GRUNNUNDERSØKELSESKOMITEEN NGF Medlemsmøte 9.mai Revidert NGF-veiledning for CPTU Strengere krav til dokumentasjon av målenøyaktighet og kvalitet! Hvordan håndterer vi dette? Rolf Sandven MULTICONSULT TRONDHEIM 1
Innhold Ny veiledning og standard Krav til målenøyaktighet Forhold som påvirker målenøyaktighet Dokumentasjon av målenøyaktighet og Anvendelsesklasse 2
Krav til målenøyaktighet Revidert NGF Melding 5 (juni 2010) Forventet EN-ISO standard 22476-1 3
Type TE1 Type TE2 Type TE2 Friksjonskon Piezokon Referanse piezokon Alternativt areal 4
ISO/CEN 22476-1 Electrical cone and piezocone penetration testing Anvendelsesklasser Innført i nye retningslinjer og standarder Valg av Anvendelsesklasse skal reflektere foreliggende grunnforhold og ønsket bruk av CPTU data (profilering, tolkning) Klasse Test type Anbefalte grunnforhold 1 TE2: q c, f s, u Inklinometer 2 TE2: q c, f s, u TE1: q c, f s Inklinometer 3 TE2: q c, f s, u TE1: q c, f s Inklinometer Bløte jordarter. Lagdelte forhold med skiftende lag bør unngås. Kun CPTU utføres. Tolkning av parametre. Lagdelte jordarter med bløte og faste masser. Tolkning i faste masser, indikativ tolkning i bløte masser. Lagdelte jordarter med bløte og faste masser. Jordartsprofilering. Tolkning i meget faste masser, indikativ tolkning i faste masser. 4 TE1: q c, f s Lagdelte jordarter med bløte og faste masser. Indikativ profilering i alle masser. Ingen parametertolkning. 5
Anvendelsesklasser Nøyaktighetskrav Krav stilles til samlet nøyaktighet av målingene Målefrekvens dybde: Klasse 1-2: per. 20 mm Klasse 3-4: per. 50 mm Krav stilles til måleverdi og ikke valgt måleområde Nøyaktighet skal dokumenteres oppnådd kalibreringssertifikat vedlegges dokumentasjon av målenøyaktighet rapport usikkerhetsvurdering Klasse Størrelse Akseptabel nøyaktighet 1 Spissmotstand Sidefriksjon Poretrykk Helning 2 Spissmotstand Sidefriksjon Poretrykk Helning 3 Spissmotstand Sidefriksjon Poretrykk Helning 4 Spissmotstand Sidefriksjon ISO/CEN 22476-1 (største av to verdier) 35 kpa eller 5 % 5 kpa eller 10 % 10 kpa eller 2 % 2 o 100 kpa eller 5 % 15 kpa eller 15 % 25 kpa eller 3 % 2 o 200 kpa eller 5 % 25 kpa eller 15 % 50 kpa eller 5 % 5 o 500 kpa eller 5 % 50 kpa eller 20 % 6
Bidrag til total målenøyaktighet Kvantifiserbare størrelser Nullpunktsavvik Oppløsning målesignaler sonde/stangsignal Temperatureffekter Hysterese/ikke-linearitet for målere Kalibreringsfeil Ikke-kvantifiserbare størrelser Effekt av dårlig metning av poretrykksmåler Effekt av sondeslitasje Effekt av stanghelning Eksempel nullpunktsavvik Geotech sonde Geo-Printer, PC CPTLogg DOS-basert system: Før sondering: NA=0.00, NB=0,NC=100% Etter sondering: NA=0.00, NB=0,NC=98% Differanse: (0,0 Mpa (q), 0 kpa (f), 2 kpa (u)) PC CPTLogg Windows-basert system: Før sondering: NA=2.3209, NB=135.7, NC=255.5 Etter sondering: NA=-0.0229, NB=0.3, NC=1.3 Differanse: (-0,0229 Mpa (q), 0,3 kpa (f),1,3 kpa (u)) 7
CPTU forberedelser, kalibrering og kontroll Anvendelsesklasser Nøyaktighetskrav Krav stilles til samlet nøyaktighet av målingene Målefrekvens dybde: Klasse 1-2: per. 20 mm Klasse 3-4: per. 50 mm Krav stilles til måleverdi og ikke valgt måleområde Nøyaktighet skal dokumenteres oppnådd kalibreringssertifikat vedlegges dokumentasjon av målenøyaktighet rapport usikkerhetsvurdering Klasse Størrelse Akseptabel nøyaktighet 1 Spissmotstand Sidefriksjon Poretrykk Helning 2 Spissmotstand Sidefriksjon Poretrykk Helning 3 Spissmotstand Sidefriksjon Poretrykk Helning 4 Spissmotstand Sidefriksjon ISO/CEN 22476-1 (største av to verdier) 35 kpa eller 5 % 5 kpa eller 10 % 10 kpa eller 2 % 2 o 100 kpa eller 5 % 15 kpa eller 15 % 25 kpa eller 3 % 2 o 200 kpa eller 5 % 25 kpa eller 15 % 50 kpa eller 5 % 5 o 500 kpa eller 5 % 50 kpa eller 20 % 8
Forhold som påvirker målenøyaktighet 9
Forhold som påvirker målenøyaktigheten 10
Usikkerheter i CPTU målinger Måletekniske feilkilder (kan i stor grad påvirkes!) Temperatureffekter Prøvingsmiljø: temperaturgradienter luft borhull Transiente effekter ved penetrering Kalibreringsfeil Utdatert kalibrering Kalibreringsfeil på grunn av skader eller overbelastning Mangelfull metting av poretrykksmåler Overføring av laster på grunn av mangelfull rengjøring av spalter og pakninger Feil i datainnsamlingssystem Unøyaktigheter i målere Nullpunktsendringer Feil eller unøyaktigheter i øvrige elektroniske komponenter og målekort Dataoverføring tap av oppløsning Avvik i sondegeometri Skjevheter i og helning av stangsystem 11
Før undersøkelsen starter Betingelser for CPTU undersøkelsen: Vurdering av ønsket målenøyaktighet med valg av: Valg av Anvendelsesklasse (1-4) etter CEN/ISO 22476-1 Valg av forsøksutstyr sondetype nedpressingsutstyr eventuell friksjonsreduksjon/spyling Valg av måleområde lastkapasitet for sondespiss, trykkapasitet for poretrykksmåler dybdebestemmelse med vurdering av nødvendig forankringskapasitet Spesielle forhold behov for forboring (krever innledende sondering) penetrasjon av faste lag (krever innledende sondering) boring fra flåte/båt 12
Før undersøkelsen starter Betingelser for utstyr: Sonden skal ha geometri i henhold til standardkrav og toleranser Konisk del og friksjonshylse må inspiseres for slitasje Sonderingsstenger må være rette (spesielt første stang), påvirker helning av stangsystemet Rengjøring og jevnlig vedlikehold av sonde er svært viktig pakninger o-ringer konisk spiss og friksjonshylse Kalibrering og tidligere bruk må sjekkes Bruk av ferdigmettede filtre 13
Før undersøkelsen starter Krav til kalibrering: Sonden må kalibreres jevnlig, anbefalte prosedyrer gitt av bl.a. ISSMGE, CEN: minst hver 6. måned ved kontinuerlig bruk ved utførte ca. 3000 sonderingsmeter etter sondering under vanskelige forhold, ved overbelastning eller belastning nær maksimum kapasitet påvirkes av nullpunktshistorie, overvåking av denne mulig Kalibreringskammer 14
15
Endring av sondegeometri på grunn av slitasje 16
17 CPTU forberedelser, CPTU revidert kalibrering Melding og 5 kontroll Porøst filter Montering av sonde oppsummering X-ring tørr uten overflødig fett Husk x-ring og støtteskive montert riktig veg X-ring montering Ring mellom friksjonshylse og filter Brukes sammen med støtteplate Skal tette spalten mellom friksjonshylse og filteret mot jordinntrengningspalter rengjøres X-ring kan trekkes ut av spalten hvis: Ringen er slakk/skadet eller monteres feil Konisk spiss ikke skrus tilstrekkelig til Hvis støtteplaten snus feil veg Konsekvenser usikre: Kan gi feil poretrykksmåling Konisk spiss Kan påvirke korreksjon av poretrykkets skrus til innvirkning for hånd på spissmotstand Inspiser for slitasje
Utførelse i felt Viktige prosedyrer: CPTU revidert Melding 5 Metting av system for poretrykksmåling mettingsprosedyre valg av mettingsmedium vedlikehold og kontroll av metting Temperaturstabilisering av sonden bruk av temperaturkontrollert vannbad for stabil temperatur stabilisering før nullpunktavlesning og etter nedsetting i borhull NB! Differanse mellom lufttemperatur og bakketemperatur Nullpunktavlesing etter sondering ~samme nullpunkt ventetid for utligning av poretrykk Penetrasjonshastighet innstilles (2 cm/sek, 1,20 m pr. min) 18
15 15 15 15 10 10 10 10 q c (MN/m 2 ) - z (m) 5 u 2 (kn/m 2 ) - z (m) 5 f s (kn/m 2 ) - z (m) 5 i ( o ) - z (m) 5 0 0 0 0 0 2 4 6 8 10 0 500 1000 1500 2000 0 50 100 150 200 0 2 4 6 8 10 CPTU revidert Melding 5 Eksempel på effekt av dårlig mettet poretrykkmåler Ingen respons Bananprofil for u 2 19
Temperaturinnflytelse på målinger i CPTU 20
Nullpunktsetting Unngå temperaturgradienter i sonden Sonden bør ligge i temperaturstabilt vannbad ~ 5-7 o C Nullpunktavlesning foretas for temperaturstabil sonde (temperaturutligning i borhull) Nullpunktstabilitet kan kontrolleres på datalogger! Ventetid innføres etter montering og opptrekk før nullpunkt registreres Utligning av poretrykk i kammer Spaltene ved friksjonshylsen må rengjøres og hylsen må ikke være belastet 21
CPTU forberedelser, kalibrering og kontroll Nullpunktsetting: Unngå temperaturgradienter i sonden Sonden bør ligge i temperaturstabilt vannbad ~ 5-7 o C Nullpunktavlesning foretas for temperaturstabil sonde (temperaturutligning i borhull) Nullpunktstabilitet kan kontrolleres på datalogger! Ventetid innføres etter montering og opptrekk før nullpunkt registreres Utligning av poretrykk i kammer Spaltene ved friksjonshylsen må rengjøres og hylsen må ikke være belastet Nullpunktsetting ved sjøboring Like under vannoverflaten Ca 1 m over sjøbunn 22
Dokumentasjon av målenøyaktighet og anvendelsesklasse 23
Dokumentasjon av målenøyaktighet utstyr Sondens egenskaper Kapasiteter og måleområde Spesifikasjoner for målere Måleroppløsning Ikke-linearitetsavvik Hysterese Temperaturfølsomhet Nullpunktsdrift Kalibreringssertifikat Kalibreringsintervaller i henhold til standard 24
Dokumentasjon av målenøyaktighet utførelse Dokumentasjon av forsøksprosedyrer Metting av poretrykksmåler Prosedyrer for nullavlesning før og etter undersøkelsen Målt penetrasjonsrate Inspeksjon av sonde/filter/stenger/ for skader/slitasje etter opptrekk Nullpunktskontroll utførelse Kontroller nullpunkt for ubelastet, temperaturstabilisert sonde før sondering Kontroller nullpunkt for ubelastet, temperaturstabilisert sonde etter sondering Avvik i nullpunkt gis i ingeniørenheter og kontrolleres mot nøyaktighetskrav Kontroll av stanghelning og maksimal nedpressingskraft Gjennomgang av borlogg kommentarer fra borleder 25
Dokumentasjon av målenøyaktighet presentasjon Kontroll av sonderingsprofil Metningskontroll: Respons på små og store endringer i sonderingsprofil (laggrenser, mikrolagdeling, struktur) Samsvar mellom spissmotstand, friksjon og poretrykk Kontroll mot forventede verdier i aktuell jordart Målt helningsavvik NB! Rapportferdig mal (sjekkliste) for denne kontrollen er utarbeidet som del av revidert NGF Melding 5. 26
Endring av fokus? Fra Kan vi stole på disse målingene? Til Hvilken kvalitet ønsker vi å oppnå? 27