Prove geotecniche in sito

Prove geotecniche in sito

La nostra società dispone di due penetrometri statico-dinamici cingolati Pagani TG 63-200 KN, che è una macchina operatrice molto flessibile, dotata di tre stabilizzatori, tale da permetterne uso in qualsiasi condizione anche su pendii molto inclinati. Questa permette, a seconda delle condizioni dei terreni, di essere configurata per realizzare prove penetrometriche statiche CPT con punta meccanica tipo Begemann, oppure utilizzando punte differenti come il piezocono ed eseguire prove con punta elettrica CPTE, prove con piezocono CPTU o prove con dilatometro piatto Marchetti DMT. Tale attrezzatura consente inoltre il prelievo di campioni rimaneggiati o a disturbo limitato per poter prendere campioni da analizzare nei primi metri di terreno.
PROVA PENETROMETRICA STATICA CON PUNTA MECCANICA - CPT
La prova penetrometrica statica CPT (di tipo meccanico) sono eseguite secondo le seguenti normative:
  • AGI Associazione Geotecnica Italiana (1977) - Raccomandazioni sulla Programmazione ed Esecuzione delle Indagini Geotecniche;
  • ISSMFE Technical Committee on Penetration Testing (1988) - Cone Penetration Test (CPT): International Reference Test Procedure;
  • ASTM D 3441 - 94 - Standard Test Method for Deep, Quasi-Static, Cone and Friction-Cone Penetration Tests of Soil
Consiste essenzialmente nella misura della resistenza alla penetrazione di una punta meccanica di dimensioni e caratteristiche standardizzate, infissa nel terreno a velocità costante (v = 2 cm / sec  0,5 cm / sec ).
La penetrazione viene effettuata tramite un dispositivo di spinta (martinetto idraulico), opportunamente ancorato al suolo con coppie di coclee ad infissione, che agisce su una batteria doppia di aste (aste coassiali esterne cave e interne piene), alla cui estremità è collegata la punta. 
La punta conica è dotata anche di un manicotto sovrastante, per la misura dell'attrito laterale (punta / manicotto tipo "Begemann").
Lo sforzo necessario per l'infissione è misurato per mezzo di una cella di carico collegata alla testa idraulica che esercita la spinta sulle aste. I dati acquisiti, oltre a restituire informazioni dettagliate sulla possibile stratigrafia, possono fornire, tramite formule di correlazione, indicazioni su numerosi parametri geotecnici.
PROVA PENETROMETRICA DINAMICA SUPERPESANTE - DPSH
La prova penetrometrica superpesante DPSH sono eseguite secondo le seguenti normative:
  • AGI Associazione Geotecnica Italiana (1977) - Raccomandazioni sulla Programmazione ed Esecuzione delle Indagini Geotecniche;
  • ISSMFE Technical Committee on Penetration Testing (1988) - Dynamic Probing (DP): International
La prova consiste nell’infiggere verticalmente nel terreno una punta conica metallica, avvitata all’estremità inferiore di una batteria di aste metalliche, mediante battitura con un maglio che cade liberamente da un’altezza costante; i colpi necessari per la penetrazione di ciascun tratto di lunghezza prefissata vengono annotati e costituiscono la resistenza del terreno alla penetrazione della punta conica. La prova consiste nell’effettuare le misure senza soluzione di continuità, a partire dal piano di campagna, rilevando ogni 20 cm di profondità il numero di colpi necessario all’infissione della batteria di aste.
I risultati sono correlabili a quelli ottenuti con le tradizionali prove SPT in foro a differenza delle quali forniscono un’informazione più dettagliata essendo la misura effettuata in continuo per tutta lunghezza della prova.
Realizziamo prove penetrometriche dinamiche super pesanti (DPSH) e la strumentazione fa riferimento alla procedura ISSMFE (1988) dove le caratteristiche principali sono: massa battente 63,5 Kg. - caduta 0,75 m. - angolo punta 60-90° - penetrazione standard 20 cm.
PROVA PENETROMETRICA STATICA CON PUNTA ELETTRICA - CPTE E CON PIEZOCONO - CPTU
Il penetrometro viene attrezzato con Punta elettrica/piezocono GEOTECH che tramite sistema di acquisizione digitale registra in continuo, ogni cm di avanzamento la misura dei valori di resistenza alla punta (qc) e dell’attrito laterale locale (fs). La punta elettrica standard può essere dotata di un trasduttore di pressione che permette di acquisire il valore della pressione neutra (U) del terreno attraversato (CPTU). Il sensore delle pressioni neutre è alloggiato dietro la punta e comunicante con il terreno attraverso un filtro poroso. I valori di resistenza alla punta (qc), dell’attrito laterale locale (fs), della pressione interstiziale (U) e l’inclinazione della punta durante l’avanzamento nel terreno, vengono registrati e visualizzati in continuo, tramite il sistema di acquisizione, sul monitor di un computer.
PROVA PENETROMETRICA CON DILATOMETRO PIATTO MARCHETTI - DMT
L'attrezzatura e le metodologie di misura utilizzate sono conformi alle raccomandazioni:
  • ASTM D6635-01 (2002) "Standard Test Method for Performing the Flat Plate Dilatometer". Book of Standards Vol. 04.09, 14 pp.
  • Eurocode 7, (1997) " Geotechnical Design. Part 3 : Design assisted by field tests, "Flat Dilatometer Test (DMT), 8pp."
  • TC16 (2001) "The DMT in Soil Investigations", A Report by the ISSMGE Committee TC16, 41 pp.;
Il sistema di prova per prova dilatometrica è costituito da una lama di acciaio avente dimensioni 95 x 200 x 15 mm, con il bordo inferiore affilato. Su una faccia è montata una membrana metallica circolare espandibile; da un centralina di misura dotata di regolatore di pressione, manometri, di un segnalatore audio-visivo e di valvole di sfiato; dal cavetto pneumatico-elettrico passante entro le aste che verranno infisse nel terreno e da una bombola con gas in pressione, in genere azoto per uso industriale. La lama viene infissa nel terreno mediante una batteria di aste attraverso le quali passa un cavo elettropneumatico di collegamento con la centralina posta in superficie.
Ad intervalli regolari (20 cm) la penetrazione viene arrestata e viene immessa aria compressa, facendo dilatare la membrana contro il terreno e misurando le pressioni corrispondenti a due livelli di deformazione prestabiliti della membrana:
  • pressione necessaria per controbilanciare la pressione del terreno ed iniziare il movimento della membrana (pressione di distacco o lift-off) (P0);
  • pressione necessaria per ottenere una dilatazione del centro della membrana contro il terreno di 1.1 mm. (P1).
I due valori di pressione determinati po e p1 vengono elaborati ottenendo i tre "parametri indice":
  • Id Indice di materiale
  • Kd Indice di spinta orizzontale
  • Ed Modulo dilatometrico
Dai parametri indice Id, Kd, Ed, applicando le correlazioni usuali (TC16, 2001), vengono ricavati i parametri:
  • M Modulo edometrico (terreni sia coesivi che granulari)
  • cu Coesione non drenata (terreni coesivi)
  • Ko Coefficiente di spinta a riposo (terreni coesivi)
  • OCR Grado di sovraconsolidazione (terreni coesivi)
PRELIEVO CAMPIONI CON PENETROMETRO
Mediante il penetrometro, utilizzando il campionatore “Shelby 88,9” della Pagani Geotechnical Equipment, possono essere prelevati campioni indisturbati. In questo modo le indagini penetrometriche possono essere integrate con analisi di laboratorio su campioni di terreno indisturbati.
Questo tipo di campionamento è conforme alla seguente normativa:
  • UNI EN ISO 22475-1:2007 - Indagini e prove geotecniche - Metodi di campionamento e misurazioni sull'acqua del sottosuolo - Parte 1: Principi tecnici per l'esecuzione
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