Tiêu chuẩn TCVN 12660:2019 Yêu cầu kỹ thuật tro xỉ nhiệt điện đốt than làm nền đường ô tô

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12660:2019

TRO XỈ NHIỆT ĐIỆN ĐỐT THAN LÀM NỀN ĐƯỜNG Ô TÔ - YÊU CẦU KỸ THUẬT, THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU

Coal ash of thermal power plant in construction of highway embankments- Technical, construction and acceptance requirements

Lời nói đầu

TCVN 12660:2019 do Trường Đại học 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.

TRO XỈ NHIỆT ĐIỆN ĐỐT THAN LÀM NỀN ĐƯỜNG Ô TÔ - YÊU CẦU KỸ THUẬT, THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU

Coal ash of thermal power plant in construction of highway embankments- Technical, construction and acceptance requirements

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định những yêu cầu kỹ thuật, thi công và nghiệm thu tro xỉ và hỗn hợp tro xỉ nhiệt điện đốt than làm nền đường ô tô (sau đây gọi là nền đường).

Tro xỉ sử dụng trong tiêu chuẩn này phải thỏa mãn các yêu cầu quy định trong TCVN 12249:2018.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau 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 5747:1993, Đất xây dựng-phân loại

TCVN 9436:2012, Nền đường ô tô -Thi công và nghiệm thu

TCVN 12249:2018, Tro xỉ nhiệt điện đốt than làm vật liệu san lấp - Yêu cầu chung

AASHTO M145-91(2017), Standard Specification for Classification of Soils and Soil - Aggregate Mixtures for Highway Construction Purposes (Tiêu chuẩn phân loại đất và hỗn hợp cấp phối đất cho mục đích xây dựng đường ôtô).

AASHTO T267-86(2000), Determination of Organic Content in Soils by Loss on Ignition (Xác định hàm lượng hữu cơ trong đất theo hỗn hợp tổn thất khi nung).

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này, sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1  Tro bay (Fly ash)

Loại thải phẩm bụi mịn thu được từ thiết bị lọc bụi của nhà máy nhiệt điện trong quá trình đốt than.

3.2  Xỉ đáy (Bottom ash)

Loại thải phẩm thu được ở đáy lò của nhà máy nhiệt điện trong quá trình đốt than thường ở dạng cục hoặc dạng hạt.

3.3  Tro xỉ nhiệt điện (Coal ash)

Loại thải phẩm thu được của quá trình đốt than trong các nhà máy nhiệt điện than bao gồm tro bay hoặc xỉ đáy hoặc hỗn hợp tro bay và xỉ đáy.

3.4  Hỗn hợp tro xỉ nhiệt điện (Coal ash mixing)

Hỗn hợp bao gồm tro xỉ nhiệt điện phối trộn với vật liệu khác thành hỗn hợp theo cấp phối nhất định để cải thiện các đặc tính cơ lý hóa của hỗn hợp vật liệu.

3.5  Nền đường (Highway embankments and cuttings)

Nền đường gồm có nền đắp và nền đào, là bộ phận cơ bản của công trình đường ô tô. Nền đường bao gồm toàn bộ phần đào, đắp vật liệu (đào đất hoặc đá; đắp đất, đá hoặc đắp vật liệu khác) trong phạm vi mặt cắt ngang thiết kế (thi công) của đường ô tô, trừ phần thuộc kết cấu áo đường.

Mặt cắt ngang thiết kế (thi công) nền đường được giới hạn bởi mặt ta luy nền đường, mặt lề đường, mặt ranh giới bố trí kết cấu áo đường và cả phạm vi liên quan cần phải áp dụng các giải pháp xử lý để tăng cường độ và độ ổn định của nền mặt đường (xử lý thay đất, xử lý thoát nước, bố trí công trình chống đỡ và phòng hộ nền đường, xử lý nền đất yếu, xử lý chống sụt lở v.v...).

Trong tiêu chuẩn này chỉ đề cập tới nền đắp.

3.6  Nền đắp (Embankment)

Loại nền đường hình thành bằng cách đắp đất, đá, tro xỉ nhiệt điện (hoặc vật liệu khác) cao hơn mặt địa hình tự nhiên tại chỗ. Thân nền đắp được giới hạn bởi mái ta luy đắp, lề đắp, ranh giới bố trí kết cấu áo đường và cả phạm vi xử lý thay đất nằm dưới mặt địa hình tự nhiên (nếu có).

3.7  Lớp đất đắp trung gian (Intermediate soil layer)

Lớp vật liệu bằng đất đắp chọn lọc có chiều dày từ 30 cm đến 50 cm được bố trí giữa các lớp tro xỉ nhiệt điện, hỗn hợp tro xỉ nhiệt điện để tăng ổn định của nền đường, hạn chế việc hóa lỏng hoặc bụi, ngăn các nguồn ẩm và tạo mặt bằng cho xe, máy thi công các lớp trên.

3.8  Mái ta luy (Slope)

Ranh giới hai bên của nền đào (ta luy đào) hoặc ranh giới hai bên của nền đắp (ta luy đắp) hoặc là ranh giới hai bên của nền nửa đào, nửa đắp.

3.9  Khu vực tác dụng của nền đường và lớp 30 cm nền đường trên cùng (Subgrade and the upper layer of subgrade)

Khu vực tác dụng của nền đường là phần nền đường trong phạm vi chiều sâu 80 cm đến 100 cm kể từ đáy kết cấu áo đường trở xuống. Đây là phạm vi nền đường cần có sức chịu tải cao để cùng với kết cấu áo đường chịu tác động của tải trọng bánh xe truyền xuống. Đường có nhiều xe nặng chạy thì phạm vi chiều sâu khu vực tác dụng lấy trị số lớn.

Trong phạm vi chiều sâu khu vực tác dụng thường được phân chia thành 02 phần:

Phần 30 cm trên cùng trực tiếp với đáy kết cấu áo đường (lớp nền trên cùng hoặc lớp nền thượng), phần còn lại của chiều sâu khu vực tác dụng (50 cm đến 70 cm) phía dưới.

Nếu kết cấu nền mặt đường có bố trí thêm lớp đáy mỏng thi lớp này cũng thuộc khu vực tác dụng của nền đường và thay thế cho lớp 30 cm nền đường trên cùng.

4  Yêu cầu kỹ thuật

4.1.  Yêu cầu chung

Nền đường đắp bằng tro xỉ nhiệt điện phải phù hợp với các quy định tại Điều 4 TCVN 9436:2012. Vật liệu sử dụng trong nền đường đắp bằng tro xỉ nhiệt điện và hỗn hợp tro xỉ nhiệt điện phải phù hợp với các quy định tại TCVN 12249:2018 và Điều 5 TCVN 9436:2012. Ngoài ra, loại nền đường và các loại vật liệu này còn phải đáp ứng thêm các yêu cầu cụ thể tại 4.2 và 4.3.

4.2.  Yêu cầu cụ thể đối với nền đường

4.2.1.  Nền đường phải được đắp bao cả hai bên mái ta luy và phần đỉnh nền phía trên bằng đất đắp phù hợp để chống xói lở bề mặt, đồng thời tạo thuận lợi cho việc đi lại của xe, máy thi công.

Đất đắp bao hai bên mái taluy phải có chỉ số dẻo lớn hơn hoặc bằng 7. Chiều dày đắp bao hai bên mái dốc tối thiểu là 1,0 m. Phải có các biện pháp thoát nước cho nền đường qua lớp đắp bao ta luy.

4.2.2.  Lớp đất đắp bao phần trên đỉnh nền có chiều dày tối thiểu là 0,5 m, được đánh dốc ra ngoài phạm vi nền đường để thoát nước. Không nên dùng vật liệu rời rạc cho lớp đắp bao này để hạn chế nước mưa, nước mặt xâm nhập vào phần đắp bằng tro xỉ nhiệt điện hoặc hỗn hợp tro xỉ nhiệt điện. Trong trường hợp bắt buộc phải dùng các loại vật liệu rời rạc, cần phải có thêm vải địa kỹ thuật phía dưới lớp đắp bao.

4.2.3 Giữa các lớp tro xỉ nhiệt điện hoặc hỗn hợp tro xỉ nhiệt điện nên bố trí các lớp đất trung gian bằng vật liệu đất chọn lọc có chiều dày tối thiểu 0,3m (xem Phụ lục A).

4.3.  Yêu cầu cụ thể đối với vật liệu tro xỉ nhiệt điện và hỗn hợp tro xỉ nhiệt điện

4.3.1.  Khi sử dụng làm nền đường ô tô, tro xỉ nhiệt điện và hỗn hợp tro xỉ nhiệt điện được phân loại theo AASHTO M145-91 (xem Phụ lục B).

4.3.2. Chỉ sử dụng tro xỉ nhiệt điện và hỗn hợp tro xỉ nhiệt điện trong nền đắp.

4.3.3.  Không sử dụng tro xỉ nhiệt điện hoặc hỗn hợp tro xỉ nhiệt điện để xây dựng các bộ phận của nền đường trong phạm vi khu vực tác dụng của nền đường cũng như trong khu vực dưới mức nước ngập hoặc mức nước ngầm.

4.3.4. Vật liệu tro xỉ nhiệt điện và hỗn hợp tro xỉ nhiệt điện phải có sức chịu tải CBR nhỏ nhất như quy định tại Bảng 1.

Bảng 1 - Quy định về sức chịu tải (CBR) nhỏ nhất

4.3.5.  Không được sử dụng trực tiếp các loại tro xỉ nhiệt điện hoặc hỗn hợp tro xỉ nhiệt điện dưới đây để đắp bất cứ bộ phận nào của nền đường:

- Tro xỉ nhiệt điện, hỗn hợp tro xỉ nhiệt điện thuộc nhóm A-8 theo AASHTO M145 (hoặc tương đương theo TCVN 5747:1993) (xem Phụ lục B);

- Tro xỉ nhiệt điện, hỗn hợp tro xỉ nhiệt điện có thành phần hữu cơ quá 10,0 %, có lẫn cỏ và rễ cây, lẫn rác thải sinh hoạt (Hàm lượng hữu cơ xác định theo AASHTO T267-86);

- Tro xỉ nhiệt điện, hỗn hợp tro xỉ nhiệt điện có lẫn các thành phần muối dễ hòa tan lớn hơn 5 % (Hàm lượng muối hòa tan xác định theo Phụ lục D, TCVN 9436:2012);

- Tro xỉ nhiệt điện, hỗn hợp tro xỉ nhiệt điện có độ trương nở lớn hơn 3,0 %;

- Tro xỉ, hỗn hợp tro xỉ thuộc phụ nhóm A-7-6 (theo AASHTO M145 hoặc tương đương theo TCVN 5747:1993) có chỉ số nhóm từ 20 trở lên (xem Phụ lục B).

5  Thi công và nghiệm thu

5.1  Yêu cầu chung

Công tác thi công, nghiệm thu nền đường đắp bằng tro xỉ nhiệt điện hoặc hỗn hợp tro xỉ nhiệt điện tuân thủ quy định tại TCVN 9436:2012. Ngoài ra còn phải đáp ứng các yêu cầu cụ thể quy định tại 5.2.

5.2  Yêu cầu cụ thể

5.2.1  Chuẩn bị thi công nền đường

Vật liệu tro xỉ nhiệt điện rất dễ bị hóa lỏng khi có độ ẩm cao. Do vậy, trước, trong và sau khi thi công phải luôn có các biện pháp thoát nước hiện trường (kể cả đối với nước mặt và nước ngầm).

Phải có phương án che chắn cho khối tro xỉ nhiệt điện hoặc hỗn hợp tro xỉ nhiệt điện trong trường hợp chưa hoàn thiện được công tác lu lèn, đắp bao để tránh bụi (trời nắng, gió) hoặc hóa lỏng (trời mưa).

5.2.2  Vận chuyển

Thùng xe ô tô cũng như thùng chứa của phương tiện vận chuyển khác phải kín, có bạt che phủ.

Trước khi ra khỏi công trường, phương tiện vận chuyển phải được vệ sinh để tránh phát tán bụi vào không khí.

5.2.3  Rải và đầm nén

Các lớp đất trung gian và lớp đất bao đỉnh nền phải được rải và đầm nén riêng, với độ dốc ngang (sau khi lu lèn) từ 2 % đến 4 % (hướng ra ngoài).

Tro xỉ nhiệt điện, hỗn hợp tro xỉ nhiệt điện phải được rải theo từng lớp có độ dốc ngang hướng ra ngoài nền đường.

Sau khi san rải, tro xỉ nhiệt điện và hỗn hợp tro xỉ nhiệt điện phải được đầm nén càng sớm càng tốt để đảm bảo được độ ẩm theo yêu cầu. Công tác lu lèn phải liên tục và nên được kết thúc sau mỗi ca thi công.

Lớp đắp bao ta luy được tiến hành xây dựng song song với nền tro xỉ và được đầm nén bằng máy.

Trong quá trình thi công, phải có biện pháp hạn chế nước mưa tích tụ trong thân nền đắp bằng tro xỉ nhiệt điện hoặc hỗn hợp tro xỉ nhiệt điện. Phải bố trí rãnh xương cá tạm thời hoặc tầng đệm thoát nước bằng vải địa kỹ thuật hoặc bấc thấm ngang kết hợp với các giải pháp thoát nước qua lớp đắp bao ta luy để thoát nước tích tụ ra ngoài.

5.3  Kiểm tra, nghiệm thu

Công tác kiểm tra, nghiệm thu nền đường đắp bằng tro xỉ nhiệt điện hoặc hỗn hợp tro xỉ nhiệt điện phải phù hợp với các quy định tại Điều 12 TCVN 9436:2012. Ngoài ra, phải đáp ứng yêu cầu đối với nước chiết và độ phóng xạ an toàn quy định tại TCVN 12249:2018.

6  Các biện pháp an toàn lao động và bảo vệ môi trường

Công tác thi công nền đường đắp bằng tro xỉ nhiệt điện hoặc hỗn hợp tro xỉ nhiệt điện phải tuân thủ quy định tại Điều 11 TCVN 9436:2012. Ngoài ra, còn phải đáp ứng các yêu cầu sau:

- Phương tiện vận chuyển phải được che chắn, vệ sinh để hạn chế bụi phát tán vào không khí.

- Khi thi công lớp tro xỉ nhiệt điện hoặc hỗn hợp tro xỉ nhiệt điện trong điều kiện trời nắng, khô, phải tưới nước thường xuyên để đảm bảo hàm lượng bụi không vượt quá trị số cho phép theo quy định hiện hành và tuân thủ quy định của Luật bảo vệ môi trường.

- Trong trường hợp có mưa lớn, ngập nước, phải đánh giá, kiểm tra tình trạng của nền đường đắp bằng tro xỉ hoặc hỗn hợp tro xỉ trước khi tiếp tục thi công các lớp tiếp theo để tránh tình trạng phương tiện thi công bị lún, nghiêng mất an toàn khi đi trên nền đắp.

- Phải trang bị cho cán bộ công nhân trực tiếp thi công các phương tiện chống bụi.

Phụ lục A

(Tham khảo)

Một số cấu tạo nền đắp bằng tro xỉ nhiệt điện hoặc hỗn hợp tro xỉ nhiệt điện

Phụ lục B

(Tham khảo)

Mô tả tóm tắt một số nhóm phân loại đất theo AASHTO M145

(Chi tiết xem trong tiêu chuẩn tương ứng)

Vật liệu sét - bùn - Có nhiều hơn 35 % lọt qua sàng 75 μm (N°. 200).

Nhóm A-4 - Vật liệu điển hình của nhóm này là đất bùn không dẻo hoặc dẻo vừa thường có 75% hoặc hơn lọt qua sàng 75 μm (N°. 200). Nhóm này cũng bao gồm hỗn hợp đất bùn mịn và lên tới 64% cát và sỏi giữa lại trên sàng 75 μm (N°. 200).

Nhóm A-5 - Vật liệu điển hình của nhóm này giống như được mô tả trong nhóm A-4, ngoại trừ vật liệu có tính chất diatomit và mica và có thể có tính dẻo cao như thể hiện bởi giới hạn chảy cao.

Nhóm A-6 - Vật liệu điển hình của nhóm này là đất sét dẻo thường có 75 % hoặc hơn lọt qua sàng 75 μm (N°. 200). Nhóm này cũng bao gồm hỗn hợp đất sét mịn và lên tới 64 % cát và sỏi giữa lại trên sàng 75 μm (N°. 200). Vật liệu nhóm này thường có sự thay đổi thể tích lớn giữa trạng thái ấm và khô.

Nhóm A-7 - Vật liệu điển hình của nhóm này giống như được mô tả trong nhóm A-6, ngoại trừ vật liệu có đặc trưng giới hạn chảy cao của nhóm A-5 và có thể có tính dẻo ngay khi phải chịu thay đổi thể tích lớn.

Phụ nhóm A-7-5 bao gồm các vật liệu này có chỉ số dẻo vừa phải liên quan đến giới hạn chảy và có thể có tính dẻo cao ngay khi chịu sự thay đổi thể tích đáng kể.

Phụ nhóm A-7-6 bao gồm các vật liệu này có chỉ số dẻo cao liên quan đến giới hạn chảy và chịu sự thay đổi thể tích rất lớn.

Nhóm A8 bao gồm các loại đất có hàm lượng hữu cơ cao (than bùn hoặc tạp chất) có thể được phân loại trong nhóm A-8. Sự phân loại các vật liệu này dựa vào việc kiểm tra bằng mắt, và không phụ thuộc vào phần trăm lượng lọt qua sàng 75 μm (No. 200), giới hạn chảy, hay chỉ số dẻo. Vật liệu được tạo thành từ vật chất hữu cơ thối rữa một phần ban đầu, thường có kết cấu sợi, màu nâu sẫm hoặc màu đen, và có mùi thối.

Những vật liệu hữu cơ này là không phù hợp để sử dụng làm nền đắp và nền đường. Chúng có cường độ thấp và tính chịu nén cao.

MỤC LỤC

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ và định nghĩa

4  Yêu cầu kỹ thuật

5  Thi công và nghiệm thu

6  Các biện pháp an toàn lao động và bảo vệ môi trường

Phụ lục A (tham khảo) Một số cấu tạo nền đắp bằng tro xỉ nhiệt điện hoặc hỗn hợp tro xỉ nhiệt điện

Phụ lục B (tham khảo) Mô tả tóm tắt một số nhóm phân loại đất theo AASHTO