Έρευνες Υπαίθρου

______________________________________

 

Οι γεωτρητικές εργασίες γίνονται για τη διερεύνηση και τον χαρακτηρισμό των βασικών γεωλογικών  ενοτήτων που καθορίζονται κατά τη γεωλογική μελέτη ένα έργο. Οι γεωτρήσεις γενικά γίνονται για τους ακόλουθους σκοπούς :

Προσδιορισμό ειδικής στρωματογραφίας και δομής των γεωλογικών ενοτήτων

-  Λήψη δειγμάτων για τον προσδιορισμό μηχανικών ιδιοτήτων

-  Λήψη δειγμάτων για δοκιμές κατάταξης

-  Λήψη στοιχείων για τα υπόγεια νερά

-  Εκτέλεση επί τόπου δοκιμών

-  Εγκατάσταση οργάνων

-  Διερεύνηση δεδομένων θεμελίωσης σε υπάρχουσες κατασκευές (π.χ. σταθμών θεμελίωσης).

 

 Δειγματοληπτικές γεωτρήσεις

Οι δειγματοληπτικές γεωτρήσεις εκτελούνται σύμφωνα με τις ισχύουσες τεχνικές προδιαγραφές του ΥΠΕΧΩΔΕ Ε101-83, ΦΕΚ 363/Β/24-6-83.

Οι δειγματοληπτικές γεωτρήσεις εκτελούνται με περιστροφικό γεωτρύπανο και συνεχή δειγματοληψία. Οταν χρησιμοποιείται νερό διάτρησης αυτό πρέπει να είναι καθαρό χωρίς πρόσμιξη μπετονίτη ή άλλων ουσιών που μπορεί να μεταβάλλουν τη φύση ή την αντοχή των δειγμάτων. Το νερό δεν πρέπει να κυκλοφορεί μεταξύ των τοιχωμάτων του δειγματολήπτη και του δείγματος αλλά να εκβάλλει από κατάλληλες τρύπες στην άκρη του κοπτικού.

 

(i) Δειγματοληψία

(α) Στους γαιώδεις σχηματισμούς η συνεχής δειγματοληψία διακόπτεται μόνο για τη λήψη αδιατάρακτων δειγμάτων και την εκτέλεση δοκιμών SPT. Αδιατάρακτα δείγματα παίρνονται σε όλα τα μαλακά συνεκτικά στρώματα (με ενδεικτικό αριθμό κρούσεων NSPT £ 16) με χρήση δειγματολήπτου λεπτού τοιχώματος τύπου Shelby ή εμβολοφόρων (piston sampler) που λαμβάνονται με απλή πίεση. Σε σκληρότερα εδάφη μπορεί να χρησιμοποιηθεί δειγματολήπτης τύπου Denisson, φραγμός ή άλλες μέθοδοι. Σε χαλαρά αμμώδη εδάφη, όταν το αδιατάρακτο δείγμα δεν συγκρατείται στους δειγματολήπτες αυτούς,  χρησιμοποιούνται δειγματολήπτες κατάλληλου τύπου (με ελατήριο, με καλαθάκι, με κλαπέτο, τριπλή καροταρία τύπου Mazier κλπ.) ή άλλες μέθοδοι (π.χ. φραγμός με διακοπή της κυκλοφορίας του νερού κλπ.).Το ποσοστό δειγματοληψίας δεν πρέπει να είναι κατώτερο του 90% του μήκους διατρήσεως με εξαίρεση στρώσεις καθαρής άμμου ή αμμοχάλικου ή χαλίκων ή κροκαλών κλπ. όπου η δειγματοληψία είναι δύσκολη και το ποσοστό της μπορεί να περιοριστεί μέχρι 70%. Στην περίπτωση αυτή συνιστάται η χρήση διαιρετού διπλού δειγματολήπτη.

 

(β) Στους βραχώδεις σχηματισμούς η ποιότητα της δειγματοληψίας  εξασφαλίζεται με τη χρήση αδαμάντινης στεφάνης. Το ποσοστό της δειγματοληψίας δεν μπορεί να είναι κατώτερο του 95%, με εξαίρεση τους κερματισμένους σκληρούς βράχους, όπου το ποσοστό αυτό μπορεί να περιοριστεί μέχρι 70%. Στους σχηματισμούς αυτούς  προσδιορίζεται το ποσοστό πυρηνοληψίας επί του μήκους διατρήσεως, ο δείκτης ποιότητας βράχου (R.Q.D.), ο αριθμός των διακλάσεων ανά μέτρο, η κλίση των διακλάσεων ή των επιφανειών διάστρωσης και ο βαθμός κερματισμού και αποσάθρωσης με τέτοιο τρόπο ώστε να είναι δυνατή η κατάταξη του υλικού σε κάποιο δόκιμο σύστημα ταξινόμης της βραχομάζας. Σε βραχώδεις σχηματισμούς και στα σκληρά εδάφη για να επιτευχθεί η μέγιστη δυνατή απόδοση κατά τη λήψη του δείγματος,  χρησιμοποιούνται γενικά πυρηνολήπτες διπλών ή τριπλών τοιχωμάτων (double ή triple tube core barrels). Σε ασταθή βραχομάζα, σε ασθενείς βράχους ή σε εναλλαγές σκληρών και μαλακών στρώσεων, μπορεί να κριθεί απαραίτητη η χρησιμοποίηση διαιρετού δειγματολήπτη (split barrel) και ειδικής αδαμαντοκορώνας βραδείας προχώρησης βαθμιδωτού τύπου (stepped corebits) που εξασφαλίζει συνεχή αδιατάρακτη δειγματοληψία με ποσοστό πυρηνοληψίας που υπερβαίνει το 95%.

 

(γ) Η ελάχιστη διάμετρος δείγματος είναι 62mm.

 

(δ)  Ολα τα δείγματα κάθε γεώτρησης μετά τη λήψη τους, τοποθετούνται κατά σειρά λήψης μέσα σε κατάλληλα κιβώτια, κατά τρόπο που να εξασφαλίζεται η αδιατάρακτη μεταφορά τους. Διαταραγμένα δείγματα που λήφθηκαν από τα χαλαρά στρώματα κοντά στην επιφάνεια, πριν ακόμα τοποθετηθούν μέσα σε κιβώτια,  τοποθετούνται σε πλαστικά σακουλάκια με κατάλληλη σήμανση. Μεταξύ των καρότων (πυρηνοληψιών)  παρεμβάλλεται ξύλινος τάκος πάνω στον οποίο  γράφεται καθαρά το βάθος. Σε κάθε κιβώτιο αναγράφεται ο τίτλος του έργου, η γεώτρηση, η αρχή και το τέλος των περιεχομένων των καρότων, ο αύξοντας αριθμός του κιβωτίου και ο συνολικός αριθμός των κιβωτίων της αντίστοιχης γεώτρησης.

Τα αδιατάρακτα δείγματα  πρέπει να παραφινώνονται ή να προστατεύονται κατάλληλα, ώστε να μην υπάρχει η δυνατότητα μεταβολής της φυσικής τους υγρασίας, να συσκευάζονται προσεκτικά, χωρίς απότομες κινήσεις και να μεταφέρονται με προσωπικό που έχει γνώση για την ευαισθησία των υλικών που μεταφέρονται.

 

(ii) Φωτογράφηση των δειγμάτων

Πριν από την αφαίρεση των δοκιμίων που προορίζονται για εργαστηριακές εξετάσεις, τα δείγματα  φωτογραφίζονται κατά τρόπο ώστε να είναι ευκρινώς ορατά τόσο τα εδαφικά είδη, όσο και τα στοιχεία του έργου (γεώτρηση, αριθμός κιβωτίου, βάθος κλπ.). Τυπικό χρωματολόγιο θεωρείται απαραίτητο και  πρέπει να φαίνεται στο περιθώριο της εικόνας για χρωματολογική σύγκριση και κλίμακα. Ανάλογες φωτογραφίες  παίρνονται και από τα δείγματα φρεάτων και ορυγμάτων, όταν δεν καλύπτονται από τη φωτογράφιση της τομής. Οι έγχρωμες φωτογραφίες των δειγμάτων συνοδεύουν την έκθεση παρουσίασης των αποτελεσμάτων της έρευνας.

 

(iii)  Φύλαξη των δειγμάτων

(α) Μέχρι την έναρξη των εργαστηριακών δοκιμών, τα δείγματα φυλάσσονται σε χώρους αποθήκευσης χωρίς υπερβολική υγρασία ή μεγάλη θερμοκρασία και οπωσδήποτε όχι στο ύπαιθρο, ενώ τα αδιατάρακτα δείγματα, εφόσον προβλέπεται μεγάλος χρόνος αποθήκευσης, φυλάσσονται σε θάλαμο με κατάλληλες συνθήκες.

 

(β) Μετά το πέρας της γεωτεχνικής έρευνας τα δείγματα  επιστρέφονται  στον κύριο του έργου, ο οποίος κρίνει για το χρόνο και τον τόπο διατήρησής τους. Η διατήρηση των δειγμάτων είναι χρήσιμη για τυχόν συμπληρωματικές εργαστηριακές δοκιμές ή για επανέλεγχο ή ακόμη σε μεταγενέστερο χρόνο για άμεση εποπτεία της εδαφικής στήλης πέρα από τις περιγραφές.

 

Διασκοπήσεις με διατρητικό φορείο (Διατρήσεις με Wagon Drill)

(α) Oι διατρήσεις  αυτές γίνονται γενικά στην ευρύτερη περιοχή θεμελίωσης των βάθρων των γεφυρών, των σημαντικών οχετών και των τοίχων αντιστήριξης, για τον εντοπισμό χαλαρών στρώσεων, των μεγάλων ασυνεχειών  και των εγκοίλων ή της απότομης μεταβολής της στάθμης της οροφής του βραχώδους υπόβαθρου (περιοχή ρηγμάτων κλπ.).

 

(β) Κατά τη διάρκεια της διάτρησης  παρακολουθείται η ταχύτητα διάτρησης των πετρωμάτων και να γίνεται συσχετισμός των αποτελεσμάτων με τα στοιχεία των γεωτρήσεων και των γεωλογικών παρατηρήσεων.

 

 Γεωτρήσεις Αuger

Εκτελούνται  σύμφωνα με τις ισχύουσες τεχνικές προδιαγραφές του ΥΠΕΧΩΔΕ Ε101-83.

(i) Οι γεωτρήσεις αυτές παρέχουν διαταραγμένα δείγματα κατάλληλα για τον προσδιορισμό του εδαφικού τύπου, των ορίων Atterberg και άλλων ιδιοτήτων κατάταξης αλλά γενικά παρέχουν περιορισμένη πληροφόρηση σχετικά με την στρωματογραφία του υπεδάφους, τη συνέχεια ή την ευαισθησία.

 

(ii) Χρησιμοποιούνται κατά τις προκαταρκτικές εδαφικές διερευνήσεις του εδαφικού τύπου, την εκβάθυνση οπών για άλλες μεθόδους δειγματοληψίας και τον προσδιορισμό του βάθους συνάντησης του υποβάθρου.

 

Καταστροφικές γεωτρήσεις μεγάλης διαμέτρου

(i) Γεωτρήσεις διαμέτρου 60 cm ή και μεγαλύτερης μπορούν να επιτρέπουν την άμεση εξέταση των τοιχωμάτων και τη λήψη αδιατάρακτων δειγμάτων υψηλής ποιότητας.

 

(ii) Χρησιμοποιούνται για την αποκάλυψη λεπτομερειών όπως λεπτές ασθενείς στρώσεις ή παλαιά επίπεδα διάτμησης που δεν μπορούν να ανιχνευθούν με τη συνεχή διαταραγμένη δειγματοληψία.

 

Μέτρηση κλίσης γεωτρήσεων

Η μέτρηση της απόκλισης των γεωτρήσεων από την κατακόρυφο ή τη σχεδιασθείσα κλίση, απαιτείται ώστε να είναι δυνατός ο προσδιορισμός της κλίσης των επιπέδων των στρώσεων.

Για να μετρηθεί η απόκλιση μπορεί να χρησιμοποιηθεί οποιαδήποτε αναγνωρισμένη μέθοδος όπως :

α. Η μέθοδος της φιάλης υδροφθορικού οξέος (ERCH-TUBE).

β. Η μέθοδος της φιάλης με άλατα χαλκού.

γ. Μηχανικά κλισιόμετρα.

δ. Ηλεκτροχημικά κλισιόμετρα (π.χ. SPERRY - SUNWELL - SURVEYING).

ε. Μέθοδος φωτοκαθετόμετρου.

Μέχρι βάθους 100 m η μέγιστη επιτρεπόμενη συνολική παρέκκλιση  είναι 2% του αντίστοιχου βάθους διάτρησης, στην περίπτωση κατακόρυφων γεωτρήσεων, και 5% στην περίπτωση κεκλιμένων γεωτρήσεων. Για βάθη μεγαλύτερα από 100 m, το επιτρεπόμενο όριο συνολικής παρέκκλισης, αυξάνεται σε αναλογία με το πραγματικό βάθος μετά τα 100 m.

 

Οργανα παρακολούθησης

Μετά την ολοκλήρωση της διάτρησης, οι γεωτρήσεις είναι δυνατόν να εξοπλισθούν με κατάλληλα γεωτεχνικά όργανα για την παρακολούθηση διαφόρων κρίσιμων εδαφοτεχνικών παραμέτρων τόσο κατά το στάδιο της μελέτης και κατασκευής όσο και μετά την κατασκευή. Τα κυριώτερα από τα όργανα αυτά  περιλαμβάνουν (όχι περιοριστικά) :

 

(i) Πιεζόμετρα

Τα πιεζόμετρα αποτελούνται από κατάλληλους πιεζομετρικούς σωλήνες που τοποθετούνται παράλληλα με ειδική πλήρωση της ανοιχτής οπής.

Περιλαμβάνουν τους ακόλουθους τύπους :

Απλά πιεζόμετρα: Αποτελούνται από πλαστικούς (σπανιότερα μεταλλικούς) διάτρητους και μη πιεζομετρικούς σωλήνες, τυπικής διαμέτρου 50 mm μέσα από οπή πληρωμένη με «πλυμμένη» χονδρόκοκκη άμμο ή λεπτά χαλίκια και παρέχουν μετρήσεις της στάθμης του υπόγειου φρεάτιου ορίζοντα της περιοχής. Τοποθετούνται σύμφωνα με την προδιαγραφή ΒS 5930: 1981 par. 20.2.3.

Πιεζόμετρα προώδους άκρου ή Casagrande :  Τα πιεζόμετρα του τύπου αυτού αποτελούνται από πορώδες άκρο το οποίο εμβαπτίζεται μέσα σε ένα αμμώδη απομονωμένο θύλακα με πάχος τυπικά 1,0 – 1,5 m. Ετσι το όργανο ανταποκρίνεται μόνο σε υδραυλικές πιέσεις γύρω από το πορώδες άκρο και όχι σε πιέσεις που οφείλονται από περιβάλλουσες υπεδαφικές στρώσεις σε άλλα βάθη. Τοποθετούνται σύμφωνα με την προδιαγραφή ΒS 5930: 1981 par. 20.2.3.

Υδραυλικά πιεζόμετρα διπλού σωλήνα :  Τα πιεζόμετρα αυτά αποτελούνται από ένα πορώδες φίλτρο που συνδέεται σε δύο πλαστικούς σωλήνες με ένα μετρητή πίεσης Bourdon σε κάθε άκρη τους και η χρήση τους περιορίζεται στη θεμελίωση και στις επιχώσεις χωμάτινων φραγμάτων. Η πλήρωση της οπής γίνεται όπως στα πιεζόμετρα ανοικτού τύπου (Προδιαγραφή ΒS 5930 : 81 παρ. 20.2.4.).

Ειδικοί πρόσθετοι τύποι πιεζομέτρων αναφέρονται σε πνευματικά πιεζόμετρα (Προδιαγραφή ΒS 5930 : 81 παρ. 20.2.6.), πιεζόμετρα διαφράγματος (Προδιαγραφή ΒS 5930 : 81 παρ. 20.2.5.), τα πιεζόμετρα ηλεκτρικής αντίστασης κ.ά.

 

(ii) Εκτασιόμετρα

Χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση της μεταβολής της απόστασης μεταξύ δύο ή παραπάνω σημείων κατά μήκος του άξονα μιας γεώτρησης και ως εκ τούτου της απόλυτης παραμόρφωσης.

 

(iii) Αποκλισιόμετρα

Χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση της παραμόρφωσης και των εδαφικών τοπικών και αθροιστικών μετακινήσεων κατά τον άξονα ενός σωλήνα οδηγού με τη χρήση βολίδας που εισάγονται στη σωλήνωση και καταγράφει γωνίες απόκλισης της κεντρικής στήλης από το θεωρητικό κατακόρυφο επίπεδο.

 

Τεκμηρίωση γεωτρητικών εργασιών

(i) Περιγραφή και χαρακτηρισμός δειγμάτων

(α) Ο χαρακτηρισμός των δειγμάτων περιλαμβάνει την μακροσκοπική εργοταξιακή περιγραφή και τον τελικό χαρακτηρισμό με βάση τα διαθέσιμα εργαστηριακά, γεωλογικά, ορυκτολογικά κλπ. στοιχεία.

Σε όλες τις περιγραφές και τους χαρακτηρισμούς εδαφικών δειγμάτων  ακολουθείται ένα αναγνωρισμένο κύριο σύστημα κατάταξης, όπως ενδεικτικά αναφέρεται το ενιαίο σύστημα κατάταξης (American Unified Soil Classification System).

(β) Στην αρχή δίνεται μια περιγραφή που γίνεται στο εργοτάξιο και στηρίζεται σε οπτική εξέταση και απλές εμπειρικές δοκιμές πεδίου. Στην εργοταξιακή περιγραφή πρέπει να παρέχονται στοιχεία σχετικά με τη φυσική κατάσταση, το χρώμα και τη μηχανική συμπεριφορά κάθε δείγματος.

Η οπτική περιγραφή των δειγμάτων βραχωδών σχηματισμών  περιλαμβάνει όλα τα χαρακτηριστικά και ειδικότερα αυτά που επηρεάζουν τις μηχανικές ιδιότητες του πετρώματος στο αντίστοιχο στρώμα.

Η οπτική περιγραφή μπορεί να γίνει με απλά και εύκολα μέσα (μεγεθυντικός φακός, γεωλογικό σφυρί, αραιωμένο HCI κλπ.) και ειδικότερα πρέπει να περιλαμβάνει τα ακόλουθα:

(1) Γεωλογικά και στρωματογραφικά χαρακτηριστικά.

(2) Πετρογραφικά και ορυκτολογικά χαρακτηριστικά.

(3) Γεωμετρικά στοιχεία και ιδιότητες επιφανειών ασυνέχειας (στρώση, σχιστότητα, διακλάσεις, ρηγματώσεις κ.α.).

(4) Τυχόν ενδείξεις επιπέδων διάτμησης, γραμμών προστριβής ή τεκτονικής ρηγμάτωσης.

(5) Μακροσκοπικά χαρακτηριστικά όπου αυτό είναι δυνατόν όπως

- Χρώμα

- Ιστός - Υφή

- Δομή (σχήμα κόκκων, μέγεθος, διαβάθμιση, προσανατολισμός, ορυκτολογική σύσταση).

(6) Βαθμός εξαλλοίωσης ή αποσάθρωσης.

(7) Σκληρότητα και αντοχή (π.χ. θραύεται μόνο με ισχυρή κρούση σφύρας, σκληρό σαν οπτόπλινθος, θρυμματίζεται με σύνθλιψη μεταξύ των δακτύλων κλπ).

(8) Ποσοστό πυρηνοληψίας και κατάλληλη αιτιολόγηση στις περιπτώσεις που το ποσοστό είναι χαμηλό.

(9) Μέτρηση δείκτη ποιότητας πετρώματος RQD στους βραχώδεις σχηματισμούς.

Είναι σημαντικό, η περιγραφή που δίνεται κάθε φορά, να παρουσιάζει όχι μόνο τα χαρακτηριστικά των δειγμάτων, αλλά κυρίως τα χαρακτηριστικά των στρωμάτων στην πραγματική τους κατάσταση. Για το λόγο αυτό πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η επιρροή της τεχνικής που χρησιμοποιήθηκε για τη γεώτρηση και η κατάσταση του εξοπλισμού (δειγματολήπτης, στεφάνη κλπ), ιδιαίτερα στην περίπτωση μαλακών πετρωμάτων που εύκολα αποσυντίθενται ή ρηγματώνονται.

(γ) Η περιγραφή θα επαληθεύεται στη συνέχεια και θα διορθώνεται, σύμφωνα με τα αποτελέσματα των εργαστηριακών δοκιμών, ώστε να αποτελέσει τον τελικό χαρακτηρισμό των δειγμάτων του εδάφους ή του πετρώματος.

 

 (ii) Τομές γεωτρήσεων (logs)

Τα διαγράμματα των γεωτρήσεων  συντάσσονται σε κλίμακα κατά κανόνα 1:100 και περιλαμβάνουν τα ακόλουθα στοιχεία :

1) Τίτλο έργου, τύπο μηχανήματος και κοπτικών εργαλείων

2) Θέση σημείου γεώτρησης οριζοντιογραφικά (συντεταγμένες) και υψομετρικά και αριθμό γεώτρησης

3) Ημερομηνία έναρξης και περάτωσης της γεώτρησης και κρατούσες καιρικές συνθήκες

4) Συναντώμενα υλικά (φύση και στάθμη αυτών)

5) Στάθμη αλλαγής σύστασης υλικών (με σχετικό και απόλυτο υψόμετρο)

6) Θέσεις και σήμανση ληφθέντων διαταραγμένων και αδιαταράκτων δειγμάτων

7) Αριθμό κρούσεων δοκιμής SPT και διεισδύσεων ανά βήμα 15 εκ. του πρότυπου δειγματολήπτη, το βάθος αρχής και τέλους της δοκιμής, τον τύπο, το βάρος και το ύψος ελεύθερης πτώσης της σφύρας και τον τρόπο επενέργειάς της (π.χ. ελεύθερη πτώση).

8) Θέσεις δειγματοληψίας πυρήνων, ποσοστό πυρήνος που απολαμβάνεται κάθε φορά και αριθμό τεμαχίων που τα απαρτίζουν, το RQD και η συχνότητα ρηγματώσεων.

9) Πλήρη μακροσκοπική περιγραφή κάθε δείγματος, όπως τούτο προαναφέρθηκε.

10) Περιγραφή των ασυνεχειών (Φύση, προσανατολισμός, συχνότητα, τραχύτητα κλπ.).

11) Στάθμη υπόγειου ορίζοντα όταν συναντηθεί για πρώτη φορά και μεταβολές της στάθμης κατά τη διάρκεια της γεώτρησης και οπωσδήποτε καθημερινά με την έναρξη και τη λήξη της εργασίας.

12) Εισροές ή διαρροές υπόγειων υδάτων όπου αυτές παρατηρούνται.

13) Απώλεια ύδατος γεώτρησης (ολική ή ποσοστό μερικής απώλειας) καθώς και τυχόν μεταβολές πίεσης του ύδατος σε εναλλαγές στρωμάτων στα αντίστοιχα βάθη επανόδου του ύδατος.

14) Αποτελέσματα δοκιμών διαπερατότητας (τιμές του συντελεστή διαπερατότητας) στα αντίστοιχα βάθη.

15) Ταχύτητα διάτρησης, τύπος στεφάνης, αριθμός στροφών ανά λεπτό, πίεση πάνω στη στεφάνη και πίεση ύδατος αντίστοιχα.

16) Τα διαγράμματα των δοκιμών εισπίεσης στα αντίστοιχα βάθη (παροχή/πίεση/χρόνος).

17) Οποιαδήποτε παρατήρηση σχετική με τη συμπεριφορά της διατρητικής στήλης (απότομες πτώσεις, αντίσταση στην περιστροφή, είδος θορύβου διάτρησης κλπ.).

Οποιαδήποτε παρατήρηση σχετική με διακοπές και είδη βλαβών καθώς και οποιαδήποτε άλλη πληροφορία χρήσιμη για την πληρέστερη και σαφέστερη ερμηνεία των αποτελεσμάτων.

Αποτελέσματα εργαστηριακών δοκιμών

18) Ονοματεπώνυμο και υπογραφή του υπεύθυνου για την εκτέλεση της γεώτρησης.

 

Ερευνητικά φρέατα και ορύγματα

(i) Τα ερευνητικά φρέατα και τα ορύγματα διανοίγονται με μηχανικά μέσα ενώ η δειγματοληψία (διαταραγμένα ή αδιατάρακτα δείγματα) γίνεται χειρωνακτικά. Απαραίτητη θεωρείται η φωτογράφηση των παρειών καθώς και των υλικών εκσκαφής.

 

(ii) Κάθε ερευνητικό φρέαρ ή όρυγμα τεκμηριώνεται με διάγραμμα χαρτογράφηση όλων των παρειών κλίμακας 1:100 που περιλαμβάνει όλες τις εδαφικές στρώσεις με μακροσκοπικές περιγραφές.

Ειδικότερα αναγράφονται τα ακόλουθα :

- Τίτλος έργου, ημερομηνία

- Αριθμός φρέατος ή ορύγματος

- Συντεταγμένες ή χιλιομετρική θέση και υψόμετρο επιφάνειας εδάφους

- Πάχος φυτικών γαιών

- Βάθος σε κάθε αλλαγή στρώσεως

- Περιγραφή κάθε συναντώμενης στρώσης με αναφορά στην  πυκνότητα ή συνεκτικότητα εάν πρόκειται για κοκκώδη ή χαλαρά εδάφη αντίστοιχα

- Στάθμη φρεάτιου ορίζοντα

- Τελικό βάθος

- Δειγματοληψία (βάθος, πλήθος, είδος και ονομασία, κωδικός  δείγματος)

 

(iii) Μέσα στα φρέατα μπορεί να εκτελεσθούν επιτόπου δοκιμές, όπως:

1. Δοκιμή επί τόπου πυκνότητας

2. Δοκιμή μικρού πενετρομέτρου (Pocket penetrometer)

3. Δοκιμή μικρού πτερυγίου

4. Δοκιμαστικές αντλήσεις

5. Δοκιμή CBR

6. Δοκιμαστική φόρτιση πλάκας

 

Ερευνητικές στοές

(i) Διανοίγονται για τον καλύτερο προσδιορισμό των ιδιοτήτων των σχηματισμών και τον έλεγχο του τρόπου προσομοίωσης για τη μελέτη προσωρινής και οριστικής επένδυσης σήραγγας.

 

(ii) Επιτρέπουν την εκτέλεση δοκιμών μεγάλης κλίμακας σε χαρακτηριστικές θέσεις του αδιατάρακτου πετρώματος. Ως ελάχιστες διαστάσεις της διατομής διάνοιξης,  καθαρές μετά την υποστήριξη λαμβάνεται πλάτος 1,50 m και ύψος 2,00 m. Στις θέσεις των δοκιμών κατασκευάζονται πλευρικές διευρύνσεις (θάλαμοι) σε διαστάσεις που καθορίζονται από το είδος της δοκιμής και τα χρησιμοποιούμενα μέσα.

 

(iii) Κάθε ερευνητική στοά τεκμηριώνεται με τη σχεδίαση διατομών σε κάθε στάση και αναπτυγμάτων παρειών κλίμακας τουλάχιστον 1:100 που περιλαμβάνει :

-  Τίτλος έργου, ημερομηνία

-  Αριθμός ερευνητικής στοάς

-  Λιθολογική περιγραφή συναντώμενων σχηματισμών

-  Είδος και γεωμετρικά χαρακτηριστικά επιφανειών ασυνέχειας, όπως διακλάσεις, ρηγματώσεις, ρήγματα και ζώνες διάτμησης

-  Αριθμοί και χιλιομετρικές θέσεις στάσεων

-   Τοιχεία συμπεριφοράς υπόγειων υδάτων

 

Επιφανειακές δειγματοληψίες

Εκτελούνται σε διανοίξεις με χειρωνακτικά μέσα και χρησιμοποιούνται κυρίως για τη λήψη επιφανειακών αδιαταράκτων δειγμάτων καθώς και πυρήνων βράχων με τη χρήση ειδικού εξοπλισμού (π.χ. καροτιέρα).

 

Δοκιμαστικά πεδία

(i) Κατασκευάζονται για τον πειραματικό προσδιορισμό του βέλτιστου τρόπου συμπύκνωσης και την εξακρίβωση της καταλληλότητας μηχανημάτων και μεθόδων. Προσδιορίζεται το πάχος της στρώσης, ο αριθμός διελεύσεων των συμπυκνωτών που πρόκειται να χρησιμοποιηθούν, η ποσότητα του νερού διαβροχής και η επιτυγχανόμενη πυκνότητα (βαθμός συμπύκνωσης). Ο ελάχιστος αριθμός στρώσεων είναι τέσσερις (4) και ως ελάχιστες διαστάσεις κάτοψης στην ανώτερη στάθμη στέψης ορίζονται οι εξής:

Πλάτος μεγαλύτερο του 3Β

Μήκος μεγαλύτερο του (8÷10)*L

όπου Β και L είναι το πλάτος και το μήκος του χρησιμοποιούμενου συμπυκνωτή.

(ii) Δοκιμαστικά επιχώματα είναι επίσης δυνατόν να κατασκευάζονται κατά το στάδιο της μελέτης ως επιφόρτιση του υπεδάφους για την τεκμηρίωση των παραμέτρων παραμορφωσιμότητας, της χρονικής εξέλιξης των καθιζήσεων, καθώς και για την εκτίμηση της αντοχής του. Οι διαστάσεις αυτών των επιχωμάτων θα ορίζονται από την αντίστοιχη γεωτεχνική  μελέτη.

 

Επί τόπου δοκιμές

Οι επί τόπου δοκιμές είναι συχνά ένας πολύ αξιόπιστος τρόπος προσδιορισμού μηχανικών ιδιοτήτων των υπεδαφικών υλικών και σε μερικές περιπτώσεις ο πλέον ενδεδειγμένος μοναδικός τρόπος απόκτησης αξιόπιστων μετρήσεων.

 

 Δοκιμές Πρότυπης Διείσδυσης (SPT)

(i) Κατά τη δοκιμή αυτή μετράται ο αριθμός των κρούσεων που απαιτείται για τη διείσδυση του τυποποιημενου δειγματολήπτη Terzaghi κατά τρία διαδοχικά στάδια των 15 εκ. όπως προδιαγράφεται στις Ε106-86 παρ. 8 και ASTM D1586-99 και ως αριθμός Ν λαμβάνεται το άθροισμα των δύο τελευταίων σταδίων  διείσδυσης.

 

(ii) Ο αριθμός Ν έχει εμπειρικά συσχετισθεί με την επιδεκτικότητα σε ρευστοποίηση κάτω από σεισμικά φορτία ενώ είναι απολύτως χρήσιμος και για τη σχεδίαση πασσάλων. Ο αριθμός Ν χρησιμοποιείται επίσης για την εκτίμηση της φέρουσας ικανότητας έναντι θραύσης των εδαφών.

 

(iii) Σε περιπτώσεις αμμοχαλικωδών εδαφών ή αποσαθρωμένου/κατακερματισμένου βράχου συνιστάται η αντικατάσταση του δειγματολήπτη με κώνο. 

 

Πενετρομετρήσεις

(i) Στατική πενετρομέτρηση (CPT)

Τυποποιημένη δοκιμή η οποία παρέχει κυρίως διαγράμματα μεταβολής της αντοχής του εδάφους, συναρτήσει του βάθους, κατά τη διείσδυση προτύπου κώνου. Ο τύπος του κώνου καθορίζει την αποτελεσματικότητα της δοκιμής και  υπάρχει δυνατότητα επιλογής μεταξύ μηχανικού κώνου (Oλλανδικός κώνος όπως περιγράφεται από την προδιαγραφή Ε106-80, παρ. 9), ηλεκτρικού κώνου (για την παράλληλη μέτρηση της πιέσεως πόρων) και πιεζοκώνου (για τον επιπλέον προσδιορισμό δυναμικών παραμέτρων του υπεδάφους).

 

(ii)  Δυναμική πενετρομέτρηση

Διείσδυση στο έδαφος πρότυπου κώνου προκαλούμενη από κρούσεις βάρους, το οποίο πέφτει από προδιαγεγραμμένο ύψος. Τα αποτελέσματα περιλαμβάνουν τη σύνταξη διαγράμματος αριθμού κρούσεων (για ορισμένο βάθος διείσδυσης) σε συνάρτηση με το βάθος. Δεν λαμβάνεται δείγμα του εδάφους.

Οι παραπάνω δοκιμές παρέχουν αναλυτικές πληροφορίες σχετικά με τη στρωματογραφία του εδάφους, επιτρέπουν προκαταρκτικές εκτιμήσεις των γεωτεχνικών ιδιοτήτων, εκτιμήσεις κινδύνου ρευστοποίησης και εκτελούνται σύμφωνα με τις προδιαγραφές Ε106-86  παρ. 9, ASTM D 5778-95 και ΑSTM D 3441-98.

 

 Επί τόπου δοκιμές πτερυγίου

Οι δοκιμές αυτές εκτελούνται μέσα σε γεωτρήσεις σύμφωνα με τις προδιαγραφές Ε106-86 παρ. 10 και ASTM D 2573-94 και χρησιμεύουν για την εκτίμηση της διατμητικής αντοχής μαλακών ευαίσθητων αργίλων.

 

Δοκιμές υδατοπερατότητας εντός γεωτρήσεων

Οι δοκιμές αυτές εκτελούνται σύμφωνα με τις προδιαγραφές Ε106-86 παρ. 6 και ASTM D2434-68 και χρησιμεύουν για την εκτίμηση της υδατοπερατότητας των εδαφικών στρώσεων.

Περιλαμβάνουν τις ακόλουθες μεθόδους :

- Δοκιμή Lefranc

- Δοκιμή Maag

- Δοκιμή εισπίεσης Lugeon

 

 Δοκιμές εισπίεσης ενεμάτων

(i) Οι δοκιμές αυτές εκτελούνται με την ίδια μεθοδολογία και σε συνέχεια των δοκιμών εισπίεσης Lugeon και χρησιμεύουν για την εκτίμηση της απορροφητικότητας ενεμάτων με διάφορες αναλογίες τσιμέντου/νερού από το περιβάλλον έδαφος.

 

(ii) Οι αναλογίες των ενεμάτων, οι πιέσεις, οι απορροφήσεις, τυχόν επιφανειακές αναπηδήσεις ενέματος πρέπει να καταγράφονται με κάθε λεπτομέρεια.

 

 Δοκιμές αντλήσεως

Οι δοκιμές αυτές εκτελούνται με τη βοήθεια ενός φρεατίου αντλήσεως ή υδρογεώτρησης και γεωτρήσεων δορυφόρων σύμφωνα με την προδιαγραφή Ε106– 86 παρ. 7. Στόχος τους είναι η εκτίμηση της διαπερατότητας και των κρίσιμων υδραυλικών δεδομένων.

 

Πρεσιομετρήσεις

(i) Κατά τις δοκιμές αυτές επιβάλλεται η μέγιστη δυνατή πίεση μέχρι τη θραύση του εδάφους ή του ασθενούς βράχου σύμφωνα με τις προδιαγραφές Ε106-86 παρ. 11, Ε102-84 παρ. 4 και ASTM D 4719-00.

 

 Δοκιμές προσδιορισμού πυκνότητας

(i) Οι δοκιμές αυτές προσδιορίζουν επί τόπου την πυκνότητα εδαφών σε φυσική κατάσταση ή ύστερα από συμπύκνωση σε επιχώματα.

(ii) Περιλαμβάνουν τις ακόλουθες μεθόδους :

- Μέθοδος διαταραγμένου και μέθοδος αδιαταράκτου δείγματος σύμφωνα με τις προδιαγραφές Ε106-86 παρ. 1 και AASHTO T147-54, ASTM D 2937-94.

-  Μέθοδος ισοδύναμου όγκου άμμου σύμφωνα με τις προδιαγραφές Ε106-86 παρ. 2, AASHTO T191-61, ASTM D 1556-00, ASTM D 4914-99.

- Μέθοδος ισοδύναμου όγκου υδάτων σε ερευνητικό φρέαρ, σύμφωνα με την προδιαγραφή ASTM D 5030-89 (1994) e1 για αδρομερή εδαφικά υλικά.

- Μέθοδος Sleeve σύμφωνα με την προδιαγραφή ASTM D 4564-93 για λεπτά χαλίκια.

- Πυρηνικές μέθοδοι σύμφωνα με την προδιαγραφή ASTM D 2922 – 96 e1.

2.6.9 Δοκιμές CBR

Οι δοκιμές αυτές προσδιορίζουν τον Καλλιφορνιακό Λόγο φέρουσας ικανότητας (CBR) επί τόπου του έργου σύμφωνα με τις προδιαγραφές Ε106-86 παρ. 3, AASHTO T193-72 και ASTM D 4429-93.

 

Δοκιμαστικές φορτίσεις

(i) Δοκιμαστικές φορτίσεις  γίνονται σε εδάφη ή μαλακά πετρώματα αλλά λόγω του σημαντικού κόστους αυτών των δοκιμών εκτελούνται κατά τη διάρκεια των γεωτεχνικών μελετών εφαρμογής στη φάση κατασκευής ενώ ένα μικρό τμήμα αυτών μπορούν να εκτελούνται και στη φάση οριστικής γεωτεχνικής μελέτης.

 

(ii) Περιλαμβάνουν τους ακόλουθους τύπους :

- Δοκιμαστικές φορτίσεις πλάκας σύμφωνα με τις προδιαγραφές E106-86 παρ. 21, Ε102-84 παρ. 3 και ASTM D 1194 – 72 .

- Δοκιμαστικές φορτίσεις πασσάλου ή ομάδας πασσάλων σύμφωνα με τις προδιαγραφές Ε106-86 παρ. 23 ASTM D 11143-74 και Earth manual E-26.

 

Δοκιμές διεύρυνσης τοιχωμάτων γεώτρησης

Οι δοκιμές αυτές είναι μάλλον οι συνηθέστερες που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση των επί τόπου τάσεων σε βράχους. Εκτελούνται σύμφωνα με την προδιαγραφή ASTM D4623-96.

 

Μετρήσεις σύγκλισης υπογείων ανοιγμάτων

Οι μετρήσεις σύγκλισης χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση της μεταβολής των διαστάσεων διατομής σηράγγων, φρεατίων, γεωτρήσεων σε συνάρτηση με το χρόνο και εκτελούνται σύμφωνα με τις προδιαγραφές Ε102-84 παρ. 2 και ASTM D 4403-84 (1994).

 

 Δοκιμές άμεσης διάτμησης σε βράχους

Οι δοκιμές αυτές είναι μεγάλης κλίμακας, κοπιώδεις και προτείνεται να εκτελούνται όταν υπάρχουν αμφιβολίες σχετικά με τα διαθέσιμα στοιχεία διατμητικής αντοχής ή όταν μαλακές συνεχόμενες στρώσεις εμπεριέχονται μέσα σε ισχυρά υλικά, κατά τις προδιαγραφές Ε102-84 παρ. 5 και ASTM D 4554 – 90 (1995).

 

Επι τόπου δοκιμές εδαφοδυναμικής τύπου CrossHole-DownHole

Εκπονούνται σύμφωνα με τις προδιαγραφές ASTM D4428, D4420M-84. Με τις δοκιμές προσδιορίζονται οι παράμετροι δυναμικής συμπεριφοράς του εδάφους, όπως ο λόγος Poisson vo, το μέτρο διάτμησης co και το μέτρο Young eo.