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挖坑灌砂法測(cè)定壓實(shí)度試驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1  目的和適用范圍

1.1 本試驗(yàn)法適用于在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定基層（或底基層）、砂石路面及路基土的各種材料壓實(shí)層的密度和壓實(shí)度檢測(cè)，但不適用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙的材料壓實(shí)層的壓實(shí)度檢測(cè)。

1.2 用挖坑灌砂法測(cè)定密度和壓實(shí)度時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）當(dāng)集料的**粒徑小于13.2mm、測(cè)定層的厚度不超過(guò)150mm時(shí)，宜采用φ100mm的小型灌砂筒測(cè)試。

（2）當(dāng)集料的**粒徑等于或大于13.2mm，但不大于31.5mm，測(cè)定層的厚度不超過(guò)200mm時(shí)，應(yīng)用φ150mm的大型灌砂筒測(cè)試。

2  儀具與材料技術(shù)要求

本試驗(yàn)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(chǔ)砂筒筒底中心有一個(gè)圓孔，下部裝一倒置的圓錐形漏斗，漏斗上端面開(kāi)口，直徑與儲(chǔ)砂筒底中心有一個(gè)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(kāi)口相接。在儲(chǔ)砂筒筒底與漏斗頂端鐵板之間設(shè)有開(kāi)關(guān)。開(kāi)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(kāi)關(guān)鐵板上也有一個(gè)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?chē)幸还蘧墶?/span>

（3）基板：用薄鐵板制作的金屬方盤(pán)，盤(pán)的中心有一圓孔。

（4）玻璃板：邊長(zhǎng)約500--600mm的方形板。

（5）試樣盤(pán)：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(pán)存放。

（6）天平或臺(tái)秤：稱(chēng)量10--15kg，感量不大于1g。用于含水量測(cè)定的天平精度，對(duì)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(cè)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(shí)間，使其與空氣的濕度達(dá)到平衡。

（9）盛砂的容器：塑料桶等。

（10）其它：鑿子、螺絲刀、鐵錘、長(zhǎng)把勺、長(zhǎng)把小簸箕、毛刷等。

表1  灌砂儀的主要尺寸要求

注：如集料的**粒徑超過(guò)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(guò)53mm，灌砂筒和現(xiàn)場(chǎng)試洞的直徑應(yīng)為200mm。

3  方法與步驟

3.1 按現(xiàn)行試驗(yàn)方法對(duì)檢測(cè)對(duì)象試樣用同一種材料進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，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(chēng)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(yàn)都應(yīng)該維持持裝砂高度與質(zhì)量不變。

（2）將開(kāi)關(guān)打開(kāi)，使灌砂筒筒底的流砂孔、圓錐形漏斗上端開(kāi)口圓孔及形狀鐵板中心的圓上下對(duì)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(kāi)關(guān)。

（3）不晃動(dòng)儲(chǔ)砂筒的砂，輕輕地將罐砂筒移至玻璃板上，將開(kāi)關(guān)打開(kāi)，讓砂流出，直到筒內(nèi)砂不再下流時(shí)，將開(kāi)關(guān)關(guān)上，并細(xì)心地取走灌砂筒。

（4）收集并稱(chēng)量留在玻璃板上的砂或稱(chēng)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(cè)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(chǔ)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(kāi)關(guān)打開(kāi)，讓砂流出。在整個(gè)流砂過(guò)程中，不要碰動(dòng)灌砂筒，直到儲(chǔ)砂筒內(nèi)的砂不再下流時(shí)，將開(kāi)關(guān)關(guān)閉。取下灌砂筒，稱(chēng)取筒內(nèi)剩余的質(zhì)量（m3），準(zhǔn)確至1g。

（3）按式（1）計(jì)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(cè)量三次，取其平均值。

（5）按式（2）計(jì)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(yàn)步驟

（1）在試驗(yàn)地點(diǎn)，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(shí)，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(kāi)關(guān)打開(kāi)，讓砂流入基板的中孔內(nèi)，直到儲(chǔ)砂筒內(nèi)的砂不再下流時(shí)關(guān)閉開(kāi)關(guān)。取下灌砂筒，并稱(chēng)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(yàn)地點(diǎn)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(guò)程中，應(yīng)注意不使鑿出的材料丟失，并隨時(shí)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(cè)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(duì)土基或基層，為防止試樣盤(pán)內(nèi)材料的水分蒸發(fā)，可分幾次稱(chēng)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(cè)厚度時(shí)，應(yīng)先測(cè)量厚度后再進(jìn)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(pán)中，測(cè)定其含水量（ω，以%計(jì)）。樣品的數(shù)量如下：用小灌砂筒測(cè)定時(shí)，對(duì)于細(xì)粒土，不少于100g；對(duì)于各種中粒土，不少于500g。用大灌砂筒測(cè)定時(shí)，對(duì)于細(xì)粒土，不少于200g；對(duì)于各種中粒土，不少于1000g；對(duì)于粗粒土或水泥、石灰、粉煤灰等無(wú)機(jī)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(chēng)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(chǔ)砂筒內(nèi)放滿砂到要求質(zhì)量m1），使灌砂筒的下口對(duì)準(zhǔn)基板的中孔及試洞，打開(kāi)灌砂筒的開(kāi)關(guān)，讓砂流入試坑內(nèi)，在此期間，應(yīng)注意勿碰動(dòng)灌砂筒。直到儲(chǔ)砂筒內(nèi)的砂不再下流時(shí)，關(guān)閉開(kāi)關(guān)，仔細(xì)取走灌砂筒，并稱(chēng)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(duì)準(zhǔn)放在試坑上，中間不需要放基板。打開(kāi)筒的開(kāi)關(guān)，讓砂流入試坑內(nèi)。在此期間，應(yīng)注意勿碰動(dòng)灌砂筒。直到儲(chǔ)砂筒內(nèi)的砂不再下流時(shí)，關(guān)閉開(kāi)關(guān)。仔細(xì)取走灌砂筒，并稱(chēng)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(yàn)時(shí)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(guò)篩，并放置一段時(shí)間，使其與空氣的濕度達(dá)到平衡再用。

4  計(jì)算

4.1 按式（3）或（4）計(jì)算填滿試坑所用的砂的質(zhì)量mb（g）：

灌砂時(shí)，試坑上放有基板時(shí)：

              mb=m1-m4-(m5-m6)                   （3）

灌砂時(shí)，試坑上不放基板時(shí)：

                 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(jì)質(zhì)量（g）；

4.2 按式（5）計(jì)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(jì)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(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土的場(chǎng)合，可按式（7）計(jì)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(jì)算施工壓實(shí)度：

                     K=ρd/ρc×100                              （8）

式中：K——測(cè)試地點(diǎn)的施工壓實(shí)度（%）；

     ρd——試樣的干密度（g/cm3）；

     ρc——由擊實(shí)試驗(yàn)得到的試樣的**干密度（g/cm3）。

注：當(dāng)試坑材料組成與擊實(shí)試驗(yàn)的材料有較大差異時(shí)，可以試坑材料作標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)，求取實(shí)的**干密度。

5  報(bào)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(shí)度檢驗(yàn)報(bào)告記錄格式見(jiàn)下表。