งานทดสอบความหนาแน่นของชั้นดิน
Field Density Test
การทดสอบหาความหนาแน่นแห้งของดินในสนาม คือ การหาค่าความหนาแน่นเปียกและปริมาณความชื้นเปียกในบริเวณบดอัดด้วยเครื่องจักร
ในการทดสอบหาค่าความหนาแน่นของดินในสนาม (Field Density) จะมีอยู่ด้วยกัน 3 วิธี คือ
- Sand Cone Methodวิธีนี้อาศัยทรายช่วยในการหาปริมาตรของหลุมโดยทรายที่ใช้คือ ทราย Ottawa Sand ซึ่งขนาดของเม็ดทรายจะมีลักษณะกลมและมีขนาดเท่าเท่ากัน (Uniform) หรือจะใช้ทรายที่ร่อน ผ่านตะแกรงเบอร์ 20 ค้างตะแกรงเบอร์ 30 ก็ได้ เพื่อที่จะให้ผลของความหนาแน่นที่เท่ากันโดยตลอด และไม่เกิดการแยกตัวของเม็ดหยาบและเม็ดเล็ก (Segregation) ขณะทำการทดสอบ
- Rubber Balloon Methodวิธีนี้ใช้น้ำช่วยในการหาปริมาตรของหลุม ซึ่งสะดวกและรวดเร็วกว่าวิธีแรก ในการทดสอบต้องอาศัยลมจากลูกบอลบีบอัดลงไปตรงส่วนบนของผิวน้ำในหลอดแก้วของเครื่องมือเพื่อทำให้น้ำในหลอดแก้วถูกดันออกไปในลูกโป่งยาง และไหลลงไปในหลุมทดสอบที่ขุดเอาไว้ใต้ Base Plate ลมที่อัดลงไปนี้มีส่วนช่วยให้น้ำในลูกโป่งอัดแนบสนิทกับก้นหลุม ทำให้ได้ค่าปริมาตรของหลุมที่ถูกต้องและแม่นยำยิ่งขึ้น
- Nuclear Methodวิธีนิวเคลียร์ เป็นการหาค่าความหนาแน่นของดินและปริมาณความชื้นของดินบดอัดแห้ง หาความหนาแน่นเปียกของดิน โดยใช้รังสีแกมม่า (Gamma Ray) ส่งผ่านดินที่ต้องการ ก่อนที่จะไปเข้าเครื่องรับรังสี ถ้ารังสีสะท้อนกลับไปเครื่องรับมาก แสดงว่าดินมีความหนาแน่นสูง ส่วนการหาปริมาณความชื้นโดยใช้นิวตรอน (Newtron) ส่งผ่านเข้าไปในดินและสะท้อนไปยังเครื่องรับช้าแสดงว่าปริมาณน้ำในมวลดินมีมาก วิธีนี้จะสะดวกและรวดเร็วให้ผลเป็นที่น่าพอใจ แต่สิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายสูง
การก่อสร้างถนน สนามบิน เขื่อนดิน พื้นที่โรงงาน ฯลฯ จะต้องบดอัดด้วยเครื่องมือต่างๆ ตามชนิดและประเภทของวัสดุที่นำมาใช้ในการก่อสร้าง หลังจากบดอัดได้ที่แล้วก็จะต้องมีการตรวจสอบผลของการบดอัดนั้นว่ามีความแน่นสามารถรับน้ำหนักได้ตามข้อกำหนดที่ได้ออกแบบคำนวณไว้หรือไม่ เช่น งานชั้นรองพื้นทาง (subbase) ชั้นพื้นทาง (base) จะต้องบดอัดให้ได้ 100% งานชั้นดินเดิม และดินถมจะต้องบดอัดให้ได้ 95% การบดอัดนี้จะต้องมีการควบคุมความชื้นในดินและพลังงานที่จะใช้ในการบดอัดให้พอเพียงและประหยัด ถ้าจำนวนเที่ยวที่บดอัดมากเกินไปก็จะสิ้นเปลืองทั้งค่าแรงงานและค่าน้ำมันเชื้อเพลิง แต่ถ้าบดอัดน้อยไปก็จะไม่ได้ความแน่นที่ต้องการจะต้องกลับมาทำงานซ้ำอีก
การหาความแน่นของดิน คือ การหาน้ำหนักของดินในบริเวณที่บดอัดเสร็จเรียบร้อยแล้ว หารด้วยปริมาตรของหลุมที่ขุดดินออกมา และการที่จะหาปริมาตรของหลุมที่กล่าวนี้ จำเป็นจะต้องวัดหรือใช้วัสดุที่รู้ความแน่น (density) และความถ่วงจำเพาะแน่นอน แล้วไปแทนที่ในหลุมที่ขุดดินขึ้นมา ซึ่งการทดสอบดังกล่าวอาจกระทำได้โดยวิธีใช้ทรายมาตรฐาน (Sand Cone Method) ช่วยในการทดสอบหรือใช้น้ำ (Balloon Density Method) ทั้งสองวิธีนี้ต่างก็อาศัยหลักอันเดียวกัน คือ ขั้น
แรกจะต้องขุดดินบริเวณที่จะทำการทดสอบให้เป็นหลุมเล็ก ๆ และนำดินที่ขุดออกมาทั้งหมดไปชั่งหาน้ำหนัก หาเปอร์เซ็นต์ความชื้น และหาปริมาตรของหลุมที่ขุดดินออกมา
และถ้าหาก W คือ เปอร์เซ็นต์ความชื้นของดิน
เพื่อที่จะให้ได้ผลการทดลองที่ถูกต้องเหมาะสมตามความต้องการปริมาตรของหลุมที่เจาะทดลองและตัวอย่างดินที่เก็บไปหาเปอร์เซ็นต์ความชื้น จะต้องขึ้นอยู่กับขนาดใหญ่สุดของเม็ดดินดังนี้
ตารางที่ 1 ปริมาณดินที่เก็บไปหาปริมาณความชื้นต่อขนาดเม็ดดินและปริมาตรของหลุม
ขนาดใหญ่ที่สุดของเม็ดดิน | ขนาดใหญ่ที่สุดของเม็ดดิน | ขนาดใหญ่ที่สุดของเม็ดดิน |
No.4 | 0.025 | 100 |
½ | 0.050 | 250 |
1 | 0.075 | 500 |
2 | 0.100 | 1000 |
การทดสอบในห้องปฏิบัติการ
ตัวอย่างดินที่เก็บได้ในภาคสนาม จะนำมาทดสอบหาคุณสมบัติทางกายภาพและทางวิศวกรรม ตามมาตรฐาน American Society for Testing and Materials (ASTM) โดยการทดสอบคุณสมบัติของดินในห้องปฏิบัติการ ใช้ทดสอบหาปริมาณความชื้นในดิน (Water Content) ตามมาตรฐานการทดสอบ ASTM D
1556 – 00
รายงานผลการทดสอบ
ประกอบด้วย
Ø หนังสือรายงานผลการทดสอบ
Ø แผนผังบริเวณโครงการและตำแหน่งจุดทดสอบ
Ø วิธีการทดสอบ
Ø ผลการทดสอบ