《高速铁路路基施工与维护（第3版）》课件 任务9.1 密实度检测

项目9高速铁路路基质量检测

9-1密实度检测学习目标：知识：掌握密实度测试的原理、方法、适用范围。技能：能够熟练进行密实度的测试；能够熟练完成密实度的计算。素质：养成严谨求实的工作作风；具备协作精神；具备一定的协调、组织能力。项目描述：

路基质量检测是保证路基质量管理的重要组成部分，是高速铁路建设的关键性、基础性工作，对控制工程质量、加快施工进度和推动施工技术进步至关重要。高速铁路路基施工各阶段质量检测指标路基施工阶段（或部位）检验指标路堤下部地基系数k30≥110MPa/m（细粒土）

≥130MPa/m（粗粒土）压实系数k≥0.927天饱和无侧限抗压强度≥250kPa变形模量ev2≥45MPa且Ev2/Ev1≤2.6基床底层地基系数k30≥130MPa/m（细粒土）

≥150MPa/m（粗粒土）压实系数k≥0.957天饱和无侧限抗压强度≥350（550）kPa变形模量ev2≥80MPa且Ev2/Ev1≤2.5动态变形模量evd≥40MPa基床表层地基系数k30≥190MPa/m（级配碎石）压实系数k≥0.97变形模量ev2≥120MPa且Ev2/Ev1≤2.3动态变形模量evd≥55MPa过渡段地基系数k30

≥150MPa/m压实系数k≥0.95动态变形模量evd≥50MPa高速铁路路基施工各阶段质量检测指标基底加固检验指标换填压实系数k动力触探CFG桩原材料混合料塌落度28天抗压强度低应变承载力（单桩和复合地基）石灰桩原材料静力触探动力触探（或标准贯入）复合地基承载力多向搅拌桩（高压旋喷桩）原材料无侧限抗压强度复合地基承载力粉喷桩原材料固化材料用量另：所有类型桩须检查：桩位、桩长、桩径、桩间距、垂直度压实系数K的测定压实系数K：指路基经压实实际达到的干密度与由击实试验得到的试样的最大干密度的比值K。湿密度干密度含水率w=（湿重-干重）/干重实际干密度检测一、环刀法检测二、灌砂法检测（一）原理和适用范围

环刀法是测量现场密度的传统方法。

用环刀法测得的密度是环刀内土样所在深度范围内的平均密度。它不能代表整个碾压层的平均密度。由于碾压土层的密度一般是从上到下减小的，若环刀取土在碾压层的上部，则得到的数据往往偏大；若环刀取在碾压层的底部，则所得的数据明显偏小。

就检测路基土压实质量而言，我们需要的是整个碾压层的平均压实度，而不是碾压层中某一部分的压实度。因此，在用环刀法测定土的密度时，应使所得密度能代表整个碾压层的平均密度。

一、环刀法（一）原理和适用范围

环刀法适用面较窄，对于含有粒料的路基土及松散性材料无法适用，仅适用于测定不含砾石颗粒的粉土和黏性土的密度。一、环刀法

（二）仪器设备

1.人工取土器：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.天平：称量500g，感量0.1g。

3.其他：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。一、环刀法（三）试验方法与步骤

1.用人工取土器测定黏性土密度

（1）擦净环刀，称取环刀质量m1，精确至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，达到一定深度，使环刀打下后，能达到要求的取土深度，但不得扰动下层。

（3）将定向筒齿钉固定于铲平的地面上，顺次将环刀、环盖放人定向筒内，并与地面垂直。

（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，用天平称取环刀及试样合计质量m2，精确至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。一、环刀法

2.用人工取土器测定砂性土或砂层密度

（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，用两手平衡地将环刀垂直压下，直至砂土柱突出环刀上端约2cm时为止。

（2）削掉环刀口上多余的砂土，并用直尺刮平。

（3）在环刀上口盖一块平滑的木板，一手按住木板，另一只手用小铁锹将试样从环刀底部切断，然后将装满试样的环刀转过来，削去环刀刃口上部多余的砂土，并用直尺刮平。

（4）擦净环刀外壁，称环刀与试样合计质量m2，精确至0.1g。

（5）从环刀中取具有代表性的试样测定其含水量。

（6）干燥的砂土不能挖成砂土柱时，可直接将环刀压人或打人土中。一、环刀法（四）试验结果计算、整理

1.按下式分别计算土的湿密度和干密度

ρ——湿密度（g/cm3），精确至0.01g/cm3；

ρd——干密度（g/cm3），精确至0.01g/cm3；

m——湿土质量（g）；

m1——环刀质量(g)；

m2——环刀质量加湿土质量（g）；

V——环刀容积（cm3），计算至0.01g/cm3；

w——含水率。

一、环刀法

（四）试验结果计算、整理

含水率测试

1、称样品（土壤）为a1克

2、干燥（放在干燥箱中干燥），第二次称量为a2。

注意：干燥要足够时间以后，直到最后两次称量的差小于0.1克即可。（天平的误差为0.1克）

3、使用最后一次称量的质量a2，则含水率等于w=（a1-a2)/a2一、环刀法

（五）试验注意事项

（1）密度试验应进行2次平行测定，两次测定的差值不得大于0.03g/cm3，取两次试验结果的算术平均值；

（2）密度计算准确至0.01g/cm3。

（3）试样制备及试验过程操作应迅速，防止水分蒸发。一、环刀法

二、灌砂法..\密度试验（灌砂法）_320x240.3gpT0921-2008

灌砂法测定压实度试验方法目的和适用范围

1）本试验法适用于现场测定路基及砂石路面的各种材料压实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。2）用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的小型灌砂洞测试。（2）当集料的最大粒径大于或等于13.2mm，但不大于31.5mm，测定层的厚度不超过200mm时，应用φ150mm的大型灌砂筒测试。2.仪具与材料

（1）灌砂筒有大小两种，为一金属圆筒(可用镀锌铁皮制作)有大小两种，上部储砂筒小筒容积为2120cm3，大筒容积为4600cm3，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头上开口相接。自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。

（2）金属标定罐用薄铁板作金属罐，用于小罐砂筒的内径为100mm，高150mm，用于大灌砂筒的直径为150mm，高200mm，上端周围均有一罐缘。

（3）基板用薄铁板制作的金属方盘，盘中心有一圆孔。（4）玻璃板边长约500mm~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）天平或台称称量10-15kg，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清洁干燥的均匀砂，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种材料进行击实试验，得到最大干密度及最佳含水量。

3.2按规定选用适宜的灌砂筒。3.3标定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量，步骤如下：（1）在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒内装砂至筒顶的距离不超过15mm左右为止。称取筒内砂的质量m1，准确至1g，以后每次标定及试验都应该维持与高度装砂质量不变。

（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开关铁板中心的圆孔上下对准，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，此步骤不能省略，它是为使量砂处于测量时的状态，以准确地得到量砂的体积。

（3）不晃动灌砂筒的砂，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圆锥体的砂(m2)。（5）重复上述测量三次，取其平均值。3.4标定量砂的单位质量rs(g/cm3)其步骤如下：（1）用水确定标定罐的容积v，准确至1mL。

（2）在灌砂筒中装入质量为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，直到灌砂筒内的砂不再下流时，将开关关闭，取下灌砂筒，称取筒内剩余砂的质量(m3)，准确至1g。

（3）按下式计算填满标定罐所需砂的质量Ma(g)：Ma=M1-M2-M3

式中:Ma—标定罐中砂的质量(g)M1—灌砂筒装入标定罐砂的总质量(g)M2—灌砂筒下部圆锥体内砂的质量(g)M3—灌砂筒装入标定罐后，筒内剩余砂的质量(g)。

（4）重复上述测量三次，取其平均值。

（5）按下式计算量砂的单位质量rs(g/cm3)rs=Ma/V

其中：rs---量砂的单位质量(g/cm3)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,其面积不小于基板面积。

（2）将基板放在平坦表面上,如果表面粗糙度较大,则将盛有量砂(m5)的灌砂筒放在基板中间圆孔上。将罐砂筒的开关打开，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。取下灌砂并称量筒内砂的质量(m6),准确至1g。

（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)。

在凿洞的过程中，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，不要使水分蒸发。也可放在大试样盆内。

试洞深度等于测定层厚度，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份蒸发，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，放在铝盒或清净的搪瓷盒内，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，不少于是1000g，对于粗粒土或水泥、石灰，粉煤灰等无机结合稳定土，不少于2000g，称其质量md。

（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m1)，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，让砂流入试坑中。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(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，将灌砂筒的下口对准放在试坑上，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，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