施工管理

【現場密度試験】の計算方法を分かりやすく解説(様式JGS 1611ダウンロード付)

このブログでは、現場密度試験の計算方法についてお話しします。

様式「JGS 1611」を使い、実際に数値を入力して1つ1つ解説いたします。

こちらの様式は「試験用砂の密度」と「含水比」を測定して記入するのに便利な形になっています。

試験方法についてはこちらのブログを参考にしてください。

「現場密度試験【突砂法】」の試験方法を分かりやすく解説します現場密度試験は、現場の「盛土の締固め管理」や「路盤等の締固め管理」に利用されていて、「ジャーとアタッチメントによる砂置換法」、「突砂法」、「RI法」などの方法が一般的です。​このブログでは、「突砂法(とっさほう・つきすなほう」について解説しています。​...

様式「JGS 1611」

例として路床盛土を施工した場合を想定しました。

様式のダウンロードはこちらから↓↓↓↓

Excel様式「JGS1611突き砂による土の密度試験」

【現場密度試験】の計算方法を分かりやすく解説「様式(KODAN A1214)ダウンロード付」現場密度試験の計算方法を実際に数値を入力しながら具体的に解説しました。試験孔の体積を求めて、掘り出した試料の乾燥重量と体積で乾燥密度を計算します。試験成績表の最大乾燥密度との割合を求めて報告書を作成する流れになっております。Excel様式もダウンロードできます。この様式は37.5㎜以上の礫が混入している場合の補正ができるようになっています。...

事前準備

試験用砂の密度較正(珪砂の密度測定)

m2「較正容器と砂の質量」:キャリブレーション容器に試験用砂(珪砂)を入れた状態の重さです。実際に計った重さが「5661」となったので記入します。

m1「較正容器の質量」:キャリブレーション容器の重さです。実際に計った重さ「1482」と記入します。

V「較正容器の容量」:今回使用するキャリブレーション容器の体積は、直径15㎝、深さ15㎝なので計算すると「2650㎤」となります。

pds「乾燥密度」=(m-m)/V=5661-1482÷2650=1.577
珪砂の重さを体積で割ります。

試験用砂(珪砂)の密度の決定

この測定を3回以上行い平均して、pds乾燥密度=「1.576」として使用します。

容器の重量・試験用砂+容器の重量・ベースプレート部の重量

「容器重量」として、使用するビニール袋の重さです。実際に計った重さが「14g」だったので記入します。

m4「(試験用砂+容器)質量」試験孔に入れる珪砂とビニール袋を一緒に計ります。今回は計算しやすいように「5000」と記入します。

mp「ベースプレート部の砂の質量」を算出して「278」と記入します。
下の図の赤い部分となります。
ベースプレートの大きさが15㎝、厚さ1㎝なので(15^2×π÷4)×1㎝×密度1.576=278となります。

最大乾燥密度と最適含水比の確認

「最大乾燥密度」を盛土材の試験成績表から「1.836」と下の欄に記入します。

「最適含水比」を盛土材の試験成績表から「12.9」と下の欄に記入します。

以上で、事前準備は完了です。

現場試験

次は実際に現場で試験を行い、記入しながら計算をします。

最初に試験箇所にベースプレートを置き、試験孔を掘ります。

試験孔から掘り出した試料をビニール袋に入れて重さを計ります。

試験孔の体積・湿潤密度

「(試験孔から取り出した土+容器)質量」「3625」を記入して、m3を計算します。

m3「試験孔から取り出した土の湿潤土質量」=3625ー14=3611 となります。

ベースプレートに上枠を設置して、試験孔に試験用砂を入れます。

突き棒で所定の回数を突き、余分な砂を戻します。

m5「(残った試験用砂+容器)質量」を計り、「1921」と記入します。

「試験孔の体積」を計算します。

V0試験孔の体積」=(m4ーm5ーmp)/Pds=(5000ー1921ー278)÷1.576=1777

「湿潤密度」を計算します。

Pt「湿潤密度」=m3/V03611÷1777=2.032 となります。

推定含水比から推定締固め度

推定含水比から推定締固め度を出してみましょう。

現地でおおよその結果が出せるので、段階確認や立会検査でとても有効です。

例えば推定含水比を12.0%として乾燥土重量と乾燥密度を逆算します。

「乾燥土重量」={m3÷(12.0+100)}×100

=(3611÷112)×100=3224

「乾燥密度」=3224÷1777=1.814

したがって推定締固め度は

推定締固め度=(1.814÷1.836)×100=98.8%

となります。

含水比試験を行い締固め度を求める

試験孔から掘り出した試料は、持ち帰り「含水比試験」をします。

含水比試験から「含水比」を求めて、「締固め度」を算出します。

含水比試験

含水比試験には「炉乾燥法」と「電子レンジ法」そして「フライパン法」の方法があります。

1つの「試験孔から取り出した土」から2つの試料を試験して平均値を求めます。

ma「湿潤土+容器」の質量です。

mb「乾燥土+容器」の質量です。

mc「容器」の質量です。

w「含水比」=(ma-mb)/(mb-mc)

容器№2を例に計算をしてみましょう。

ma=1930.39

mb=1769.14

mc=269.51

w「含水比」=(1930.39-1769.14)÷(1769.14-269.51)=10.75

容器№1~6までの数値を平均して含水比を「11.4%」と確定します。

締固め度

締固め度は「乾燥密度」と盛土材の試験成績表の「最大乾燥密度」の割合です。

乾燥密度Pdを試験孔№①を例にして計算しましょう。

Pd=Pt/(1+w/100)=2.032÷(1+11.4÷100)=1.824

となります。

最後に「締固め度」を求めます

Dc=100×(Pd/最大乾燥密度)=100×(1.824÷1.836)=99.3%

締固め度は「99.3%」となります。

おわりに

現場密度試験【突砂法】の計算方法を、具体的な数値を例にして解説しました。

現場に行く前の準備

  1. 試験用砂の密度の測定
  2. 容器(ビニール袋)の重さの測定
  3. 試験孔に入れる試験用砂+容器(ビニール袋)の重さの測定
  4. ベースプレート部の砂の重さを計算
  5. 盛土材の最大乾燥密度・最適含水比の確認

現場での試験

  1. 試験孔を掘削し、試験孔から掘り出した土の重さの測定
  2. 残った試験用砂の重さを測定
  3. 試験孔の体積を算出
  4. 湿潤密度の算出
  5. 推定含水比で計算して、推定締固め度を算出
  6. 試料を持ち帰り含水比試験を行う
  7. 乾燥密度の算出
  8. 締固め度の算出と報告書作成

以上となります。

今回のブログが皆様のお役に立てたら嬉しいです。

最後まで読んでいただきありがとうございました。

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ABOUT ME
まさあき
「まさあき」といいます。 土木施工管理歴30年。現在は地場の建設会社に勤務しております。1級土木、2級管工事、2級舗装、測量士、砕石業務管理者を保有しております。このブログは、工事現場に関する「施工管理」・「測量」そして現場で使用する「パソコン」について発信しています。 私の土木技術者として知識が皆様のスキルアップにつながるとうれしいです。