Badanie CPT

Newsletter

Zapisz się do newslettera, aby otrzymywać najnowsze informacje.

Podaj adres email:

Badanie CPT

Historia

Sondowanie CPT zostało wymyślone w Holandii. Pierwsze sondowanie statyczne zostało przeprowadzone w 1932 roku przez inżyniera P. Barentsena

z holenderskiego departamentu prac publicznych. Zestaw do badania składał się z rury gazowej o wewnętrznej średnicy 19 mm oraz stalowej żerdzi o średnicy 15mm. Stożek o powierzchni 10cm2 był zamocowany do stalowej żerdzi (rysunek poniżej). Taka sonda była wciskana ręcznie z siłą do 16 kN na głębokość 10-12 metrów a opór podczas pogrążania stożka był odczytywany na manometrze.

 

Kolejne ważne sondowanie odbyło się w 1935 roku. T.K. Huizinga zaprojektował pierwszy ręcznie sterowany dziesięciotonowy system mechaniczny do pogrążania stalowej żerdzi. Zdjęcie poniżej.

 

 

 

 

 

 

Ważną osobą w historii sondowań statycznych jest Bergmann. Dzięki zastosowaniu innego kształtu sondy można było pomierzyć opór pobocznicy. Bergmann był również pierwszym, który zaproponował parametr współczynnika tarcia (opór pobocznicy/opór stożka).

W latach 50. do użycia weszły sondy hydrauliczne, wyposażone w wydajne pompy, mogące wywierać nacisk na grunt rzędu 150–200 kN (15–20 t). Od tego czasu największą trudnością stało się znalezienie sposobu na zrównoważenie oporu gruntu wywołanego wciskaniem stożka.

Budowa sondy

 

Sonda statyczna składa się z stożka i tulei, oraz w przypadku konieczności poznania ciśnienia wody w porach gruntu z filtra. Pozycja filtra może być ulokowana w trzech miejscach; na stożku, za stożkiem ale przed tuleją oraz za tuleją. Zapisujemy lokalizację filtra odpowiednio w u1, u2 lub u3.

Dzięki badaniu sondą statyczną CPTu otrzymujemy następujące parametry gruntowe:

qc – opór stożka

fs – opór pobocznicy stożka

u1,2,3 – ciśnienie w porach gruntu ( w pozycji filtra u1, u2 lub u3)

Ix, Iy – inclinacja od pionu w kierunku x i y,

Aby uzyskać parametr qc odczytywaną całkowitą siłę działająca na stożek podczas pogrążania sondy Qc, dzielimy na projektowaną powierzchnię stożka Ac. Całkowita siła działająca na tuleję sondy Fs, podzielona przez projektowana powierzchnię tulei As daje wartość oporu tarcia tulei fs. Wartość ciśnienia w porach gruntu obliczania jest bezpośrednio przez czujnik. Najczęściej stosowaną lokalizacją filtra jest u2.

Sondy CPT

Sondy statyczne mają różne wielkości w zależności od celu ich zastosowania. Możemy spotkać sondy o powierzchni stożka wynoszących 2cm2, 5cm2, 10cm2, 15cm2 i 40cm2. Sondy o małych powierzchniach stożka stosuje się do małych głębokości, natomiast sondę 40 cm2 stosuje się w miejscach gdzie możemy spodziewać się żwiru. Najczęściej stosowanymi sądami są o powierzchni stożka wynoszącym 10 lub 15 cm2.

Dzięki zastosowaniu odpowiednich modułów do sondy CPTu możemy otrzymywać parametry takie jak:

– moduł sejsmiczny ( badanie SCPTu) – Vs lub Vp

– moduł konduktywności (badanie RCPTu) – R

– moduł magnetyczny (badanie MCPTu) –

– moduł z sondą krzyżakową)

Sondy używają czujników tensometrycznych do pomiaru oporu podczas penetracji. Można wyróżnić dwa sposoby budowy sondy. Pierwsza koncepcja budowy sondy (compression cone) zakłada, że każdy parametr jest mierzony osobno. Drugi sposób budowy sondy (subtraction cone) zakłada, iż pomiar tarcia na tulei (friction load) jest obliczany przez odjęcie wartości pomierzonej przez stożek (tip load) od pomierzonej wartości oporu stożka i tarcia na tulei (tip + friction load).

Sondy typu „subtraction” charakteryzują się dużą solidnością i niezawodnością, ale wartości tarcia tulei pomierzone dla słabonośnych gruntów są niedokładne. Dla dokładnego i rzetelnego odczytania wyników parametry tarcia tulei konieczne jest zastosowania sond typu „compression”.