T-CEC 5001-2016 水电水利工程砂砾石料压实质量密度桶法检测技术规程

中国电力企业联合会标准P水电水利工程砂砾石料压实质量密度桶法检测技术规程中国电力企业联合会发布中国电力企业联合会标准水电水利工程砂砾石料压实质量密度桶法检测技术规程施行日期：2017年1月1日中国电力出版社 2术语和符号 2 2 2 34试验仪器及设备 4 6 6 6 6 8 引用标准名录 1 2 2 2 4 6 6 6 6 6 8 Explanationofword Listofquotedstandards Addition:explanationof 1的方法和压实质量检测方法，提高砂砾石料填筑压实质量控1.0.3本规程适用于最大粒径不大于600mm的砂砾石料。22.1.1密度桶densitybucket用于满足检测砂砾石料最大、最小密度的钢桶。各粒径与其对应的累计含量最大值之间的关系曲线，即最细级配曲线。2.1.3下包络线downenvelopecurve各粒径与其对应的累计含量最小值之间的关系曲线，即最粗级配曲线。2.1.4平均级配线averagegradingcurve各粒径与其对应的累计含量平均值之间的关系曲线，即平均级配曲线。2.1.5上平均级配线upperaveragegradingcurve各粒径与其对应的累计含量最大值和平均值的平均值之间的关系曲线，即细值平均级配曲线。2.1.6下平均级配线loweraveragegradingcurve各粒径与其对应的累计含量最小值和平均值的平均值之间的关系曲线，即粗值平均级配曲线。D,——相对密度；P₅——砂砾石料中粒径大于5mm的颗粒含量；Pa——砂砾石料干密度值。33.0.1试验用料应符合设计要求，采取与工程实际应用一致的料源。3.0.2试验用料开采时应将料场覆盖层、风化层剥离干净，不得留有腐殖土、杂物等。3.0.3试验用料应按照上包络线、下包络线、平均级配线、上平均级配线、下平均级配线进行分级配料。3.0.4上包络线、下包络线应按照设计要求或料场复查结果确定。平均级配线、上平均级配线、下平均级配线通过计算确定。3.0.5试验用料宜在自然条件下风干，风干后实测小于5mm颗粒的含水率应不大于0.5%。3.0.6对风干料分级筛分，剔除大于600mm的漂石，分级粒径组80mm、80mm～60mm、60mm～10mm、10mm～5mm、小于5mm共十级，每级制样质量宜为本级试验用料的1.5倍～2倍。3.0.7粒径大于100mm的试验用料宜采用直径环分级，小于100mm的应采用筛析法分级。3.0.8应设置专门的堆存场地，分级堆存并进行标识，采取措施防止混合、污染、受潮。3.0.9试验时按照不同试验用料级配采用分级称重混合制备。小于200mm的砂砾石料人工掺配均匀待用，大于200mm的砂砾石料分级堆存待用。44试验仪器及设备振动碾自重不小于18t。的3倍～5倍，且不大于2000mm;桶高不宜小于最大粒径的1.5倍且不大于1000mm,桶壁厚不小于12mm,钢桶材质应不低于Q235。其结构形式如图4.0.2所示。2台秤：称量100kg、感量50g。3天平：称量5kg、感量0.1g。4分级直径环：600、400、200mm。5粗筛：圆孔，孔径100、80、60、40、20、10、5mm。57烘箱：温度为105℃~110℃。65相对密度试验方法5.1.1试验场地应选择在地形平坦，且交通、水电便利的区域。5.1.3单组试验场地尺寸为6m×10m。多组同时试验时，相应扩5.2.2单次最大、最小干密度试验应用同一次配制的试验用料在5.3.2桶底碾压体表面均匀铺设厚度为50mm±10mm的砂料，静压2遍。同一级配料应布置2个密度桶。密度桶中心线宜与试验场地轴线一致，桶间净间距应不小于3m。5.4.1密度桶体积V宜采用灌水法测定。计算质量的1.2倍。7试验用料，从四周到中心螺旋均匀布料，落距不大于50mm;大于200mm的砾石人工分散、均匀摆放，距桶壁距离不宜小于200mm,将砂砾石料按级配要求均匀松填于密度桶中。装填时将试样轻轻放入桶内，不得冲击和振动。装填的砂砾石低于桶顶100mm左右。用灌砂法测定料顶面到桶口的体积V₁,灌砂法应符合《水电水利工程粗粒土试验规程》DL/T5356的相关规定。5.4.4称取剩余的试验用料质量m,计算装入桶内砂砾石料的5.4.5最小干密度按式(5.4.5)计算，精确到10kg/m³:V.——密度桶体积(m³);V₁——桶内砂砾石料顶至桶口的体积(5.4.6两次试验差值不大于30kg/m³时，取其算术平均值试验级配的最小干密度。两次试验差值大于30kg/m³时，应重新进行试验。5.4.7按照5.4.1～5.4.6的要求测定不同试验级配料的最小干密度。5.5.1最小干密度测试结束后，继续装填同一制备料至高出桶顶250mm±50mm,用级配大致相同的砂砾石料铺填密度桶四周，高度与试验料平齐，见图5.5.1。5.5.2将选定的振动碾在场外启动，宜采用高频低振幅方式振动碾压，行驶速度为2km/h～3km/h;振动碾压16遍后，在每个密度桶范围内微动振动碾压15min。在碾压过程中，应根据试验用料及周边料的沉降情况，及时补充试验用料，确保振动碾碾不与密度桶直接接触。5.5.3碾压完成后，超出密度桶顶的砂砾石料试样高度应不大于100mm,大于100mm时应重新试验。5.5.4挖除桶周围的砂砾石料，人工挖除桶上砂砾石料至低于桶9口100mm左右为止，并不得扰动下部试样。用灌砂法测料顶面5.5.5将桶内试验用料全部挖出，称量密度桶内试验用料质量5.5.6最大干密度按式(5.5.6)计算，精确到10kg/m³:5.5.7两次试验的干密度差值不大于30kg/m³时，取其算术平均值作为该试验级配的最大干密度。两次试验差值大于30kg/m³时，5.5.8按照5.5.1～5.5.7的方法测定不同试验级配料的最大干6.0.1按照试验用料级配计算上包络线、下包络线、平均级配线、上平均级配线、下平均级配线5种级配料的砾石含量P₅,并列出每个级配对应的最大、最小干密度。绘制的三因素相关图曲线未出现拐点时，宜按照5.4、5.5的方法补点进行延伸试验；出现拐点，但未出现峰值点时，应按照5.4、5.5的方法进行内插补点试验。试验结果填入表6.0.1中。下平均峰值内砾石含量Ps(%)最大干密度(kg/m³最小干密度(kg/m³6.0.2以干密度pa为左侧纵坐标，砾石含量P为横坐标，计算所得相对密度D标识在右侧纵坐标，当Pa=Pd,max时，D=1;当Pa=Pa,m.n时，D,=0。绘制D₁-Pa-P₅三因素相关图，如图6.0.26.0.3根据不同砾石含量对应的最大、最小干密度数值，用式(6.0.3)计算不同相对密度D为0.5、0.6、0.7、0.8、0.9情况下的干密度pa控制数值。建立工程现场质量控制D.-pa-P₅三因素相关图，如图6.0.3所示。7.0.1砂砾石料压实密度检测宜采用挖坑灌水(砂)法进行测定，“现场密度试验”的相关要求进行。1将试坑中取出的砂砾石全料分级，大于100mm的砂砾石并对筛余和筛底分别称量质量，计算全料砾石含量P₅。1填筑施工前，根据不同砾石含量级配料，建立小于5mm或10mm料的含水率与全料含水率关系曲线。2压实质量检测时，检测挖坑取样料中小于5mm或10mm7.0.4试样干密度按式(7.0.4)计算：式中：Pa——砂砾石料干密度(kg/m³);p——砂砾石料湿密度(kg/m³);w——砂砾石料含水率(%)。7.0.5确定相对密度D1查图法：根据挖坑检测的试样干密度密度D。2计算法：用挖坑检测的试样砾石含量P₅,查D₁-Pa-P₅三压实相对密度D。按式(7.0.5)计算：式中：D,——相对密度。本规程用词说明1为便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：1)表示很严格，非这样做不可的：正面词采用“必须”;反面词采用“严禁”。2)表示严格，在正常情况下均应这样做的：正面词采用“应”;反面词采用“不应”或“不得”。3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应该这样做的：正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”。4)表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合……的规定”或“应按……执行”。水电水利工程砂砾石料压实质量密度桶法检测技术规程 21 235相对密度试验方法 25 27 1.0.1天然砂砾石料被广泛应用于水电水利工程，砂砾石料压实质量的好坏直接关系到工程的运行安全。天然砂砾石料由于受材料的成因、级配、最大粒径、砾石含量、含泥量等影响，其压实程》NB/T35016附录A“砂砾料原级配现场相对密度试验”中均对砂砾石料的相对密度试验方法有过一定的规定和要求，但都没有规定在砂砾石料压实质量控制标准体系的建立方法和在砂砾石料压实质量检测中怎样应用。在工程实际应用中，由于应用标准的方法和对标准理解上的差异，存在对砂砾石料压实质量标准的错用或误用现象。因此，有必要对砂砾石料的压实质量检测从标准建立、检测方法、标准应用等方面制定系统的技术标准，以规水电水利工程对砂砾石料的压实标准用相对密度判定压实质尺试验，然后通过推算确定原型级配砂砾石料压实标准，在《土石筑坝材料碾压试验规程》NB/T35016附录A“砂砾料原级配现场相对密度试验”中，首次规定了采用现场“密度桶法”确定砂砾石料原级配相对密度试验的方法，解决了以往缩尺、推算确定配砂砾石料单个级配的相对密度试验方法，而没有对如何建立压规程实际使用时，可操作性不强。本规程系统地规定了采用现场“密度桶法”确定砂砾石料最大、最小干密度，建立不同级配砂砾石料的压实质量控制标准体系，施工中压实质量检测的应用，压实质量的评价等方法内容。1.0.2密度桶法用原级配砂砾石料确定最大、最小干密度的试验方法，结果准确、可靠，填筑施工压实质量良好，可有效减小坝体的沉降量，保证大坝安全，因此本条规定适用于大中型水利工程，小型水利工程或类似砂砾石料填筑工程可参照此规程执行。1.0.3最大粒径小于60mm的砂砾石料相对密度试验方法在《土中均有明确规定，最大粒径大于600mm的砂砾石料在工程中应用较少，本规程界定在不大于600mm范围的砂砾石料，比较符合目前的工程实际情况，在此粒径范围外的砂砾石料压实质量标准也可参照此标准确定。3.0.3为了覆盖料场料源的级配范围，本条规定试验级配线选择上包络线、上平均级配线、平均级配线、下平均级配线、下包络线5条级配线进行试验。但由于砂砾石料料源因素和施工机械等因素的影响，必要时，可将上、下包络线的砾石含量减小、增大10%平行上移、下移延伸，作为试验级配的上包络级配延伸线和下包络级配延伸线。某工程中7条试验级配线的确定见表1和图1。5下平均下包络线3.0.4试验用料级配是关系试验成果准确可靠的关键因素之一，目前设计单位一般按照经验或料场初步勘探资料提供设计包络小于某粒径料占总料质量的百分比)%(小于某粒径料占总料质量的百分比)%(到施工，往往间隔时间较长，料场实际情况可能发生变化。施工单位进行相对密度试验前，应对料场进行复查，以确保相对密度试验结果的可靠性。3.0.5在颗粒不破碎的情况下，使砂砾石料密实的机理是通过振动，使砂砾石料的颗粒产生相对运动，小颗粒填充大颗粒间的空隙，因此本条规定采用风干法进行试验用料制备。经过验算，当砂子含水率不大于0.5%时，全料的含水率对干密度的影响至干密度计算值小数点后第三位，可以忽略不计，视全料含水率为0。3.0.6砂砾石料的分级标准依据料源级配组成确定，目前规范对大于60mm的砂砾石料还没有统一的分级标准，根据工程应用的实际经验，本条对大于60mm的砂砾石料按照80、100、200、400、600mm进行分级。3.0.7砂砾石料由于其粒径组成范围较大，大于100mm的砂砾石料采用直径环分级，等同于通过圆孔筛，较为准确。4试验仪器及设备式振动碾是目前工程通用设备，方便配置，也可采用拖式振动碾进行；本条规定试验用振动碾自重不小于18t,是通过不同组合对比试验研究，当振动碾自重小于18t时，在固定尺寸的密度桶条件下会影响试验结果的可靠性，结合当前大量工程实际应用中的振动碾均大于18t而确定的，同时振动碾自重过大时，碾压面砂砾石料破碎率较高，对试验用料的级配有影响，因此试验用振动碾采用18t～26t为宜。1本条规定密度桶的高径比为1.5、径径比为3～5,且规定4分级直径环是便于准确测量大粒径砂砾石料而采用的专用方法，也可采用尺量法测定分级，分级直径环规格分别为600、400、200mm,一般采用直径为6mm～8mm的钢筋加工成型，也5粗筛：圆孔，孔径为100、80、60、40、20、10、5mm,如图2所示。5相对密度试验方法两遍沉降差不大于1mm为宜。地面积，可设置多桶布置同时进行。工程实际使用时，经常采用一次布置5个密度桶进行试验。在砂砾石场地上挖槽，在槽底进行基础处理铺一层5cm厚的砂料，再将密度桶安放在砂料上，