33
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 GmbH Wiener Straße 66-72/15/4 A-2345 Brunn am Gebirge MAÚT Mérnökakadémia Útépítés és geotechnika – szabályok és tapasztalatok MAKADÁM-Klub Budapest, Lövőház u. 15. 21. november 2007 GEOTECHNIK ADAM Vienna University of Technology Institute for Ground Engineering and Soil Mechanics A-1040 Vienna, Karlsplatz 13/221 2 24.01.2005 GEOTECHNIK ADAM D. Adam: „Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja Ausztriában“ Budapest, 21. november 2007 John Loudon McAdam (1756-1836) 1823 – First American Macadam Road (State of Marylande)

Földművek tervezése, minőségbiztosítása és monitoringja ... · Institute for Ground Engineering and Soil Mechanics A-1040 Vienna, Karlsplatz 13/221 2 24.01.2005 GEOTECHNIK

  • Upload
    others

  • View
    1

  • 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

    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

    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“)