05.11.2014 Views

Ehitusgeoloogilised uuringud 12.pdf - tud.ttu.ee

Ehitusgeoloogilised uuringud 12.pdf - tud.ttu.ee

Ehitusgeoloogilised uuringud 12.pdf - tud.ttu.ee

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

1<br />

11 <strong>Ehitusgeoloogilised</strong> <strong>uuringud</strong><br />

<strong>Ehitusgeoloogilised</strong> <strong>uuringud</strong> peavad andma:<br />

– võimaluse valida ehitisele soodsamate geoloogiliste tingimustega<br />

asukoht;<br />

– aluse optimaalse vundamendi ja ehitise konstruktsioon valikuks;<br />

– vajalikud andmed konkr<strong>ee</strong>tse ehitise geotehniliseks projekt<strong>ee</strong>rimiseks;<br />

– soovitusi ehitamise tehnoloogia valikuks ja ehitise kasutamiseks;<br />

Ehitusgeoloogiline (geotehniline) uuring peaks sisaldama peale pinnaseuuringute ka<br />

olemasolevate ehitiste (hooned, sillad, tunnelid, mulded, nõlvad) hindamist ja<br />

ehitusplatsi ning selle lähiümbruse arengulugu.<br />

11.1 Geotehniliste uuringute plan<strong>ee</strong>rimine<br />

Geotehniliste uuringute plan<strong>ee</strong>rimisel peab arvestama lõpp<strong>ee</strong>smärki so ehitist.<br />

Uuringute plan<strong>ee</strong>rimise üldine sk<strong>ee</strong>m on esita<strong>tud</strong> joonisel 11.1.<br />

11.2 Uuringute etapid<br />

Enamikel juh<strong>tud</strong>el on otstarbekas uuringuid teha etapiviisi. Uuringu etapid on<br />

järgmised:<br />

– <strong>ee</strong>l<strong>uuringud</strong>;<br />

– põhi<strong>uuringud</strong>;<br />

– kontroll<strong>uuringud</strong> ja seire.<br />

11.1.1 Eel<strong>uuringud</strong><br />

Eeluuringuga saadavad andmed peaks võimaldama:<br />

– hinnata ehitusplatsi üldist sobivust;<br />

– hinnata ehitiste otstarbekamait paigutist;<br />

– teha otsuseid võimalike vund<strong>ee</strong>rimism<strong>ee</strong>todite kohta;<br />

– hinnata kavanda<strong>tud</strong> tööde ebasoodsat mõju ümbrusele (naaberhooned,<br />

ehitised, inimtegevus);<br />

– kavandada otstarbekalt põhiuuringut;<br />

S<strong>ee</strong>pärast peaks <strong>ee</strong>luuring võimaldama anda hinnanguid pinnaseolude kohta:<br />

– pinnase ja kalju tüübid ja nende ladestus;<br />

– põhjav<strong>ee</strong> tase ja pooriv<strong>ee</strong> rõhk;<br />

– pinnase ja kalju tugevus- ja jäikusomaduste hinnang;<br />

– pinnase või põhjav<strong>ee</strong> reostus ja korrosiooniohtlikus.<br />

Eeluuringu alusel saab valida võimalikud vund<strong>ee</strong>rimisvariandid ja otsustada, millised<br />

pinnasekihtide omadused on vaja täpsustada nende lõplikuks projekt<strong>ee</strong>rimiseks.


2<br />

Joonis 1.11 Geotehniliste uuringute plan<strong>ee</strong>rimine<br />

Eeluuringute tegemisel on informatsiooniallikateks:<br />

– ehituskoha visuaalne vaatlus;<br />

– olemasolevad topograafilised plaanid ja kaardid;<br />

– geoloogilised ja ehitusgeoloogilised kaardid ja aruanded;<br />

– ehituskoha läheduses teh<strong>tud</strong> geotehniliste ja hüdrogeoloogiliste<br />

uuringute aruanded;<br />

– läheduses asuvate ehitiste ja kaeviste uurimine;


3<br />

– kohalike elanike küsitlus.<br />

Kui piisav informatsioon puudub, tuleb rajada mõni puurauk.<br />

11.1.2 Põhi<strong>uuringud</strong><br />

Põhiuuringute <strong>ee</strong>smärk on:<br />

– algandmete hankimine ehitise usaldusväärseks ja ökonoomseks<br />

projekt<strong>ee</strong>rimiseks;<br />

– informatsiooni hankimine otstarbeka ehitusm<strong>ee</strong>todi valikuks;<br />

– ehitustöid komplits<strong>ee</strong>rivate võimalike tegurite selgitamine.<br />

Põhiuuring peab andma usaldusväärsed andmed kõigi pinnasekihtide asendi ja<br />

omaduste kohta, mis on olulised või võivad mõjutada kavandatava ehitise käitumist.<br />

Pinnaseomaduste param<strong>ee</strong>trid, mis mõjutavad kavandatava ehitise võimet täita tema<br />

käitumise tingimusi, peab kindlaks määrama enne projekt<strong>ee</strong>rimise lõppstaadiumi<br />

algust.<br />

Põhiuuringutes kõigi oluliste pinnasekihtide selgitamisel tuleks erilist tähelepanu<br />

pöörata järgmistele geoloogilistele nähtustele ja protsessidele:<br />

– pinnaseprofiil;<br />

– looduslikud või tehislikud süvendid;<br />

– kalju, pinnase või täitematerjali murenemine;<br />

– hüdrogeoloogilised mõjud;<br />

– murrangud, lõhed ja teised rikked;<br />

– roomenähtused pinnase- ja kaljumassiivides;<br />

– punduv ja äkkvajuv pinnas ning kalju;<br />

– jäätmete või tehispinnase esinemine.<br />

Arvesse peab võtma ehituskoha ja selle ümbruse ajalugu.<br />

Põhiuuring peab haarama kõiki pinnasekihte, mis on olulised an<strong>tud</strong> projekti jaoks.<br />

Uuringutel peab kindlaks määrama olemasolevad pinnasev<strong>ee</strong> tasemed<br />

Tuleks kindlaks määrata kõigi põhjav<strong>ee</strong> survet mõjutada võivate v<strong>ee</strong>allikate<br />

ekstr<strong>ee</strong>msed v<strong>ee</strong>tasemed.<br />

Ehituskoha läheduses peab kindlaks määrama iga kuivenduskaevu ja imbkaevu<br />

asukoha ja selle tootlikkuse.<br />

Tavapäraselt koosnevad põhi<strong>uuringud</strong> kaevistest, puurimistest, välikatsetest ja<br />

laboratoorsetest teimidest. Uuringupunktide vahekauguse ja sügavuse peab valima<br />

olemasoleva ehitusgeoloogilise informatsiooni (<strong>ee</strong>luuring), ehitise tüübi ja <strong>ee</strong>ldatava<br />

koormuse alusel. Orient<strong>ee</strong>ruvad suurused on toodud standardis EVS-EN 1997-2.<br />

Järgmisi uuringupunktide vahekaugusi peaks kasutama juhendmaterjalina:<br />

– kõrg- ja tööstusehitiste jaoks uuringupunktide võrk sammuga 15 kuni 40 m;<br />

– suure pindalaga ehitiste jaoks võrk sammuga kuni 60 m;<br />

– liiniehitiste (t<strong>ee</strong>d, raudt<strong>ee</strong>d, kanalid, torustikud, kaitsetammid, tunnelid,<br />

tugiseinad) jaoks samm 20 kuni 200 m;


4<br />

– eriehitiste (sillad, korstnad, masinavundamendid) jaoks kaks kuni kuus<br />

uuringupunkti iga vundamendi jaoks;<br />

– tammide ja paisude jaoks piki vertikaallõiget vahekaugusega 25 kuni 75 m.<br />

Uurimissügavuse z a valikul peaks juhenduma järgnevatest väärtustest (lähtetasand on<br />

ehitise vundamendi, ehitise osa või ehitussüvendi sügavaim punkt). Mitmesuguste z a<br />

väärtuste puhul peaks neist kasutama suurimat.<br />

Väga suurte ja eriti k<strong>ee</strong>rukate ehitiste puhul peaks mõni uurimispunkt ulatuma<br />

sügavamale<br />

Ebasoodsates geoloogilistes tingimustes, kus nõrgad või palju kokkusurutavad kihid<br />

asuvad tugevamate kihtide all, peaks alati valima suurema uurimissügavuse.<br />

Kõrghoonete ja insenerrajatiste peaks kasutama suuremat järgnevatest tingimustest<br />

(vt joonis 11.2 a):<br />

– z a ≥ 6 m<br />

– z a ≥ 3,0b F<br />

kus b F on vundamendi väiksema külje pikkus.<br />

Plaatvundamendi ja paljude vundamentidega mille mõjud sügavamates kihtides<br />

liituvad üksteisega:<br />

z a ≥ 1,5⋅b B<br />

kus b B on ehitise väiksem külg (vt joonis 11.2 b)<br />

Mullete ja kaevandite puhul peaks kasutama suuremat väärtust järgnevatest (vt<br />

joonis 11.3)<br />

a) mulded:<br />

– 0,8h < z a < 1,2h<br />

– z a ≥ 6 m<br />

kus h on mulde kõrgus.<br />

a) vundament b) ehitis<br />

Joonis 11.2 – Kõrghooned ja insenerrajatised


5<br />

b) kaevandid<br />

– z a ≥ 2,0 m<br />

– z a ≥ 0,4 h<br />

kus h on mulde kõrgus või kaevandi sügavus.<br />

a) mulle b) kaevand<br />

Joonis 11.3 Mulded ja kaevandid<br />

Joonehitiste jaoks peaks kasutama järgnevatest tingimustest suurimat (vt joonis<br />

11.4):<br />

a) maant<strong>ee</strong> b) kraav<br />

Joonis 11.4 Joonehitised<br />

a) maanted ja lennuväljad:<br />

z a ≥ 2 m allapoole <strong>ee</strong>ldatavat täidendi põhja<br />

b) Kraavide ja torujuhtmete jaoks suurem väärtus järgnevast:<br />

- z a ≥ 2 m allapoole kaeva<strong>tud</strong> tasandit;<br />

- z a ≥ 1,5b Ah<br />

kus b Ah on kaevandi laius.<br />

c) Kus vajalik, peaks järgima soovitusi mullete ja kaevandite jaoks.<br />

Väikesed tunnelid ja õõned (vt joonis 11.5)<br />

b Ab < z a < 2,0b Ab<br />

kus b Ab on kaevandi laius.


6<br />

Joonis 11.5 Tunnelid ja õõned<br />

Ehitussüvendid (vt joonis 11.6)<br />

a) kus piesom<strong>ee</strong>triline pind ja pinnasev<strong>ee</strong>tase on allpool süvendi põhja, peaks<br />

kasutama alljärgnevatest tingimustest suurimat väärtust:<br />

- z a ≥ 0,4h<br />

- z a ≥ (t +2,0) m<br />

kus:<br />

t on toestuse sügavus allapoole süvendi põhja; ja<br />

h on süvendi sügavus.<br />

b) kus piesom<strong>ee</strong>triline pind ja pinnasev<strong>ee</strong>tase on süvendi põhjast kõrgemal, peaks<br />

kasutama alljärgnevatest tingimustest suurimat väärtust:<br />

- z a ≥ (1,0H +2,0) m<br />

- z a ≥ (t +2,0) m<br />

kus:<br />

H on pinnasev<strong>ee</strong>taseme kõrgus süvendi põhjast; ja<br />

t on toestuse sügavus allapoole süvendi põhja.<br />

Kui selles sügavuses ei esine v<strong>ee</strong>pidet, siis :<br />

z a ≥ t + 5 m.<br />

1 v<strong>ee</strong>tase<br />

Joonis 11.6 Ehitussüvendid


7<br />

V<strong>ee</strong>tõkke rajatiste puhul peaks z a määrama sõltuvalt v<strong>ee</strong> paisutustasemest,<br />

hüdrogeoloogilistest tingimustest ja ehitusm<strong>ee</strong>todist.<br />

(12) V<strong>ee</strong>tõkke ekraani jaoks (vt joonis 11.7)<br />

– z a ≥ 2 m allapoole v<strong>ee</strong>pideme pinda.<br />

Joonis 11.7 – V<strong>ee</strong>tõkke ekraan<br />

Vaiade puhul (vt joonis 11.8) peaks arvestama kolme järgmist tingimust:<br />

– z a ≥ 1,0b g<br />

– z a ≥ 5,0 m<br />

– z a ≥ 3D F<br />

–<br />

kus<br />

D F on vaia põhja läbimõõt; ja<br />

B g on vaiagrupist vaiapõhja tasapinnas moodustuva ristkülikulise vundamendi<br />

väiksem külg,


8<br />

Joonis 11.8 Vaiagrupp<br />

11.1.3 Kontroll<strong>uuringud</strong><br />

Kontrolluringud tuleb teha juhul, kui:<br />

– ehituse käigus selgub, et pinnase profiil või kaeviku põhja jääva<br />

pinnase liik ning omadused erinevad esialgse uuringuga määratutest;<br />

– põhjav<strong>ee</strong> tase on esialgsega määratust kõrgemal;<br />

– ehitise käitumine ei vasta prognoositule – paigutised ja<br />

deformatsioonid on suuremad.<br />

11.3 Uuringute kavandamine<br />

Ehitusgeoloogilisi uuringuid t<strong>ee</strong>vad tavaliselt selleks spetsialis<strong>ee</strong>runud firmad.<br />

Tellimuse uuringuks t<strong>ee</strong>vad ehitise tellija, ehitusprojekti juhtimis- või<br />

projekt<strong>ee</strong>rimisfirmad. Eeluuringu tellimise võivad teha kõik <strong>ee</strong>ltoodud arvestades<br />

punktis 11.1.1 märgi<strong>tud</strong> nõudeid. Põhiuuringute tellimisel aga peaks tingimata<br />

osalema ehitise projekt<strong>ee</strong>rija. Soovitav on s<strong>ee</strong>juures ka uurimisfirma osalemine.<br />

Tellimuses peaks olema toodud võimalikult konkr<strong>ee</strong>tselt ja ükskasjalikult vajalikud<br />

tööd, näiteks puuraukude ning muude uurimispunktide hulk ja asend, vajalikud<br />

pinnase omaduste param<strong>ee</strong>trite suurused ja nende määramise m<strong>ee</strong>todid. Erinevate<br />

m<strong>ee</strong>toditega määra<strong>tud</strong> pinnase omaduste arvväärtused võivad olla erinevad ning igal<br />

juhul on n<strong>ee</strong>d erineva usaldusväärsusega. Erinevad projekt<strong>ee</strong>rimisel kasutatavad<br />

arvutusm<strong>ee</strong>todid <strong>ee</strong>ldavad just neile m<strong>ee</strong>toditele vajalikke param<strong>ee</strong>treid. Järjest<br />

rohkem on projekt<strong>ee</strong>rijate käsutuses varasemast täiuslikemaid arvutusm<strong>ee</strong>todeid,<br />

näiteks cam-clay mudelil põhinevaid. N<strong>ee</strong>d m<strong>ee</strong>todid nõuvad teistsuguseid pinnase


omaduste param<strong>ee</strong>treid, kui tavapärased mahukaal, filtratsioonimoodul,<br />

deformatsioonimoodul, sisehõõrdenurk ja nidusus. Ainult ehitist või rajatist<br />

projekt<strong>ee</strong>riv insener saab otsustada millised arvutusmudelid on an<strong>tud</strong> konkr<strong>ee</strong>tsel<br />

juhul otstarbekad ja milliseid pinnase param<strong>ee</strong>treid on vajalikud.<br />

Halb praktika on püüdlus võimalikult odava geotehnilise uuringu saamiseks. Tuleb<br />

arvestada, et ehitise maksumus on pöördvõrdeline uuringu maksumusega. Puudulik<br />

uuringute maht võib põhjustada ühest küljest olulisi täiendavaid kulutusi ehitise<br />

kasutamise ajal (vundamendi või ehitise tugevdamine ülemääraste vajumite<br />

tõkestamiseks, ettenägematu kõrge põhjav<strong>ee</strong> taseme mõju vältimine). Teisalt võib<br />

liigse varuga määra<strong>tud</strong> pinnase omaduste näitarvud põhjustada ülemäära suuri<br />

vundamendi mõõtmeid või hoopis an<strong>tud</strong> tingimustes asjatult oluliselt kallima<br />

vundamendi kasutamist (näiteks vaivundamenti tavalise jaotusvundamendi asemel).<br />

Puudulik uuring võib põhjustada ehitustööde kestuse pikenemist Uuringust erineva<br />

pinnase ilmnemine ehituse käigus, prognoositust kõrgem põhjav<strong>ee</strong> tase või suurem<br />

pooriv<strong>ee</strong> surve, survelise põhjav<strong>ee</strong> esinemine, uuringutega avastamata vanad<br />

vundamendid, torud ja tunnelid, prognoositust väiksem vaia kandevõime võivad olla<br />

ehitusaja olulise pikenemise põhjused.<br />

Eestis levinud praktikas ei kasutada <strong>ee</strong>luuringuid. Sisuliselt uurimisfirmad t<strong>ee</strong>vad<br />

<strong>ee</strong>luuringu kohased tööd – arhiiviandmete kasutamine, ehituskoha ülevaatus jne.<br />

põhiuuringute koosseisus. Kuid neid tulemusi eraldi ei vormistata ja s<strong>ee</strong>ga ei ole n<strong>ee</strong>d<br />

vundamenti projekt<strong>ee</strong>rivale insenerile kättesaadavad põhiuuringute sisu<br />

kavandamiseks. Põhiuuringute kava so väliuuringute mahu ja koosseisu, pinnase<br />

omaduste määramise m<strong>ee</strong>todid ja omaduste arvnäitajate iseloomu määrab tegelikult<br />

uurija ja s<strong>ee</strong>ga kirjutab ka ette kasutatava arvutusmudeli. Levinud tava kohaselt<br />

tellitakse pinnaseuuring väga üldsõnaliselt. Näiteks „Teha n objektil aadressil ......<br />

ehitusgeoloogiline uuring neljakordse elamu jaoks ja anda hinnang soovitava<br />

vundamendi tüübi kasutamiseks“. Taolise tellimuse korral t<strong>ee</strong>bki uuringu kava<br />

uurimisfirma, s<strong>ee</strong> tähendab otsustab kui palju uuringupunkte (puurauke, šurfe,<br />

penetr<strong>ee</strong>rimisi) tuleb teha, milliseid pinnase omadusi tuleb määrata ja milliste<br />

metoditega seda teha. Vähempakkumise süst<strong>ee</strong>m tingib, et pakutakse võimalikult<br />

lihtsad ja väikseima mahuga tööd. Vastasel juhul jäädakse lihtsalt tööst ilma. Töö<br />

tulemust ei oska aga tellija, kellel ei ole erialast haridust, hinnata. Eriti kummaline on<br />

tava küsida uurija soovitust vundamendi tüübi kohta. Uurijad on enamikus geoloogia<br />

alase haridusega, kellel on ainult väga pealiskaudsed teadmised vundamentide<br />

projekt<strong>ee</strong>rimisest ja kes ei ole praktiliselt ühtegi vundamenti projekt<strong>ee</strong>rinud. Nende<br />

esita<strong>tud</strong> arvamust võtavad tellijad ning arhitektid kui absoluutset tõde. Ka väiksemate<br />

teadmiste ja kogemustega insenerid juhinduvad nendest ega vaevu otsima<br />

õkonoomsemaid ja töökindlamaid alternatiivseid lahendusi.<br />

Pinnasemehaanika ja geotehnika rahvusvahelise ühingu (ISSMGE) tehniline komit<strong>ee</strong><br />

TC23 on teinud küsitluse, mille üheks osaks oli küsimus geotehniliste uuringute<br />

kavandamisest. 67% vastajatest arvasid, et uuringu kava t<strong>ee</strong>b uurimisfirma ja 45%<br />

arvasid, et tavaliselt t<strong>ee</strong>b selle projekt<strong>ee</strong>rija. Erandiks olid vastused Iirimaalt ja Suur-<br />

Britanniast. Iirimaal näiteks arvas 67%, et uuringu kava t<strong>ee</strong>b projekt<strong>ee</strong>rija. Vaadeldes<br />

eraldi uurijate ja projekt<strong>ee</strong>rijate vastuseid selgub, et 83% uurijatest ja 67%<br />

projekt<strong>ee</strong>rijatest arvab, et uuringu kava koostamine on nende töö. Teisest küljest 25%<br />

uurijatest ja 53 % projekt<strong>ee</strong>rijatest arvab, et uuringu kava koostamine ei ole nende<br />

ülesanne. Samalaadse küsitluse tulemused Jaapanis on esita<strong>tud</strong> joonisel 11.9. Jaapanis<br />

teh<strong>tud</strong> uurimuses küsiti nii olemasoleva praktika kui ka <strong>ee</strong>listatava ideaalse olukorra<br />

kohta.<br />

9


10<br />

Käesolev praktika<br />

Muud<br />

2%<br />

Ideaalne variant<br />

Klient (Tellija)<br />

4%<br />

Muud<br />

2%<br />

Projekt<strong>ee</strong>rija<br />

25%<br />

Klient (Tellija)<br />

41%<br />

Uurija<br />

32%<br />

Uurija<br />

31%<br />

Projekt<strong>ee</strong>rija<br />

61%<br />

Joonis 11.9 Kes t<strong>ee</strong>b uuringu kavandi?<br />

11.4 Uuringute välitööd<br />

Välitöödeks on puurimine või kaevandite (šurfid ja kraavid) tegemine,<br />

penetr<strong>ee</strong>rimine (suru-, löök- ja k<strong>ee</strong>rdpenetr<strong>ee</strong>rimine), välikatsed otseselt pinnase<br />

omaduste määramiseks (koormusplaatkatse, tiivikkatse, pressiom<strong>ee</strong>terkatse, vaia<br />

proovikoormamine, v<strong>ee</strong>juhtivuse määramine).<br />

Kaevandite <strong>ee</strong>liseks on võimalus otseselt vaadelda pinnasekihte, samuti võtta hea<br />

kvalit<strong>ee</strong>diga pinnaseproove laboriteimideks. Puuduseks on suhteliselt väike uurimise<br />

sügavus ja suur maksumus. Puurimisega on võimalik uurida pinnasekihte praktiliselt<br />

mistahes sügavuseni. Pinnasekihtide piiride määramise täpsus on väiksem kui<br />

kaevandite puhul. Rikkumata struktuuriga monoliitproovide võtmine puuraugust on<br />

raskem ja mõnede pinnaseliikide puhul nagu v<strong>ee</strong>küllasta<strong>tud</strong> liivad, möllid ja rohkesti<br />

jämepurdu sisaldavad pinnased väga k<strong>ee</strong>rukas. Uuringutel kasutatakse mitmesuguseid<br />

puurimise liike – löök-, k<strong>ee</strong>rd-, vibro- või südamikpuurimist. Puurimise liik sõltub<br />

peaasjalikult pinnaseliigist.<br />

Pinnase laboratoorseks katsetamiseks võetakse kaevandist või puuraugust proovid.<br />

Proovi võtmiseks kasutatav proovel peab tagama laboris määratava omaduse<br />

arvväärtuse usaldusväärse suuruse. S<strong>ee</strong>tõ<strong>ttu</strong> peaksid proovlid vastama tea<strong>tud</strong><br />

nõuetele.Olenevalt pinnaseliigist ja pinnase omadustest, mida tahetakse määrata, tuleb<br />

valida sobiv proovli tüüp.<br />

Peamised proovlite tüübid on järgmised:<br />

– ava<strong>tud</strong> toruga löökidega süvistatav paksuseinaline proovel;<br />

– ava<strong>tud</strong> toruga surutav õhukeseseinaline proovel;<br />

– surutav kolbproovel.<br />

Ava<strong>tud</strong> toruga löökidega süvistatav proovel (joonis 11.10) on üks vanemaid.<br />

Laialdaselt on kasutusel Am<strong>ee</strong>rikas. Eestis ei ole kasuta<strong>tud</strong>. Peale pinnaseproovi<br />

saamise kasutatakse penetr<strong>ee</strong>rimiseks (standartne penetratsioonikatse, standard<br />

penetration test STP), kusjuures mõõdetakse löökide arvu 30 cm süvistamiseks.<br />

Saadavad proovid on riku<strong>tud</strong> struktuuriga, mis võimaldavad siiski igasuguste pinnaste<br />

liigitamist.


11<br />

Joonis 11.10 Ava<strong>tud</strong> toruga löökidega süvistatav proovel (SPT)<br />

Parema kvalit<strong>ee</strong>diga pinnaseproove on võimalik saada õhukeseseinaliste proovlitega<br />

ja eriti kolbproovlitega (joonis 11.11 ja 11.12). Üldtunnustatult on võimalik piisava<br />

kvalit<strong>ee</strong>diga proove savipinnaste jäikuse ja tugevuse määramiseks saada ainult<br />

õhukeseseinaliste kolbproovlitega. Eesti uurimisfirmadel sellised proovlid puuduvad<br />

ja sellega ka reaalselt võimalused savipinnaste jäikuse ja tugevuse usaldusväärsete<br />

param<strong>ee</strong>trite määramiseks. Õhukeseseinalised proovlid ei ole kasutatavad kruusa ja<br />

kive sisaldavast pinnasest proovide võtmiseks.<br />

Proovlite kvalit<strong>ee</strong>ti hinnatakse<br />

– pindalateguriga<br />

– siselõtku teguriga<br />

– lõikenurgaga<br />

Pindalategur – väljatõrju<strong>tud</strong> pinnase mahu ja proovi mahu suhe.<br />

2 2<br />

d 2 − d1<br />

Ca<br />

=<br />

2<br />

d1<br />

d 1 – otsaku siseläbimõõt<br />

d 2 – otsaku välisläbimõõt (joonis 11.13)<br />

Paksuseinalisel proovlil üle 15%, õhukeseseinalisel alla 15%. Ideaalseks loetakse<br />

pindalategurit 10%, kuid ka proovlid pindala teguriga 20% tagavad sageli piisavalt<br />

kvalit<strong>ee</strong>tsete proovide võtmise.


12<br />

Joonis 11.11 Ava<strong>tud</strong> toruga õhukeseseinaliste proovlite vanemad tüübid<br />

Joonis 11.12 Erinevad proovlite tüübid<br />

Siselõtku tegur<br />

d3<br />

− d<br />

β =<br />

d<br />

1<br />

d 3 – siseläbimõõt<br />

1


13<br />

S<strong>ee</strong> peaks olema piisavalt suur, et lubada piira<strong>tud</strong> laienemist proovil ja küllalt väike,<br />

et vältida ülemäärast paisumist. lühikesel proovlil peaks siselõtkutegur olema piirides<br />

0 – 0,5 % ja pikal proovlil 0,75 – 1,5 %.<br />

Joonis 11.13 Proovli mõõtmete<br />

tähised<br />

Peale <strong>ee</strong>ltoodute on kasutusel v<strong>ee</strong>l erinevaid proovlite tüüpe. Näiteks pinnase<br />

fooliumiga kattev Rootsi proovel (joonis 11.14). Proovi hoidmiseks proovli<br />

väljatõstmisel on kasuta<strong>tud</strong> õhukestest lehtvedrudest lukustusega proovleid. Selline<br />

lukustus soodustab aga pinnase struktuuri rikkumist.<br />

Joonis 11.14 Fooliumiga Rootsi proovel<br />

Kaevandite ja puuraukude kõrval kasutatakse pinnasekihtide piiride täpsustamiseks ja<br />

ka pinnaste omaduste hindamiseks mitmesuguseid penetr<strong>ee</strong>rimism<strong>ee</strong>todeid.<br />

Välitöödel kasutatakse järgmisi penetrom<strong>ee</strong>trite liike<br />

– Surupenetrom<strong>ee</strong>ter (cone penetration test CPT) ja piesokoonuskatse<br />

(CPTU).


14<br />

– Löökpenetrom<strong>ee</strong>terkatse (dynamic probing DP)<br />

– K<strong>ee</strong>rdpenetratsioonikatse (weight sounding test WST).<br />

– Standardne penetratsioonikatse (standard penetration test SPT)<br />

Surupenetr<strong>ee</strong>rimine CPT ja CPTU.<br />

Joonis 11.15 Elektrilise surupenetrom<strong>ee</strong>tri otsak<br />

Pinnasesse püsiva kiirusega (2 mm/s) surutav standardse koonilise otsikuga varras.<br />

Otsiku läbimõõt 35,7 mm, pindala 1000 mm 2 , koonuse tipunurk 60°. Mõõdetakse<br />

surumiseks vajalikku jõudu, hõõrdehülsi abil hõõrdetakistust, piesokoonusel ka<br />

pooriv<strong>ee</strong>rõhku. Avaldatakse koonustakistus: q c – jõud jaga<strong>tud</strong> otsaku pinnale, kohalik<br />

erikülghõõre f c – mõõde<strong>tud</strong> hülsile mõjuv hõõrdejõud jaga<strong>tud</strong> hülsi külgpindalaga.<br />

Surupenetrom<strong>ee</strong>trid on küll mitmesuguse konstruktsiooniga, kuid mõõtmed ja<br />

katsemetoodika on kõikjal samasugune. S<strong>ee</strong>pärast on kogu<strong>tud</strong> rohkesti võrdlevat<br />

materjali, mis võimaldab surupenetr<strong>ee</strong>rimise andmeid kasutada pinnaseprofiili<br />

määramise kõrval ka pinnase tugevus- ja jäikusparam<strong>ee</strong>tri hindamiseks. Eriti allpool<br />

põhjav<strong>ee</strong> taset asetsevate liivpinnaste puhul on s<strong>ee</strong> valdavaks võimaluseks.<br />

Jõudu mõõdetakse mehaanilise dünamom<strong>ee</strong>triga (joonis 11.16) või elektriliselt (joonis<br />

11.15)


15<br />

Joonis 11.16 Hollandi penetrom<strong>ee</strong>ter ja hõõrdehülsiga<br />

penetrom<strong>ee</strong>ter<br />

Löökpenetr<strong>ee</strong>rimine (dynamic probing DP).<br />

Löökpenetr<strong>ee</strong>rimisel süvistatakse koonus löökidega (joonis 11.17)<br />

Joonis 11.17 Löökpenetrom<strong>ee</strong>tri otsik


16<br />

Penetratsioonitakistust mõõdetakse löökide arvuga kindlaks määra<strong>tud</strong> pikkusega<br />

süvistamiseks pinnasesse. Tähistatakse N 10 või N 20 – löökide arv 10 või 20 cm<br />

süvistamiseks.<br />

Erinevalt surupenetrom<strong>ee</strong>trist ei ole löökpenetrom<strong>ee</strong>trid kõikjal ühesugused.<br />

Peamiselt rammimiseadme kaalu ja koonuse mõõtmete poolest erinevad seadmed on<br />

järgmised:<br />

– kerge löökpenetratsioon (DPL);<br />

– keskmine löökpenetratsioon (DPM);<br />

– raske löökpenetratsioon (DPH);<br />

– väga raske löökpenetratsioon (DPSH-A);<br />

– väga raske löökpenetratsioon (DPSH-B).<br />

Nende penetrom<strong>ee</strong>trite mõõtmed ja massid on standardis<strong>ee</strong>ri<strong>tud</strong> EN ISO 22476 – 2.<br />

Eeltoodute kõrval kasutatakse ka nendest mõningal määral erinevaid seadmeid.<br />

Joonisel 11.18 on toodud Rootsis (ka Eestis) kasutatavad löökpenetrom<strong>ee</strong>tri HfA<br />

otsikud<br />

Joonis 11.18 Rootsis kasutatava löökpenetrom<strong>ee</strong>tri HfA<br />

otsikute ja varraste mõõtmed<br />

Löökpenetr<strong>ee</strong>rimisega on võimalik läbida oluliselt tugavamaid pinnasekihte<br />

surupenetr<strong>ee</strong>rimisega. Kasutatakse koos puurimisandmetega peamiselt erinevate<br />

pinnasekihtide piiride määramiseks. Koos teiste in situ katsete tulemustega on<br />

võimalik tea<strong>tud</strong> pinnaste kokkusurutavuse ja tugevuse hindamine.<br />

Löökide arvu N 10 või N 20 kõrval interpret<strong>ee</strong>ritakse katsetulemusi otsaku eritakistuse r d<br />

või dünaamilise takistuse q d kaudu. N<strong>ee</strong>d arvutatakse valemitega<br />

mgh<br />

m<br />

r d<br />

= qd<br />

= rd<br />

Ae m + m′<br />

kus<br />

m vasara mass, kg;<br />

g raskuskiirendus, N/kg;<br />

h vasara langemiskõrgus, m;


17<br />

A koonuse aluse pindala, m 2 ;<br />

E keskmine penetratsioon m-tes löögi kohta;<br />

m′ jatka<strong>tud</strong> varraste, alasi ja juhikute mass, kg.<br />

K<strong>ee</strong>rdpenetratsioonikatse (weight sounding test WST)<br />

K<strong>ee</strong>rdpenetrom<strong>ee</strong>tri osad on kruvikujuline otsak (joonis 11.19), vardad, raskused ja<br />

käepide või pööramisseade. Nõrgas pinnases, kui takistus on vähem kui 1 kN,<br />

kasutatakse k<strong>ee</strong>rdpenetratsiooni surupenetratsioonina. Kui sellise koormuse juures<br />

otsak ei süvistu k<strong>ee</strong>ratakse otsak pinnasesse ja registr<strong>ee</strong>ritakse poolpöörete arv 20 cm<br />

süvistamiseks.<br />

Joonis 11.19 K<strong>ee</strong>rdpenetrom<strong>ee</strong>tri otsak<br />

K<strong>ee</strong>rdpenetrom<strong>ee</strong>tri läbitavus on hea isegi kõvas savis ja tihedas liivas. Penetrom<strong>ee</strong>ter<br />

on kasutatav kitsastes tingimustes, kus suru- või löökpenetrom<strong>ee</strong>trit ei ole võimalik<br />

kasutada. Katsetega selgita<strong>tud</strong> korrelatiivsete seoste korral on võimalik<br />

k<strong>ee</strong>rdpetratsiooniga hinnata pinnase tugevus- ja jäikusparam<strong>ee</strong>treid.<br />

Peamiste välikatset kasutatavus on toodud tabelis 11.1. Lisaks <strong>ee</strong>ltoodud katsetele on<br />

tabelis vaadeldud ka tiivikatset (Field vane test FVT), koormusplaatkatset (Plate<br />

loading test PLT) ja pressiom<strong>ee</strong>terkatset (pressiom<strong>ee</strong>ter test PMT).<br />

Tabelis on kasuta<strong>tud</strong> järgmisi tähiseid:<br />

JP jämedateraline pinnas – kruus, liiv<br />

PP p<strong>ee</strong>neteraline pinnas – möll, savi<br />

1 suur usaldusväärsus<br />

2 keskmine usaldusväärsus<br />

3 väike usaldusväärsus<br />

- ei kasutata


18<br />

Tabel 11.1 Peamiste välikatsete kasutatavus<br />

Omadus CPT, CPTU DP WST STP PMT FVT PLT<br />

JP PP JP PP JP PP JP PP JP PP JP PP JP PP<br />

Pinnase liik 2 2 3 3 - - 2 1 3 3 - - - -<br />

Kihi piirid 1 1 1 2 - 2 2 2 3 3 - - - -<br />

V<strong>ee</strong>sisaldus - - - - - - 2 2 - .- - - - -<br />

Pl. piirid - - - - - - - 2 - - - - - -<br />

Mahukaal 2 2 2 - - - 2 2 - - - - - -<br />

Tugevus 2 1 2 3 2 - 2 3 1 1 - 1 1 1<br />

Jäikus 1 2 2 2 2 - 2 2 1 1 - - 1 1<br />

Tabelis 11.2 on toodud välikatsete andmetel tuginevad liiva sisehõõrdenurgad ja<br />

jaotus tiheduse järgi.(Bergdahl U., Ottosson E., Malmborg BS., Plattgrundläggning<br />

(Spread foundation). Stockholm AB Svensk Byggtjänst. 1993.)<br />

CPT<br />

q c<br />

WST<br />

Poolpöörete arv<br />

0,2 m kohta<br />

DP (HfA)<br />

Löökide arv<br />

0,2 m kohta<br />

ϕ<br />

°<br />

Suhteline tihedus<br />

0-2,5 0-10 0-4 19-32 Väga kohev<br />

2,5-5,0 10-30 2-8 32-35 Kohev<br />

5,0-10,0 20-50 6-14 35-37 Kesktihe<br />

10,0-20,0 40-90 10-30 37-40 Tihe<br />

20,0-30,0 90-130 >25 40-42 Väga tihe<br />

Tabelis toodud löökpenetrom<strong>ee</strong>tri löökide arv, mis korrig<strong>ee</strong>ri<strong>tud</strong> arvestades varraste<br />

hõõret. K<strong>ee</strong>rdpenetr<strong>ee</strong>rimise poolpöörete arvu tuleb mölli puhul jagada 1,3-ga enne<br />

tabeli kasutamist..<br />

11.5 Pinnaseuuringute aruanne<br />

Väliuuringute ja laboriteimide tulemuste alusel koostatakse aruanne. Aruanne peab<br />

sisaldama konkr<strong>ee</strong>tse ehitise geotehniliseks projekt<strong>ee</strong>rimiseks kogu vajaliku<br />

informatsiooni.<br />

Tavaliselt koosneb uuringu aruanne järgmistest osadest:<br />

1. Sissejuhatus. Sissejuhatuses esitatakse andmed uuringu asukoha ja<br />

kavandatava ehitise kohta, uuringu tellija, uuringu käigus teh<strong>tud</strong> väli- ja<br />

laboritööd ja nende maht, uuringu aeg ja uuringuga seo<strong>tud</strong> personal.<br />

Uuringus kasuta<strong>tud</strong> varasemate tööde loetelu.<br />

2. Andmed pinnaste kohta. Esinevad pinnasekihid, nende paksused ja üldised<br />

omadused<br />

3. Andmed põhjav<strong>ee</strong> kohta. Põhjav<strong>ee</strong> tase ja võimalikud kõikumised.<br />

Survelise põhjav<strong>ee</strong> olemasolu ja piesom<strong>ee</strong>trilised rõhud. Andmed<br />

k<strong>ee</strong>milise koostise ja reostatuse kohta, mõju ehitusmaterjalide<br />

korrosioonile.<br />

4. Muu vajalik informatsioon (näiteks uuritaval alal esinevad vanad<br />

vundamendid, tunnelid, torustikud, toimuvad geoloogilised protsessid,<br />

5. Pinnase oluliste param<strong>ee</strong>trite (nihketugevuse, jäikuse, v<strong>ee</strong>juhtivuse)<br />

määramise m<strong>ee</strong>todid. Kui kasutatakse korrelatsioone nende määramiseks<br />

peab esitama, siis peab n<strong>ee</strong>d korrelatsioonid ja nende kasutatavuse<br />

dokument<strong>ee</strong>rima. Param<strong>ee</strong>trite tuleta<strong>tud</strong> väärtused (või normväärtused).<br />

6. Väli- ja laborikatsete protokollid.


7. Maa-ala plaan uuringupunktide näitamisega. Plaanil peaks olema<br />

kavandatava ehitise kontuur<br />

8. Puuraukude geoloogilised tulbad.<br />

9. Geoloogilised lõiked.<br />

19

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!