Locatieonderzoek is een cruciaal aspect van geotechniek en levert belangrijke informatie over de geologische en geotechnische eigenschappen van een locatie. Het omvat het verzamelen van gegevens om de ondergrondse omstandigheden van een locatie te karakteriseren, zoals de geologie, bodem- en rotseigenschappen, grondwatercondities en andere factoren die het ontwerp en de constructie van een project kunnen beïnvloeden.
Locatieonderzoek is een belangrijk onderdeel van het bouwproces, omdat het ingenieurs en ontwerpers helpt de omstandigheden op de locatie te begrijpen en geschikte funderingsontwerpen en bouwmethoden te ontwikkelen die veilig, economisch en duurzaam zijn. Het wordt ook gebruikt om potentiële gevaren of risico's te identificeren die de veiligheid of prestaties van een project kunnen beïnvloeden.
Locatieonderzoek wordt doorgaans in verschillende fasen uitgevoerd, waaronder een vooronderzoek, een locatieverkenning en een gedetailleerd onderzoek. Het type en de reikwijdte van het onderzoek zullen afhangen van de omvang en complexiteit van het project, evenals van het risiconiveau dat verband houdt met de omstandigheden ter plaatse.
Inhoud
Technieken voor locatieonderzoek
Er zijn verschillende technieken die kunnen worden gebruikt voor locatieonderzoek, afhankelijk van de specifieke projectvereisten en de aard van de locatie. Enkele veel voorkomende technieken zijn:
- Desk studie: Dit omvat het verzamelen en beoordelen van alle beschikbare gegevens en informatie met betrekking tot de locatie en de omgeving, inclusief geologische kaarten, luchtfoto's, historische gegevens en eerdere onderzoeksrapporten ter plaatse.
- Verkenning van de locatie: Dit omvat het bezoeken van de locatie om observaties te doen en metingen uit te voeren, zoals het in kaart brengen van oppervlaktekenmerken, het beoordelen van de toestand van bestaande constructies en het identificeren van potentiële gevaren.
- Geofysische onderzoeken: Hierbij worden verschillende technieken gebruikt om de fysieke eigenschappen van de ondergrond te meten en in kaart te brengen, zoals elektrische weerstand, magnetische gevoeligheid en seismische golven. Voorbeelden van geofysische technieken omvatten gronddoordringende radar, seismische reflectie en breking, en beeldvorming met elektrische weerstand.
- Boren en bemonsteren: Dit omvat het boren van boorgaten of het uitgraven van testputten om monsters van grond en gesteente te verkrijgen, die in het laboratorium kunnen worden geanalyseerd om hun fysieke en mechanische eigenschappen te bepalen.
- Testen ter plaatse: Deze tests worden ter plaatse uitgevoerd om de eigenschappen van grond en gesteente in hun natuurlijke staat te bepalen. Voorbeelden van in-situ tests zijn onder meer de standaard penetratietest (SPT), de kegelpenetratietest (CPT) en de drukmetertest.
- Laboratoriumtests: Dit omvat het analyseren van grond- en gesteentemonsters in een laboratorium om hun fysische, mechanische en chemische eigenschappen te bepalen. Voorbeelden van laboratoriumtests zijn onder meer korrelgrootteanalyse, triaxiale compressietest en directe afschuiftest.
- Milieutesten: Deze tests worden uitgevoerd om de omgevingsomstandigheden van de locatie te evalueren, inclusief de aanwezigheid van verontreinigende stoffen in de bodem, het grondwater en het oppervlaktewater. Voorbeelden van milieutests zijn bodem- en grondwaterbemonstering en analyse op zware metalen, koolwaterstoffen en andere verontreinigende stoffen.
- Teledetectie: hierbij wordt gebruik gemaakt van satelliet- of luchtbeelden om de locatie en de omliggende gebieden in kaart te brengen en te analyseren. Teledetectie kan worden gebruikt om landgebruikspatronen, vegetatiebedekking, topografie en andere kenmerken te identificeren die de geschiktheid en ontwikkeling van een locatie kunnen beïnvloeden.
Deze technieken kunnen in combinatie worden gebruikt om een uitgebreid inzicht te krijgen in de site en zijn kenmerken.
Geofysische technieken
Geofysische technieken zijn een reeks methoden die bij locatieonderzoek worden gebruikt om informatie te verschaffen over de geologische omstandigheden onder het oppervlak, zonder dat er graaf- of boorwerkzaamheden nodig zijn. Deze technieken omvatten het meten van verschillende fysieke eigenschappen van de ondergrond, zoals dichtheid, magnetische gevoeligheid, elektrische geleidbaarheid, seismische snelheid en andere. De gegevens verzameld uit geofysische onderzoeken worden gebruikt om afbeeldingen en modellen van de ondergrond te maken, die kunnen helpen bij de identificatie van geologische structuren, zoals fouten, breuken en veranderingen in de lithologie. Enkele van de meest gebruikte geofysische technieken bij locatieonderzoek zijn onder meer:
- Seismische reflectie: Deze techniek omvat het genereren van seismische golven met behulp van een bron en het meten van de gereflecteerde golven met behulp van sensoren. Met de verzamelde gegevens kan een 2D- of 3D-beeld van de ondergrond worden gemaakt.
- Tomografie met elektrische weerstand (ERT): Deze techniek meet de elektrische weerstand van de ondergrondse materialen door een elektrische stroom door de aarde te sturen en het spanningsverschil te meten. Met de verzamelde gegevens kan een model van de ondergrond worden gemaakt.
- Gronddoordringende radar (GPR): Bij deze techniek worden elektromagnetische golven van en naar de ondergrond verzonden en ontvangen. Met de verzamelde gegevens kan een dwarsdoorsnedebeeld van de ondergrond worden gemaakt.
- Magnetisch onderzoek: Deze techniek meet de magnetische eigenschappen van ondergrondse materialen met behulp van een magnetometer. De verzamelde gegevens kunnen worden gebruikt om magnetische afwijkingen te identificeren die verband houden met bepaalde geologische structuren.
- Zwaartekracht onderzoek: Deze techniek meet het zwaartekrachtveld van de ondergrond met behulp van een gravimeter. De verzamelde gegevens kunnen worden gebruikt om veranderingen in de dichtheid van ondergrondse materialen te identificeren, wat kan duiden op de aanwezigheid van geologische structuren.
- Elektromagnetisch onderzoek: Deze techniek omvat het zenden en ontvangen van elektromagnetische golven van en naar de ondergrond, die kunnen worden gebruikt om veranderingen in de ondergrondse geleidbaarheid te identificeren. Dit kan helpen bij de identificatie van bepaalde geologische structuren.
Deze geofysische technieken kunnen waardevolle informatie opleveren voor locatieonderzoek en kunnen worden gebruikt in combinatie met andere methoden, zoals boren en bemonsteren, om een uitgebreid inzicht te krijgen in de ondergrondse geologie.
Boren en bemonsteren
Boren en bemonsteren zijn cruciale technieken bij locatieonderzoek waarmee geotechnische ingenieurs en geologen informatie kunnen verkrijgen over de ondergrondse omstandigheden van een locatie. De technieken omvatten het boren van boorgaten in de grond en het verzamelen van monsters van grond of gesteente op verschillende diepten.
De informatie verkregen uit het boren en bemonsteren wordt gebruikt om de fysische en technische eigenschappen van de grond en het gesteente te bepalen, zoals hun samenstelling, sterkte, permeabiliteit en vervormingskenmerken. Deze informatie wordt vervolgens gebruikt om funderingen, opgravingen, tunnels en andere constructies te ontwerpen.
Er zijn verschillende soorten boortechnieken, waaronder:
- Vijzel boren: Hierbij wordt een spiraalvormige schroef gebruikt om de grond binnen te dringen en monsters te verzamelen. Het wordt vaak gebruikt voor ondiep onderzoek en voor grondsoorten die niet te hard zijn.
- Roterend boren: Hierbij wordt een roterende boor gebruikt om in de grond of het gesteente te dringen. Het kan worden gebruikt voor zowel oppervlakkig als diep onderzoek.
- Slagboren: Hierbij wordt een hamer gebruikt om een boor in de grond of steen te slaan. Het wordt vaak gebruikt voor rotsformaties.
Nadat het boorgat is geboord, kunnen monsters van grond of gesteente worden verzameld met behulp van verschillende bemonsteringstechnieken, zoals:
- Standaard penetratietesten (SPT): Hierbij wordt een splitlepelmonsternemer met een hamer in de grond geslagen en het aantal slagen geteld dat nodig is om de monsternemer een bepaalde afstand te laten rijden. Deze informatie wordt gebruikt om de bodemdichtheid en sterkte te bepalen.
- Shelby-buisbemonstering: Hierbij wordt met een dunwandige buis ongestoorde grondmonsters uit het boorgat genomen. Deze techniek wordt vaak gebruikt voor het bemonsteren van samenhangende gronden.
- Het uitboren van rotsen: Hierbij wordt een boor met diamantpunt gebruikt om steenmonsters te verzamelen. De monsters kunnen continu of discontinu zijn, afhankelijk van de gebruikte boortechniek.
De uit het boorgat verzamelde monsters worden vervolgens naar een laboratorium gestuurd voor testen en analyse. De resultaten worden gebruikt om een geotechnisch rapport op te stellen dat informatie geeft over de ondergrondse omstandigheden van de locatie en aanbevelingen doet voor het ontwerp en de constructie van de fundering.
Testen ter plaatse
In-situ testen verwijst naar de methoden die worden gebruikt om de eigenschappen van bodem en gesteente te meten op de locatie waar de materialen worden aangetroffen, zonder ze uit hun natuurlijke omgeving te verwijderen. In-situ testen kunnen belangrijke informatie opleveren voor engineering- en bouwprojecten, omdat het een nauwkeuriger inzicht mogelijk maakt in de eigenschappen van de bodem- en gesteentematerialen die zullen worden aangetroffen tijdens graaf-, constructie- of andere activiteiten.
Er zijn verschillende soorten in-situ testtechnieken, waaronder:
- Standaard penetratietest (SPT): Dit is een veelgebruikte methode voor het bepalen van de sterkte en dichtheid van bodems. Een cilindrische monsternemer wordt met een hamer de grond ingeslagen en het aantal slagen dat nodig is om over een bepaalde afstand in de grond te dringen, wordt geregistreerd.
- Kegelpenetratietest (CPT): Bij deze test wordt een kegelvormige penetrometer met een constante snelheid in de grond gedrukt, waarbij de weerstand tegen indringing wordt gemeten. De gegevens kunnen worden gebruikt om de sterkte, dichtheid en andere eigenschappen van de bodem te bepalen.
- Drukmetertest: Bij deze test wordt een cilindrische sonde in een boorgat opgeblazen en wordt de druk gemeten die nodig is om de sonde uit te zetten. De gegevens kunnen worden gebruikt om de in-situ spanning-rek-eigenschappen van de grond of het gesteente te bepalen.
- Shear Wave-snelheidstest: Bij deze test wordt de snelheid gemeten van schuifgolven die door de grond of het gesteente reizen met behulp van seismische methoden. Met de gegevens kunnen de stijfheid en dichtheid van het materiaal worden bepaald.
- Seismische test in dwarsgaten: Deze test omvat het creëren van seismische golven op de ene locatie en het meten van de golven op een andere locatie met behulp van sensoren die in boorgaten zijn geïnstalleerd. De gegevens kunnen worden gebruikt om de schuifgolfsnelheid en andere eigenschappen van de grond of het gesteente te bepalen.
- Thermische geleidbaarheidstest: Bij deze test wordt de snelheid van de warmtestroom door de grond of het gesteente gemeten met behulp van een warmtebron en temperatuursensoren. De gegevens kunnen worden gebruikt om de thermische eigenschappen van het materiaal te bepalen.
- Elektrische weerstandstest: Bij deze test wordt de elektrische weerstand van de grond of het gesteente gemeten met behulp van sondes die in de grond worden gestoken. Met de gegevens kunnen het vochtgehalte en andere eigenschappen van het materiaal worden bepaald.
Dit zijn slechts enkele voorbeelden van de vele verschillende soorten in-situ testtechnieken die kunnen worden gebruikt bij geotechniek en locatieonderzoek. De keuze van de techniek hangt af van de specifieke eigenschappen van de bodem- of gesteentematerialen, de omstandigheden ter plaatse en de doelstellingen van het onderzoek.
Laboratoriumtests
Laboratoriumtests vormen een cruciaal onderdeel van locatieonderzoek en worden gebruikt om de fysieke en mechanische eigenschappen van grond- en gesteentemonsters die op de locatie worden verkregen te bepalen. Deze tests zijn belangrijk bij het bepalen van de technische eigenschappen van grond en gesteente, zoals sterkte, permeabiliteit, samendrukbaarheid en vervormingskenmerken, die worden gebruikt bij het ontwerp en de constructie van kunstwerken.
Er zijn verschillende laboratoriumtests die kunnen worden uitgevoerd op grond- en gesteentemonsters, waaronder:
- Analyse van de korrelgrootte: Deze test wordt gebruikt om de deeltjesgrootteverdeling van grond te bepalen. De test omvat het zeven van de grond door een reeks standaardzeven en het meten van het gewicht van de grond die op elke zeef wordt vastgehouden.
- Atterberg grenzen: Deze test wordt gebruikt om de plastische limiet, vloeistoflimiet en krimplimiet van grond te bepalen. De test omvat het meten van het vochtgehalte van de grond in verschillende stadia van de test om de grenzen van de verschillende consistentietoestanden te bepalen.
- Verdichtingstest: Deze test wordt gebruikt om de maximale droge dichtheid en het optimale vochtgehalte van de bodem te bepalen. De test omvat het verdichten van grond in een standaard mal met behulp van een standaard verdichtingsenergie en het meten van de resulterende dichtheid.
- Afschuifsterktetest: Deze test wordt gebruikt om de schuifsterkte van grond of gesteente te bepalen. De test omvat het uitoefenen van een schuifkracht op een grond- of gesteentemonster en het meten van de resulterende vervorming.
- Permeabiliteitstest: Deze test wordt gebruikt om de doorlaatbaarheid van grond of gesteente te bepalen. De test omvat het meten van de stroomsnelheid van water door een grond- of gesteentemonster onder een bekende hydraulische gradiënt.
- Consolidatie test: Deze test wordt gebruikt om de snelheid en omvang van de zetting van de bodem te bepalen. De test omvat het uitoefenen van een belasting op een grondmonster en het meten van de resulterende vervorming in de loop van de tijd.
- Testen van rotsmechanica: Dit omvat tests zoals uniaxiale compressie, triaxiale compressie en directe afschuiftests, die worden gebruikt om de sterkte- en vervormingskenmerken van gesteentemonsters te bepalen.
Deze laboratoriumtests worden doorgaans uitgevoerd in overeenstemming met standaard testprocedures die zijn opgesteld door organisaties zoals ASTM International en de International Society for Rock Mechanics.
Milieutesten
Milieutesten zijn het proces waarbij milieumonsters worden geanalyseerd om de aanwezigheid en concentratie van verontreinigende stoffen of verontreinigende stoffen te bepalen. Dit soort tests is belangrijk voor het beoordelen van de impact van menselijke activiteiten op het milieu en voor het garanderen van naleving van de milieuregelgeving.
Enkele veel voorkomende soorten milieutests zijn:
- Watertesten: Dit omvat de analyse van oppervlaktewater, grondwater en afvalwater om de aanwezigheid en concentratie van verontreinigende stoffen zoals zware metalen, organische verbindingen en ziekteverwekkers te bepalen.
- Lucht testen: Dit omvat het verzamelen en analyseren van luchtmonsters om de niveaus van verontreinigende stoffen zoals zwevende deeltjes, vluchtige organische stoffen (VOC's) en luchtgiftige stoffen te meten.
- Bodem testen: Dit omvat de analyse van bodemmonsters om de aanwezigheid en concentratie van verontreinigende stoffen zoals zware metalen, pesticiden en petroleum koolwaterstoffen.
- Sedimentonderzoek: Dit omvat de analyse van sedimentmonsters uit meren, rivieren en andere watermassa's om de aanwezigheid en concentratie van verontreinigende stoffen zoals zware metalen en organische verbindingen te bepalen.
- Biologisch testen: Dit omvat de analyse van biologische monsters zoals vissen, schaaldieren en andere waterorganismen om de aanwezigheid en concentratie van verontreinigende stoffen te bepalen die schadelijk kunnen zijn voor de menselijke gezondheid.
Milieutests worden doorgaans uitgevoerd door milieuadviesbureaus, overheidsinstanties en andere organisaties die gespecialiseerd zijn in milieumonitoring en -sanering. De resultaten van milieutests kunnen worden gebruikt om potentiële gezondheidsrisico's te identificeren, herstelplannen te ontwikkelen en naleving van de milieuregelgeving te garanderen.
Teledetectie
Teledetectie is het proces waarbij informatie over een doel of gebied op afstand wordt verzameld, meestal vanuit vliegtuigen of satellieten, zonder fysiek contact te maken met het doel of gebied. Gegevens uit teledetectie kunnen informatie verschaffen over de fysische, chemische en biologische eigenschappen van het aardoppervlak en de atmosfeer, maar ook over menselijke activiteiten en veranderingen in het milieu in de loop van de tijd.
Er zijn twee hoofdtypen teledetectie: passief en actief. Passieve teledetectie meet de energie die op natuurlijke wijze wordt uitgezonden of gereflecteerd door een doel of gebied, zoals zonlicht, en registreert deze met behulp van sensoren. Voorbeelden van passieve teledetectie-instrumenten zijn camera's die zichtbaar licht opvangen, infraroodsensoren die hitte detecteren en radiometers die de hoeveelheid energie meten die door een doel wordt uitgezonden. Actieve teledetectie daarentegen houdt in dat er energie wordt uitgezonden naar een doel of gebied en dat de gereflecteerde of uitgezonden energie wordt gemeten met behulp van sensoren. Voorbeelden van actieve teledetectie-instrumenten zijn radar en lidar.
Teledetectie kan op verschillende gebieden worden gebruikt, waaronder geologie, landbouw, bosbouw en stadsplanning. In de geologie kan teledetectie worden gebruikt om geologische structuren, zoals breuken en breuken, te identificeren en in kaart te brengen plooien, maar ook om te detecteren minerale afzettingen en veranderingen in landgebruik. Het kan ook worden gebruikt om natuurlijke gevaren te monitoren, zoals aardverschuivingen en aardbevingen.
