Στα υπόγεια έργα περιλαμβάνονται κτιριακές, βιομηχανικές στρατιωτικές κ.λπ. κατασκευές σε ανοιχτό όρυγμα με ή χωρίς κατασκευή αντιστήριξης και οι σήραγγες, οι οποίες κατασκευάζονται με υπόγεια εκσκαφή με ή χωρίς κατασκευή προσωρινής υποστήριξης του υπερκείμενου εδάφους, καθώς και οι βαθιές θεμελιώσεις με πασσάλους ή διαφράγματα κτιρίων και γεφυρών.

Συγκριτικά με τις αντίστοιχες υπέργειες κατασκευές οι υπόγειες επιβαρύνονται με το πρόσθετο σημαντικό κόστος των ανοιχτών και των υπόγειων εκσκαφών μεγάλου βάθους και το ακόμη μεγαλύτερο κόστος των κατασκευών αντιστήριξης και υποστήριξης.

Κρίσιμος παράγων για τη διαμόρφωση του συνολικού κόστους είναι το φαινόμενο της αλληλεπίδρασης των κατασκευών με το περιβάλλον έδαφος, το οποίον συμμετέχει ταυτόχρονα ως φορτίο και ως στοιχείο αντίστασης. Η επιτυχής αποτίμηση των επιπτώσεων της αλληλεπίδρασης εξαρτάται, αφ΄ ενός από την αξιοπιστία της προσομοίωσης του συνολικού συστήματος στη διαδικασία της ανάλυσής του, αφ΄ ετέρου από την ακριβέστερη δυνατή εκτίμηση των μηχανικών ιδιοτήτων των υλικών της κατασκευής και του εδάφους. Οι μηχανικές ιδιότητες των υλικών κατασκευής προσδιορίζονται με σαφήνεια από τα πρότυπα που διέπουν την παραγωγή τους. Αυτό φυσικά δεν ισχύει για το συγκεκριμένο έδαφος, στο οποίον εντάσσεται το εκάστοτε έργο, του οποίου οι μηχανικές ιδιότητες θα πρέπει να προκύψουν από τη γεωτεχνική έρευνα, η οποία θα προηγηθεί της μελέτης του.

Η ελαχιστοποίηση του συχνά αδικαιολόγητα υψηλού κόστους, παράλληλα με την ικανοποίηση των λειτουργικών και στατικών απαιτήσεων, θα πρέπει να αποτελεί κύριο στόχο του σχεδιασμού των υπόγειων έργων. Η κτηθείσα μέχρι σήμερα εμπειρία και κυρίως η διαπίστωση ότι σε αρκετές περιπτώσεις οι τιμές των καθιζήσεων και συγκλίσεων, οι οποίες προβλέπονται από τη μελέτη, εμφανίζουν πολλαπλάσια μεγέθη από τα αντίστοιχα που προκύπτουν από τις επί τόπου μετρήσεις στο έργο, δικαιολογούν την αναζήτηση των αιτίων αυτών των αποκλίσεων σε κάποιες άστοχες πρακτικές κατά την εκπόνηση των δύο φάσεων του σχεδιασμού που προαναφέρθηκαν, δηλαδή της εδαφοτεχνικής έρευνας και της προσομοίωσης του αλληλεπιδρώντος συστήματος εδάφους και κατασκευής.

Ο σκοπός της Γεωτεχνικής Έρευνας
Ο σκοπός της γεωτεχνικής έρευνας περιγράφεται ως εξής: Α) Ο προσδιορισμός της κατηγορίας, του βάθους, του πάχους και της μορφολογίας των γαιωδών η βραχωδών στρώσεων του εδάφους που περιβάλλει το υπόγειο έργο. B) Η εκτίμηση των χαρακτηριστικών τιμών των φυσικών και μηχανικών ιδιοτήτων κάθε εδαφικής στρώσης. Γ) Η στάθμη του υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα. Για τις δύο πρώτες φάσεις της έρευνας είναι χρήσιμο να γίνουν οι παρακάτω επισημάνσεις:

Κατηγοριοποίηση Εδαφικών Στρώσεων
Η αρχική κατηγοριοποίηση βασίζεται στην οπτική θεώρηση των τμημάτων της πυρηνοληψίας. Είναι όμως απαραίτητο η τελική τεκμηρίωση να προκύπτει από τη συμβατότητά της με τα αποτελέσματα των εργαστηριακών δοκιμών εκτίμησης των φυσικών χαρακτηριστικών και ιδιαίτερα της κοκκομετρικής ανάλυσης.

Υπάρχουν, για παράδειγμα, περιπτώσεις όπου η εξωτερική επιφάνεια της πυρονοληψίας να εμφανίζει όψη αργιλικού υλικού, ώστε αρχικά το σύνολο να κατηγοριοποιείται ως άργιλος χαμηλής πλαστικότητας, ενώ από την κοκκομετρική ανάλυση να προκύπτουν υψηλά ποσοστά χαλίκων, άμμου και ιλύος και μικρό ποσοστό αργίλου της τάξεως του 10-15%. Επί πλέον, στην περίπτωση κατά την οποίαν οι δοκιμές σε αμμοχάλικα περιλαμβάνουν και μετρήσεις των ορίων πλαστικότητας και υδαρότητας, θα πρέπει να επισημαίνεται με σαφήνεια ότι αυτές αφορούν μόνο τη λεπτόκκοκη συνιστώσα και όχι το συνολικό μίγμα.

Υπάρχει ακόμη και η αντίθετη περίπτωση όπου, από την τοπική εμφάνιση κροκαλοπαγούς σε μία στρώση, ο χαρακτηρισμός να αποδίδεται σε όλο το πάχος της, ενώ παράλληλα να εκτελούνται στο υπόλοιπο τμήμα της δοκιμές κοκκομετρικής ανάλυσης με κόσκινα, αδιανόητες για βραχώδες υλικό, οι οποίες υποδηλώνουν αμμοχάλικο. Δεν αποκλείεται βέβαια η περίπτωση, στην πρωτογενή φυσική του κατάσταση το υλικό να αποτελεί πραγματικά ασθενή, ισχυρά ρηγματωμένη βραχομάζα, χωρίς κενά. Όμως κατά την απρόσεκτη απόσπαση των δοκιμίων από την πυρηνοληψία, το υλικό να αποσυντίθεται, ώστε τα προκύπτοντα χαλαρά δείγματα να προσφέρονται για κοκκομετρική ανάλυση, της οποίας η περιττή παρουσία και μόνο λειτουργεί παραπλανητικά, εμφανίζοντας ποιότητα υποδεέστερη της πραγματικής. Παρόμοιες ανακολουθίες, οι οποίες οδηγούν την κατηγοριοποίηση σε αδικαιολόγητη αοριστία, πρέπει να αποφεύγονται. Μία ειδική και συχνά συναντώμενη περίπτωση, είναι οι παλαιές αποθέσεις αλουβιακών ριπιδίων. Πρόκειται για φυσικά μπάζα τα οποία έχουν κατρακυλήσει από τις πλαγιές ορεινών σχηματισμών και χαρακτηρίζονται από την ακατάστατη ανάμειξη υλικών, τα οποία περιλαμβάνουν όλη την κλίμακα μεγεθών των στοιχειωδών λιθοσωμάτων, από λεπτόκοκκα μέχρι και βραχώδη τεμάχια, τα οποία εμφανίζονται δε διαφορετικά βάθη μεταξύ παρακείμενων γεωτρήσεων. Τα σύστημα αυτό ενδείκνυται να θεωρείται ως ένας ενιαίος ετερογενής σχηματισμός και να αποφεύγεται η προσπάθεια χάραξης φανταστικών διακριτών ενδιάμεσων στρώσεων, αλλοπρόσαλλης αναγκαστικά μορφολογίας, σε απομίμηση της μορφολογίας των κανονικών ιζηματογενών ή πυριγενών σχηματισμών. Γενικά η ακριβής κατηγοριοποίηση των στρώσεων αποτελεί προϋπόθεση για την ορθή επιλογή των επί τόπου και των εργαστηριακών δοκιμών που απαιτούνται για τον προσδιορισμό των χαρακτηριστικών τιμών.

Εργαστηριακές και επί Τόπου Δοκιμές
Με τον όρο γεωτεχνικές παράμετροι υποδηλώνονται οι χαρακτηριστικές τιμές των μηχανικών κυρίως ιδιοτήτων των εδαφικών στρώσεων, οι οποίες επηρεάζουν το σχεδιασμό του έργου. Πρόκειται συνήθως για ένα σχετικά περιορισμένο πλήθος τιμών που αφορούν το φαινόμενο ειδικό βάρος γ, το μέτρο ελαστικότητας Ε, τον λόγο Poisson v, τη γωνία εσωτερικής τριβής φ, τη συνοχή Cu, και την τάση προστερεοποίησης σp, τον συντελεστή στερεοποίησης Cu, και τον συντελεστή διαπερατότητας k.

Για κάθε γεωτεχνική παράμετρο και ανάλογα με την κατηγορία της εδαφικής στρώσης, στη βιβλιογραφία υποδεικνύεται ένα εύρος αναμενόμενων τιμών, των οποίων όμως το ανώτερο όριο είναι κατά κανόνα πολλαπλάσιο του κατώτερου.

Ο υπεύθυνος για τον ασφαλή σχεδιασμό του έργου μηχανικός, ο οποίος αναγκάζεται να κάνει χρήση της βιβλιογραφίας, στην περίπτωση όπου δεν είναι διαθέσιμα κατάλληλα αποτελέσματα της γεωτεχνικής έρευνας, είναι βέβαιό ότι θα επιλέξει ως ασφαλέστερη την κατώτερη τιμή, παραβλέποντας το ενδεχόμενο για το συγκεκριμένο έδαφος η πραγματική τιμή να είναι σημαντικά μεγαλύτερη. Η πρακτική αυτή συνεπάγεται περιττή υπερενίσχυση της κατασκευής, με αποτέλεσμα την αδικαιολόγητη διόγκωση του κόστους. Και ο μόνος τρόπος αποφυγής του είναι οι χαρακτηριστικές τιμές να προκύπτουν από τα αποτελέσματα των κατάλληλων για κάθε κατηγορία εδαφικού υλικού εργαστηριακών ή επί τόπου δοκιμών.

Για κάθε γεωτεχνική παράμετρο προδιαγράφονται κατά κανόνα περισσότεροι του ενός τύποι δοκιμών. Η επιλογή της εκάστοτε κατάλληλης εξαρτάται από την κατηγορία της εδαφικής στρώσης. Επομένως το πρόγραμμα αυτών των δοκιμών πρέπει να καταρτίζεται μετά την οριστική κατηγοριοποίηση των στρώσεων, η οποία προϋποθέτει την προγενέστερη ολοκλήρωση των δοκιμών κατάταξης. Η επιλογή του είδους και του αριθμού των δοκιμών ανά στρώση είναι χρήσιμο, ίσως και απαραίτητο, να γίνεται από τους μηχανικούς οι οποίοι τελικά θα προσδιορίσουν τις χαρακτηριστικές τιμές, ώστε να είναι εξασφαλισμένη η διαθεσιμότητα των απαιτούμενων προς τούτο δεδομένων.

Είναι φανερό ότι η ορθή αυτή διαδικασία εξουδετερώνεται στην περίπτωση όπου η εκτέλεση, αφ΄ ενός της έρευνας πεδίου και εργαστηρίου, αφ΄ ετέρου της εκτίμησης των τιμών γεωτεχνικών παραμέτρων, γίνεται από διαφορετικούς φορείς.

Η πρώτη από τις δύο αυτές φάσεις εκτελείται συνήθως από μη τεχνικές ειδικότητες, στον γνωστικό ορίζοντα των οποίων οι μηχανικές ιδιότητες των υλικών δεν συνιστούν προτεραιότητα. Με αποτέλεσμα το κριτήριο επιλογής του είδους των δοκιμών να είναι η απλότητα, η σύντομη διάρκεια και τελικά το μικρότερο κόστος εκτέλεσης. Η πρακτική αυτή υπαγορεύεται αναγκαστικά και από τον συνήθη τρόπο τιμολόγησης του κόστους της έρευνας, ο οποίος βασίζεται κυρίως στην τιμή μονάδας ανά μέτρο μήκους διάτρησης, στο οποίον περιλαμβάνεται και ένας αριθμός δοκιμών απροσδιόριστου αρχικά είδους. Είναι απαραίτητο ο τρόπος αυτός τιμολόγησης να αλλάξει ριζικά και να καθορίζονται ανεξάρτητες τιμές μονάδας για τη διάτρηση και για κάθε είδος δοκιμής, όπως άλλωστε καθορίζεται και στις επίσημες προδιαγραφές, ώστε να εκτελείται η εκάστοτε καταλληλότερη. Αυτό φυσικά συνεπάγεται μία προσαύξηση του κόστους της έρευνας, η οποία όμως, συγκρινόμενη προς την προκύπτουσα πολλαπλάσια απομείωση στο κόστος κατασκευής του έργου, συνιστά αμελητέα, πλην αναγκαία, επιβάρυνση. Παρατίθενται μερικά συγκεκριμένα παραδείγματα, τα οποία κατά κανόνα χαρακτηρίζουν την τρέχουσα πρακτική.

Σε γαιώδη συνεκτικά εδάφη, από τα οποία είναι δυνατή η λήψη αδιατάρακτων δοκιμίων, τη συντριπτική πλειονότητα κατέχουν οι δοκιμές σε ανεμπόδιστη θλίψη παρά το γεγονός ότι η αναγκαιότητά τους δεν προδιαγράφεται στον Ευρωκώδικα 7.

Πρόκειται για ταχείες δοκιμές χωρίς στερεοποίηση, από τις οποίες προκύπτει μία οριακή θλιπτική τάση και ένα διάγραμμα τάσεων – παραμορφώσεων. Πρόκειται για αποτελέσματα τα οποία συμβάλουν ελάχιστα έως καθόλου στην εκτίμηση κρίσιμων γεωτεχνικών παραμέτρων και η πληθωρική παρουσία τους συντελεί στον περιορισμό του αριθμού άλλων χρήσιμων δοκιμών. Για την εκτίμηση των πλέον κρίσιμων παραμέτρων, που είναι η γωνία εσωτερικής τριβής φ, η συνοχή C και το μέτρο ελαστικότητας Ε. Οι απλούστερες διαθέσιμες είναι οι δοκιμές άμεσης διάτμησης και συμπιεσομέτρου, οι οποίες όμως εφαρμόζονται σε δοκίμια μικρού ύψους, της τάξεως των 2 έως 3 εκ. και επομένως η καταλληλότητά τους περιορίζεται για λεπτόκοκκα εδάφη, των οποίων όμως η παρουσία σε έργα μεγάλου βάθους είναι σπάνια. Για τα πλέον συχνά συνεκτικά αμμοχάλικα μόνη κατάλληλη είναι η τριαξονική δοκιμή, η οποία εκτελείται σε πολυσύνθετες συσκευές, είναι χρονοβόρα και φυσικά υψηλότερου κόστους, με αποτέλεσμα η συμβολή τους στην έρευνα να είναι σπάνια μέχρι μηδενική, ώστε να είναι μονόδρομος η επιζήμια προσφυγή στις ελάχιστες τιμές της βιβλιογραφίας.

Στα μη συνεκτικά εδάφη δεν είναι δυνατή και στα ετερογενή δεν είναι αντιπροσωπευτική η λήψη αδιατάρακτων δοκιμίων και η αποτίμηση των γεωτεχνικών παραμέτρων πρέπει να βασίζεται στα αποτελέσματα επί τόπου δοκιμών. Οι οποίες, ενώ έχουν το πλεονέκτημα να αποτυπώνουν τη χωρική επίδραση του περιβάλλοντος εδάφους στην τοπική συμπεριφορά, δεν αποδίδουν άμεσα τις αναζητούμενες τιμές παραμέτρων, αλλά μέσω εμπειρικά καταρτισμένων διαγραμμάτων με βάση ένα συμβατικό δείκτη που προκύπτει από τη δοκιμή. Πρόκειται για τις δοκιμές με πενετρόμετρο (CPT) για ενδοτικά εδάφη, με πρεσιόμετρο για τη μέτρηση κυρίως του μέτρου ελαστικότητας και την πρότυπη δοκιμή διείσδυσης (SPT), που είναι και η συνηθέστερη.

Πρότυπα και σχέσεις που εξασφαλίζουν μεγαλύτερη αξιοπιστία
Στη δοκιμή SPT ο προκύπτων συμβατικός δείκτης Ν απεικονίζει τον απαιτούμενο αριθμό κρούσεων για διείσδυση 30εκ. του πρότυπου δειγματολήπτη. Στην πράξη έχει εθιμικά καθιερωθεί οι κρούσεις να μην ξεπερνούν τις 50, έστω και αν δεν έχει επιτευχθεί η διείσδυση των 30εκ., οπότε το αποτέλεσμα καταχωρείται ως «άρνηση». Φυσικά ο όρος αυτός δεν αρκεί για να συμβάλει στην ακριβή εκτίμηση των παραμέτρων και μάλλον συνάδει περισσότερο με την άρνηση του χειριστή να συνεχίσει τις κρούσεις μέχρι να προκύψει η προδιαγραφόμενη διείσδυση. Διεθνώς έχει γίνει αποδεκτό ότι σε Ν μεγαλύτερο του 50 αντιστοιχεί γωνία φ με μεγαλύτερη των 45ο . Υπάρχει όμως εγχώρια, αλλά και διεθνώς γνωστή, πρόταση μεθοδολογίας (Π. Κοτζιάς), η οποία επιτρέπει για δεδομένα Ν=50 και την αντίστοιχη διείσδυση, να προκύψει με ικανοποιητική προσέγγιση η τιμή του Ν που αντιστοιχεί στην τυ0πική διείσδυση των 30εκ. και η ακριβέστερη εκτίμηση της γωνίας φ, με τιμή σημαντικά μεγαλύτερη των 45ο , της οποίας για ανεξήγητους λόγους αποφεύγεται η εφαρμογή. Με αποτέλεσμα η εμπειρική εκτίμηση να εμφανίζεται διστακτική στην υιοθέτηση τιμών της φ μεγαλύτερες των 40ο , η οποία συνιστά σημαντική υποτίμηση της πραγματικής αντοχής του εδαφικού υλικού.

Οι ομογενείς στρώσεις βραχομάζας χαρακτηρίζονται από αραιό μέχρι πυκνό κατακερματισμό, ο οποίος οφείλεται στην παρουσία πολλαπλών συστημάτων αποτελούμενων από παράλληλα επίπεδα ασυνεχειών, με εξαίρεση τα λυτυποπαγή, στα οποία οι ασυνέχειες έχουν ακανόνιστη διάταξη. Ιδανικός τρόπος εκτίμησης των μηχανικών παραμέτρων θα ήταν μέσω εργαστηριακών δοκιμών σε ευμεγέθη δοκίμια, με διαστάσεις μεγαλύτερες των 50 εκ. που είναι πρακτικά ανέφικτο. Ως εκ τούτου οι γεωτεχνικές παράμετροι cr , φr και Er της βραχομάζας προκύπτουν έμμεσα, με χρήση εμπειρικών σχέσεων και διαγραμμάτων που έχουν προταθεί από διάφορους ερευνητές στις οποίες λαμβάνεται υπ΄ όψιν αφ΄ ενός η πυκνότητα και η ποιότητα των ασυνεχειών, ως επί το πλείστον μέσω του δείκτη GSI, αφ΄ ετέρου τα λιθολογικά χαρακτηριστικά του αρραγούς βράχου, όπως η αντοχή σε ενεμπόδιστη θλίψη σci, το μέτρο ελαστικότητας Εi και η ορυκτολογική σύνθεση, τα οποία προκύπτουν από εργαστηριακές δοκιμές σε δοκίμια κανονικού μεγέθους. Στην περίπτωση όπου λόγω πυκνού κερματισμού η λήψη κανονικών δοκιμίων δεν είναι δυνατή, η τιμή της σci προκύπτει έμμεσα από τον δείκτη Ι σημειακής φόρτισης τεμαχίων μικρού μεγέθους, με χρήση μίας από τις εμπειρικές σχέσεις που έχουν προταθεί σε 42 μέχρι σήμερα δημοσιεύσεις, οι οποίες όμως εμφανίζουν σημαντικές αποκλίσεις μεταξύ των τιμών που προκύπτουν από την εφαρμογή τους. Μεγαλύτερη αξιοπιστία εξασφαλίζεται με την εφαρμογή σχέσεων που προδιαγράφονται σε έγκυρα πρότυπα, όπως το ASTM-D5731-95, τα οποία κατά κανόνα βασίζονται στην κριτική ανασκόπηση των δημοσιεύσεων. Είναι ευνόητο ότι στην περίπτωση κατά την οποία οι τιμές για τον αρραγή βράχο προκύπτουν από άμεσες μετρήσεις σε κανονικά δοκίμια, η παράλληλη εμπλοκή έμμεσων μετρήσεων σημειακής φόρτισης είναι περιττή, ως επί το πλείστον αποκλίνουσα και πρέπει να αποφεύγεται.

Μια σοβαρή εμπλοκή προκύπτει στις περιπτώσεις όπου για τον έμμεσο προσδιορισμό των τιμών μίας παραμέτρου προσφέρονται δύο ή και περισσότερες διαφορετικές σχέσεις, με προέλευση τους ίδιους βασικούς ερευνητές, από τις οποίες προκύπτουν έντονα διαφοροποιημένες τιμές, με σχέση μέχρι και 1 προς 3. Αντί της εύκολης επιλογής της χαμηλότερης τιμής, συστήνεται η προσφυγή στις δημοσιεύσεις στις οποίες τεκμηριώνονται οι προτεινόμενες σχέσεις. Σε ήδη εξετασθείσες παρόμοιες περιπτώσεις διαπιστώθηκε ότι οι ίδιοι οι συγγραφείς διευκρινίζουν ότι κάποια από τις σχέσεις, συνήθως η δυσμενέστερη, δεν αφορά τη ζητούμενη παράμετρο, αλλά κάποιο παρεμφερές προς αυτή μέγεθος με ομοιάζοντα συμβολισμό, το οποίον καθιερώθηκε περιστασιακά για κάποιον ειδικό σκοπό, είτε αφορά μία ειδική κατηγορία βραχομάζας, και δεν προσφέρεται για γενική χρήση.

Για το σχεδιασμό του τρόπου συγκράτησης από κατάπτωση βραχωδών τεμαχίων στις οροφές σηράγγων και στις επιφάνειες απότομων βραχωδών πρανών, είναι αναγκαίος ο λεπτομερέστερος προσδιορισμός των συστημάτων ασυνεχειών ώστε να περιλαμβάνει την απόσταση μεταξύ επιπέδων, την κλίση και το αζιμούθιό τους.

Στις ετερογενείς βραχομάζες, για τους ίδιους λόγους που αναφέρθηκαν για τις ετερογενείς γαιώδεις στρώσεις, για τον προσδιορισμό των τιμών των γεωτεχνικών παραμέτρων ως πλέον αξιόπιστη ενδείκνυται η εκτέλεση επί τόπου δοκιμών ντιλατομέτρου, κυλινδρικού σε διατρήματα και επίπεδου σε παρειές ορυγμάτων. Η ασάφεια στην επιλογή αντιπροσωπευτικών δοκιμίων αρραγούς βράχου από την ποικιλία των υλικών της ετερογενούς βραχομάζας, καθιστά ατελέσφορη την εφαρμογή έμμεσων μεθόδων εκτίμησης των γεωτεχνικών παραμέτρων, μέσω παραλλαγών των συστημάτων κατάταξης GSI, RMR κ.λπ.

Χαρακτηριστικές Τιμές Γεωτεχνικών Παραμέτρων
Με δεδομένη την εξασφάλιση για κάθε εδαφική στρώση αποτελεσμάτων από επαρκή αριθμό δοκιμών, κατάλληλων για την εκάστοτε κατηγορία, ο ακριβέστερος προσδιορισμός της χαρακτηριστικής τιμής κάθε γεωτεχνικής παραμέτρου πρέπει να προκύπτει με εφαρμογή στατιστικών μεθόδων, όπως προδιαγράφεται στο εδάφιο (11) της διάταξης 2.4.5.2 του Ευρωκώδικα 7, ΕΝ1997-1:2004. Συγκεκριμένα, όταν εξετάζεται τοπική αστοχία, όπως π.χ. στην αιχμή ενός πασσάλου, ως χαρακτηριστική λαμβάνεται η τιμή που έχει πιθανότητα μη υπέρβασης 5%, η οποία εκτιμάται με βάση τη μέση τιμή και την τυπική απόκλιση των αποτελεσμάτων των δοκιμών. Στην περίπτωση όπου η αστοχία εκδηλώνεται σε όλο το πάχος της στρώσης, η οποία είναι και η συνηθέστερη στα γεωτεχνικά αντικείμενα, όπως π.χ. η αντίσταση τριβής των πασσάλων, η διατμητική αντίσταση των επιφανειών ολίσθησης πρανών, αλλά και ο συντελεστής ώθησης γαιών, ως χαρακτηριστική λαμβάνεται η μέση τιμή των αποτελεσμάτων δοκιμών με διάστημα εμπιστοσύνης 95%, με το σκεπτικό ότι η ύπαρξη μέσης και κατώτερης τιμής εγγυάται και την ύπαρξη ανώτερης, καθώς και των ενδιάμεσων τιμών στην περιοχή που εκδηλώνεται η αστοχία. Πρόκειται για αντίληψη κοινή σε όλους τους Ευρωκώδικες, όπως π.χ. στον ΕΝ1992 για κατασκευές από σκυρόδεμα όπου, για την τοπική αστοχία σε μία διατομή ως χαρακτηριστική λαμβάνεται η τιμή αντοχής fck με πιθανότητα μη υπέρβασης 5%, ενώ για τον υπολογισμό των βελών της ελαστικής γραμμής και του συντελεστή ερπυσμού φ(t,to), τα οποία εξαρτώνται από το συνολικό φέρον στοιχείο, λαμβάνονται η μέση τιμή Εcm του μέτρου ελαστικότητας και της αντοχής fcm αντίστοιχα.

Η εφαρμογή του συγκεκριμένου αυτού κανόνα είναι κρίσιμη για την επίτευξη του κύριου στόχου της γεωτεχνικής έρευνας που είναι ο προσδιορισμός των πραγματικά αντιπροσωπευτικών χαρακτηριστικών τιμών των γεωτεχνικών παραμέτρων των συγκεκριμένων εδαφικών στρώσεων. Η καταχώρησή του στο τελευταίο 11ο εδάφιο της διάταξης 2.4.5.2 του ΕΝ1997-1, αντί για το πρώτο, φαίνεται ότι έχει υποβαθμίσει τη σημασία και την ανάγκη κατανόησής του, με αποτέλεσμα η εφαρμογή του να αντιμετωπίζεται κατά κανόνα αρνητικά ως δυσνόητη.
Οι συντελεστές ασφαλείας των γεωτεχνικών παραμέτρων, με τους οποίους διαιρούνται οι χαρακτηριστικές τιμές, ώστε να προκύψουν οι τιμές σχεδιασμού, καθορίζονται στο Παράρτημα Α του ΕΝ1997-1, σε αντιστοιχία με την κατηγορία του έργου και την εξεταζόμενη οριακή κατάσταση (αστοχίας, λειτουργικότητας, ισορροπίας, άνωσης κλπ) και εισάγονται με τις αντίστοιχες τιμές στα διάφορα στάδια της ανάλυσης και της διαστασιολόγησης. Επομένως ο προσδιορισμός από τη Γεωτεχνική Μελέτη πρέπει να θεωρείται επικουρικός, χωρίς να είναι αναγκαίος.
Από την προηγούμενη ανασκόπηση προκύπτει ότι, οι δύο κύριοι στόχοι του σχεδιασμού, που είναι η ασφάλεια και η οικονομία, ικανοποιούνται κατά τον πλέον αρμονικό και επωφελή τρόπο, όταν στη γεωτεχνική έρευνα εφαρμόζονται με επιμέλεια οι παρακάτω κανόνες.

i. Ακριβής και επαρκώς τεκμηριωμένη κατηγοριοποίηση των εδαφικών στρώσεων. ii. Οι χαρακτηριστικές τιμές όλων ανεξαιρέτως των γεωτεχνικών παραμέτρων που απαιτούνται για το σχεδιασμό, να προκύπτουν αποκλειστικά από τη στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων επαρκούς αριθμού εργαστηριακών ή επί τόπου άμεσων ή αξιόπιστων έμμεσων δοκιμών, συμβατών με την κατηγορία της εκάστοτε εδαφικής στρώσης. iii. Ο προγραμματισμός του είδους και του αριθμού των δοκιμών να γίνεται από τους μηχανικούς οι οποίοι θα προσδιορίσουν τις χαρακτηριστικές τιμές. iv. Οι κοστολόγηση της γεωτεχνικής έρευνας να λαμβάνει ως βάση τις τιμές μονάδος ανά είδος δοκιμής, ώστε να εξασφαλίζεται η εκτέλεση και διαθεσιμότητα των αναγκαίων. Η παρέκκλιση από αυτή τη διαδικασία συνεπάγεται, είτε την προσφυγή στη βιβλιογραφία, είτε την υποκείμενη εμπειρική εκτίμηση των παραμέτρων, με σοβαρή επίπτωση στο κόστος του έργου, έναντι μιας περιττής υπερασφάλειας. Και ο σχεδιασμός του έργου γίνεται ερήμην ουσιαστικής γεωτεχνικής έρευνας, της οποίας η παρουσία καλύπτει τυπική και μόνο απαίτηση.

*Ο κ. Δημήτρης Μπαϊρακτάρης είναι ο ιδρυτής και επικεφαλής του γραφείου «Μπαϊρακτάρης Δ. και Συνεργάτες ΕΠΕ» (www.baisteng.gr). Το δεύτερο και τελικό μέρος του άρθρου θα δημοσιευτεί στο τεύχος Δεκεμβρίου.