Quali sono i parametri geotecnici che differenziano i terreni e come si svolgono le indagini per determinarli?

Come si svolgono le indagini per determinare i parametri geotecnici?

Per caratteristiche geotecniche dei territori si intendono le proprietà dei materiali geologici che influenzano il comportamento del suolo e delle rocce sotto carichi e condizioni specifiche.

Queste caratteristiche possono variare notevolmente da un'area all'altra a causa delle differenze nella composizione geologica, nella storia deposizionale e nei processi di alterazione, perciò si tratta di una valutazione importante nella progettazione di fondazioni e opere di ingegneria civile.

La classificazione può essere effettuata in base a diverse caratteristiche, come la granulometria dei materiali di cui sono composti, la resistenza al taglio, la capacità di drenaggio, la permeabilità, la compressibilità, la plasticità e la resistenza al gelo.

Da qui deriva anche l’importanza del rapporto geotecnico che ne risulta, che svolge un ruolo cruciale nella pianificazione, progettazione e costruzione di opere ingegneristiche sicure ed efficienti; si tratta infatti di un documento tecnico che fornisce informazioni essenziali per prendere decisioni informate e ridurre i rischi associati al terreno e alle sue caratteristiche.

• Indice contenuti
• Quali sono i parametri geotecnici che differenziano i terreni?
• Come si svolgono le indagini per determinare i parametri geotecnici?
• Quali fasi prevede una valutazione geotecnica?
• Che cos'è la relazione geotecnica e cosa contiene
• Quando è necessaria la relazione geotecnica
• Quanto costa una relazione geotecnica

Quali sono i parametri geotecnici che differenziano i terreni?

I parametri geotecnici che differenziano i terreni sono vari e possono influenzarne le proprietà meccaniche e idrauliche. Tra questi riconosciamo:

• Il tipo di terreno: può essere classificato in base alla composizione granulometrica, che varia dalla sabbia fine all'argilla. la presenza di particelle di dimensioni diverse influisce ovviamente sul comportamento del suolo
• Il coefficiente di permeabilità: misura la capacità del terreno di permettere il passaggio dell'acqua; i terreni sabbiosi tendono ad avere una permeabilità elevata, mentre quelli argillosi una bassa
• La capacità portante: rappresenta la capacità del terreno di sopportare carichi senza subire cedimenti eccessivi; dipende dalla coesione e dall'angolo di attrito interno del terreno
• La compressibilità: indica la capacità del terreno di subire deformazioni sotto carico; i terreni argillosi sono generalmente più compressibili rispetto a quelli sabbiosi
• L'angolo di attrito interno: rappresenta l'attrito tra le particelle del terreno. I terreni sabbiosi hanno generalmente un angolo di attrito interno maggiore rispetto a quelli argillosi
• Il contenuto di umidità: misura la quantità di acqua presente nel terreno ed influenza la coesione e la resistenza del suolo
• La densità: rappresenta la massa del terreno per unità di volume, e può variare a seconda del grado di compattazione e dell'umidità
• La resistenza al taglio: misura la resistenza del terreno alla rottura sotto l'applicazione di uno sforzo tangenziale; dipende dall'angolo di attrito interno e dalla coesione
• Il modulo di deformazione: rappresenta la rigidezza del terreno e la sua capacità di deformarsi sotto carico; dipende dalla compressibilità e dalla coesione
• CBR (California Bearing Ratio): misura la resistenza del terreno alla penetrazione di un pistone cilindrico di 5 cm di diametro fatto scendere a velocità costante, esercitando così una pressione via via maggiore; è spesso utilizzato per valutare la capacità portante dei terreni per scopi di progettazione strutturale
• Il contenuto di carbonati: i terreni calcarei possono avere una maggiore resistenza e stabilità rispetto ad altri tipi proprio per l’elevato contenuto di carbonati
• Il pH: influisce sulle proprietà chimiche e biologiche, infatti terreni acidi o alcalini possono comportarsi in modo diverso rispetto ai terreni neutri
• La capacità di drenaggio: misura la capacità del terreno di consentire il deflusso dell'acqua; un buon drenaggio è importante per evitare problemi di stabilità e dissesto idrogeologico
• Il contenuto di materia organica: indica la quantità di sostanza organica presente nel terreno, che può influenzare la capacità portante, la permeabilità e altre proprietà
• La resistività elettrica: misura la resistenza del terreno al passaggio di corrente elettrica; può fornire informazioni sulle caratteristiche idrologiche e sulla corrosività del suolo
• La porosità: rappresenta la quantità di spazio vuoto all'interno del terreno, e può influire sulla permeabilità, sulla capacità di trattenere l'acqua e sulla resistenza del suolo
• La saturazione: rappresenta la quantità di acqua presente nel terreno rispetto al suo volume totale; può influenzare la capacità portante, la permeabilità e la stabilità
• La consolidazione: misura il processo di riduzione del volume del terreno sotto l'applicazione di carichi; può influenzare la stabilità e la deformazione
• L'anisotropia: rappresenta la variabilità delle proprietà del terreno in diverse direzioni; può influire sulla distribuzione degli sforzi e sul comportamento meccanico del suolo.

Come si svolgono le indagini per determinare i parametri geotecnici?

Le prove adoperate per caratterizzare le proprietà dei terreni sono diverse, ma tra le principali possiamo parlare delle prove di carico statico, che vengono utilizzate per determinare la capacità portante e il comportamento sotto carico dei terreni e comportano l'applicazione graduale di carichi su una struttura, come una piastra o un palo, per valutare la deformazione del terreno; le prove di carico dinamico, che sono piuttosto simili alle precedenti ma l'applicazione dei carichi viene eseguita in modo dinamico, ad esempio mediante l'utilizzo di una caduta libera di un martello o di un martinetto a impulsi; sono spesso utilizzate per valutare la capacità portante dei terreni in modo rapido ed efficiente.

Ci sono poi le cosiddette prove di penetrazione, come ad esempio la prova di penetrazione statica (SPT) e la prova di penetrazione dinamica (DPT) che coinvolgono la misurazione della resistenza del terreno alla penetrazione di un cono o di una sonda e forniscono informazioni sulla resistenza e sulla stratigrafia del terreno, le prove di laboratorio, che coinvolgono l'analisi di campioni di terreno prelevati sul campo e possono includere la determinazione della composizione granulometrica, dell'indice di plasticità, del contenuto di umidità, della resistenza al taglio e di altre proprietà meccaniche e idrauliche, e le prove di permeabilità, che vengono utilizzate per valutare appunto la permeabilità dei terreni, ovvero la loro capacità di consentire il passaggio dell'acqua; queste possono coinvolgere il flusso di acqua attraverso campioni di terreno in laboratorio o l'utilizzo di strumenti di misurazione in situ, come il permeametro a carico costante o il permeametro a carico variabile

Infine, possiamo nominare le prove di consolidazione, che coinvolgono l'applicazione di carichi costanti su un campione di terreno e la misurazione delle variazioni di volume nel tempo per valutare il comportamento di consolidazione dei terreni argillosi, e le prove di laboratorio geotecnico avanzato, che comprendono tecniche più avanzate e specializzate come la prova triassiale, la prova di taglio diretto, la prova di compressione non consolidata non drenata (UU), la prova di compressione consolidata non drenata (CU) e altre che consentono di ottenere dati più dettagliati sul comportamento meccanico dei terreni.

Queste sono solo alcune delle principali tipologie di prove utilizzate in ambito geotecnico: la scelta tra l’una o l’altra dipende dalle caratteristiche del terreno, dagli obiettivi dell'indagine e dalla finalità dell'analisi geotecnica.

Quali fasi prevede una valutazione geotecnica?

Un'indagine per determinare i parametri geotecnici di un terreno comprende diverse fasi e metodologie, ma in linea generale potremmo così suddividerle:

1. Indagini preliminari: vengono raccolte informazioni di base sul sito, come la topografia, la geologia locale e la storia geotecnica; queste informazioni aiutano a guidare la pianificazione dell'indagine
2. Sondaggi geotecnici: essenziali per raccogliere campioni di terreno e ottenere informazioni sulle caratteristiche del sito, possono includere l'utilizzo di trivelle, carotaggi, sonde di penetrazione, carotaggi a vibrazione, carotaggi rotopercussivi, etc.; i campioni vengono prelevati in vari punti e profondità e successivamente analizzati in laboratorio
3. Prove in situ: vengono eseguite direttamente sul terreno senza prelevare campioni; possono includere la prova di penetrazione statica (SPT), la prova di penetrazione dinamica (DPT), la prova di pressiometro, la prova di dilatometro, la prova di piezocono, etc., e forniscono informazioni immediate sul comportamento del terreno
4. Prove di laboratorio: i campioni prelevati durante i sondaggi vengono analizzati in laboratorio per determinarne le proprietà meccaniche e idrauliche, includendo prove come l'analisi granulometrica, la determinazione dell'indice di plasticità, la prova di permeabilità, la prova di taglio diretto, la prova triassiale, la prova di compressione, etc.
5. Analisi e interpretazione dei dati: i dati raccolti dai sondaggi, dalle prove in situ e dalle prove di laboratorio, vengono analizzati e interpretati per determinare i parametri geotecnici del terreno; ciò può comprendere anche la creazione di profili geotecnici e la modellazione numerica
6. Rapporto geotecnico: viene redatto riportando i risultati dell'indagine, i parametri geotecnici determinati, le raccomandazioni per la progettazione e le eventuali problematiche o restrizioni che devono essere considerate per l'uso del terreno.

È importante sottolineare che ogni indagine geotecnica è unica e il processo può variare a seconda delle specifiche del sito, degli obiettivi dell'indagine e delle normative locali.

L'esperienza e la competenza di un geotecnico sono fondamentali per guidare l'indagine e garantire risultati affidabili.

Che cos'è la relazione geotecnica e cosa contiene

Il rapporto geotecnico, o relazione geotecnica, è perciò un documento fondamentale che riporta i risultati dell'indagine condotta e fornisce una valutazione tecnica del terreno e delle sue caratteristiche con l'obiettivo di fornire informazioni rilevanti per la progettazione e la costruzione di opere ingegneristiche.

Questo documento, dopo una prima introduzione in cui viene descritto il contesto dell'indagine, si includono gli obiettivi specifici, la localizzazione del sito, le condizioni di accesso e le informazioni generali, è perciò composto da una descrizione dettagliata del sito che include anche la topografia, la geologia locale, le caratteristiche idrogeologiche e qualsiasi informazione pertinente alla comprensione delle condizioni del terreno; la metodologia di indagine, che spiega appunto la metodologia adottata descrivendo le tecniche di campionamento, le prove svolte in situ ed in laboratorio e gli strumenti utilizzati per determinare i parametri geotecnici; riporta poi i dati e i risultati raccolti durante l'indagine in forma tabellare, grafica o mediante profili geotecnici.

Lo stesso rapporto geotecnico contiene poi un'analisi con interpretazione dei dati raccolti, che dopo essere stati analizzati vengono interpretati per determinare i parametri geotecnici del terreno; vengono fornite spiegazioni sulle caratteristiche del terreno, come la capacità portante, la permeabilità, la compressibilità, l'angolo di attrito, la coesione, ecc...

Infine, in una relazione geotecnica sono presenti anche raccomandazioni e consigli specifici per la progettazione e la costruzione delle opere ingegneristiche sul sito, che possono riguardare aspetti come ad esempio le fondazioni, il drenaggio, la stabilità delle pendenze e le misure di consolidamento, ed una  sintesi delle principali conclusioni dell'indagine geotecnica, con evidenza sulle caratteristiche ed i comportamenti del terreno rilevanti per il progetto.

La relazione geotecnica deve essere redatta in modo chiaro e completo, utilizzando un linguaggio tecnico ma comprensibile per i lettori non specialisti e deve includere informazioni sufficienti per consentire ai progettisti e ai costruttori di prendere decisioni informate in merito alla progettazione e all'esecuzione dei lavori.

Deve ovviamente essere supportata da dati accurati, analisi approfondite e argomentazioni tecniche solide, compresi disegni, diagrammi e fotografie per illustrare i risultati dell'indagine in modo visivo e comprensibile ed oltre alle sezioni sopra menzionate, il rapporto geotecnico può includere anche informazioni aggiuntive come ad esempio:

1. Limitazioni: ad esempio la profondità massima di indagine o l'accessibilità limitata a determinate aree del sito
2. Considerazioni di sicurezza: riflessioni che possono riguardare il rischio di frane, il carico massimo ammissibile o la stabilità delle fondazioni, etc.
3. Prospettive future: vengono suggerite ulteriori indagini o monitoraggi per comprendere meglio il comportamento del terreno nel tempo o in condizioni specifiche.

Quando è necessaria la relazione geotecnica

La relazione geotecnica è necessaria in occasione di progetti di ingegneria civile e progettazione di fondazioni di edifici, ma anche di ponti, dighe ed altre strutture, così come durante la costruzione di strutture pesanti o complesse come gru, serbatoi o strutture sotterranee.

In questo caso la relazione geotecnica valuta la capacità portante del terreno per garantire la sicurezza delle strutture stesse.

Proprio per questa ragione, il documento si rivela necessario e fondamentale anche quando vi siano evidenti problemi di stabilità del terreno come nel caso di frane o cedimenti, perchè aiuta a comprendere le cause e a suggerire misure correttive, e quando si svolgono indagini ambientali, perchè può essere necessaria per valutare la contaminazione del terreno, il rischio di infiltrazioni o la capacità di trattenere liquidi nocivi.

Quanto costa una relazione geotecnica

Il costo di una relazione geotecnica varia notevolmente a seconda di diversi fattori, tra i quali figurano senza dubbio la complessità del sito, l'estensione dell'indagine, le specifiche richieste dal progetto, la quantità di lavoro sul campo, la necessità di prove di laboratorio e livello di analisi richiesto, l'eventuale tipologia di struttura da progettare e le specifiche richieste del committente.

Quello che segue è perciò solo un esempio e i costi indicati sono solo frutto di schematizzazioni e ragionamenti di massima; così per una piccola abitazione unifamiliare il costo di una relazione geotecnica di base potrebbe aggirarsi tra i 1.000 ed i 3.000 €, che includono un sondaggio geotecnico con la raccolta di campioni di terreno, prove di laboratorio di base e l'elaborazione dei dati per determinare i parametri geotecnici essenziali per la progettazione delle fondazioni.

Per progetti di dimensioni medie, come un edificio residenziale o un'opera civile di piccole dimensioni, i costi possono variare tra i 3.000€ e 10.000 €, inclusi sondaggi più approfonditi, prove di laboratorio più estese, analisi dettagliate del terreno e raccomandazioni specifiche per la progettazione delle fondazioni e la gestione dei rischi geotecnici.

Per progetti di grandi dimensioni, come complessi residenziali, infrastrutture o grandi opere civili, i costi possono superare i 10.000 € e arrivare anche a diverse decine di migliaia di euro, giacché richiedono un numero maggiore di sondaggi geotecnici, prove di laboratorio approfondite, analisi avanzate del terreno, modellazione numerica e raccomandazioni complesse e articolate.

Va sottolineato inoltre che i costi possono variare notevolmente in base alla regione in cui si trova il sito, alla competenza e all'esperienza del professionista che redige la relazione geotecnica, oltre che alle specifiche del progetto.

Per ottenere un preventivo preciso, è consigliabile quindi contattare direttamente ingegneri geotecnici o geologi al fine di ottenere un'offerta personalizzata e il più possibile rispondente alle proprie necessità e soprattutto all’entità delle cifre che si spenderanno in concreto. Grazie a Quotalo.it è possibile mettersi in contatto coi professionisti migliori della propria zona di residenza con un semplice click, ed ottenere fino a quattro diversi preventivi da poter confrontare per poter trovare la soluzione più adatta alle proprie esigenze.