Dynamiske prøvninger – optimering af pælefundamenter i praksis

Ifølge standarden PN-EN 12699 ”Udførelse af særlige geotekniske arbejder – Forskydningspæle” består en dynamisk prøve i at måle deformationer og accelerationer i pælehovedet under et dynamisk slag.
På pælen monteres typisk to sæt sensorer – tensometre og accelerometre – på hver side af skaftet, et par diameter under hovedet. Sensorerne registrerer elastiske deformationer og permanente sætninger, mens måleenheden lagrer data fra hammerens slag eller den påførte ballast.

Ud fra de registrerede signaler analyseres kraft- og hastighedsbølgernes forløb langs pælen. Dette gør det muligt at beregne bæreevnen og identificere eventuelle uregelmæssigheder i materialet eller ændringer i jordens egenskaber.
Dermed kan ingeniøren allerede under installationen vurdere, om pælen fungerer korrekt, og om den projekterede længde er optimal.

Analyseteknikker – CASE og CAPWAP

De to mest udbredte metoder inden for dynamiske analyser er CASE og CAPWAP, som supplerer hinanden.

• CASE-metoden antager, at den dynamiske modstand er proportional med pælens penetrationshastighed. Proportionalitetsfaktoren bestemmes ud fra materialets impedans og dæmpningskoefficient.

• CAPWAP-metoden bygger på et numerisk model, der tilpasser en simuleret tilbagegående bølge til den målte bølge. Herved kan man fastlægge den ultimative bæreevne, opdelt på spids og skaft, samt udlede en belastning–sætning-kurve, svarende til resultatet af en statisk prøve.

Kombinationen af de to metoder giver meget præcise resultater, som i praksis afviger mindre end 10–15 % fra statiske tests.

Praktisk anvendelse – optimering af pælelængder

I et eksempel, beskrevet i artiklen, blev der udført dynamiske prøvninger på præfabrikerede betonpæle (40 × 40 cm) med længder mellem 10 og 24 m.
Målinger blev foretaget under hele nedramningen og gentaget (såkaldt restrike) efter nogle dage for at registrere eventuelle ændringer i samspillet mellem pæl og jord.

Analysen, baseret på CAPWAP- og CASE-metoderne, gjorde det muligt at udarbejde profiler for bæreevne og dæmpning gennem de geologiske lag.
For sandlag blev dæmpningsfaktoren Jc ≈ 0,5, mens lerlag viste Jc = 0,6–0,7, fuldt ud i overensstemmelse med jordprofilen.

Dette muliggjorde en reduktion af pælelængderne uden at kompromittere bæreevnen – en direkte optimering, der reducerede både tids- og materialeomkostninger. Restrike-forsøgene viste desuden en stigning i bæreevne over tid som følge af forbedret jordkontakt.

Kvalitetskontrol og afleveringsfase

Dynamiske tests er effektive både under installation og ved aflevering.
Ved at overvåge de registrerede værdier kan man kontrollere ramningsparametrene i realtid og om nødvendigt justere arbejdet uden pauser.

Ved afleveringskontrol fungerer metoden ofte som forløber til de statiske forsøg. Et positivt resultat fra den dynamiske test kan fremskynde godkendelsen og reducere antallet af dyre, tidskrævende statiske prøver.

Metoden giver entreprenøren og bygherren fuld indsigt i fundamentets adfærd og dokumenterer kvaliteten gennem hele processen.