灌砂法及环刀法测定压实度作业指导书_精品文档.doc
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挖坑灌砂法测定压实度试验指导书
1目的和适用范围
1.1本试验法适用于在现场测定基层（或底基层）、砂石路面及路基土的各种材料压实层的密度和压实度，也适用于沥青表面处治、沥青贯入式路面层的密度和压实度检测，但不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的压实度检测。
1.2用挖坑灌砂法测定密度和压实度时，应符合下列规定:
（1）当集料的最大粒径小于13.2mm、测定层的厚度不超过150mm时，宜采用φ100mm的小型灌砂筒测试。
（2）当集料的最大粒径等于或大于13.2mm，但不大于31.5mm，测定层的厚度超过150mm,但不超过200mm时，应用φ150mm的大型灌砂筒测试。
2仪具与材料技术要求
本试验需要下列仪具与材料:
（1）灌砂筒:
有大小两种，根据需要采用。
型式和主要尺寸见图1及表1。
当尺寸与表中不一致，但不影响使用时，亦可使用。
上部为储砂筒，筒底中心有一个圆孔，下部装一倒置的圆锥形漏斗，漏斗上端面开口，直径与储砂筒底中心有一个圆孔，漏斗焊接在一块铁板上，铁板中心有一圆孔与漏斗上开口相接。
在储砂筒筒底与漏斗顶端铁板之间设有开关。
开关为一薄铁板，一端与筒底及漏斗铁板铰接在一起，另一端伸出筒身外，开关铁板上也有一个相同直径的圆孔。
图1灌砂筒和标定罐（尺寸单位:
mm）
结构
小型罐砂筒
大型灌砂筒
储砂筒
直径（㎜）
100
150
容积（㎝3）
2120
4600
流沙桶
直径（㎜）
10
15
金属标定罐
内径（㎜）
100
150
外径（㎜）
150
200
金属方向基板
边长（㎜）
350
400
深（㎜）
40
50
中孔
直径（㎜）
100
150
表1灌砂仪主要尺寸要求
注：
如集料的最大粒径超过31.5mm，则应相应地增大灌砂筒和标定罐的尺寸。
如集料的最大粒径超过53mm，灌砂筒和现场试洞的直径应为200mm。
（2）金属标定罐:
用薄铁板制作的金属罐，上端周围有一罐缘。
（3）基板:
用薄铁板制作的金属方盘，盘的中心有一圆孔。
（4）玻璃板:
边长约500--600mm的方形板。
（5）试样盘:
小筒挖出的试样可用饭盒存放。
大筒挖出的试样可用300mm×500mm×40mm的搪瓷盘存放。
（6）天平或台秤:
称量10--15kg，感量不大于1g。
用于含水量测定的天平精度，对细粒土、中粒土、粗粒土宜分别为0.01g、0.1g、1.0g。
（7）含水量测定器具:
如铝盒、烘箱等。
（8）量砂:
粒径0.30——0.60mm清洁干燥的砂，约20——40kg，使用前须洗净、烘干，并放置足够的时间，使其与空气的湿度达到平衡。
（9）盛砂的容器:
塑料桶等。
（10）其它:
凿子、改锥、铁锤、长把勺、长把小簸箕、毛刷等。
3方法与步骤
3.1按现行试验方法对检测对象试样用同一种材料进行击实试验，得到最大干密度ρe及最佳含水量。
3.2按1.2的规定选用适宜的灌砂筒。
3.3按下列步骤标定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量:
（1）在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒内装砂至距筒顶15mm左右为止，称取装入筒内砂的质量m1，准确至1g。
以后每次标定及试验都应该维持持装砂高度与质量不变。
（2）将开关打开，使灌砂筒筒底的流砂孔、圆锥形漏斗上端开口圆孔及形状铁板中心的圆上下对准，让砂自由流出，并使流出砂的体积与工地所挖坑内的体积相当（或等于标定罐的容积），然后关上开关。
（3）不晃动储砂筒的砂，轻轻地将罐砂筒移至玻璃板上，将开关打开，让砂流出，直到筒内砂不再下流时，将开关关上，并细心地取走灌砂筒。
（4）收集并称量留在玻璃板上的砂或称量筒内的砂，准确至1g。
玻璃板上的砂就是填满筒下部圆锥体的砂（m2）。
（5）重复上述测量三次，取其平均值。
3.4按下列标定量砂的松方密度ρs（g/cm3）;
（1）用水确定标定罐的容积V，准确至1mL。
（2）在储砂筒中装入质量为m1的砂，并将灌砂筒放在标定罐上，将开关打开，让砂流出。
在整个流砂过程中，不要碰动灌砂筒，直到储砂筒内的砂不再下流时，将开关关闭。
取下灌砂筒，称取筒内剩余的质量（m3），准确至1g。
（3）按式
（1）计算填满标定罐所需砂的质量ma（g）:
ma=m1-m2-m3a
（1）
式中:
ma——标定罐中砂的质量（g）;
m1——装入灌砂筒内的砂的总质量（g）;
m2——灌砂筒下部圆锥体内砂的质量（g）;
m3——灌砂入标定罐后，筒内剩余砂的质量（g）;
（4）重复上述测量三次，取其平均值。
（5）按式
（2）计算量砂的松方密度ρs;
ρs=ma/V
（2）
式中:
ρs——量砂的单位质量（g/cm）
V——标定罐的体积（cm3）
3.5试验步骤
（1）在试验地点，选一块平坦表面，并将其清扫干净，其面积不得小于基板面积。
（2）将基板放在平坦表面上，当表面的粗糙度较大时，则将盛有量砂（m5）的灌砂筒放在基板中间的圆孔上，将灌砂筒的开关打开，让砂流入基板的中孔内，直到储砂筒内的砂不再下流时关闭开关。
取下灌砂筒，并称量筒内砂的质量（m6），准确至1g。
注:
当需要检测厚度时，应先测量厚度后再进行这一步骤。
（3）取走基板，并将留在试验地点的量砂收回，重新将表面清扫干净。
（4）将基板放回清扫干净的表面上（尽量放在原处），沿基板中孔凿洞（洞的直径与灌砂筒一致）。
在凿洞过程中，应注意不使凿出的材料丢失，并随时将凿松的材料取出装入塑料袋中，不使水分蒸发。
也可放在大试样盒内。
试洞的深度应等于测试层厚度，但不得有下层材料混入，最后将洞内的全部凿松材料取出。
对土基或基层，为防止试样盘内材料的水分蒸发，可分几次称取材料的质量。
全部取出材料的总质量为mw，准确至1g。
（5）从挖出的全部材料中取有代表性的样品，放在铝盒或洁净的搪瓷盘中，测定其含水量（ω，以%计）。
样品的数量如下:
用小灌砂筒测定时，对于细粒土，不少于100g;对于各种中粒土，不少于500g。
用大灌砂筒测定时，对于细粒土，不少于200g;对于各种中粒土，不少于1000g;对于粗粒土或水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定材料，宜将取出的全部材料烘干，且不少于2000g，称其质量（md），准确至1g。
d
注:
当为沥青表面转入式结构类材料时，则省去测定含水量步骤。
（6）将基板安放在试坑上，将灌砂筒安放在基板中间（储砂筒内放满砂到要求质量m），使灌1砂筒的下口对准基板的中孔及试洞，打开灌砂筒的开关，让砂流入试坑内，在此期间，应注意勿碰动灌砂筒。
直到储砂筒内的砂不再下流时，关闭开关，仔细取走灌砂筒，并称量筒内剩余砂的质量（m4），准确至1g。
（7）如清扫干净的平坦表面的粗糙度不大，也可省去
（2）和（3）的操作。
在试洞挖好后，将灌砂筒直接对准放在试坑上，中间不需要放基板。
打开筒的开关，让砂流入试坑内。
在此期间，应注意勿碰动灌砂筒。
直到储砂筒内的砂不再下流时，关闭开关。
仔细取走灌砂筒，并称量剩余砂的质量（m′4），准确至1g。
（8）仔细取出试筒内的量砂，以备下次试验时再用。
若量砂的湿度已发生变化或量砂中混有杂质，则应该重新烘干、过筛，并放置一段时间，使其与空气的湿度达到平衡再用。
4计算
4.1按式（3）或（4）计算填满试坑所用的砂的质量mb（g）:
灌砂时，试坑上放有基板时:
mb=m1-m4-（m5-m6）（3）
灌砂时，试坑上不放基板时:
mb=m1-m′4-m2（4）
式中:
mb——填满试坑的砂的质量（g）;
m1——灌砂前灌砂筒内砂的质量（g）;
m2——灌砂筒下部圆锥体内砂的质量（g）;
m4、m′4——灌砂后，灌砂筒内剩余的质量（g）;
（m5-m6）——灌砂筒下部圆锥体内及基板和粗糙表面间砂的合计质量（g）;
4.2按式（5）计算试杭材料的湿密度ρw（g/㎝3）:
ρw=mw/mb×ρs（5）
式中:
mw——试坑中取出的全部材料的质量（g）
ρs——量砂的松方密度（g/cm3）
4.3按式（6）计算试杭材料的干密度ρd（g/㎝3）:
ρd=ρw/（1+0.01ω）（6）
式中:
ω——试坑材料的含水量（%）。
4.4当为水泥、石灰、粉煤等无机结合料稳定土的场合，可按式（7）计算干密度（g/cm）:
ρd=md/mb×ρs（7）
式中:
md——试坑中取出的稳定土的烘干质量（g）。
4.5按式（8）计算施工压实度:
K=ρd/ρc×100（8）
式中:
K——测试地点的施工压实度（%）;
ρd——试样的干密度（g/㎝3）;
ρc——由击实试验得到的试样的最大干密度（g/㎝3）。
注:
当试坑材料组成与击实试验的材料有较大差异时，可以试坑材料作标准击实，求取实的最大干密度。
5报告
各种材料的干密度均应准确至0.01g/㎝3
环刀法测定压实度作业指导书
1目的及适用范围
1.1本方法在施工现场用环刀法测定坝基的密度及压实度。
1.2本方法适用于细粒土及无机结合料稳定细粒土的密度，且宜用于施工过程中的压实度试验。
2仪器与设备
（1）人工取土器，包括环刀、环盖、定向筒和击实锤系统（导杆、落锤、手柄）。
环刀内径6～8cm，高2～3cm，壁厚1.5～2mm。
（2）电动取土器：
由底座、行走轮、立柱、齿轮箱、升降机构、取芯头等组成。
（3）天平：
感量0.1g（用于取芯头内径小于 70mm样品的称量），或1.0g（用于取芯头内径100㎜样品的质量）
（4）其它；镐、小铁锹、修土刀、毛刷、直尺、钢丝锯、凡士林、木板及测定含水量设备等。
3方法与步骤
3.1按有关试验方法对检测试样用同种材料进行击实试验，得到最大干密度及最佳含水量。
3.2用人工取土器测定粘性土及无机结合料稳定细粒土密度的步骤：
（1）擦净环刀，称取环刀质量m2，准确至0.1g。
（2）在试验地点，将面积约30cm×30cm的地面清扫干净，并将压实层铲去表面浮动及不平整的部分，达一定深度，使环刀打下后，能达到要求的取土深度但不得将下层扰动。
（3）将定向筒钉固定于铲平的地面上，顺次将环刀、环盖放入定向筒内与地面垂直。
（4）将导杆保持垂直状态，用取土器落锤将环刀打入压实层中，至环盖顶面与定向筒上口齐平为止。
（5）去掉击实锤和定向筒，用镐将环刀及试样挖出。
（6）轻轻取下环盖，用修土刀自边至中削去环刀两端余土，用直尺检测直至修平为止。
（7）擦净环刀外壁，用天平称取出环刀及试样合计质量m1，准确至0.1g。
（8）自环刀中取出试样，取具有代表性的试样，测定其含水量ω。
3.3用人工取土器测定砂性土或沙层密度的步骤：
（1）如为湿润的砂土，试验时不需要使用击实锤和定向筒。
在铲平的地面上，细心挖出一个直径较环刀外径略大的砂土柱，将环刀刃口向下，平置于砂土柱上，用两手平稳地将环刀垂直压下，直至砂土柱突出环刀上端约2cm时为止。
（2）削掉环刀口上的多余砂土，并用直尺刮平。
（3）在环刀口上盖一
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