PROVE GEOTECNICHE IN SITO

Transcript

1 ...'"..., f Ferruccio Cestari PROVE GEOTECNICHE IN SITO Edizioni GEO-GRAPH SEGRATE

2 INDICE INDICE Capitolo 1 - Prova Scissometrica {Field-Vane - FV) Descrizione della prova La norma ASTM (D2573) l.:' Eurocodice Vane Aste di prolunga Strumento di rotazione e misura Modalità della prova Interpretazione e presentazione dei risultati della prova Valori derivati dei parametri geotecnici Il calcolo della resistenza al taglio non drenata e della sensitività Resistenza al taglio non drenata (Su(Fv)) Sensitività (St) Sovraconsolidazione Gli scissometri "tascabili" Il "Torvane" Scissometro tipo Geonor H60 Scissometro tipo Pilcon Strumenti "meccanici" per prove in fori di sondaggio Generalità Tipologie e principali caratteristiche Limiti di applicabilità Le moda lità esecutive Lo scissometro Nilcon (Svezia) lo scissometro Geonor (Vane Borer) Lo scissometro con "vane" strumentato elettronicamente Fattori che influenzano i risultati della prova Fattori connessi all'attrezzatura Fattori connessi con le modalità di prova Esempi di prove e presentazione dei dati pag. 09 pag. 09 pag. 11 pag. 11 pag. 11 pag. 11 pag. 12 pag. 12 pag. 13 pag. 13 pag. 13 pag. 15 pag. 15 pag. 16 pag. 16 pag. 17 pag. 20 pag. 20 pag. 20 pag. 20 pag. 21 pag. 22 pag. 22 pag. 23 pag. 25 pag. 27 pag. 27 pag. 29 pag. 31 Capitolo 2 - Prove con Dilatometro piatto (DMT) l Prove con dilatometro piatto (DMT-SDMT) Generalità e descrizione della prova Applicabilità della prova Principio di funzionamento Elaborazione delle misure di A e B L:' attrezzatura!.:'insieme!.:'attrezzatura per l'infissione della lama le aste!.:'alimentazione del gas La misura dello sforzo per l'infissione Modalità esecutive Attività preliminari pag. 37 pag. 37 pag. 38 pag. 38 pag. 39 pag. 40 pag. 40 pag. 40 pag. 41 pag. 42 pag. 42 pag. 43 pag

3 F.Cestari - Prove geotecniche in sito Procedura di prova Attività al termine della prova Precauzioni particolari La prova di dissipazione Scopo Modalità della prova Misure ausiliarie Interpretazione dei risultati Ripetibilità delle misure Variazione del tipo di terreno Peso di volume e tipo di terreno Rapporto di sovraconsolidazione OCR OCR nelle argille OCR nelle sabbie Valutazione del coefficiente di spinta orizzontale in sito K 0 K 0 nelle argille K 0 nelle sabbie Densità relativa DR (sabbia) Resistenza al taglio non drenata Su Angolo di resistenza al taglio $ (sabbie) Modulo confinato M Modulo di Young E' Modulo di taglio massimo G 0 Coefficiente di consolidazione Ch Coefficiente di permeabilità Kh Il dilatometro sismico 5-DMT pag. 44 pag. 45 pag. 47 pag. 48 pag. 48 pag. 48 pag. 49 pag. 49 pag. 49 pag. 50 pag. 50 pag. 50 pag. 51 pag. 53 pag. 53 pag. 53 pag. 54 pag. 54 pag. 55 pag. 56 pag. 56 pag. 58 pag. 59 pag. 59 pag. 60 pag. 60 Capitolo 3 - Prove CPT - CPTU - SPCTU Prove CPT-CPTU-SCPTU Descrizione della prova Un pò di storia della prova Applicabilità delle prove CPT /CPTU Standard di riferimento e diffusione delle prove in Italia Definizioni Per le prove CPT Per le prove CPTU L'attrezzatura L'attrezzatura penetrometrica per le prove a terra Il dispositivo di spinta (prova a terra o su piattaforma poggiante sul fondale) Le aste di spinta La punta penetrometrica L'attrezzatura per le prove i n presenza d'acqua Prove da piattaforma poggiante sul fondale (max m d'acqua) Prove da natante (alti fondali) Prove puntuali da nave attrezzata Prove dal fondo del mare (alti fondali e penetrazione a modesta profondità) La strumentazione di misura (CPU-CPTU) pag. 69 pag. 69 pag. 69 pag. 70 pag. 71 pag. 71 pag. 71 pag. 72 pag. 73 pag. 73 pag. 73 pag. 75 pag. 76 pag. 77 pag. 77 pag. 78 pag. 79 pag. 80 pag. 81

4 INDICE Classi di accuratezza nelle misure 3.7. Procedura di prova (CP-CPTU) Tarature e verifiche la saturazione del sistema "setto poroso-spazio interno alla punta" la prova di penetrazione la prova di dissipazione 3.8. Correzione, elaborazione e presentazione dei dati Possibili cause di errore nelle misure L'effetto della pressione nei pori su qc ed f Correzione per azzeramento della u al fondo di un preforo 3.9. Presentazione dei dati CPU - CPTU Presentazione dei dati misurati Dati derivati Informazioni aggiuntive Verifica della qualità dei dati Interpretazione dei dati CPU - CPTU Stratigrafia e classificazione del terreno la punta meccanica di Begemann Peso di volume Rapporto di sovraconsolidazione (OCR) Argille - Resistenza al taglio non drenata (Su) Argille - Consolidazione e permeabilità Coefficiente di consolidazione Permeabilità Sabbie - Generalità Sabbie - Densità relativa (DR) Sabbie - Parametri di stato "state porameter" Sabbie - Angolo di attrito efficace di picco (<P') Sabbie - Modulo confinato drenato M 0 (dra ined constrained modulus) Sabbie - Potenziale di liquefazione IL memocono "wireline" (WLCPTU) Generalità la perforazione "wireline" strumentata la punta WlCPTU Precauzioni, limiti ed applicabilità del metodo IL piezocono sismico (SCPTU) Generalità Metodologia di prova Attrezzatura di prova Procedura di prova Presentazione dei risultati e dei procedimenti di interpretazione pag. 82 pag. 83 pag. 83 pag. 84 pag. 86 pag. 88 pag. 90 pag. 90 pag. 90 pag. 91 pag. 92 pag. 92 pag. 93 pag. 94 pag. 95 pag. 95 pag. 95 pag. 96 pag. 96 pag. 100 pag. 100 pag. 103 pag. 105 pag. 105 pag. 108 pag. 108 pag. 109 pag. 111 pag. 112 pag. 112 pag. 114 pag. 115 pag. 115 pag. 116 pag. 117 pag. 119 pag. 120 pag. 120 pag. 121 pag. 121 pag. 123 pag. 124 Capitolo 4 - La Prova SPT (Standard Penetration Test) la prova SPT Generalità Applicabilità della prova e dei risultati la procedura di riferimento (EN ISO : 2002) Definizioni pag. 133 pag. 133 pag. 134 pag. 134 pag

5 F.Cestari - Prove geotecniche in sito Attrezzatura di perforazione Il campionatore Le aste Peso del dispositivo di battitura Dispositivi opzionali Procedura di prova Verifiche e tarature dell'attrezzatura Preparazione del foro Esecuzione della prova Norme di sicurezza Risultati della prova Presentazione dei risultati Rapporto di campagna Dati an notati e risultati della prova Rapporto finale delle prove Fattori di correzione Energia che entra nelle aste con un colpo Perdita di energia per la lunghezza delle aste Altri fattori di correzione Effetto nelle sabbie della pressione per il peso del materiale sovrastante Utilizzo dei fattori di correzione Metodo consigliato per misurare la reale energia che entra nelle aste Principio Strumentazione Misure Calcoli Commenti allo Standard EN ISO Quando arrestare la battitura per rifiuto La perforazione in preparazione della prova La pulizia del fo ndo foro prima della prova Le aste di collegamento al campionatore Il dispositivo di battitura ed il relativo rendimento Descrizione e sigillatura del campione La prova LPT e l'effetto delle dimensioni della ghiaia sui valori di Nspr Generalità La prova JLPT (LPT Giapponese) La prova ILPT (LPT Italian a) Relazioni tra Nspr e NLPT Utilizzo dei dati Generalità Argille: valutazione della consistenza Sabbie: classificazione e densità relativa (OR) Sabbie: angolo di resistenza al taglio di picco ( <!>') Sabbie: deformabilità Modulo di taglio e piccole deformazioni G 0 Sabbie: valutazione del potenziale di liquefazione Criterio di valutazione della resitenza alla liquefazione pag. 135 pag. 135 pag. 136 pag. 136 pag. 136 pag. 136 pag. 136 pag. 137 pag. 137 pag. 138 pag. 138 pag. 138 pag. 138 pag. 138 pag. 139 pag. 139 pag. 139 pag. 140 pag. 140 pag. 140 pag. 141 pag. 141 pag. 141 pag. 141 pag. 142 pag. 142 pag. 143 pag. 143 pag. 144 pag. 144 pag. 144 pag. 145 pag. 149 pag. 150 pag. 150 pag. 151 pag. 151 pag. 154 pag. 157 pag. 157 pag. 158 pag. 158 pag. 159 pag. 160 pag. 161 pag. 162 pag. 162 pag. 163

6 Appendice 1 Appendice 2 Prove SPT e resistenza alla liquefazione Influenza della magnitudo (M) Influenza della percentuale di fine (F) Prova SPT a fondo foro Prova SPT -T (SPT con misura della torsione) INDICE pag. 163 pag. 165 pag. 165 pag. 165 pag. 167 Capitolo 5 - Prove Penetrometriche Dinamiche Continue (DP) Appendice A Appendice B Appendice C Appendice D Appendice E Prove penetrometriche dinamiche continue (D P) la Norma EN ISO ''CE NT / TC 341" Scopo Definizioni Attrezzatura Dispositivo di battitura Testa di battuta Punta conica Aste di collegamento Dispositivo della misura della torsione Dispositivi opzionali Sistema per nniezione Dispositivo per misurare le dimensioni del cono Dispositivo per mantenere la verticalità delle aste Modalità esecutive della prova Verifiche e tarature dell'attrezzatura Preparazione per la prova Esecuzione della prova Fattori che influenzano il risultato Norme di sicurezza Risultati della prova Il rapporto Rapporto preliminare di sito Rapporto finale Riassunto delle informazioni relative ad una prova DP Tabulato dei valori misurati e risultati della prova Metodo raccomandato per misurare l'energia effettiva Fattori geotecnici e dell'attrezzatura che influenzano i risultati Interpretazione dei risultati utilizzando la resistenza alla punta Commenti alla Norma EN ISO Tipologie di penetrometri e relative caratteristiche la misura della torsione L'iniezione di fango nello spazio tra terreno ed aste Il rendimento del dispositivo di battitura DPSH in Italia e DPSH-A,B, della Norma EN ISO la misura del rendimento del penetrometro DPSH di Pagani (PC) Il penetrometro medio-leggero, cosiddetto Esempi di attrezzature penetrometriche dinamiche I penetrometri superleggeri Utilizzo dei risultati delle prove DP pag. 175 pag. 175 pag. 176 pag. 176 pag. 176 pag. 177 pag. 177 pag. 177 pag. 178 pag. 178 pag. 179 pag. 179 pag. 179 pag. 180 pag. 180 pag. 180 pag. 180 pag. 180 pag. 181 pag. 181 pag. 181 pag. 182 pag. 182 pag. 182 pag. 183 pag. 183 pag. 184 pag. 184 pag. 184 pag. 193 pag. 194 pag. 194 pag. 195 pag. 195 pag. 195 pag. 196 pag. 197 pag. 199 pag. 200 pag. 203 pag

7 F.Cestari - Prove geotecniche in sito L'Eurocodice ENV : 1999 Correlazioni tra NDP ed NSPT Conclusioni sulla prova con i penetrometri dinamici (DP) pag pag. 205 pag. 207 Capitolo 6 - Prove Pressiometriche 6. Prove pressiometriche 6.1. Generalità 6.2. L'Eurocodice 7 parte 3" EN " Tipologia delle attrezzature di prova Definizioni Attrezzatura La sonda pressiometrica Attrezzatura di spinta ed aste per il pressiometro FDP Strumento di misura Procedura di prova T arature Installazione della sonda pressiometrica Pressiometro Menard ed altri pressiometri del tipo da installare in preforo Pressiometro autoperforante (SBP) Pressiometro FDP a infissione (Full Displacement Pressuremeter) Procedura di prova Prove a carico controllato - metodo Menard Altre prove a carico controllato Prove a deformazione controllata Interpretazione dei dati Correzione dei dati delle prove pressiomet riche Interpretazione dei dati della prova Menard Dati p re li mi n ari Parametri derivati Rapporto di sito e finale Rapporto di campagna Rapporto finale 6.3. La prova con pressiometro Menard La sonda pressiometrica T arature Generalità Taratura del volume per elasticità del sistema Taratura della pressione per La rigidezza della membrana Correzione dei valori di pressione in presenza della fa lda Installazione della sonda pressiometrica Generalità Perforazione per l'installazione della sonda Prova MPM ad incrementi di carico 6.4. Il pressiometro PB P (Pre bored Pressiometer) 6.5. Il pressiometro SBP (Autoperforante) Generalità Il pressiometro autoperforante "PAFSOR" Generalità pag. 213 pag. 213 pag. 213 pag. 213 pag. 214 pag. 216 pag. 216 pag. 216 pag. 216 pag pag. 216 pag. 217 pag. 217 pag. 218 pag. 218 pag. 218 pag. 219 pag. 219 pag. 219 pag. 220 pag. 220 pag. 220 pag. 221 pag. 221 pag. 221 pag. 222 pag. 222 pag. 223 pag. 223 pag. 226 pag. 226 pag. 226 pag. 227 pag. 228 pag. 228 pag. 228 pag. 229 pag. 233 pag. 235 pag. 236 pag. 236 pag. 236 pag

8 INDICE Installazione della sonda pressiometrica La prova pressiometrica con il PAFSOR Il pressiometro autoperforante "Camkometer" Generalità L'autoperforazione per l'installazione della sonda La prova con il Camkometer 6.6. I pressiometri FDP (Full Displacement Pressuremeter) Generalità Applicabilità della prova Il pressiocono La sonda pressiometrica La prova con il pressiocono Il pressiometro BRE 6.7. Interpretazione ed utilizzo dei risultati Generalità Modulo pressiometrico (EM) e pressione limite (PLM) Metodo raccomandato dall'eurocodice Pressione li mite - Metodo della retta log 6. V / V = l Pressione limite - Metodo della retta inversa Altri metodi della curva pressiometrica MPM Volume pressione iniziale (v 0,p 0 ) Pressionedi scorrimento (PF) Argille - valutazione del modulo di taglio (G) Argille - tensione orizzontale i n sito ( crh 0 ) Argille - resistenza al taglio non drenata (Su) Generalità Stima di Su dalla pendenza della curva p = f(log(log 6.V/V)) Metodo di Baguelin e al.,ladany, Palmer Sabbie Generalità Sabbie: modulo di taglio Sabbie: angolo di attrito e di dilatanza (<l>' ; 'i') Rocce tenere Generalità Rocce tenere: modulo di taglio e modulo di Young Rocce tenere: pressione limite Applicazione diretta dei risultati al calcolo delle fondazioni Calcolo della capacità portante di fondazioni dirette (metodo semi-empirico) Calcolo dei cedimenti (s) di fondazioni dirette (metodo semi-empirico sviluppato per prove MPM) Calcolo della resistenza a rottura (Q) di pali, da prove pressiometriche MPM pag. 237 pag. 238 pag. 240 pag. 240 pag. 241 pag. 244 pag. 245 pag. 245 pag. 245 pag. 246 pag. 246 pag. 246 pag. 246 pag. 248 pag. 248 pag. 248 pag. 248 pag. 249 pag. 249 pag. 250 pag. 250 pag. 250 pag. 251 pag. 252 pag. 253 pag. 253 pag. 253 pag. 254 pag. 256 pag. 256 pag. 256 pag. 257 pag. 259 pag. 259 pag. 261 pag. 262 pag. 263 pag. 263 pag. 263 pag. 264 pag. 264 Capitolo 7 - La Prova Dilatometrica in roccia La Prova Dilatometrica in roccia pag. 271 pag

9 F.Cestari - Prove geotecniche in sito Principali tipi di dilatometri da roccia Dilatometro Dìlaroc Geocim Dilatometri ROCTEST Il Dilatometro HPP (High Pressure Pressuremeter) - Australia I Dilatometri OYO (Giappone) Attrezzatura di prova La sonda dilatometrica IL sistema di pressurizzazione Unità di controllo e acquisizione dati Procedura di prova Taratura per la rigidezza del sistema Taratura per la rigidezza della membrana Taratura per la compressione della membrana Scelta delle sezioni di prova Perforazione del tratto di prova Esecuzione della prova Presentazione dei risultati e loro interpretazione Presentazione dei risultati Interpretazione dei risultati Modulo di taglio (G) Modulo elastico E (di Young) Criterio di Schneider Esempi di prove con dilatometro flessibile pag. 273 pag. 273 pag. 273 pag. 274 pag. 275 pag. 276 pag. 276 pag. 278 pag. 278 pag. 278 pag. 278 pag. 279 pag. 279 pag. 280 pag. 280 pag. 281 pag. 281 pag. 281 pag. 282 pag. 282 pag. 282 pag. 282 pag. 283 Capitolo 8 - La Prova di carico su piastra La Prova di carico su piastra pag. 289 pag. 289 t:eurocodice ENV : 1999 pag. 289 Generalità pag. 289 Definizioni pag. 290 Attrezzatura pag. 290 Piastra pag. 290 Sistema di reazione del carico pag. 290 Apparecchiatura di misura pag. 292 Procedura di prova pag. 292 Esame preventivo delle condizioni del terreno pag. 292 Tarature e verifiche pag. 292 Preparazione delrarea di prova pag. 292 Preparazione e posizionamento del carico e dell'attrezzatura di misura pag. 293 Prova a gradini di carico (incrementalloading test) pag. 293 Prove a velocità di defo rmazione costante pag. 293 Interpretazione dei risultati pag. 294 Risultati delle prove pag. 294 Gli standard più noti in Italia pag. 295 Le Norme Sviz.zere SNV a a pag. 295 Le Norme ASTM pag. 299 pag

10 INDICE La Norma ASTM D.1196 (Pavimentazioni) La Norma ASTM D.1195 (Pavimentazioni - carichi ripetuti) La Norma ASTM D.1194 (Fondazioni) Commento relativo alla Norma ASTM Esempi di prove tradizionali Schemi del carico e del contrasto Esempi di prova su terreni granulari Esempi di prova su terreni naturali (sottofondo) Prove su piastra profonde (in pozzo) Descrizione del metodo Esempio di attrezzatura Esempio di prova Le prove in foro Modalità esecutive Prova con piastra dia. 292 mm Prova con piastra dia.865 mm Le prove con piastra ad elica (screw plate) Attrezzatura Modalità esecutive Prove per determinazione del modulo Prove per la determinazione della resistenza al taglio Esempi di prove con piastra ad elica Fattori che influenzano i risultati Dimensioni della piastra Forma e rigidezza della piastra Profondità della prova Dimensione dei grani Disturbo del piano di appoggio Interazione piastra-terreno Interpretazione dei risultati PLT Interpretazione delle prove tradizionali Modulo di elasticità E (Modulo di Young) Modulo di deformazione Ev (Norma DIN) Coefficiente di compressibilità ME (Norme SNV) Resistenza al taglio non drenata (Su) Modulo di deformazione non drenato (argille) Coefficiente di sottofondo (o di Winkler) Metodo di NAFVAC (DM 7-1) Interpretazione delle prove di carico su piastra in foro Resistenza al taglio non drenata (Su) Modulo di elasticità (Eu) Interpretazione delle prove di carico su piastra ad elica (screw plate) Modulo di elasticità (E) Coefficiente di consolidazione (Cv) Resistenza al taglio non drenata (Su) pag. 299 pag. 300 pag. 301 pag. 302 pag. 302 pag. 302 pag. 304 pag. 307 pag. 309 pag. 309 pag. 310 pag. 311 pag. 312 pag. 312 pag. 313 pag. 313 pag. 315 pag. 316 pag. 316 pag. 317 pag. 319 pag. 319 pag. 320 pag. 320 pag. 321 pag. 321 pag. 322 pag. 323 pag. 323 pag. 323 pag. 324 pag. 325 pag. 325 pag. 325 pag. 325 pag. 326 pag. 327 pag. 327 pag. 327 pag. 328 pag. 329 pag. 329 pag. 330 pag. 330 pag. 330 pag. 331 pag. 332 pag

11 F.Cestari - Prove geotecniche in sito Capitolo 9 - La Prova di densità in sito La Prova di densità i n sito La densità massima di riferimento L'addensamento dei materiali grossolani l a misura della densità in sito Introd uzione Le attrrezzature di misura della densità in sito Il metodo del cilindro Il metodo della sabbia calibrata Il metodo del pallone di gomma Il metodo di raggi y pag. 337 pag. 337 pag. 338 pag. 338 pag. 340 pag. 340 pag. 340 pag. 340 pag. 342 pag. 343 pag. 344 Capitolo 10 - La Misura della Permeabilità in sito la Prova della permeabilità in sito Valutazione di K di un deposito dalla composizione granulometrica e dalla densità Prove di permeabilità in foro nelle terre Perforazione in preparazione per misure di permeabilità nella direzione verticale (Kv) Sabbie Ghiaie con sabbia Perforazione in preparazione per misure di permeabilità nella direzione orizzontale (Kh) e medio ( KAv) Le prove di permeabilità (terre) Acqua ed aria Esecuzione delle prove Prova a carico costante Prova a carico variabile Interpretazione delle misure Prove a carico costante Esempio di prova (Kv) a carico costante Caso di prova nel non saturo a) Livello statico della fa lda noto b) Livello statico della falda noto solo approssimativamente Esempio di prova a carico variabile Prove di permeabilità in roccia (Lugeon) Preparazione ed esecuzione della prova Esecuzione del tratto di foro Otturatori semplici e doppi Dispositivi di pompaggio e misura Controlli prima della prova Esecuzio ne della prova Interpretazione della prova Valutazione della permeabilità dei terreni con il micromulinello pag. 347 pag. 347 pag. 348 pag. 349 pag. 349 pag. 350 pag. 351 pag. 351 pag. 352 pag. 355 pag. 355 pag. 355 pag. 355 pag. 356 pag. 357 pag. 357 pag. 359 pag. 359 pag. 360 pag. 360 pag. 361 pag. 362 pag. 362 pag. 363 pag. 363 pag. 365 pag. 366 pag. 367 pag. 367 pag. 368 pag. 368

12 Descrizione e limiti del metodo Descrizione dell'apparecchio Realizzazione del foro e posa del tubo finestra to Taratura del sensore Esecuzione della prova Interpretazione della prova Valutazione della permeabilità dei terreni superficiali Le misure dirette in pozzetto Le prove con il permeametro Boutwell Il permeametro di Guelph Le prove con infiltrometro a doppio anello (SORI - Sealed Double Ring Infiltrometer) l' infiltrometro a doppio anello SORI Fase preparatoria Esecuzione della prova Il calcolo della permeabilità L' infiltrometro a doppio anello di diametro modesto La determinazione della permeabilità media nte prove di pompaggio Esecuzione ed armamento del pozzo La perforazione Posa della tubazione permanente Scelta e posa del dreno Prove preliminari con gradini di portata Piezometri attorno al pozzo Misura della permeabilità - acquifero confinato Interpretazione della prova di pompaggio Caso ideale di acquifero confinato Casi differenti da quello ideale Effetti transitori Prove nei terreni a grana fine IN DICE pag. 368 pag. 369 pag. 370 pag. 370 pag. 371 pag. 372 pag. 374 pag. 374 pag. 374 pag. 375 pag. 377 pag. 379 pag. 379 pag. 379 pag. 379 pag. 380 pag. 381 pag. 381 pag. 382 pag. 382 pag. 384 pag. 384 pag. 385 pag. 385 pag. 387 pag. 390 pag. 391 pag. 395 pag. 395 pag. 397 pag. 398 pag