ΤΕΧΝΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΤΟΥ ΥΠΕΔΑΦΟΥΣ Εκτέλεση κεκλιμένης δειγματοληπτικής γεώτρησης κατά την έρευνα της θεμελίωσης του αντερείσματο της κρεμαστής γέφυρας Clifton (Brunel, 1864), Bristol, UK 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η στοχαστική ποικιλότητα της σύνθεσης του υπεδάφους και η πολύπλοκη έως απρόβλεπτη τεχνική συμπεριφορά των γεωϋλικών, καθιστούν τη διερεύνηση του υπεδάφους απολύτως αναγκαία για τον τεχνικά και οικονομικά άρτιο σχεδιασμό ενός έργου. Σκοπός της έρευνας του υπεδάφους είναι η συγκέντρωση και ερμηνεία γεωλογικών και γεωτεχνικών δεδομένων που θα αποτελέσουν τη βάση σχεδιασμού, μελέτης και κατασκευής του έργου, όπως ενδεικτικά αναφέρονται παρακάτω: Σκοπός γεωλογικής έρευνας του υπεδάφους: Προσδιορισμός του γεωλογικού προσομοίωματος της περιοχής ενδιαφέροντος με την πλήρη διερεύνηση των γεωλογικών, γεωμορφολογικών, τεκτονικών, υδρογεωλογικών και τεχνικών γεωλογικών συνθηκών που επικρατούν στην περιοχή και τις αλληλεπιδράσεις με το προς κατασκευή έργο. Σκοπός γεωτεχνικής (εδαφομηχανικής / βραχομηχανικής) έρευνας του υπεδάφους: Απόληψη στοιχείων (φυσικών και μηχανικών ιδιοτήτων) που απαιτούνται για την τεχνική αξιολόγηση του υπεδάφους σε σχέση με τις ανάγκες του προς κατασκευή έργου. Σκοπός των ερευνών είναι ο προσδιορισμός του γεωτεχνικού προσομοιώματος (μηχανισμού συμπεριφοράς) και ων παραμέτρων σχεδιασμού που θα αποτελέσουν τη βάση των μελετών Εδαφομηχανικής ή/και Βραχομηχανικής για την ανάλυση της συμπεριφοράς των εδαφικών και βραχωδών μαζών υπό την επίδραση εξωτερικών φορτίων.
2 ΚΥΡΙΑ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ ΕΡΕΥΝΑΣ ΤΟΥ ΥΠΕΔΑΦΟΥΣ Τα ακόλουθα είναι τα συνήθη αντικείμενα έρευνας ευρέως φάσματος τεχνικών έργων (αυτονόητα, ειδικές απαιτήσεις είναι δυνατό να ανακύψουν σε σχέση με τις κατασκευαστικές και λειτουργικές απαιτήσεις των τεχνικών έργων): Τύποι των εδαφών και των πετρωμάτων (λιθολογικοί τύποι πετρωμάτων, όρια, στρωματογραφική θέση, τεκτονική δομή) Στρωματογραφική διάρθρωση (κατακόρυφη και οριζόντια κατανομή) των εδαφικών και βραχωδών σχηματισμών. Γεωμορφολογικά στοιχεία της ευρύτερης περιοχής (διάβρωση, ανάγλυφο, κλίσεις πρανών, κατακλυζόμενες περιοχές, περιοχές ευστάθειας) καθώς και προσδιορισμός της μορφής και έκτασης των γεωμορφολογικών ενοτήτων όπως κορήματα, κώνοι, ποτάμιες αναβαθμίδες Βαθμός κερματισμού των πετρωμάτων (συχνότητα επανάληψης και προσανατολισμός των ασυνεχειών των πετρωμάτων και διερεύνηση του ρόλου τους στις συνθήκες ευστάθειας και την ποιότητα αυτών). Βαθμός αποσάθρωσης των πετρωμάτων (μεταβολή φυσικής κατάστασης σε βάθος, επίδραση στις μηχανικές ιδιότητες, μεταβατικές ζώνες, στάθμη και μεταβλητότητα επαφής αποσαθρωμένων-υγιών υλικών). Αδύναμες ζώνες (π.χ. ρήγματα, θέσεις σημαντικών μετακινήσεων, τεκτονικά διαταραγμένες ζώνες) Φυσικές και μηχανικές ιδιότητες των γεωϋλικών (ταξινόμηση και διαγραμματική παρουσίαση των αποτελεσμάτων των ερευνών υπαίθρου και των εργαστηριακών δοκιμών, παρουσίαση της στατιστικής κατανομής και του εύρους μεταβολής των κυριότερων στοιχείων) με έμφαση στην καταγραφή των διακυμάνσεων του υπεδάφους σε σχέση με αντοχή, συμπιεστότητα, φυσική υγρασία, κλπ. Βάθος και διακύμανση στάθμης και ροή υπόγειου νερού. Εξέταση της υδρογεωλογικής συμπεριφοράς και τυχόν μεταβολών ή προβλημάτων που μπορεί να προκύψουν κατά υη διενέργεια επιφανειακών ή υπόγειων εκσκαφών και και κατά την κατασκευή του έργου. Εντοπισμός γεωλογικών ή γεωτεχνικών ιδιαιτεροτήτων ή κινδύνων (π.χ. διογκούμενα εδάφη ή πετρώματα, ασταθή (κατολισθαινοντα) εδάφη, μεγάλα δομικά κενά(π.χ. καρστικά έγκοιλα), παλαιές κατολισθήσεις, κλπ. 2 ΓΕΝΙΚΕΣ ΟΔΗΓΙΕΣ ΕΡΕΥΝΑΣ ΤΟΥ ΥΠΕΔΑΦΟΥΣ ΚΑΤΑ ΕΥΡΩΚΩΔΙΚΑ 7 Οι Ευρωκώδικες αποτελούν τα Ευρωπαϊκά Πρότυπα (ΕΝ) Σχεδιασμού Δομημάτων, τα οποία συντάχθηκαν από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή Τυποποίησης (CEN) με σκοπό την ύπαρξη ενιαίου κανονιστικού πλαισίου σχεδιασμού τεχνικών έργων και κοινών προδιαγραφών ανάθεσης συμβάσεων δημόσιων υπηρεσιών και έργων. Συνολικά υπάρχουν 10 Ευρωκώδικες, από τους οποίους οι δύο αναφέρονται στις Γενικές Αρχές Σχεδιασμού (EU 0) και Δράσεις (EU 1) και οι υπόλοιποι οκτώ (EU 2 έως EU 9) στο σχεδιασμό δομημάτων ανάλογα με τον τύπο του δομικού υλικού. Στον Ευρωκώδικα 7 (Geotechnical Design Parts 1 & 2) γίνεται αναφορά στην αναγκαιότητα της έρευνας του υπεδάφους στα πλαίσια σχεδιασμού και κατασκευής τεχνικών έργων. Οι οδηγίες έρευνας σχετίζονται ορθολογικά με την πολυπλοκότητα του γεωτεχνικού έργου / προβλήματος και των ενεχόμενων κινδύνων σε ζωές και εγκαταστάσεις σε περίπτωση
αστοχίας του έργου. Περιγράφονται τρεις(3) γεωτεχνικές κατηγορίες με κλιμάκωση των αναγκών έρευνας του υπεδάφους ως ακολούθως (Σημ: Τα κατωτέρω δεν ισχύουν για σεισμογενείς περιοχές στις οποίες θα γίνει ιδιαίτερη αναφορά): Γεωτεχνική Κατηγορία 1 Αφορά σε μικρές και απλές κατασκευές για τις οποίες επαρκεί η εμπειρία για την αξιολόγηση των συνθηκών υπεδάφους και ενέχουν αμελητέο κίνδυνο σε περίπτωση αστοχίας λόγω γεωτεχνικού προβλήματος. Στην Κατηγορία 1 περιλαμβάνονται τυπικά τα ακόλουθα έργα: Ανοικτές εκσκαφές υπεράνω του υπόγειου ορίζοντα Απλές μονώροφες ή διώροφες κατοικίες, αποθήκες, κλπ. μέγιστων φορτίων υποστηλωμάτων 250kN και τοιχοποιϊών 100kN και με συμβατικούς τύπους θεμελίωσης. Αντιστηρίξεις μικρού ύψους ( 2m). Ελάχιστες απαιτήσεις έρευνας του υπεδάφους θεωρούνται η επιβεβαίωση των παραδοχών της μελέτης στο στάδιο κατασκευής με επι τόπου παρατηρήσεις, ερευνητικά σκάματα, διατρήσεις με ελικοειδές σπείρωμα (auger) ή πενετρομετρήσεις. Γεωτεχνική Κατηγορία 2 Αφορά σε συμβατικούς τύπους δομημάτων και θεμελιώσεων χωρίς μεγάλο ρίσκο ή χωρίς ασυνήθιστα δυσμενείς συνθήκες υπεδάφους και φορτίσεων. Απαιτούνται ποσοτικά γεωτεχνικά στοιχεία και αναλύσεις για επιβεβαίωση των παραδοχών σχεδιασμού. Στην Κατηγορία 2 περιλαμβάνονται τυπικά τα ακόλουθα έργα: Επιφανειακές θεμελιώσεις Πασσαλοθεμελιώσεις Αντιστηρίξεις >2m Ανοικτές εκσκαφές αξιόλογου ύψους Βάθρα / αντερείσματα γεφυρών Επιχώματα Αγκυρώσεις Σήραγγες σε σκληρό, καλής ποιότητας βράχο χωρίς σημαντικές εισροές νερού Οι έρευνες υλοποιούνται σταδιακά και τα αντικείμενα περιγράφονται στον Πίνακα 1, ο οποίος ισχύει και για τη Γεωτεχνική Κατηγορία 3. Γεωτεχνική Κατηγορία 3 Αφορά σε μεγάλα ή ασυνήθιστα δομήματα που δεν εμπίπτουν στις Κατηγορίες 1 και 2 και ενέχουν υψηλό ρίσκο απώλειας ζωών και εγκαταστάσεων σε περίπτωση αστοχίας, σε εξαιρετικά δυσμενείς συνθήκες υπεδάφους και φορτίσεων και σε περιοχές υψηλής σεισμικότητας. Οι έρευνες υλοποιούνται σταδιακά και τα αντικείμενα περιγράφονται στον Πίνακα 1.
ΠΙΝΑΚΑΣ 1 ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΑ ΣΤΑΔΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ ΥΠΕΔΑΦΟΥΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΈΡΓΩΝ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗΣ ΚΑΤΗΓΟΡΙΑΣ 2 ΚΑΙ 3 (ΕΥΡΩΚΩΔΙΚΑΣ 7) Α. ΠΡΟΚΑΤΑΡΚΤΙΚΟ ΣΤΑΔΙΟ Συνήθως πραγματοποιείται μετά τη Φάση Σύλληψης ενός Έργου αλλά πριν και κατά τη διάρκεια του Προκαταρκτικού Σχεδιασμού. Η φύση της έρευνας του υπεδάφους στο στάδιο αυτό, εξαρτάται κύρια από το είδος και τη σημασία του έργου και είναι σχετικά μικρής έκτασης. Κύριοι στόχοι είναι: Κύρια αντικείμενα έρευνας Αναγνώριση / αυτοψία περιοχής Τοπογραφική αποτύπωση Υδρολογικά στοιχεία Εξέταση υφιστάμενων κατασκευών Μελέτη διαθέσιμων γεωλογικών και γεωτεχνικών χαρτών Αεροφωτογραφική αξιολόγηση Σεισμικότητα περιοχής Αξιολόγηση της γεωλογικής καταλληλότητας της θέσης κατασκευής του Έργου και συγκρίσεις εναλλακτικών θέσεων Προσδιορισμός των κύριων γεωλογικών και γεωτεχνικών παραγόντων που επηρεάζουν τον Σχεδιασμό ενός Έργου. Β. ΚΥΡΙΟ ΣΤΑΔΙΟ Πραγματοποιείται κατά την φάση της Οριστικής Μελέτης Έργου και ενδεχομένως σε περισσότερες της μιας φάσεις. Κύριος σκοπός είναι η συλλογή όλων των πληροφοριών που απαιτούνται για τον ασφαλή και οικονομικό σχεδιασμό των μόνιμων και προσωρινών κατασκευών του Έργου, τον καθορισμό του τρόπου κατασκευής και των ενδεχόμενων προβλημάτων κατά την κατασκευή. Η έκταση και οι επι μέρους φάσεις της εδαφοτεχνικής έρευνας εξαρτώνται από: το είδος - χαρακτήρα και τη μεταβλητότητα του υπεδάφους, την ύπαρξη ή όχι υπόγειων νερών, τη μορφή της μελλοντικής κατασκευής τη διαθέσιμη γεωτεχνική πληροφόρηση. Γ. ΕΙΔΙΚΕΣ ΕΡΕΥΝΕΣ Πραγματοποιούνται κατά την κατασκευή του έργου (ή κατά το στάδιο λειτουργίας εφόσον διαπιστωθούν προβλήματα από την παρακολούθηση του έργου). Κύρια αντικείμενα έρευνας Γεωλογική στρωματογραφία Αντοχή των εδαφών και πετρωμάτων Παραμορφωσιμότητα των εδαφών και πετρωμάτων Κατανομές πιέσεων πόρων στις γεωτεχνικές τομές Διαπερατότητα υλικών υπεδάφους Συμπιεστότητα εδαφών Οξειδωτκή δράση του εδάφους και νερού Δυνατότητες βελτίωσης αντοχής και παραμορφωσιμότητας του υπεδάφους Ασυνέχειες βραχωδών μαζών Μεγάλα ρήγματα Θέματα ειδικής συμπεριφοράς (ερπυσμός, διογκωσιμότητα, διαβρωσιμότητα) Αντικείμενα έρευνας Επιβεβαίωση παραδοχών με συνεχή καταγραφή των αποκαλυπτόμενων γεωλογικών και γεωτεχνικών δεδομένων με παρατηρήσεις και ερευνητικές εργασίες, π.χ. Προδιατρήσεις στο μέτωπο ή/και στην οροφή υπόγειων έργων. Διαπερατότητα θεμελίωσης φραγμάτων. 3 ΚΟΣΤΟΣ ΕΔΑΦΟΤΕΧΝΙΚΩΝ ΕΡΕΥΝΩΝ Η έρευνα υπεδάφους δεν είναι χρονοβόρα και πρέπει να εκτελείται στην αρμόζουσα φάση του συνολικού χρονοδιαγράμματος ενός έργου, για τη βέλτιστη επίτευξη των στόχων της, μεταξύ των οποίων και τη μείωση του προϋπολογισμού.
Το κόστος των ερευνών υπεδάφους για μεγάλο φάσμα τεχνικών έργων ανέρχεται σε 0.5% έως 5% περίπου του συνολικού προϋπολογισμού ενός έργου. ΕΡΓΟ % ΣΥΝΟΛΙΚΟΥ ΠΡΟΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ % ΚΟΣΤΟΥΣ ΘΕΜΕΛΙΩΣΗΣ ΚΤΙΡΙΑΚΟ 0.05 0.20 0.50 2.00 ΟΔΟΠΟΙΪΑ 0.20 1.50 1.00 3.00 ΦΡΑΓΜΑ 1.00 2.50 1.00 5.00 4 ΜΕΘΟΔΟΙ ΕΡΕΥΝΑΣ ΤΟΥ ΥΠΕΔΑΦΟΥΣ Οι συνήθεις τεχνικές έρευνας του υπεδάφους είναι (Σχήματα 1 και 2): Ερευνητικές Δειγματοληπτικές γεωτρήσεις Ερευνητικές στοές Ερευνητικά σκάματα Γεωφυσικές διασκοπήσεις Ειδικές επί τόπου καταγραφές σε γεωτρήσεις (logging) Eπί τόπου δοκιμές Εργαστηριακές έρευνες και δοκιμές
ΣΧΗΜΑ 1 ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΤΩΝ ΣΥΝΗΘΕΣΤΕΡΩΝ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΕΡΕΥΝΑΣ ΤΟΥ ΥΠΕΔΑΦΟΥΣ (ΧΩΡΙΣ ΚΛΙΜΑΚΑ)
ΣΧΗΜΑ 2 ΕΠΕΞΗΓΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΣΥΝΗΘΕΣΤΕΡΩΝ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΕΡΕΥΝΑΣ ΤΟΥ ΥΠΕΔΑΦΟΥΣ (ΧΩΡΙΣ ΚΛΙΜΑΚΑ)
4.1 Γεωτρήσεις 4.1.1 Γενικά Γεώτρηση είναι μια κατακόρυφη ή κεκλιμένη οπή, που διανοίγεται με ειδικό μηχανικό μέσο (γεωτρύπανο) στο υπέδαφος και της οποίας η διάμετρος είναι πολύ μικρή σε σχέση με το μήκος της. Στο Σχήμα 3α εικονίζεται εποχούμενο γεωτρύπανο. Ο κύριος εξοπλισμός περιλαμβάνει κινητήρα μετάδοσης πίεσης και περιστροφικής κίνησης, τον ιστό ανάρτησης της διατρητικής στήλης και το δειγματολήπτη. Ανάλογα με τη μέθοδο διάτρησης διακρίνονται σε: Περιστροφικές, όπου η προχώρηση της διατρητικής στήλης γίνεται με περιστροφή υπό ταυτόχρονη εφαρμογή υδραυλικής πίεσης (κοπή του γεωϋλικού στον πυθμένα). Κρουστικές, στις οποίες η προχώρηση πραγματοποιείται με ταχείες, εωαλασσόμενες ανωδικές και καθοδικές κινήσεις της διατρητικής στήλης και κρούσεις του κοπτικού άκρου στον πυθμένα (θρυμματισμός και συντριβή του γεωϋλικού στον πυθμένα). Οι γεωτρήσεις εδαφοτεχνικών ερευνών συνήθως πραγματοποιούνται με ανόρυξη οπών σε βάθη από 10-1000m (υπάρχει τεχνική δυνατότητα πολύ βαθέων γεωτρήσεων). Οι οπές γεωτρήσεων έχουν διάμετρο από ~35mm ώς 150mm. Οι εδαφοτεχνικές γεωτρήσεις είναι τεχνικές σημειακής έρευνας με δυνατότητα απόληψης δειγμάτων των διατρυόμενων υλικών. Ανάλογα με τις απαιτήσεις της έρευνας το λαμβανόμενο δείγμα μπορεί να είναι συνήθους μορφής ή αδιατάρακτο. Τα σύγχρονα γεωτρύπανα είναι μηχανήματα ισχυρής κατασκευής και υψηλής απόδοσης. Απαιτούν χειρονακτική εργασία για την εισαγωγή / εξαγωγή της διατρητικής στήλης και απόληψης των πυρήνων. Διαθέτουν εύρος επιλογών άσκησης πίεσης στο διατρητικό άκρο και ταχύτητας περιστροφής και έχουν τη δυνατότητα διάτρησης υπό οιαδήποτε κλίση. Κατά την περιστροφική διάτρηση, ο θρυμματισμός του πετρώματος γίνεται με πίεση και περιστροφή κατάλληλου διατρητικού (κοπτικού) εργαλείου στην άκρη της Ιστός Υδραυλικό σύστημα πίεσης Δειγματολήπτης Τροχαλία Διατρητική στήλη (συνδεδεμένα μεταλλικά στελέχη μήκους 3m Κεφαλή μετάδοσης περιστροφικής κίνησης (α) ΣΧΗΜΑ 3 Διατρητικά άκρα γεωτρήσεων με δειγματολήπτες τύπου: (α) σωληνωτής καρωταρίας και (β) auger (β)
Η περιστροφική διάτρηση επιτρέπει την απόληψη δειγμάτων των διατρυόμενων υλικών. Τα δείγματα είναι κυλινδρικής γεωμετρίας και ονομάζονται πυρήνες ή καρότα (Σχήματα 4 & 5). Κατά την περιστροφική μέθοδο γεώτρησης, για την εξαγωγή των τριμμάτων την επένδυση των τοιχωμάτων, την ψύξη και τη λίπανση του κοπτικού άκρου χρησιμοποιείται συνήθως νερό και ενίοτε λάσπη (πολφός). Καρωταρία Ιστός γεωτρύπανου Στελέχη διατρητικής στήλης Καρώτο ΣΧΗΜΑ (πυρήνας) 4 Ονοματολογία διατρητικής στήλης γεωτρυπάνου ΚΟΠΤΙΚΑ ΑΚΡΑ (α) Διαμαντοκορώνα για τη διάτρηση σκληρών πετρωμάτων (β) Κορώνα καρβιδίων (κορούνδιο) για διάτρηση μαλακών πετρωμάτων (α) (β) ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΠΤΗΣ ΔΙΠΛΟΥ ΤΟΙΧΩΜΑΤΟΣ Εσωτερικός σωλήνας περιστρεφόμενος ανεξάρτητα του εξωτερικού «Καρώτο» D100mm βραχώδους υλικού Εξωτερικός σωλήνας περιστρεφόμενος με τη διατρητική στήλη ΣΧΗΜΑ 5 Καρωταρία με δειγματολήπτη διπλού τοιχώματος
4.1.2 Εξοπλισμός Γεωτρήσεων Τα γεωτρύπανα συνήθως μετακινούνται αυτοδύναμα (εποχούμενα ή ερπυστριοφόρα) Σχήματα 6 και 7. Διαθέτουν δυνατότητες εκτέλεσης γεωτρήσεων προς οποιαδήποτε προ-επιλεγμένη κατεύθυνση. Σύγχρονα γεωτρύπανα έχουν τη δυνατότητα μεταβολής της κλίσης διάτρησης κατά την εκτέλεση της γεώτρησης (Σχήματα 8 και 9). Βάθος Διάμετρος οπής Σωλήνωση Γεωτρήσεις μεγάλου βάθους ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ ΔΙΑΤΡΗΜΑΤΟΣ- ΔΕΙΓΜΑΤΟΣ ΓΕΩΤΡΗΣΗΣ ` Διάμετρος οπής (mm) Διάμετρος πυρήνα (mm) ΗΧ 100 75 ΝΧ 76.2 53.9 ΝΧ wireline 76.2 43.6 BX 60.3 41.2 BX wireline 60.3 33.3 AX 49.2 28.5 EX 38.1 22.2 X-rey 30 17.5 4.1.3 Δελτία Γεωτρήσεων
ΣΧΗΜΑ 6 ΣΧΗΜΑ 7
ΚΙΒΩΤΙΟ ΠΥΡΗΝΩΝ ΓΕΩΤΡΗΣΗΣ
ΣΧΗΜΑ 8 Ανόρυξη από ξηράς κεκλιμένης ερευνητικής γεώτρησης μεταβλητής κλίσης για έρευνα του εδάφους υπό τον πυθμένα της θάλασσας στο πλαίσιο σχεδιασμού μεγάλου υποθαλάσσιου θόλου αποθήκευσης αργού πετρελαίου (τεχνικά στοιχεία της γεώτρησης και του έργου στο επόμενο διάγραμμα). Στάθμη θάλασσας Στάθμη εδάφους 81m κεκλιμένης 35 ο ) διάτρησης Κεκλιμένη γεώτρηση από ξηράς Εδαφικά υλικά και αποσαθρωμένος βράχος 91m κατευθυνόμενης διάτρησης (~10 ο /30m) Υγιής βράχος Υπό μελέτη υποθαλάσσιος θόλος αποθήκευσης αργού πετρελαίου
Άργιλος Ζώνες κατακερματισμένου βράχου Απώλειες νερού Κατευθυνόμενη γεώτρηση L=500m και διακλαδώσεις προς ΒΗ-1 και ΒΗ-1b Διακλαδώσεις Γεώτρησης Υποθαλάσσια σήραγγα Ζώνη αργίλου Κερματισμέ νη ζώνη Εισροή νερού Ζώνη αργίλου Εισροή νερού 50 lit/min Γνεύσιος / Μαρμαρυγιακός σχιστόλιθος Φυλλίτες / Επαφή με πετρώματα υποβάθρου ΣΧΗΜΑ 8 Κεκλιμένη κατευθυνόμενη ερευνητική γεώτρηση μεταβλητής κλίσης μήκους ~500m με δύο διακλαδώσεις μήκους ~400m (ΒΗ-1 και ΒΗ-1b) που εκτελέσθηκαν για το σχεδιασμό υποθαλάσσιας οδικής σήραγγας στο φιόρδ Bǿmla Νορβηγίας. Το αρχικό τμήμα και οι διακλαδώσεις της γεώτρησης προσανατολίσθηκαν κατά τον άξονα της σήραγγας και αποκάλυψαν τις θέσεις γεωτεχνικά προβληματικών (αδύναμων και υδατοπερατών) ζωνών.
4.2 Επι τόπου μετρήσεις και δοκιμές σε γεωτρήσεις Πέραν της άμεσης διερεύνησης του υπεδάφους, οι γεωτρήσεις παρέχουν πολλαπλές συμπληρωματικές τεχνικές δυνατότητες, όπως: Πραγματοποίηση ειδικών μετρήσεων φυσικών ιδιοτήτων των υλικών του υπεδάφους για την εκτίμηση της τεχνικής ποιότητας των γεωϋλικών, υδροπερατότητας, παραμέτρων αντοχής και παραμορφωσιμότητας, σεισμικών χαρακτηριστικών, κλπ. Μετρήσεις της φυσικής εντατικής κατάστασης Καταγραφές των μεταβολών στάθμης και ροής του υπόγειου νερού Ειδικές εργασίες βελτίωσης του υπεδάφους με εισπίεση ενεμάτων ή αιωρημάτων, απαγωγή του υπόγειου νερού (αποστράγγιση) και εγκατάσταση αγκυρίων. Παρακολούθηση της συμπεριφοράς του τεχνικού έργου με εγκατάσταση ειδικών οργάνων μέτρησης μετακινήσεων. Οι συνηθέστερα εκτελούμενες δοκιμές και μετρήσεις είναι: Πρότυπες δοκιμές διείσδυσης (SPT και CPT) Σχήματα 9 και 10. Δοκιμές πρεσσιομέτρου (pressuremeter) και διαστελομέτρου (dilatometer) για τη μέτρηση της παραμορφωσιμότητας των εδαφικών ή βραχωδών υλικών Σχήματα 11 και 12. Υδραυλική ρωγμάτωση για τον προσδιορισμό των κύριων τασικών συνιστωσών πεδίου Σχήμα 13 Γεωφυσικές καταγραφές (logging) Σχήμα 14. Δοκιμές υδροπερατότητας (Maag, Lefranc και Lugeon) Σχήμα 15. Γεωφυσική τομογραφία
4.2.1 Δοκιμή Τυποποιημένης Διείσδυσης (SPT = Standard Penetration Test) Η δοκιμή βασίζεται στη διείσδυση ειδικού δειγματολήπτη (Terzaghi) στο έδαφος με πτώση βάρους 63.5 kg από ύψος 76 cm. Κατά τη δοκιμή μετράται ο αριθμός των πτώσεων (Ν = αντίσταση διείσδυσης) που απαιτείται για την διείσδυση του δειγματολήπτη κατά 30 cm (αρχικά προωθείται κατά 15 cm ώστε να αποφευχθεί η μηχανική διατάραξη της διάτρησης χωρίς να προσμετρηθεί ο αντιστοιχόν αριθμός κτύπων). Στο πέρας της διαδικασίας ανακτάται (διαταραγμένο) εδαφικό δείγμα. Η δοκιμή SPT αναπτύχθηκε για την εκτίμηση της σχετικής πυκνότητας των αμμωδών εδαφών, στα οποία η αδιατάρακτη δειγματοληψία είναι ιδιαίτερα δυσχερής. Από εμπειρικούς συσχετισμούς είναι δυνατό να εκτιμηθεί η γωνία τριβής αμμωδών εδαφών με βάση των αριθμό κτύπων. ΣΧΗΜΑ 9 Περιγραφή εδάφους Αστράγγιστη διατμητική αντοχή (kpa) Περιγραφή εδάφους SPT Αριθμός κτύπων 'N' Πολύ μαλακό <20 Πολύ χαλαρό <4 Μαλακό 20-40 Χαλαρό 4-10 Στερεό 40-75 Μέτρια πυκνό 10-30 Στυφρό 75-150 Πυκνό 30-50 Πολύ στυφρό >150 Πολύ πυκνό >50
4.2.2 Δοκιμή Διείσδυσης Κώνου (CPT = Cone Penetration Test) ΣΧΗΜΑ 10 Η δοκιμή χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της αστράγγιστης (δηλαδή χωρίς εκτόνωση της πίεσης πόρων) διατμητικής αντοχής μαλακών έως στιφρών αργίλων και της σχετικής πυκνότητας άμμων. Oνομάζεται και δοκιμή Ολλανδικού Πενετρομέτρου Dutch Penetrometer Test). Bασίζεται στη διείσδυση ενός κώνου με γωνία αιχμής 60 ο μοιρών με σταθερή ταχύτητα 1.5-2.5 cm/s δηλ. ~1-1.5m/min). Κατά τη διείσδυση του κώνου καταγράφονται η δύναμη που απαιτείται για τη διατήρηση του ρυθμού έμπηξης (F c )και η διατμητική δύναμη (F s ) στο μανδύα. Τα στοιχεία που προκύπτουν είναι η αντίσταση (q c ) στην προχώρηση της αιχμής διατομής Α c =10cm 2 και η πλευρική αντίσταση τριβής (f s ) στην προχώρηση του πλευρικού μανδύα επιφάνειας Α s =150 cm 2. Αντίσταση κώνου q c = F c / A c Πλευρική τριβή f s = F s / A s Ο λόγος τριβής R f (αντίσταση κώνου / πλευρική τριβή) αποτελεί ένδειξη του τύπου του εδάφους. Λόγος τριβής R f = f s / q c Στην περιοχή της αιχμής είναι δυνατή η τοποθέτηση πιεζομέτρου για τη μέτρηση της πίεσης πόρων που αναπτύσσεται κατά την έμπηξη του κώνου.
Τα κύρια πλεονεκτήματα της δοκιμής είναι η ταχύτητα εκτέλεσής της και η συνεχής καταγραφή των εδαφικών χαρακτηριστικών με το βάθος, ενώ το κύριο μειονέκτημα είναι ότι δεν λαμβάνονται εδαφικά δείγματα. Η δοκιμή δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε εδάφη με χάλικες ή σε πολύ σκληρές αργίλους, λόγω αδυναμίας προώθησης του κώνου Συσχετισμός αντίστασης κώνου (q c ) και αστράγγιστης διατμητικής αντοχής (s u ) αργιλικών εδαφών N k = αδιάστατος συντελεστής αναλογίας εξαρτώμενος από τον τύπο εδάφους και κώνου. p = ολική πίεση υπερκειμένων Πηγή: Α. Anagnostopoulos, G.Koukis,N.Sabatakakis and G.Tsiambaos (2003) Empirical correlations of soil parameters based on Cone Penetration Tests (CPT) for Greek soils. Geotechnical and Geological Engineering 21: 377 387 Ενδεικτικός συσχετισμός στοιχείων πενετρομετρήσεων (αντίσταση κώνου q u και λόγος τριβής R f ) με τύπους εδαφών. Aντίσταση Kώνου qu (bar) 1 Ευαίσθητα, λεπτόκοκκα 2 Οργανικά υλικά 3 Άργιλοι 4 Ιλυώδεις άργιλοι Άργιλοι 5 Αργιλικές ιλύες Ιλυώδεις άργιλοι 6 Αμμώδεις ιλύες - Αργιλικές ιλύες 7 Ιλυώδεις άμμοι Αμμώδεις ιλύες 8 Άμμοι Ιλυώδεις άμμοι 9 Άμμοι 10 Χαλικώδειςς άμμοι - Άμμοι 11 Πολύ στυφρά λεπτόκοκκα εδάφη* 12 Άμμοι Αργιλικοί άμμοι* Λόγος τριβής (%) R f
Στον Πίνακα 2 αναφέρονται οι εφαρμογές των πρότυπων δοκιμών ανάλογα με τον τύπο των γεωϋλικών (συμπεριλαβάνονται και οι σεισμικές μετρήσεις οι οποίες περιγράφονται αργότερα). Τύποι εδαφών και πετρωμάτων Καταλληλότητα / εφαρμοσιμότητα δοκιμής: A = μεγάλη; B = μέση; C = μικρή; - = καμμία Ιδιότητες: Δοκιμή διείσδυσης κώνου (CPT) Δοκιμή διείσδυσης κώνου+μέτρηση πίεσης πόρων (CPTU) Μέτρηση σεισμικών χαρακτηριστικών Πρότυπη δοκιμή διείσδυσης (SPT) Τύρφη A A A A Άργιλος A A A A Ιλύς A A A A Άμμος A A A A Χάλικες C - - B Μαλακός βράχος C C C C Σκληρός Βράχος - - - - Μηχανικές φυσικές ιδιότητες OCR B B B C σ h B/C B/C B - G o B B A C k - B B - c v - A/B A/B - m v C B B - S u B B A/B C φ' C B B C υ - A A - Τομή εδάφους A A A B Τύπος εδάφους B A A A OCR = Βαθμός υπερστερεοποίησης (Over-consolidation ratio) Λόγος της επιβληθείσας κατά το γεωλογικό παρελθόν μέγιστης ενεργού τάσης στερεοποίησης δια μηχανικής συμπύκνωσης προς την παρούσα μέγιστη ενεργό τάση υπερκειμένων. σ h = Ελάχιστη οριζόντια τάση πεδίου (kpa) G o = Μέτρο διάτμησης (kpa) (Σταθερά παραμορφωσιμότητας ελαστικού σώματος σε διάτμηση που εκφράζεται ως διατμητική τάση γισ μοναδιαία γωνιακή τροπής). k = Συντελεστής υδροπερατότητας (cm/sec) C v = Συντελεστής στερεοποίησης (cm 2 /sec) (Coefficient of consolidation) Εκπροσωπεί το ρυθμό μονοδιάστασης στερεοποίησης ενός κορεσμένου αργιλικού εδάφους υποβαλλόμενου σε αύξηση της ασκούμενης κατακόρυφης πίεσης. Είναι συνάρτηση της υδραυλικής αγωγιμότητας του εδάφους (k, cm/sec), του συντελεστή συμπιεστότητας m v (cm2/kg) και του ειδικού βάρους του υγρού (γ w, kg/cm3) και εκφράζεται ως: C v =k / [m v* γ w ]. m v = Συντελεστής κατ όγκο συμπιεστότητας Εκπροσωπεί τη μείωση του όγκου ανά μοναδιαίο όγκο που προκύπτει από μοναδιαία αύξηση της ασκούμενης πίεσης (είναι το αντίστροφο του μέτρου συμπιεσης Κ). Εκφράζεται από: mv = (ΔH/H)(1/Δσ ) [cm 2 /kg] S u = Αστράγγιστη διατμητική αντοχή Διατμητική αντοχή υπό συνθήκες ταχείας φόρτισης που δεν επιτρέπει την αποτόνωση των πιέσεων πόρων. φ' = Ενεργός εσωτερική γωνία τριβής Αναλογεί σε μέρος της διατμητικής αντοχής τ υπό συνθήκες διάτμησης τέτοιες που έιναι δυνατή η πλήρης εκτόνωση της πίεσης πόρων. Η διατμητική αντοχή εκφραζόμενη από το κριτήριο του Coulomb τ= c + σ tanφ περιλαμβάνει την τάση συνάφειας c και την αντίσταση τριβής σ tanφ, όπου σ' =(σ - u) είναι η ενεργός τάση που δρα κάθετα προς το επίπεδο διάτμησης και u είναι η πίεση πόρων στο ίδιο επίπεδο. υ = Πίεση πόρων
4.2.3 Δοκιμή Πρεσσιομέτρoυ (Pressuremeter Test) Η τεχνική και πρώτη μορφή της συσκευής αναπτύχθηκε από τον MENARD (1957). Κατάλληλη για μαλακά εδάφη αλλά και συμπυκνωμένες άμμους, στυφρές αργίλους και αποσαθρωμένα έως χαμηλής αντοχής πετρώματα. Η διαδικασία της δοκιμής περιλαμβάνει την εφαρμογή πίεσης νερού στα τοιχώματα τμήματος προδιατρημένης οπής δια μέσου κυλινδρικής συσκευής (τορπίλης) μήκους ~0.5m και απαραμόρφωτης διαμέτρου ~75mm. Η μέγιστη ασκούμενη πίεση είναι συνήθως μέχρι 100 bar και η ακτινική τροπή της διογκούμενης ελαστικής μεμβράνης φθάνει μέχρι 40%. Ο αντίστοιχος εξοπλισμός για δοκιμές σε ορισμένους τύπους βράχου (αδύναμου) έχει δυνατότητα πίεσης μέχρι 300 bar. Τυπική καμπύλη P ΔV/V Πίεση (bar) ΔV/V (%) ΔΟΚΙΜΗ ΠΡΕΣΣΙΟΜΕΤΡΟΥ ASTM 4715 Προσωρινή σωλήνωση Πρεσσιόμετρο D~70mm L~450mm Αντλία παροχής νερού υπό προοδευτικά αυξανόμενη πίεση (επιλεγμένα βήματα) Σωληνωτά στελέχη Η μεμβράνη του πρεσσιομέτρου διογκώνεται κατά την εισπίεση του νερού ασκώντας πιέσεις στα τοιχώματα της οπής (δια μέσου μλετών μεταλλικών ελασμάτων προστασίας) ΣΧΗΜΑ 11 Προδιατρημένη οπή Το πρεσσιόμετρο τοποθετείται στο ελεύθερο τμήμα της οπής και διαστέλλεται με εισπίεση νερού ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΕΚΤΕΛΕΣΗΣ ΔΟΚΙΜΗΣ ΠΡΕΣΣΙΟΜΕΤΡΟΥ Τα αποτελέσματα αξιολογούνται από τα προκύπτοντα διαγράμματα πίεσης (P) vs. μεταβολής όγκου ΔV ή ογκομετρικής τροπής. Εξάγονται: Ε=ελαστική σταθερά (μέσω εμπειρικών σχέσεων) τ u =διατμητική αντοχή (μέσω εμπειρικών σχέσεων) σ hο = οριζόντια τάση ηρεμίας Με βάση εμπειρικές προσεγγίσεις είναι δυνατός ο σχεδιασμός επιφανεικών θεμελιώσεων (κριτήρια αστοχίας και καθιζήσεων)
4.2.4 Δοκιμή Επίπεδου Διαστελομέτρου (Flat Dilatometer Test - ASTM D 6635) Η δοκιμή επινοήθηκε από τον Marchetti (1975) για την παρακολούθηση των πλευρικών ωθήσεων εδάφους σε πασσαλότοιχους. Ο κύριος εξοπλισμός συνίσταται από μια επίπεδη πλάκα η οποία εμπηγνύεται στο έδαφος κάτω από τον πυθμένα μιας γεώτρησης και μετράται η πίεση που απαιτείται για τη διόγκωση της. Το κάτω άκρο της συσκευής («λεπίδα») έχει διατομή ~14 cm 2 (15mmx95mm). Η πλάκα εμπηγνύεται στο έδαφος με σταθερή ταχύτητα ~ 2cm/sec με ταυτόχρονη καταγραφή της απαιτούμενης δύναμης έμπηξης. Όταν η πλάκα διεισδύσει 20cm εισάγεται άζωτο υπό πίεση που απομακρύνει τα τοιχώματα της πλάκας πιέζοντας το περιβάλλον εδαφικό υλικό. Από τις καταγραφόμενες πιέσεις σε δύο ελεγχόμενα βήματα πλευρικής έκτασης (πίεση «Α» =απομάκρυνση των τοιχωμάτων από τη λεπίδα και πίεση «Β» =1 mm περαιτέρω παραμόρφωση). ΣΧΗΜΑ 12α Η δοκιμή μπορεί να εφαρμοσθεί σε αργιλικά, ιλυώδη και αμμώδη υλικά για την εμπειρική εκτίμηση των ακόλουθων γεωτεχνικών παραμέτρων: Μέτρο ελαστικότητας Αστράγγιστη διατμητική αντοχή Στραγγιζόμενη διατμητική αντοχή αμμωδών εδαφών Φαινόμενο ειδικό βάρος Δείκτης τάσεων ηρεμίας Δείκτης υπερστερεοποίησης
4.2.5 Δοκιμή Κυλινδρικού Διαστελομέτρου Βραχωδών Υλικών (High Pressure Rock Dilatometer Test) Ο εξοπλισμός της δοκιμής απαιτεί διεύρυνση της οπής της γεώτρησης σε διάμετρο 95mm. Ο τύπος οργάνου που εικονίζεται στη συνέχεια έχει δυνατότητα εκτέλεσης δοκιμών σε βάθη μέχρι 400m, εφαρμογή πίεσης 200 bar και μεταβολή όγκου μέχρι 80% που αντιστοιχεί για τις διαστάσεις της τορπίλης σε ακτινική τροπή 45%. Cambridge In Situ High Pressure Dilatometer Diameter: 95 mm Total length: 2.030 mm / 1.800 mm Length of expansion range: 575 mm / 455 mm Maximum pressure: 200 bar Καλωδίωση καταγραφών Παροχή πίεσης Εξωτερικά προστατευτικά ελάσματα Ηλεκτρονικός μηχανισμός Μεμβράνη Ηλεκτρονικός μηχανισμός ΣΧΗΜΑ 12β
4.2.6 Δοκιμή Υδραυλικής Ρωγμάτωσης Τοιχωμάτων Γεώτρησης για τον Προσδιορισμό των Οριζόντιων Τασικών Συνιστωσών (σ h & σ h ) Πεδίου Διατρύεται οπή Φ100-150mm και κατάλληλου μήκους. Για κάθε επιτελούμενη δοκιμή υδρορωγμάτωσης, ένα τμήμα του διατρήματος μήκους 1-1.5m απομονώνεται με παρεμβύσματα υδατοστεγάνωσης (packers). Στο απομονωμένο τμήμα του διατρήματος αναπτύσσεται εσωτερική υδραυλική πίεση (Pi), η οποία αυξάνεται μέχρι του σημείου θραύσεως του τοιχώματος της οπής σε εφελκυσμό. Η εφελκυστική ρωγμή δημιουργείται στη θέση της περιφέρειας της οπής, όπου οι εφαπτομενικές τάσεις (θλιπτικές) τάσεις είναι ελάχιστες και διαδίδεται στο εσωτερικό του περιβάλλοντος βράχου κατά διεύθυνση παράλληλη προς την οριζόντια τασική συνιστώσα με τη μέγιστη τιμή (σ H ). Κατά τον τρόπο αυτό προσδιορίζεται η διεύθυνση των τασικών συνιστωσών (σ H και σ h ) και το μέγεθος της σ h (= πίεση απαιτούμενη για διατήρηση της εφελκυστικής ρωγμής ανοικτής και ανεμπόδιστη απώλεια νερού). ΣΧΗΜΑ 13 ΣΧΗΜΑ 13 ΠΡΟΣ ΟΡΓΑΝΑ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΠΑΡΟΧΗΣ ΝΕΡΟΥ ΠΡΟΣ ΑΝΤΛΙΑ ΠΙΕΣΗΣ ΣΩΛΗΝΩΣΕΙΣ ΥΨΗΛΩΝ ΠΙΕΣΕΩΝ ΟΡΓΑΝΑ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΠΙΕΣΕΩΝ Μετρητής ροής Αντλία ΤΜΗΜΑ ΟΠΗΣ ΥΠΟ ΠΙΕΣΗ ΠΑΡΕΜΒΥΣΜΑΤΑ Ρωγμή Μανόμετρο πίεσης Ρωγμή ΟΠΗ ΓΕΩΤΡΗΣΗΣ
4.2.7 Γεωφυσικές Καταγραφές σε Γεωτρήσεις Οι γεωφυσικές καταγραφές αναφέρονται στην απόληψη εξειδικευμένων μετρήσεων φυσικών χαρακτηριστικών των εδαφικών και βραχωδών υλικών με καταγραφικά όργανα υψηλής τεχνολογίας. Παραδείγματα σχετικών εφαρμογών είναι: Φυσική γ-ακτινοβολία (gamma-ray logging) Καταγραφή της εκπεμπόμενης (φυσικής) γ-ακτινοβολίας των γεωλογικών υλικών που περιβάλλουν τη γεώτρηση. Οι πιο σημαντικές φυσικές πηγές γ-ακτίνων είναι το Κ-40 και προϊόντα της αλυσίδας διάσπασης του ουρανίου(u) και θορίου(th). Χρησιμοποιείται για τη λεπτομερή αποτύπωση της λιθολογικής στήλης και στρωματογραφικούς συσχετισμούς. Ιζηματογενή πετρώματα με υψηλή περιεκτικότητα σε αργιλικά ορυκτά (ιδιαίτερα ιλλίτη και μοντμοριλλονίτη) εκπέμπουν ακτινοβολία «γάμμα» διότι περιέχουν χημικά στοιχεία από την αποσάθρωση καλιούχων αστρίων και βιοτίτη. Σε πυριγενή πετρώματα η εκπομπή γ-ακτίνων συντελείται από Κ, U και Th καθώς και συγκεντρώσεις ουράνιου και θόριου από ανταλλαγές ιόντων. Οπτική και ακουστική τηλε-παρατήρηση των τοιχωμάτων γεωτρήσεων (borehole optical and acoustic televiewer logging) Η οπτική αποτύπωση (OPTV) παρέχει συνεχές, λεπτομερές και προσανατολισμένο (360 ο ) είδωλο των τοιχωμάτων της γεώτρησης, που καταγράφεται από οπτικό αισθητήρα και μεταδίδεται με τη βοήθεια οπτικών ινών. Η εικόνα παρουσιάζεται σαν ανάπτυγμα 360 ο των τοιχωμάτων της γεώτρησης με πραγματικά χρώματα. Η επεξεργασία των εικόνων παρέχει την παράταξη, κλίση, συχνότητα επανάληψης και εύρος τοιχωμάτων των ρωγμών που εμφανίζονται στα τοιχώματα. (α) (β) Ανάπτυγμα τοιχωμάτων της γεώτρησης αποκαλύπτει κλίση των στρώσεων προς Α. Ανάπτυγμα τοιχωμάτων της γεώτρησης αποκαλύπτει δύο ασυνέχειες μικρής (α) και μεγάλης κλίσης (β). Η ακουστική αποτύπωση πραγματοποιείται από καταγραφές του χρόνου και ύψους ανακλώμενων ηχητικών κυμάτων εκπεμπόμενης προς τα τοιχώματα δέσμης υπέρηχων. Η ηχητικές ανακλάσεις διαφοροποιούνται από την παρουσία ρωγμών στα τοιχώματα και το λαμβανόμενο αποτέλεσμα είναι ένα ψευδο-χρωματικό είδωλο εντοπίζοντας τις ζώνες ρωγμάτωσης.
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΕΡΕΥΝΩΝ ΥΠΕΔΑΦΟΥΣ ΣΤΑ ΤΕΧΝΙΚΑ ΕΡΓΑ - ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Επιφανειακές θεμελιώσεις κτιριακών έργων Έρευνα σε σεισμογενείς περιοχές Βαθειές θεμελιώσεις (υψηλά κτίρια, γέφυρες) Έργα οδοποιϊας Υψηλά επιχώματα Σήραγγες Μεγάλοι θόλοι Χώροι απόθεσης απορριμάτων (ΧΥΤΑ) Φράγματα (Βαρύτητας, χωμάτινα, τοξωτά, σιμεντενέσεις) Σταθεροποιήσεις πρανών (εκσκαφές, κατολισθήσεις) Επιφανειακές θεμελιώσεις κτιριακών έργων Ενδεικτικά αναφέρονται (αλλά όχι περιοριστικά) οι ακόλουθες γενικές οδηγίες: Για κατασκευές μεγάλης έκτασης και κανονικής γεωμετρίας τα σημεία έρευνας μπορούν να τοποθετούνται σε κάναβο και σε αποστάσεις 10-40m. O Bρετανικός Κανονισμός BS5930 υποδεικνύει 10-30m / θέση κατασκευής και όχι λιγότερες από 3 θέσεις έρευνας. Σε θεμελιώσεις με μεμονωμένα πέδιλα ή συστοιχίες πεδίλων, το ενδεδειγμένο βάθος διάτρησης κάτω από τη στάθμη θεμελίωσης είναι κανονικά 1-3 φορές το πλάτος του πέδιλου ή της συστοιχίας. Σε ορισμένα σημεία η έρευνα θα πρέπει να πραγματοποιείται και σε μεγαλύτερα βάθη για έλεγχο καθιζήσεων και υπόγειο νερό. Σε θεμελιώσεις τύπου κοιτόστρωσης το βάθος έρευνας θα πρέπει να είναι αντίστοιχο του πλάτους της κοιτόστρωσης άν μεσολαβεί το βραχώδες υπόβαθρο. D~1 έως 3xw w w Σε επιχωματωμένες θέσεις και σε επιχώματα το βάθος έρευνας πρέπει να καλύπτει όλα τα συμπιεστά στρώματα εδάφους που είναι δυνατό να συμμετέχουν σε μηχανισμούς καθίζησης και μέχρι τα στρώματα εκείνα που συμμετέχουν κατά <10% της συνολικής αναμενόμενης καθίζησης. Η απόσταση γειτονικών σημείων έρευνας μπορεί να είναι 100 200m. Το ελάχιστο βάθος έρευνας για θεμελιώσεις πασσάλων ενδεικτικά θα πρέπει να είναι: Για μεμονωμένους πασσάλους x5 φορές τη διάμετρο του φρέατος Για ομάδα πασσάλων μεγαλύτερο από τη μικρότερη πλευρά του ορθογωνικού εξωτερικού περιτυπώματος των πασσάλων. Για περιπτώσεις σηράγγων η ελάχιστη ποσότητα έρευνας είναι δύσκολο να υποδειχθεί. Κατά μια εκτίμηση ο λόγος του συνολικού μήκους γεωτρήσεων σε σχέση με το μήκος της σήραγγας είναι 0.5 1.5. Γενικά, η ζώνη που πρέπει να διερευνηθεί γύρω από μια σήραγγα είναι ~ 4-5 x διάμετρο πάνω από το θόλο και<10m κάτω από το δάπεδο, εκτός άν συντρέχουν ιδιαίτεροι λόγοι (π.χ. πολύ υψηλές γεωστατικές πιέσεις, διογκούμενα υλικά).
Τυπικά, για σήραγγα 1000m σε μέσο βάθος ως ελάχιστη έρευνα θα εκτελούνταν 6-8 γεωτρήσεις συνολικού μήκους 500-600m: 4 γεωτρήσεις μήκους 40-50m στις εισόδους και 3 γεωτρήσεις 100-200m κατά μήκος της χάραξης Στα φράγματα το βάθος έρευνας κάτω από τη θεμελίωση συνήθως αντιστοιχεί στη μέγιστη στάθμη λίμνης. Το μεγάλο βάθος σχετίζεται κυρίως με την έρευνα της διαπερατότητας του υποβάθρου και της αποτελεσματικότητας των σιμεντενέσεων στεγανοποίησης. Απαιτήσεις Γεωτεχνικών Ερευνών στα Οικοδομικά Έργα Κατά τον Ελληνικό Αντισεισμικό Κανονισμό ΕΑΚ 2000 (ΦΕΚ 2184Β, 20-12-1999) και τις εξής τροποποιήσεις του : ΦΕΚ 781Β, 18/6/2003, ΦΕΚ 1154Β, 12/8/2003 Καθορίζονται με βάση: Τις ζώνες σεισμικής επικινδυνότητας (Ι, ΙΙ, ΙΙΙ) Τον τύπο εδάφους (Α, Β, Γ, Δ, Χ) Τη σπουδαιότητα του οικοδομήματος (Σ1 Σ4) Το εμβαδό και ορόφους του κτιρίου ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΕΔΑΦΟΥΣ
ΕΡΓΟ ΟΔΟΠΟΙΙΑΣ
Βάθος εκσκαφών για τη θεμελίωση του φράγματος Στάθμη Διαπερατότητα Παραμορφωσιμότητα Αντοχή Ρήγματα