Pohjatutkimuksen te tapäivä

Transkriptio

1 Pohjatutkimuksen te tapäivä CPTU-kairaus tänä päivänä - kalusto ja työmenetelmät Juha Selänpää Tampereen teknillinen yliopisto

2 CPTU-kairaus Etuja Tarkkuus Toistettavuus Usean eri parametrin samanaikainen mittaus Lähes jatkuva rekisteröinti Nopeus Kustannustehokkuus Käyttö: Maalajien ja kerrosten määritys Geoteknillisten parametrien arviointi Tarjoaa suoraan tuloksia geosuunnitteluun

3 Kärjen osat (huokossuotimellinen malli) Kuvalähde: Kairausopas VI

4 Kärjen suotimet Huokossuodin Rakosuodin Kuvalähde: Sandven 2010 Kuvalähde: Sandven 2010

5 Kairauksen suoritus lyhyesti Tarkistukset: Kalibroinnin voimassa olo Valitun kärjen kuormitusalueen sopivuus olosuhteisiin Kairauslaitteiston tarkistus ja sen toiminta kohteessa Suodatin, kairatangot, tiivisteet ja raot, kulumiset ja sovitteet, varmuustoiminnot Alkuvalmistelut: Riittävä etäisyys muihin tutkimuspisteisiin CPTU-kairauskokeella on yleensä 2 m. Ilma- tai vesihuuhtelulla tehtyihin kairausreikiin nähden etäisyys vaadittu etäisyys voi olla suurempikin. Alkukairausreikä kuivakuorikerroksen tai karkean täytekerroksen läpi Puristinlaitteiston valmistelut ja puomin suoruuden tarkistus aina ennen kairauksen aloitusta. Kairatankojen poikkeama pystysuorasta olisi oltava alle 2 astetta. Suodattimen ja kärjen asennus ja kyllästys (nestetäyttö) Tärkein vaihe onnistumisen kannalta! Kärjen lämpötilan tasaus maanlämpötilaan Esim. kärjen upottaminen vedellä täytettyyn alkukairausreikään ennen alkunollalukemien lukemista Alkunollalukemien luku Kärjen oltava kuormittamattomassa tilassa

6 Kairauksen suoritus lyhyesti Kairauksen suoritus: Kairauksen aloitus välittömästi lämpötilatasauksen ja alkunollalukemien ottamisen jälkeen Kärjen laskeminen maanpinnan tasoon tai alkukairausreiän pohjalle Kärjen puristaminen vakionopeudella 20 mm/s (+/-5mm/s Eurostandardi) Syvyystason manuaalinen tarkkailu ja huomioiden ylös kirjaaminen Lopputyöt: Kärjen ylös nostaminen Lopun nollalukemien lukeminen välittömästi noston jälkeen, ettei kärjen lämpötila ehdi muuttua Kärjen kevyt putsaus sallittu ennen loppunollalukemien lukemista, jotta nollalukemat vastaavat kuormittamatonta tilaa Vaurioiden ja kulumien tarkistus Kairauspisteen koordinaattimittaukset tai pisteen merkintä Putsaukset ja huolto Mittausdatan tarkistus *Oma nimi ja esityksen aihe vaihdettava alatunnisteeseen

7 Kalusto ja mittausparametrit CPT kärjen rakenne eri kapasiteetin mukaan Kuvalähde: Lunne et al. 1997

8 Mittauslaitteiston toiminta (yleisesti) Kuvalähde: Vaasan ammattikorkeakoulun luentokalvot Kuvalähde: Vaasan ammattikorkeakoulun luentokalvot

9 Kärjen rakenne Kuvalähde: Selänpää, J. Kuvalähde: Selänpää, J. *Oma nimi ja esityksen aihe vaihdettava alatunnisteeseen

10 Tulosten esitys Kuvalähde: Kairausopas VI

11 Reaaliaikainen näkymä Kuvalähde: Selänpää, J. *Oma nimi ja esityksen aihe vaihdettava alatunnisteeseen

12 Eurostandardin kairausluokat Kuvalähde: ISO, E *Oma nimi ja esityksen aihe vaihdettava alatunnisteeseen

13 Virhelähteet Väärän kärjen valinta (suunnittelija) 1 t vs. 10 t Korjaamattomien parametrien käyttö (suunnittelija) Varsinkin pehmeissä savimaissa merkittävä virhe Nollalukemien poikkeama Lämpötilan muutos alkunollalukemien lukemisen jälkeen Ylikuormitus Lika liitoksissa jne Inklinaatio Epäkeskinen kuormitus kärkeen Väärä syvyys Kalibrointi Kalibrointikertoimet muuttuneet Syvyyskorjauksen puute kärjen ja vaippavastuksen välillä (suunnittelija) Maalajitulkinnassa merkitystä Kärkikartion ja vaippahylsyn kuluminen Epäonnistunut suotimen kyllästys Väärä puristusnopeus

14 Väärän kärjen käyttö

15 Nollalukemien poikkeama Kairauksen onnistumista voidaan arvioida alku- ja loppunollalukemien poikkeamasta (erotuksesta) Ulostulon vakaudesta Lämpötilan muutoksesta testin aikana Maa-aineksen tunkeutumisesta kärkeen O-renkaiden aiheuttamasta kitkasta Kosteuden tunkeutumisesta kärkeen Ylikuormituksesta ja sen aiheuttamasta kalibroinnin menetyksestä Kärjen taipumisesta tai paikallisesta myötäämisestä Kuvalähde: Selänpää, J. Kuvalähde: Lunne et al. 1986, Lunne et al mukaan

16 Inklinaatio Kuvalähde: Powell, Lunne 2005

17 Kalibrointi Kalibrointi 6 kk välein tai jos tallenteista ei käy ilmi, että tietoihin ei ole kirjautunut merkittäviä poikkeamia, kalibrointiväli voi olla pidempi. Tai välittömästi, jos ylitetään suurin sallittu kuormitus Kuvalähde: Campanella, Howie 2005 Kuvalähde: Dolva 2010

18 Kärkikartion ja vaippahylsyn kuluminen Kuvalähde: Zuidberg, H.M., Schaap, L.H.J., Beringen, F.L. 1982, Lunne et al mukaan

19 Mittojen tarkistaminen sekä karheuden arvioiminen Kuvalähde: Dolva 2010 *Oma nimi ja esityksen aihe vaihdettava alatunnisteeseen

20 Epäonnistunut suotimen kyllästäminen Kuvalähde: Dolva 2010

21 Epäonnistunut suotimen kyllästäminen Kuvalähde: Dolva 2010

22 Kyllästäminen Kuvalähde: Selänpää, J. *Oma nimi ja esityksen aihe vaihdettava alatunnisteeseen

23 Kyllästäminen Kuvalähde: Larsson 1992, Lunne et al mukaan Kuvalähde: Dolva 2010 *Oma nimi ja esityksen aihe vaihdettava alatunnisteeseen

24 Kärjen huolto Kärjen huollolla vähennetään laitteiston sisäistä kitkaa Lian poisto jokaisen kairauksen jälkeen raoista ja tiivisteistä O-renkaiden vaihto isomman huollon yhteydessä Suodin tulisi vaihtaa jokaisen kairauskokeen jälkeen Kuvalähde: Selänpää, J. *Oma nimi ja esityksen aihe vaihdettava alatunnisteeseen

25 Väärä puristusnopeus Kuvalähde: Bemben, Myers 1974, Lunne et al mukaan

26 Kiitos! Kysymyksiä? Juha Selänpää

27 Lähteet: Kairausopas VI CPTU/puristinkairaus - puristin-heijarikairaus. Versio Suomen geoteknillinen yhdistys ry. Nummela: Nummelan Kopiopalvelu Oy. s.97 Sandven, R Influence of test equipment and procedures on obtained accuracy in CPTU, Proceedings, 2nd International Symposium on Cone Penetration Testing, Huntington Beach, CA, 26 pp. Lunne, T., Robertson, P. K., & Powell, J. J. M Cone penetration testing. Geotechnical Practice. ISO, E Geotechnical investigation and testing-field testing part, 1. Lunne, T., Eidsmoen, T., Gillespie, D., Howland, J.D Laboratory and field evaluation of cone penetrometers. Proceedings of the ASCE specialty conference In situ 86: Use of in situ tests in geotechnical engineerin, Blacksburg, , American society of engineers. Powell, J. J., & Lunne, T Use of CPTU data in clays/fine grained soils.studia Geotechnica et Mechanica, 27. Dolva, B. K CPTU-seminar i Vegdirektoratet, Statens vegvesen, Teknologirapport;2595, 26. april Campanella, R.G., Howie, J.A Guidelines for the use, interpretation and application of seismic piezocone test data, Geotechnical research group, Department of civil engineering, The university of British Columbia Zuideberg, H.M., Schaap, L.H.J, Beringen, F.L A penetrometer for simultaneous measuring of cone resistance, sleeve friction and dynamic pore pressure. Proceedings of the 2nd European Symposium on Penetration testing, ESOPT-II, Amsterdam, 2, , Balkema Pub., Rotterdam Larsson, R CPT-sondering. Spetstrycksondering med och utan portryksmätning; en situ method for bestämning av lagerföljd och egenskaper i jord; utforande och utvärdering. Swedish Geotechnical Institute, Linköping, Information 15 Bemben, S.M., Myers, H.J The influence of rate of penetration on static cone resistance in Connecticut River Valley varved clay. Proceedings of the European symposium on penetration testing, ESOPT, Stockholm, 2.2, 33-4 Vaasan ammattikorkeakoulun luentokalvot. Saatavilla: *Oma nimi ja esityksen aihe vaihdettava alatunnisteeseen