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Le indagini geognostiche: i sondaggi

Iniziamo, parlando dei ”sondaggi a carotaggio continuo”, una serie di articoli dedicati alle indagini geognostiche.
Prima di iniziare, però, è opportuno capire cosa si intende per geognostica e qual’è  la sua differenza con la geologia.

La Geologia è la Scienza che studia il pianeta Terra con riferimento alla sua composizione, alla sua struttura e configurazione, alla sua superficie e ai processi che vi operano, cercando di giungere alla conoscenza dell’evoluzione che esso ha avuto sin dai primordi della sua formazione (circa 4,7 miliardi di anni fa). Costituisce un punto di convergenza di numerose discipline (le scienze della Terra) che hanno appunto come scopo lo studio della Terra nei suoi molteplici aspetti; ha forti legami con la fisica (geofisica), la chimica (geochimica), la planetologia, nonché con tutte le discipline che afferiscono alle scienze naturali, come la geografia fisica e la biologia (da Treccani http://www.treccani.it/enciclopedia/geologia/).

La geognostica, invece, [Stesso etimo di geognosia] è la disciplina tecnico-scientifica volta alla conoscenza delle caratteristiche del terreno, spec. a fianco della geotecnica nei problemi di meccanica dei terreni riguardanti le fondazioni e le costruzioni stradali e idrauliche (da Treccani http://www.treccani.it/enciclopedia/geognostica_%28Dizionario-delle-Scienze-Fisiche%29/) .

La geognostica, quindi, utilizza particolari procedure (come i sondaggi geognostici, le prove in sito, le prove penetrometriche statiche e dinamiche, le indagini geofisiche sismiche e geoelettriche, le prove di laboratorio, le installazione di strumentazione di monitoraggio) al fine di determinare le caratteristiche dei terreni.

sonda o trivella per sondaggi a carotaggio continuo
sonda o trivella per sondaggi a carotaggio continuo

Cerchiamo quindi di capire cosa sono i sondaggi geognostici. Nel corso dei sondaggi geognostici si esegue un vero e proprio prelievo del terreno sotto forma di “carote” e per questo, questi tipi di indagini ai fini stratigrafici, vengono chiamati ‘’sondaggi a carotaggio continuo’’. I sondaggi vengono eseguiti con particolari trivelle chiamate sonde da sondaggi in grado, tramite sistemi di rotazione, di prelevare le “carote” con dei tubi chiamati “carotieri”

tubo carotiere
tubo carotiere

che possono essere di tipo semplice o doppio, a seconda del numero di “pareti” che si interpongono fra la carota e il foro. La spinta e la rotazione vengono impresse da apposite aste di diametro solito di 76mm.

Nel corso dei sondaggi, quindi, vengono eseguiti una serie di recuperi del carotiere, attraverso una serie di manovre di carotaggio, con le aste,

aste di perforazione
aste di perforazione

così come il posizionamento del carotiere a fondo foro prima della manovra di carotaggio.

Le carote di terreno vengono poste in “cassette catalogatrici” che servono a conservare a lungo il materiale prelevato e soprattutto consentono al geologo di leggere e quindi redigere, in maniera dettagliata, la stratigrafia del sottosuolo.

campionatore
campionatore

Nel corso del prelievo delle carote è possibile anche prelevare dei campioni indisturbati di terreno, che sono diversi dalle carote. Questi vengono prelevati, a condizione che i terreni siano costituiti da strati coesivi come limi o argille, attraverso degli appositi strumenti, chiamati campionatori che sono sempre di forma cilindrica ma generalmente in acciaio inox di diametro 90-100 mm e lunghezza 50-70 cm. Il campionatore viene spinto a pressione nel terreno con diverse tecniche in modo da limitare al minimo il disturbo e portare in superficie campioni con caratteristiche fisiche e meccaniche quanto più simili alla realtà.

cassetta con limi e argille
cassetta con limi e argille

Sotto l’aspetto normativo, in Italia esistono le Norme Tecniche sulle Costruzioni, il D.M. del 14 gennaio 2008, le quali obbligano l’esecuzione delle indagini geognostiche per la progettazione di qualsiasi opera pubblica e privata. I sondaggi, o altri tipi di indagini geognostiche, vengono eseguite da ditte specializzate mentre il professionista specializzato nella programmazione delle indagini, nella direzione dei lavori e nella redazione delle stratigrafie e della relazione conclusiva delle indagini è il geologo. Il geologo, per ogni progetto esecutivo e definitivo, esegue un’apposita relazione geologica, che è di primaria importanza per la progettazione delle fondazioni. In essa il geologo descrive il modello geologico del sottosuolo scaturito dai sondaggi e dà indicazioni utili per la corretta esecuzioni delle fondazioni della nuova struttura di progetto.

 

Normativa di Riferimento (D.M. del 14 gennaio 2008):
6.2.1 CARATTERIZZAZIONE E MODELLAZIONE GEOLOGICA DEL SITO
La caratterizzazione e la modellazione geologica del sito consiste nella ricostruzione dei caratteri litologici, stratigrafici, strutturali, idrogeologici, geomorfologici e, più in generale, di pericolosità geologica del territorio. In funzione del tipo di opera o di intervento e della complessità del contesto geologico, specifiche indagini saranno finalizzate alla documentata ricostruzione del modello geologico…
6.2.2 INDAGINI, CARATTERIZZAZIONE E MODELLAZIONE GEOTECNICA
Le indagini geotecniche devono essere programmate in funzione del tipo di opera e/o di intervento e devono riguardare il volume significativo di cui al § 3.2.2, e devono permettere la definizione dei modelli geotecnici di sottosuolo necessari alla progettazione. I valori caratteristici delle grandezze fisiche e meccaniche da attribuire ai terreni devono essere ottenuti mediante specifiche prove di laboratorio su campioni indisturbati di terreno e attraverso l’interpretazione dei risultati di prove e misure in sito. Per valore caratteristico di un parametro geotecnico deve intendersi una stima ragionata e cautelativa del valore del parametro nello stato limite considerato.
Per modello geotecnico si intende uno schema rappresentativo delle condizioni stratigrafiche, del regime delle pressioni interstiziali e della caratterizzazione fisico-meccanica dei terreni e delle rocce comprese nel volume significativo, finalizzato all’analisi quantitativa di uno specifico problema geotecnico.

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