En geoteknisk grunnundersøkelse er en undersøkelse som skal gi svar om de byggtekniske egenskapene ved grunnen under terrengoverflaten. Dette avgjøres av geologiens oppbygging, og en geoteknisk grunnundersøkelse skal beskrive geologien gjennom parametere som har betydning for eventuelle konstruksjoner som skal bygges. Grunnens motstand mot penetrasjon ved boring og kornfraksjonsinndeling, samt grunnvann og fjelloverflaten er resultater som hyppig spiller inn. Resultatet fra undersøkelsene danner typisk grunnlag for geoteknisk vurdering og prosjektering, for eksempel gravearbeider eller fundamentering av en konstruksjon. Undersøkelsen blir vanligvis utført med en borerigg som penetrerer grunnen med et hydraulisk bor, og eventuelle påfølgende laboratorieforsøk av seksjonerte prøver som tas opp fra grunnen.

Feltarbeid For å oppnå tilstrekkelig kunnskap, blir det foretatt undersøkelser på stedet. Omfanget blir tilpasset formålet med undersøkelsene, og fastsettes ofte av den som skal gjøre analysene.

Sondering Det kan utføres flere typer sonderinger: Dreiesondering Enkel sondering Dreietrykksondering Totalsondering Trykksondering (Engelsk: Cone penetration testing – CPT) bkir utført ved hjelp av en massiv stålsylinder med konisk spiss som presses nedover i jorden hydraulisk. En måler motstanden i spissen (konen) og friksjonen langs sylinderen som sitter like over konen. Som regel måles også poretrykkstilstanden like bak konen (CPTu). Noen ganger måles også andre egenskaper. CPT-dataene korreleres vanligvis mot jordegenskaper fra laboratorieundersøkelser. Resultatene fra CPT-målinger plottes mot dybden, og er svært nyttige for å si noe om lagdelingen og egenskapene til lagene i bakken, spesielt i sand der det er vanskelig å få opp uforstyrrede prøver. Eldre instrumenter fungerer som en hammer, og teller antall slag per lengdeenhet. Standard Penetration Test (SPT)

Prøvetaking Jordprøver tas enten i «omrørt», forstyrret eller uforstyrret tilstand.

Omrørte prøver har endra lagrekke og mekaniske egenskapar. Forstyrret har uendra lagrekke men endra mekaniske egenskaper Uforstyrra har uendra lagrekke og uendra mekaniske egenskaper

Sylinderprøver Såkalte uforstyrrede prøver er likevel ikke helt uforstyrrede. En omrørt prøve er når strukturen av jord har blitt endret tilstrekkelig til at tester av egenskapene ikke er representative for in-situ forhold, og bare egenskapene til jordpartikler kan bestemmes nøyaktig. En uforstyrret prøve er når forholdene i jordprøven er nær nok forholdene i jord in-situ til tester av egenskaper for å brukes som omtrentlige egenskaper.

Poseprøver Jordprøver kan tas ved hjelp av flere typer prøvetakere; noen tar bare masseprøver, mens andre kan ta relativt uforstyrrede prøver. Prøver kan tas med metoder så enkle som å grave ut jord ved hjelp av en spade. Prøver tatt på denne måten er masseprøver. Mer avanserte prøvetaking omfatter split-spoon prøvetakere, stempelprøvetakere, og press-prøvetakere. Standard Penetration Test (CPT) prøvetaker er en split-spoon prøvetaker, og det er tilsvarende prøvetakere med større rør. SPT-testene omgjør en prøve og gir in-situ jorddata. SPT-prøver er omrørte prøver. Stempelprøvetakere er tynn-veggede metallsylindre som har et stempel i tuppen. Prøvetakeren presses ned i bunnen av et borehull med stempelet på jordoverflaten mens sylinderen glir over det. Disse prøvetakere vil gi uomrørte prøver i bløt jord, men er vanskelig å presse ned i sand og stive leirer, og kan bli ødelagt hvis grus påtreffes. Pitcher Barrel-prøvetaker tilsvarer stempelprøvetakere, men uten stempel. Det er trykkavlastningshull nær toppen av prøvene for å hindre trykkoppbygning av vann eller luft over jordprøven.

Instrumentering Måling av deformasjon

Inklinometer Et inklinometer er et vanlig brukt måleinstrument til registrering av forflytninger i jordbunnen. Inklinometeret måler posisjonen i forhold til jordens tyngdekraft. Typiske måleobjekter for et inklinometer er bestemmelse av glidesonen til skred, måling av hastigheten og størrelsen på horisontalforflytninger i jordbunnen og jordkonstruksjoner, som i voller i forbindelse med demninger, i voller bygget på mykt underlag og i groper samt måling av forflytninger i støttevegger, påler og støttemurer.Jalle Bäcklund: Geotekninen monitorointi Suomessa

Nivellering Ved nivellering sammenlignes den vertikale stillingen til måleobjektet med et fastpunkt. Ved nivellering brukes et optisk instrument som plasseres i vater. Ved målingen brukes en målestang til hjelp og med denne kan høydeforskjellen mellom måleobjektene og nivelleringskikkerten måles. En forflytning beregnes som endring i høydeforskjell mellom fastpunktet og målepunktet. Nøyaktigheten som oppnås er i det minste avhengig av nivelleringskikkerten, måleavstanden og forholdene i omgivelsene.

Tachymeter Ved måling med tachymeter kan forflytninger måles i tre koordinatretninger. Det må være fri siktelinje mellom måleinstrumentet og punktet som skal måles. Tachymetermålinger kan gjøres manuelt eller med et robottachymeter, som gjør det mulig å utføre målingene automatisk og i sanntid.

Setningsplate Ved hjelp av en setningsplate observeres setningen i jordoverflaten eller jordlaget. Setningsplaten består av en plate som det er festet en stang til. Platen plasseres enten på overflaten eller senkes ned i jorden slik at stangen stikker opp over overflaten. Stangen kan plasseres i et beskyttelsesrør slik at en eventuell setning i fyllingslaget ikke fører til feil måleresultat. Setningen måles ved å sammenligne høyden på stangen med et fast referansepunkt.

Setningsslange Med en setningsslange er det mulig å måle setningen eller få fram en sammenhengende setningsgraf av tverrsnittet. Setningsslangen plasseres i det nederste jordlaget som skal undersøkes og det bygges en konstruksjon, som for eksempel en voll, oppå dette. Trykket i slangen som er fylt med væske måles med en trykksensor og trykket sammenlignes med et kjent fastpunkt. Trykket i slangen vokser lineært med økende dybde, og ut fra dette kan forflytningen i dybderetning beregnes. Trykksensoren kan være bevegelig eller fast montert i slangen, og da vil flere sensorer kunne monteres i samme slange.

Ekstensometer Med et ekstensometer måles endringen i avstand mellom to punkter. Ekstensometrene kan ha måleinstrumenter som fungerer etter ulike funksjonsprinsipper, men alle måler bevegelsen til enkeltpunkter i forhold til et bestemt referansepunkt. Med ekstensometeret er det mulig å måle økningen eller reduksjonen i avstand avhengig av apparatet som brukes og disse produseres for flere bruksformål. Vanlige bruksområder er måling av overflatesprekker i betong- og bergkonstruksjoner samt måling av setninger i terrenget og sprekker i fjell i borehullretningen.

Laserskanning Laserskanning er en målemetode for måling av en tredimensjonal punktsky av et objekt. Ved laserskanningen måles avstanden mellom enkeltvise observasjonspunkter og måleinstrumentet, enten basert på å måle tiden det tar for lyset å nå objektet og returnere tilbake eller basert på faseforskjeller Det kan beregnes koordinater for punktene når utgangsvinkelen til laserstrålen er kjent i tillegg til avstanden. Laserskanneren må velges basert på avstanden, omfanget og den nødvendige nøyaktigheten til objektet som skal måles.

Måling av grunnvann Målingene brukes blant annet til overvåking av stabiliteten til skråninger og jorddemninger.

Observasjonsrør for måling av grunnvannstand Observasjonsrør kan brukes for å måle grunnvannstanden i godt drenert jord hvor poretrykket vokser jevnt med dybden. Observasjonsrøret plasseres i et borehull som fylles med sand, og for å hindre at overflatevann kommer inn i røret fylles for eksempel øvre delen av hullet med betong. Observasjonsrøret slipper igjennom vann i hele sin lengde. Hvis jordtypen består av forskjellige lag, representerer vannflaten i observasjonsrøret vanligvis det lag som best drenerer vann. Grunnvannstanden i observasjonsrøret måles med en vannstandsmåler.

Pneumatisk poretrykksmåler En pneumatisk måler er basert på måling av gasstrykk. I en poretrykksmåler er det plassert to slanger i borehullet som er tettet på oversiden av sensoren. Måleren er basert på en bøyelig mellommembran med poretrykk på den ene siden og gasstrykk på den andre. Ved måling kobles den pneumatiske måleren til endestasjonen eller direkte i røret, hvorfra gass ledes gjennom en tilførselsslange og bak membranen til gasstrykket overstiger poretrykket og gass begynner å lekke forbi mellom-membranen og til returslangen. Tilførselen av gass stanses og gasstrykket synker fram til poretrykket stenger mellommembranen. Gasstrykket leses av på trykkmåleren og det tilsvarer det rådende poretrykket i målepunktet.

Elektriske poretrykksmålere En poretrykksmåler basert på en vibrerende tråd er et elektrisk måleapparat som egner seg godt for kontinuerlig måling og gir rask responstid. Funksjonen til poretrykksmåleren er basert på at trykket rettet mot mellom-membranen gir spenning i den vibrerende tråden og får den til å svinge med sin egenfrekvens. Frekvensavlesningen omformes på displayenheten til poretrykk.

Måling av jordtrykk Kraftsensor En kraftsensor (Load cell) brukes til måling av kraften i ankerstenger og –wirer, fjellbolter og i testing av påler. I tillegg til midlertidig belastning er det mulig å følge og måle belastningen over lengre tid. Kraftsensoren monteres i objektet som skal måles slik at belastningen formidles gjennom denne. En kraftsensor er vanligvis sylinderformet med hull i midten og med strekksensorer på innsiden.

Måling av temperatur Termistor En termistor er en temperaturfølsom halvlederresistor hvor temperaturmålingen er basert på endringen i resistans. En avlesning på termistatoren er i ohm, og denne omformes enten ved hjelp av en leser eller en omregningsfaktor til en temperatur. En termistor kan være svært liten og den egner seg derfor til bruk i forskjellige måleinstrumenter.

Motstandstermometer Et motstandstermoter er basert på endringen i motstand (resistans) i en metalleder i forhold til endringen i temperatur. Den målte motstandsverdien omformes til en temperatur. Termometeret er nøyaktig og egner seg godt for langvarig bruk.

Termometer basert på vibrerende tråd Et termometer basert på en sensor med vibrerende tråd består av et ytre metallskall. En endring i temperatur forårsaker en formendring i skallet som påvirker spenningen i den vibrerende tråden. Frekvensen til den vibrerende tråden omformes med en omregningsfaktor til en temperatur.

Termometere basert på optiske fibre Optiske fibersensorer egnet for måling av temperaturer er Fibre Bragg Grating optiske fibersensorer og optiske fibersensorer basert på Brillouin-spredning.

Vibrasjonsmåling Vibrasjoner forårsakes vanligvis av sprengning i forbindelse med byggearbeider, pæleramming, komprimering av jord, sprengning, knusing av fjell og masseforflytning. For offshore plattformer er det ofte bølger som forårsaker vibrasjonene. Vibrasjoner måles ofte i nærheten er bygninger eller utstyr som kan skades. Vibrasjoner kan også forstyrre mennesker. Vibrasjoner i jord måles vanligvis med geofoner som er koblet til en opptaker. Geofonene plasseres vanligvis i en viss avstand fra vibrasjonskilden samt på steder som er kritiske. Svingehastighetene er ofte viktigst, men det er også ofte mulig å måle akselerasjoner og frekvenser. Ved behov kan det i forbindelse med vibrasjonsmålingen i tillegg måles trykkbølger og lydtrykk.

Målinger av forankringskrefter