Inom geotekniken behövs ofta jordlagerföljden och jordens egenskaper bedömmas. För att göra detta används ofta sonderingsmetoden Cone Penetration Test (CPT), som används främst till att ge en preliminär bedömning av jordlagerföljden och en uppskattning av geotekniska egenskaper. CPT-sondering är en avancerad metod som ställer högre krav på både fältgeotekniker och handläggande geotekniker jämfört med andra metoder och är en metod där många faktorer påverkar resultatet. Detta examensarbete undersöker vilka faktorer som påverkar CPT-sondering med fokus på utrustning och handhavandet hos teknikkonsultföretaget WSP i Östergötland. Syftet med arbetet är att jämföra och utvärdera metod och resultat hos WSP för att se om det finns några skillnader i handhavandet och mellan de tre olika sonderna som är använda i studien. I studien utfördes 12 stycken CPT-sonderingar i samma område och dessa utfördes av samma fältgeotekniker, där häften av sonderingarna var utförda med förborrning och vattenfyllt sonderingshål och den andra hälften utförda med endast förborrning. Dessutom utfördes en skruvprovtagning i området. När sonderingarna var gjorda utvärderades resultaten i programvaran Conrad. Sonderingarna utfördes i ett område mellan Vånga och Göten, väster om Norrköping och området består främst av silt med lager av sand. Resultatet av studien visar att sond A har de jämnaste resultaten och orsaken till detta är troligtvis att denna sond är den som senast har kalibrerats. Efter sondering 2-C upptäcktes en skada på friktionshylsan för sond C, friktionshylsan byttes ut och trots detta ser resultatet för denna sond bra ut. Den första sonderingen gjord efter byte av friktionshylsan avviker dock i resultatet jämfört med de andra sonderingarna gjorda med sond C. Resultatet från sond B visar att denna sond uppnår lägre värde jämfört med de andra sonderna. En orsak till detta anses vara att denna sond är den sond som är kalibrerad med det tidigaste datumet. Slutsatsen i studien är att de faktorer som påverkar resultatet mest är kalibrering, att sonden är vätskemättad och att kontroller har utförts av sonden innan och efter sonderingen.

Thesis (doctoral)--Universiteit van Amsterdam. / Summary in English, Dutch, German and French.

<p>The main purpose of this thesis has been to find a way to evaluate the soil parameters for the Total sounding method (TS), such as the inner friction angles and settlement modules. This study only includes an analysis of soil profiles from the Stockholm region. The chosen location for the study is a proposed residential area east of Igelstaviken in Södertälje. Presently, the subject plot is located in a residential area and is also adjacent to a school area.</p><p>Total sounding is originally a Norwegian soil testing method. The differences between the sounding methods (weight-, ram-, CPT-sounding) are for instance how the sound is driven into the ground and what kind of parameters that are registered. Compared with other soundings methods such as weigh sounding, ramsounding, and CPT sounding, total sounding is not as widely used in Sweden. This method is also rather new and consequently few previous studies have been conducted in this area.</p><p>The subject location, Igelsta Shore has a characteristic soil profile that provides a representative snapshot of the soil composition in Stockholm.. This is a mixed soil composition consisting offriction soils, cohesive soils, and boulders. The are is known for its glacier tills and is called “Södertäljestråket”. There is a contaminated area at the location where the study is made it is area is enclosed for a possible future decontamination. Moreover, fill deposits exits in the south part of the study location which areare leftovers from the Igelsta heat plant.</p><p>The study covers sounding results from the examinded area. For Total sounding the feed force has been calculated into point pressure to be comparable to the point pressure from the CPT (Cone Penetration Test). When CPT’s and TS’s point pressures were compared a factor were empirically found to describe the relation between the point pressures for these two methods.</p><p>This factor made it possible to evaluate the friction angles and the settlement modules from Total sounding. These parameters were then compared to the inner friction angles and the settlement modules for CPT, weight sounding and ram sounding. The comparison was made in order to ensure that the soil profile could be evaluated by this method. The evaluation computer program CONRAD was used to evaluate the inner frictional angles and settlement modules in a addition to this.</p><p>Conclusively this study shows that the inner friction angles and the settlement modules can be evaluated from the sounding results of Total sounding by means of an empirically calculated factor. This factor has made it possible to compare CPT and TS result, thus enabling the use of this data in evaluating soil profiles.</p> / QC 20100824 / ringar, isälv, avlagringar

Vid geotekniska fältundersökningar används ofta ”Cone Penetration Test” (CPT-sondering). Denna metod ger en bedömning av jordlagerföljd samt en uppskattning av de geotekniska egenskaperna. Metoden används i lösa till fast lagrade jordar med kornstorlekar upp till grusfraktion, alltså jordar där en sond kan tryckas ned utan slag eller rotation.  När en CPT-spets penetrerar en vattenmättad tät jord sker en omlagring av jorden varvid en lokal ökning av portrycket sker. När ett portrycksutjämningstest utförs, stoppas den nedåtgående rörelsen av sonderingen under en viss tid och portrycket tillåts att klinga av.  Det portryck som sedan uppmäts förväntas motsvara det rådande porvattentrycket på nivån. Syftet med denna studie är att utreda om metoden är lämplig att använda vid mätning av portryck samt om den kan ersätta portrycksspetsar i vissa fall, exempelvis vid tidiga skeden av projekt etc. Studien utfördes för att bedöma hur lång tid portrycksutjämningsförsök tar beroende på jordens permeabilitet, om resultatet blir annorlunda om artesiskt portryck råder, hur resultatet skiljer sig beroende på vilken jordtyp försöket utförs i, om resultatet blir liknande som vid mätning med BAT-portrycksspets samt om det går att hitta samband mellan resultat för försök som är utförda i liknande jord. Den geotekniska fältundersökningen genomfördes i Röbäck som är beläget sydväst om Umeå centrum. Fältundersökningen var tidsmässigt begränsat till 3 dagar. Portrycksutjämnings-försöken tilläts pågå under maximalt 2 timmar per nivå eller till dess att portrycksutjämningen klingat av. Undersökningarna är huvudsakligen utförda i sulfidhaltig jord och endast en typ av CPT-utrustning har använts. Inga portryck som uppmättes vid portrycksutjämningsförsöken var lägre än de som mättes i de installerade portrycksspetsarna för samma nivå. Det tog längre tid för portrycket att klinga av där försöket utfördes på större djup under markytan. Resultatet blev inte annorlunda på de platser där artesiskt portryck uppmätts. Denna studie indikerar att en väntetid på 2 timmar i denna typ av jord endast var tillräckligt lång tid för portrycksutjämningstest ned till ca 7 meter under markytan. I jord med låg permeabilitet, så som i denna fallstudie, blir väntetiderna vid varje stopp väldigt långa. Detta försvårar det praktiska utförandet i fält.

Soil-Rock sounding (jb-sounding) is a common method in Sweden, used to determine soil layering. An extension of this method, referred to as Acoustic Soil-Rock sounding, is currently under developement at KTH in Stockholm. This method uses the ground vibrations induced by drilling during jb-sounding. The aim is to investigate if additional information on the soil can be obtained by analysis of the vibrations, e.g. thin layers that cannot be registered by conventional jb-sounding.In this Master’s thesis, a further study of the method Acoustic Soil-Rock sounding has been undertaken to see whether the method is applicable or not. Furthemore, it is investigated whether it is possible to perform the vibration measurements on asphalt covered ground and obtain reliable results, alternatively whether it is possible to detect some systematic difference. This has been conducted as a field observation where the data has been collected during jb-sounding. The data, i.e. the vibration signal, was registered using geophones, one placed on asphalt and one on soil. Measurements from nine boreholes were performed in total; however, only eight of these have been analysed due to failing to register the depth signal properly in one case. The vibration signals have been processed using MATLAB to obtain the frequency spectra and spectrograms, to which the results of the jb-sounding and previous acoustic measurements have been compared.After analysis and comparison of the results, the conclusion was that Acoustic jb-sounding is an applicable method that ought to be developed further and the results from the measurements performed on asphalt were reliable. That is to say, no discernible difference could be deduced between measurements conducted on asphalt and soil. / Jord-bergsondering (jb-sondering) är en i Sverige vanlig metod för att undersöka jordens uppbyggnad. En påbyggnad av denna metod, kallad akustisk jb-sondering, håller för tillfället på att studeras vid KTH i Stockholm. Denna metod går ut på att mäta de vibrationer som uppstår vid markytan till följd av borrning, i samband med jb-sondering. Syftet är att undersöka huruvida kompletterande information från jordlager kan erhållas genom analys av vibrationerna, såsom tunnare lager som annars inte kan registreras av den konventionella jb-sonderingen.I det här masterarbetet har ytterligare undersökning om metoden akustisk jb-sondering genomförts för att först se huruvida metoden är applicerbar eller inte. Vidare studeras om det är möjligt att utföra mätningar även på asfalt och då erhålla tillförlitliga resultat, alternativt om det är möjligt att utläsa någon systematisk skillnad. Detta har genomförts som en fältstudie där data har samlats in i samband med jb-sonderingar. Vibrationssignalerna registrerades med geofoner placerade på jord samt asfalt. Totalt genomfördes mätningar vid 9 stycken borrhål, men endast 8 av dessa har analyserats då djupsignalen från ett borrhål inte registrerades. Vibrationssignalerna har sedan bearbetats i MATLAB för att ta fram frekvensspektrum och spektrogram som sedan har jämförts med resultat från jb-sonderingar samt tidigare studier.Efter analys och jämförelse av resultaten drogs slutsatsen att akustisk jb-sondering är en applicerbar metod som bör utvecklas vidare och att resultaten från mätningar utförda på asfalt var tillförlitliga. Det vill säga ingen större skillnad mellan mätningarna på jord respektive asfalt kan ses.

Projekt ”Förbifart Stockholm” startade år 2009 och är en av tidernas största projekt i Sverige. Examensarbetet tar upp den geotekniska, hydrologiska och geologiska aspekten kring projektet ”Förbifart Stockholm”. Mer exakt så studerades sättningar på grund av grundvattensänkningar, men också så kallade pågående sättningar. Sättningar undersöktes och beräknades i ett utvalt område i Sätra. Beräkningarna gjordes med olika djup på grundvattensänkningar för att undersöka sättningarnas storlek. Därefter beräknades det hur lång tid det tog för att uppnå slutsättningen.  En noggrann analys av det utvalda området gav en bättre förståelse till varför det pågår sättningar i dagsläget utan att det skett något arbete än. När ett område med pågående sättningar utsätts för en grundvattensänkning så kan det leda till stora markrörelser. Ur resultatet av beräkningarna undersöks det om sättningarna är så pass stora att intilliggande byggnader kan skadas. Om så är fallet måste man minska grundvattensänkningen. Resultatet visade att sättningarna blev så stora att det fanns en risk för skador. Därför har det bestämts att en infiltrationsanläggning ska användas. Med hjälp av den kan en större grundvattensänkning förhindras och på så sätt förebygga skadliga sättningar. Skadliga sättningar kan vara väldigt kostsamma och det vill man undvika vid ett projekt som beräknas kosta ca 28 miljarder kronor. / The project “Förbifart Stockholm” started year 2009 and is one of the biggest projects in Swedish history. The Bachelor takes on the geotechnical, hydrological and geological aspect in project “Förbifart Stockholm”. More exactly it is a study of subsidence due to groundwater lowering, but also so called ongoing subsidence. Subsidence’s were examined and calculated in a chosen area in Sätra. The calculations were done with different groundwater lowering to examine how big the subsidence was. Thereafter new calculations were made to see how long time it took to reach the final subsidence. A thorough analysis of the area in Sätra gave a better understanding to why there are ongoing subsidences when the tunnel digging has not begun yet. When an area with ongoing subsidence undergoes a groundwater lowering it could result in a big ground movement. From the result of the calculations there is an investigation to see if the subsidence is so big it could cause damage to nearby buildings. If that was the case then a method to reduce groundwater lowering must be found. The result indicates that the subsidence could become so big that there is a chance of damaging buildings. Therefore it has been decided to install an infiltration device. The infiltration device helps preventing deeper groundwater lowering and avoiding harmful subsidence. Harmful subsidence can become very costly and needs to be avoided in a project that costs 28 billion Swedish crones.

The main purpose of this thesis has been to find a way to evaluate the soil parameters for the Total sounding method (TS), such as the inner friction angles and settlement modules. This study only includes an analysis of soil profiles from the Stockholm region. The chosen location for the study is a proposed residential area east of Igelstaviken in Södertälje. Presently, the subject plot is located in a residential area and is also adjacent to a school area. Total sounding is originally a Norwegian soil testing method. The differences between the sounding methods (weight-, ram-, CPT-sounding) are for instance how the sound is driven into the ground and what kind of parameters that are registered. Compared with other soundings methods such as weigh sounding, ramsounding, and CPT sounding, total sounding is not as widely used in Sweden. This method is also rather new and consequently few previous studies have been conducted in this area. The subject location, Igelsta Shore has a characteristic soil profile that provides a representative snapshot of the soil composition in Stockholm.. This is a mixed soil composition consisting offriction soils, cohesive soils, and boulders. The are is known for its glacier tills and is called “Södertäljestråket”. There is a contaminated area at the location where the study is made it is area is enclosed for a possible future decontamination. Moreover, fill deposits exits in the south part of the study location which areare leftovers from the Igelsta heat plant. The study covers sounding results from the examinded area. For Total sounding the feed force has been calculated into point pressure to be comparable to the point pressure from the CPT (Cone Penetration Test). When CPT’s and TS’s point pressures were compared a factor were empirically found to describe the relation between the point pressures for these two methods. This factor made it possible to evaluate the friction angles and the settlement modules from Total sounding. These parameters were then compared to the inner friction angles and the settlement modules for CPT, weight sounding and ram sounding. The comparison was made in order to ensure that the soil profile could be evaluated by this method. The evaluation computer program CONRAD was used to evaluate the inner frictional angles and settlement modules in a addition to this. Conclusively this study shows that the inner friction angles and the settlement modules can be evaluated from the sounding results of Total sounding by means of an empirically calculated factor. This factor has made it possible to compare CPT and TS result, thus enabling the use of this data in evaluating soil profiles. / QC 20100824 / ringar, isälv, avlagringar

Fältförsöket projekterades av ELU-konsult i Stockholm på beställning av Stockholms stad.

The knowledge about the shear strength of a soil is important because it is a key parameter that is used in many calculations in construction engineering. Some examples of what’s possible to calculate are slope stability, the soil pressure against retaining walls and the carrying capacity of building foundations. Great economic losses or, in the worst case scenario the risk for human lives, could be the result if the geotechnical properties of the soil are ignored. This report considers the undrained shear strength of clay from Uppsala. There are different methods based on empirical experiences which are used to determine the undrained shear strength of a clay. In this project the methods and the results in undrained shear strength are compared between CPT-probing, which is carried out in-situ, and the drop cone test which is done in a laboratory. The reason for this comparison is that they usually don’t show the same results.The tests had already been made before this project started and therefore it is only the comparison of the results between the methods that has been done. The comparison was done by creating charts in Excel where the results from CPT and the drop cone test from was put together from the same point. The shear strength values from the methods were also statistically analysed with a t-test to see if they show the same hypothetical expected value with 95 % significance in every test point / Kunskap om skjuvhållfastheten är viktig då den används för beräkningar inom byggoch anläggningsbranschen. Exempel på vad som kan beräknas är släntstabilitet, jordtrycket mot en spont eller bärförmågan hos en byggnadsgrund. Stora ekonomiska förluster och i värsta fall fara för människoliv kan bli resultatet om jordens geotekniska egenskaper ignoreras. Denna rapport tar upp den odränerade skjuvhållfastheten i Uppsalalera. Det finns olika metoder som bygger på empiriska erfarenheter som kan användas för att ta reda på den odränerade skjuvhållfastheten i lera. I föreliggandeprojekt jämförs metoderna och resultaten i odränerad skjuvhållfasthet mellan CPT-sondering som utförs in-situ och fallkonförsök som utförs på lerprover i ett laboratorium. Anledningen till studien är att metoderna inte alltid ger samma mätvärden. Undersökningarna utfördes innan projektet började. Jämförelsen har gjorts genom den statistiska jämförelsen t (student)-test. Resultatet från t-testet visar att skjuvhållfasthetsvärdena från CPT respektive fallkonförsöken från samma undersökningspunkt och från samma nivå har samma hypotetiska förväntade värde på 95 % signifikansnivå. Genom sammanställda grafer syns att metoderna i de flesta fall överensstämmer till ett djup på minst 20 m.

Portrycket är en viktig parameter för att bestämma jordens egenskaper, såsom dränering, permeabilitet och stabilitet (då portrycket har en påverkan på den effektiva spänningen i jorden). Portrycket kan mätas med portrycksmätare men det kan även mätas under ett Cone penetrating test (CPT) med ett s.k. dissipationstest. Fördelar med ett dissipationstest jämfört med traditionell portrycksmätning skulle vara att det skulle spara tid och pengar, då man slipper trycka ner portrycksmätare och sedan vänta på att få portrycket ifrån dem, istället kan portrycket mätas under sondering med CPT.Detta självständiga arbete har som syfte att jämföra portrycksmätningar mellan portrycksmätning med BAT-spets och dissipationstest under CPT-sondering för att se hur bra mätvärden dissipationstester ger och om de eventuellt kan ersätta portrycksmätare. Fältförsöken av metoderna skedde i Uppsalalera, på en tomt i Kungsängen i Uppsala.Två stationer med BAT-spetsar på 5 meter, 7,5 meter och 10 meters djup sattes ner i leran. Sondering med CPT genomfördes sedan, där borren stoppades på samma djup som BAT-spetsarna. CPT:n stoppades på dessa djup i drygt 24 timmar, för att tillåta det generade portrycket som skapades när borren trycks ner i leran att skingras åt sidan. Jämviktsportrycket kommer vara det portryck som finns kvar efter att det generade portrycket har försvunnit. Portrycken från de två olika metoderna jämfördes sedan för att se hur nära dissipationstestet kommer värdena från portrycksmätningen med BAT-spetsarna.Resultatet av dissipationstesterna blev att inga av dem nådde referensvärdena från BAT-spetsarna efter 24 timmar. Beroende på användningsklass ligger dissipationstesterna inom den tillåtna minsta noggrannheten. Dissipationstest är antagligen inte så praktiskt tillämpbart i jordar med låg permeabilitet. / The pore pressure is an important parameter for determining the properties of thesoil, such as drainage, permeability and stability (since the pore pressure has aneffect on the effective stress in the soil). The pore pressure can be measured withpore pressure gauges but it can also be measured during a Cone penetration test(CPT) with a dissipation test. Advantages of a dissipation test compared tomeasurement with traditional pore pressure gauges would be that it would save timeand money, since you don’t have to press down pore pressure gauges and then waitto get the pore pressure from them, instead the pore pressure can be measuredduring probing with CPT.The purpose of this project is to compare pore pressure measurements betweenpore pressure measurements with BAT-tips and dissipation test during CPT probing,to see how good measured values the dissipation tests will provide and if theyeventually can supersede pore pressure gauges for pore pressure measurements.The field tests of the methods were done in Uppsala clay, on a site in Kungsängen inUppsala.Two stations with BAT-tips at 5 meters, 7.5 meters and 10 meters depth wereinstalled in the clay. Probing with CPT was then carried out, by stopping the CPT atthe same depth as the BAT-tips. Measurements with the CPT were done at thesedepths for just over 24 hours, to allow the generated excess pore pressure createdwhen the cone is pushed into the clay to disperse to the sides. The equilibrium porepressure is the pore pressure that remains after the generated pore pressure hasdissipated. The pore pressure from the two different methods was then compared tosee how close the dissipation test results were to the values from the pore pressuremeasurements with the BAT tips.The result of the dissipation tests was that none of them reached the referencevalues from the BAT-tips after 24 hours. Depending on the chosen application class,the dissipation tests are within the permitted minimum accuracy. Dissipation tests areprobably not practically applicable to soils with low permeability.