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
CPTU – revidert Melding 5
Innhold
–
–
–
–
2
Ny veiledning og standard
Krav til målenøyaktighet
Forhold som påvirker målenøyaktighet
Dokumentasjon av målenøyaktighet
og Anvendelsesklasse
CPTU – revidert Melding 5
Krav til målenøyaktighet
Revidert NGF Melding 5 (juni 2010)
Forventet EN-ISO standard 22476-1
3
CPTU – revidert Melding 5
Type TE1
Friksjonskon
4
Piezokon
Type TE2
Referanse piezokon
Type TE2
Alternativt areal
CPTU – revidert Melding 5
ISO/CEN 22476-1
Electrical cone and
piezocone penetration
testing
Klasse
Test type
1
TE2: qc, fs, u
Inklinometer
Bløte jordarter. Lagdelte forhold
med skiftende lag bør unngås.
Kun CPTU utføres. Tolkning av
parametre.
2
TE2: qc, fs, u
TE1: qc, fs
Inklinometer
Lagdelte jordarter med bløte og
faste masser. Tolkning i faste
masser, indikativ tolkning i bløte
masser.
3
TE2: qc, fs, u
TE1: qc, fs
Inklinometer
Lagdelte jordarter med bløte og
faste masser. Jordartsprofilering.
Tolkning i meget faste masser,
indikativ tolkning i faste masser.
4
TE1: qc, fs
Lagdelte jordarter med bløte og
faste masser. Indikativ profilering
i alle masser. Ingen
parametertolkning.
Anvendelsesklasser


Innført i nye retningslinjer og
standarder
Valg av Anvendelsesklasse
skal reflektere foreliggende
grunnforhold og ønsket bruk
av CPTU data (profilering,
tolkning)
5
Anbefalte grunnforhold
CPTU – revidert Melding 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
6
Klasse
Størrelse
Akseptabel
nøyaktighet
(største av to verdier)
1
Spissmotstand
Sidefriksjon
Poretrykk
Helning
35 kPa eller 5 %
5 kPa eller 10 %
10 kPa eller 2 %
2o
2
Spissmotstand
Sidefriksjon
Poretrykk
Helning
100 kPa eller 5 %
15 kPa eller 15 %
25 kPa eller 3 %
2o
3
Spissmotstand
Sidefriksjon
Poretrykk
Helning
200 kPa eller 5 %
25 kPa eller 15 %
50 kPa eller 5 %
5o
4
Spissmotstand
Sidefriksjon
500 kPa eller 5 %
50 kPa eller 20 %
ISO/CEN 22476-1
CPTU – revidert Melding 5
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
8
Klasse
Størrelse
Akseptabel
nøyaktighet
(største av to verdier)
1
Spissmotstand
Sidefriksjon
Poretrykk
Helning
35 kPa eller 5 %
5 kPa eller 10 %
10 kPa eller 2 %
2o
2
Spissmotstand
Sidefriksjon
Poretrykk
Helning
100 kPa eller 5 %
15 kPa eller 15 %
25 kPa eller 3 %
2o
3
Spissmotstand
Sidefriksjon
Poretrykk
Helning
200 kPa eller 5 %
25 kPa eller 15 %
50 kPa eller 5 %
5o
4
Spissmotstand
Sidefriksjon
500 kPa eller 5 %
50 kPa eller 20 %
ISO/CEN 22476-1
CPTU – revidert Melding 5
Forhold som påvirker målenøyaktighet
9
CPTU – revidert Melding 5
Forhold som påvirker målenøyaktigheten
10
CPTU – revidert Melding 5
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
CPTU – revidert Melding 5
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
CPTU – revidert Melding 5
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
CPTU – revidert Melding 5
Kalibreringskammer
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
14
15
CPTU – revidert Melding 5
Endring av sondegeometri på grunn av slitasje
16
CPTU – forberedelser,
CPTU – revidert
kalibrering
Meldingog
5 kontroll
Montering av sonde
– oppsummering
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:
•
Porøst filter
•
•
•
Ringen er slakk/skadet eller
monteres feil
Konisk spiss ikke skrus tilstrekkelig
til
Hvis støtteplaten snus feil veg
Konsekvenser usikre:
•
•
X-ring tørr uten overflødig fett
Kan gi feil poretrykksmåling
Koniskkorreksjon
spiss av
Kan påvirke
skrus til innvirkning
for hånd på
poretrykkets
spissmotstand
Inspiser for slitasje
17
Husk x-ring og støtteskive
montert riktig veg
CPTU – revidert Melding 5
Utførelse i felt
• Viktige prosedyrer:
– 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
19
10
10
10
10
15
15
15
15
Ingen respons
”Bananprofil” for u2
5
i (o) - z (m)
5
fs (kN/m2) - z (m)
5
u2 (kN/m2) - z (m)
5
qc (MN/m2) - z (m)
0
0
0
0
10
8
6
4
2
0
200
150
100
50
0
2000
1500
1000
500
0
10
8
6
4
2
0
CPTU – revidert Melding 5
Eksempel på effekt av dårlig mettet poretrykkmåler
CPTU – revidert Melding 5
Temperaturinnflytelse på målinger i CPTU
20
CPTU – revidert Melding 5
Nullpunktsetting
•
Unngå temperaturgradienter i
sonden
 Sonden bør ligge i temperaturstabilt
vannbad ~ 5-7 oC
 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 oC
 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
•
22
Nullpunktsetting ved sjøboring
 Like under vannoverflaten
 Ca 1 m over sjøbunn
CPTU – revidert Melding 5
Dokumentasjon av målenøyaktighet
og anvendelsesklasse
23
CPTU – revidert Melding 5
 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
CPTU – revidert Melding 5
 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
CPTU – revidert Melding 5
 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
CPTU – revidert Melding 5
Endring av fokus?
Fra
Kan vi stole på disse målingene?
Til
Hvilken kvalitet ønsker vi å oppnå?
27