La relazione geologica e geotecnica
Struttura e finalità
La relazione geologica e geotecnica, intesa come l’insieme delle scelte progettuali, dei risultati delle indagini, della caratterizzazione e della modellazione del terreno, unitamente ai calcoli per il dimensionamento delle opere e alla descrizione delle fasi e modalità costruttive, si basa su una serie di indagini in sito ed in laboratorio.
La ricostruzione della stratigrafia del sottosuolo, finalizzata alla creazione dei modelli geologici e geotecnici, viene effettuata mediante il rilievo geologico-geomorfologico di superficie, la consultazione delle note bibliografiche disponibili e l'acquisizione di dati di prove geognostiche.
Prove geognostiche
La penetrometria statica CPT (Cone Penetration Test) viene effettuata infiggendo nel terreno, alla velocità di 2 cm/sec, una punta meccanica Begemann. La punta presenta alla sua estremità inferiore un cono avente un angolo al vertice di 60°, un diametro alla base di 36 mm e un’area di base di 10 cm2. Esso supporta lungo lo stelo un manicotto d’attrito, la cui superficie laterale è di 150 cm2. I parametri geotecnici della prova sono ricavati dalla lettura di campagna dell’infissione della sola punta (Rp), e della punta e del manicotto (Rl). Si ottengono così i valori di resistenza alla punta (qc) e di resistenza laterale locale (fs), espressi in MPa, per ogni 20 cm di terreno attraversato. Dal rapporto qc/fs è possibile definire un modello litostratigrafico e geotecnico del sottosuolo, nonché una valutazione statistica dei dati numerici di resistenza. Il modello elaborato tiene conto dell’insieme delle caratteristiche fisico-meccaniche dei terreni coinvolti nell’intervento in progetto, entro un volume reputato significativo. Tutti i parametri sono estrapolati da una “stima ragionata e cautelativa” del dato sperimentale acquisito. A partire dai parametri ricavati e da un modello di fondazione indicato nelle tavole di progetto preliminare, è possibile effettuare il calcolo del carico limite, del valore di resistenza del sistema geotecnico (Rd) e della costante di sottofondo (ks) del terreno.
Durante la penetrometria CPTU, un piezocono (punta elettrica) acquisisce, durante un movimento continuo di spinta, le grandezze qc (resistenza di punta) e fs (attrito laterale) ogni 2 centimetri di profondità contro i 20 centimetri ottenibili dalla punta meccanica di tipo Begemann. Il sistema acquisisce inoltre il valore della U (Pressione Idrostatica nei Pori), l'angolo di inclinazione della batteria di aste ed il tempo di dissipazione (tempo intercorrente misurato tra la misura della sovrapressione ottenuta in fase di spinta e la pressione misurata in fase di alleggerimento di spinta).
La penetrometria dinamica superpesante DPSH (Dynamic Probing Super Heavy) consiste nell'infiggere nel terreno una punta conica (per tratti consecutivi δ) misurando il numero di colpi N necessari. L’attrezzatura utilizzata è ancorata al terreno mediante eliche, con maglio di battuta pari a 63,5 kg fatto cadere da un'altezza di 0,75 m. La penetrazione standard L è di 0,20 m, il diametro della punta conica D è di 50,5 mm e l'angolo di apertura α della punta è di 90°. La elaborazione, interpretazione e visualizzazione grafica della penetrometria dinamica consente di “catalogare e parametrizzare” il suolo mediante un raffronto sulle consistenze dei livelli attraversati e una correlazione diretta con sondaggi geognostici per la caratterizzazione stratigrafica. La sonda penetrometrica permette inoltre di riconoscere abbastanza precisamente lo spessore delle coltri sul substrato, la quota di eventuali falde e superfici di rottura sui pendii.
Al fine di caratterizzare nel dettaglio i terreni, è possibile eseguire un sondaggio a carotaggio continuo. L’indagine è effettuata mediante una sonda idraulica attrezzata con carotiere semplice (diam. 101 mm) e rivestimento foro in diametro 127 mm. Il prelievo di carote di terreno avviene in continuità stratigrafica. I campioni, sistemati in apposite cassette catalogatrici, possono essere classificati per qualità alla categoria Q1/Q2. Ciò consente un buon riconoscimento litostratigrafico, granulometrico, del colore e delle fasi minerali, della consistenza (anche mediante indagini speditive quali il “pocket penetrometer” e il “torvane test”), del grado di umidità e della presenza di inclusi quali sostanza organica, calcinoli o altro. A profondità ritenute particolarmente importanti possono essere prelevati campioni di terreno di categoria Q5. Tale campionamento, ottenuto mediante opportuni procedimenti (senza rotazione della batteria di aste) e con l’ausilio di particolari fustelle in acciaio a pareti sottili (Shelby), consente di preservare il terreno per le analisi geotecniche di dettaglio da eseguirsi in laboratorio. Il campionatore utilizzato è in acciaio inox a pareti sottili e ha diametro standard pari a 88,9 mm. Il campionatore, una volta estratto, è sigillato mediante paraffina su entrambi i lati, quindi conferito presso un laboratorio per analisi sui terreni avente Autorizzazione dal Ministero delle Infrastrutture con Decreto di Concessione n°53083 del 01/03/05 ai sensi dell'art. 59 del D.P.R. 380/01. Durante la perforazione possono essere eseguiti i cosiddetti Standard Penetration Test (SPT), con lo scopo di valutare il grado di compattezza/addensamento dei terreni attraversati. Si tratta di una prova che consente di determinare la resistenza offerta dal terreno alla penetrazione dinamica di una punta infissa a partire dal fondo foro del sondaggio.
