Sand Replacement Test: Bagaimana Field Density dan Pemadatan Diperiksa di Tapak

Pemadatan ialah proses yang menukar tambakan longgar menjadi platform yang boleh menampung jalan, papak bangunan, atau longkang. Ia juga merupakan salah satu perkara yang paling mudah tersilap di tapak tanpa disedari sesiapa: lapisan yang kelihatan dan terasa kukuh di bawah roller mungkin masih terlalu longgar, dan settlement akan muncul berbulan-bulan kemudian sebagai pavement yang retak atau lantai yang mendap. Sand replacement test ialah kaedah standard untuk memeriksa, lapisan demi lapisan, bahawa pemadatan di tapak benar-benar mencapai ketumpatan yang diandaikan oleh reka bentuk.

Prinsip

Ketumpatan ialah jisim dibahagikan dengan isi padu. Menimbang tanah adalah mudah. Bahagian yang sukar di tapak adalah mengukur isi padu tanah yang anda keluarkan. Kaedah sand replacement mengatasi masalah ini dengan menggali lubang kecil, menyimpan setiap butir tanah yang dikeluarkan daripadanya, dan kemudian mengisi lubang tersebut dengan pasir yang bersih dan seragam yang ketumpatannya sudah diketahui. Jisim pasir yang diperlukan untuk mengisi lubang tersebut memberikan isi padunya.

Kaedah ini dinyatakan dalam BS 1377-9, bahagian ujian in-situ dalam British Standard untuk pengujian tanah, yang digunakan secara meluas di Malaysia. Ia merangkumi versi small pouring cylinder dan large pouring cylinder, dengan versi yang lebih besar digunakan untuk bahan berbutir lebih kasar.

Prosedur

1. Kalibrasi pasir. Sebelum pergi ke tapak, bulk density pasir dan jisim pasir yang memenuhi kon pouring cylinder ditentukan di makmal.
2. Sediakan permukaan. Kawasan yang rata dan mendatar pada lapisan yang dipadatkan diratakan, dan dulang logam dengan lubang tengah diletakkan di atasnya.
3. Gali lubang. Tanah digali keluar melalui lubang dulang sehingga kedalaman yang diperlukan dan setiap zarah dikumpulkan serta ditimbang.
4. Ambil sampel lembapan. Sebahagian daripada tanah yang digali dimeterai dan dihantar untuk penentuan kandungan lembapan.
5. Tuang pasir. Pouring cylinder diletakkan di atas lubang dan pasir dibiarkan mengalir masuk sehingga berhenti. Silinder tersebut ditimbang semula untuk mengetahui berapa banyak pasir yang telah digunakan.
6. Kira. Isi padu lubang diperoleh daripada jisim pasir yang mengisinya, ditolak pasir yang tertahan di dalam kon.

Daripada Bulk Density kepada Relative Compaction

• Bulk density ialah jisim tanah basah yang dikeluarkan dibahagikan dengan isi padu lubang.
• Dry density menyingkirkan air: bulk density dibahagikan dengan (1 + kandungan lembapan).
• Relative compaction membandingkan field dry density dengan maximum dry density daripada ujian pemadatan makmal bagi bahan yang sama, dinyatakan sebagai peratusan.

Spesifikasi earthworks dan pavement menetapkan relative compaction minimum bagi setiap lapisan, lazimnya bersama julat kandungan lembapan juga. Ujian yang tidak mencapai sasaran bermakna lapisan tersebut perlu digelek semula, atau diolah semula dan dipadatkan semula, sebelum lapisan seterusnya boleh diletakkan di atasnya.

Punca Ralat Biasa

• Tanah longgar yang tertinggal di dalam lubang, atau tanah yang hilang semasa penggalian, mengurangkan bacaan jisim dan memberikan nilai ketumpatan yang rendah secara tidak tepat.
• Getaran berhampiran daripada roller atau lori semasa pasir sedang mengalir boleh memadatkan pasir di dalam lubang dan memesongkan isi padu.
• Pasir lembap atau tercemar tidak lagi sepadan dengan ketumpatan yang telah dikalibrasi. Pasir perlu dipastikan sentiasa kering dan dikalibrasi semula secara berkala.
• Permukaan tidak rata di bawah dulang membolehkan pasir melimpah ke dalam celahan di luar lubang.
• Ketumpatan rujukan yang salah: membandingkan keputusan di tapak dengan maximum dry density makmal bagi borrow source atau jenis bahan yang berbeza menjadikan peratusan tersebut tidak bermakna.

Mengapa Ia Masih Digunakan

Kaedah yang lebih pantas memang wujud, seperti nuclear density gauges, tetapi sand replacement test tidak memerlukan punca radioaktif atau lesen, mudah untuk diaudit, dan menghasilkan sampel fizikal untuk ujian lembapan. Hal ini menjadikannya kekal sebagai acceptance test yang lazim untuk tambakan, subgrade, dan lapisan road base.

Nota: Relative compaction yang diperlukan, ketebalan lapisan, dan kekerapan pengujian ditetapkan oleh spesifikasi projek. Keputusan harus disemak oleh jurutera yang bertanggungjawab bersama-sama dengan ujian pemadatan makmal bagi bahan yang sama.