presjometr

Presjometr

Presjometr Ménarda składa się z sondy BX Ø 58 mm połączonej przewodem koncentrycznym ze skrzynkowym urządzeniem zasilająco – pomiarowym.  Geoprojekt Szczecin posiada najnowszy model presjometru z elektroniczną aparaturą rejestrującą GEOSPAD (Rys. 1). Zakup sprzętu został dofinansowany w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Zachodnio-pomorskiego na lata 2007 – 2013 nr konkursu RPOWZ/1.1.2/2009/1.

 

 

PRESJOMETR

 

Rys. 1 Presjometr typu GCz sondą i aparaturą rejestrującą GEOSPAD (Fot: Apageo)

 

Cylindryczna sonda posiada trzy rozszerzalne komory. Poprzez doprowadzenie wody do komory pomiarowej i gazu do dwóch komór ochronnych sonda w trakcie badania gruntu wywiera równomierny nacisk na ściany otworu wiertniczego.

 

Tabela nr 1 Charakterystyczne wymiary sondy presjometrycznej BX

średnica zew. sondy [mm] długość [mm] objętość komory pomiarowej [mm3] średnica otworu
całkowita komory pomiarowej komory ochronnej łącznie części pomiarowej min. [mm] max. [mm]
58±2 550 210±5 120±15 450 535 60 66

 

Sonda umieszczana jest w podłożu na żądanej głębokości we wcześniej odwierconym otworze o średnicy nie przekraczającej 15% średnicy sondy, czyli dla sondy BX jest to 60 – 66 mm. Wiercenie wykonuje się „na sucho” powyżej zwierciadła wody gruntowej, a poniżej z użyciem płuczki bentonitowej, której gęstość dopasowuje się do przewiercanego gruntu.
Użycie płuczki zabezpiecza ściany otworu przed powstawaniem kawern i utrzymuje stałą średnicę wiercenia. W żwirach bądź nasypach gruzowych niekiedy konieczne jest zarurowanie, aby zapobiec zasypywaniu otworu. Geoprojekt Szczecin wykonuje wiercenia mechaniczną wiertnicą BIRDIE.

Badanie poprzedza wyzerowanie manometrów, napełnieniu układu i wykonaniu pomiarów sztywności własnej układu, czyli ustalenie poprawek związanych z reakcją sprzętu na zadawane ciśnienie, które służą do skorygowania wyników badań.

Niektóre elementy wykazują pewną elastyczność np. przewód łączący sondę z zespołem pomiarowym. Pomiar tych odkształceń to cechowanie na straty objętości, które wykonuje się w rurze kalibracyjnej zwiększając ciśnienie po 0,1 MPa aż do uzyskania szczelnego kontaktu z rurą, a następnie przyrosty ciśnienia zwiększa się do 0,25 lub 0,5 MPa. Ze stosunku przyrostu objętości (ΔV) mierzonego objętością płynu wtłoczonego do sondy do przyrostu ciśnienia (Δp), uzyskujemy wartość poprawki a =ΔV/Δp (Rys. 2).

 

 badanie geodezyjne presjometrem

Rys. 2. Wykres cechowania na straty objętości w rurze kalibracyjnej (z normy AFNOR NF P 94-110-1-N)

 

Osłony sondy posiadają sztywność własną, którą ustala się przeprowadzając cechowanie na straty ciśnienia. Cechowanie to wykonuje się umieszczając sondę na powierzchni terenu i zadając ciśnienie skokami po 0,01, 0,02 lub 0,025 MPa utrzymywane przez 60 s, po którym to czasie notuje się objętość komory. Ciśnienie zwiększa się do wartości granicznej sztywności własnej przyjmowanej umownie jako pel = 700 cm3 (Rys. 3).

cechowanie na straty ciśnienia

Rys. 3. Wykres cechowania na straty ciśnienia (z normy AFNOR NFP 94-110-1-N)

 

Po przeprowadzeniu cechowań, których wyniki uwzględnia się przy interpretacji badań, sondę umieszcza się w otworze na żądanej głębokości i przez przewód ciśnieniowy łączący zespół kontrolno pomiarowy z sondą podawane są media. Stosownie do rodzaju badanego gruntu najczęściej są to następujące skoki ciśnienia 0,2; 0,5; 1,0 lub 2,0 at. Liczba przyrostów mieści się między 7 a 16. Po każdym stopniu ciśnienia mierzone są zmiany objętości sondy. Dane te pozwalają na sporządzenie tzw. krzywej presjometrycznej obrazującej trzy etapy badania:

  1. faza dopasowania się sondy do ścianek otworu charakteryzująca się szybkim wzrostem objętości, jest to część nieinterpretowana;
  2. faza odkształceń pseudosprężystych to odcinek zbliżony do prostej;
  3. faza pełzania i deformacji plastycznych gruntu, którą cechuje ponowny szybki wzrost objętości komory.

Kształt i zasięg poszczególnych odcinków krzywej zależy od rodzaju badanego gruntu. Po skorygowaniu wyników czyli uwzględnieniu cechowań sprzętu wyniki badań interpretowane są zgodnie z francuską normą NF P 94-110-1-N i przy wykorzystaniu programu PRESJOMETR 2.0. (Rys. 4a, 4b). Interpretowane parametry to moduł presjometryczny EM , presjometryczne naprężenie graniczne pl i naprężenie pełzania pf.

 

karta otworu presjometrycznego

Rys. 4a. karta otworu presjometrycznego

 

Wynik pojedynczego badania presjometrycznego

Rys. 4b. Wynik pojedynczego badania presjometrycznego (program PRESJOMETR 2.0)

 

Presjometr służy do uzyskiwania zarówno podstawowych parametrów gruntu jak i parametrów wykorzystywanych bezpośrednio przy projektowaniu. Wynik badania presjometrycznego pozwala odnieść się do dwóch najważniejszych dla projektanta cech gruntu: jego wytrzymałości (nośności) i ściśliwości. Badania te pozwalają na oszacowanie wartości nośności granicznej i dopuszczalnej, a także osiadań.

 

Cytowana norma:

AFNOR 1999-10-07 NF P 94-110-1-N Norme française. Sols: reconnaissance et essais.

Essai pressiométrique Ménard. Essai sans cycle

(Norma francuska. Grunty: rozpoznanie i badania. Badania presjometryczne Ménarda.

Badania bez cykli obciążenie – odciążenie.)