Consolidamento terreno fondazione

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GEO GEOSEC INGEGNERIA DELLA FONDAZIONE R

prove e indagini negli interventi con resine Marco Occhi e Federico Fischanger

I quaderni del consolidamento con resine espandenti Copyright Marco Occhi e Federico Fischanger 2008 - prima edizione vietata la riproduzione in qualsiasi formato c/o Via Di Vittorio, 41/B Lemignano di Collecchio (PR) 43044 +39 0521 339323 - fax +39 0521 804772 - www.geosec.it

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Prove e indagini negli interventi con resine

Premessa “Non esiste il metodo di indagine MIGLIORE di tutti gli altri, esiste invece quello più adeguato a risolvere un determinato problema o a supportare un preciso intervento in un dato contesto.”

Questa semplice affermazione esprime inequivocabilmente l'importanza di un approccio tecnico “critico” all'uso delle metodologie diagnostiche nei problemi legati all'ingegneria civile ed esclude a priori l'illusione di poter risolvere efficacemente qualsiasi problema evitando il supporto/confronto con il tecnico del settore. Spesso è una frettolosa valutazione di ordine economico che porta a privarsi delle indagini adeguate e il danno che altrettanto spesso ne consegue consiste in una spesa maggiore di quella che si voleva evitare.

Per fare un parallelo con la vita privata di tutti noi, chi oggi sarebbe disposto a sottoporsi ad un delicato intervento chirurgico senza preventivi esami da parte di un medico?

E' noto infatti che per risolvere qualsiasi problema ingegneristico risulta fondamentale lo studio approfondito del contesto, il che rende imprescindibile l'uso di strumenti dedicati alle misure dei parametri di studio.

In questa nota dunque ci soffermeremo sulle prove diagnostiche in sito più utilizzate e conosciute negli studi legati a problemi di cedimento differenziale ed alle eventuali soluzioni di intervento con resine espandenti sotto al fabbricato, per evidenziarne vantaggi ed eventuali limitazioni. Analizzeremo dapprima le prove “meccaniche” puntuali, per poi soffermarci sulle indagini qualitative geofisiche, con particolare riferimento a quelle geoelettriche.

INDAGINI GEOTECNICHE “CLASSICHE” La prova penetrometrica dinamica SPT (puntuale) risulta molto utile nello studio dei fenomeni di liquefazione, può essere eseguita su tutti i tipi di terreno con esclusione della roccia, consente, attraverso l'esame del numero di colpi necessari all'avanzamento, una facile interpretazione della stratigrafia del terreno attraversato dallo strumento. Per contro non simula in genere il comportamento del terreno nel campo delle sollecitazioni statiche ed i suoi risultati possono essere correlati solo empiricamente con i parametri geotecnici; infine i suoi risultati possono essere fortemente influenzati dalle caratteristiche dell'attrezzatura impiegata, dalle modalità esecutive della prova e dalla preparazione professionale dell'operatore.

La prova penetrometrica statica CPT (puntuale) è caratterizzata dal fatto che viene eseguita una spinta verticalmente nel terreno, mediante pressione su di una punta conica di dimensioni standard, misurando separatamente, ma con continuità, sia lo sforzo per penetrare che l'adesione di un manicotto posto sopra alla punta di penetrazione mentre avanza nel terreno. La storia di queste prove è nota dal 1917 durante i lavori di costruzione delle ferrovie Svedesi, ma solo successivamente, nel 1934, la prova ha subito importanti modifiche che l'hanno resa molto simile a quella impiegata ai giorni nostri.

La CPT può fornire dati attendibili per conoscere la stratigrafia dei terreni attraversati se abbinata a sondaggi diretti quali carotaggi e scavi in sito, inoltre i risultati della prova possono essere utilizzati per determinare alcune proprietà meccaniche del terreno attraversato, quali la resistenza e la deformabilità dei terreni, che in genere e preferibilmente devono essere fini e sabbiosi. Se poi la prova è abbinata al piezocono (CPTU), le rilevazioni indicate acquistano maggior precisione e si aggiungono informazioni anche circa il livello idrostatico delle eventuale falda nel terreno o nel merito delle caratteristiche di consolidazione e di permeabilità dei terreni coesivi saturi.

E' bene infine ricordare che tutte le prove in sito non consentono generalmente misure dirette delle proprietà dei terreni in assenza di conoscenze dirette delle condizioni al contorno.

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LIMITI DELLE PROVE PENETROMETRICHE NELLA DIAGNOSTICA DI INTERVENTI CON RESINE Un aspetto certamente non secondario circa l'utilizzo delle sopra menzionate prove in sito, nelle problematiche legate agli interventi con resine espandenti, è che sono limitate dal fatto che forniscono generalmente informazioni solo lungo la verticale del punto indagato, perdendo inevitabilmente di definizione e precisione man mano che ci si allontana dal quel medesimo punto, a causa della forte eterogeneità tipica dei terreni. Ecco allora perché diviene importante effettuare non una singola prova, ma un minimo di prove puntuali, purché opportunamente distribuite sul terreno da indagare/trattare e confrontate poi con la situazione post intervento. Tuttavia non dobbiamo dimenticare che ormai da diverso tempo studiosi e ricercatori hanno sottolineato la indubbia difficoltà di interpretazione delle prove in sito, soprattutto nel merito di verifiche delle caratteristiche sforzo/ deformazione e di quelle di resistenza dei terreni, in particolare Jamiolkovski (1988) evidenziò le seguenti difficoltà quali fonte di significativa incertezza per il tecnico: - escludendo prove pressiometriche e alcune prove geofisiche, tutte le altre prove in sito presentano problemi complessi di interpretazione teorica delle condizioni al contorno, perché limitate allo stretto intorno della verticale di indagine.

- Le condizioni di drenaggio durante le prove in sito sono in genere scarsamente controllabili e spesso presentano la concreta difficoltà al tecnico di stabilire se i risultati ottenuti sono da riferirsi a condizioni drenate, non drenate o parzialmente drenate.

- Spesso un terreno sottoposto a prova in sito (soprattutto se puntuale) manifesta andamenti di sforzi efficaci molto diversi da quelli canonici dell'ingegneria civile, con conseguenti difficoltà di interpretazione dei valori di sforzo/deformazione per forza della marcata eterogeneità ed anisotropia dei terreni stessi in evidente comportamento non lineare.

- Esiste una elevata dose di empirismo e di semplificazione di tutte le assunzioni connesse all'interpretazione dei dati ottenuti.

- Si evidenziano limitazioni operative di esecuzione della prova: nel caso di interventi con resine espandenti sappiamo che le iniezioni vengono eseguite sotto all'impronta della costruzione, a mezzo piccoli canali che consentono di attraversare la struttura e raggiungere il piano di appoggio sul terreno ceduto, cercando possibilmente di giungere al punto di iniezione il più possibile baricentrici rispetto all'asse verticale della fondazione. E' noto inoltre che le resine espandenti per loro natura reagiscono in tempi più veloci rispetto alle boiacche di cemento e sono studiate per permeare e confinarsi all'interno del bulbo delle pressioni, volume di terreno deputato a sostenere il carico sovrastante dell'edificio. Appare ovvio quindi che il punto più idoneo per poter rilevare le condizioni del terreno di fondazione e successivamente effettuare la verifica delle iniezioni risulta essere proprio il cuore del bulbo delle pressioni, zona che spesso, a causa della geometria della fondazione e dell'ingombro della strumentazione di rilievo, diviene difficile indagare. In questi casi un tipico errore che bisognerebbe evitare è quello di allontanarsi troppo dal bulbo incorrendo così in rilevamenti poco rappresentativi, oppure viceversa quello di effettuare rilevamenti con inclinazioni degli strumenti eccessive rispetto alla verticale.

Principali limitazioni delle prove penetrometriche: Difficoltà di accostamento delle attrezzature di rilievo.

Necessità di effettuare demolizioni per ancorare le attrezzature.

Necessità di effettuare scavi di introduzione delle strumentazioni.

Struttura in elevazione

Piede della fondazione

Bulbo delle pressioni Tubo di iniezione

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INDAGINI GEOFISICHE La Geofisica applicata, nel corso degli ultimi anni, ha compiuto passi da gigante nella diagnostica a supporto dell'ingegneria civile, in conseguenza degli sviluppi delle strumentazioni utilizzate, degli algoritmi di modellazione e dei relativi software interpretativi, delle accresciute prestazioni dei calcolatori elettronici. Il supporto diagnostico della geofisica si rivela, in particolare, sempre più efficace (e a costi sempre più contenuti) per quei contesti in cui: - diviene necessaria una visione tridimensionale del problema oggetto di studio, abbinata ad una rinnovata esigenza/pretesa di minor invasività e flessibilità nell'operare; - il contesto investigato presenta una marcata anisotropia ed una eterogeneità delle condizioni al contorno; - le dinamiche (flussi e/o provenienza, concentrazioni etc.) e le condizioni dei fluidi nel terreno condizionano il contesto oggetto dell'intervento.

Allora perché la geofisica moderna, sebbene abbia raggiunto queste vette d'avanguardia, è ancor oggi vista da molti tecnici con moderato scetticismo?

Ci sono diverse risposte a questa domanda, che possono essere riassunte nei punti seguenti: a) scarsa conoscenza delle metodologie geofisiche e dei suoi fondamenti da parte del tecnico ordinario: sono ritenuti talvolta strumenti e conoscenze troppo complessi e non comuni in mano a professionisti di settore fortemente specializzati o avventurieri improvvisati verso cui porre sempre la massima attenzione. b) Predominante logica dei costi: il “Cliente” vuol spendere sempre meno pretendendo però il massimo risultato possibile, pur non essendo in grado di valutare la proposta e le professionalità che gli si offrono e purtroppo spesso senza soffermarsi saggiamente sul potenziale risparmio proveniente da un'approfondita analisi del problema e successivo controllo di ogni intervento, per evitare poi ripristini, ripetizioni o nuovi interventi riparatori. c) Standardizzazione della diagnostica verso quegli strumenti che sono considerati, tradizionalmente o per pregiudizio, più noti e dunque controllabili da una potenziale Direzione Lavori forgiata fin dai primi studi universitari su tradizionali parametri solitamente geotecnici. Molti infatti ritengono che le prove meccaniche in sito sono sempre più affidabili delle prove geofisiche o di laboratorio: a tal proposito abbiamo già detto in introduzione che non esiste in geologia l'indagine migliore, ma quella più adeguata all'analisi di quello specifico problema. Sovente invece diviene ancor più necessario una sovrapposizione multipla di indagini per meglio analizzare quello specifico problema e favorire un adeguato progetto personalizzato di intervento. Se oggi mi rompessi un braccio, sarebbe più ragionevole sottopormi ad una diagnosi strumentale radiologica in ospedale o viceversa ad un sofisticato esame dermatologico? Purtroppo il problema ancor più grave, a nostro modesto avviso, è che ancora oggi assistiamo ad una prassi molto diffusa fondata su approcci superficiali e limitati, che talvolta nemmeno tengono in considerazione dell'aspetto diagnostico e di analisi del problema (classico fai da te), sempre più rivolti ad una standardizzazione imprenditoriale delle problematiche, certamente in partenza più economica e vantaggiosa, ma non sempre altrettanto efficace e risolutiva nel tempo. d) Scarsa attività di informazione tecnica: la Geofisica è ancora una scienza poco diffusa nell'ingegneria civile quotidiana ordinaria e talvolta prevalentemente di “nicchia”, spesso conosciuta come tipica e riservata a problematiche specifiche quali la trattazione sismica, la ricerca petrolifera, la difesa ambientale, l'archeologia, l'attività militare, escludendo talvolta per pregiudizio applicazioni nella casistica quotidiana degli interventi civili ordinari, ove potrebbe essere spesso di grande aiuto al tecnico in fase di valutazione delle condizioni al contorno.

Appare più facile quindi convincersi che innanzitutto risulta indispensabile operare secondo un approccio concreto e critico basato in generale sulla professionalità di un tecnico competente che: 1) stabilisca ed effettui una diagnostica adeguata preliminare del problema volta ad identificare le cause; 2) istruisca un progetto personalizzato dell'intervento; 3) si affidi ad un'impresa idonea ad eseguire quell'intervento (esperienza, personale tecnico interno qualificato, dotazione propria di strumenti e attrezzature, assistenza sul cantiere costante, organizzazione comprovata, certificazioni etc.).

5) effettui le verifiche sull'intervento sia in corso d'opera che a intervento compiuto.

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COSA HA CAUSATO IL CEDIMENTO DIFFERENZIALE? Passando allo specifico dei problemi di cedimento differenziale verticale che si è valutato idoneo risolvere con iniezioni di resine espandenti sotto al fabbricato, occorre soffermarsi su alcuni aspetti che riteniamo fondamentali.

Prima di tutto occorre capire: cosa ha causato il cedimento differenziale? Occorre quindi valutare nel sistema terreno/struttura del fabbricato ove e in che modo si sia innescato il problema del cedimento. Se questo risulterà dipendente da modifiche di tipo strutturale, quali ad esempio sopralzi o variazioni della distribuzione dei carichi in fondazione, possiamo inizialmente ipotizzare che il terreno sottostante non sia risultato più idoneo al nuovo carico e dunque insufficiente a sopportare il nuovo sforzo. In questo caso specifico il problema non sarà più riconducibile a difetti propri del terreno, alterazioni antropiche o naturali del suolo di fondazione, bensì ragionevolmente alle modifiche fuori terra effettuate sul fabbricato stesso in modo non adeguato al vecchio sistema terreno/fondazione (errata progettazione, assenza di progettazione, opera fai-da-te in economia).

In questi contesti specifici molte aziende si sono specializzate offrendo diversi sistemi di intervento secondo un approccio tipicamente ingegneristico, talvolta agendo sulle strutture di fondazione (allargamenti della base di appoggio, rinforzi del piede, trasferimenti di carico a strati di terreno più robusti etc.) oppure agendo direttamente sul terreno con interventi di incremento della capacità portante. In quest'ultimo caso se eseguiti con iniezione di resine espandenti si può ottenere un'efficace azione di compattazione del sottofondo di fondazione fino al valore di progetto voluto. Il terreno sottoposto all'azione meccanica di spinta dovuta all'espansione della resina raggiunge una costipazione tale da rifiutare qualsiasi altra iniezione esprimendo con la spinta verso l'alto del fabbricato sovrastante (sollevamento) tale risultato. In questo caso specifico è certamente di aiuto il rilievo dei parametri meccanici che offrono un quadro quantitativo della resistenza del terreno in quel preciso punto. A questo scopo sono di utilità prove penetrometriche (meglio statiche CPT, anziché dinamiche SPT) pensate pure in multisessione ed il più possibile distribuite nei punti ritenuti tecnicamente idonei dal vostro tecnico di fiducia esperto (ingegnere geotecnico, geologo).

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Diverso invece sarebbe il caso in cui il cedimento differenziale risultasse effetto di cause legate alle condizioni del terreno di fondazione in mutato equilibrio rispetto a quelle originarie, soprattutto in riferimento all'assenza di modifiche sulle strutture del fabbricato.

In questi casi azioni naturali (variazioni climatiche, interferenza con falde e flussi di fluido nel terreno, piante ad alto fusto etc.) e azioni antropiche (vibrazioni da traffico veicolare intenso, scavi limitrofi, perdite fognarie etc.) possono alterare gli equilibri del sistema e innescare cedimenti differenziali evidenti. E' chiaro che, se in questo contesto specifico è il terreno di fondazione ad aver subito una mutazione rispetto alle condizioni originarie, occorrerà indagare al suo interno con strumentazioni e diagnostiche adeguate per poter cogliere le cause scatenanti e poter successivamente progettare un adeguato intervento risolutivo.

Diversamente queste tecnologie prediligono essere impostate secondo un approccio prevalentemente non quantitativo e differentemente rivolto alla raccolta e allo studio di parametri qualitativi in restituzione tridimensionale del problema, volendo rivolgere maggior considerazione al costante monitoraggio del suolo sotto all’edificio soprattutto in corso d’opera modificando in progress la progettazione dell’intervento in funzione degli effetti ottenuti e quindi delle variazioni resistive di volta in volta riscontrate.

Proviamo a chiederci: Se il cedimento è figlio di una perdita fognaria o di fluidi nel terreno, quali indagini adottare?

Se invece il cedimento è dovuto ad argille rigonfianti e particolarmente sensibili alle ciclicità stagionali?

Se il cedimento è causato da forti vibrazioni che hanno provocato nuove porosità?

Se il cedimento è causato dall'azione di una pianta da alto fusto che ha creato discontinuità efficaci sotto o prossime ad una fondazione?

Se il cedimento è dovuto ad un pozzo attivo limitrofo?

Ecco descritti alcuni casi ove riteniamo importante estendere l'analisi del problema ad una visione più “aperta” e tridimensionale del contesto, che permetta di capire, nella rinnovata eterogeneità dei terreni e nella difficoltà di controllare un fluido in movimento al suo interno (es. Acqua, resina, boiacche), quali siano le distribuzioni spaziali dei parametri rilevabili e le loro correlazioni con il problema del cedimento in corso.

TOMOGRAFIA ELETTRICA TRIDIMENSIONALE Colta l'importanza fondamentale di conoscere la distribuzione spaziale dei parametri dei terreni da sottoporre ad interventi con resine espandenti, appare evidente che le prove meccaniche penetrometriche (CPT o SPT) non sono in grado di fornire dirette informazioni multidimensionali, essendo impostate su un'unica verticale di test.

Le indagini di tomografia elettrica 3D (qualitative) sono, in questo senso, più adatte a raccogliere le importanti informazioni che servono al tecnico per progettare, controllare e validare il proprio lavoro.

La tomografia elettrica è una tecnica di indagine geofisica che si basa sulla misura delle differenze di potenziale elettrico che sono indotte nel terreno in seguito all'immissione di una corrrente continua. La grandezza fisica di cui si determina la distribuzione tridimensionale nel sottosuolo è la resistività elettrica.

Perché determinare la distribuzione di resistività elettrica?

Le ragioni che inducono a tenere in considerazione questo parametro di indagine sono diverse e riassumibili nei punti seguenti.

1) Innanzi tutto, come abbiamo avuto modo di vedere, il cedimento differenziale non sempre è in assoluto un problema di incremento di capacità portante del terreno di fondazione, quindi la determinazione di un parametro meccanico può non essere sufficiente a descrivere la problematica del cedimento.

2) La resistività del sottosuolo di fondazione è fortemente condizionata dalla presenza di acqua, quindi le dinamiche dei fluidi prima, durante e dopo le iniezioni sono ben descritte dalla resistività.

3) Buona parte delle formazioni litologiche che incontriamo nei suoli superficiali (es. argille) hanno un valore di resistività caratteristico che le rende spesso distinguibili dalle altre. La stessa cosa vale per il confronto tra suoli e materiali di cui si compongono le fondazioni.

4) Le resine da iniezione a lenta espansione sono altamente resistive (isolanti) e quindi marcatamente di contrasto con il terreno di fondazione.

Vantaggi dell'indagine geoelettrica nei trattamenti con resine espandenti Quanto sopra detto fa capire che le indagini geoelettriche possono rappresentare un ottimo ausilio agli interventi di recupero con resine espandenti nei diversi momenti in cui si sviluppa l'intervento.

La tomografia elettrica pre-intervento rende disponibile una prima classificazione dei terreni incontrati (terreni sabbiosi, argillosi, ecc). Consente inoltre di evidenziare anomalie importanti nel sottosuolo che possono rappresentare elementi geologici distintivi o cause dirette o indirette del dissesto (concentrazioni di acqua e/o umidità, volumi dilavati della porzione fine per causa di perdite fognarie o vibrazioni, discontinuità del tipo

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Nel corso dell'intervento tomografie elettriche eseguite a diverse cadenze temporali consentono di verificare, quando necessario, lo stato delle iniezioni ed eventualmente di modificare/integrare i parametri di progetto dell'intervento.

Al termine dell'intervento le misure post-iniezione permettono di verificare lo stato finale del sottosuolo in seguito all'iniezione delle resine espandenti.

SVILUPPO STORICO DELLE METODOLOGIE GEOELETTRICHE: DAI SONDAGGI ELETTRICI ALLA TOMOGRAFIA TRIDIMENSIONALE DI ULTIMA GENERAZIONE A questo punto vale la pena approfondire la conoscenza dei metodi di indagine geoelettrica ai quali abbiamo fatto riferimento. Probabilmente molti tecnici del settore conoscono le tradizionali metodologie di prospezione elettrica denominate sondaggi elettrici (verticali e orizzontali). Ebbene, quel tipo di indagini, che presuppongono un'ipotesi di modello unidimensionale del terreno (strati piani e parallleli), appaiono oggi come una pratica diagnostica molto primitiva, se confrontata con le moderne tecniche tomografiche. A partire dai primi anni '80 due fatti nuovi hanno portato ad un rapido sviluppo nelle indagini geoelettriche. Da una parte il progresso delle capacità computazionali dei calcolatori ha consentito di risolvere con tecniche numeriche il problema della interpretazione delle misure di resistività, aprendo così la strada alla possibilità di interpretazioni 2D e 3D. Dall'altro lato, l'avvento dei dispositivi di misura a molti elettrodi (georesistivimetri multielettrodici) ha consentito di superare le difficoltà pratiche delle misure, connesse alla necessità di spostare ad ogni misura gli elettrodi, semplificando e velocizzando le operazioni di campagna e rendendo così possibile la raccolta di grosse quantità di dati con poco sforzo.

Le misure con dispositivi multielettrodici vengono effettuate allineando sul terreno gli elettrodi e collegandoli ad un unico cavo multipolare che li connette ad una centralina elettronica. Un generico equipaggiamento multielettrodico può essere descritto come un sistema composto di tre parti: lo strumento che effettua le misure di resistività; la centralina elettronica, o il computer, che controlla lo switch automatico tra gli elettrodi; il sistema dei cavi e degli elettrodi.

Di seguito riportiamo uno schema che riepiloga lo sviluppo, nel corso degli anni, delle tecniche geofisiche di indagine geoelettrica:

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Come detto, questo sviluppo delle metodologie 猫 proceduto di pari passo con le innovazioni nelle strumentazioni e nell'approccio interpretativo, come illustrato nella tabella seguente:

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La squadra tipo di un intervento GEOSEC Due operatori (A,B) provvedono all’iniezione della resina espandente e al controllo visivo delle strutture della costruzione per prevenire danneggiamenti impropri per causa dell’espansione della resina, mentre il Tecnico (C) (ingegnere/geologo) sovrintende ad ogni operazione anche monitorando a video di un computer di cantiere (D) lo stato di evoluzione dell’intervento (E).

La strumentazione in dotazione alla squadra è costituita da: un impianto di iniezione su veicolo (F), un georesistivimetro multicanale (G), un set di cavi e di elettrodi per misure in multicanale (H), un elaboratore elettronico per inversione e restituzione grafica dei dati (I).

B

C D

A

F

G

I

E

E Copyright 2008 - geosec

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APPROCCI INTERPRETATIVI DELLA TOMOGRAFIA ELETTRICA È con lo sviluppo della tomografia elettrica 2D che l'interpretazione delle misure elettriche si avvia ad essere quella che oggi conosciamo, grazie allo sviluppo di algoritmi di modellazione agli Elementi Finiti che hanno reso possibile arrivare a definire, con ottima risoluzione, la distribuzione della resistività nel sottosuolo, come nella immagine rappresentata nella figura seguente.

L'interpretazione delle misure acquisite in cantiere avviene attraverso una tecnica di risoluzione denominata inversione. L'inversione è l'approccio matematico che porta alla determinazione della distribuzione della resistività nel sottosuolo a partire dalle misure di resistività di cantiere. Ciò avviene attraverso la modellazione agli Elementi Finiti del terreno sottoposto ad indagine attraverso un sistema discreto di blocchi a resistività costante (risoluzione del problema diretto o forward problem). L'utilizzo poi di algoritmi iterativi di ottimizzazione ai minimi quadrati consente di risalire dalle misure di resistività apparente al modello che meglio riproduce la distribuzione di resistività del sottosuolo. Nella figura seguente sono schematizzati i due problemi interpretativi delle misure geofisiche, il problema diretto e quello inverso.

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Il diagramma di flusso della procedura risolutiva che sta dietro all'inversione può essere rappresentato in questo modo:

Con l'avvento della tomografia tridimensionale poi, cadono le limitazioni che impongono di ipotizzare un “mondo 2D” in cui le caratteristiche topografiche e geologiche debbano essere mantenute costanti nella terza dimensione dello spazio. L'inversione è ora condotta su mesh tridimensionali, come quella rappresentata nella figura seguente, che riescono a tener conto di tutti gli aspetti di variabilità spaziale del parametro fisico investigato.

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L'inversione di misure tridimensionali porta ad avere una immagine 3D della distribuzione della resistività nello spazio.

Un ulteriore sviluppo della tomografia elettrica degli ultimissimi anni è quello che ha reso disponibile, accanto alle consuete geometrie che utilizzano griglie 3D di elettrodi superficiali, l'impiego di innovative geometrie che trovano applicazione più idonea al contesto di intervento e tali da permettere impianti mini invasivi senza necessità di scavi e demolizioni. Geometrie che permettono di poter indagare con analoga precisione anche lontano dagli stendimenti di elettrodi in punti del terreno coperti dal fabbricato, ove sarebbe impossibile effettuare prove meccaniche dirette senza disagio per le opere e gli occupanti. Tra queste geometrie si devono menzionare in particolare le configurazioni superficiali che fanno uso di disposizioni elettrodiche a forma di L, U o anulari (loop di elettrodi). Lo stendimento elettrodico si sviluppa lungo i confini perimetrali dell'edificio e gli elettrodi possono avere spaziature variabili.

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Di seguito uno schema esemplificativo della modalità di esecuzione delle misure di resistività elettrica per una configurazione di elettrodi ad L.

Un'altro grande ausilio al tecnico fornito degli strumenti di modellazione sopra descritti è quello reso disponibile dalla cosiddetta analisi di sensitivity dell'indagine, uno strumento che consente di verificare il grado di dettaglio e di risoluzione di ciascuna misura di resistività nel terreno. L'analisi di sensitività ci permette di verificare che la risoluzione delle misure geoeletriche per geometrie ad L, C o anulari è molto buona anche in quelle regioni del terreno che si trovano lontano dallo stendimento elettrodico, come testimoniato dalle figure seguenti.

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Mappa verticale della sensitività per lo studio della profondità di investigazione.

Tomografia 3D di qualità: Case History nel pre intervento

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Tomografia 3D di qualità: Case History nel post intervento In campitura gialla è la posizione della fondazione del fabbricato appoggiata sul terreno, si noti (ad esempio) la rappresentazione grafica in luogo della porta garage in alto a sinistra:

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Prove e indagini negli interventi con resine

Sezioni bidimensionali (estrapolate da modello 3D) di terreno indagato per inversioni di misure geoelttriche eseguite a cadenze temporali successive nel corso dell'intervento. È ben visibile l'incremento in corso d'opera della resistività a seguito delle iniezioni di resina espandente effettuate tra il cordolo di fondazione ed il terreno di appoggio. La resina a lenta espansione permea nei vuoti e nelle giunture del terreno allo stato liquido e successivamente, espandendosi grazie alla reazione chimica dei suoi componenti costitutivi, esercita una efficace azione chimico fisica al contatto con le litologie presenti. Tra gli effetti più comuni riscontriamo anche a diversi metri dal punto di iniezione incrementi di resistività che significano nel contesto specifico: allontanamento di acqua dal volume significativo, riempimento di vuoti e porosità marcate, maggior compattazione e legame tra le frazioni anche fini del terreno, assorbimento di umidità.

Traccia di fondazione

Immagine di tomografia elettrica 3D eseguita nel corso dell'intervento di iniezione. La schermata è estrapolata dal programma di elaborazione numerica e di visualizzazione grafica appositamente realizzato per Geosec negli interventi di contrasto ai cedimenti differenziali con resine espandenti sotto ai fabbricati. E' possibile riscontrare che gli effetti delle iniezioni sono trasmessi alle litologie anche a diversi metri di profondità sotto alla fondazione. L'immagine mostra una buona omogeneizzazione delle caratteristiche chimico fisiche del terreno su base resistiva.

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con resine espandenti

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