GEOTECNICA

LEZIONE 9

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INDAGINI IN SITO

Ing. Alessandra Nocilla

INTRODUZIONE

1) Gli ingegneri geotecnici non possono scegliere i

materiali sui quali sono chiamati a costruire. Devono

utilizzare i materiali che trovano in sito. Quindi devono:

Identificare i terreni con i quali

dovranno operare

Determinarne le caratteristiche

meccaniche

SCOPO DELLE INDAGINI

GEOTECNICHE

Sondaggi e campionamento

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2) Le indagini vengono condotte con:

Sondaggi e campionamento

Prove in sito e in laboratorio

Informazioni di carattere geologico e conoscenze geotecniche

3) Le norme tecniche sulle indagini geotecniche variano da paese a paese quindi tratteremo solo gli aspetti più

generali e importanti.

OBIETTIVI DELLE INDAGINI GEOTECNICHE

1) Ricostruire una IMMAGINE TRIDIMENSIONALE della posizione dei principali strati di terreno o di roccia

presenti nel sito che potrebbero essere influenzati o potrebbero influenzare l’opera geotecnica (definizione

del volume significativo). Nell’identificazione degli strati ci si deve riferire alle classifiche geotecniche.

2) Capire e identificare le condizioni della falda

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OBIETTIVI DELLE INDAGINI GEOTECNICHE

Per ogni strato del modello stratigrafico presentato nella figura precedente, sarà necessario attribuire del

parametri di resistenza, rigidezza e permeabilità. Quindi le indagini dovrebbero essere abbastanza estese in

modo che per ciascun strato sia possibile stabilire:

1) La sua descrizione geotecnica e l’identificazione della sua natura (granulometria e plasticità) e del suo stato

(stato tensionale, contenuto d’acqua w e grado di sovraconsolidazione).

2) L’ambiente geologico nel quale il terreno si è formato e la storia di deposizione (aiuto del geologo).

3) L’ambiente geologico nel quale il terreno si è formato e la storia di deposizione, erosione, alterazione o

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3) L’ambiente geologico nel quale il terreno si è formato e la storia di deposizione, erosione, alterazione o

invecchiamento (aiuto del geologo).

4) La struttura visibile a occhio nudo (fessure, giunti, stratificazioni..)

5) I valori rappresentativi dei parametri di resistenza, rigidezza e permeabilità.

Globalmente, per il volume significativo individuato, occorrerà poi indagare sul regime delle acque

sotterranee. Non bisogna mai scavare senza sapere IN COSA si scava e QUALI siano le condizioni della falda!!

FASI DELLE INDAGINI GEOTECNICHE

Le indagini non possono mai essere completamente pianificate prima della loro esecuzione perché le

condizioni del terreno non sono note in anticipo. Per questo le indagini vanno condotte in fasi successive: ogni

fase va programmate in base alle informazioni disponibili e ai dati ottenuti nella fase precedente. Le fasi

possono essere riassunte:

1) Studio a tavolino. Reperimento di tutte le informazioni su carta disponibili in letteratura (lavori precedenti,

carte geologiche, carte topografiche, sezioni geologiche in archivio delle autorità locali, etc)

2) Indagine preliminare. Rilievo geologico con l’ausilio di un bravo geologo. Possibilmente con l’esplorazione

del sottosuolo per mezzo di sondaggi esplorativi o indagini geofisiche di vario tipo (non invasive)

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del sottosuolo per mezzo di sondaggi esplorativi o indagini geofisiche di vario tipo (non invasive)

3) Indagine di dettaglio. Esecuzione dei sondaggi, campionamento e prove di laboratorio e di sito.

Eventualmente ulteriore rilievo geologico anche a mezzo di trincee di saggio.

Generalmente un’indagine in sito viene affidata a un’impresa specializzata in un unico appalto, con un

capitolato e un preventivo di spesa, Ciò spesso rende difficile la pianificazione delle indagini e può dar luogo,

in seguito, a qualche problema.

PERFORAZIONI E SONDAGGI

TECNICHE DI SONDAGGIO: Le trivelle elicoidali

di piccolo diametro possono essere fatte

avanzare manualmente a profondità modeste,

per quelle di grande diametro si adoperano

macchine. Il fluido di circolazione viene talvolta

utilizzato per i terreni grossolani (sabbie e

ghiaie). Nel caso di sondaggio in roccia si

utilizzano sempre sondaggi a rotazione.

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RIVESTIMENTO FORO: per terreni consistenti

(argille OC o rocce) non è necessario, per

terreni poco consistenti o incoerenti (argille NC

o sabbie), occorre sostenere il foro con tubi di

rivestimento (generalmente PVC)

CAMPIONAMENTO

CAMPIONI PRELEVATIDisturbati

Intatti (nessun campione è mai veramente “indisturbato”)

Vengono prelevati, raccolti in sacchetti di

plastica e sigillati con nastro adesivo. Vengono

utilizzati per la descrizione e classificazione del

terreno: granulometria, plasticità, contenuto

naturale d’acqua.

Vengono prelevati con l’ausilio di un tubo

campionatore dotato di “invito” tagliente. Per

argille consistenti o rocce si va uso di quello a

rotazione. ATTENZIONE se si fa uso di acqua di

circolazione perché può alterare il contenuto

naturale d’acqua. BLOCK SAMPLES.Le varie colonne di terreno (carote) prelevate

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naturale d’acqua. BLOCK SAMPLES.Le varie colonne di terreno (carote) prelevate

vengono sistemate in cassette campionatrici.

PRINCIPALI PROVE IN SITO

1) Prove penetrometriche

2) Vane test o prove con scissometro

3) Prove pressiometriche

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3) Prove pressiometriche

4) Prove di carico su piastra

5) Indagini geofisiche

6) Prove di permeabilità e individuazione del regime di falda

PROVE IN SITO

1) Prove penetrometriche

Dinamiche (SPT, SCPT)

Statiche (CPT, CPTU)

Il risultato della prova SPT è

espresso in numero di colpi N

necessario a fare avanzare

l ’ attrezzo di una prefissata

quantità, i valori di N sono

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quantità, i valori di N sono

funzione della densità relativa o

del OCR e possono fornire

(cautela) una misura indiretta

della resistenza e della rigidezza

del terreno.

Nelle prove statiche, CPT, lo

strumento viene fatto avanzare

staticamente e la resistenza è

registrata continuamente. I

metodi interpretazione dei

risultati si basano su correlazioni

empiriche tra i risultati e le

caratteristiche meccainche dei

terreni.

PROVE IN SITO

Prove penetrometriche SPT (CORRELAZIONI CON LA DENSITA’’’’ RELATIVA)

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PROVE IN SITO

Prove penetrometriche CPT (RAPPRESENTAZIONE DEI RISULTATI)

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Con piezocono CPTU: misura delle sovrapressioni interstiziali che si creano alla punta durante l’avanzamento dello

strumento

PROVE IN SITO

2) Vane test o prove con scissometro

3) Prove pressiometriche

Questo tipo di prova viene utilizzata per misurare la resistenza non drenata Cu. Lo

scissometro, dotato di 4 palette, viene inserito nel terreno dalla superficie o dal fondo di

un foro e viene fatto ruotare misurando il Momento M applicato. In condizioni di rottura

questo momento applicato allo scissometro (valore noto) è bilanciato dalle tensioni

tangenziali sulla superficie del cilindro di terreno (legate al valore della Cu). Quindi noto

M, si ricava Cu.

Nelle prove pressiometriche una membrana cilindrica viene espansa all’interno del

terreno mentre vengono registrate la pressione necessaria per espandere il cilindro e le

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4) Prove di carico su piastra

terreno mentre vengono registrate la pressione necessaria per espandere il cilindro e le

sue variazioni di volume. I risultati della prova vengono utilizzati per calcolare la resistenza

del terreno, la sua rigidezza e il valore delle tensioni orizzontali litostatiche sh.

Le prove di carico su piastra vengono condotte in

superficie o sul fondo di un foro, nel corso della

prova vengono misurati il carico applicato alla

piastra F e il suo cedimento r. L’analisi dei

risultati della prova di carico è basata sugli stessi

metodi che si utilizzando per il progetto delle

fondazioni superficiali (valutazione del carico

limite).

PROVE IN SITO

5) Indagini geofisiche

Sono indagini indirette non distruttive. Sono basate sulla

determinazione di alcune caratteristiche fisiche dei terreni

(velocità di propagazione delle onde elastiche, resistività

elettrica, densità, etc..)

PROVE CROSS-HOLE: velocità di propagazione misurata tra

due perforazione su percorso orizzontale.

PROVE DOWN-HOLE: velocità di propagazione misurata tra la

superficie e prefroazione su percorso obliquo.

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superficie e prefroazione su percorso obliquo.

Dalla misura delle velocità di propagazione è possibile

determinare i moduli di rigidezza.

6) Prove di permeabilità e individuazione del regime di falda

Le pressioni interstiziali possono essere misurate

osservando il livello di risalita dell’acqua all’interno

di TUBI PIEZOMETRICI installati in foro. (attenzioni ai

tempi di osservazione!!)

La permeabilità viene valutata secondo le prove di

pompaggio in sito di cui si è precedentemente parlato

(lezione 3)

PRESENTAZIONE DEI RISULTATI

Al termine delle indagini devono essere acquisite le

seguenti informazioni:

1) Sezioni e piante (vedi figura).

2) Lista dei principali strati con descrizione.

3) Descrizione del regime di falda.

4) Valore dei parametri di resistenza, rigidezza e

permeabilità disponibili

5) Stima delle incertezze

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5) Stima delle incertezze