Siipikairalla määritettävän suljetun leikkauslujuuden luotettavuus. Petteri Ukonjärvi

Samankaltaiset tiedostot
Siipikairaus Mitä pitää huomioida? Petteri Ukonjärvi

Siipikairaus ja Liikenneviraston soveltamisohjeet

SÄHKÖISEN SIIPIKAIRAN KELPOISUUS

LIIKENNEVIRASTON TUTKIMUKSIA JA SELVITYKSIÄ. Iikka Kärki. Suljetun leikkauslujuuden määritys rataympäristössä

Siipikairauksen vertailu eri pohjatutkimusmenetelmiin

ESSI AUVINEN SULJETUN LEIKKAUSLUJUUDEN MÄÄRITTÄMINEN SUODATTIMELLA VARUSTETULLA CPTU-KAIRALLA. Diplomityö

Suljetun leikkauslujuuden määritys rataympanstössa

Pohjatutkimuksen te tapäivä

VANTAA. Vesiuomien stabiliteettilaskenta. Ohje

SGY ympäristö- ja pohjatutkimuspäivä

Pohjatutkimusten ohjelmointi sekä tulosten käsittely ja tulkinta Rak Pohjarakentaminen ja pohjanvahvistaminen Luento 1

4 LABORATORIOKOERAPORTTI. 4.1 Johdanto

Turvemaan pintakerroksen lujuuden mittalaite piikkisiipikaira. Jari Ala Ilomäki

Muokattu pääosin esityksestä Presentation in the Norwegian Geotechnical Society meeting, Oslo , Pauli Saksa, Geosto Oy

Kallio-, maaperä ja pohjavesitutkimuskoneiden asiantuntija

Mittaustulosten tilastollinen käsittely

Gallträskin rantojen stabiliteettilaskelmat Kauniaisten kaupunki

HOLLOLAN KUNTA, KUNTOTIE, RAKENNETTAVUUSSELVITYS

1. Hidaskäyntiset moottorit

Ajankohtaista pohjatutkimuksissa HHa /SGY

Ajankohtaista pohjatutkimuksissa HHa /SGY

3.a. Helposti rakennettavaa aluetta -Sr, Hk, Mr, Si. Vaikeasti rakennettava pehmeikkö lyhyehkö paalutus 2-5m

VANTAAN KAUPUNKI VANDA STAD PIRTTIRANTA MAAPOHJAN KOKONAISVAKAVUUS TULVAPENKEREEN RAKENNETTAVUUS Kuntek/geotekniikka, H.

MITTAUSTEKNIIKAN LABORATORIOTYÖOHJE TYÖ 4. LÄMPÖTILA ja PAINELÄHETTIMEN KALIBROINTI FLUKE 702 PROSESSIKALIBRAATTORILLA

Pohjatutkimusmerkinnät Symbols for ground (site) investigations

NURMIJÄRVEN KUNTA KLAUKKALA, LINTU- METSÄN ALUE RAKENNETTAVUUS- SELVITYS

KT51 Kirkkonummen syvä- ja massastabiloitu koerakenne LIITE 1 LIITTEET

KÄYTTÖOHJE MICROPROP DC2

t osatekijät vaikuttavat merkittävästi tuloksen epävarmuuteen Mittaustulosten ilmoittamiseen tulee kiinnittää kriittistä

Pieni (590) Iso (850)

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

RADAN STABILITEETIN LASKENTA, OLEMASSA OLEVAT PENKEREET

Rosemount 3051S sähköiset ERS-anturit

1 TYÖNTÖMITTA. sisä mittakärjet tuuma-nonio lukitusruuvi. 1.1 Yleistä työntömitasta

TSI DP-CALC 5815 KÄYTTÖOHJE

Tekijä Pitkä matematiikka Suoran pisteitä ovat esimerkiksi ( 5, 2), ( 2,1), (1, 0), (4, 1) ja ( 11, 4).

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

Tarkastus- ja huoltomääräykset. Manuaalikytkimet 2017

Ruuviliitokset. Yleistä tietoa ruuviliitoksista. Kitkaliitoksen ja muotoliitoksen yhdistelmä

INFORMATION DELLORTO SYTYTYS JÄRJESTELMÄ KUINKA VÄLTTÄÄ TOIMINTAHÄIRIÖT

KERAVAN KAUPUNKI. Huhtimontie Tontit ,4,6 Kerava POHJATUTKIMUSLAUSUNTO TYÖ 4437/14

Mäntytie 4, Helsinki p. (09) tai , fax (09) KERAVA- PORVOO RAUTATIEN ALITUSPAIKKOJEN RAKENNETTAVUUSSELVITYS


Varausta poistavien lattioiden mittausohje. 1. Tarkoitus. 2. Soveltamisalue. 3. Mittausmenetelmät MITTAUSOHJE (5)

Kotirinteen kaava-alue Alueellinen pohjatutkimus Nummela POHJATUTKIMUSLAUSUNTO. Työ 3414/09

YMPÄRISTÖMELUN MITTAUSRAPORTTI

Mittausten jäljitettävyysketju

RAK Computational Geotechnics

Tämän sybolin esiintyessä, käyttäjän tulee lukea käyttöohje, josta lisätietoa. Tämä symboli normaalikäytössä indikoi vaarallisesta mittausjännitteestä

m2 ja Micromon erot Sami Tikkanen Micromon Ei laajennettavissa Laajennettavissa 99 pisteeseen m2 + yksiköllä

SwemaMan 7 Käyttöohje

Repokallion kaava-alue

RAIDETESTERIN KÄYTTÖOHJE

Lankilan Metsäkulman alue Alueellinen pohjatutkimus POHJATUTKIMUSLAUSUNTO. Työ 3401/09

Koesuunnitelma. Tuntemattoman kappaleen materiaalin määritys. Kon c3004 Kone ja rakennustekniikan laboratoriotyöt. Janne Mattila.

CPTU-kairauskokeen käyttäminen liikenneväylien pohjatutkimusmenetelmänä

Kahden laboratorion mittaustulosten vertailu

LAPUAN KAUPUNKI Alangon alueellinen pohjatutkimus

KÄYTTÖOHJE MICROPROP DC2

Geotekniset tutkimukset ja mittaukset

Mittausepävarmuuden laskeminen

EVTEK/ Antti Piironen & Pekka Valtonen 1/6 TM01S/ Elektroniikan komponentit ja järjestelmät Laboraatiot, Syksy 2003

DirAir Oy:n tuloilmaikkunaventtiilien mittaukset

PANK Menetelmä soveltuu ainoastaan kairasydännäytteille, joiden halkaisija on mm.

Kaivantojen turvallisuus Riskien hallintaa kaivantosuunnittelussa ja toteutuksessa

Penkereiden stabiliteetin laskentaohje. Liikenneviraston ohjeita 14/2018

Kojemeteorologia. Sami Haapanala syksy Fysiikan laitos, Ilmakehätieteiden osasto

KANSALLINEN LIITE STANDARDIIN. SFS-EN EUROKOODI 7: GEOTEKNINEN SUUNNITTELU. Osa 2 Pohjatutkimus ja koestus

Vertaileva lähestymistapa järven virtauskentän arvioinnissa

Valumavesien ravinnepitoisuuksien seuranta eloperäisillä mailla

RAPORTTI TOMMILANKATU 24, TURKU TUOMAS KONSALA A-KIINTEISTÖCONTROL OY MARKULANTIE TURKU

VT3 tärinämittaukset, Laihia

PIKAKÄYTTÖOHJE V S&A Matintupa

Tarvaalan tilan rakennettavuusselvitys

MAMK/Talotekniikka/Heikki Salomaa 1. MAMK/YT/Talotekniikka/LVI havaintoja

Konepajatekniset mittaukset ja kalibroinnit

KÄYTTÖOHJE LÄMPÖTILA-ANEMOMETRI DT-619

ALUEELLINEN POHJATUTKIMUS

TERO MÄKINEN POHJATUTKIMUKSET VAATIVISSA ERITYISOLOSUHTEISSA. Diplomityö

ALUEELLINEN RAKENNETTAVUUSSELVITYS KORTTELIT 5705, 5706, 5707 JA 5708 (SAVIALUEELLA SIJAITSEVAT TONTIT)

AUTON LIIKETEHTÄVIÄ: KESKIKIIHTYVYYS ak JA HETKELLINEN KIIHTYVYYS a(t) (tangenttitulkinta) sekä matka fysikaalisena pinta-alana (t,

AKUSTISEN ABSORPTIOSUHTEEN MÄÄRITYS LABORATORIOSSA

Menetelmäkuvaus TPPT 11 CPTU-KAIRAUS

Mittaustekniikka (3 op)

Fysiikan laboratoriotyöt 3 Sähkömotorinen voima

Laatuparametrille TPR 20,10 haastaja pienissä kentissä DAPR 20,10 :n ominaisuuksia

Liite verkkopalveluehtoihin koskien sähköntuotannon verkkopalvelua TVPE 11. Voimassa alkaen

Turvallisuustarkastus

ELEKTRONIN LIIKE MAGNEETTIKENTÄSSÄ

Käyttökokemuksia vedenlaatumittareista ja aineistojen käsittelystä

Vanhankaupunginkosken ultraäänikuvaukset Simsonar Oy Pertti Paakkolanvaara

Pikaopas , Versio AB Joulukuu Rosemount Johdetutka. Segmentoidun anturin asennusohjeet

Testo 106 suojakotelolla Nopea mittari omavalvontaan.

KÄHÖSENMÄEN ASUNTOALUE KAAVAVAIHEEN MAAPERÄ- TUTKIMUS, RAKENNETTA- VUUSSELVITYS JA PERUS- TAMISTAPALAUSUNTO

Käsin- ja koneasennettavien ruuvipaalujen asennusohjeet

Suljettu leikkauslujuus stabiliteettilaskelmissa

PUTKEN SISÄÄNVIENTI KIINTEISTÖÖN

LABORATORIOTYÖ (4 h) LIITE 1/1 ANTENNIMITTAUKSIIN TUTUSTUMINEN

Sähköinen vuodontarkkailu. Suomen ympäristökeskus , Perttu Juntunen

Transkriptio:

Siipikairalla määritettävän suljetun leikkauslujuuden luotettavuus Petteri Ukonjärvi 10.6.2014

Sisällysluettelo Käytössä olevat laitteistot Siipikairauksen mahdolliset virhelähteet yleisesti Havainto mittaustulosten eroista Kulmaliikekytkin virhelähteenä Maan häiriintyminen siiven ympärillä Etäisyys aikaisemmin tehtyihin kairauksiin Siiven pyöritysnopeus Kalibrointikertoimen määritys Siipikertoimet Eurostandardin tuomat muutokset

Suomessa käytettävät momenttimittarit mekaaniset momenttimittarit Nilcon Momenttiavain Geonor Kuvalähde: Paaso 2014. Kuvalähde: Ukonjärvi 2013. 10.6.2014, Siipikairaus, Petteri Ukonjärvi, 3 Kuvalähde: Ukonjärvi 2013. 3

Suomessa käytettävät momenttimittarit sähköiset momenttimittarit Tangon pyöritys ja momentin mittaus maanpäältä. Geomachine - GM 4W Geotech AB EVT 2000 Kuvalähde: Ukonjärvi 2013. Kuvalähde: Geotech AB 10.6.2014, Siipikairaus, Petteri Ukonjärvi, 4 4

Suomessa käytettävät momenttimittarit sähköiset momenttimittarit Momentin mittaus siiven yläpuolelta. Pyöritysmoottori joko maanpäällä tai siiven yläpuolella. ENVI MemoVane A. P. Van den Berg - VATAP Kuvalähde: Ukonjärvi 2013. Kuvalähde: A. P. van den Berg 10.6.2014, Siipikairaus, Petteri Ukonjärvi, 5 5

Siipikairan alaosat Kuvalähde: SGY. 1995. s.3. Kaikkien erilaisten siipikairan alaosien kanssa saatetaan käyttää lisäksi maaputkea täytekerrosten läpäisyssä - tavallisesti kuitenkin vain mallissa 3b. 10.6.2014, Siipikairaus, Petteri Ukonjärvi, 6 6

Siipikairan alaosat - kulmaliikekytkimet Saatavilla neljä erilaista kulmaliikekytkintä: Teräskairan laakeriton (lähes poikkeuksetta käytössä) Teräskairan laakerillinen Teräskairan laakerillinen, jossa Geomachine Oy:n suunnittelema tiivisterakenne Geotechin laakerillinen Kuvalähde: Ukonjärvi 2013. 10.6.2014, Siipikairaus, Petteri Ukonjärvi, 7 7

Siipikairauksen mahdolliset virhelähteet - yleisesti Siipikairauksen virhe voi liittyä Viallisiin laitteisiin Inhimillisiin virheisiin kairauksen toteutuksessa tai tulosten tulkinnassa Geologisiin olosuhteisiin Toisaalta virhe voi olla Kairauksen yleis-, piste tai sijaintitiedoissa. Varsinaisessa mittaustuloksessa: häiriintymätön ja häiritty lujuus sekä jäännöslujuus. 10.6.2014, Siipikairaus, Petteri Ukonjärvi, 8 8

Havainto mittaustulosten eroista Nilcon-siipikairaus suojaputkilla ja ilman suojaputkia 10.6.2014, Siipikairaus, Petteri Ukonjärvi, 9 9

Tankovastuksen mittaus Ylhäällä: Nilconin kiekolla vapaaliikevara huomattavan pitkä. Alhaalla: Sähköisen siipikairan datassa vapaaliike erottuu selvästi mutta ei sijaitse kairauksen alussa. Kulmaliikekytkimen vapaaliikevara on todellisuudessa n. 15 astetta! Mikä on kulmaliikekytkimen sisäisen kitkan vaikutus mittaukseen? 10.6.2014, Siipikairaus, Petteri Ukonjärvi, 10 10

Kulmaliikekytkimen huoltokäytänteet Kulmaliikekytkinten huoltokäytänteet hyvin vaihtelevia: Ei ole ollut tarvetta koskaan avata. (sama kulmaliikekytkin käytössä vuodesta 2009 asti) Jos tuloksessa vaippavastus on 1/2-2/3 maksimimomentista, niin se alkaa olemaan siinä rajoilla, kannattaako samalla kulmaliikekytkimellä jatkaa ainakaan ilman sen huoltamista. vrt. Aina kairauksen jälkeen putsataan ja voidellaan. Jos päivässä tehtiin kaksi siipikairausta, niin usein avattiinkin kaksi kertaa. Jos tyhjänä pyöritettäessä neula nousee enemmän kuin 1 mm:n nollaviivasta, niin täytyy huoltaa tai vaihtaa kulmaliikekytkin. Jos jäännöslujuuden arvo lähestyy vaippakitkan arvoa, niin kulmaliikekytkimessä on vikaa. Siten vaippavastuksen mittausarvon on oltava liian suuri. Yleensä jäännöslujuus on vähintään puolet suljetusta leikkauslujuudesta. Esim. jos häiriintymätön lujuus on 40 kpa ja jäännöslujuus 2 kpa, on syytä tarkistaa kulmaliikekytkimen toimivuus. 10.6.2014, Siipikairaus, Petteri Ukonjärvi, 11 11

Kulmaliikekytkimen sisäinen kitka - koestus Kuvalähde: Ukonjärvi 2013. Kuvalähde: Ukonjärvi 2013. Kuvalähde: Ukonjärvi 2013. 10.6.2014, Siipikairaus, Petteri Ukonjärvi, 12 12

Kulmaliikekytkimen sisäinen kitka - koestus Ei laakeria 1 Teräskaira 2 Teräskaira 3 Teräskaira 4 Teräskaira Laakerillisia 5 Teräskaira 6 Teräskaira 7 Geotech 8 Geotech Kuvalähde: Ukonjärvi 2013. 10.6.2014, Siipikairaus, Petteri Ukonjärvi, 13 13

Kulmaliikekytkimen sisäinen kitka - koestus Kaikissa koestetuissa kulmaliikekytkimissä sisäinen kitka n. 0,5 Nm verran. Nm Huollon laiminlyöntiä jäljiteltiin laittamalla maa-ainesta kulmaliikekytkimen sisään. Vaikka kulmaliikekytkimen liikevara on edelleen käsivoimin pyöritettäessä, sisäinen kitka voi olla 5 Nm tai jopa suurempikin. Nm 10.6.2014, Siipikairaus, Petteri Ukonjärvi, 14 14

Maan häiriintyminen siiven ympärillä Siiven leikkaussyvyyteen työntäminen häiriinnyttää maan rakennetta syrjäyttää maarakeita synnyttää maahan ylimääräisiä jännityksiä kasvattaa huokosvedenpainetta maahiukkasten keskinäiset sidokset rikkoutuvat => leikkauslujuus alenee Kuvalähde: A.B. Cerato & A.J. Lutenegger. 10.6.2014, Siipikairaus, Petteri Ukonjärvi, 15 15

Maan häiriintyminen siiven ympärillä α-kertoimen kasvaessa suljettu leikkauslujuus pienenee maan häiriintymisen lisääntyessä. Tutkimuksessa arvioitiin ekstrapoloimalla, mikä olisi häiriintymättömän maan suljettu leikkauslujuus. Muokattu lähteestä: A.B. Cerato & A.J. Lutenegger. Kuvalähde: A.B. Cerato & A.J. Lutenegger. 10.6.2014, Siipikairaus, Petteri Ukonjärvi, 16 16

Maan häiriintyminen siiven ympärillä Havaittuja virheellisiä menettelytapoja, jotka voivat lisätä maan häiriintyneisyyttä siiven ympärillä: Kulmaliikekytkimen vapaaliikkeen ottaminen tai koestus leikkaussyvyydessä. Momenttimittarin kiinnittäminen tangostoon tai momenttimittarin korkeusaseman muuttaminen tangostossa siiven ollessa leikkaussyvyydessä. Jotkin konsultitoimistot menettelevät siten, että yhden tutkimuspisteen siipikairauksia tehdään kahdessa vierekkäisessä reiässä vuorotellen, kun osa leikkauksista tehdään odotuksella. On suuri vaara häiritä mittaussyvyyden maata irrotettaessa momenttimittaria tangostosta ja palattaessa takaisin odotuksessa olleelle tangostolle. Myös suojaputken asennuksessa käytettävällä ilma- ja vesihuuhtelulla on epäilty olevan vaikutusta joissakin tapauksissa maan häiriintymiseen. Haastattelujen perusteella siipi voidaan työntää leikkaussyvyyteen hyvinkin nopeasti, jos odotettavissa ei ole karkearakeisia maakerroksia. Tuleva siipikairauksen eurostandardi: painamisnopeus vakio ja enintään 2 cm/s. Siipeä ei puhdisteta kuivakuorikerroksen jälkeen, vaan jatketaan suoraan samalla siivellä seuraavaan leikkaussyvyyteen. 10.6.2014, Siipikairaus, Petteri Ukonjärvi, 17 17

Siipikairauksen etäisyys aikaisemmin tehtyihin kairauksiin näin menetellään Etäisyys painokairauksiin 0,5 m tai tavallisesti 1 m (tai jopa 2 m). Porakonekairauksiin joillakin konsulteilla vain 1 m! Usein jää vain pt-konsultin omaan tietoon, jos huuhtelua on käytetty. Siipikairatangoston kääntyminen maassa aikaisempaan reikään ei varmaan tapahdu helposti. On kuitenkin kokemuksia tapauksista, joissa siipikairaus on kääntynyt vieressä tehdyn kairauksen reikään. 10.6.2014, Siipikairaus, Petteri Ukonjärvi, 18 18

Siiven pyöritysnopeus Tankoja tulee kiertää tasaisella nopeudella 0,1 sekunnissa. (Kairausopas 2). Kiertonopeuden kasvattaminen kasvattaa mitattavaa suljettua leikkauslujuutta erityisesti korkean plastisuusluvun omaavilla savilla (n. 4-5% nopeuden kaksinkertaistuessa ja 10-15% nopeuden kymmenkertaistuessa). Kuvalähde: Chandler 1988, s. 23 10.6.2014, Siipikairaus, Petteri Ukonjärvi, 19 19

Siiven pyöritysnopeus näin menetellään Suomessa Nilconin yhteydessä käytetään tangoston pyörittämiseen käsiveiviä tai sähkömoottoria. Vain osassa näistä sähkömoottoreista on pyöritysnopeuden näyttö. On epävarmaa, mille nopeudelle Nilconeiden yhteydessä käytettävät sähkömoottorit on kalibroitu ja ovatko ne riittävän voimakkaita säilyttämään nopeuden vakiona vääntömomentin kasvaessa. Sähköisissä siipikairoissa tangoston pyöritys tapahtuu vain sähkömoottorilla. Käytettäessä Geotechin sähköistä siipikairaa, pohjatutkijan on seurattava näytöstä kiertonopeutta ja tarvittaessa kasvatettava tangoston pyöritysnopeutta laitteen käyttöpaneelista. Oikea pyöritysnopeus ei ole tiedossa. Pyöritys tehdään hitaasti. Homma ei kuitenkaan lyö leiville, jos tankoa pyörittää niin hitaasti kuin pitäisi. Hidastetaan pyöritysnopeutta sitten, kun lähestytään murtokohtaa. 10.6.2014, Siipikairaus, Petteri Ukonjärvi, 20 20

Kalibrointikertoimen määritys Tyypillisesti Nilconin kalibrointi suoritetaan kuormitusportailla 10 Nm, 20 Nm, 30 Nm,, 100Nm. 10.6.2014, Siipikairaus, Petteri Ukonjärvi, 21 21

Siipikertoimet Tällä hetkellä käytössä olevissa siipikertoimissa on vaihtelua riippuen käytettävästä mittalaitteesta. Erimallisille siiville käytetään kuitenkin virheellisesti samoja siipikertoimia. Huom. Siipikertoimet tarkastetaan ja niistä annetaan yhteiset ohjeet koko alaa koskien. 10.6.2014, Siipikairaus, Petteri Ukonjärvi, 22 22

Mitä muutoksia Eurostandardi tuo siipikairaukseen? Käsikammella varustettu Nilcon täyttää vain testityypin FV4 vaatimukset. Testityypeissä FV1 FV3 edellytetään tasaista tangon/siiven pyöritysnopeutta. Mikä tulee olemaan Nilconeiden kanssa käytettyjen sähköisten pyörittäjien kohtalo? Lähde: ISO 2009, s.5 FV2-luokka saavutettavissa nykyisillä sähköisillä siipikairoilla, jos siipikairan alaosassa käytetään suojaputkia tankojen ympärillä. Lisäksi vaippavastus suojaputkien ja tankojen välillä on voitava mitata ennen kairauksen aloitusta. 10.6.2014, Siipikairaus, Petteri Ukonjärvi, 23 23

Mitä muutoksia Eurostandardi tuo siipikairaukseen? Pehmeässä savessa (su<20 kpa) suoritettavat siipikairaukset edellyttävät käyttöluokkien 1 ja 2 mukaisia tutkimuslaitteita. => Laitevaatimus väh. FV2 Lähde: ISO 2009, s.7 10.6.2014, Siipikairaus, Petteri Ukonjärvi, 24 24

KIITOS Kysymyksiä? 10.6.2014, Siipikairaus, Petteri Ukonjärvi, 25 25

Lähteet A.B. Cerato & A.J. Lutenegger. Disturbance Effects of Field Vane Tests in a Varved Clay. University of Massachusetts, Amherst, MA, USA. A. P. van den Berg. VATAP - Vane Tester for in-situ measurement of the undrained shear strength of cohesive soils. Chandler, R.J. 1988. The In-Situ Measurement of the Undrained Shear Strength of Clays Using the Field Vane. Teoksessa Richards, A.F. Vane Shear Strength Testing in Soils: Field and laboratory Studies. Baltimore: STP 1014, ASTM, 13 44. Ingenjörsfirman Geotech AB. Users manual electrical field vane instrument Geotech EVT 2000. ISO. 2009. preen 22476-9, Geotechnical investigation and testing Field testing Part 9: Field vane test. Geneva: International Organization of Standardization. Paaso, E. 2014. SGY. 1995. Kairausopas II. 2. painos, 1999. Helsinki: Suomen Geoteknillinen yhdistys r.y. Ukonjärvi, P. 2013. 10.6.2014, Siipikairaus, Petteri Ukonjärvi, 26 26