Terenske metode ispitivanja parametara tla
Krilna sonda i džepni penetrometer
Kod sigurnog projektiranja i izvedbe različitih zahvata u tlu poput temelja zgrada, brana, nasipa, tunela, potpornih konstrukcija, razumijevanje svojstva tla ima značajnu ulogu. Osim toga, nužno je primijeniti odgovarajuće metode ispitivanja te temeljito obraditi i interpretirati dobivene rezultate.
Jedno od bitnih svojstava tla je njegova čvrstoća. Čvrstoća predstavlja sposobnost tla da preuzme opterećenje bez gubitka nosivosti odnosno sloma. Čvrstoća tla ovisi o njegovoj strukturi, vrsti, vlažnosti, gustoći i drugim čimbenicima.
Kada se govori o čvrstoći tla, potrebno je razlikovati jednoosnu tlačnu čvrstoću tla i nedreniranu posmičnu čvrstoću tla. Jednoosna tlačna čvrstoća tla qu (kPa) predstavlja maksimalnu tlačnu čvrstoću tla odnosno najveće tlačno naprezanje koje tlo može preuzeti prije nego što dođe do sloma, kada se naprezanje/sila primjenjuje duž jedne osi tj. samo u jednom pravcu i kada je omogućeno dreniranje vode iz tla.
Nedrenirana posmična čvrstoća cu (kPa) tla predstavlja maksimalnu posmičnu čvrstoću koju tlo može izdržati u uvjetima troosnog stanja naprezanja u nedreniranom stanju tj. kada drenaža vode iz tla nije dopuštena. Jednoosna tlačna i nedrenirana posmična čvrstoća tla mogu se odrediti terenskim pokusima pomoću često korištenih uređaja u geotehničkom ispitivanju, poput krilne sonde i džepnog penetrometra. Ovi uređaji omogućuju brza i učinkovita ispitivanja, pružajući vrijedne podatke o čvrstoći i općoj strukturi tla, bez potrebe za složenim laboratorijskim analizama.
Krilna sonda
Krilna sonda je ručni instrument za ispitivanje približne vrijednosti vršne i rezidualne nedrenirane posmične čvrstoće koherentnog tla na terenu. Vrijedi napomenuti da se vršna čvrstoća tla odnosi na maksimalnu čvrstoću koju tlo može postići prije nego što počne doživljavati trajne deformacije, klizanje ili slom. Dok se pojam rezidualne čvrstoće tla odnosi na onu čvrstoću koja ostaje nakon što tlo prijeđe u stanje klizanja ili kada se počne trajno deformirati. Nadalje, instrument se sastoji od kućišta sa pokazivačem i mjernom skalom na kojoj se pričvršćuje nastavak sa lopaticama na jednoj strani. Mjerenje se izvodi utiskivanjem nastavka s lopaticama u tlo te rotiranjem kućišta u smjeru kazaljke na satu do sloma tla. Ovisno o konzistentnom stanju tla koristi se jedan od tri raspoloživa nastavka. Najveći nastavak ima mjerni raspon 0-20 kPa, a koristi se u mekanim tlima. Srednji nastavak ima mjerni raspon 0-100 kPa, dok najmanji nastavak ima mjerni raspon 0-250 kPa te se koristi u tvrdim glinama.
Jednom rukom potrebno je držati krilnu sondu, a drugom rukom okrenuti kućište u mjeru kazaljke na satu. Zatim, otpustiti okretni moment tako da se referentna oznaka na kućištu okrene u smjeru suprotnom od kazaljke na satu na skali. Potrebno je održavati aksijalni pritisak i istovremeno polako okrenuti kućište kako bi se primijenio sve veći zaokretni moment pri konstantnoj brzini. Brzina ispitivanja treba se prilagoditi kako bi se dobio slom unutar 5-10 sekundi. Nakon što dođe do sloma tla, potrebno je izvaditi krilnu sondu i zabilježiti referentnu vrijednost. Mjerenje dobiveno iz okretnog momenta potrebnog za rotiranje noževa umetnutih u tlo da se izazove slom cilindričnog dijela neporemećenog koherentnog tla.
Džepni penetrometar
Džepni penetrometar je jednostavan, prenosiv i ručni instrument za ispitivanje približne vrijednosti jednoosne tlačne čvrstoće koherentnog tla na terenu. Sastoji od kućišta sa mjernom skalom i pokazivačem unutar kojeg se nalazi kalibrirana opruga. Mjerenje se izvodi tako da se mjerna sonda penetrometra utisne u tlo do dubine od 6,4 mm te se očita vrijednost s mjerne skale. Kada se džepni penetrometar utisne u tlo mjeri se sila potrebna za njegovu penetraciju, što daje informaciju u čvrstoći tla. Mjerni raspon se kreće od 0 do maksimalno 450 kPa.
Zaključak
Terenska ispitivanja, poput onih izvedenih krilnom sondom i džepnim penetrometrom, predstavljaju važne alate za geotehnička istraživanja jer omogućuju brzo i učinkovito prikupljanje podataka o mehaničkim svojstvima tla na terenu.
Krilna sonda i džepni penetrometar predstavljaju ključne metode u terenskim geotehničkim ispitivanjima zbog svoje praktičnosti, brzine, ekonomičnosti i sposobnosti da pruže osnovne, ali izuzetno korisne podatke o čvrstoći tla. Iako ne zamjenjuju sofisticiranije laboratorijske testove, ovi uređaji su nezamjenjivi u fazi preliminarnih istraživanja, jer omogućuju donošenje brzih, informiranih odluka o vrsti i dubini temelja, stabilnosti padina i drugih važnih čimbenika koji utječu na sigurnost i dugoročni uspjeh građevinskih projekata.
