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挖坑灌砂法測定壓實度試驗指導(dǎo)書
1 目的和適用范圍
1.1 本試驗法適用于在現(xiàn)場測定基層（或底基層）、砂石路面及路基土的各種材料壓實層的密度和壓實度檢測，但不適用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙的材料壓實層的壓實度檢測。
1.2 用挖坑灌砂法測定密度和壓實度時，應(yīng)符合下列規(guī)定：
（1）當(dāng)集料的**粒徑小于13.2mm、測定層的厚度不超過150mm時，宜采用φ100mm的小型灌砂筒測試。
（2）當(dāng)集料的**粒徑等于或大于13.2mm，但不大于31.5mm，測定層的厚度不超過200mm時，應(yīng)用φ150mm的大型灌砂筒測試。
2 儀具與材料技術(shù)要求
本試驗需要下列儀具與材料：
（1）灌砂筒：有大小兩種，根據(jù)需要采用。儲砂筒筒底中心有一個圓孔，下部裝一倒置的圓錐形漏斗，漏斗上端面開口，直徑與儲砂筒底中心有一個圓孔，漏斗焊接在一塊鐵板上，鐵板中心有一圓孔與漏斗上開口相接。在儲砂筒筒底與漏斗頂端鐵板之間設(shè)有開關(guān)。開關(guān)為一薄鐵板，一端與筒底及漏斗鐵板鉸接在一起，另一端伸出筒身外，開關(guān)鐵板上也有一個相同直徑的圓孔。
（2）金屬標(biāo)定罐：用薄鐵板制作的金屬罐，上端周圍有一罐緣。
（3）基板：用薄鐵板制作的金屬方盤，盤的中心有一圓孔。
（4）玻璃板：邊長約500--600mm的方形板。
（5）試樣盤：小筒挖出的試樣可用飯盒存放。大筒挖出的試樣可用300mm×500mm×400mm的搪瓷盤存放。
（6）天平或臺秤：稱量10--15kg，感量不大于1g。用于含水量測定的天平精度，對細(xì)粒土、中粒土、粗粒土宜分別為0.01g、0.1g、1.0g。
（7）含水量測定器具：如鋁盒、烘箱等。
（8）量砂：粒徑0.3～0.6mm清潔干燥的砂，約20－40kg，使用前須洗凈、烘干，并放置足夠的時間，使其與空氣的濕度達到平衡。
（9）盛砂的容器：塑料桶等。
（10）其它：鑿子、螺絲刀、鐵錘、長把勺、長把小簸箕、毛刷等。
表1 灌砂儀的主要尺寸要求
結(jié)構(gòu) | 小型灌砂筒 | 大型灌砂筒 | |
儲砂筒 | 直徑 | 100 | 150 |
容積 | 2120 | 4600 | |
流砂孔 | 直徑 | 10 | 15 |
金屬標(biāo)定罐 | 內(nèi)徑 | 100 | 150 |
外徑 | 150 | 200 | |
金屬方盤基板 | 邊長 | 350 | 400 |
深 | 40 | 50 | |
中孔 | 直徑（mm） | 100 | 150 |
注：如集料的**粒徑超過31.5mm，則應(yīng)相應(yīng)地增大灌砂筒和標(biāo)定罐的尺寸。如集料的**粒徑超過53mm，灌砂筒和現(xiàn)場試洞的直徑應(yīng)為200mm。
3 方法與步驟
3.1 按現(xiàn)行試驗方法對檢測對象試樣用同一種材料進行擊實試驗，得到**干密度（ρc）及**含水量。
3.2 按規(guī)定選用適宜的灌砂筒。
3.3 按下列步驟標(biāo)定灌砂筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量：
（1）在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒內(nèi)裝砂至距筒頂15mm左右為止，稱取裝入筒內(nèi)砂的質(zhì)量m1，準(zhǔn)確至1g。以后每次標(biāo)定及試驗都應(yīng)該維持持裝砂高度與質(zhì)量不變。
（2）將開關(guān)打開，使灌砂筒筒底的流砂孔、圓錐形漏斗上端開口圓孔及形狀鐵板中心的圓上下對準(zhǔn)，讓砂自由流出，并使流出砂的體積與工地所挖坑內(nèi)的體積相當(dāng)（或等于標(biāo)定罐的容積），然后關(guān)上開關(guān)。
（3）不晃動儲砂筒的砂，輕輕地將罐砂筒移至玻璃板上，將開關(guān)打開，讓砂流出，直到筒內(nèi)砂不再下流時，將開關(guān)關(guān)上，并細(xì)心地取走灌砂筒。
（4）收集并稱量留在玻璃板上的砂或稱量筒內(nèi)的砂，準(zhǔn)確至1g。玻璃板上的砂就是填滿筒下部圓錐體的砂（m2）。
（5）重復(fù)上述測量三次，取其平均值。
3.4 按下列標(biāo)定量砂的松方密度ρs（g/cm3）；
（1）用水確定標(biāo)定罐的容積Ⅴ，準(zhǔn)確至1mL。
（2）在儲砂筒中裝入質(zhì)量為m1的砂，并將灌砂筒放在標(biāo)定罐上，將開關(guān)打開，讓砂流出。在整個流砂過程中，不要碰動灌砂筒，直到儲砂筒內(nèi)的砂不再下流時，將開關(guān)關(guān)閉。取下灌砂筒，稱取筒內(nèi)剩余的質(zhì)量（m3），準(zhǔn)確至1g。
（3）按式（1）計算填滿標(biāo)定罐所需砂的質(zhì)量ma（g）：
ma= m1-m2-m3 （1）
式中：ma——標(biāo)定罐中砂的質(zhì)量（g）；
m1——裝入灌砂筒內(nèi)的砂的總質(zhì)量（g）；
m2——灌砂筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量（g）；
m3——灌砂入標(biāo)定罐后，筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量（g）；
（4）重復(fù)上述測量三次，取其平均值。
（5）按式（2）計算量砂的單位質(zhì)量ρs；
ρs=ma/v （2）
式中：ρs——量砂的單位質(zhì)量（g/cm3）
V——標(biāo)定罐的體積（cm3）
3.5 試驗步驟
（1）在試驗地點，選一塊平坦表面，并將其清掃干凈，其面積不得小于基板面積。
（2）將基板放在平坦表面上，當(dāng)表面的粗糙度較大時，則將盛有量砂（m5）的灌砂筒放在基板中間的圓孔上，將灌砂筒的開關(guān)打開，讓砂流入基板的中孔內(nèi)，直到儲砂筒內(nèi)的砂不再下流時關(guān)閉開關(guān)。取下灌砂筒，并稱量筒內(nèi)砂的質(zhì)量（m6），準(zhǔn)確至1g。
（3）取走基板，并將留在試驗地點的量砂收回，重新將表面清掃干凈。
（4）將基板放回清掃干凈的表面上（盡量放在原處），沿基板中孔鑿洞（洞的直徑與灌砂筒一致）。在鑿洞過程中，應(yīng)注意不使鑿出的材料丟失，并隨時將鑿松的材料取出裝入塑料袋中，不使水分蒸發(fā)。也可放在大試樣盒內(nèi)。試洞的深度應(yīng)等于測試層厚度，但不得有下層材料混入，*后將洞內(nèi)的全部鑿松材料取出。對土基或基層，為防止試樣盤內(nèi)材料的水分蒸發(fā)，可分幾次稱取材料的質(zhì)量。全部取出材料的總質(zhì)量為mw，準(zhǔn)確至1g。
注：當(dāng)需要檢測厚度時，應(yīng)先測量厚度后再進行這一步驟。
（5）從挖出的全部材料中取有代表性的樣品，放在鋁盒或潔凈的搪瓷盤中，測定其含水量（ω，以%計）。樣品的數(shù)量如下：用小灌砂筒測定時，對于細(xì)粒土，不少于100g；對于各種中粒土，不少于500g。用大灌砂筒測定時，對于細(xì)粒土，不少于200g；對于各種中粒土，不少于1000g；對于粗粒土或水泥、石灰、粉煤灰等無機結(jié)合料穩(wěn)定材料，宜將取出的全部材料烘干，且不少于2000g，稱其質(zhì)量（md），準(zhǔn)確至1g。
（6）將基板安放在試坑上，將灌砂筒安放在基板中間（儲砂筒內(nèi)放滿砂到要求質(zhì)量m1），使灌砂筒的下口對準(zhǔn)基板的中孔及試洞，打開灌砂筒的開關(guān)，讓砂流入試坑內(nèi)，在此期間，應(yīng)注意勿碰動灌砂筒。直到儲砂筒內(nèi)的砂不再下流時，關(guān)閉開關(guān)，仔細(xì)取走灌砂筒，并稱量筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量（m4），準(zhǔn)確至1g。
（7）如清掃干凈的平坦表面的粗糙度不大，也可省去（2）和（3）的操作。在試洞挖好后，將灌砂筒直接對準(zhǔn)放在試坑上，中間不需要放基板。打開筒的開關(guān)，讓砂流入試坑內(nèi)。在此期間，應(yīng)注意勿碰動灌砂筒。直到儲砂筒內(nèi)的砂不再下流時，關(guān)閉開關(guān)。仔細(xì)取走灌砂筒，并稱量剩余砂的質(zhì)量（m′4），準(zhǔn)確至1g。
（8）仔細(xì)取出試筒內(nèi)的量砂，以備下次試驗時再用。若量砂的濕度已發(fā)生變化或量砂中混有雜質(zhì)，則應(yīng)該重新烘干、過篩，并放置一段時間，使其與空氣的濕度達到平衡再用。
4 計算
4.1 按式（3）或（4）計算填滿試坑所用的砂的質(zhì)量mb（g）：
灌砂時，試坑上放有基板時：
mb=m1-m4-(m5-m6) （3）
灌砂時，試坑上不放基板時：
mb=m1-m4-m2 （4）
式中：mb——填滿試坑的砂的質(zhì)量（g）；
m1——灌砂前灌砂筒內(nèi)砂的質(zhì)量（g）；
m2——灌砂筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量（g）；
m4——灌砂后，灌砂筒內(nèi)剩余的質(zhì)量（g）；
(m5-m6)——灌砂筒下部圓錐體內(nèi)及基板和粗糙表面間砂的合計質(zhì)量（g）；
4.2 按式（5）計算試杭材料的濕密度ρw（g/cm3）:
ρw=mw/mb* ρs （5）
式中：mw一一試坑中取出的全部材料的質(zhì)量（g）
ρs 一一量砂的單位質(zhì)量（g/cm3）
4.3 按式（6）計算試杭材料的干密度ρd（g/cm3）:
ρd= ρw/（1+0.01ω） （6）
式中：ω——試坑材料的含水量（%）。
4.4 當(dāng)為水泥、石灰、粉煤等無機結(jié)合料穩(wěn)定土的場合，可按式（7）計算干密度
（g/cm3）:
ρd=md/mb*ρs （7）
式中：mb——試坑中取出的穩(wěn)定土的烘干質(zhì)量（g）。
4.5 按式（8）計算施工壓實度：
K=ρd/ρc×100 （8）
式中：K——測試地點的施工壓實度（%）；
ρd——試樣的干密度（g/cm3）；
ρc——由擊實試驗得到的試樣的**干密度（g/cm3）。
注：當(dāng)試坑材料組成與擊實試驗的材料有較大差異時，可以試坑材料作標(biāo)準(zhǔn)擊實，求取實的**干密度。
5 報告
5.1 各種材料的干密度均應(yīng)準(zhǔn)確至0.01g/cm3。
5.2 壓實度檢驗報告記錄格式見下表。
灌砂法測定路基壓實度試驗記錄表 | ||||||||||||||||
工程名稱: XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX工程 合同號： XXXXXXX 編號： XXXXXXXXXXXXXXXX . | ||||||||||||||||
試表7-7 | ||||||||||||||||
任務(wù)單號 | / | 試驗環(huán)境 | 現(xiàn)場檢測 | |||||||||||||
試驗日期 | / | 試驗設(shè)備 | 灌砂筒、電子天平、烘箱 | |||||||||||||
試驗規(guī)程 | JTG E60-2008（T 0921-2008） | 試驗人員 | ||||||||||||||
評定標(biāo)準(zhǔn) | JTG F80/1-2004 | 復(fù)核人員 | ||||||||||||||
施工單位 | XXXXXXX | 工程部位 | 原地面處理 | |||||||||||||
現(xiàn)場樁號 | K7+164.19～K7+350（右幅） | 試樣描述 | 5%石灰土 | |||||||||||||
設(shè)計灰劑量: | 5% | **干密度: | 1.69g/cm3 | **含水量: | 15.6% | |||||||||||
壓實度標(biāo)準(zhǔn): | 90% | 極值要求:85% | 石灰劑量測定方法:EDTA滴定法 | 結(jié)構(gòu)層次:90區(qū) | 原地面處理 | |||||||||||
取樣樁號 | K7+190 | K7+255 | K7+295 | K7+330 | / | / | ||||||||||
灰劑量試驗盒號 | / | / | / | / | / | / | ||||||||||
量砂的單位重 | g | ρs | 1.396 | 1.396 |
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