PDA-målinger (stødbølgemålinger) er en metode til dynamisk prøvebelastning af aksialt belastede pæle.
Metoden er egnet til pæle stående i såvel friktions- som kohæsionsjord, i kalk eller på klippe, og hvad enten pælene overfører kræfterne til den omgivende jord gennem overflademodstand eller spidsmodstand. Pæletypen kan være en rammet eller boret pæl, og pælematerialet kan være beton, stål, træ eller i princippet hvilket som helst materiale med kendte materialeparametre. Metoden kræver blot, at man har en faldvægt til rådighed, som kan levere tilstrækkelig energi til, at pælen får en blivende sætning i størrelsesorden 3 mm pr. slag.
Ved en korrekt tolkning af måleresultaterne vil der normalt være god overensstemmelse mellem pælens ´dynamiske bæreevne´ og den tilsvarende ´statiske bæreevne´, hvis en sådan test blev udført på samme tidspunkt.
Til forskel fra ´rammeformler´, som grundlæggende betragter hammer og pæl som stive masser og reaktionen fra jorden som statiske, så udnytter stødbølgemåling det faktum, at en faldhammer ved mødet med pæletoppen frembringer en elastisk stødbølge, som bevæger sig ned igennem pælen med en karakteristisk stødbølgehastighed for det pågældende materiale. Efterhånden bringes de enkelte dele af pælen i bevægelse, og derved mobiliseres først overflademodstand og senere også spidsmodstand. Overflademodstanden genererer stødbølger som reaktion på bevægelsen dels i form af en trækbølge i nedadgående retning i pælen som følger initialbølgen, dels som en trykbølge i opadgående retning i pælen. Ved spidsen genereres ligeledes en reflekteret træk- eller trykbølge afhængig af størrelsen af spidsmodstanden i forhold til størrelsen af den øjeblikkelige trykamplitude i den ankommende stødbølge. Eventuelle uregelmæssigheder i pæletværsnittet vil ligeledes give anledning til reflekterede bølger.
Målemetoden er indrettet således, at man kan adskille den nedadgående initialbølge fra den opadgående refleksbølge. Princippet i metoden er, at man måler amplitudestørrelsen i initialbølgen, som løber ned i pælen og giver anledning til pælens bevægelse. Samtidig måler man amplituden i den reflekterede stødbølge, som er genereret fra jordens reaktion på pælens bevægelse dels langs overfladen dels ved pælespidsen. I princippet er den ændring, der er sket af initialbølgen til den reflekterede stødbølge, forårsaget af ændringer i pælens form eller de ydre kræfters reaktion på pælen. Da man måler amplituderne i både initialbølgen og refleksbølgen, kan man regne sig frem til reaktionens størrelse.
Den ydre modstand er imidlertid sammensat af både dynamiske og statiske kræfter, og analysemetoderne går bl.a. ud på at adskille disse fra hinanden.
Generelt
Selve målingen foregår direkte på pælen, hvilket har den fordel, at det er unødvendigt at skønne rammeudrustningens effektivitet. Stødbølgemålinger kan udføres direkte under ramningen af en pæl eller i forbindelse med efterramning. Det er vigtigt at være opmærksom på, at pæle ofte forøger deres bæreevne i tiden efter ramningen, navnlig i kohæsionsjord. Efterramning med PDA-måling efter et passende tidsrum (minimum 3 dage – eller hen over en weekend) vil derfor ofte give bedre oplysninger om en pæls langtidsbæreevne.
Rammeudstyr
Der kan til udførelse af stødbølgemålingerne med fordel anvendes det rammeudstyr, som er anvendt til ramning af pælene. I tilfælde af anvendelse af andet udstyr skal det sikres, at det er i stand til at levere tilstrækkelig energi til at pælen får en blivende sætning minimum i størrelsesordenen 3 mm pr. slag.
Rammeudstyr mobiliseres, klargøres, betjenes og demobiliseres af rammeentreprenøren. Håndmand tilknyttet rammeudstyret skal være til rådighed for cp test a/s med praktisk bistand under målingerne.
Måleudstyr
Der skal være køreadgang for almindelig personbil, hvorfra måleudstyr forsynes med 12V og betjenes indtil 50 m fra pælene (alternativt kan der i samme afstand stilles skurvogn/container med 230V vekselspændingsforsyning til rådighed af rammeentreprenøren). På to modstående glatte, sider mindst 2 × pælediameteren under pæletoppen monteres parvis instrumentering bestående af henholdsvis en straintransducer og et accelerometer. Transducerne monteres symmetrisk på begge sider af pælen for at kompensere for bøjning ved evt. skæve slag. Signalerne opsamles og kalibreres i en ‘analyser’ (special-computer). For hvert slag registreres således kraft og partikelhastighed som funktion af tiden.
Måleudstyr mobiliseres, klargøres, betjenes og demobiliseres af cp test a/s.
Klargøring af pæle
Måling under efterramning:
Pæle til test skal have en fri, ubeskadiget pæletop stående 2,5 á 3 × pælediameteren over terræn og intakte (evt. planslebne) sideflader på målestedet fri for f.eks. olie, fedt og bitumen. Hvor det ikke er muligt, skal pæletop frigraves, så 2,5 á 3 × pælediameteren er fri under pæletoppen. Udgravningen skal tørholdes i et sådant omfang, at den frigravede pæl og måleudstyr ikke er under vand. Målestedet forberedes for montage af måleudstyr ved forboring og isætning af slagankre i betonpæle eller ved gennemboring/gevindskæring i stålpæle.
Måling under indramning:
Pæle til test skal have en fri, ubeskadiget pæletop og intakte (evt. planslebne) sideflader på målestedet fri for f.eks. olie, fedt og bitumen. Rammemaskine skal være til rådighed for hævning af pæletop ved montering af transducere umiddelbart før indramningen starter. Forberedelse af målested som ovenfor. Pælene må ikke rammes så dybt, at måleudstyret rammes under terræn eller evt. vandspejl.
Hammereffektivitetsmåling:
Hammeren testes på en pæl der er rammet til en sådan modstand, og er af en sådan dimension, at den kan modstå påvirkningen fra hammeren ved den krævede maksimale energioverførsel, og målestedet ikke kommer under terræn eller vandspejl under målingen. Målingen gennemføres ved at lade hammeren arbejde i serier på ca. 10 slag pr. faldhøjde/energitrin fra laveste indstilling til højeste og igen fra højeste til laveste. Herved kan unøjagtigheder i evt. manuel aflæsning af faldhøjder elimineres ved en korrelationsanalyse mellem faldhøjde og kvadratet på anslagshastigheden. Målestedet forberedes for montage af måleudstyr ved forboring og isætning af slagankre i betonpæle eller ved gennemboring/gevindskæring i stålpæle af cp test a/s. Evt. frigravning og anden klargøring af pæle foretages af rammeentreprenøren.
Foreløbig resultatoversigt fremsendes, så snart analyserne er gennemført.
Endelig rapport med fuld dokumentation i form af tabeludskrifter og plot fra analyser fremsendes efterfølgende. Geotekniske rapporter og rammejournaler, nødvendige for gennemførelse af analyserne fra det aktuelle projekt, skal stilles til rådighed af rammeentreprenøren uden vederlag. Hertil hører de testede pæles placering i forhold til prøveboringer. Analyser og rapportering udføres og fremsendes af cp test a/s.
Øvrige forhold
Antallet af pæle, som kan måles pr. dag afhænger af forholdene på pladsen.
Udstyr, der – af årsager uden for måleingeniørens kontrol – beskadiges eller går tabt, erstattes af rammeentreprenøren til kostprisen.
PDA-målinger er pt. ikke omfattet af danske eller europæiske standarder som sådan, men et udvalg af relevante standarder kan findes på https://www.pile.com under overskriften´Resources´.
