|
14. Thí nghiệm xác định độ mài mòn bằng phương pháp mài mòn tang quay |
|
Khoảng 50 viên đá có trọng lượng @ 100g. Lọt sàng 75mm, trên Sàng 50mm cho một mẫu thử (tổng 30kg) |
|
15. Thí nghiệm xác định độ nén dập trong xilanh |
|
Theo tiêu chuẩn thí nghiệm cốt liệu bêtông |
|
16. Thí nghiệm xác định khả năng phản ứng kiềm-silic |
|
Theo TCVN tương ứng |
|
17. Thí nghiệm xác định môđun đàn hồi |
3 thỏi đá có chiều cao h = 2 lần đường kính D |
|
|
18. Thí nghiệm xác định vận tốc truyền sóng |
Mỗi mẫu thí nghiệm gồm 3 thỏi đá có chiều cao h ≥ đường kính D |
|
3.1. Mẫu đá (lõi khoan hay đá tảng) được đựng trong thùng mẫu bằng gỗ cứng hoặc vật liệu tương tự. Thùng mẫu cần đánh số hiệu đầy đủ, trên nắp thùng ghi rõ tên, địa chỉ của đơn vị gửi mẫu hoặc tên công trình, số lượng mẫu trong thùng, ngày gửi mẫu. Các thông tin đó có thể ghi bằng sơn trực tiếp lên thùng hoặc ghi chép vào phiếu gửi mẫu để vào thùng mẫu và dán trên nắp thùng ở vị trí dễ nhìn thấy.
Đối với các mẫu đá mềm yếu, dễ vỡ khi để vào thùng mẫu cần được chèn giữ bằng các vật liệu xốp hoặc vật liệu tương tự để tránh va chạm cơ học; bên ngoài thùng phải đánh dấu mặt trên, mặt dưới của thùng mẫu và ghi rõ: “mẫu dễ vỡ yêu cầu cẩn thận khi bốc dỡ và vận chuyển”.
3.2. Bốc mẫu lên phương tiện vận chuyển phải cẩn thận, nhẹ nhàng không được vứt từ trên cao xuống, các thùng mẫu không được xếp chồng lên nhau, phương tiện vận chuyển phải đảm bảo tránh được mưa, nắng trong quá trình vận chuyển.
Chú ý: Các mẫu cần được cách ly với nhiệt độ cao trong quá trình vận chuyển và lưu giữ.
3.3. Trong quá trình vận chuyển, phải có người theo dõi mẫu để phát hiện và xử lý kịp thời các vấn đề có thể dẫn đến sự mất mát, thất lạc, hư hỏng mẫu.
3.4. Mẫu được chuyển đến phòng thí nghiệm, việc bốc dỡ khỏi phương tiện vận chuyển phải cẩn thận, theo thứ tự, từ ngoài vào trong, nâng lên đặt xuống nhẹ nhàng và được chuyển vào phòng lưu giữ mẫu ở phòng thí nghiệm.
4. LỰA CHỌN MẪU VÀ LƯU GIỮ MẪU TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM
4.1. Khi chọn mẫu cần xác định rõ mục đích yêu cầu của thí nghiệm.
Các tảng đá, lõi khoan được lựa chọn phải bảo đảm tính đại diện cho loại đá cần nghiên cứu.
4.2. Một mẫu đá có thể gồm nhiều đoạn lõi khoan hoặc nhiều tảng đá nhỏ phải đảm bảo yêu cầu sau:
- Cùng một loại đá (cùng thành phần khoáng vật, kiến trúc, cấu tạo);
- Cùng mức độ phong hóa, nứt nẻ và trạng thái vật lý;
- Được lấy ở cùng một địa điểm, theo bề mặt hoặc chiều sâu;
- Với những loại đá phân lớp, cần chú ý sự đồng nhất về tính phân lớp của đá;
- Số lượng đá cần thiết cho mỗi mẫu thí nghiệm phụ thuộc vào số chỉ tiêu yêu cầu thí nghiệm và đặc điểm của loại mẫu (đá tảng hoặc lõi khoan, đường kính lõi khoan) được quy định trong các tiêu chuẩn thí nghiệm cụ thể.
4.3. Lưu giữ mẫu trong phòng thí nghiệm: mẫu đá đưa về phòng thí nghiệm được lưu giữ trong nhà để tránh mưa, nắng, ngập nước; có lối đi rộng rãi, thuận tiện cho việc tìm và lấy mẫu.
Chú ý: Các thùng đựng mẫu được xếp trên giá sao cho phía dán phiếu mẫu phải quay về hướng dễ nhìn thấy.
4.4. Phòng để mẫu phải thoáng, có độ ẩm khoảng 80%, thời gian lưu giữ mẫu không quá 60 ngày, kể từ ngày lấy mẫu đến khi bắt đầu thí nghiệm.
4.5. Sau khi thí nghiệm xong, mẫu đá đã thí nghiệm, cũng được lưu giữ lại cùng với các mẫu lưu, để xem xét khi cần thiết. Thời hạn lưu giữ mẫu đá thí nghiệm, theo yêu cầu của các đơn vị gửi mẫu và theo quy định hiện hành.