Sonicborrning

OBS Remissversion - texterna är fortfarande under bearbetning och ska enbart ses som utkast. Finns det direkta fel? Hittar du enkelt det du vill, dvs är strukturen bra? Finns det ord/begrepp som behöver förklaras? Vi tar tacksamt emot förslag på ändringar/tillägg via e-post till This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. till och med sista april. Texterna kommer kontinuerligt att uppdateras och revideras och layouten förbättras. 

Tillämpning

Sonicborrning är ett samlingsnamn för borrning där högfrekvent vibration, enbart eller i kombination med rotation, av en borrkrona eller lös spets används för neddrivning av kolvprovtagare och eventuellt foderrör. Metoden kan hämta upp nära ostörda borrkärnor och jordprover till markytan för analys. Metoden fungerar i jordarter från lera till grus men kan vara problematisk vid allt för grova friktionsmaterial (stenar större än provtagarens mynning). Provtagaren kan drivas djupare ned i jordprofilen jämfört med andra metoder och metoden är även lämplig för provtagning under grundvattenytan. Det fordras särskild borrutrustning för sonicprovtagning, se Figur 1.

bildspel rotosonic maskin2

Figur 1. Borrigg för sonicborrning. Foto: Peter Harms-Ringdahl

Tekniska principer

Borrning sker med högfrekventa vibrationer (200 Hz) som överförs till borrsträngen. Metoden kräver i regel ingen spolning med luft eller vätskor. I grövre friktionsjord kan det vara nödvändigt med något spolmedium. Det finns provtagare för sonicborrning med vattendriven hydraulisk kolv som kan stängas och öppnas från markytan för att reglera provtagningsdjup när foderrör ej används. Nedan ses en video som illustrerar metoden

Sonicborrning innebär att långa borrkärnor (2–4 meter) kan tränga in i provtagaren med låg kompaktion. Från provtagaren trycks borrkärnor ut på en ränna, se Figur 2. Metoden ger därmed en bra möjlighet att dokumentera jordartsförhållandena och ta ut representativa prover.

bildspel rotosonic core

Figur 2. Delad borrkärna upptagen med sonicborrning, där även tunna siltskikt i en lerjord kan urskiljas. I figuren kan ses att jordskikten i den yttersta centimetern av borrkärnan kontinuerligt viker av något åt höger vilket visar att denna del är något mer störd än centrumdelen av provet.  Foto: Peter Harms-Ringdahl

Kvalitetskritiska faktorer

Fördelar med metoden är exempelvis att den möjliggör provtagning av god kvalitet både över och under grundvattenytan, risken för korskontaminering är låg och om foderrör används kan installation av grundvattenrör kan göras i samma borrhål. Metoden är relativt snabb och applicerbar på all miljöborrning.

Provtagning kan utföras i de flesta jordarter där kornstorleken är mindre än öppningen i borrkronan (normalt 50 - 70 millimeter, men det finns provtagare med upp till 200 mm) och metoden fungerar bäst i vattenhaltiga mjuka jordarter. Om det förekommer stenar som är större än provtagaren riskerar dessa täppa till provtagaren så att underliggande finjord ej kan tränga in i provtagaren. Även torrskorpelera kan täppa till provtagaren. Tilltäppning märks genom att provtagaren innehåller mindre provmängd än väntat. Större block kan forceras genom att byta yta provtagaren mot en bergkrona och sedan byta provtagare när blocket är forcerat. Provtagning i grövre jordar innebär ofta betydligt större tidsåtgång.

Andra kvalitetskritiska faktorer är att provtagaren kan bli varm när spolmedel ej används varvid flyktiga föroreningar kan förångas. Detta kan kontrolleras genom att mäta temperaturen på den upptagna provkärnan. Vid användning av spolmedel kan dessa påverka föroreningshalter och redoxförhållanden i omgivande grundvatten. Mer info finns under installation av grundvattenrör.

Provtagning utan foderrör kan medföra att jord från borrhålets väggar kan ramla ned i borrhålet. Om provtagaren öppnas för tidigt (d.v.s. där motstånd känns) kan nedrasad jord hamna i provtagaren och en felaktig provtagning fås. Det är därför viktigt att enbart öppna provtagaren vid rätt djup. Vid risk för ras i borrhålet kan foderrör användas för att minimera risk för nedrasad jord. Även om foderrör inte behövs ur ovan nämnd aspekt är ofta syftet med sonicborrning att identifiera lämpliga djup för installation av grundvattenrör och filtersektioner till dessa, och då används foderrör ändå för att möjliggöra installation av grundvattenrör med god kvalitet.

Utvärdering av resultat

Metoden ger detaljerad kunskap om jordlagerförhållandena vilket är en viktig parameter vid utvärdering av t.ex. transport och spridning av föroreningar. Det ger också underlag för installation av grundvattenrör och vid vilken nivå filter ska placeras. Då det finns risk för viss kompaktion bör provlängden jämföras med förväntad provlängd för att identifiera olika skikts egentliga belägenhet i marken. Är provet mycket kortare än förväntat kan det bero på att en sten eller annat föremål täppt till mynningen på provtagaren.

Om jordprofilen består av grova jordarter är det viktigt att ta hänsyn till om föroreningar kan ha förångats på grund av utvecklade värmen.

För- och nackdelar

Fördelar

  • Snabb borrmetod
  • Möjlighet att ta ut prov på stora djup
  • Nära ostörda prover
  • Vid användning av foderrör finns möjlighet att installera grundvattenrör i samma borrhål med hög kvalitet.

Nackdelar

  • Kan begränsas i grövre friktionsmaterial
  • Utvecklar värme med risk att flyktiga ämnen förångas
  • Få borriggar i Sverige som utför metoden

Att tänka på

Metoden är lämplig att använda då det kan finnas föroreningar djupt ner i jordprofilen. I Sverige finns ett begränsat antal borriggar av aktuell typ varför det är viktigt att i god tid bedöma om metoden kan vara aktuell.