Do zdiagnozowania właściwości fizycznych i chemicznych gruntów stosuje się różnego rodzaju badania. W przypadku tradycyjnych badań pobiera się próbki o nienaruszonej strukturze specjalnymi próbnikami (np. Shelby), które są następnie transportowane do laboratorium. Na podstawie odpowiednich badań otrzymuje się konkretne wyniki. Jest to proces czasochłonny i dość kosztowny. Dlatego jedną z najczęściej używanych metod jest badanie sondą statyczną CPTU.
Działanie sondy CPTU
Badania sondą CPTU polegają na badaniu przy użyciu stożka elektrycznego, umożliwiają ciągły pomiar parametrów geotechnicznych. Ich wyniki uzyskiwane są natychmiast. Otrzymuje się wysoki stopień zgodności danych uzyskanych z sondowań i co bardzo ważne dobrą powtarzalność, a sam pomiar jest ciągły na całej długości profilu sondowania. Pomiary charakteryzują się dużą dokładnością i wrażliwością na zmienne właściwości podłoża. Cały przebieg używania sprzętu obserwuje się na ekranie komputera. Na podstawie zależności normowych z odczytanych w czasie badania, oblicza się potrzebne parametry geotechniczne.
Przebieg badania sondą CPTU
Po rozstawieniu urządzenia na punkcie badawczym przeprowadza się kotwienie sondy. Stożek pomiarowy osadzony na żerdzi i połączony z komputerem wciskany jest ze stałą prędkością w podłoże z bardzo dużą siłą, najczęściej w granicach 50-200 kN, w zależności od rodzaju używanego sprzętu. Do poprawnego przeprowadzenia badania urządzenie musi być dobrze przytwierdzone do podłoża. Mocowanie wykonuje się kotwami, mechanicznie wkręcanymi w grunt. Należy zwracać uwagę, aby kotwy wkręcały się w grunt nie naruszając zbytnio jego struktury. Po ustabilizowaniu i wypoziomowaniu urządzenia można przystąpić do pomiarów. W czasie sondowania mierzone są parametry takie jak opór na stożku, tarcie na tulei ciernej i rejestracja ciśnienia wody w porach gruntu. W zależności od potrzeb stożek wprowadzony jest na głębokość od kilku do trzydziestu metrów.
Na podstawie otrzymanych parametrów sondowania CPTU, przy wykorzystaniu specjalistycznego oprogramowania, wykorzystującego zależności między parametrami mierzonymi i wartościami wyprowadzonymi, można dokładnie poznać rodzaj gruntu i budowę geologiczną podłoża jak również stopień zagęszczenia i plastyczności gruntów, a także spójność oraz ściśliwość gruntów. Można określić granice między warstwami, jak i rozróżnić grunty nasypowe od rodzimych.
Dzięki powyższym informacjom można oszacować nośność i osiadanie przy projektowaniu fundamentów bezpośrednich i głębokich oraz obliczania wysokości i grubości używanych pali. Taka wiedza znacznie ułatwia pracę przy projektowaniu budynku i późniejszą realizację projektu. Pomaga to także uniknąć błędów w czasie budowy i ich następstw w przyszłości, jak na przykład osuwanie się konstrukcji lub zalewanie piwnicy.