Bodemonderzoek - doel, planning, onderzoek en tests

Hoewel informatie over de aan de grond blootgestelde grond zeer waardevol is, moeten geotechnische ingenieurs ook de ondergrondcondities evalueren door monsters te nemen door te boren of door exploratieputten te graven. Deze activiteiten worden ondergrondse verkenning genoemd.

De mate van verkenning hangt af van het belang van de structuur, de complexiteit van de bodemgesteldheid en het beschikbare budget voor exploratie. Een gedetailleerd bodemverkenningsprogramma omvat diepboren, veldproeven en laboratoriumtests voor het bepalen van verschillende eigenschappen van bodems die vereist zijn voor het ontwerp van een structuur.

Doel en reikwijdte

Doel van verkenning van de bodem is:

(i) Bepalen van de basiseigenschappen van grond die van invloed zijn op het ontwerp en de veiligheid van de structuur, dat wil zeggen samendrukbaarheid, sterkte en hydrologische omstandigheden.

(ii) Bepalen van de omvang en eigenschappen van het materiaal dat voor de constructie wordt gebruikt.

(iii) Om de toestand van het grondwater te bepalen.

(iv) Analyse van de oorzaken van het falen van bestaande werken.

De aard en omvang van bodemonderzoek is afhankelijk van het uiteindelijke gebruik waarop de resultaten van het onderzoek zullen worden toegepast. Voor structuren die zware belasting op de bodem doorgeven, is het doel van bodemverkenning bijvoorbeeld gegevens te verschaffen die zullen helpen bij de selectie van de juiste soorten fundering, de locatie en het ontwerp van de funderingen.

Planning van subsurface-onderzoek:

Om de meest bruikbare informatie te verkrijgen tegen minimale kosten en inspanningen, is een goede planning van het ondergrondse onderzoeksprogramma essentieel.

Voor de planning van het programma moet de grondtechnicus-in-charge van het programma de volgende stappen omvatten:

(i) Volledig bekend met de soort informatie die uit het onderzoek is vereist.

(ii) Kennis van type, omvang en belang van het project.

(iii) Voorbereiding van het lay-outplan van het project,

(iv) Het opstellen van een boorplanplan met aantal en afstand van boorgaten, diepte en frequentie van bemonstering.

(v) Selectie van geschikte boor- en bemonsteringsapparatuur.

(vi) Selectie van personeel om toezicht te houden op het veldonderzoek.

(vii) Markering op het layoutplan van aanvullende soorten bodemonderzoek.

(viii) Voorbereiding van richtlijnen voor laboratoriumtests van verzamelde monsters.

Stage of Suboil Investigation:

Verschillende stadia van sub-bodemonderzoek van een groot project van civiele techniek worden hieronder genoemd:

(i) Verkenningsonderzoek:

(a) Geologische gegevens

(b) Seriële foto's

(C) Pedologische gegevens

(ii) Gedetailleerd onderzoek:

(een saaie

(b) Bemonstering

(c) Testen

(i) Lab-test

(ii) Veldtest

(d) Luchtfoto's

(e) Geofysische methoden

(iii) Prestatiestudie

(a) Verdere testen

(b) Instrumentatie

(c) Beoordeling van prestaties

Verkenningsstudie:

Het betreft de voorlopige haalbaarheidsstudie die wordt uitgevoerd voordat een gedetailleerde planning wordt uitgevoerd. Het belangrijkste doel van deze verkenningsfase is om een ​​globaal beeld te krijgen van het bodemtype in het gebied. Deze studie is gericht op het verkrijgen van een ruw bodemprofiel en representatieve bemonstering van de belangrijkste grondlagen en grondwatertoestand, die nuttig zullen zijn bij het bepalen van het toekomstige programma van verkenningen. Deze studie moet tegen minimale kosten worden uitgevoerd en in dit stadium vindt meestal geen grootschalig verkennend werk plaats.

Gedetailleerd bodemonderzoek:

In gedetailleerd grondonderzoek worden boring, bemonstering en testen uitgevoerd om de technische eigenschappen van grond te verkrijgen.

Proefputten:

Proefputten kunnen voor alle soorten bodems worden gebruikt. Het is de goedkoopste manier om sites te verkennen en vereist geen speciale apparatuur. Bij deze methode wordt een put met de hand uitgegraven en wordt de bodem in de natuurlijke toestand geïnspecteerd. Zowel verstoorde als ongestoorde monsters kunnen gemakkelijk worden ingenomen. Proefputten zijn alleen geschikt voor het verkennen van ondiepe diepte.

Saaie methode:

De saaie methoden zijn van de volgende typen:

(i) Auger saai

(ii) Boren saai

(iii) Roterend boren

(iv) Percussie saai

(i) Auger saai:

Grondboor is een hulpmiddel dat helpt bij het opvoeren van een boorgat in de grond. Deze worden gebruikt is samenhangende en andere zachte grond boven watertafel. Handbediende vijzels worden gebruikt tot een maximale diepte van 10 m en aangedreven worschroeven worden gebruikt voor grotere diepten.

Het boren gebeurt door de vijzel in de grond te drukken en deze te draaien met de hendel aan de bovenkant. Zodra de boor met aarde is gevuld, wordt deze eruit genomen en wordt grond van de messen verwijderd. Verkregen monsters zijn verstoorde monsters.

(ii) Wasboren:

Figuur 10.2 toont de opstelling voor wasboren. Het is een snelle en eenvoudige methode om gaten in de bodem te maken. Bij het wassen van het boorgat wordt het gat met een avegaar naar een korte diepte voortbewogen en dan wordt een bekistingspijp in de grond gedreven om te voorkomen dat de zijkanten van het boorgat naar binnen gaan. Het boren gaat verder door het gebruik van een hakbeitel aan het uiteinde van een holle boormachine hengel. Water wordt onder druk gedwongen door de boorstang die afwisselend wordt opgetild en valt, en ook wordt geroteerd.

Door de spuit- en hakactie wordt de grond losgemaakt. De losgemaakte grond wordt door de ringvormige ruimte tussen de boorstang en de boorbuis omhoog gedrukt naar het grondoppervlak in de vorm van vuilwatersuspensie. De in suspensie gebrachte grond bezinkt in het bad en het water stroomt in het reservoir dat wordt hergebruikt voor circulatie. De verandering van bodemstratificatie kan worden geraden uit de snelheid van de voortgang en de kleur van het waswater.

(iii) Roterend saai:

Roterend kotteren wordt alleen gebruikt voor grondverkenningswerk wanneer diepe boorgaten nodig zijn in moeilijke formaties met keien en gebroken gesteente of met water gelokaliseerd zand. Bij deze werkwijze wordt een snijbit of een kerncilinder met een kernboor bevestigd aan het ondereinde van boorstangen geroteerd door een aandrijfplatform. De bit snijdt, snijdt en maalt het materiaal in kleine stukjes. Het materiaal wordt vervolgens uitgenomen door water of boorspoeling door de holle boorstang te pompen. Als boorspoeling wordt gebruikt, is er geen omhulsel nodig voor het gat. Afbeelding 10.3 toont de opstelling van de rotatieboorinrichting.

(iv) Percussie saai:

Bij deze methode wordt de grond verminderd door herhaalde slagen van een zwaar boorbit. Het bit wordt het churn-bit genoemd. Het bit is bevestigd aan het uiteinde van een boorstang en wordt afwisselend opgetild en gedaald in het boorgat. Water wordt toegevoegd om het breken van de grond te vergemakkelijken. De onder in het gat gevormde slurrie wordt verwijderd door middel van bailers of zandpompen. Deze methode is geschikt voor het boren in rotsen en harde grond.

Monsters die uit proefkuilen of boorgaten kunnen worden gehaald, zijn hoofdzakelijk van het type 2:

(i) Verstoord monster:

Een verstoord monster is een monster waarin de bodemstructuur aanzienlijk of volledig verstoord is en het vochtgehalte kan ook verschillen van de in-situ waarde. De deeltjesgrootteverdeling van in-situ bodem wordt behouden. Deze monsters zijn vereist voor identificatie- en classificatietests.

(ii) Ongestoord monster:

Ongestoord monster is een monster dat zo goed als praktisch mogelijk blijft, de echte in-situ structuur en het vochtgehalte van de bodem. Deze monsters zijn vereist voor schuifsterkte, permeabiliteit en consolidatietests.

Sampling van Trial Pits:

Blokmonsters worden verkregen uit proefkuilen. Blokmonsters zijn met de hand gesneden monsters en worden verkregen uit kleigrond. Een blokmonster wordt zorgvuldig getrimd en een houten kist wordt rond het uitstekende monster gehouden. Het monster wordt vervolgens aan de onderkant met mes geknipt en omgekeerd met de houten kist. Het monster wordt dan bedekt met deksel en wordt afgesloten met was of vet.

Bemonstering in boorgaten :

Onverstoorde monsters worden verkregen uit boorgaten met behulp van dunne wand samplers.

De twee typen dunwandige samplers die worden gebruikt, zijn:

(a) Open drive-samplers

(b) Zuigermonsternemers

(a) Open drive-sampler:

Een open drive-sampler bestaat uit dunwandige buis met een harde snijkant en aangesloten op een sampler-kop. De monsterkop bestaat uit een kogelklep en openingen waardoor water of lucht gemakkelijk uit de monsterbuis kan ontsnappen. Deze monsters worden tot de gewenste diepte in de grond geduwd of gedreven en vervolgens afgeschoren door de boorstang te draaien. De sampler wordt samen met het monster binnenin uit het gat genomen en de buis wordt uit de sampler-kop genomen. De twee uiteinden van de buis worden dan afgedicht met vet of gesmolten was.

(b) Zuigermonsternemer:

Zuiger-samplers worden gebruikt voor het verkrijgen van ongestoorde monsters van goede kwaliteit uit zachte kleien, slibs en siltige zandlagen met enige cohesie. Het bestaat uit een buis met dunne wanden die is voorzien van een zuiger die het uiteinde van de bemonsteringsbuis afsluit totdat het apparaat naar de bodem van het boorgat is gezakt. De zuiger voorkomt dat de zachte grond snel in de buis knijpt en elimineert zo de vervorming van het monster.

Tijdens het neerlaten van de sampler in het gat, wordt de zuiger dichter bij het onderste uiteinde van de sampler gehouden. Na het bereiken van de gewenste diepte, wordt de zuigerstang vastgeklemd en wordt de monsterbuis naar beneden bewogen in de grond. De sampler wordt dan uit het gat teruggetrokken, met de zuigerstang in ingeklemde positie. Tijdens terugtrekking! Van de sampler voorkomt de zuiger dat de waterdruk van de bovenkant van het monster inwerkt en daardoor de kansen op herstel vergroot.

(a) Binnenruimte

C _i = D _s -D _e / D _e

= 1-3%

De binnendiameter van de snijschoen moet iets kleiner worden gehouden dan die van de monsterbuis. Dit helpt bij elastische uitzetting van de grond wanneer deze de bemonsteringsbuis binnengaat en vermindert wrijvingsweerstand op het monster uit de wand van de buis.

(b) Buitenruimte,

C ₀ = D _W -D _t / D _t = 2-3%

De buitendiameter van de snijschoen moet iets groter zijn dan de buitendiameter van de monsterbuis. Deze ruimte is aanwezig om de drijvende kracht te verminderen. Dit vergemakkelijkt ook het terugtrekken van de monsternemer uit de grond

(c) Gebiedsverhouding

Ar = D ² _w - D ² _e / D ² _e 100%

Dit vertegenwoordigt de hoeveelheid grond die wordt verplaatst wanneer een sampler in de grond wordt gedrukt. De oppervlakteverhouding moet zo laag mogelijk worden gehouden.

Voor stijve formatie, een _r > 20%

Voor zachte grond, een _r, = 10% of minder

waar

D _s = binnendiameter van de monsterbuis

D _t = buitendiameter van de bemonsteringsbuis

D _e = binnendiameter van de snijschoen

D _w = Buitendiameter van de snijschoen

Sample Recovery Ratio:

Het is de verhouding tussen de lengte van het monster dat in de sampler wordt gehouden tot de penetratiediepte van de sampler. Het is een belangrijke maatstaf voor verstoring in de grond tijdens het nemen van monsters.

Herstelverhouding = lengte van het monster dat in het monster wordt bewaard / penetratiediepte

Voor een perfect ongestoord monster moet de herstelverhouding gelijk zijn aan of iets minder dan 1, 0.

Behoud van monsters:

Wanneer de monsternemer uit de boorgaten wordt getrokken, worden de bemonsteringsbuizen verwijderd en aan beide uiteinden afgesloten met paraffinewas of vaseline. De dikte van de afdichting mag niet minder zijn dan ongeveer 25 mm.

De bemonsteringsbuizen worden dan gelabeld met de volgende informatie:

(i) Naam van het project

(ii) Aantal saaiheden

(iii) diepte van de bemonstering

(iv) Datum van bemonstering

Ter plaatse worden de bemonsteringsbuizen beschermd tegen direct zonlicht, schokken, etc. De bemonsteringsbuizen worden zo snel mogelijk naar het laboratorium gebracht en worden bewaard in een vochtige ruimte om het natuurlijke watergehalte van de monsters te behouden.

Invloed van bodemconditie op verkenningsprogramma:

De kennis van de ondergrondse toestand van de projectlocatie voor een geotechnical engineer-in-charge is zeer essentieel omdat deze grote invloed hebben op de planning van het verkenningsprogramma.

(i) Als de bodemgesteldheid bekend is, kunnen de kosten en het werk van het verkenningsprogramma worden verminderd.

(ii) Als de lagen van de grondlaag uniform zijn, kunnen het aantal en de diepte van het boren worden verminderd, waardoor de relatieve kosten van onderzoek op de locatie lager worden.

(iii) Afhankelijk van het bodemtype wordt de methode van bodemonderzoek bepaald.

Bijvoorbeeld:

In kleigrond zijn open testputten geschikt voor ondiepe verkenning en is boren geschikt voor diep onderzoek. In rotsachtige grond, wordt de roterende boring of de percussie boring methode goedgekeurd.

(iv) Als het grondwaterpeil hoog is, veroorzaken testputten problemen bij het nemen van monsters voor zandgrond en moet het grondwaterpeil worden verlaagd voor het nemen van monsters. De boormethode wordt gebruikt voor het nemen van monsters onder de grondwaterspiegel in het geval van zandige grond.

(v) Als de grond rond het boorgat niet zelfdragend is, moet de buis worden gebruikt om de grond te ondersteunen.

Mogelijkheid van verkeerde beoordeling van de conditie van de onderlaag:

Het ondergrondse onderzoek is altijd een moeilijke taak. We onderzoeken de ondergrondse omstandigheden met behulp van boringen en andere methoden en herstellen monsters voor testen en evaluatie, maar zelfs een meest gedetailleerd onderzoek bestrijkt een klein deel van de bodem en rots onder de site.

We hebben niet het idee van een bodemgesteldheid tussen de boorgaten en moeten vertrouwen op interpolatie in combinatie met kennis van deposities in de grond. Zelfs na grondonderzoek zijn we nooit zeker van de verzamelde en representatieve monsters en dus is er elke mogelijkheid van een verkeerde inschatting van de toestand van de ondergrond.

Figuur 10.6 vertraagt ​​twee lagen grond. De bovenste laag is stijve klei en de onderste laag is zachte klei. De belastingtest wordt uitgevoerd nabij het oppervlak van de grond en meet alleen de eigenschappen van stijve klei, maar geeft niet de aard van zachte klei aan.

Het effect van de werkelijke belasting op de bouw van de grond strekt zich uit tot de zachte grond die zeer samendrukbaar is en er zal een storing optreden.

Soms wordt in het bodemonderzoek een grote dader verkeerd beoordeeld als het bed van een rots en wordt het ontwerp van een constructie gemaakt om op steen te worden ondersteund. Dit kan tot een ramp leiden. Door sub-bodemonderzoek wordt de dikte van een kleilaag overliggende zandlagen bepaald en de fundering wordt overeenkomstig ontworpen. Er wordt geen rekening gehouden met ingesloten water onder de kleilaag.

Deze verkeerde inschatting kan leiden tot falen van de fundering door de ontwikkeling van overmatige waterdruk wanneer de grond wordt geladen. Als een geotechnisch ingenieur er niet in slaagt om de kalksteenrots onder de samenhangende grond te detecteren, wordt er overheen gebouwd. Met de constructie en grondwaterstroming wordt holte gevormd in de kalksteen. Deze holte blijft toenemen en resulteert uiteindelijk in het falen van de structuur (figuur 10.7).

Invloed van de grootte van het project en het type structuur op het verkenningsprogramma:

De omvang van het project en het type structuur heeft grote invloed op het verkenningsprogramma. In het geval van kleine structuren volstaat alleen algemene verkenning of verkenning vooraf. Het voornaamste doel van de voorlopige verkenning is om een ​​benaderend beeld te krijgen van de ondergrond met lage kosten, Weinig aantallen boorgaten, testputten en penetratietesten worden uitgevoerd voor algemene verkenning. Verstoorde monsters worden in het laboratorium getest om de fysische eigenschappen van de bodem te bepalen.

Als de omvang van het project groot is en de structuur zwaar, wordt de gedetailleerde verkenning uitgevoerd. De kosten voor gedetailleerde verkenning zijn veel meer dan de algemene verkenning. In gedetailleerde verkenningen worden aantallen boorgaten getest. Boordiepte is minimaal 1, 5 tot 2B, waarbij B de breedte van de fundering is, ongestoorde monsters worden in het laboratorium getest om de technische eigenschappen te bepalen, zoals afschuifsterkte, permeabiliteit, samendrukbaarheid enz. Aantal veldtesten zoals plaatbelastingtests, standaard penetratietest, schoepscheerproeven etc. wordt uitgevoerd.

Tabel 10.2: Ruwe richtlijnen voor boorputdiepte voor gebouwen in ondiepe fundering (Sowers, 1979)

(i) Voor gebouwen:

Op uniforme gronden, moeten ten minste drie boringen, niet in één lijn, worden gemaakt voor kleine gebouwen en ten minste vijf boringen één op elke hoek en één in het midden moet worden gemaakt voor grote gebouwen zoals weergegeven in figuur 10.8. Voor zover mogelijk moeten de boorgaten worden geboord, dicht bij de voorgestelde funderingen maar buiten hun contouren.

(ii) Voor wegen:

Saai moet zich meestal langs de voorgestelde middenlijn van de weg bevinden, zoals weergegeven in figuur 10.9.

(iii) Voor luchthavens:

Boorgaten moeten langs de voorgestelde middellijn en aan elke rand van elke startbaan worden geplaatst.

(iv) Voor dammen:

Het boren moet langs het stroomopwaartse vlak langs een of beide abutments plaatsvinden.

Diepte:

Exploratie moet zich uitstrekken tot onder alle strata die een belangrijke oplossing zouden kunnen zijn of die een ontoereikende afschuifsterkte voor de ondersteuning van de fundering zouden kunnen hebben.

Afstand:

Spacing of exploration hangt af van de aard en toestand van de bodem, aard en omvang van het project. In uniforme grond kan de afstand van exploratie (kotteren) 30 m tot 100 m uit elkaar liggen of meer en in zeer grillige bodemgesteldheden kan een afstand van 10 m of minder nodig zijn.

Tabel 10.2: geeft een idee bij benadering van de afstand van boring vereist voor verschillende soorten projecten:

Richtlijnen voor diepte van boring :

(i) Ten minste één boorgat moet zich uitstrekken tot een diepte van 1, 5 tot 2 maal de verwachte grootste afmeting van fundering zoals getoond in figuur 10.10.

(ii) De boorgaten moeten minimaal worden geboord tot een diepte waarboven de toename van de belasting ten gevolge van funderingsbelasting niet significant is.

(iii) Waar mogelijk moet ten minste één boorgat naar beneden worden gebracht tot op het niveau van massief gesteente.

(iv) Waar de fundering wordt neergehaald tot massieve rotsen, moet ten minste één boorgat 3 m in de rots worden geboord om te bevestigen dat het een gesteente is en niet een grote kei.

(v) De diepgang van de verkenning ligt in het bereik van 4 tot 5 m voor de aanleg van straten en snelwegen.

Standaard penetratietest (SPT):

Standaard penetratietest (SPT) is de meest gebruikte in situ test voor onderzoek onder de oppervlakte. In SPT wordt een gespleten lepelbemonsteringsapparaat gemaakt om 15 cm te doordringen door lichte slagen van een 65 kg valhamer op de bovenkant van de boorstang. De boorstang is verbonden met de bovenkant van de splitlepel-sampler.

Na de initiële penetratie van 15 cm van de monsternemer kan de valhamer van een hoogte van 75 cm vallen en wordt het aantal slagen dat nodig is voor 30 cm penetratie van de sampler geregistreerd. Dit aantal slagen wordt N-waarde of penetratiegetal genoemd. Bij deze methode wordt de aandrijfenergie geleverd door het falen van het valgewicht. Vandaar dat het in essentie een dynamisch klinkende methode is.

Gedetailleerde procedure van SPT is als volgt:

Vereiste apparatuur:

(i) Split spoon sampler:

Het heeft een buitendiameter van 50 mm, een binnendiameter van 35 mm en een minimale open lengte (snijkant tot luchtopening) van 600 mm. De koppelingskop heeft vier 10 mm (minimum diameter) ontluchtingspoorten of een kogelcontrolewaarde.

(ii) Rijassemblage:

Het bestaat uit een statief als hijswerktuig - een van de poten is voorzien van een ladder, een aandrijfmassa (hamer) van 65 kg, een geleider om een ​​75 cm vrije val van de aandrijfmassa en een aambeeld te waarborgen (bevestigd aan de geleider) voor het overbrengen van de slag op de samplerstaaf.

In de praktijk worden vier methoden voor het loslaten van de hamer gebruikt:

(a) Normaal optillen en loslaten van het touw dat door een katrol gaat.

(b) Een trip hammer, zoals de Pilcon of Dando hamers

(c) Een triggermechanisme, zoals de Japanse "Tombi".

(d) De "gespleten-touw" methode om het touw snel te laten verslappen op de knipoog.

(iii) Verlengstangen:

Deze staven worden gebruikt om de aandrijfenergie van het aambeeld naar de sampler over te brengen.

(iv) Booruitrusting:

Booruitrusting moet voor het maken van een redelijk duidelijk gat met een diameter van 60-75 mm zijn om ervoor te zorgen dat de test wordt uitgevoerd in een onverstoorde bodem en niet in de val van het materiaal. Behuizing of boorsuspensie moet misschien worden gebruikt waar de boorzijkanten in vallen.

In het algemeen worden handbediende vijzel met een diameter van 75 mm gebruikt voor het boren van boorgaten.

Procedure:

(1) Een boorgat wordt op de vereiste diepte geboord en wordt grondig gereinigd.

(2) De monsternemer bevestigd aan de verlengstangen wordt neergelaten tot op de bodem van het gat en mag rusten onder het eigen gewicht.

(3) Het aandrijfsamenstel wordt vervolgens verbonden met de stang en de monsternemer wordt aangedreven met lichte slagen van de aandrijfmassa tot een doordringing van de zitting van 15 cm.

(4) Vervolgens wordt de monsternemer aangedreven tot een extra penetratie van 30 cm door middel van slagen van 65 kg aandrijfmassa die van een hoogte van 75 cm valt. Het aantal slagen vereist voor 30 cm penetratie wordt geregistreerd als standaard penetratieweerstand, N.

(5) De monsternemer wordt vervolgens uit het gat getild en geopend. Het niet-verstoorde monster wordt uit de sampler verwijderd en aan beide zijden afgesloten.

(6) De test wordt uitgevoerd in elke identificeerbare grondlaag of met een interval van 1, 5 m, afhankelijk van wat het kleinst is. Volgens IS: 2131, voor een fundament van breedte B, moet penetratietest worden uitgevoerd met een interval van 0, 75 m tot een diepte van B vanaf de onderkant van de voet en met een interval van 1, 5 m voor de rustdiepte tot een diepte van diepte van 1, 5 tot 2 B.

(7) De gemeten N-waarde kan in sommige gevallen meer dan de werkelijke waarde aangeven en daarom moeten ze worden gecorrigeerd.

De standaard penetratieweerstand, dwz de N-waarde, is door verschillende onderzoekers in verband gebracht met verschillende bodemeigenschappen.

Een deel van de correlatie wordt gegeven in de volgende tabellen:

Voor samenhangende grond:

Correcties op gemeten standaard penetratieweerstand (N)

Door verschillende onderzoekers is waargenomen (Tergaghi en peck, 1948; Gibbs en Holtz, 1957; AW Skempton, 1986) dat de waarde van N afhangt van verschillende factoren, zoals effectieve overbelastingsdruk, onderdompeling, boorgatdiameters, staaflengte enz. Daarom moet de waargenomen N-waarde worden gecorrigeerd.

Het effect van elk en correcties worden kort besproken als volgt:

Gevolgen van overbelasting:

Gibbs en Holtz (1957) onderzochten experimenteel het effect van overbelastingsdruk op de waarde van N.

Hun modificatie voor aan de lucht gedroogd of vochtig zand kan worden weergegeven door de volgende relatie:

N _C = N 35 / σ +7

Waar

N _c = gecorrigeerde N-waarde voor deklaag

N = waargenomen SPT-waarde

σ = effectieve overbelastingsdruk, t / m ² (niet hoger dan 28t / m ² )

Effect van onderdompeling:

Terzaghi en Peck (1948) adviseerden dat, wanneer de grond uit zeer fijn of slibachtig zand onder de grondwaterspiegel bestaat, de gemeten N-waarde, indien groter dan 15, moet worden gecorrigeerd voor verhoogde weerstand als gevolg van te hoge druk van het poriënwater tijdens het rijden en niet in staat om onmiddellijk te verdrijven. De gecorrigeerde waarde van N, N _c wordt gegeven door

N _c = 15 + I / 2 (N-15)

waar zowel de deklaag als de onderdompelingscorrectie noodzakelijk zijn, wordt eerst de overbelastingcorrectie toegepast.

Effect van stanglengte:

Golfvergelijkingsstudies (Schmertman en Palacios, 1979) duiden aan dat de theoretische maximale verhouding afneemt met afnemende staaflengte onder een staaflengte van 10 m. Het gewicht of de stijfheid van de staafstam, van een gegeven lengte, lijkt weinig effect te hebben (Brown, 1977; Matsumo en Matsubara, 1982).

Effect van de boorgatdiameter:

In zijn oorspronkelijke vorm werd de SPT uitgevoerd vanaf de bodem van 62, 5 mm of 100 mm diameter wasboringen (Skempton, 1986). De beste moderne praktijk houdt zich nog steeds aan deze dimensie. In veel landen zijn 150 mm testboringen gebruikelijk en zijn zelfs boringen van 200 mm toegestaan ​​(Nixon, 1982). Het effect van testen van relatief grote boorgaten in cohesieve bodems is waarschijnlijk verwaarloosbaar, maar in zand is er een aanwijzing dat er aanmerkelijke lagere N-waarden kunnen optreden (Lake, 1974; Sanglerat en Sanglerat, 1982). De minimale correctiefactoren voor het effect van testen op grote boorgaten worden gesuggereerd (Skempton, 1986) zoals weergegeven in tabel 10.7.

Statische kegelpenetratietest (CPT):

De statische kegelpenetratietest wordt normaal gesproken de kegelpenetratietest (CPT) genoemd. CPT is een direct klinkende test die continu inzicht geeft in de variatie in penetratieweerstand met diepte. Er wordt geen monster uit deze test verkregen. Er wordt een conus gebruikt met een tophoek van 60 ° en een totale basismiddellijn van 35, 7 mm, waardoor een dwarsdoorsnede van 10 cm2 wordt verkregen.

Het is gemaakt van staal en tip gehard. De conus is bevestigd aan het onderste uiteinde van een stalen peilstok met een diameter van 15 mm die door een stalen mantelbuis van uniforme of niet-uniforme diameter loopt. De externe diameter van de mantelbuis is gelijk aan de diameter van de kegel. De kegel wordt handmatig in de grond geduwd of met behulp van een hydraulisch bediend aandrijfmechanisme. Voor het verkrijgen van kegelweerstand qc wordt de kegel alleen verticaal met een snelheid van 2 cm / s over een diepte van 4 cm elke keer geduwd.

De druk die nodig is om te duwen wordt geregistreerd als qc. De buitenste mantelbuis wordt vervolgens naar beneden geduwd tot op het niveau van de kegel. De weerstand als gevolg van wrijving op de mantelbuis wordt vervolgens afzonderlijk gemeten. De kegelweerstandsvariatie met diepte wordt vervolgens uitgezet om de verschillende lagen te identificeren.

In het afgelopen jaar was de statische kegel penetrometer gemodificeerd om Piezo kegel te incorporeren. Piezoncone penetrometer geeft simultane meting van kegelweerstand, zijwrijving en de poriewaterdruk als de kegel vooruit wordt bewogen in de grond. Piezocone penetrometer (CPTU) geeft een meer betrouwbare bepaling van stratificatie en bodemtype dan een standaard CPT.

De CPT heeft drie hoofdtoepassingen:

1. Bepalen van ondergrondse stratificatie en identificeren van aanwezige materialen.

2. Om geotechnische parameters te schatten.

3. Resultaten leveren voor direct geotechnisch ontwerp.

Voor fijnkorrelige grond als klei kan de voorlopige ongetrainde afschuifsterkte (C _u ) worden geschat op basis van:

Cu = q _c / N _k

waar

q _c = gemeten kegelweerstand

N _k = 17 tot 18 voor normaal geconsolideerde kleisoorten of,

20 voor over geconsolideerde geconsolideerde kleien.

Tabel 10.8: Correlatie tussen kegelpenetratietest en SPT

Dynamische kegelpenetratietest (Dcpt):

DCPT is vergelijkbaar met SPT als het gebruik, behalve dat er geen boorgat is voor DCPT. Deze test wordt uitgevoerd door een standaard 60 ° -kegel, bevestigd aan een reeks boorstangen, in de grond te duwen door slagen van 65 kg hamer van een hoogte van 75 cm. Het aantal slagen voor elke 30 cm penetratie van de kegel wordt geregistreerd.

Het aantal slagen vereist voor 30 cm penetratie van de kegel wordt aangeduid als kegelweerstanden, N _c

DCPT wordt op twee manieren uitgevoerd:

(i) Gebruik van 50 mm conus zonder benetonietslurrie (IS-4968, deel I)

(ii) Gebruik van 62, 5 mm conus met bentonietsuspensie (IS-4968, deel II)

Voor een conus met een diameter van 50 mm zonder bentonietsuspensie wordt de conus op de aandrijfstang (A-staaf) aangebracht. De hamerkop is verbonden met het andere uiteinde van de A-staaf met een A-staafkoppeling en een geleidestang met een lengte van 150 cm is verbonden met de hamerkop. Dit samenstel wordt verticaal gehouden en de kegel rust verticaal op de grond op het punt dat moet worden getest. De kegel wordt dan aangedreven door de druppel van de hamer en het rijden wordt voortgezet totdat de kegel de vereiste diepte heeft bereikt.

Voor een kegel van 62, 5 mm met bentonietsuspensie moet de opstelling voorzieningen hebben voor circulerende suspensie zodat de wrijving op de aandrijfstang wordt geëlimineerd.

De Nc-waarde van DCPT en de N-waarde van SPT kunnen worden vergeleken en er kan een geschatte correlatie voor de site worden vastgesteld. Met behulp van deze correlaties kunnen de gegevens van DCPT op andere locaties worden afgeleid om te weten tot de waarde van N. Dit type werk is geschikt voor kleine structuren en is nuttig bij de verkenning van uitgebreide locaties.

Grondwaterstandmeting:

De aanwezigheid van water in de poriën van de bodem heeft een zeer grote invloed op het technische gedrag van de bodem, dus de bepaling van het grondwaterpeil en de fluctuatie ervan is een belangrijk onderdeel van elke verkenning van de site. Het meten van het grondwaterniveau is belangrijker op de locaties waar diepe ontladingen moeten worden uitgevoerd.

Belang van grondwaterstandmeting:

(i) Grondwaterstand is een indicatie voor het type bodem en de permeabiliteit ervan.

(ii) In gebieden met watervervuiling is ontwatering vereist voor bodemverkenning. Dus de meting van het grondwaterniveau stelt de geotechnisch ingenieur in staat om te beslissen over het type ontwateringseenheden dat voor de locatie nodig is.

(iii) Grondwaterniveau beïnvloedt vele belangrijke fasen in het ontwerp en de constructie van de fundering. Het moet dus met nauwkeurigheid in elk project worden gemeten.

Factoren die het grondwaterpeil beïnvloeden:

De factoren die van invloed zijn op het grondwaterniveau zijn als volgt:

(i) Type bodem

(ii) Weersomstandigheden

(iii) Afvoeromstandigheden in aangrenzende gebieden

(iv) Seizoenen

Methoden voor grondwaterstandmeting :

De methode voor het meten van de grondwaterstand in een boorgat hangt af van de doorlatendheid van de grond.

Voor doorlatende bodems (zand, grind enz.):

Omdat de doorlatendheid van vorige gronden zoals zand, grind enz. Meer is; water stijgt in korte tijd naar zijn eindniveau in een boorgat. Het laatste niveau van water in het boorgat is het kenmerk van de grondwaterspiegel in de regio.

Het waterpeil in een boorgat in dergelijke bodems wordt na enkele minuten boren gemeten door een met krijt beklede staalband te laten zakken. In zand en kiezel is 30 tot 45 minuten voldoende om het waterniveau te stabiliseren.

Voor ondoordringbare bodems (silts, klei, enz.):

Omdat de doorlaatbaarheid van ondoordringbare bodems minder is, duurt het grondwater meer dan 2 uur, of meerdere dagen om in een boorgat op te lopen naar zijn uiteindelijke niveau. Wanneer het meten van het grondwaterniveau over een lange tijdsperiode moet plaatsvinden, is een nauwkeurige bepalingsmethode het installeren van een reeks standpijpen of piëzometers in boorgaten.

Een eenvoudige standaardpijp bestaat uit een PVC-buis met perforaties aan de onderkant en rondgepakt met korrelig filter langs het geperforeerde deel zoals weergegeven in figuur 10.12. Het boorgat wordt dan opgevuld met zand of grind waarover een plas kleidichting is aangebracht. In onregelmatige grondwatertoestand is een hydraulische piëzometer geïnstalleerd voor het meten van het grondwaterniveau.

Bodemonderzoeksrapport:

Bodemonderzoeksrapport is het definitieve document van het bodemonderzoek met belangrijke informatie voor de ontwerper. Het rapport moet zodanig zijn opgesteld dat de lezer in staat is om een ​​volledig beeld te krijgen van de ondergrondse toestand van de site.

Een goed bodemrapport moet het volgende bevatten:

1. Inleiding

2. Boorgat log

3. Wijze van onderzoek

4. Laboratoriumtestresultaten

5. Analyse van de resultaten

6. Aanbevelingen.

De informatie die moet worden opgenomen in het introductiedeel van het bodemrapport is:

(i) Aard en omvang van het onderzoek in de bodem

(ii) Een lay-outplan van de site met locaties van boorgaten, locatie van andere veldtesten etc.

(iii) De verschillende tests die in het veld en in het laboratorium zijn uitgevoerd.

Het boorgatlog moet de volgende informatie bevatten:

(i) Saai aantal en type boring

(ii) Start- en voltooiingsdata van saai

(iii) Diameter van saai

De andere gegevens van de boorlogs worden gepresenteerd in de tabelvorm en tonen:

(i) Bodemprofiel dat de dikte van verschillende lagen weergeeft

(ii) Beschrijving van de verschillende grondlagen

(iii) Grondwaterstand

(iv) diepte en dikte van monsters

Een typisch record van saai (zoals IS: 1892) wordt weergegeven in figuur 10.13. Bij de onderzoeksmethode moet de reden voor het kiezen van een bepaalde methode voor veldtesten worden vermeld. De details van veldtestresultaten worden gepresenteerd in dit deel van het bodemrapport.

Laboratoriumtestresultaten worden gepresenteerd in de vorm van tabellen en grafieken. Belangrijke details van laboratoriumtestprocedures zijn inbegrepen. Alle speciale procedures die voor dit onderzoek worden gevolgd, worden in detail uitgelegd.

De gegevens verkregen uit veldproeven en laboratoriumtests worden geanalyseerd. Correlaties tussen verschillende testgegevens worden vastgesteld. Bereik van ontwerpparameters en hun gemiddelde waarden moeten worden geïdentificeerd.

Tot slot zijn de aanbevelingen in het rapport over het algemeen voor de soorten stichtingen en hun ontwerp, als de reikwijdte dit toelaat.