SOND N OW O A W N A I N A

Transkrypt

1 SONDOWANIA Sylwia Tchórzewska 1

2 Cel sondowania Celem sondowań jest rozpoznanie ilościowych lub jakościowych własności gruntów w miejscu ich zalegania (in situ). Badanie gruntów za pomocą sondowań polega na wbijaniu, wciskaniu, wkręcaniu lub obracaniu ściśle zwymiarowanej sondy i pomiarze oporów gruntu. Jako rezultat sondowań można uzyskać następujące informacje: parametry geotechniczne warstw (np.: I D, I L, τ f, c, E, s,u,...) (s - wskaźnik wrażliwości strukturalnej u dopuszczalny udźwig pala) określenie głębokości zalegania warstw o odmiennych cechach mechanicznych, wydzielenie i określenie głębokości zalegania przewarstwień, wyznaczenie miejsc do dalszych badań i opróbowania, uściślenie podziału podłoża gruntowego na warstwy geotechniczne. Sylwia Tchórzewska 2

3 Rodzaje sond Sondy statyczne wciskane wkręcane Stożkowa SW Krzyżakowa VT Spiralna ST Sondy dynamiczne Wbijane (udarowe) lekkie Wbijane (udarowe) ciężkie Udarowo-obrotowe Stożkowa SL Stożkowa SC Cylindryczna SPT Krzyżakowa SLVT Sylwia Tchórzewska 3

4 W badaniach polowych stosuje się: Rodzaje sond sondowania dynamiczne (SD-10, SD-30, SD-50, SD-63.5), sondowania statyczne (CPT, CPTU), sondowanie sondy cylindryczne (SPT), sondowanie sondy wkręcane (ST), sondowanie sondy obrotowe (VT). Sylwia Tchórzewska 4

5 Klasyfikacje sondowań: Sposób zagłębiania: Dynamiczne : Statyczne : SDL, SC, DPL, DPM, DPH, DPSH, SPT CPT, WST Rozpoznanie: Ciągłe : SDL, SC, DPL, DPM, DPH, DPSH, WST Punktowe : SPT, FVT, CPT, CPTU, DMT Sylwia Tchórzewska 5

6 Zastosowanie sondowańw w badaniach geologiczno-inżynierskichinżynierskich Sylwia Tchórzewska 6

7 Sylwia Tchórzewska 7

8 Przykłady końcówek sond 90 Sylwia Tchórzewska 8

9 Zasady stosowania sondowań Jako rozpoznanie budowy geologicznej, uzupełniające siatkę otworów wiertniczych Jako rozpoznanie parametrów geotechnicznych in situ Jako rozpoznanie wstępne przed zaprojektowaniem lokalizacji badań szczegółowych Jako kompletne rozpoznanie podłoża gruntowego (np. podłoże rozpoznane starymi wierceniami lub podłoże jednorodne o zmiennym zagęszczeniu(konsystencji)) Sylwia Tchórzewska 9

10 Czynniki wpływające na opór sondowania Rodzaj gruntu Domieszki i przewarstwienia w obrębie warstw geotechnicznych Obecność pojedynczych kamieni Stopień obtoczenia ziaren gruntu Stopień zagęszczenia gruntów sypkich i stopień plastyczności gruntów spoistych Warstwowanie sedymentacyjne Ciśnienie nadkładu Występowanie wody gruntowej Obniżenie zwierciadła wody gruntowej Czynniki związane z konstrukcją i geometrią sondy Czynniki związane z techniką prowadzenia sondowań Sylwia Tchórzewska 10

11 Czynniki wpływające na opór sondowania Skład granulometrycznydla żwirów opór 2 x większy niż dla piasków o tym samym Id opór rośnie znacząco wraz ze wzrostem U Sylwia Tchórzewska 11

12 Czynniki wpływające na opór sondowania Sylwia Tchórzewska 12

13 Czynniki wpływające na opór sondowania Przy obliczaniu Id pomija się piki powodowane natrafieniem na kamień Sylwia Tchórzewska 13

14 Czynniki wpływające na opór sondowania Ziarna ostrokrawędziste zwiększają opór spłaszczenia zwiększają opór Sylwia Tchórzewska 14

15 Czynniki wpływające na opór sondowania Sylwia Tchórzewska 15

16 Czynniki wpływające na opór sondowania Sylwia Tchórzewska 16

17 Czynniki wpływające na opór sondowania Sylwia Tchórzewska 17

18 Czynniki wpływające na opór sondowania Opór sondowania rośnie od 0 na powierzchni terenu aż do wartości właściwej dla danego zagęszczenia gruntu na głębokości H=30d d-średnica sondy STREFA KRYTYCZNA 0 H Poniżej strefy krytycznej wyniki sondowania są miarodajne. Nie obserwuje się znaczącego wzrostu oporu sondowania wraz ze wzrostem głębokości po przekroczeniu strefy krytycznej. Sylwia Tchórzewska 18

19 Czynniki wpływające na opór sondowania w gruntach sypkich do 1m powyżej zwierciadła wody gruntowej oraz 2-3 m poniżej występuje zmniejszenie oporu sondowań o ok % zjawisko to nie występuje przy skrajnych stopniach zagęszczenia gruntów sypkich (bln, bzg) w gruntach spoistych poniżej zwierciadła wody gruntowej występuje wzrost oporu sondowania Sylwia Tchórzewska 19

20 Czynniki wpływające na opór sondowania Obniżenie zwierciadła wody gruntowej powoduje zagęszczenie gruntu i wzrost oporu sondowania ponad obniżonym zwierciadłem wody Sylwia Tchórzewska 20

21 Czynniki wpływające na opór sondowania Sylwia Tchórzewska 21

22 Czynniki wpływające na opór sondowania prędkość zagłębiania sondy Sposób likwidowania tarcia żerdzi o grunt Obracanie żerdziami Stosowanie rur osłonowych Przerwy w badaniu Prostoliniowość sondowania Sylwia Tchórzewska 22

23 Sondowania dynamiczne Sylwia Tchórzewska 23

24 Sondowania dynamiczne Sondowania dynamiczne stosuje się do: rozpoznania podstawowych cech gruntów niespoistych w warunkach naturalnych, a szczególnie stopnia zagęszczenia, wydzielenia warstw i soczewek gruntów słabych, określenie głębokości podłoża nośnego, okonturowania warstw o odmiennych cechach w nawiązaniu do profilu litologicznego, wyznaczenia miejsc poboru próbek gruntu Kontroli jakości robót ziemnych np. zagęszczenia zasypek wykopów Najczęściej stosuje się sondy wbijane o końcówkach: cylindrycznej, stożkowej krzyżakowej Sylwia Tchórzewska 24

25 Rodzaje sond dynamicznych Sondowanie dynamiczne polega na wbijaniu w podłoże gruntowe końcówki sondy za pomocą młota o znormalizowanej masie i znormalizowanej wysokości spadania. Sondowania dynamiczne wykonuje się z powierzchni terenu lub z powierzchni dna wykopu. Rodzaje sond dynamicznych : sonda lekka DPL (ang. dynamic probing light) sonda średnia DPM (ang. dynamic probing medium) sonda ciężka DPH (ang. dynamic probing heavy) sonda bardzo ciężka (ang.dynamic probing super heavy) sonda cylindryczna SPT ( standard penetration test) Sylwia Tchórzewska 25

26 Sondowania dynamiczne Sylwia Tchórzewska 26

27 Sondowania dynamiczne Sylwia Tchórzewska 27

28 Sylwia Tchórzewska 28

29 Dwie końcówki badawcze sondy SD-10; pierwsza o kącie wierzchołkowym 90o, druga o kącie wierzchołkowym 60o (dawna sonda lekka SL). Sylwia Tchórzewska 29

30 Sylwia Tchórzewska 30

31 Sonda SD-10 z napędem pneumatycznym zasilanym silnikiem spalinowym Sylwia Tchórzewska 31

32 Nomogram do oceny zagęszczenia gruntów sypkich ID na podstawie sondowań dynamicznych (wg PN-B-04452) Sylwia Tchórzewska 32

33 Sylwia Tchórzewska 33

34 Sonda cylindryczna SPT Sonda o końcówce cylindrycznej (Standard Penetration Test SPT stosowana jest do: - określenia wytrzymałości i odkształcalności gruntów niespoistych (piasek, żwir) - oraz do wyznaczania rodzaju gruntu i stanu pozostałych gruntów spoistych (gliny). Badanie polega na określaniu oporu gruntu przy zagłębianiu końcówki cylindrycznej podczas wbijania jej młotem o masie 63,5 kg spadającego z wysokości 76 cm po wcześniejszym zagłębieniu jej na 15 cm w dnie otworu. Podczas badania oznacza się opór penetracji N czyli ilość uderzeń potrzebną do zagłębienia końcówki SPT na glębokość 30 cm Sonda cylindryczna powinna być wbijana jedynie w dno otworu badawczego i wymaga jego stałego pogłębiania- badanie punktowe Przy wbijaniu pobierana jest równocześnie do wnętrza odpowiedniego cylindra część gruntu, którą następnie wykorzystuje się do określenia rodzaju czy wilgotności. Sylwia Tchórzewska 34

35 Sonda dynamiczna Sonda dynamiczna SPT Sylwia Tchórzewska 35

36 Schemat sondy SPT (przekrój podłużny). Sylwia Tchórzewska 36

37 Sonda cylindryczna SPT Orientacyjny stan gruntów spoistych i sypkich w zależności od warunków sondowań Stopień plastyczności w zależności od liczby uderzeń N 30 Stan gruntu spoistego Liczba uderzeń N 30 Stopień plastyczności Miękkoplastyczny < 4 I L > 0.50 Plastyczny Twardoplastyczny Półzwarty Zwarty > < I L < I L 0.25 I L 0 w n w s Stopień zagęszczenia gruntów niespoistych w zależności od liczby uderzeń N 30 Stan piasku Stopień zagęszczenia Liczba uderzeń N 30 Bardzo luźny 0 < I D Luźny Średnio zagęszczony Zagęszczony Bardzo zagęszczony 0.15 < I D < I D < I D < I D więcej niż 50 Sylwia Tchórzewska 37

38 Sonda obrotowa VT Sonda obrotowa(vt od ang. vane test) jest przyrządem służącym do bezpośredniego wyznaczania wytrzymałości na ścinanie τf maxgruntów spoistych i słabych. Końcówka zagłębiana w podłoże gruntowe ma postać skrzyżowanych łopatek. Badanie polega na oznaczeniu maksymalnej siły (momentu obrotowego) potrzebnej do wykonania obrotu krzyżaka umieszczonego na głębokości badania. Dodatkowo na podstawie wykresu zmian wartości siły ścinającej w czasie dokonuje się oznaczenia wytrzymałości minimalnej (rezydualnej) na ścinanie τf min a następnie wrażliwości strukturalnej gruntu IR. Sondowania sondą obrotową stosuje się do: Określenia wytrzymałości na ścinanie w gruntach spoistych (τf< 150 kpa twardoplastyczne) i gruntach organicznych Określenia stref osłabień w gruntach oraz śledzenia strefy poślizgu (w rejonie zboczy i skarp) Określenia innych cech gruntów na podstawie zależności korelacyjnych (np. IL) Sylwia Tchórzewska 38

39 Sylwia Tchórzewska 39

40 Sylwia Tchórzewska 40

41 Sonda stożkowo-krzyżakowa krzyżakowa SLVT Sondowanie sondąslvt pozwala na uzyskanie w prosty i szybki sposóbcharakterystyki wytrzymalościowej badanych warstw podłoża gruntowego. Celem badania jest wydzielenie w podłożu spoistych gruntów słabych, bardzosłabych oraz gruntów organicznych. Maksymalna zalecana głębokość to 6-10 m p.p.t. Badanie stanowi połączenie sondowań dynamicznych sondą dynamiczną DPL z możliwością pomiaru wytrzymałości na ścinanie bez opływu τ fu poprzez rejestrację momentu obrotowego końcówki krzyżakowej wykorzystując klucz dynamometryczny. Sylwia Tchórzewska 41

42 Sonda SLVT Badanie polega na określeniu wytrzymałości na ścinanie i przeprowadzane jest podczas badań terenowych. Standardowo podczas badania stosowane są końcówki krzyżakowe o wymiarach (H x D, gdzie H=2D): 200 x 100 mm -dla gruntów bardzo słabych 80 x 40 mm - dla gruntów twardoplastycznych Dodatkowo stosować można również końcówki: 120 x 60 mm 80 x 120 mm SLVT - stożkowo krzyżakowa, wymiary krzyżaka: 80 x 40 mm Zgodność z normą:pn-bn-04452:2002 Geotechnika. Badania polowe. Sylwia Tchórzewska 42

43 Sylwia Tchórzewska 43

44 Wrażliwość strukturalna gruntu IR Badanie to pozwala na określenie wrażliwość strukturalnej gruntu IRna działanie dynamiczne (na naruszenie struktury) IR= τ fu max/ τ fu min τ fu max maksymalna wytrzymałość na ścinanie gruntu o strukturze nienaruszonej τ fu min resztkowa wytrzymałość na ścinanie gruntu o strukturze naruszonej IR < 4 to grunty są niewrażliwena działanie dynamiczne 4<IR< 8 to grunty są wrażliwe na działanie dynamiczne IR > 8 wówczas grunty są bardzo wrażliwena naruszenie struktury Sylwia Tchórzewska 44

45 SONDOWANIA STATYCZNE Sylwia Tchórzewska 45

46 Sondowania statyczne CPT i CPTU Zalety badań sondą CPTU: duże tempo badań, dziennie można wykonać kilkanaście sondowań nawet do 40 m, sondowania nie wymagają zatwierdzenia projektu prac geologicznych, rejestracja oporu stożka, tarcia na tulei ciernej i ciśnień porowych umożliwia natychmiastową ocenę parametrów wytrzymałościowych, kąta tarcia wewnętrznego i spójności gruntu, przeprowadzony test dyssypacji umożliwia określenie wskaźnika wodoprzepuszczalności gruntu ciągły lub prawie ciągły odczyt danych wraz z głębokością penetracji końcówki sondy powtarzalność i wysoki stopień zgodności danych Względy ekonomiczne Sylwia Tchórzewska 46

47 Samobieżny napęd hydrauliczny do sondy CPT z systemem kotwiącym materiały firmy PAGANI Napęd hydrauliczny do sondy CPT holenderskiej firmy GOUDA. Sylwia Tchórzewska 47

48 Sondowania statyczne CPT i CPTU Zakres badań wykonywanych sondą CPTU: Sondowanie podłoża gruntowego (do głębokości 30 m) Interpretacja wyników badań obejmująca: - ocenę jednorodności budowy geologicznej, - określenie miąższości i zasięgu występowania poszczególnych warstw, - identyfikację rodzaju gruntu, - określenie stanu gruntów niespoistych i spoistych, - określenie parametrów wytrzymałościowych i odkształceniowych gruntu, - ustalenie historii obciążenia Sylwia Tchórzewska 48

49 Sondowania statyczne CPT i CPTU Są to sondowania polegające na pomiarze w sposób ciągły oporu na stożku na całej długości profilu sondowania. Badanie sondą CPT wykonuje się z zastosowaniem końcówki mechanicznej bądź elektrycznej. Jest to metoda bardzo dokładna i szybka, pozwalająca wyznaczyć dużą ilość parametrów geotechnicznych in situ. W czasie wykonywanie badania mierzone są wartości podstawowe: opór na stożku q C, tarcie na tulei f S ciśnienie wody w porach u (CPTU). Interpretacji sondowańcpt i CPTU dokonuje się na podstawie wartości pomierzonych określając następujące parametry geotechniczne : stopień plastyczności stopień zagęszczenia wytrzymałość na ścinanie bez odpływu spójność kąt tarcia wewnętrznego moduł odkształcenia gruntu ciśnienie wody w porach gruntów Ustalenie historii obciążeń Sondowania CPT i CPTU są bardzo dobrym uzupełnieniem wierceń geologicznych. Pozwalają one na określenie cech wskaźnikowych gruntów, parametrów wytrzymałościowych oraz odkształceniowych, nośności podłoża a także wstępnej oceny stopnia skonsolidowania gruntów spoistych. Sylwia Tchórzewska 49

50 Sondowania statyczne CPT i CPTU Badanie za jej pomocą podłoża gruntowego polega na statycznym wciskaniu końcówki pomiarowej z prędkością 2 cm/s posiadającej dwa zasadnicze elementy, tj. stożek i tuleję cierną. Wykorzystuje się tutaj konstrukcje mechaniczne i bardziej zaawansowane elektroniczne, w których akwizycja danych odbywa się w sposób ciągły. Rozbudowane modele stożków CPT posiadają kilka czujników ciśnienia porowego u w postaci ringów ze spiekanego brązu. Wówczas badanie oznaczone jest skrótem CPTU. Sylwia Tchórzewska 50

51 Penetrometr stożkowy końcówka sondy CPTU Standardowy penetrometr składa się z: -stożka o kącie wierzchołkowym 60º i polu podstawy = 10 cm2 oraz z -tulei ciernej o powierzchni 150 cm2, znajdującej się za stożkiem tzw. standardowa końcówka piezometryczna a stożek płaszczowy b stożek płaszczowy z tuleją cierną c - standardowa końcówka piezometryczna d mikrostożek ( pole podstawy 2 cm2) e stożek o polu podstawy 25 cm2 Sylwia Tchórzewska 51

52 Informacje techniczne Zastosowanie nietypowych stożków wymaga użycia dodatkowych czujników. Filtr do mierzenia ciśnienia wody w porach gruntu powinien być umiejscowiony za stożkiem. Opór na stożku qcoraz tarcie na tulei ciernej fsuzyskuje się z pomiaru napięcia na czujnikach rejestrujących obciążenia. Sposób rozmieszczenia czujników zależy od producenta Trzy warianty rozwiązań technicznych stożka penetrometru Sylwia Tchórzewska 52

53 Schemat budowy końcówki piezometrycznej penetrometru stożkowego w sondzie CPTU Sylwia Tchórzewska 53

54 Schemat systemu pomiarowego CPTU Sylwia Tchórzewska 54

55 Sylwia Tchórzewska 55

56 URZĄDZENIE WCISKAJĄCE- Sprzęt wciskający powinien mieć możliwość nieprzerwalnego, ciągłego w czasie wciskania końcówki na głębokość min. 1 m oraz powinien zagłębiać końcówkę wraz z żerdziami ze stałą prędkością 2 cm/s. Sprzęt wciskający powinien być balastowany lub kotwiony w taki sposób, aby nie było możliwości przemieszczania się w trakcie badania bez względu na poziom siły wciskającej. Zagłębianie końcówki sondy przez wkręcanie lub uderzanie jest niedozwolone. SPOSÓB ZAGŁĘBIANIA SONDY- Penetracja powinna być ciągła oraz pionowa, a pomiary powinny być dokonywane w trakcie zagłębiania się sondy ze stałą prędkością. Przerwy w penetracji mogą być spowodowane jedynie dokręcaniem żerdzi lub wykonywaniem badania dyssypacji. Sprzęt wciskający powinien być wypoziomowany, a odchylenie od pionu nie może przekraczać 2%. Osie wciskanych żerdzi powinny zgadzać się z kierunkiem siły wciskającej. SPRZĘT POMIAROWY Siły oraz ciśnienie powinny być mierzone za pomocą urządzenia lub przetwornika, a sygnał powinien być przekazywany do urządzenia rejestrującego oraz zapisywany na odpowiednich nośnikach. Sylwia Tchórzewska 56

57 Żerdzie pomiarowe Żerdzie pomiarowe są dobierane w zależności od wartości siłuy wciskającej oraz od sposobu transmisji danych. W przypadku transmisji danych przy użyciu kabla są wymagane żerdzie oraz połączenia drążone (rury). Połączenia powinny być sztywne, a żerdzie proste. Dla pierwszych wciskanych 5m maksymalne odkształcenie może wynosić 0,5mm na 1m w stosunku do prostej linii pomiędzy końcami żerdzi. Dla kolejnych wciskanych żerdzi maksymalne odkształcenie może wynosić 1mm na 1m. a) Sygnał w żerdzi przekazywany za pomocą kabla b) Sygnał w żerdzi przekazywany w systemie akustycznym Sylwia Tchórzewska 57

58 Metody pomiaru 1. Sygnał jest przekazywany za pomocą kabla bezpośrednio z końcówki sondy (urządzenia przetwarzającego) do urządzenia pomiarowego (rejestratora) znajdującego się na powierzchni terenu 2. Sygnał akustyczny (brak kabla) jest przekazywany przez wewnętrzną przestrzeń rury żerdzi pomiarowych do mikrofonu pomiarowego na powierzchni terenu, w tym przypadku jest możliwa rejestracja aż do 17 różnych kanałów pomiarowych 3. Zapisywanie danych pomiarowych następuje w pamięci elektronicznej znajdującej się wewnątrz końcówki pomiarowej, dane są odczytywane po zakończeniu pomiaru na powierzchni terenu Sylwia Tchórzewska 58

59 Prezentacja wyników badań Informacje dotyczące parametrów pomiarowych można podzielić na trzy grupy: - Parametry mierzone - poprawki i parametry znormalizowane - Informacje dodatkowe Sposób prezentacji wyników sondowania statycznego powinien być zgodny z zaleceniami komisji międzynarodowych Sylwia Tchórzewska 59

60 Parametry mierzone W czasie wykonywanie badania mierzone są wartości podstawowe: opór na stożku końcówki q C jego wartość wzrasta wraz ze wzrostem: -grubości uziarnienia gruntu - składowej poziomej naprężenia in situ - zagęszczenia gruntu - stopnia prekonsolidacji gruntu tarcie na tulei (pobocznicy końcówki)f S Wartość tą przedstawia się zwykle w postaci stosunku tarcia do oporu na stożku tjr=f/q f s c. Wartość współczynnika Rfmaleje wraz ze wzrostem: - średnicy zastępczej cząstek gruntu - zagęszczenia gruntu - wskaźnika wrażliwości gruntu Ir ciśnienie wody w porach gruntu u (CPTU) Charakterystyka co do wartości pomiaru ciśnienia w porach gruntu w trakcie penetracji końcówki sondy w grunt ma następujące właściwości: -rośnie w miarę zmniejszania średnic ziaren gruntu - wzrasta wraz ze wzrostem wytrzymałości na ścinanie w warunkach bez odpływu - maleje wraz ze wzrostem współczynnika prekonsolidacji OCR - wzrasta wraz ze wzrostem wskaźnika wrażliwości gruntu Sylwia Tchórzewska 60

61 Parametry znormalizowane Następujące parametry powinny być dodatkowo wyznaczone i zamieszczone w końcowym raporcie z badania metodą CPTU: q t -opór na stożku poprawiony z uwzględnieniem wpływu ciśnienia wody w porach gruntu f t tarcie na tulei ciernej poprawione z uwzględnieniem wpływu ciśnienia wody w porach gruntu R f stosunek tarcia dom oporu na stożku wyrażony w procentach R f =f s /q c R f =f t /q t R f =f s /q t Bq stosunek ciśnienia wody w porach gruntu do różnicy poprawionego oporu na stożku i naprężenia pionowego Sylwia Tchórzewska 61

62 Parametry pomiarowe Sylwia Tchórzewska 62

63 Sylwia Tchórzewska 63

64 Parametry mierzone Sylwia Tchórzewska 64

65 Interpretacja sondowania CPTU Sylwia Tchórzewska 65

66 Przykładowe wykresy parametrów wyjściowych w sondowaniu CPT(U). R f =f s /q c Sylwia Tchórzewska 66

67 Sylwia Tchórzewska 67

68 Sylwia Tchórzewska 68

69 Sylwia Tchórzewska 69

70 Zależność stopnia zagęszczenia Id od oporu stożka qc w: a) gruntach spoistych b) w gruntach sypkich Sylwia Tchórzewska 70

71 Zależność stopnia plastyczności IL od oporu stożka qc sondy wciskanej 1- iły, iły pylaste 2- grunty spoiste zwięzłe 3- inne grunty spoiste i małospoiste Sylwia Tchórzewska 71

72 Zależność między oporem stożka sondy CPT a stanem gruntu i kątem tarcia wewnętrznego (wg U. Bergdahl i inni 1993) Sylwia Tchórzewska 72

73 Propozycja nomogramu zależności wartości qc(cpt) od IC i ID dla gruntów polskich Sylwia Tchórzewska 73

74 Sylwia Tchórzewska 74

75 Sonda wkręcana spiralna ST Sondowanie sondą wkręcaną stosuje się w celu : oceny stanu gruntów ( zarówno spoistych jak i niespoistch ) wydzielenia stref o znacznie różniących się parametrach wykrywania i lokalizacji powierzchni poślizgu na terenach osuwiskowych ustalania granicy między nasypem i podłożem rodzimym. Sylwia Tchórzewska 75

76 Budowa sondy szwedzkiej 1. Końcówka sondy 2. Żerdzie 3. Uchwyt stożkowo-kulowy 4. Podstawa obciążników talerzowych 5. Obciążniki 6. Pokrętło Sylwia Tchórzewska 76

77 Wykonanie badania sondą wkręcaną spiralną Sonda wkręcana spiralna ST zbudowana jest z odpowiedniej spiralnej końcówki, żerdzi stalowej pełnej o średnicy 22 mm w odcinkach o długości 1.0 m i podstawy dla odważników. Sondę wkręcaną zagłębia się w grunt na głębokość 1.0 m, osadza na żerdzi zacisk automatyczny, a następnie obciąża. Jeżeli w tak przygotowanej sondzie nie nastąpił ruch obrotowy, należy zwiększyć obciążenie. W gruntach bardzo słabych rejestruje się zagłębianie sondy pod wpływem grawitacyjnego obciążenia siłą wynosząco 0,25, 0,5, 0,75 i 1 kn. Jeżeli sonda nie zagłębia się samoczynnie pod wpływem obciążenia rozpoczyna się jej wkręcanie i liczenie półobrotów na każde 10 cm ( 20 cm ) wpędu sondy. Jeden półobrót powinien trwać ok. 3 s Sondowanie należy uznać za zakończone, gdy końcówka osiągnie głębokość podaną w programiebadań,lubgdyzagłębiasięmniejniż10cmpo50obrotach Sylwia Tchórzewska 77

78 Zależność między liczbą półobrotów sondy wkręcanej ST a stopniem zagęszczenia piasków przy obciążeniu 1 kn wg PN-B-04452:2002 Sylwia Tchórzewska 78

79 Dokumentacja sondowania Dokumentacja sondowania powinna zawierać odpowiednio dla: a) sond statycznych: numer i datę sondowania, lokalizację i rzędną terenu miejsca sondowania, wykres ciągłej rejestracji sił oporu w funkcji głębokości lub wykaz sił oporu i głębokości co 10 czy 20 cm, wykaz przerw w sondowaniu oraz czas ich trwania, jeśli przekraczają one 15 minut; b) sondy cylindrycznej: metrykę otworu, ewentualnie szkice otworu badawczego wraz z opisanym miejscem, głębokością sondowania oraz liczbą uderzeń N 30 ; c) sondy stożkowej czy krzyżakowej: metrykę otworu jak dla sondy cylindrycznej, oraz wykaz zakresów głębokości i odpowiadających im liczb uderzeń młota; d) sondy wkręcanej: metrykę otworu, rejestr obserwacji głębokości wkręcania się końcówki sondy odpowiadające poszczególnym obciążeniom i liczbą półobrotów, które zastosowano w celu zagłębienia końcówki we wszystkich zakresach głębokości o wielkości 10 cm. Sylwia Tchórzewska 79

80

81 Wyznaczanie wartości obliczeniowych (wyprowadzonych) parametrów geotechnicznych Metoda wartości gwarantowanych (przedziału ufności), Metoda średniej minimalnej i maksymalnej, Metoda średniej efektywnej minimalnej i maksymalnej, Metoda kwartyli, Metoda Piłgunowej Masłowa, Metoda normowa (PN-81/B-03020)

82 Metoda normowa (PN-81/B-03020) Metoda normowa A Na podstawie, co najmniej 5 oznaczeń wartości parametru w warstwie geotechnicznej wyznacza się: wartość charakterystyczną parametru x (n) (średnią), wartość obliczeniową parametru x (r) (wyprowadzoną) Metoda normowa B Na podstawie wartości parametru określonej metodą A, z nomogramów odczytywana jest wartość innego parametru. Jako wartość γ m przyjmuje się 0.9 lub 1.1. Metoda normowa C Wartość parametru przyjmowana jest na podstawie danych literaturowych lub wyników wcześniejszych badań.

83 Metoda normowa A Dla każdej warstwy geotechnicznej wyznacza się: -wartość charakterystyczną parametru x (n) (średnią), -wartość obliczeniową parametru x (r) (wyprowadzoną), x (r) = γ m x (n) γ m = 1 ± 1/ x (n) [ 1/n Σ(x i x (n) ) 2 ] 1/2 n -ilość obserwacji w warstwie x (n) -średnia wartość np. uderzeń sondy dynamicznej w warstwie geotechnicznej x i -ilość uderzeń sondy na i-te 10 cm warstwy

84 x r parametr obliczeniowy Parametry obliczeniowe wg PN-81/B03020 x r = x n γ m x n parametr charakterystyczny (średnia arytmetyczna wartość parametru, np. φ, c, I L ) γ m współczynnik materiałowy (bezpieczeństwa) γ m 0,9 lub γ m 1,1 zawsze tak aby uzyskać bardziej niekorzystną (tzn. bardziej bezpieczną) wartość x r x d parametr obliczeniowy Parametry obliczeniowe wg Eurokodu 7 x d = x k / γ m x k parametr charakterystyczny (średnia arytmetyczna wartość parametru, np. φ, c, I L ) γ m współczynnik bezpieczeństwa γ m = 1,25 dla parametrów efektywnych wytrzymałości na ścinanie, dla parametrów całkowitych (bez odpływu) γ m = 1,40 Sylwia Tchórzewska 84

85

86 x (r) = γ m x (n) (1) γ m = 1 ± 1/x (n) [ 1/n Σ(x i x (n) ) 2 ] 1/2 (2) I D = 0,429 Log( N10 ) + 0, 071 (3) Sylwia Tchórzewska 86