灌砂法检测干密度

文摘   2024-11-04 10:00   青海  



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灌砂法是利用均匀颗粒的砂去置换试洞的体积,它是当前最通用的方法,很多工程都把灌砂法列为现场测定密度的主要方法。该方法可用于测试各种土或路面材料的密度,它的缺点是:需要携带较多量的砂,而且称量次数较多,因此它的测试速度较慢。
      采用此方法时,应符合下列规定:
      (1)当集料的最大粒径小于15mm、测定层的厚度不超过150mm时,宜采用Φ100mm的小型灌砂筒测试。
      (2)当集料的粒径等于或大于15mm,但不大于40mm,测定层的厚度超过150mm,但不超过2oomm时,应用Φ150mm的大型灌砂筒测试。


    


  1.仪具与材料

      (1)灌砂筒:有大小两种,根据需要采用。储砂筒筒底中心有一个圆孔,下部装一倒置的圆锥形漏斗,漏斗上端开口,直径与储砂筒的圆孔相同,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,储砂筒筒底与漏斗之间没有开关。开关铁板上也有一个相同直径的圆孔。
      (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5m~6oomm的方形板。
      (5)试样盘:小筒挖出的试样可用铝盒存放,大筒挖出的试样可用3oomm  x  5oomm  x  40mm的搪瓷盘存放。
      (6)天平或台称: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 及0.25~0.50mm清洁干燥的均匀砂,约2040kg,使用前须洗净、烘干,并放置足够长的时间,使其与空气的湿度达到平衡。
      (9)盛砂的容器:塑料桶等。
      (10)其他:凿子、改锥、铁锤、长把勺、小簸箕、毛刷等。


    


  2.试验方法与步骤

      (1)标定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。称取装人筒内砂的质量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将开关打开,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(可等于标定罐的容积),然后关上开关,称灌砂筒内剩余砂质量 m5 ,准确至1g。
        ③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,并细心地取走灌砂筒。
        ④收集并称量留在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锥体的砂m2 。
        ⑤重复上述测量三次,取其平均值。
      (2)标定量砂的单位质量γ。
        ①用水确定标定罐的容积V,准确至1mL。
        ②在储砂筒中装人砂并称重,并将灌砂简放在标定罐上,将开关打开,让砂流出,在整个流砂过程中,不要碰动灌砂筒,直到砂不再下流时,将开关关闭,取下灌砂筒,称取筒内剩余砂的质量准确至1g。
        ③计算填满标定罐所需砂的质量。
        ④重复上述测量三次,取其平均值。
         ⑤计算量砂的单位质量。
      (3)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准确至1g。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,应注意勿使凿出的材料丢失,并随时将凿出的材料取出装人塑料袋中,不使水分蒸发,也可放在大试样盒内。试洞的深度应等于测定层厚度,但不得有下层材料混人,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出有代表性的样品,放在铝盒或洁净的搪瓷盘中,测定其含水量(w,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2oog;对于各种中粒土,不少于1000g对于粗粒土或水泥、石灰、粉煤灰等元机结合料稳定材料,宜将取出的全部材料烘干,且不少于2oo0g,称其质量m d,准确至1g。当为沥青表面处治或沥青贯人结构类材料时,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(储砂筒内放满砂质量m 1),使灌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。小心取走灌砂筒,并称量筒内剩余砂的质量m4 ,准确到1g。

      ⑦.如清扫干净的平坦表面的粗糙度不大,也可省去上述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,小心取走灌砂筒,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,使其与空气的温度达到平衡后再用。


  


  3.计算

    (1)计算填满试坑所用的砂的质量mb。
    (2)计算试坑材料的湿密度ρw。
    (3)计算试坑材料的干密度ρd。
    (4)计算干密度ρd。
      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,求取实际的最大子密度。


   


   4.试验中应注意的问题

      灌砂法是施工过程中最常用的试验方法之一。此方法表面上看起来较为简单,但实际操作时常常不好掌握,并会引起较大误差;又因为它是测定压实度的依据:故经常是质量检测监督部门与施工单位之间发生矛盾或纠纷的环节,因此应严格遵循试验的每个细节,以提高试验精度。为使试验做得准确,应注意以下几个环节:
   (1)量砂要规则。量砂如果重复使用,一定要注意晾干,处理一致,否则影响量砂的松方密度。
   (2)每换一次量砂,都必须测定松方密度,漏斗中砂的数量也应该每次重做。因此量砂宜事先准备较多数量。切勿到试验时临时找砂,又不作试验;仅使用以前的数据。
    (3)地表面处理要平整,只要表面凸出一点(即使1mm),使整个表面高出一薄层,其体积也算到试坑中去了,会影响试验结果。因此本方法一般宜采用放上基板先测定一次粗糙表面消耗的量砂,按式(6-7)计算填坑的砂量,只有在非常光滑的情况下方可省去此操作步骤。
    (4)在挖坑时试坑周壁应笔直,避免出现上大下小或上小下大的情形:这样就会使检测密度偏大或偏小。
    (5)灌砂时检测厚度应为整个碾压层厚,不能只取上部或者取到下一个碾压层中。

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