任務二

灌砂法現(xiàn)場壓實度檢測廣西·南寧《公路與橋梁檢測技術(shù)》主講教師：吳聰教學團隊：吳聰、覃思堯、周學翔、陳其龍指導教師：覃峰CONTENTS01試驗原理02適用范圍03儀具與材料05計算與報告目錄04方法與步驟試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告一、試驗原理：用均勻顆粒的砂去置換洞的體積。基本原理是利用粒徑0.30～0.60mm或0.25～0.50mm清潔干凈的均勻砂，從一定高度自由下落到試洞內(nèi)，按其單位重不變的原理來測量試洞的容積（即用標準砂來置換試洞中的集料），并根據(jù)集料的含水率來推算出試樣的實測干密度。試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告二、適用范圍（1）適用于各種材料的路基土、也可用于瀝青表處、瀝青貫入室路面。（2）不適用于填石路基等有大孔洞或大孔隙材料的壓實度檢測（3）現(xiàn)在測定路基壓實度的標準方法。試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告三.儀具與材料

（1）灌砂筒有大小兩種，為一金屬圓筒(可用鍍鋅鐵皮制作)有大小兩種，上部儲砂筒,小筒容積為2120cm3，大筒容積為4600cm3，筒底中心有一個圓孔。

下部裝一倒置的圓錐形漏斗，漏斗上端開口，直徑與儲砂筒的圓孔相同，漏斗焊接在一塊鐵板上，鐵板中心有一圓孔與漏頭上開口相接。

自儲砂筒筒底與漏斗頂端鐵板之間設有開關(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。試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告

基板用薄鐵板制作的金屬方盤，盤中心有一圓孔。

玻璃板邊長約500mm~600mm的方形板

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×40mm的搪瓷盤存放試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告（2）金屬標準罐

用薄鐵板作金屬罐，用于小罐砂筒的內(nèi)徑為100mm，高150mm，用于大灌砂筒的直徑為150mm，高200mm，上端周圍均有一罐緣。試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告（3）天平或臺稱稱量10-15kg，數(shù)量不大于1g，用于含水率測定的天平精度，對細粒土、中粒土、粗粒土宜分別為0.01g、0.1g、1.0g。試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告

（4）含水率測定器具如酒精、鋁盒、烘箱等。（5）量砂

粒徑0.30-0.60mm清潔干燥的均勻砂，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。（6）盛砂的容器

塑料桶等。試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告

（7）其它

鑿子、改錐、鐵錘、長把勺、長把小簸箕、毛刷等。試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告一、測定主要包括:

(1)室內(nèi)標準密度（最大干密度）確定;按現(xiàn)行試驗方法。對檢測對象試樣用同種材料進行擊實試驗，得到最大干密度及最佳含水量。(2)現(xiàn)場沙密度試驗；利用灌砂筒進行現(xiàn)場沙密度試驗。(3)現(xiàn)場土密度試驗；挖出現(xiàn)場土，秤重，利用已測定密度沙去置換試洞的體積，求土的容重。（4）確定壓實度試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告二、現(xiàn)場步驟1：按規(guī)定選用適宜的灌砂筒(1）當集料的最大粒徑小于13.2mm，測定層的厚度不150mm時，宜采用φ100mm的小型灌砂洞測試。(2）當集料的最大粒徑大于或等于13.2mm，但不大于31.5mm，測定層的厚度不超過200mm時，應用φ150mm的大型灌砂筒測試。試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告三、現(xiàn)場步驟2：標定灌砂筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量步驟如下：（1）在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒內(nèi)裝砂至筒頂?shù)木嚯x不超過15mm左右為止。稱取筒內(nèi)砂的質(zhì)量m1，準確至1g，以后每次標定及試驗都應該維持與高度裝砂質(zhì)量不變。試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告

（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開關(guān)鐵板中心的圓孔上下對準，讓砂自由流出，并使流出砂的體積與工地所挖試坑內(nèi)的體積相當(或等于標定罐的容積)，然后關(guān)上開關(guān)，此步驟不能省略，它是為使量砂處于測量時的狀態(tài)，以準確地得到量砂的體積。試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告（3）不晃動灌砂筒的砂，輕輕地將灌砂筒移至玻璃板上，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，準確至1g，玻璃板上的砂就是填滿筒下圓錐體的砂(m2)。

(5）重復上述測量三次，取其平均值。試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告四、現(xiàn)場步驟3：標定罐的體積

用水確定標定罐的容積v，準確至1mL。試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告五、現(xiàn)場步驟4：標定砂的堆積密度（1）在灌砂筒中裝入質(zhì)量為m1的砂，并將灌砂筒放在標定罐上，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，直到灌砂筒內(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)剩余砂的質(zhì)量(m3)，準確至1g。試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告

（2）按下式計算填滿標定罐所需砂的質(zhì)量Ma(g)：

Ma=M1-M2-M3

式中:Ma—標定罐中砂的質(zhì)量(g)M1—灌砂筒裝入標定罐砂的總質(zhì)量(g)M2—灌砂筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量(g)M3—灌砂筒裝入標定罐后，筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量(g)（3）重復上述測量三次，取其平均值。（4）按下式計算量砂的單位質(zhì)量r(g/cm3)rs=Ma/V

其中：rs---量砂的單位質(zhì)量(g/cm3)V----標定罐的體積（cm3）試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告六、現(xiàn)場步驟5：現(xiàn)場挖坑灌砂試驗試驗步驟:

（1）在試驗地點,選一塊平坦表面,并將其清掃干凈,其面積不小于基板面積。試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告（2）將基板放在平坦表面上,如果表面粗糙度較大,則將盛有量砂(m5)的灌砂筒放在基板中間圓孔上。將罐砂筒的開關(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)。取下灌砂并稱量筒內(nèi)砂的質(zhì)量(m6),準確至1g。試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告（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。

試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告

（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)。試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告

在鑿洞的過程中，應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，不要使水分蒸發(fā)。也可放在大試樣盆內(nèi)。試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告

試洞深度等于測定層厚度，但不得有下層材料混入，最后將洞內(nèi)的全部鑿松材料取出。試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告

對土基或基層，為防止試樣盤內(nèi)材料的水份蒸發(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，準確至1g。試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告（5）從挖出的全部材料中取有代表性的樣品，放在鋁盒或清凈的搪瓷盒內(nèi)，測定其含水率(ω以%計)。樣品的數(shù)量如下：

用小灌砂筒測定時，對于細粒土，不少于100g，對于各種中粒土，不少于500g。

用大灌砂筒測定時，對于細粒土，不少于200g，對于各種中粒土，不少于是1000g，對于粗粒土或水泥、石灰，粉煤灰等無機結(jié)合穩(wěn)定土，不少于2000g，稱其質(zhì)量md。

試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告（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基板的中孔及試洞。打開灌砂筒的開關(guān)，讓砂流入試坑中。在此期間，應注意勿碰動灌砂筒。試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告

直到儲砂筒內(nèi)的砂不再下流時，關(guān)閉開關(guān)。仔細取走灌砂筒，并稱量剩余砂的質(zhì)量(m4)準確至1g。試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告（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，將灌砂筒的下口對準放在試坑上，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，應注意勿碰動灌砂筒，并稱量剩余砂的質(zhì)量(m’4)，準確至1g。試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告（8）仔細取出試筒內(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后再用。試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告

一、計算1、按下式計算填滿試坑所用的砂質(zhì)量mb(g):

灌砂時，試坑上放基板時:

mb=m1－m4－(m5－m6)

灌砂時，試坑上不放基板時：

mb=m1－m’4－m22、按下式計算試坑材料的濕密度(濕容重)ρW(g/cm3)：

ρW=mW/mb×rs

3、按下式計算試坑材料的干密度pd(g/cm3)：

ρd＝ρw/（1+0.01ω）5、當以水泥、石灰、粉煤灰等無機結(jié)合料穩(wěn)定土的場合，可按下式計算干密度pd(g/cm3)：

ρd=md/mb×rs6、按下式計算施工壓實度(K)：

K=ρd/ρc×100試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告二、報告各種材料的干密度均準確至0.01g/cm3。試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告三、灌砂法壓實度檢測方面存在的客觀問題及解決辦法1、灌砂筒、標定罐標定的準確與否對壓實度的影響

①未灌入前，貯砂筒中砂面高度、砂的總重對量砂密度的影響《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》中是以砂面的高度來控制的（砂面距筒頂15mm左右)。原因是不同砂面高度的砂，其下落速度不同，因而灌進標定罐內(nèi)砂的密實程度也不同，這就直接影響了量砂的密度。因此，貯砂筒中砂面高度必須嚴格控制。現(xiàn)場測試時，貯砂筒中砂面高度應與標定量砂密度時貯砂筒中砂面高度保持一致。另外，也可通過控制灌入前砂的總重來提高量砂密度標定的準確性。因為標定時，只要砂總重相同,即砂的自重一樣，顯然其下落速度也能保持一致，從而提高量砂標定的準確性。實踐證明，這種方法較前種方法可行，建議采用。試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告②標定罐深度對量砂密度的影響曾經(jīng)作過試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)標定罐深度每減2.5cm，砂密度大約降低3%。可見其深度對砂密度影響較大。因此，標定罐深度應與試洞深度一致。③砂的顆粒級配組成對量砂密度的影響

不同顆粒粒徑組成的砂，其級配不同，密度也明顯不同，故建議量砂應盡量采用標準砂（0.25～0.50mm），而且要保持砂的潔凈干燥。試驗原理適用范圍儀具與材料方法與步驟計算與報告④灌砂的時間。正確的做法是觀察邊緣處標準砂不再流動后還需要等十幾秒鐘再停止灌砂。因為我們無法直接觀察到中心部位砂子的流動情況，更因為砂子的流動是從