Skruvborr

Skruvprovtagning/skruvborr

Details: Last Updated: Wednesday, 22 November 2023 14:55; Published: Friday, 31 May 2019 22:00

Tillämpning
Tekniska principer
Utvärdering av resultat
Kvalitetskritiska faktorer
För- och nackdelar
Saker att tänka på

Tillämpning

Skruvprovtagning är en av de vanligaste provtagningsmetoderna för jordprovtagning. Metoden innebär att jordprover tas upp med en skruv monterad på en borrbandvagn (se Figur 1). Metoden är främst lämpad för finkorniga jordarter som lera, silt och sand då skruvens nerträngningsförmåga och upptagning av prover begränsas av större stenar, block och att grövre faktioner tenderar att trilla av skruven vid upptagning. Vid borrning under grundvattennivå kollapsar ofta väggarna på borrhålet vilket gör metoden i huvudsak användbar i omättad zon, undantaget är styv lerjord där väggarna kan hålla ihop även under grundvattennivå.

Lämpliga föroreningar som kan undersökas är metaller (med undantag för områden med risk för kvicksilver i fri fas) och organiska föroreningar med låg flyktighet som är lättare än vatten, till exempel aromater, alifater och flertalet PAH. I vissa fall kan även klorerade kolväten provtas. Rotationen av skruven och uppdragningen kombinerat med förekomst av eventuella stenar i marken gör att proverna blir störda, vilket gör att metoden främst är lämplig då ostörda prover inte är ett krav. Detta kan till exempel vara i tidiga skeden av undersökningar i ett område med syfte att svara på frågan om ovan beskrivna föroreningar förekommer eller ej. Beroende på föroreningstyp är det ofta lämpligt att besvara en sådan fråga genom att även komplettera med till exempel provtagning av porgas eller grundvattenprover vars prover har en större räckvidd (se provtagningsstrategier).

Friktionen mot skruven kan vid svårgenomträngliga jordarter orsaka värmebildning som gör att lättflyktiga ämnen kan övergå i gasform. Provtagning med skruvborr är ofta olämplig vid klassning av förorenade massor i de fall variabiliteten är stor. Orsaken är att det krävs omfattande provtagning i sådana fall för att uppnå rimlig säkerhet i klassningen.

skruvborr geosigma

Figur 1. Jord på skruvprovtagare monterad på borrbandvagn. På den övre delen av skruven ses hur en del av den sandiga jorden har rasat av skruven. Foto: Geosigma.

Internationellt särskiljs mellan Solid Stem Auger, vilket motsvarar den typ av skruvborr som konventionellt används i Sverige, och Hollow Stem Auger, vilket är en skruv med en ihålig kärna genom vilken prov kan insamlas med kompletterande utrustning eller vari grundvattenrör kan installeras. Solid Stem Auger kan även benämnas Continuous Flight Auger, men syftar då specifikt till en skruvborr som har en skruv hela vägen upp till ytan, istället för en skruvborr följt av ett slätt borrstål vilket är vanligt i Sverige.

Tekniska principer

Skruvprovtagning utförs vanligen med en skruvprovtagare monterad på en geoteknisk borrbandvagn. Prover kan tas kontinuerligt genom jordprofilen med hjälp av en skruvprovtagare som drivs ned med tryck och rotation en skruvlängd i taget och därefter dras upp. Prov tas på materialet som fastnat mellan skruvens flänsar. För optimal kvalitet på proverna bör skruven drivas ned i samma hastighet som lutningen på skruvens flänsar roterar. Om ett varv på skruven t.ex. motsvarar 15 centimeter i höjdled bör alltså skruven drivas ned 15 centimeter per roterat varv. Om omkringliggande material pressas in i skruven vid uppdragning ska detta avlägsnas innan provtagning.

I instruktionsfilmen nedan visas hur skruvprovtagning utförs. Provtagningen i filmen har dock ej fokus på förorenad jord, men ger en bra bild av själva metodiken.

Utvärdering av resultat

Vid skruvprovtagning tas prov upp direkt vilket ger en okulär bild av jordlagerföljd och eventuella avvikande lager, färg och lukt kan löpande observeras för att utvärdera kvaliteten på provet och bedöma vidare tillvägagångssätt och provtagning.

Vid utvärdering av resultaten i fält är det viktigt att beakta risk för eventuell korskontaminering från ovanliggande jordlager. Jorden längst ut på skruven är ofta den som blir påverkad vid uppdragning, och ofta går det yttersta lagret att skära bort med kniv tills ett lager som inte är opåverkat av ovanliggande jord kan identifieras. I svårborrade jordar kan även jord tränga in långt mot skruven, varför det är viktigt att ta ut ett snitt för att kontrollera om det kan finnas inblandning av ytlig jord långt in mot skruven.

Kvalitetskritiska faktorer

Kvaliteten på proverna beror bland annat på jordart, borrteknik och grundvattenförhållanden. Skruvprovtagning försvåras av grusig/stenig/blockig jord. Anledningen är dels att det kan vara svårt att driva ned skruven vid förekomst av stenar (hur svårt beror på kompaktering och omkringliggande material). Förekomst av grus och stenar innebär att dessa riskerar att pressas in i jorden mellan skruvens flänsar då skruven dras upp. Detta kan ge en missvisande bild av jordart och/eller trycka bort det finmaterial som är aktuellt för provtagning. Utvärdering kan ofta göras okulärt genom att observera om utanpåliggande jordart skiljer sig från den lite djupare in mot centrum av skruven. Inpressad jord bör tas bort innan provtagning. Det finns även en risk att skruven nyper fast i jord med block, och att skruven måste roteras baklänges för att få upp provtagaren. Detta gör att den översta delen på provet hamnar längre ned på provtagaren och den nedersta delen hamnar i botten av borrhålet. Detta bör noteras i provtagningsprotokoll.

Partiklar i grusstorlek och större trillar ofta av skruven när skruven dras upp vilket kan ge problem med att tolka jordlagerföljderna och att erhålla önskad provvolym. Vid provtagning under grundvattenytan i genomsläppliga jordar är risker för kontaminering och att material rinner av särskilt stor. För att minska risken för kontaminering kan foderrörsborrning användas tillsammans med skruvprovtagare. Detta kan möjliggöra provtagning under grundvattennivå i tätare jordar. I genomsläppliga jordar finns risk att grundvatten tränger in i foderröret underifrån och gör att provet kan lösas upp och rinna av skruven när denna dras upp.

Vid all borrning finns risk att täta skikt punkteras. Om sådant skikt innesluter eller avgränsar en förorening med fri fas eller hög koncentration finns en risk att borrhålet kan skapa nya spridningsvägar för föroreningarna. Under sådana omständigheter bör tätare skikt undvikas att punkteras och om risk identifierats att det ändå skett ska borrhålen förseglas efter genomförd provtagning.

För- och nackdelar

Fördelar

Ger en översiktlig bild av jordlagerföljd och eventuella föroreningar
Metoden har god kommersiell tillgänglighet
Möjliggör provtagning på större djup än t.ex. provgropar

Nackdelar

Ej lämplig i jordar med stenar
Stor risk för korskontaminering av både jord och grundvatten
Risk för feltolkning av jordlagerföljd
Risk att tunnare skikt med föroreningar inte upptäcks
Risk att flyktiga föroreningar avdunstar
För installation av grundvattenrör bör foderrör användas, se Installation av grundvattenrör.

Att tänka på

Skär bort det yttersta lagret av jorden på skruven för att minska risken för korskontaminering. Kontrollera att inte stenar eller gruslager stört jordlagerföljden på skruven. Då metoden innebär relativt stor risk att proverna inte är representativa bör kontroll göras att metoden uppfyller kvalitetskrav och syfte med undersökningen före provtagning,