ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΘΗΝΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ & ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

Transcript

1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΘΗΝΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ & ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΑ ΕΡΓΑ: ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΕΣ ΕΡΕΥΝΕΣ Διδάσκων: Μπελόκας Γεώργιος Επίκουρος Καθηγητής Εξάμηνο 6ο

2 Γεωτεχνικά Έργα Δειγματοληπτικές Γεωτρήσεις Έρευνα Υπεδάφους Η γεωτεχνική έρευνα διερευνά διεξοδικά την κατάσταση που βρίσκονται τα γεωυλικά πάνω ή μέσα στα οποία κατασκευάζεται ένα τεχνικό έργο. Αναπόσπαστο στοιχείο είναι η εκτέλεση γεωερευνητικών δειγματοληπτικών γεωτρήσεων από τις οποίες λαμβάνονται δείγματα για τον προσδιορισμό των φυσικών χαρακτηριστικών και μηχανικών ιδιοτήτων των γεωυλικών. «Ωστόσο, μπορούμε να γλιτώσουμε 700 λιρέτες και δύο μήνες εάν δεν κάνουμε γεωτεχνική έρευνα» «Έκλεψα λίγο στη θεμελίωση αλλά κανείς δεν θα το καταλάβει» Γ. Μπελόκας

3 ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΠΤΙΚΕΣ ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ ΕΡΕΥΝΑ ΥΠΕΔΑΦΟΥΣ Έρευνα υπεδάφους συνήθως γίνεται με: Ερευνητικά φρέατα («τσάπα») σε βάθη έως 4m περίπου

4 ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΠΤΙΚΕΣ ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ ΕΡΕΥΝΑ ΥΠΕΔΑΦΟΥΣ Έρευνα υπεδάφους συνήθως γίνεται με: Ερευνητικά φρέατα («τσάπα») σε βάθη έως 4m περίπου Βάθος (m) 0,00 0,50: Καστανή αργιλώδης ΑΜΜΟΣ 0,50 1,30: ΑΡΓΙΛΟΣ, συνεκτική, λευκή/τεφρή, με μικρό ποσοστό άμμου και πολύ λίγες ευμεγέθεις κροκάλες 1,30 2,40: Ιλυώδης ΑΜΜΟΣ καστανοκίτρινη, ασύνδετη 2,40 3,50: ΑΜΜΟΣ, λεπτόκοκκη, με ιλύ, καστανοκίτρινη, ασύνδετη Στρώση 1 Στρώση 2 Στρώση 3 Στρώση 4

5 Γεωτεχνικά Έργα ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΠΤΙΚΕΣ ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ ΕΡΕΥΝΑ ΥΠΕΔΑΦΟΥΣ Έρευνα υπεδάφους συνήθως γίνεται με: Δειγματοληπτικές Γεωτρήσεις Έρευνα Υπεδάφους Δειγματοληπτικές γεωτρήσεις (γεωτρύπανα) σε βάθη συνήθως μέχρι λίγες εκατοντάδες μέτρα. (σημείωση: γεωτρήσεις πιο βαθιές συνήθως δεν είναι δειγματοληπτικές και εξυπηρετούν άλλους σκοπούς, π.χ. γεωθερμική ενέργεια, εξόρυξη πετρελαίου, εκμετάλλευση φυσικού αερίου, και καλούνται γεωτρήσεις εκμετάλλευσης ή παραγωγής) Λαμβάνονται κυλινδρικά δείγματα για την αποτύπωση της στρωματογραφίας (εδαφικές στρώσεις) στα βάθη ενδιαφέροντος και τον προσδιορισμό φυσικών χαρακτηριστικών και μηχανικών ιδιοτήτων των εδαφικών στρώσεων μέσω επί τόπου και εργαστηριακών δοκιμών. Γ. Μπελόκας

6 Γεωτεχνικά Έργα ΓΕΩΤΡΗΤΙΚΟΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ Δειγματοληπτικές Γεωτρήσεις Έρευνα Υπεδάφους Στις γεωτεχνικές εφαρμογές χρησιμοποιούνται τα περιστροφικά γεωτρύπανα: Η διείσδυση για τη λήψη δείγματος γίνεται με πίεση και περιστροφή του κοπτικού άκρου ΣΚΟΠΟΣ ΕΚΤΕΛΕΣΗΣ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΠΤΙΚΩΝ ΓΕΩΤΡΗΣΕΩΝ Η λήψη δειγμάτων για την αποτύπωση της στρωματογραφίας, εκτέλεση εργαστηριακών δοκιμών και προσδιορισμό της κλίσης προσανατολισμού των εδαφικών ασυνεχειών. Η εκτέλεση επί τόπου δοκιμών μέσα στη γεώτρηση για την κατάταξη του υλικού και την εκτίμηση των μηχανικών ιδιοτήτων (δοκιμές SPT, πτερυγίου, πρεσσιομέτρησης, υδροπερατότητας κ.λπ.). Η εγκατάσταση οργάνων παρακολούθησης (π.χ. κλισιόμετρο για τον εντοπισμό επιφάνειας αστοχίας, πιεσόμετρο για την παρακολούθηση της στάθμης του υπόγειου ορίζοντα) Γ. Μπελόκας

7 Γεωτεχνικά Έργα ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΠΤΙΚΑ ΓΕΩΤΡΥΠΑΝΑ Δειγματοληπτικές Γεωτρήσεις Έρευνα Υπεδάφους Αυτοκινούμενα Συρόμενα (σε έλκηθρο) Σε πλωτό μέσο (υποθαλάσσιες γεωτρήσεις) Βασικά μέρη γεωτρύπανου: Πύργος Περιστρεπτός τροφοδότης νερού Μεταλλικό πλαίσιο στήριξης Σύστημα κίνησης Διατρητική κεφαλή και άτρακτος Διατρητική στήλη Γ. Μπελόκας

8 Γεωτρύπανα σε λειτουργία: Συρόμενο γεωτρύπανο Αυτοκινούμενα γεωτρύπανα Πρόσβαση προσωρινό χωματουργικό

9 Αυτοκινούμενο γεωτρύπανο: Διατρητική κεφαλή και άτρακτος Διατρητική στήλη Στελέχη

10 Συρόμενο γεωτρύπανο: Περιστρεπτός τροφοδότης νερού Πύργος Δεξαμενή νερού Διατρητική κεφαλή και άτρακτος Πλαίσιο στήριξης Στελέχη Σύστημα παραγωγής κίνησης

11 Πλωτό γεωτρύπανο Πύργος Δεξαμενή νερού Στελέχη

12 Διατρητική στήλη: Αποτελείται από κάτω προς τα πάνω από τα ακόλουθα εξαρτήματα, τα οποία συνδέονται με απευθείας κοχλίωση ή μέσω συνδέσμων: Δειγματοσυλλέκτης Κοπτικό άκρο (κορώνα) Περικοπτήρας ή διευρυντήρας (φρέζα) Δειγματοσυλλέκτης Περικοπτήρας Διατρητικά στελέχη Περιστρεπτός τροφοδότης νερού Κοπτικό άκρο

13 Διατρητική στήλη: Δειγματοσυλλέκτης Εξαγωγή δείγματος Περιστρεπτός τροφοδότης νερού

14 Τίτλος έργου Τα δείγματα τοποθετούνται σε τυποποιημένα ξυλοκιβώτια που φέρουν τον τίτλο του έργου, τον αριθμό γεώτρησης, το εύρος βάθους του τμήματος της γεώτρησης, ημερομηνία έναρξης και λήξης Τα δείγματα συσκευάζονται και φυλάσσονται έτσι ώστε να μην επηρεάζονται από το περιβάλλον και να διατηρούν την υγρασία τους Προσωρινή φύλαξη δειγμάτων επί τόπου

15 Γεωτεχνικά Έργα ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ: Κοπτικό άκρο: Αδαμαντοκορώνα: σε πολύ σκληρά πετρώματα (π.χ. χαλαζίτες, υγιείς γρανίτες, γνεύσιοι, κερατόλιθοι) Δειγματοληπτικές Γεωτρήσεις Έρευνα Υπεδάφους Βιδοκορώνα: σε λιγότερο σκληρά και κυρίως αποσαθρωμένα πετρώματα (π.χ. ιλυόλιθοι, μάργες, σχιστόλιθοι) Γ. Μπελόκας

16 ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ: Δειγματολήπτης: Μονού σωλήνα: σε πολύ σκληρά, συμπαγή, ομοιογενή πετρώματα (το νερό κατέρχεται μέσα από το δειγματολήπτη) ή όταν απαιτείται προχώρηση χωρίς καλή δειγματοληψία Διπλού σωλήνα (διαιρετός): σε αποσαθρωμένα πετρώματα (διότι το νερό έρχεται σε επαφή με το δείγμα μόνο στην περιοχή του περικοπτήρα με αποτέλεσμα να μην αποπλένει το δείγμα) Δειγματολήπτης διπλού σωλήνα

17 Γεωτεχνικά Έργα ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ ΒΡΑΧΩΔΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ: Δειγματολήπτης: Δειγματοληπτικές Γεωτρήσεις Έρευνα Υπεδάφους Τριπλού σωλήνα: σε πολύ κερματισμένους εύθρυπτους βράχους, όπου απαιτείται εξαιρετικής ποιότητας δείγμα για τον εντοπισμό κρίσιμων ασθενών ζωνών (το επιτρέπει η ύπαρξη τρίτου εσωτερικού διάφανου πλαστικού σωλήνα όπου εισέρχεται το δείγμα) Γ. Μπελόκας