Geotechnische Feldtests

Bereiten Sie die Bohrstellen vor dem Eintreffen des Bohrteams vor. Beachten Sie, dass Kelly und Mast des Bohrgeräts an der Ladefläche des LKWs befestigt sind und nicht schwingen können.

Nivellieren Sie die Ladefläche des Bohrwagens, um ein vertikales Loch zu bohren. Der LKW ist oft mit hydraulischen Stützen ausgestattet, die den LKW vom Boden anheben, um unebenes Gelände auszugleichen. Wenn die geplante Bohrstelle steiler als 1 Fuß ist, bereiten Sie eine 16 Fuß breite und 70 Fuß lange Arbeitsunterlage vor, um das Bohrgerät auszurichten und einen sicheren Arbeitsplatz für die Mannschaft zu schaffen.

Aus Sicherheitsgründen ist es der Besatzung nicht gestattet, Blöcke unter Stützen zu verwenden, um größere Böschungswinkel auszugleichen. Die Schlammpfanne muss eben oder leicht geneigt sein.

Konsultieren Sie vor umfangreichen Arbeiten vor Ort das Bohrteam, das die Arbeiten ausführt, um spezifische Anweisungen zu erhalten. Die folgende Abbildung zeigt die Anforderungen an den Bohrstandort.

Über der Decke dürfen sich keine Hindernisse befinden, einschließlich der folgenden:

Sie müssen den genauen Standort der unterirdischen Versorgungsleitungen kennen, einschließlich der folgenden:

Vor dem Bohren sollte das Team eine Standorterkundung durchführen, um die vorgeschlagenen Standorte zu inspizieren, die markierten Versorgungseinrichtungen zu erkennen und bei Bedarf vor Ort Empfehlungen abzugeben. Es ist oft möglich, einfache Bohrungen zu bohren und gleichzeitig anspruchsvollere Standorte vorzubereiten. Benachrichtigen Sie den Vertragsingenieur, wenn die Verlegung eines Bohrlochs von erheblicher Bedeutung ist.

Sichern Sie sich vor dem Bohren die Erlaubnis zum Betreten von Privatgrundstücken.

Wenn eine geplante Brücke große Gewässer überquert, werden Bohrgeräte auf Lastkähnen eingesetzt, um Untergrundinformationen für die Fundamentplanung zu erhalten. Arbeiten auf Binnenschiffen sind komplex und teuer, daher sollte die Koordination mit dem Bohrteam und dem Auftragnehmer rechtzeitig vor Beginn der Feldarbeiten beginnen.

Verwenden Sie den Trockenzylinder-Probenehmer (einwandig), um Kernproben für die visuelle Klassifizierung und Protokollierung von Boden und Grundgestein zu entnehmen. Die gewonnene Kernprobe befindet sich aufgrund des Drucks, der beim Schneiden des Kerns und beim Verpacken in das Fass zur Gewinnung ausgeübt wird, im Allgemeinen in einem gestörten Zustand. Der Kern wird durch Wasserdruck aus dem Fass herausgezogen.

Bei der Probenahme in praktisch allen Fundamentmaterialien mit Ausnahme von sehr weichem Ton (Schlamm) und Sand mit geringer Kohäsion erhält der Trockenzylinder-Probenehmer eine Probe, die alle Bestandteile der ursprünglichen Formation enthält. Das Ausmaß und der Grad der Störung hängen von der Konsistenz und Dichte des Materials ab.

Obwohl diese Methode als Trockenfassmethode bezeichnet wird, wird häufig zirkulierendes Wasser verwendet. In harten Formationen wird beim Schneiden des Kerns eine geringere Wassermenge zirkuliert.

Verwenden Sie Diamantkernrohre, um intakte Gesteinsproben für Feld- oder Labortests und -klassifizierungen zu erhalten. Der Diamant-Fass-Probenehmer verfügt über einen Innen- und einen Außenzylinder. Der Innenlauf ist etwas überdimensioniert und verfügt unten über eine federbelastete Kernhalterung.

Verwenden Sie den Schubzylinder-Probenehmer (z. B. Shelby Tube Sampler), um relativ ungestörte Bodenproben für Feld- und Labortests und die Bodenklassifizierung zu erhalten. Das Gerät besteht aus einem dünnwandigen Rohr mit einer Länge von 24 bis 36 Zoll, dessen eines Ende zu einer Schneidkante geschärft und das andere Ende verstärkt und für eine einfache Befestigung an der Bohrstangenkupplung ausgelegt ist.

Durch den hydraulischen Niederzug des Bohrgeräts wird das dünnwandige Rohr stetig in die Formation gedrückt. Dieser Probenehmer gewinnt gute, ungestörte Proben, sofern er anpassbar ist. Sein Nutzen ist jedoch auf Materialien beschränkt, in die er hineingedrückt werden kann und die über eine ausreichende Kohäsion verfügen, um im Zylinder zu verbleiben, während der Probenehmer aus dem Bohrloch herausgezogen wird.

Benutzen Sie das Gerät wie folgt in den folgenden Schritten:

Bei Proben aus weichem Boden kann eine Störung der Probe während des Transports zum Testort ein Problem darstellen. Um eine minimale Störung zu gewährleisten, stützen Sie weiche Proben in ihren Kartons ab. Feiner, trockener Sand, der um die Probe im Karton gegossen wird, bietet eine hervorragende Unterstützung beim Transport.

Lagern Sie Proben, die nicht sofort getestet werden, in Innenräumen, vorzugsweise in einem feuchten Raum mit Raumtemperatur.

Von den vielen Methoden zur Durchdringung von Abraumboden sollten Sie nur diejenigen in Betracht ziehen, die die Möglichkeit bieten, die Fundamentmaterialien ohne übermäßige Beeinträchtigung zu beproben und zu testen.

Verwenden Sie keine Waschprobenahme oder Fischschwanzbohrung, es sei denn, dies ist unbedingt erforderlich. Versuche, die Bodenmaterialien anhand der Beobachtung des Waschwassers zu klassifizieren, können zu falschen Rückschlüssen auf die Durchdringung des Untergrundbodens führen.

Siehe Tex-132-E im Handbuch 100-E, Testverfahren für Böden und Zuschlagstoffe.

Das SPT verwendet einen geteilten Löffelprobenehmer mit 2 Zoll Durchmesser, der mit einem 140-Pfund-Hammer in einer Tiefe von 30 Zoll angetrieben wird. Der Test ist im ASTM-Verfahren D 1586 beschrieben. Wenn TCP-Hammergewicht (170 Pfund) und Fallhöhe (24 Zoll) für ein modifiziertes SPT verwendet werden sollen, geben Sie dies in den Notizen und Bohrprotokollen an.

Dieser SPT-Test wird hauptsächlich für körnigen Boden empfohlen, wurde jedoch auch für sehr harte bindige Böden verwendet. Es kann nicht in Fels verwendet werden.

Es korreliert in etwa wie folgt mit dem TCP-Test:

Die hier dargestellten Testkorrelationen dienen nur der ungefähren Bewertung der Designangemessenheit aus externen Quellen und nicht für normale Fundamentdesignarbeiten.

Zur Messung des Grundwasserspiegels werden Beobachtungsbrunnen und Piezometer eingesetzt. Beobachtungsbrunnen sind im Wesentlichen Wasserbrunnen und werden manchmal gepumpt, um die Durchlässigkeit des Bodens zu bestimmen und so Versickerungsmengen bei Ausgrabungen vorherzusagen. Piezometer können Instrumente zur Messung der Grundwasserhöhe sein.

Für kurzfristige Beobachtungen des Wasserstands lassen Sie Explorationskernlöcher mehrere Stunden bis mehrere Tage offen, um den Grundwasserspiegel zu überwachen und die Wassertiefe im Loch zu notieren. Decken Sie das Loch ab, um Personen oder Nutztiere vor Verletzungen zu schützen. Beachten Sie, dass offene Kernlöcher anfällig für das Eindringen von Oberflächenabfluss sind.

Für Langzeitbeobachtungen installieren Sie entweder Beobachtungsbrunnen oder Piezometer. Beobachtungsbrunnen sind am nützlichsten, wenn die Grundwasserbedingungen relativ stabil sind und in relativ porösen Böden oder Gesteinen. Sie sind einfach zu installieren und abzulesen, müssen jedoch an einem Ort platziert werden, an dem die Oberseite des Bohrlochs zugänglich ist. Piezometer sind dort nützlich, wo der Zugang schwierig ist, da sie aus der Ferne abgelesen werden können. Piezometer reagieren außerdem empfindlicher auf Grundwasserveränderungen in feinkörnigen Böden. Es gibt viele Arten von Piezometern, die jeweils Vor- und Nachteile haben. Beraten Sie sich bezüglich der Auswahl und Installation von Piezometern mit dem Designer.

Typischerweise werden Piezometer verwendet, um den Grundwasserspiegel in zukünftigen abgesenkten Straßenabschnitten zu bewerten und die Auswirkungen des Grundwassers auf die Hangstabilität zu messen:

Schritte:

Nehmen Sie sofort und danach wöchentlich eine Messung vor, bis sich der Wasserstand stabilisiert. Monatliche Messwerte danach sind normalerweise ausreichend, es sei denn, der Standort weist große Schwankungen der Messwerte auf.

Neigungsmesser messen horizontale Bewegungen innerhalb einer Bodenmasse im Zeitverlauf. Der Neigungsmesser ist ein empfindliches Gerät, das Abweichungen von der Vertikalen misst. Zeichnen Sie diese Abweichungen in regelmäßigen Abständen entlang einer speziellen Verrohrung auf, die in ein Bohrloch eingegossen wird, um die horizontale Abweichung der Verrohrung von der Unterseite der Verrohrung zur Oberseite zu bestimmen.

Die häufigste Anwendung ist die Überwachung von Böschungs- oder Stützmauerbrüchen, um die Tiefe der Bruchfläche und die anschließende Bewegung zu bestimmen. Installieren Sie Neigungsmessergehäuse an mehreren Stellen im und neben dem Fehler und nutzen Sie die Informationen von Neigungsmessern in Stabilitätsanalysen. Aus Effizienzgründen muss der Boden des Neigungsmessergehäuses deutlich unter die Bruchebene hinausragen.

Nehmen Sie unmittelbar nach der Gehäuseinstallation eine erste Reihe von Messwerten vor, um den Basiswert zu ermitteln. Vergleichen Sie alle nachfolgenden Messwerte mit der Grundlinie, um Richtung und Ausmaß der Bewegung zu bestimmen. Die Häufigkeit der Messwerte basiert auf der Ausfallrate des Gefälles oder der Stützmauer.

Der Einbau des Gehäuses, die Bedienung des Neigungsmessers und die Datenreduktion sind recht kompliziert. Wenden Sie sich an die Geotechnikingenieure der Bridge Division von TxDOT, wenn Neigungsmessermessungen erforderlich sind.