Standard Penetration Test i jämförelse med traditionell markundersökning med Hejarsondering

Sammanfattning: Geotekniska undersökningar används för att få en uppfattning om markförhållanden. Ett exempel på en geoteknisk undersökningsmetod är standard penetration test (SPT). Denna metod kombinerar dynamisk sondering med provtagning och används för att kunna härleda bärförmåga i en jord. Metoden uppstod i början av 1900-talet och utrustningen korrigerades fram till 1930-talet. Sedan dess har utvecklingen av metoden i princip stått still. Det finns ingen internationell standard för SPT idag och metoden kan därför skilja sig i olika delar av världen. Sonderingen utförs i botten av ett förborrat borrhål med en öppen provtagare. Serier om maximalt 450 millimeter kan tas samtidigt och intervallet mellan serierna rekommenderas till 0,75–1,5 meter. SPT är en välanvänd metod internationellt sett, medan användandet i Sverige är begränsat. En av de mer frekvent använda dynamiska sonderingsmetoderna som används i Sverige är hejarsondering med frifallshejare och fast dyna (HfA). Metoden utvecklades från den traditionella hejarsonderingsmetoden under 1960-talet och sedan HfA standardiserades på 1970-talet har metoden knappt utvecklats. Idag finns metoden i den europeiska standarden under namnet DPSH-A med tillägg i en svensk bilaga. HfA använder sig av en konspets som slås ned av en fallande hammare. HfA kan användas om fasta jordlager söks men även för att härleda jordparametrar som friktionsvinkel och elasticitetsmodul. Syftet med rapporten är att se om metoderna SPT och HfA relaterar till varandra. Undersökningar med respektive metod har genomförts i fyra områden, Luleå hamn, Gammelstad, Aitik respektive Kristineberg. Avståndet mellan sonderingspunkterna för de två metoderna i Luleå hamn, Gammelstad och Kristineberg är ungefär en meter, medan avståndet i Aitik varierar mellan 10–30 meter. För att avgöra vilken jordart sonderingarna utförts i har okulär jordartsbedömning gjorts på provtagning från SPT för områdena Luleå hamn, Aitik och Kristineberg. För proverna från Gammelstad har siktningslaboration utförts. Rekommendationer för att korrigera uppmätt antal slag för SPT tar hänsyn till olika faktorer beroende på vart metoden geografiskt sett används. Enligt den europeiska standarden ska metoden korrigeras för energiförhållandet i testutrustningen, längden på borrstål samt vertikalspänning orsakat av överbelastning av jord. Housing and Building Research Institute rekommenderar att uppmätt antal slag även korrigeras för borrhålets diameter och provtagartyp. Enligt U.S. Department of Transportation ska antalet slag endast korrigeras för energiförhållandet i testutrustningen och för vertikalspänning orsakat av överbelastning av jord. För att beräkna friktionsvinkel utifrån SPT-resultat kan åtta ekvationer användas. Elastisitetsmodul kan beräknas med två ekvationer. För HfA rekommenderas en ekvation för korrigering, en för beräkning av friktionsvinkel och en för beräkning av elasticitetsmodul. Tidigare gjorda jämförelser tyder på att det kan finnas ett samband mellan metoderna. Även resultatet från denna rapport tyder på att det kan vara möjligt att hitta ett samband, även om metoderna skiljer sig i vissa lägen. Elasticitetsmodulen skiljer sig kraftigt mellan HfA och SPT, men även för de två ekvationerna som presenterats för SPT. Friktionsvinkeln för SPT ger en stor spridning och den beräknade friktionsvinkeln för HfA hamnar kring medelvärdet för SPT.