Tra le indagini in situ geotecniche che permettono di caratterizzare il sottosuolo ci sono le prove penetrometriche, una tecnica largamente utilizzata nel campo dell’ingegneria civile e nello studio dei dissesti di versante. Questo metodo assicura infatti diversi vantaggi, inoltre in base alle caratteristiche del terreno è possibile applicare una tipologia di prova specifica per ottenere sempre un risultato accurato e affidabile.
Cosa sono le prove penetrometriche e cosa servono
Le prove penetrometriche sono indagini del sottosuolo realizzate da aziende specializzate come Geognostica Medicea, una realtà situata a Firenze fondata da 6 geologi toscani che si occupa di servizi a 360 gradi nel campo della geologia applicata e ambientale. Per effettuare questo tipo di studi del terreno, infatti, servono professionalità e competenze adeguate, molti anni di esperienza e una strumentazione di qualità con cui eseguire interventi rapidi e precisi per le opere di consolidamento e di ingegneria civile, la risistemazione dei versanti e la bonifica dei siti contaminati.
In particolar modo, le prove penetrometriche consistono nell’infissione di una punta all’interno del terreno attraverso l’impiego di uno strumento chiamato penetrometro, ovvero un sistema di carico che consente di spingere l’utensile nel suolo con una determinata forza, solitamente intorno alle 20 tonnellate. Per garantire la penetrazione di punta e aste nel terreno il penetrometro è dotato di un dispositivo di contrasto alla spinta, che in base al macchinario può corrispondere al peso stesso dello strumento o a un meccanismo di ancoraggio.
A seconda del volume d’interesse viene decisa la profondità dell’infissione, per esempio realizzando un paio di indagini fino a una profondità di circa 15 metri in caso di studi del sottosuolo per la costruzione di una piccola abitazione. Questi sondaggi geognostici permettono di stimare la resistenza al taglio calcolando la velocità di penetrazione della punta a seconda del cedimento del terreno. Poiché vengono eseguite letture frequenti dei dati, in genere ogni 10 cm di profondità, le prove penetrometriche permettono di ottenere uno studio del terreno di elevata risoluzione estremamente utile alla progettazione.
Le diverse tipologie di prove penetrometriche
In base alle caratteristiche del terreno da studiare è possibile utilizzare diversi tipi di prove penetrometriche, al fine di ottenere risultati sempre accurati e precisi a fronte inoltre di costi sostenibili. Nelle prove penetrometriche statiche (CPT) si usa una punta Begemann con due parti che si muovono autonomamente avvitata ad una batteria di aste, con un’astina interna che consente il movimento costante della punta nel sottosuolo e permette di avere letture con una frequenza di circa ogni 20 cm di profondità.
Le prove penetrometriche dinamiche (DPSH), invece, utilizzano una massa battente per far avanzare la punta nel terreno, adoperando un sistema di punta e aste differente rispetto a quello impiegato nelle prove penetrometriche statiche. In questo caso si usano magli pesanti di circa 73 Kg montando il penetrometro su camion o mezzi cingolati, senza la necessità di realizzare l’ancoraggio nel terreno, contando quanti colpi servono per infiggere la punta nel suolo per raggiungere 20 cm di profondità.
Ovviamente esistono altre tipologie di prove, come le prove penetrometriche con punta elettrica (CPTE), le prove penetrometriche con piezocono (CPTU) e le prove penetrometriche dinamiche (DPL), assicurando un’elevata versatilità di utilizzo di queste tecnica di indagine del sottosuolo. A prescindere dal metodo usato è possibile acquisire un grafico completo per discretizzare i diversi strati del terreno, ottenendo vari parametri geotecnici e uno specifico livello di accuratezza e dettaglio dell’elaborazione in base al numero di strati riconosciuti.
I vantaggi delle prove penetrometriche
Tra le diverse tecniche di indagini in situ le prove penetrometriche assicurano diversi vantaggi. Innanzitutto si tratta di interventi di notevole rapidità, quindi è possibile ottimizzare il tempo di studio del terreno prima di un’opera di ingegneria civile o dei lavori per il dissesto di versante. Questo aspetto consente di velocizzare la progettazione preliminare dell’intervento, una caratteristica molto apprezzata per rendere l’intero progetto più sostenibile.
Inoltre, le prove penetrometriche sono anche un metodo di indagine del sottosuolo economico, con costi contenuti rispetto ad altre tecniche di caratterizzazione del terreno rendendo questo procedimento adatto a numerosi impieghi e applicazioni. Attraverso le prove penetrometriche è possibile anche ottenere una parametrizzazione molto affidabile del terreno, con la possibilità di operare in qualsiasi contesto grazie ai diversi tipi di attrezzature disponibili per eseguire questa tipologia di indagine geognostica.