6. Undersökningar & mätningar

6.1.  Inledning

Torv är ett mycket variabelt material och viss fältundersökning kommer alltid att vara nödvändig för att ge underlag för design och begränsa risken för markbrott. Denna undersökning behöver inte vara omfattande eller kostsam men bör utföras i alla projekt, och alltid av rätt kvalificerade personal med erfarenhet av vägbyggnad på torv. Normalt ska undersökningarna fastställa djupet på torven och dess variation, typen av torv och förekomsten av kompressibla lager under torven. Resultaten av undersökningarna kommer att utgöra grunden för det preliminära geotekniska riskregistret.

Alla fältundersökningar ska dock ha ett syfte och bara de undersökningar som faktiskt är nödvändiga för att ge information för designen ska utföras. Alltför ofta frestas hårt pressade ingenjörer att avstå från fältundersökningar av ekonomiska och tidsmässiga skäl. Detta är alltid ett misstag. Vägarbeten som involverar torv måste alltid baseras på pålitliga data från fält.

6.2. Fältundersökning

Det finns normalt en ekonomisk begränsning för den mängd fältundersökningar som kan utföras på en lågtrafikerad väg på grund av de budget- och tidsrestriktioner som ställs på ingenjören. Ett stort antal möjliga metoder finns och det är nödvändigt att välja den mest passande kombinationen för den aktuella platsen för att säkerställa att all relevant information samlas in för att medge att en riktig analys kan utföras.

Tabell över typiska undersökningsmetoder för lågtrafikerade vägar

Undersöknings-metod	Beskrivning	Kommentar
Skrivbords- studie	Kontorsbaserad genomgång av lokala kartor, anteckningar, rapporter, brister i vägnätet, underhållshistorik såväl som erfarenhet från liknande lokala projekt, lokala torvegenskaper, resultat från projekt, etc.	Inledande insamling av bakgrundsdata för projektet för att samla alla relevanta dokument tillsammans och därmed understödja projektplanering. Väsentligt
Platsbesök & Walk over	Visuell undersökning av platsen av en erfaren ingenjör med tidigare erfarenhet av byggande som involverat torv.	Praktisk, lågkostnadsundersökning för att få ett intryck av platsen och de svårigheter den erbjuder. Väsentligt
Sondering	Sticksondering för att fastställa torvdjupet. Någon form av sondering är nödvändig i varje projekt som involverar torv.	En enkel, robust metod för att bestämma djupet hos en torvavlagring eller som en kalibrering för en icke-förstörande undersökningsmetod som georadar (GPR). I erfarna händer kan den också ge en enkel indikation av torvens egenskaper (vatteninnehåll och skjuvhållfasthet). Väsentligt
Provtagning	Förstörande markundersökningar för att erhålla jordprover som används för att bestämma tjocklekar och egenskaper hos vägöverbyggnaden, undergrunden och torvlagren.	Borrning och provtagning kan också ge användbara data för att kalibrera och komplettera andra metoder. Viss provtagning bör alltid utföras.
Georadar,GPR	En icke-förstörande metod för undersökningar av torv som används alltmer. Särskilt användbar för att fastställa tjockleken hos befintliga väglager och djupet hos jordar före breddning och förstärkning.	Radargram kan visa klara gränser mellan vägen, underliggande torv och berggrund och kan användas för att övervaka långtids-beteendet hos vägen med god noggrannhet. Rekommenderas
Digital Video	Videoinspelning med referens till distanser från en given utgångspunkt eller från GPS.	Den producerade videoinspelningen som kan användas som en formell dokumentation eller analyseras vidare, t ex för avvattnings- eller skadebedömning. Rekommenderas
Tyngre sondering	Liknande sticksondering men med sonden mätande den relativa fastheten och hållfastheten hos lagren som den passerar igenom.	Kan vara en användbar metod när det finns lager av torv och andra material under vägen.
Fallvikts- deflektometer	Icke-förstörande provningsutrustning som simulerar lasten av ett tungt fordon på överbyggnaden	Kan ge uppskattningar av bärigheten, undergrunden, närvaron av torvlager och läget hos berggrund. Rekommenderas vid breddning och förstärkning av väg.
Accelerometer/ Profilometer	Fordonsmonterade sensorer som kvantifierar de längsgående och tvärgående ojämnheterna hos en väg

Ytterligare detaljer beträffande dessa tekniker kan återfinnas i ROADEX II-projektets rapporter. Skrivbordsstudien och platsbesök med vandring längs blivande väglinje utgör ett gott underlag till den huvudsakliga platsundersökningen och de påföljande analyserna av platsen, men det är sällan kostnadseffektivt att använda alla de andra listade undersökningsmetoderna.

Platsundersökningen och undersökningsmetoder för vägar på torv följer i allmänhet de metoder som sammanfattas i lektionen Permanent Deformation lesson med några viktiga tillägg:

a) Platsbesök och vandring längs blivande väglinje.

Platsbesök och ’vandring längs väglinjen’ är ett av de mest betydande inslagen vid en platsundersökning. Den befintliga vägen, eller den föreslagna väglinjen för en ny linjeföring, är ”fullskalemodellen” för projektet och ger den bästa informationen om de problem som sannolikt kommer att uppstå och som måste tas med i beräkningarna vid design. Platsbesök och vandring ger också möjlighet att få en första överblick över torvytans karaktär, d v s diken, vattendrag, underjordiska rör, ytans topografi, torvarbeten, vattensjuka områden, områden med fritt vatten, etc, och göra en bedömning av hur dessa kan omhändertas vid arbetet.

b) Torvdjup genom sondering

Enkel sondering kan användas för att fastställa djupet hos ett torvlager. Detta utförs vanligen genom sticksondering med stänger som är ca 1 m långa med bajonett- eller gängade kopplingar för att kunna sättas ihop till en samlad längd anpassad till torvdjupet. Där torven ligger lagrad på en hård yta som morän eller berg kan en sondering ge en god indikation på tjockleken hos torvlagret.

Större sonderingsproblem uppstår om det finns mjuka kompressibla lager inuti torven som lera, gyttja eller silt, gruslager från gamla översvämningstillfällen eller till och med stycken av trä. Här kan inte enbart sticksondering skilja mellan de olika materialen och en mera sofistikerad viktsondering eller spetstrycksondering (CPT) blir nödvändig.

c) Torvdjup mätt med GPR

GPR används vanligen vid undersökning av befintliga vägar. Beroende på den antenn som används kan en GPR-undersökning ge bra information om de strukturella lagren i den befintliga vägen, vägbankens totaltjocklek, torvdjupet och kompressiva lager inom torven.

GPR kan också bidra vid prediktering av sättning på torv genom att ge information om den sättning som redan har inträffat på grund av den befintliga  lasten från vägen. Detta kan användas för att kalibrera sättningsanalyserna för nya lager och/eller breddning. Användningen av GPR behandlas i avsnitt 4.1.7 av elearning lektionen “Permanent Deformation””

(d) Provtagning

Viss undersökning av egenskaperna hos torven bör alltid utföras för att få en uppfattning om vilken typ av torv som är involverad. Undersökningen kan vara så enkelt som en von Post-klassificering av torven och en uppskattning av vatteninnehållet om sättningsberäkningar ska utföras. Ostörda torvprov kan dock vara svåra att få speciellt av torv med högt vatteninnehåll. En enkel och effektiv provtagare har tillverkats av Statens Geotekniska Institut (SGI) för att bemästra detta.

SGI-provtagaren har en vass cirkulär vågtandad skäregg monterad på ett plaströr med 100 mm i diameter, som försetts med en slagnacke i toppen. Längden på röret kan varieras och bestämmer längden på provet som tas ut, men normalt är en 1,0 m lång provtagare tillräcklig. Det har konstaterats att de bästa resultaten vanligen uppnås när provtagaren drivs ner i torven med hjälp av lätta slag med en slägga eller en lättviktig slagmaskin.

Provtagning med handborr på torv är också möjlig och mycket bättre än inga prov. Ett stort sortiment av handborrar, som kan ta ut ett prov från djup och medger att en enkel klassificering av torvtypen kan utföras, finns på marknaden.

Vid vägbreddningsprojekt är det viktigt att prov tas ut från den konsoliderade torven under den befintliga vägen såväl som från torven vid sidan av vägen för att säkerställa att befintlig och breddad del fungerar tillsammans i den färdiga vägkroppen.

e) Skjuvhållfasthet

Att få en uppskattning av den odränerade skjuvhållfastheten på plats från ett torvområde är inte lätt på grund av den stora variationen hos torv, både horisontellt och vertikalt. För lågförmultnad (fibrig) torv behöver inte frånvaron av aktuella mätvärden vara något problem, men en uppskattning av skjuvhållfastheten bör utföras för en högförmultnad torv, speciellt där belastningen på torven kommer att öka betydligt genom byggandet av den nya infrastrukturen.

En indikation på skjuvhållfastheten kan erhållas i fält genom användning av ett vingförsök men erhållna resultat måste behandlas med stor försiktighet..

Vingförsöket är relativt enkelt att utföra och förstå men forskning (Landva 1980) har visat att brottet i torven inte nödvändigtvis uppstår i vingens periferi utan i en brottyta 7 mm till 10 mm utanför vingen beroende på fibrernas draghållfasthet.

Skjuvhållfasthetsesultat som kommer från ett fälttest med vingförsök bör därför behandlas med stor försiktighet och en lämplig konservativ korrektionsfaktor bör användas. Det är inte möjligt att ge en säker rekommendation för denna faktor, men ROADEX synsätt är att den skjuvhållfasthet som erhållits med vingförsök i fält bör divideras åtminstone med 2, d v s den bör halveras, innan den används i designsyfte.

ROADEX-projektet rekommenderar följande strategier som minimum vid platsundersökningar för lågtrafikerade vägar:

(a) Nya vägar på ostörd torv

• Skrivbordsstudie av all tillgänglig information om den mark som vägen ska korsa
• Platsbesök och vandring längs blivande väglinje
• Torvdjup genom sondering/GPR

• Provtagning för klassificering av torv och humifieringsgrad

• Skrymdensitet och vattenkvot från ostörda prov/provgropar om möjligt.

(b) Förbättring av befintliga vägar och breddningar

• Skrivbordsstudie av all tillgänglig information om historiken för den befintliga vägen, (byggande, underhåll, breddningar, etc) och problem som har uppstått under dess livstid

• Platsbesök och vandring längs väglinjen

• Torvsondering för att mäta torvlagrets djup

• GPR för tjocklek och uppbyggnad av befintlig väg (1,5GHz och 400MHz), torvlagrets djup (275MHz).

• Provtagning av torv för klassificering och vattenkvot

Dessutom har följande undersökningar visat sig vara mycket användbara när det gäller befintliga vägar på torv:

• Bärighetsmätning med fallviktsdeflektometer

• Digital video

• Provtagning av befintlig väg för klassificering av vägmaterial

Dessa nivåer av undersökning möjliggör för ingenjören att gå igenom alla tillgängliga data, att genomföra en initial bedömning av påverkan på platsen, påbörja det geotekniska riskregistret och bestämma om några ytterligare mer avancerade markundersökningar är nödvändiga.

6.3. Grundundersökningar

De mer avancerade grundundersökningar som kan utföras på torv ligger utanför syftet för denna lektion och genomförs bäst med hjälp av en erfaren geoteknisk konsult och utförs av en grundundersökningsentreprenör som har erfarenhet av torvundersökningar.

6.4. Laboratorieprovning

Laboratorieprovningar är framtagna för att efterlikna de tillstånd som förväntas inträffa på platsen. Detta är svårt att genomföra för torv, speciellt lågförmultnad (fibrig) torv med mycket hög vattenkvot och permeabilitet, huvudsakligen beroende på svårigheten att få upp odränerade ”ostörda” prover och transportera dem till laboratoriet intakta. Det är möjligt att ta stora prov och prova dem i stora provningsutrustningar men dessa är normalt inte tillgängliga för icke-forskande ingenjörer som arbetar på lokala kontor. Av det skälet är det ovanligt för lågtrafikerade vägprojekt att beordra laboratorieprovning på torvprover från fältet.

Provning kan naturligtvis utföras om det bedöms vara nödvändigt. Statens Geotekniska Institut använder en utrustning för direkt skjuvning och kompressometer som tillåter stora deformationer att uppstå i torvprover.

Den Isländska Vägadministration använder en Ödometer för att erhålla de grundläggande torvparametrarna för sina sättningsanalyser enligt Janbu.

För projekt på lågtrafikerade vägar är det dock vanligen enbart de enklare ”klassificeringstester” som beskrivs i avsnitt 1 som används, tillsammans med empiriska samband, för att ge vägledning för det sannolika beteendet hos torven på plats.

Klassificering och vattenkvot är det som vanligen bestäms och dessa två undersökningar utgör sannolikt ett minimimum av undersökningar som behövs för bästa arbetssätt. Med kunskap om vattenkvoten är det möjligt att få en bra uppskattning av sättningarna och konsolideringen med STA-metoden som beskrivs i avsnitt 5.3.2.