Parametri geotecnici: come interpretare ed utilizzare i risultati di prove geotecniche in sito e di laboratorio

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I parametri geotecnici fanno essenzialmente riferimento ai risultati di prove geotecniche di laboratorio. Ad esse infatti occorre ricorrere per individuare ad esempio i parametri di resistenza in condizioni non drenate, a breve termine cioè, e in condizioni drenate, ovvero a lungo termine, di terreni di natura coesiva nelle verifiche di stabilità di fondazioni superficiali e profonde, di scavi e di rilevati in terra. Lo stesso vale per i parametri di deformabilità del terreno, onde per poter effettuare verifiche nei confronti dei cedimenti del terreno e/o degli spostamenti in genere. Nei laboratori aventi le necessarie caratteristiche (così come previsto dalle recenti normative), è possibile infatti eseguire prove geotecniche particolarmente sofisticate, con le quali pervenire a modellazioni ottimali del sottosuolo.
Prode di laboratorio geotecnico

Chi scrive, agli inizi della propria attività, è entrato in punta di piedi nel mondo della geotecnica partendo da una fondamentale e utilissima biennale esperienza presso il Laboratorio Geotecnico dell'allora Genio Civile di Rovigo (parliamo del 1974), entrando successivamente in una società dotata di un proprio laboratorio geotecnico.

Ciò detto, sottolineata quindi la fondamentale e insostituibile importanza dei laboratori geotecnici, iniziata l'attività professionale dedicando buona parte del mio tempo alla lettura di testi sacri (di autori altrettanto sacri, Terzaghi, Peck, Taylor, Leonards), mi sentii attratto fin da subito in modo particolare da un testo appena uscito, di uno sconosciuto Professore dell'Ecole Centrale Lyonnaise, Guy Sanglerat, dal titolo "The Penetrometer and Soil Exploration", che iniziò a dare qualche risposta ai miei tanti dubbi, primo fra tutti l'individuazione dei parametri da attribuire ai terreni sabbiosi, data l'impossibilità di prelevare campioni indisturbati di terreno.

Quale valore dell'angolo di resistenza al taglio da prendere in considerazione per una verifica di capacità portante di terreni sabbiosi e quale valore del modulo di deformazione per valutare il corrispondente cedimento? Sanglerat allora riuscì a darmi una risposta. Mi appassionarono poi molte altre correlazioni fra i parametri di prove in sito e di laboratorio, riportate nel testo suddetto, estese anche a terreni di natura coesiva (argilloso limosi), con particolare riferimento ai valori dei moduli edometrici di deformazione.

Frequentando il Laboratorio Geotecnico del Genio Civile di Rovigo, ebbi allora la fortuna di partecipare in qualche modo, in qualità di collaboratore principiante, al progetto geotecnico dei rilevati arginali della Centrale Enel di Porto Tolle (RO), eseguendo manualmente, come era normale in quei tempi, le verifiche di stabilità dei rilevati con il metodo di Bishop e le relative verifiche nei confronti dei cedimenti. Il tutto confortato dai dati dei parametri ricavati in laboratorio. Forte dei dati delle correlazioni riportate nel testo di Sanglerat, mi incuriosì particolarmente il fatto di poter verificare la deformabilità dell'argilla normalmente consolidata (N.C.) di Porto Tolle, prendendo come base una serie infinita di prove penetrometriche statiche allora eseguite, correlando i valori del modulo edometrico con i valori della resistenza alla punta del penetrometro statico e raffrontando il tutto ai dati di monitoraggio.

La mia personale esperienza con le arginature del Delta del Po, proseguì poi in tempi successivi, arrivando a verificare la bontà di correlazioni varie con i dati ricavabili per l'appunto dalle prove penetrometriche statiche CPT.

Quanto sopra detto, per evidenziare la mia convinzione di dover affiancare in ogni situazione ai risultati delle prove geotecniche di laboratorio, essenziali informazioni ricavabili dalle indagini in sito, prima fra tutte la prova penetrometrica statica con punta piezoconica (CPTU). Tenuto conto, come prima accennato, dell'impossibilità di prelevare campioni indisturbati di sabbie, la prova CPTU e la prova SPT (da eseguire quest'ultima entro il foro di sondaggio) rappresentano l'unica via per definire il comportamento di terreni di natura granulare, come pure l'esecuzione di prove di emungimento e/o di permeabilità diretta in foro, per la valutazione del coefficiente di conducibilità idraulica.

Si sottolinea qui l'importanza dei sondaggi geotecnici per i quali risulta necessaria la valutazione di un parametro preliminare essenziale, la classe di qualità dei campioni di terreno prelevati, da sottoporre successivamente a prove geotecniche di laboratorio. Sempre in riferimento ai sondaggi, si intende sottolineare inoltre l'importanza di semplici e banali prove da eseguire in campagna, in grado di fornire però informazioni essenziali ai fini della valutazione dello stato di salute dei campioni coesivi; parlo cioè dei parametri di resistenza al penetrometro tascabile, o Pocket Penetrometer che dir si voglia, e al Torvane.

Prove geotecniche in sito

Per i parametri geotecnici ricavabili dai risultati di prove in sito, esiste una serie infinite di correlazioni, alcune delle quali potranno considerarsi affidabili, altre molto meno. Il dato essenziale per tali correlazioni è sì la verifica con i risultati ottenibili in laboratorio, ma soprattutto il raffronto con i dati reali di monitoraggio. Prove in sito sempre più sofisticate, purchè affidabili, banche dati sempre più nutrite, rappresentano pertanto la base essenziale per valutare la bontà dei parametri geotecnici.

Parametri geotecnici da ricavare quindi per quanto possibile da prove di laboratorio, da confrontare sempre e comunque con i risultati di prove in sito, tenendo sempre conto del fatto che il parametro geotecnico non potrà mai rappresentare un valore astrattamente definibile, ma un dato da mettere a confronto sempre e comunque con gli obiettivi di progetto (un esempio per tutti: l'angolo di resistenza al taglio in condizioni drenate, quale valore assumere, il valore di picco o il valore di post-picco corrispondente allo stato critico?).

Entrando nel merito delle prove geotecniche di laboratorio, si vuole qui sottolineare l'importanza di affiancare sempre ai valori dei parametri ricavati da specifiche prove, di resistenza o deformabilità, anche i valori ricavabili da correlazioni con i risultati di semplici prove sempre di laboratorio (quali Limiti di Atterberg e analisi di classificazione in genere).

Parametri geotecnici correlazioni

Ciò premesso, ritenendo ovvio l'obiettivo che ci si pone nella scelta dei parametri geotecnici, di poter condurre cioè al meglio le necessarie verifiche di progetto, per far ciò occorre in primo luogo predisporre un adeguato programma di indagini in sito e di laboratorio, con la finalità di verificare e di cercare di risolvere, sotto ottiche diverse, problematiche varie di interazione terreno-struttura, in condizioni statiche e in condizioni sismiche (capacità portante e cedimenti di fondazioni superficiali e profonde, stabilità di opere di scavo e di strutture di sostegno, e altro).

L'esecuzione di sondaggi geotecnici, il prelievo di campioni indisturbati e rimaneggiati di terreno, l'esecuzione di prove di specifiche prove di laboratorio, dovranno sempre e comunque rappresentare la fase principale e fondamentale di qualsiasi lavoro. Tale fase dovrà poi essere accompagnata, ma mai sostituita, da altre indagini in sito, le più appropriate, dalle quali ottenere altri parametri da confrontare sempre e comunque con i parametri ricavati da prove di laboratorio. Per far ciò occorrerà effettuare una scelta oculata nell'ambito della innumerevole gamma di dati di correlazioni disponibili in letteratura, confrontando fra loro i risultati di prove in sito e di laboratorio, dopo aver eliminato i dati anomali.

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