Indagini e rilievi

Grazie alla professionalità e competenze dei propri Associati e collaboratori, PROTEA permette di assistere il Committente nella programmazione ed esecuzione di campagne di indagini geognostiche, geofisiche e idrologiche, nonché nell’esecuzione di campagne di rilievo e prove di laboratorio.

Per particolari tipi di indagine, PROTEA farà affidamento a tecnici professionisti e Società specializzate nel campo, affiancando e consigliando, grazie all’esperienza maturata nel campo, la Committenza nella scelta delle stesse.

Di seguito alcune tipologie di indagine solitamente richieste e svolte nel corso degli anni:

PERFORAZIONI E SONDAGGI

Le attrezzature di perforazione verranno scelte, di volta in volta, in base alla natura dei luoghi e dei terreni attesi. Gli impianti di perforazione avranno comunque potenza e caratteristiche adeguate al raggiungimento delle profondità previste.

Prima del posizionamento dell’attrezzatura sul punto di indagine si provvederà alla verifica dei sottoservizi, sia per ricerca cartografica che, se necessario, mediante l’esecuzione di un piccolo prescavo a mano.

Le manovre saranno sempre eseguite a bassa velocità, per evitare il riscaldamento dei materiali. Una volta estratto il materiale verrà posizionato all’interno di cassette catalogatrici.

Per consentire il corretto prelievo di campioni indisturbati geotecnici, l’attrezzatura avrà in dotazione gli utensili per la pulizia del fondo foro (carotieri corti, trilame e triconi con fori radiali, ecc.) da impiegarsi quando necessario.

I sondaggi geognostici, per la definizione della stratigrafia, verranno eseguiti a carotaggio continuo, mentre le perforazioni necessarie alla sola installazione di strumentazione in foro saranno realizzate prevalentemente a distruzione di nucleo. Nei paragrafi seguenti sono state descritte le seguenti lavorazioni strettamente collegate con le operazioni di perforazione:

• Perforazione a carotaggio continuo e (eventuale) distruzione di nucleo;
• Rivestimento e fluidi di perforazione;
• Pulizia del fondo foro;
• Cassette catalogatrici;
• Riprese fotografiche.

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PROVE PENETROMETRICHE DINAMICHE E STATICHE

La prova consiste nella misura della resistenza alla penetrazione di una punta conica metallica, collegata ad un’asta di acciaio prolungabile con l’aggiunta di successive aste, di dimensioni standard, infissa verticalmente nel terreno per battitura, facendo cadere da un’altezza costante un maglio di dato peso.

Le informazioni fornite dalla prova sono di tipo continuo, poiché le misure di resistenza alla penetrazione vengono eseguite in fase di perforazione durante tutta l’infissione.

Si contano il numero di colpi necessari alla penetrazione di ciascun tratto di lunghezza stabilita.

PROVE PIEZOMETRICHE

Il tubo piezometrico viene installato entro un foro di perforazione, costituito da un sondaggio a carotaggio continuo o (eventuale) a distruzione.

Si consiglia sempre la stabilizzazione delle pareti con una tubazione di rivestimento provvisoria, di diametro interno non inferiore a 110 mm, mentre è da evitare l’utilizzo dei fanghi.

Per la stabilizzazione del fondo foro, in assenza di falde artesiane, si dovrà mantenere il livello piezometrico nel terreno; tale accorgimento va adottato anche durante le diverse fasi dell’installazione.

Il piezometro a tubo aperto, installato in un foro di sondaggio verticale, consente il rilievo della profondità della superficie piezometrica, mediante misurazione con apposita sondina elettrica (freatimetro). Il piezometro a tubo aperto è generalmente adatto a terreni di elevata permeabilità (k > 10-6 m/s).

PROVE DI LABORATORIO

Le prove di laboratorio consentiranno l’identificazione dei parametri geotecnici delle litologie individuate e, unitamente alle risultanze dei rilievi geostrutturali, consentiranno di identificare i parametri geotecnici del materiale costituenti i versanti di studio.

• Prove di compressione monoassiale e trazione indiretta (prova brasiliana): i campioni sono ricavati dalla carote prelevate direttamente in sito oppure sono carotati all’interno dei blocchi lapidei in modo tale da ottenere provini idonei per le prove. Le prove saranno svolte su campioni allo stato naturale. Nel caso di depositi sciolti le prove monoassiali saranno integrate/sostituite con prove di taglio dirette e con l’analisi granulometrica.
• Trattamento di weathering artificiale: i provini sono stati immersi per differenti cicli in una camera con lo scopo di ricreare le condizioni chimico-fisiche dell’ambiente di origine. I provini sono stati sottoposti a prove meccaniche a differenti tempi d’esposizione per valutare gli effetti di degradazione indotti dall’esposizione in ambiente aggressivo.

Le prove chimico-fisiche di caratterizzazione consentono inoltre di verificare se l’ammasso roccioso risulta o meno contaminato e quindi consente di definire la corretta gestione delle terre e rocce da scavo nel rispetto della normativa nazionale D.lgs. 152/2006 e s.m.i. e D.P.R. 120/2017.

PROVE DI SFILAMENTO E IDONEITA’

La prova di sfilamento ha lo scopo di determinare la tensione tangenziale limite convenzionale di aderenza tra la fondazione e l’ammasso roccioso, per il dimensionamento della fondazione degli ancoraggi definitivi. Nella prova a sfilamento l’ancoraggio dovrà essere sollecitato fino al massimo carico di prova possibile, ovvero quello che determina il raggiungimento di una tensione nell’armatura pari al 90% di quella di snervamento.

Le prove di idoneità hanno lo scopo di misurare il valore di resistenza dell’ancoraggio e di verificare l’idoneità complessiva del dispositivo alle prestazioni richieste.

Entrambe le prove vengono eseguite seguentdo quanto indicato nelle raccomandazioni AICAP.

RILIEVI GEOSTRUTTURALI IN PARETE

L’ispezione e il rilievo geomeccanico dei fronti lapidei sarà effettuato mediante calate in parete con tecniche alpinistiche da un geologo abilitato a lavori in parete e in condizioni di sicurezza.

Durante le calate in parete potranno essere posizionati dei target e dei capisaldi per la georeferenziazione del rilievo topografico. I rilievi diretti in campo comprenderanno anche un’indagine geologica, strutturale e geomorfologica dell’area. In particolare, per il rilievo geomorfologico verrà impiegata l’integrazione da parte di foto aeree e ortofoto per la mappatura delle principali strutture che hanno impatto sulla stabilità.

I lavori in quota verranno effettuati soltanto se le condizioni meteorologiche non mettono in pericolo la sicurezza e la salute dei lavoratori.

Tutti i rilievi verranno svolti e coordinati dal Dott. Cristian Adamoli (Studio Associato PROTEA Ingegneria), geologo alpinista in possesso dell’abilitazione, NECESSARIA SECONDO I VIGENTI DISPOSTI LEGISLATIVI, per esecuzione lavori in quota con sistemi di accesso e posizionamento mediante funi ai sensi del D.Lgs 81/08 (allegato XXI) e D.lgs 106/09.

RILIEVO CON DRONE E LASER SCANNER

I rilievi topografici potranno consistere nell’acquisizione di una nuvola di punti dell’area di interesse mediante un rilievo fotogrammetrico di alta precisione con drone, che permette di ottenere nuvole ad altissima risoluzione e attributo RGB nativo associato. L’utilizzo di questa tecnica è permesso grazie alla presenza di collaboratori specializzati abilitati per il pilotaggio remoto.

Grazie alla competenza di propri collaboratori potranno essere effettuate anche scansioni da terra ad altissima risoluzione mediante Laser Scanner Terrestre (TLS) long range.

I dati acquisiti tramite rilievo remoto potranno essere utilizzati per:

• Realizzare un DEM dell’area con risoluzione spaziale di 0,10 m, previo filtraggio da vegetazione ed artefatti, da usare come base per la modellazione 3D;
• Eseguire rilievi geomorfologici, strutturali e geomeccanici di “affioramenti virtuali”;
• Effettuare un’analisi multi-temporale della dinamica geomorfologica dell’area , previa disponibilità di una nuvola di punti temporalmente precedente con cui effettuare il confronto;
• Realizzare un modello geometrico sotto forma di solido 3D per la modellazione numerica;
• Eseguire analisi morfometriche del versante e in particolare valutare le pendenze locali e i percorsi delle acque superficiali.

RILIEVO MEDIANTE STAZIONE TOTALE E STRUMENTAZIONE GPS

L’utilizzo della tecnica GPS cinematica permette di eseguire il rilievo celerimetrico senza la necessità di una mutua intervisibilità dei punti, come invece richiesta nelle tecniche di rilievo tradizionale, in quanto si basa sulla ricezione del segnale stellitare.
Vi sono per contro luoghi in cui il sistema GPS non è in grado di eseguire le determinazioni richieste se non con estrema difficoltà e/o con un decadimento sensibile della precisione per la presenza di ostacoli di varia natura che degradano la ricezione satellitare. Tra questi luoghi possiamo evidenziare porzioni d’alveo incassate entro forre profonde, valli strette o, ancora, posizioni sovrastate o circondate da manufatti elevati (ponti, arginature, etc.). Se a questo si aggiunge che le superfici
sviluppate in verticale, in genere, sono di per sé difficilmente rilevabili con i ricevitori GPS per la loro necessità di occupare materialmente il punto, appare evidente che l’integrazione con la strumentazione ottica tradizionale risulti in questi casi indispensabile.

I rilievi tradizionali sono potranno essere eseguiti mediante Stazione totale TOPCON OS 101 di proprietà dei collaboratori dello Studio.

Tutte le campagne di rilievo saranno eseguite da tecnici professionisti specializzati nel campo.

PROVE SISMICHE A RIFRAZIONE

La sismica a rifrazione consente di interpretare la stratigrafia del sottosuolo e si  basa sul principio fisico del fenomeno della rifrazione totale di un’onda sismica che incide su una discontinuità individuata fra due corpi rocciosi aventi proprietà meccaniche diverse (orizzonte rifrattorio).

L’unica condizione per eseguire studi di sismica a rifrazione è che la successione rocciosa da investigare sia caratterizzata da velocità sismiche crescenti all’aumentare della profondità: in questo caso si possono valutare fino a 4 o 5 orizzonti rifrattori differenti.

Il metodo di sismica a rifrazione si basa sul principio che quando un’onda sismica (Onda P e/o Onda S) incide su una superficie attraverso la quale c’è un contrasto di velocità, la direzione di viaggio di quell’onda cambia quando entra nel nuovo mezzo.

Per l’esecuzione di tali indagini PROTEA mette a disposizione la strumentazione di proprietà costituita da Sismografo 12S12L Pasi e relativi geofoni.

Come sorgente, sulla base delle caratteristiche dei suoli e della lunghezza dello stendimento verrà utilizzata una mazza battente o un cannone sismico.

PROVE MASW

La strumentazione descritta per le prove sismiche a rifrazione permette anche l’esecuzione di profili sismici di tipo MASW (Multichannel Analysis Surface Waves) in onde di Rayleigh.

L’indagine nel suo insieme, in accordo con le linee guida fornite dal D.M. 17 Gennaio 2018 – Norme Tecniche per le Costruzioni, permetterà di ricostruire il profilo delle velocità delle onde di taglio (Vs) per il sito d’indagine e inquadrare i terreni interessati dalle opere in progetto secondo la normativa nazionale, in funzione delle Vs30 valutate nei primi 30 metri di profondità a partire dal piano d’imposta delle fondazioni delle opere.

INDAGINE SISMICA PASSIVA CON TROMINO HVSR

Basata sull’acquisizione e sull’analisi del Rumore Sismico Ambientale (Seismic Noise) ovvero la continua vibrazione del suolo dovuta sia a cause antropiche che naturali.

Questa tipologia di indagine (definita  sismica passiva) , dunque, non ha bisogno di alcuna energizzazione esterna poiché utilizza come sorgente il traffico  veicolare, la produzione industriale, il vento, la pioggia e tutto ciò che è in grado di produrre una minima vibrazione sulla superficie del suolo. Quanto detto comporta rispetto alle più affermate metodologie sismiche di  tipo attivo (MASW , Rifrazione, Down-Hole) svariati vantaggi:

• Le acquisizioni di sismica passiva difficilmente vengono “sporcate” da interferenze esterne poiché sfruttano come sorgente quella porzione del segnale sismico che altre tecniche considerano un disturbo;
• Non necessitando di alcuna energizazzione esterna al sistema tali indagini possono raggiungere con facilità profondità dell’ordine del centinaio di metri;
• Non richiedono più di un operatore e sono molto più veloci rispetto alle comuni tecniche sismiche.

Ovviamente la sismica passiva non è in grado di fornire il dettaglio di una rifrazione o un down-hole nelle applicazioni stratigrafiche, tuttavia è molto utile per una rapida individuazione del substrato sismico nelle problematiche legate alla risposta di sito.

RILIEVI CON TELECAMERA ACUSTICA BHTV

Questa metodologia prevede l’uso di una telecamera ultrasonica in grado di produrre immagini ad alta qualità delle pareti dei fori di sondaggio. L’uso degli ultrasuoni permette di acquisire immagini significative in fori molto profondi e anche attraverso fluidi.

Il segnale riflesso dalle pareti possiede un’ampiezza caratteristica che dipende dalle pareti stesse del foro, in particolare dalla rigidezza della roccia, dalla rugosità della superficie e dalla presenza delle discontinuità.

Il rilievo geostrutturale tramite telecamera acustica fornisce informazioni molto significative riguardo alle litologie presenti, caratteristiche geomeccaniche, caratteristiche stratigrafiche (alternanza di livelli) e discontinuità.

INDAGINI GPR CON ANTENNA RADAR SU DRONE

In alcune situazioni, le indagini georadar possono risultare molto pericolose per il personale sul campo a causa di ambienti topografici difficili e condizioni meteorologiche avverse.

Il sistema Drone + GPR, rispetto ad un aereo con equipaggio o ad un elicottero, oltre a rendere più sicuro ed efficiente il lavoro, comporta notevoli vantaggi in termini di volo autonomo programmato a bassa quota e ad alta precisione oltre che di facilità di trasporto.

Un GPR montato su un drone consente di eseguire indagini su terreni, ghiaccio, rocce, acqua dolce e edifici o strutture in ambienti critici e senza compromettere la sicurezza del personale, fornendo una soluzione alternativa per indagini più efficienti.

Grazie alla possibilità di associare al drone diverse tipologie di antenna è possibile ottenere sia analisi dettagliate e ad elevata risoluzione che indagini geologiche di profondità.

TOMOGRAFIA ELETTRICA

Questa metodologia di indagine utilizza correnti elettriche artificialmente immesse nel terreno con l’intento di misurare la resistività apparente degli strati interessati dalla corrente elettrica.

La tecnica tomografica si compone di uno stendimento costituito da un numero definito di elettrodi posti ad un’interdistanza costante che vengono gestiti automaticamente dallo strumento di misura e commutati alternativamente come elettrodi di corrente e di di misura di differenza di potenziale (d.d.p.).

La resistività dipende, quindi permette di valutare, vari fattori, quali la natura dei terreni e delle rocce, la saturazione dell’acqua, la porosità della roccia e tutte le anomalie locali generate da strutture localizzate come cavità, corpi di discarica, tracce di dispersione d’inquinanti, ecc…

La profondità d’esplorazione è variabile secondo il dispositivo e la risoluzione richiesta; mediamente è pari a circa 1/5 della lunghezza dello stendimento.

PROVE DI PERMEABILITA’

Consentono di determinare in modo molto semplice la permeabilità di un terreno superficiale al di sopra del livello della falda idrica.

Operativamente si realizza uno scavo, lo si riempie d’acqua e si valuta la portata necessaria per mantenere un livello costante (prove a carico costante) o si valuta l’abbassamento dell’acqua all’interno dello scavo (prove a carico variabile). Il pozzetto di prova può essere di forma quadrata o circolare e le dimensioni possono essere scelte basandosi sugli strumenti di scavo disponibili.