Indagini geotecniche - Parte 2

Rapporto di sondaggio

Il rapporto di sondaggio deve indicare:

• Committente e oggetto di indagine;
• Ubicazione del sondaggio;
• Apparecchiatura utilizzata;
• Data di inizio e fine perforazione;
• Descrizione dei terreni/rocce;
• Spessore di ciascun tipo di terreno/roccia;
• Posizione l’assessorio dell'acqua nel foro;
• Profondità del prelievo e campionatore utilizzato;
• Riflessione sulle prove effettuate in foro.

Stabilità dei fori di sondaggio

La perforazione produce una variazione dello stato tenuto meccanico delle pareti dei fori: la riduzione allo stato tensionante può portare alla plastificazione del terreno ovvero al raggiungimento dello stato di rottura del terreno.

La stabilità delle pareti e del fondo dei fori di sondaggio è necessaria per:

• Prevenire il collasso delle pareti o del fondo dei fori;
• Prevenire il sigillamento al fondo del foro;
• Ridurre il rigonfiamento ridotto a fondo foro del rilascio tensionale;
• Ridurre il disturbo del terreno da campionare.

Può essere ottenuta sem.:

• Tubi metallici di rivestimento;
• Acqua o fluidi bentonici all'interno del foro.

N.B. Il rivestimento può essere evitato per modeste profondità di perforazione se il fondo foro si trova al di sopra della superficie libera dell’acqua freatica.

Con tubi di rivestimento

Tubi di rivestimento in acciaio → colonna per sostenere o mantenere le pareti del foro, → azione di sostentarsi nei and di impedire rigonfiamenti e i fondamentali a fondo foro con terreni plastici e/o les, → non utilizzabile per prove di permeabilità.

Con acqua

Acqua potabile conservata con 2 g/l fogosa inibitori termule (NB); l'acqua al fondo foro porta la permeabilità della bomba soggetta a congelamento PURPOSE UNIQUA.

Con fanghi bentonitici

Fanghi bentonitici → miscela di acqua e bentoniti, vendo da metallo disorico delle clamente (miscela con opportune proprietà?) → pressione idrostatica اوم preva nelle pareti del foro → stabilizzazione (mucilage) per terreni plastici esempio: fame annullando commedie ulteriore; facilità della emissione facilitcelci (e.g. case di pompaggio); → vaike II 5); NON per prove di implementabilità o per installazioni di perforazione.

Rapporto di sondaggio

Il rapporto di sondaggio deve indicare:

• Committente e oggetto di indagine;
• Ubicazione del sondaggio;
• Apparecchiatura utilizzata;
• Data di inizio e fine perforazione;
• Descrizione dei terreni/rocce;
• Spessore di ciascun tipo di terreno/roccia;
• Presenza e livello d'acqua nel foro;
• Profondità del prelievo e campionatore utilizzato;
• Rif. sulle prove effettuate in foro.

Stabilità dei fori di sondaggio

La perforazione produce una variazione dello stato tensio-nale orizzontale sulle pareti del foro; la riduzione dello stato tensionale può portare alla plastificazione del ter-reno ovvero al raggiungimento della R_f del terreno.

La stabilità delle pareti e del fondo dei fori di sondaggio è necessaria per:

• Prevenire il collasso delle pareti o del fondo del foro;
• Prevenire il sghiacciamento al fondo del foro;
• Ridurre il rigonfiamento indotto al fondo da rilascio tensionale;
• Ridurre il disturbo del terreno da campionare.

Può essere ottenuta con:

• Tubi metallici di rivestimento;
• Acqua o fanghi bentonitici all'interno del foro.

N.B. Il rivestimento può venire evitato per modeste profondità di perforazione se il fondo foro si trova al di sopra della superficie libera della falda.

Con tubi di rivestimento

Tubi di rivestimento in acciai-o termo per sostenere la colonna; completamento con perfo-razione del sottofondo più il cui giaciglio per impedire rigonfiamento e rigonfiamento al fondo foro e collasso delle pareti.

Con acqua

Acqua potere conservato a pressione libera termine (NB); l'acqua del foro per impedire la perdita della coe-sione solido-collasso delle pareti e dei fondi.

Con fanghi bentonitici

Miscela di acqua e bentonite in proporzione idonea come: contenimento delle pressioni delle montate teoriche (MF)²; tenuta idraulica; contenimento della superarmigione (Magic schedule); adattamento alle sollecitazioni forse recanti comunemente; terzo. dove si bisogno IX fa/sdosaggi in case di pompa. agificazione c; tepc di;

Sondaggi in terreni a grana fine

Sondeggi in terreni a grana fine ➝ Acqua.

Hp: condizioni non drenate (la perforazione avviene in tempi brevi per questo siamo in ND).

Vale il criterio di Tresca τ_f = c_u.

1. Nella condizione iniziale: σ′v₀.
2. Quando si effettua lo scavo → questo vale se dobbiamo superare una certa profondità per far cessare il flusso istantaneo.

3. Se si immerge del liquido, che a breve termine avviene, si riforma uno stato T.T. ➝ si rimane nel cerchio di Mohr o nuove condizioni idrauliche. Se mi riemerge acqua, questa esercita una pressione totale stabilizzante sulle pareti e sul fondo dei fori → il contatto prolungato con l'acqua provoca il rigonfiamento del terreno (Δu = Δp = 0) e il processo si va progressivamente in condizioni drenate ➜ la perforazione deve procedere rapidamente.

In terreni poco permeabili avviene, si crea un'impermeabilizzazione che porta lo u ad essere chiusa.

Sondaggi in terreni a grana grossa

➝ Fanghi bentonitici.

Hp: condizioni drenate (più da ausilio).

Esprimono le resistenze in T.E. Criterio di Mohr-Coulomb.

L'acqua all'interno dei pori non ha nessun effetto stabilizzante in quanto: σ′v₀ = σ_v₀ → u = u – u = 0.

Vanno necessariamente usati fanghi bentonitici per cui: σ′x = σ_bn = γ_fango – u stabilizzante [•] maggiore di H₂O.

Il ferro che non era impermeabile per mdCHOKE.

La pellicola impermeabile, rende la pressione interstiziale nel terreno indipendente dalla pressione dei fluidi che esercitano una pressione totale u_f, per le equilibrio alla generica profondità z si ha:

γ_f z ≥ δσ_h.

Per calcolare δσ_h va considerato che il foro tende a circolare condizioni di equilibrio di spinta attiva:

γ_f z ≥ z c√^'ka + ka δγ_v^' + u dove δγ_v^' = k_a (γ_v - u₁) = k_a γ_v - ka u₁.

γ_f z ≥ z c√^'ka + k_a δγ_v + u (1 - ka).

Si usano valori di ka approssimati in funzione del tipo di terreno che mi aspetto di trovare dalle indagini geologiche. La bentonite funziona fino alle sabbie.

Sifonamento a fondo foro

Il sifonamento a fondo foro può verificarsi in terreni granulari quando l'acqua nel foro si trova ad un livello minore di quello della superficie libera nel terreno.

Si innesca così un moto di filtrazione verso il cielo che poi attraversiamo manodinamico mare attraverso il fondo foro con trasporto di particelle fini; diminuizione della densità relativa, riduzione fino al completo annullamento delle tensione efficace e quindi delle resistenza a taglio:

u = γ_w (z - z) du/dz = γ_w (l + t + 1) ⇒ γ_w (l + t + 1) z ⇒ u = γ_w (l + t + 1) z.

δγ_v - δγ_v, - u = γ_z γ_w (l + t + 1) z = [γ_z - 3γ_w (i + t + 1)] - l_c = ^γ/_γw - 1.

Per evitare il fenomeno, il livello dell'acqua nel foro deve essere maggiore di quello della superficie libera nella falda.

Lo sfioramento a fondo foro influenza negativamente i risultati delle prove di sito (SPT, penetrometro, ...).

Campionamento

La valutazione delle caratteristiche meccaniche dei terreni avviene mediante prove di laboratorio che devono essere eseguite su campioni indisturbati altrimenti si possono sottostimare le caratteristiche dei terreni (-÷costi più elevati). Le operazioni di prelievo possono disturbare il campione alterandone le caratteristiche meccaniche.

Gradi di disturbo

È quindi la qualità del campione dipende dallo tipo di terreno e dalle tecniche di prelievo. I terreni più facilmente campionabili sono quelli di grana fine in cui c'è maggiore adesione tra il terreno e la parete interna del campionatore. Il prelievo di campioni indisturbati di terreni a grana grossa è possibile con tecniche di tenuta e con il congelamento.

N.B.: l'influenza del disturbo ai campionamenti dipende dal tipo di caratteristiche meccaniche che devono essere misurate. I campioni di terreno possono essere classificati in base al grado di disturbo di AGI (Associazione Geotecnica Italiana) ha emanato delle linee guida con cui si definisce la qualità del campione in funzione dei livelli di disturbo e il tipo di misure da effettuare.

Caratteristiche geotecniche determinabili

Q₁, Q₂, Q₃ ➜ campioni disturbati o maneggiati.

Q₄ ➜ Campioni disturbati limitatamente.

Q₅ ➜ campioni indisturbati.

Modalità di prelievo

Le modalità di prelievo sono:

• Prelievo da scavi esplorativi;
• Sondaggi.

I campioni Q₁, Q₂, Q₃ possono essere prelevati da scavi accessibili e conservati in contenitori quali barattoli e sacchetti di plastica. I campioni Q₄ e Q₅ devono essere prelevati sempre da scavi accessibili con cilindri campionatori a fustella, e conservati negli stessi cilindri con tappi a tenuta.

Se prelievo da scavi esplorativi è il metodo più affidabile per il prelievo di campioni indisturbati i vantaggi sono:

• Permanente direzione esatta del terreno in sito;
• Campioni di elevata qualità;
• Particolarmente conveniente per il prelievo di campioni indisturbati di terreni teneri e di ghiaie molto rese acquifere.

Gli svantaggi, invece, sono:

• Molto costoso;
• Utilizzabile per modeste profondità di prelievo.

Il prelievo da fori di sondaggio avviene con:

• Tubo di rivestimento;
• Batteria di aste;
• Campionatore;
• A parete grossa;
• A parete sottile;
• A parete doppia.

Campionatore a parete grossa

Campionatore Raymond.

• L = 330 ÷ 500 mm;
• Spessore = Ø 6,35 ÷ 7,9 mm British Standard, 7,5 mm per prove SPT;
• d = Ø 35 ÷ 50,8 mm B.S., 35 SPT;
• D = Ø 50,8 ÷ 63,5 mm B.S., D = 50 mm SPT.

Il campionatore viene spinto a pressione; durante il riempimento la valvola a sfera assicura la frantumazione dell'elsione.

C'è una forte alterazione dei terreni attraversati che viene esposta. Nella fase di recupero la valvola si chiude e la tenuta a tenere il campione nel tubo campionatore, evitando la riflessione e le perdite. Ai più prestigiosi fini di classificazione granulometrica (G) provati per mancanza di avere uno sviluppo in minore resistenza granulometrica.

Con questo campionatore si ottengono campioni di classe Q₂ e Q₃, cioè terreni limosi sabbioni o sabbie lummari.

Campionatori a parete sottile

Campionatore a tubo aperto (Shelby); a pistone (Osterberg).

Il primo è uguale al campionatore Raymond ma cambia le dim.

• L = 400 ÷ 837 mm;
• S = 2 mm;
• d = Ø 48 ÷ 124 mm;
• D = Ø 52 ÷ 125 mm;

Ecc. riferimento Schlittamente. È usato in terreni di media consistenza scarsa e si ottengono campioni di classe Q₄ ÷ Q₅, su terreni consistenti si danneggiano facilmente per ovalizzazione della scarpa. Qui non c'è torsione, forse sì avviene nel carotaggio. Non... eliminato però il contatto della parte superiore con l'acqua che modifica lo stato tensivo. In laboratorio, in genere, si elimina la parte superiore.

Nel secondo, all'interno del tubo campionatore alla base, è installato un pistone a tenuta. Ha le stesse dimensioni del campionatore Shelby e un pistone.

• ... Superare l'ingresso dei denti di scarico dell'interruttore del campionatore prima che sia ... lo stato emotivo e tensione di prelievo;
• ... Ridurre le perdite di terreno campionato durante l'estrazione perché provviste di una valvola di tenuta (efficace il tetto);
• Reduce gli ingressi di interruttore rici... nel campionatore miele prima finiti di scavo in corso;
• Permette una sostituzione valori maggiori del rapporto L/D.... se campionatore viene sul piano ricevendo acqua in pressione dalla bottiglia di arte sul pistone mobile a tenuta pistone te in testa ... campionatore a pistone mobile idraulic.). Durante la fase di discesa, nel foro il pistone tiene chiusa la senalità superiore del tubo campionatore e sospende il sugo, nel scavo.
• ... I denti presenti nel fondo, si viene poi mantenuto ferirlo mentre è infine il campionatore reversarlo sempre a contatto con la parte superiore del campione.

Si usa per ... contatori correnti tenori che raccontino maggiormente dei distrattivi e ne hanno campioni ... questione Q.

Le procedure di campionatori sonos:

Campione di terreno senza la presenza del fluoro.

1. Il campionatore viene installato a fondo foro;
2. Ispezione del campionatore;
3. Estrazione del campionatore (il campionatore viene inserito nel terreno prima di essere riempito per provocare la rottura dei torsi con corrispondenza della base).

Campionatore a parete doppia

Campionatore ➜ DenisonHazier.

Questi sono analoghi al carotore doppio, dove però è invertito l’ordine delle scopo taglienti. Sono usati quando non si riesce ad infiggere la fustella, ormai in terreni molto consistenti.

Il tubo esterno ruota e il campionatore avanza nel terreno sotto la spinta di una batteria di aste di un momento. Il tubo interno non ruota ed è connesso a quello esterno mediante una penna. La corona dentata del tubo esterno disgrega il terreno ed il tubo non resisterà all’avanzamento del tubo interno.

Un fluido di lavaggio è pompato in basso attraverso la batteria di aste tra i due tubi e fluisce all’esterno attraverso dei fori in corrispondenza della base. La carpa a sé si altamente rispetto della corona del tubo esterno e l’incalzamento del tubo interno è fissato nel campionatore Denison ed è giuramenta dalla rigidità di una molla superpose tr a il tubo interno e quello esterno nel campionatore Hazier.

Non si riescire di movimenti del terreno si ottengono campioni di cemento _qs sui terreni molto consistenti. Si riporta di seguito una tab. riepilogativa:

1. A ➜ A parete grossa (riprino a percussione);
2. B ➜ Sottile ( );
3. C ➜ Sottile (provenierra Shelby);
4. D ➜ A pistone (spinto Osterberg);
5. E ➜ A doppia parete (infissa a rotazione);

Disturbi di campionamento

Per una valutazione attendibile delle caratteristiche meccaniche si deve rendere minimo il disturbo indotto dalle operazioni di campionamento.

• Alterazione dello stato tensionale;
• Effetto della perforazione;
• Effetto dell'inserzione/estrazione campionatore;
• Alterazione bello stato tensionale.

Anche nell'ipotesi di campionamento ideale la variazione Δq dello sforzo deviatorico induce una distorsione E_S = ^Δq/_3G del campione in sito.

Condizioni litostatiche

Per determinare σ'_vk:

• Ho avuto un campionamento ideale;
• Il campione non ha subito variazioni volumetriche (No rigonfiamento, NO perdita d'acqua) → ΔE_v = 0.

In laboratorio

σ'_vk = σ_hk = 0 (a contatto con l'atmosfera).

Ho solo μ_o e acqua