Prove di laboratorio Geol. Scarapazzi Maurizio Geoplanning Servizi per il Territorio S.r.l.

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1 IL SOIL MIXING PER IL CONSOLIDAMENTO DEI TERRENI Prove di laboratorio Geol. Scarapazzi Maurizio Geoplanning Servizi per il Territorio S.r.l.

2 INTRODUZIONE -Situazione degli standard di prova sul soil mixing - usare per quanto possibile prove convenzionali e quindi confrontabili ma applicate in modo originale ad esempio nel campionamento, stagionatura, ecc. -progettare una specifica indagine sperimentale in sito ma soprattutto in laboratorio in modo originale per ogni singolo lavoro. - Obiettivi:..vari!

3 Le prove di laboratorio devono essere progettate in relazione: A - alla specifica applicazione del soil mixing Barriere verticali impermeabili (dighe, argini, scavi sotto falda e applicazioni ambientali di cinturazione siti contaminati). Diaframmi strutturali (se accoppiati con elementi metallici). Trattamenti di massa per il miglioramento delle caratteristiche meccaniche dei terreni dei terreni. Ground Improvement attraverso elementi discreti (colonne o setti). Contrasto alla liquefazione attraverso strutture cellulari. Stabilizzazione/solidificazione di suoli contaminati.

4 Le prove di laboratorio devono essere progettate in relazione: B - alla fase operativa QA/QC. indagini geognostiche iniziali, in sito ed in laboratorio, (modello geologico, idrogeologico, geotecnico e sismo-stratigrafico) del volume significativo caratteristiche fisiche e chimiche (naturali/antropiche) e parametri geotecnici; Indagini in laboratorio di pre-qualifica della miscela più performante in relazione al terreno presente in sito e agli scopi; indagini geognostiche di qualifica, in sito ed in laboratorio su campi prova; indagini geognostiche di controllo, in sito ed in laboratorio durante l esecuzione dell intervento; indagini geognostiche di collaudo, in sito ed in laboratorio, dopo il completamento dell intervento.

5 Miscelazione in laboratorio Tipo e dosaggio di legante, resistenza target Provini realizzati in laboratorio QC: Controllo di Qualità / Esecuzione Campo prova Esecuzione Validazione miscela di progetto ottimizzazione parametri costruttivi -Prelievo di campioni da miscela fresca Prelievo di campioni da miscela indurita Controllo dei parametri costruttivi e delle caratteristiche della miscela Prelievo di campioni da miscela fresca QA: Assicurazione di Qualità / Collaudo Collaudo dell intervento di consolidamento Validazione del trattamento effettuato

6 Indagini geognostiche iniziali: sito Indagini storiche; Indagini geotecniche: Sondaggio meccanico a carotaggio continuo; Prove SPT; 0m Riporti e argilla limosa 4,2m Limo argilloso 7,5m Ghiaia sabbiosa 12m

7 Indagini geognostiche iniziali: laboratorio 0m Riporti limo argillosi (LA) Parametri caratteristici (LA) Peso per unità di volume g (kn/m 3 ) 19,3 Coesione non drenata cu (kpa) 50 Coesione efficace c (kn/m 2 ) 15 Angolo di resistenza al taglio f ( ) 24 Modulo di deformabilità (MPa) 3 7,5m Ghiaia sabbiosa (SG) Parametri caratteristici (SG) Peso per unità di volume g (kn/m 3 ) 20 Coesione efficace c (kn/m 2 ) 0 12m Angolo di resistenza al taglio f ( ) 38 Modulo di deformabilità (MPa) 50

8 Indagini in laboratorio di pre-qualifica Individuazione della miscela più performante in relazione al terreno presente in sito e agli scopi; Binder content % ac = Peso legante / Peso terreno secco Definizione rapporto di miscelazione acqua / legante

9 Indagini in laboratorio di pre-qualifica Prove fisiche: LL =55% LP=28% IP= 27% Peso di volume naturale Peso di volume del solido Contenuto d acqua Limiti di Atterberg Granulometria completa Classificazione Limo e argilla con sabbia

10 Indagini in laboratorio di pre-qualifica Prove chimiche: Contenuto in sostanza organica Acidi humici Acidi fulvici Ph Cloruri Solfati

11 Indagini in laboratorio di pre-qualifica Preparazione delle miscele: Scelta del materiale (puntuale da cassette catalogatrici / da scavi) Quartatura del materiale e selezione delle porzioni di prova Realizzazione degli impasti: - terreno; - leganti; - additivi (acceleranti e ritardanti di presa); - inerti; - altro (bentonite, tire chips, zeoliti, ecc.); - acqua.

12 Indagini in laboratorio di pre-qualifica Preparazione delle miscele: impasti Test speditivi preliminari: - Ago di Vicat - Cono di Abrams - Viscosimetro di Marsh - Prova scissometrica - Prova al cono svedese

13 Indagini in laboratorio di pre-qualifica Realizzazione dei provini Preparazione stampi cilindirci in PVC d=5cm h=10cm Confezionamento Nessuna compattazione(n.c.): La miscela viene versata direttamente nello stampo

14 Indagini in laboratorio di pre-qualifica Realizzazione dei provini Tapping (TA.): Lo stampo veniva battuto contro il piano di lavoro per 50 (valore standard) o 100 volte. Compattazione Statica(S.C.): Compressione statica impressa da un cilindro metallico applicato per 10 secondi (due diverse pressioni: 25 e 50 kpa).

15 Indagini in laboratorio di pre-qualifica Realizzazione dei provini Compattazione Dinamica(D.C.): Compattazione di ciascuno strato mediante una massa battente di 1,5kg. Altezza di caduta 10cm, 5 battute.

16 Indagini in laboratorio di pre-qualifica Realizzazione dei provini Rodding(RO.): impiego di un asta metallica (8mm diametro) a compattare ciascuno strato. 30 movimenti verticali per strato

17 Alcuni risultati Indagini in laboratorio di pre-qualifica Resistenza a compressione non confinata, qu e peso di volume q u strength (kpa) 9,000 8,000 7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1, days 0 N.C. TA. RO. S.C.25 S.C.50 D.C. m1 m2 m3 m4 m5 m6 m7 m8 m Hand vane strength, cu (kpa) Wet density, γ (kn/m 3 ) days N.C. TA. RO. S.C.25 S.C.50 D.C. m1 m2 m3 m4 m5 m6 m7 m8 m Hand vane strength, cu (kpa) N.C. TA. RO. S.C D.C. m1 m9

18 Indagini in laboratorio di pre-qualifica Condizioni di maturazione

19 Indagini in laboratorio di pre-qualifica Realizzazione dei provini Estrazione dei provini e conservazione

20 Indagini in laboratorio di pre-qualifica Prove meccaniche e di permeabilità 30 Prove ELL 8 Prove di permeabilità 7giorni 14 giorni 28 giorni 56 giorni ELL K ELL K ELL K ELL K MIX MIX

21 Indagini in laboratorio da campo prova 10 Provini di refluo (B) Tratto campionato 3 campioni indisturbati «Wet grab» (T1-T2-T3) «Cored Sample» (C)

22 Indagini in laboratorio da campo prova 10 Provini di refluo (B) Tratto campionato

23 Indagini in laboratorio da campo prova Attività: Taglio ed estrazione dei campioni dal tubo campionatore; Ricarotaggio e cappatura del campione cored sample; Estrazione provini di refluo

24 Indagini in laboratorio da campo prova Prove ELL e di permeabilità: 8 prove di permeabilità 48 Prove ELL 7giorni 14 giorni 28 giorni 56 giorni ELL K ELL K ELL K ELL K T T T B C 5 1 3

25 Indagini in laboratorio: prove di conducibilità Il terreno trattato mostra valori di k molto bassi, comunque inferiori a 1,0E -09 m/s, se comparati con quelli della sabbia vergine (k > 1,0E -05 m/s) già a 20 gg di maturazione