( 一 ) 試驗目的 試驗十四工地密度試驗 工地密度試驗 (Field Density Test) 用以測定工地填土工程滾壓夯實後之乾密度, 計算夯實度以作為施工品質控制之依據 ( 二 ) 試驗說明 工地密度試驗 (Field Density Test) 係於工地挖一孔洞得濕土重 W, 並測其含水量, 而其體積 V 用砂錐儀倒入標準砂反求之, 測定工地填土工程滾壓夯實後之乾密度 γ d 由夯實試驗求得之最大乾單位重 (γ d ) max 值求相對夯實度 (Relative Compaction)R.C. 值 : γ d 工地乾單位重 R.C.= 100 % = 100 % 最大乾單位重 ( γ d ) m a x 工地密度試驗含礫石之修正若工地密度試驗含 4.75mm 或 19.0mm 以上之礫石時, 依 AASHTO T224-86 之規定試內夯實之最大乾單位重 (γ d ) max, 必需修正始得求相對夯實度 R.C. 修正公式如下 : (1) 如採 AASHTO T99-94 或 T180-93 中之 A 或 B 法採用經驗公式 : D = (1-Pc) D f + 0.9 Pc D c 工地乾單位重 γ d R. C. = 100 % = 100 % 調整最大乾單位重 D 其中 : P c : 停留於 4 號篩粗料之重量百分比 (γ d )max=d f : 試驗室最大乾單位重 14-1
D c : 停留於 4 號篩粗料之容積比重 D : 調整最大乾單位重 (2) 如採 AASHTO T99-94 或 T180-93 中之 C 或 D 法採用圖解法 14-2
( 三 ) 試驗儀器 (1) 工地密度儀 : 工地密度儀包括兩錐筒, 在連接部分設一可由閥門開關, 控制標準砂之自由落體下降 (2) 底鈑 : 盤式底鈑中央開設一圓孔, 最大孔徑與錐筒外徑相同 (3) 標準砂 : 全部通過 #10 篩且通過 #60 篩少於 3% (4) 磅秤 : 秤 20kg, 精確度 2g (5) 烘箱 : 溫度控制在 110±5ºC (6) 金屬盆 : 用以裝土壤 (7) 鐵鑿 : 挖土 (8) 鐵釘 : 用以固定底鈑 (9) 檢驗筒 : 已知高度 H, 及直徑 D ( 四 ) 試驗步驟 (A) 室內工作 : (1) 稱工地密度儀與標準砂使其重為 W 1 (=10kg) ( 標準砂 : 全部通過 #10 篩且通過 #60 篩少於 3%) (2) 求錐體充砂重 : 先將底鈑置於室內之地面, 再將工地密度儀與標準砂重 W 1, 置於其上, 打開閥門開關, 至標準砂不再落下, 稱工地密度儀與剩下之標準砂重 W 2, 則錐體充砂重 =W 1 -W 2 (3) 量檢驗筒體積 :V=πD 2 H/4 ( 檢驗筒 : 已知高度 H, 及直徑 D) (4) 求標準砂之單位重 : 先將檢驗筒置於室內之地面, 再將將底鈑及工地密度儀與標準砂重 W 1, 置於其上, 打開閥門開關, 至標準砂不再落下, 稱工地密度儀與剩下之標準砂重 W 2, 則檢驗筒體充砂重 W c =W 1 -W 2, 標準砂之單位重 γ c =Wc/Vc (B) 野外工作 : (1) 稱工地密度儀與標準砂使其重為 W 1 (=10kg) (2) 在工地選一欲試驗之地點將其表面整平 底鈑安置於土壤面上, 釘下三支鐵釘使之固定 (3) 由底鈑圓孔使用小鏟子垂直往下挖洞, 挖出土壤, 並將其置於容器中, 挖孔的直徑約與平鈑圓孔直徑相同, 深度約 10-15cm( 視土粒大小而定 ), 稱得濕土樣重 W 3 14-3
(4) 將工地密度儀與標準砂 W 1 置於底鈑上, 打開閥門, 使標準砂往下自由落體下落, 直至標準砂充滿土洞及錐體時, 關閉閥門, 稱工地密度儀與剩下之標準砂重 W 5, 則試驗洞之充砂重 =W 2 -W 5 (5) 求試驗洞之體積 V=(W 2 -W 5 )/γ c (6) 求濕土單位重 γ m =W 3 /V (C) 室內烘乾土樣及計算工作 : (1) 將濕土樣得全部烘乾得乾土樣重 W 4, 或部分拿去烘乾求含水量 w (2) 求乾單位重 γ d =W 4 /V=γ m /(1+w) (3) 由夯實試驗求得之最大乾單位重 (γ d ) max 值求相對夯實度 (Relative Compaction)R.C. 值 工地乾單位重 γ d R. C. = 100 % = 100 % 最大乾單位重 (γ d ) m a x (4) 若工地密度試驗含 4.75mm 或 19.0mm 以上之礫石時, 依 AASHTO T224-86 之規定室內夯實之最大乾單位重 (γ d ) max, 必需修正始得求相對夯實度 R.C. 工地密度試驗示意圖, 如圖 14-1 所示 圖 14-1 工地密度試驗示意圖 14-4
( 五 ) 試驗記錄用表 土力 ( ) 第 14-1 號 工地密度試驗 ( 室內用 ) 試 樣 編 號 No.1 No.2 No.3 筒 + 滿砂重,W 1 筒 + 滿砂重 - 錐體充砂重,W 2 錐體充砂重,W 3 =W 1- W 2 檢驗筒直徑,D (cm) 檢驗筒高度,H (cm) 檢驗筒體積,V (cm 3 ) 筒 + 滿砂重,W 1 筒 + 滿砂重 - 錐體充砂重 - 檢驗筒砂重,W4 檢驗筒砂重,W 5 =W 1 -W 4 -W 3 試驗砂單位重,γ c =W 5 /V (g/cm 3 ) 14-5
土力 ( ) 第 14-2 號 工地密度試驗 ( 充砂法 ) 試 樣 編 號 No.1 試驗砂單位重,γ c (g/cm 3 ) 筒 + 滿砂重,W 1 筒 + 滿砂重 - 錐體充砂重,W 2 錐體充砂重,W 1- W 2 試驗洞之濕土重,W 3 試驗洞之乾土重,W 4 筒 + 滿砂重 - 錐體充砂 - 洞中充砂重,W 5 試驗洞之充砂重,W 2 -W 5 試驗洞體積,V=(W 2 -W 5 )/γ c (cm 3 ) 濕土單位重,γ m =W 3 /V (g/cm 3 ) 乾土單位重,γ d =W 4 /V (g/cm 3 ) 停留於 4 號篩粗料之重量百分比,P c (%) 試驗室最大乾單位重 (γ d ) max =D f (g/cm 3 ) 停留於 4 號篩粗料之容積比重,D c 調整最大乾單位重,D=(1-P c )D f +0.9P c D c 相對夯實度,R.C.=(γ d /D) 100 (%) 14-6
土力 ( ) 第 14-3 號粗料含量調整土壤夯實試驗標準方法 14-7
( 六 ) 試驗問題 14-1 工地密度可用下列何種試驗儀器試驗得之 : (1) 砂錐儀 (2) 核子密度儀 (3) 以上皆可 14-2 工地密度可用下列何種試驗儀器試驗得之 : (1) 砂錐儀 (2) 橡皮薄膜 (3) 以上皆可 14-3 工地密度試驗分幾大步驟完成 : (1) 一 (2) 二 (3) 三 14-4 工地密度試驗有級配料之工地應 : (1) 將礫石丟棄 (2) 不能做 (3) 照做 14-5 工地密度試驗有多於 50% 礫石之級配料之工地應 : (1) 將全部礫石丟棄 (2) 將部份礫石放回孔內 (3) 照做 14-6 標準砂其粒徑大小如何? (1) 大於 10 號篩 (2) 小於 10 號篩 (3) 大於 4 號篩 14-7 工地密度試驗標準砂之單位重與錐體充砂重於 : (1) 室內求取 (2) 工地求取 (3) 以上皆可 14-8 相對夯實度可否大於 100 %: (1) 可以 (2) 不可以 (3) 級配料可以 14-9 若 W= 土壤之總重量 V= 土壤之總體積 Ws= 土粒之重量 則濕土單位重之定義為 : (1)Ww/Ws (2)W/V (3)Ws/V 14-10 若 w= 含水量 =19.73% γ m = 濕土單位重 =1.916 g/cm 3, 則 γ d = 乾土單位重為 : (1)1.600 g/cm 3 (2)0.092 g/cm 3 (3)2.294 g/cm 3 m 1.916 3 答 : d w 1 1.600kg / cm 1 w 1 0.1973 試驗十四 答 :(3)(3)(3)(3)(2)(2)(1)(1)(2)(1) ( 七 ) 試驗討論問題 1. 工地密度試驗所挖之孔洞大小及測含水量用量依據準則如何 2. 工地密度試驗之室內工作有哪些? 3. 如何求取級配料之工地相對夯實度? 14-8