一、灌砂法基本原理
灌砂法(标准方法,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)基本原理是利用粒径0.30~0.60mm或0.2~0.50mm清洁干净的均匀砂,从一定高度自由下落到试洞内,按其单位重不变的原理来测量试洞的容积(即用标准砂来置换试洞中的集料),并根据集料的含水量来推算出试样的实测干密度。
二、常用设备仪器
常用的设备有:灌砂筒(大小两种)、金属标定罐、基板、玻璃板、试样盘、天平或台秤、含水率测定器具(如铝盒、烘箱等)、量砂、盛砂的容器、其他。
三、检测方法与步骤
1、在灌砂筒筒口高度上,向灌砂筒内装砂至距筒顶的距离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装砂高度与质量不变。
2、随机选定试验区域,将空心底盘平稳放置,用脚固定住。用锤和凿子将底盘孔中的土凿掉。并把凿掉的土样转入塑料袋,注意不要使凿出的土样丢失,且使土样的水分尽量少蒸发。
3、用刷子清扫洞边及洞内的土,将洞内全部凿松的土取出。试洞深度一般是15cm。并称量凿出的土样重量,精确到1g。
4、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开关铁板中心的圆孔上下对准重叠在一起,让砂自由流出,并使流出砂的体积与工地所挖试坑内的体积相当(或等于标定罐的容积,然后关上开关);
5、不晃动储砂筒的砂,轻轻地将灌砂筒移至玻璃板上,将开关打开,让砂流出,直到筒内砂不再下流时,将开关关上,并细心的取走灌砂筒。
6、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)。
(此处直接称量灌砂筒及集中存砂,效果一样)
7、重复上述测量三次,取其平均值
8、将标准砂经过筛网就泥土筛除后回收到袋内,以便下次使用。
9、计算
四、现场检测注意事项
(1)现场测试时,储砂筒中砂面高度和重量与室内标定时保持一致。
(2)基板使用:检测时,地表面应处理平整,若凹凸不平应使用基板,以减少试验误差,尽量使检测表面光滑平整。现场测试完后,要检查罐砂筒底板、基板与地面之间是否有砂子漏出,如有要将其单独清出,称其质量,计算密度时应扣除这部分质量。
(3)量砂的使用:量砂应规则,使用进行回收的量砂,下次使用前必须过筛洗净、烘干,并放置足够的时间,使其与标定时洁净、干潮状况一致,以保证量砂密度。换砂时应重新标定量砂密度,确保试验准确性。
(4)试坑的形状:试坑的形状应该是空的圆柱体,但施工单位往往会将坑挖成锅底的形状,尤其是在接近试坑底部的位置。前面我们谈到就每一压实层而言,越向下的部位其压实度越小,所以,这样形状的试坑将导致较松散部位的土取出的相对较少,导致测得的压实度值偏大。
(5)试坑的深度:按照《公路路基面现场测试规程》要求,试坑的深度应该等于测定层的厚度,但不得有下层材料混入,一般情况下,每压实层厚为20cm,所以,试坑深度也应该是20伽。由于现场操作时,挖坑这道工序往往由施工单位的民工完成,其挖坑深度经常达不到要求。压路机在碾压过程中其应力分布成倒三角形,所以就每一层压实而言,越向下的部位其压实度越小。因而,坑的深度不够,将导致测得的压实度偏大。试坑深度应尽量等于标定时深度,坑壁笔直,上下口直径相等,避免上大下小或上小下大。建议试洞深度应以15cm为宜。因为按此深度进行检测,比较符合实际情况,能较好地反映测定层的压实度,提高检测工作效率。
(6)灌砂的时间:正确的做法是观察边缘处标准砂不在流动后还需要等十几秒钟再停止灌砂。因为我们无法直接观察到中心部位砂子的流动情况,而且砂子的流动是从中心开始而后才向边缘扩展的。如果提前结束灌砂,势必导致灌入的标准砂质量偏少,从而导致测得的压实值偏大。
(7)含水量的选取:在选取含水量时,应将试坑内的土壤迅速均匀搅拌,然后再取含水量。
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