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全台唯一工地密度認證至粒徑12in之土木材料實驗室

  發刊期數:第0038期/ 發布日期:102/10/04

  水利工程上常見的填土工程包含有水庫土石壩的填土輾壓、河川或海岸的河堤或海堤堆石壩等,為確保細顆粒及粗顆粒材料填土工程的施工品質,施工單位常委託材料檢驗試驗室進行土壤壓實度與相對密度檢驗,以作為施工品質優劣判斷依據,相關試驗與檢驗的規範皆依循美國墾務局大施工規範(USBR)、美國材料試驗學會(ASTM)與國家標準(CNS)等。
  水利署水利規劃試驗所目前即承接湖山水庫計畫相關工程土石方檢驗試驗工作,其中主要一部分工作為大填築輾壓工程的土壤壓實度與相對密度檢驗,上述相對密度檢驗工作需以室內相對密度試驗所得之最大及最小密度值作為相對密度計算依據,受限於室內相對密度試驗之最大粒徑不得超過3in(75mm)之規範規定,對於超大粒徑之材料無法提供相對密度值作為檢驗標準。
  水利規劃試驗所為配合湖山水庫計畫上游引水工程及下游連接管路工程回填土施工檢驗需要,改以現地工地密度為品質檢驗標準方式辦理,配合現地材料特性,所屬實驗室將工地密度可執行之最大粒徑由3in新增至最大粒徑12in(305mm),且已通過全國認證基金會(TAF)認證,為目前全台灣唯一認證至最大粒徑12in(305mm)之土木材料檢驗實驗室。
  品質檢驗標準係以未擾動前工地密度與輾壓後土壤之工地密度來比較,目前檢驗流程如下:
  1.先於預訂工程地區施作工地密度2處,求得工程未開挖擾動前現場土壤密度。
  2.配合施工單位進行現地輾壓試驗,求得輾壓能量與現場土壤密度之關係,確定日後工區輾壓次數。
  3.工區輾壓完成後進行大型工地密度試驗,所獲得之現場工地密度以不得低於「未擾動」土壤密度為原則。 
  圖1至圖5為大型工地密度現場施作情形,試驗使用直徑200cm圓框,依序如下:
 一、圖1為試驗前先將試驗位置整平,確認圓框能貼合地面,隨即鋪上塑膠墊並將其整平貼合地面。
 二、圖2為朝圓框內注水至一定深度,並標示水位深度及秤剩餘水重。
 三、圖3為移除塑膠墊進行試坑開挖,依標準試驗程序開挖體積至少27ft3(764,555cm3)。
 四、圖4為開挖後土樣秤其重量,並以四分法取部分土樣回試驗室進行篩分析試驗;試坑開挖完後,量測試坑開挖體積是否以達規範規定。
 五、圖5為鋪上塑膠墊注水至原標示深度處,秤其剩餘水量,並量測水溫進行溫度修正。
 六、最終利用水體積與土樣重量相除,即可獲得現場工地密度。

  圖1  試坑開挖前準備工作
圖1 試坑開挖前準備工作

圖2  開挖前注水並標示注水深度
圖2 開挖前注水並標示注水深度

圖3  試坑開挖
圖3 試坑開挖

圖4  秤土樣重量並四分法取回部分土樣
圖4 秤土樣重量並四分法取回部分土樣

圖5  開挖完成後注水量測試坑體積
圖5 開挖完成後注水量測試坑體積