Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1
Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában
Standardization, Design, Quality Assurance and Monitoring of Earth Works in Road Engineering in Austria
Assoc.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Dietmar ADAM
GEOTECHNIK ADAM ZT GmbHWiener Straße 66-72/15/4A-2345 Brunn am Gebirge
MAÚT MérnökakadémiaÚtépítés és geotechnika – szabályok és tapasztalatok
MAKADÁM-KlubBudapest, Lövőház u. 15.
21. november 2007
GEOTECHNIKADAM
Vienna University of TechnologyInstitute for Ground Engineering and Soil Mechanics
A-1040 Vienna, Karlsplatz 13/221
2
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
John Loudon McAdam(1756-1836)
1823 – First American Macadam Road (State of Marylande)
2
3
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
RVS 8.24„Earthworks“
RVS 08.03.01 [draft] „Earthworks under Traffic Routes“
[RVS 8.24]
earthworks(substructure)
4
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Cross Section – Definitions and Standards
EARTH WORKS
PAVEMENT WORKS (without wearing course)
RVS 08.03.01[draft] [8.24]
RVS 08.15.01 [8S.05.11]: base and sub-base layerRVS [8S.05.12]: mechanical stabilized base / sub-base layer
RVS 08.17.01 [8S.05.13]: with binder stabilized base / sub-base layer
RVS 08.03.04: compaction control with the dynamic load plate (LFWD)RVS 08.03.02 [8S.02.06]: continuous compaction control (CCC)
ÖNORM B 4417: static load plate test
3
5
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Traffic Route – Requirements
strength & stability+ serviceability
+ durabilityCOMPACTION
6
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Methods of Ground / Fill Improvement
Ground REPLACEMENT
soil excavation and soil exchange
Ground COMPACTION
surface-near compaction
MECHANICALImprovement
Mixing in suitable granular material to improve poorly graded materials (SP, GP), fine materials (silty or clayey) or soft soils
Ground REINFORCEMENT
reinforcement with geotextiles: in combination with soil replacement to reduce excavation depth
Ground STABILIZATION
stabilization with lime (ÖN EN 14227-11), cement (ÖN EN 14227-10), clinker (ÖN EN 14227-12), hydraulic binder(ÖN EN 14227-13), fly ash (ÖN EN 14227-14)
DEEP IMPROVE-MENT OF SUBSOIL
surcharging and preloadingvertical drainsdeep vibro compaction (RSV/RDV)Deep Dynamic Compaction (DYNIV)pile foundation
123
456
4
7
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Surface-near and Deep Ground Improvement
Dynamic roller compactionvibratory, oscillatory, VARIO,
automatically controlled rollers
Deep vibro compactionvibro compaction, vibro replacement,
grouted stone/gravel columns
Heavy Dynamic Tamping
HARMONIC TRANSIENTPERIODIC
Rapid Impact Compactor
8
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Compaction Depth – Comparison of TechniquesStatic
RollingHeavy Dynamic
Tamping0.2 m0.5 m 0.4 m
1.0 m
10 m
14 m normal range
possible range
Dynamic Rolling R I C
4.5 m
6.5 m
5
9
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Dynamic roller compaction
10
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007Continuous Compaction Control (CCC)
6
11
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Deep Dynamic Compaction(Heavy Tamping)
12
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007Rapid Impact Compactor (RIC)
7
13
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Deep Vibro Compaction in Granular MaterialVibro Compactiondensification and homogenization of granular soil
Penetration of vibrator into soil with pressurized water jet
Compaction by horizontal vibration effect
crater around the vibrator
compactedand
homogenizedgranular soil
14
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Deep Vibro Replacement of Cohesive SoilsPenetration of bottom feed vibrator
Stone / gravel column formation by re-
penetration of vibrator
very soft layer
soft layer
soft layer
Vibro Replacementformation of stone / gravel columns and lateral densification of soft soil
groutedmaterial
oder concrete
8
15
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
claysilt and
silty clays
sand and gravel
rock fill
B A S E
S U B – B A S EE M B A N K M E N T
16
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Classification of Soil Types by Grain Size
FINE-GRAINED (cohesive)hydrometer analysis (sedimentation)
COARSE-GRAINED / GRANULAR PARTICLES (non cohesive)
sieve analysis
BouldersCobbles
GravelSand
SiltClay
border line between sand and silt: d = 0.063 mm
2 mm63 mm
200 mm
0.002 mm
9
17
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Material for Embankments
„Guidelines for Recycling Materials“
For the suitability of embankment materials the state at the time of emplacement is decisive!
E.g.: Jet Grouting return flow = „recycled, light aggregates“ÖNORM EN 132424, 13055-2; ÖNORM B 3137
suitability test (laboratory) + test / calibration field
ÖNORM B 4400
18
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Embankment Materials
≤ 5
15 – 40
5 –
40
5 – 15
≥ 60
< 60
GW
GPGP
SW
SP SP
SM
SC
GM
GC
10
19
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Relationship Water Content – Dry Density
wn
ρsρd = =
ρs
1 +wρsSr ρw
(1-na)ρs
1 +wρsρw
Sr = 1,0 n
a = 0
na = 1,0
dry
dens
ity[g
/cm
3 ]
ρd
S r =
0
Proctor curves
ρd [g/cm3]
w [%]
20
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Proctor Test
Sr = 1,0
Sr = 0,7
ρPr
ρmodPr
wmodPr wPr
modρPr = 1,03 …1,15ρPr
Standard ModifiedProctor Test
Proctor mould Ø150 mm
falling height 450 mmfalling weight 4.5 kg
22 blows/layer 59
3 layers 5
0,6 energy [MJ/m³] 2,65
11
21
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Proctor Curves of Differnet Types of Soils
COARSE GRAINED MATERIALS
FINE GRAINED MATERIALS
SG
G, s
C
C, m
; MM
, s, g
22
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Compaction Control – Spot Testing Methods
D I R E C T
dry densityρd
replacement methods(sand, water, balloon),nuclear gauge probe
ProctorTest
COMPACTION DEGREE
Standard Proctor density
ρPr
DPr = 100 [%]ρdρPr
I N D I R E C T
DENSITY STIFFNESS
CaliforniaBearing Ratio
(CBR)
BenkelmanBeam
static
load platetest
dynamic
Ev1, Ev2 , Ev2/Ev1
DEFORMATION MODULUS
Evd
in-situ labora-tory
12
23
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Determination of Density in FieldSand replacement
Nuclear gaugemethod(Troxler probe)
Tube sampling
24
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Compaction Control – Spot Testing Methods
D I R E C T
dry densityρd
replacement methods(sand, water, balloon),nuclear gauge probe
ProctorTest
COMPACTION DEGREE
Standard Proctor density
ρPr
DPr = 100 [%]ρdρPr
I N D I R E C T
DENSITY STIFFNESS
CaliforniaBearing Ratio
(CBR)
BenkelmanBeam
static
load platetest
dynamic
Ev1, Ev2 , Ev2/Ev1
DEFORMATION MODULUS
Evd
13
25
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMÖIAV Erdbebenseminar, 6. September 2007
Dietmar ADAM: „Erdbeben – Interaktion Boden und Bauwerk“
Static load plate test
Dynamic load plate test with theLight Falling Weight Device
counter weight
device with 3 gaugesload plate∅300mm
hydraulic jack
gauge falling weight
electronicmeasuring device
load plate ∅300mm
F
F(t)
Δσ
measurement of plate displacement
measurement of acceleration
Compaction Control Methods using Load Plate Tests
σ(t)
guide rod
notchingattachment
spring-damper-element
determination of deformation moduluschecking of compaction quality and material stiffnessfor earth works and road construction
26
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Dynamic Load Plate – „Light Falling Weight Device“
Design of device:
• loading device- falling weight- guide rod- spring-damper element
• loading plate• deflection measuring device
Weingart 1977
notching attachment
load plate with sensor
sphere
spring-damper element
falling weight
handle
guide rod
electronic measuring device
14
27
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Standardized Test Evaluation
Δtdetermination of moduli
zr5.1Ev Δ
σΔ=
max
constvd z
r5.1E σ=
]mm[z5.22²]m/MN[E
maxvd =
28
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Research Results Standardization RVS 08.03.04
Requirements on the device:+ → tuning of the device parameters
+ set of disc springs made of steel – synthetic spring (!)+ → exactly defined requirements on the deflection measuring device+ → calibration at least once a year
Standardized test execution and test evaluation:+ → measuring range Evd = 7,5 - 90 MN/m²+ → 3 pre-loading impacts and 3 measuring impacts+ → assumption of a constant maximum ground contact force (max F)+ → simplified determination of the dynamic deformation modulus (Evd)+ → measuring depth (2 x plate diameter), lateral angle of influence (40°)~ → ratio “s/v” as criterion for the compaction quality– → direct correlation with values obtained by static load plate tests
15
29
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Check of the required Ev1 with the LFWD
15410 vvd EE +=15
6vvd EE =
req Ev1
< 25 MN/m2 no
yes
cohesive material
yes
no
%~Δ
FaktorEE
EEvd
vdvdmvd
1)100
)%(~1( ⋅
Δ+⋅=
calibration factor of device
RVS 08.03.01[draft] [8.24]
RVS 08.03.01 [draft]
Ev1 Evd ref Evd ref Evd Evd[MN/m²] [MN/m²] [MN/m²] [MN/m²] [MN/m²]
nichtbindig bindig nichtbindig bindig0,0 0 10 0,0 10,02,5 3 12 3,0 12,05,0 6 14 6,0 14,07,5 9 16 9,0 16,0
10,0 12 18 12,0 18,112,5 15 20 15,0 20,115,0 18 22 18,1 22,217,5 21 24 21,1 24,220,0 24 26 24,2 26,322,5 27 28 27,3 28,425,0 30 30 30,5 30,527,5 33 33,6 30,0 34 34,7 32,5 36 36,8 35,0 38 38,9 37,5 40 41,0 40,0 42 43,2 42,5 44 45,4 45,0 46 47,5 47,5 48 49,7 50,0 50 51,9 52,5 52 54,1 55,0 54 56,4 57,5 56 58,6 60,0 58 60,9 62,5 60 63,1 65,0 62 65,4 67,5 64 67,7 70,0 66 70,0 72,5 68 72,3 75,0 70 74,7 77,5 72 77,0 80,0 74 79,4 82,5 76 81,8 85,0 78 84,2 87,5 80 86,6 90,0 82 89,0 92,5 84 - 95,0 86 - 97,5 88 HMP2443 - 100,0 90 18.10.2005 -
Abweichung in % = [ -0,29725853 + (Evd * 0,07197705) + (Evd² * 0,0005825276) ]Evd-Faktor= MW / 7070 = 1,00873
Must er
calibrationlimit
SAMPLE
RVS 08.03.04
30
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Selection of Compaction Control Method (RVS 08.03.01[draft])
1. Dynamic Load Plate Test (LFWD) Evd2. Static Load Plate Test Ev13. Compaction degree DPr:
determination of Proctor density ρPr+ determination of density in field ρd3.1 sand replacement3.2 water replacement3.3 nuclear gauge probe
4. Continuous Compaction Control (CCC)
other control methods:Benkelman Beamdynamic penetration tests (e.g. DPH)
levelling
StandardsRVS 08.03.04
ÖNORM B 4417
ÖNORM B 4414-2DIN 18125-2
Bulletin FGSV
ÖNORM B 4418
RVS 08.03.02
Bulletin FGSVÖNORM B 4405 + B 4419
or
or
when area of subgrade level≥ 30,000 m²
16
31
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Continuous Compaction Control (CCC)
Quality management system
Continuous Compaction Control (CCC)Roller-integrated and continuous „on-line“-control of compaction progress
- Optimization of compaction procedure
- Self-control
- Acceptance testing
Drum acceleration
GPS-supported positioning!
32
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Automatically Controlled Compaction
recordings
automatic inclination of exciter unit
17
33
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Operating Modes of Vibratory Roller Drums
drum motion Interaction drum-soiloperating condition soil contact force
application of
CCC
soil stiffness
roller speed
drum ampli-tude
continuous contact
CONT. CONTACT yes low fast small
PARTIAL UPLIFT yes
DOUBLE JUMP yes
ROCKING MOTION no
chaotic non-periodic loss of contactCHAOTIC MOTION no high slow large
perio
dic
perio
dic
loss
of c
onta
ct
left right
34
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Compactometer – CMV is based on the evaluation of the acceleration in thefrequency domain
Terrameter – OMEGA is based on the evaluation of the energy transmitted to the soil in the time domain
Terrameter – EVIB inclination of the soil contact force displacement relationship during loading; time domain
ACE – kB derived from the soil contact force displacement relationship at maximum drum deflection; time domain
CCC-systems
18
35
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
CCC-values – CMV, OMEGA, Evib, kBCCC-VALUES
0 %
10 %
20 %
30 %
40 %
50 %
60 %
70 %
80 %
90 %
100 %
0 20 40 60 80 100 120
E - MODULUS SOIL [MN/m²]
CC
C-V
ALU
ES [%
OF
MA
X. V
ALU
E]
CMVOMEGA
EvibkB
DOUBLE JUMP
CO
NT.
CO
NTA
CT
PARTIAL UPLIFT
36
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
CMV in Dependence of the Operating Conditions
largeamplitude
smallamplitude
contact
double jump
partial uplift
rocking motion, chaotic
„soft“ soil
28 Hz
„stiff“ soil
19
37
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Comparison of Different CCC-Values
28 Hz
CM
V
OM
EGA
E vib
k B
contact
double jump
partial uplift
rocking motion, chaotic
contact
double jump
partial uplift
rocking motion, chaotic
contact
double jump
partial uplift
rocking motion, chaotic
contact
double jump
partial uplift
rocking motion, chaotic
38
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Earth Work RVS 08.03.01[draft] [8.24]
∧ ∨ ∧∨ +
20
39
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Continuous Compaction Control (CCC)
H = 25 m
Länge der Dammkrone 170 m
test site
calibration
Calibration of CCC-valuesDetermination of a clear correlation between soil stiffness and CCC-valuesstatic load plate test
test compaction
40
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Calibration of CCC-values
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 10 20 30 40 50 60
Ev1, Ev2, Evd [MN/m²]
CC
C-V
ALU
E [
]
Determination of regression line
CC
C-V
ALU
E
r > 0,7
Test site to be situated on typical area within construction site
Static load plate 9 testsDynamic load plate 36 tests (4 x 9)
CCC-values
high values
mean values
low values
Layer thickness and different depth effects have to be taken into account!
21
41
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Calibration of CCC-values
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 10 20 30 40 50 60
Ev1, Ev2, Evd [MN/m²]
CC
C-V
ALU
E [
]
r > 0,7
limit EV-value
+ 5%- 5%
MV
MAX
MIN
0,8 MIN
MV double jump
Determination of limit values
According to Austrian guidelines and regulations
RVS 8S.02.6
20%
50%
SDCCC … STANDARD DEVIATION < 20%ΔCCC … INCREASE < 5%
RVS 08.03.02
42
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Continuous Compaction Control (CCC)
“REPRODUCEABILITY”“UNIFORMITY”
ΔCCC < 5%
MAX … MAXIMUM VALUEMV … MEAN VALUE CALIBRATIONMIN … MINIMUM VALUE0,8MIN … 80% MINIMUM VALUESDCCC … STANDARD DEVIATION < 20%
ROLLER LANE [m]
CC
C V
ALU
E [C
MV,
OM
EGA
, Evi
b]
22
43
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Acceptance Test („Identitäts-[Abnahme-]Prüfung“)subgrade (RVS 08.03.01[draft] [8.24])
44
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Acceptance Test („Identitäts-[Abnahme-]Prüfung“)
base and sub-base (RVS 08.15.01 [8S.05.11])
23
45
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
gravel filternatural soil
backfill
level of subgrade
frost protection layer (RVS 08.15.01 [8S.05.11])
drainage
level of subgradefrost protection layer
subgradeRVS 08.03.01[draft]
[8.24]
base + sub-baseRVS 08.15.01 [8S.05.11]RVS 03.08.63 [3.63]
backfill
embankment fill
natural soil
material + compactionacc. to RVS 08.03.03 [8B.04.01]
DPr = 100% , Ev1 ≥ 35 MN/m² , Evd ≥ 38 MN/m²
DPr = 101% , Ev1 ≥ 60 MN/m² , Evd ≥ 58 MN/m²
Backfill of bridge abutments
Backfill – track in fill
Backfill – track in cut
GW-GPSW-SPGM-GCSM-SC
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 10 20 30 40 50 60
Ev1, Ev2, Evd [MN/m²]
CC
C-V
ALU
E [
]
highvalues
lowvalues
meanvalues
MAX = 103,74MW = 80,44MIN = 69,16
0,8 MIN = 55,33r = 0,87
limit EV1-value: 35 MN/m²
+ 5%- 5%
MV
MAX
MIN
0,8 MIN
MV double jump
roller compactiondrum typesContinuous Compaction Controlcalibration of CCC-valuesdynamic load plate (LFWD)
24
47
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Embankment on Soft Soil – Measurement of Deformations
soft soil
stiff soil / bedrock
settlementcolumn
verticalinclinometer
piezometer
gauge mark
gauge markgauge mark
horizontal inclinometer
48
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Prediction of Final Settlement – Sherif (1973)
measuredsettlements
time-load curve
regression line
1
time [d]
p[kN/m²]
ξ
s
ξst
a
b
extrapolatedfinal settlement
st=∞
pmaxmaxpp
=ξ
sm
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡cmd ξ
st
measurement of settlements s
documentation of load history p
assumption: hyperbolic functionfor settlement curve
dimensionless parameter ξ
adaption of settlement curve to the load history
transformation:
regression line: a + b.t
extrapolation: st=∞ = 1/b
interpolatedtime-settlement curve
ÖNORM B 4431-2
ξtba
tts+
=)(
maxpp
=ξ
ξsts →
25
49
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Monitoring of Slope Deformations
extensometer in borehole
inclinometer gauge- lateral inclination- axial incremental displacementdeflectometer
multiple rod extensometer
anchor force measurement
50
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
26
51
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
52
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
27
53
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
RVS 8.24
54
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
RVS 8.24 RVS 08.03.01
CUT !!!
28
55
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Methods of Ground Improvement
Ground REPLACEMENT
Ground COMPACTION
Ground CEMENTATION
Ground REINFORCEMENT
Ground DRAINAGE
soil excavation and soil exchange
surface-near compaction, deep vibro compaction, heavy dynamic tamping, Rapid Impact Compaction
soil stabilization with cement and lime, grouting, jet grouting, soil freezing
vertical drains, vacuum consolidation, surcharging and preloading
reinforcement, cell structures
MECHANICAL Ground
Improvement
56
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Technical Testing Standard TP BF - StB part B 8.3
Dynamic load plate test with the Light Falling Weight Device (LFWD)1. Application range → Evd = 15 - 80 MN/m²
Testing of bearing capacity and compaction quality of soils and unbound base layers in earth works and construction of traffic systems
2. Terms
3. Devices → dimensions, masses, measurement data acquisition, tolerances
4. Testing conditions → soil characteristics and inclination of testing surface
5. Test execution → 3 pre-loading impacts + 3 measuring impacts
6. Test report and evaluation
7. Calibration of the device → carried out by a certified institute(at least once a year)
→ loading device adjustment of falling height + possibly spring prestressing
→ displacement measuring device
29
57
Technische Universität WienInstitut für Grundbau und Bodenmechanik
VÖBU-Veranstaltung „Vom Ziegelschutt zur Tiefenverdichtung“, 8. November 2005D. Adam & I. Paulmichl: „Bodenphysikalische Grundlagen der Bodenverbesserung“
Oberflächenverdichtung mit Walzen1. statische Walzen
2. dynamische Walzen2.1 Vibrationswalze2.2 Oszillationswalze2.3 Walze mit Richtschwinger2.4 automatisch geregelte Walzen (VARIOCONTROL,
VARIOMATIC, ACE)
2.4
2.1 2.2
static vibration
oscillation horizontal
vertical stresses
30
static vibration
oscillation horizontal
shear stresses
60
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Compaction Control Methods using Load Plate Tests
static load plate testdynamic load plate test
counter weight
device with 3 gaugesload plate
hydraulic jack
gauge
falling weight
electronicdevice
load plate
F
F(t) q
measurement of plate displacement
measurement of acceleration
determination of deformation moduluschecking of compaction quality and bearing capacityfor earth works and road construction
31
61
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Dynamic Load Plate – „Light Falling Weight Device“
Weingart 1977
62
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
CCC-value Evib time domain
Schwingweg z1
Bod
enko
ntak
tkra
ft F
bei Sprungbetrieb Belas
tung
Entla
stun
g
ΔFΔz1
90%
40%10
0%
ΔF
Δz1
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⋅⋅++⋅⋅ν−
⋅⋅⋅π⋅+⋅ν−⋅
π⋅⋅⋅=
ΔΔ
))2/()(16)1(
)2(ln(5,014,2)1(2
2
2
321
dgmmmEa
aEzF
reb
vib
vib
32
63
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
CCC-value kB time domainFerr=(me.e.ω²).sin(ω.t).Vario
ω.t
Sch
win
gweg
z1
Err
eger
kraf
t
max Ferr
π 2π 3π 4π
ϕm
ax z
1
2.A
(z1) ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ ϕ⋅⋅⋅++⋅ω=
)(
2
1
)cos()()(z
eebB A
Varioemmmk
Belas
tung
Ent
last
ung
F(z1
=0)
Fmax
2.A(z1)
Bod
enko
ntak
tkra
ft F
Schwingweg z1
bei Sprungbetrieb
)(
)0(
1
1)(
z
rebzB A
gmmmFk
⋅++−= =&
contact
loss of contact
64
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Earth Work RVS 08.03.01 (RVS 8.24) … revision
33
65
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Earth Work RVS 08.03.01[draft] [8.24]
+∧ ∨ ∧∨
66
24.01.2005GEOTECHNIK
ADAMD. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“
Budapest, 21. november 2007
Acceptance Test („Identitäts- [Abnahme-] Prüfung“)