Prove penetrometriche
Le prove penetrometriche rappresentano uno strumento di indagine di indubbio valore per la caratterizzazione geotecnica dei terreni (determinazione dell'angolo di attrito, coesione, ecc.) e per la determinazione dell'andamento stratigrafico lungo la verticale di indagine. Generalmente questo tipo di prove si suddivide in statiche, CPT, e dinamiche, a loro volta suddivise in leggere, medie, pesanti e superpesanti (DPL, DPM, DPH, DPSH) che vengono preferite per la relativa economicità. Prove più complesse e sofisticate permettono di ricavare informazioni aggiuntive come il valore della pressione neutra (CPTU) e la velocità delle onde di taglio Vs nel sottosuolo (Cono Sismico).
Concetti generali e Strumentazione
Prove penometriche statiche
La prova penetrometrica statica CPT (di tipo meccanico) 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. Lo sforzo necessario per l'infissione è misurato per mezzo di manometri, collegati al martinetto mediante una testa di misura idraulica. La punta conica (del tipo telescopico) è dotata di un manicotto sovrastante, per la misura dell'attrito laterale: punta / manicotto tipo Begemann. Durante la fase di spinta le aste sono azionate automaticamente da un comando idraulico. L'operatore deve solamente controllare i movimenti di spinta per l'infissione delle aste. Le letture di campagna (che possono essere rilevate dal sistema di acquisizione sia in Kg che in Kg/cmq) durante l’infissione sono le seguenti: § Lettura alla punta LP = prima lettura di campagna durante l’infissione relativa all’infissione della sola punta § Lettura laterale LT = seconda lettura di campagna relativa all’infissione della punta + manicotto. I dati rilevati della prova sono quindi una coppia di valori per ogni intervallo di lettura costituiti da LP (Lettura alla punta) e LT (Lettura della punta + manicotto), le relative resistenze vengono quindi desunte per differenza, inoltre la resistenza laterale viene conteggiata 20 cm sotto (alla quota della prima lettura della punta).
Prove penometriche dinamiche
Queste prove vengono effettuate per caratterizzare dettagliatamente i terreni di fondazione per qualsiasi tipo d’intervento ingegneristico. L'indagine permette di indagare in maniera continua l’intero spessore di terreno investigato con determinazione dei principali parametri geotecnici ogni 10 cm di approfondimento della punta conica. La macchina è stata concepita per effettuare prove di resistenza meccanica dei terreni. La prova consiste nel lasciare cadere un maglio di peso standard da un'altezza standard su delle aste graduate le quali spingono una punta conica unificata, che penetra nel terreno. In base al numero di colpi inflitti per avere un approfondimento standard della punta si risale alle caratteristiche meccaniche del terreno considerato. Questo tipo di prova detta SPT (Standard Penetration Test) è molto utilizzata per indagare lo stato di addensamento del terreno lungo la verticale soprattutto per terreni incoerenti e mediante apposite tabelle è possibile correlare il numero dei colpi con i parametri geotecnici del terreno: la densità relativa (DR), angolo di resistenza al taglio Φ’, modulo di taglio, la resistenza al taglio non drenata cu di terreni a grana fine.
Viene utilizzata per indagare profondità modeste contenute entro la diecina di metri. Oltre alla determinazione dello stato di addensamento del terreno fornita dalla resistenza alla punta Rp, vengono determinati anche l’angolo di attrito interno φ, il peso naturale del terreno γn, ed un'altra serie di parametri utili per la caratterizzazione geomeccanica (moduli elastici, coefficiente di reazione del terreno, tipologia di suolo come descritto dal DPCM n. 3274, ecc.).