Evaluation of Soil Disturbance due to Sonic Drilling using Instrumentation and Cone Penetration Test Measurements

ABSTRACT: Sonic drilling is an efficient and versatile drilling technique to continuously core soils and soft rock, and it is increasingly used for geotechnical site characterization. During sonic drilling, the sonic head and attached drill string are vibrated to advance the drill string into the subsurface. These vibrations are transmitted to and propagated through the surrounding soil, causing some amount of disturbance to the soil. However, the magnitude of disturbance as a function of the zone of influence (radial and vertical distance) and soil type has not yet been quantified. This paper presents the results of a field study that quantifies the sonic induced soil disturbance with an array of installed instrumentation. In addition, as an indicator of the possible disturbance to in-situ tests or soil sampling below the bit, changes in baseline measured CPT parameters are evaluated when a CPT sounding is performed into soils immediately below the sonic casing.

RÉSUMÉ: Le forage sonique est un type de forage efficace, utilisé pour la caractérisation géotechnique des sols, qui permet de fournir un échantillon de noyau en continu quel que soit le type de formation. Pendant le forage sonique, une énergie de résonance à haute fréquence est générée par la tête sonique puis transférée dans le train de tiges pour faire avancer le tubage dans les formations souterraines. Ces vibrations sont transmises et propagées dans le sol environnant, provoquant une certaine perturbation du sol. Cependant, la magnitude de la perturbation créée en fonction de la zone d'influence (distance radiale et verticale) et du type de sol n'a pas encore été quantifiée. Cet article présente les résultats d'une étude qui vise à quantifier la perturbation du sol induite par la résonance avec une multitude d'instruments installés. De plus, pour quantifier la perturbation possible pour les essais in situ ou pour l’échantillonnage du sol, les changements des paramètres de CPT sont évalués à la suite d’un sondage CPT effectué dans les sols directement en dessous des tubages externes sonique.