La prova cross-hole

La tecnica Cross-hole (Cross-hole sonic logging) è stata sviluppata per la prima volta in Francia a cura del “ Centre Experimental de Recherches d’Etudes du Batiment et des Travaux Publics” nel 1960.

Essa è una prova sismica in foro basata sulla registrazione degli impulsi ultrasonici in modo continuo tra due fori di sondaggio rivestiti da un materiale in PVC. La tecnica è invasiva dato che richiede una perforazione del sottosuolo. Tale metodologia permette di ricavare le onde P o di compressione e onde S tra un foro di sondaggio e un altro.

La tecnica consente di verificare la qualità delle strutture di sottofondazione come per esempio pali e diaframmi di fondazione e analizzare strutture in calcestruzzo; valutare la profondità totale delle strutture di fondazione; l’omogeneità del materiale e infine se ci sono difetti strutturali.

Questa tecnica di indagine è molto influenzata da parametri geologici come la densità e le proprietà elastiche dei materiali che sono attraversati dalle onde sismiche. Per esempio, se sono presenti delle discontinuità all’interno del calcestruzzo, i tempi di propagazione dell’onda sonica sono maggiori. Un calcestruzzo di buone caratteristiche meccaniche avrà velocità di propagazione delle onde tra 2000-5000 m/s. Inoltre, la cross-hole è una tecnica che assicura una buona certezza nella stima dell’integrità delle sottofondazioni.

Strumentazione per la prova cross-hole

La tecnica è costituita da un generatore di impulsi, ovvero sorgenti meccaniche, elettromeccaniche ed esplosive, sonde piezoelettriche, verricello per il controllo della profondità raggiunta della sonda, geofoni o accelerometri che acquisiscono il segnale e un sismografo per la registrazione digitale. Un esempio di configurazione della prova cross-hole è la seguente

Acquisizione ed elaborazione del segnale acquisito

Il segnale viene acquisito tramite geofoni da pozzo posti ad una profondità di 1-2 metri, che permettono di registrare le onde compressive che viaggiano da un tubo all’altro, ovvero sorgente e ricevitore, posti ad una certa profondità nel sottosuolo.

Se le prove vengono effettuate in presenza di pali di fondazione e si vuole definire l’integrità del calcestruzzo, si andrà a definire il tempo che questa onda impiegherà a transitare da un lato all’altro. Infatti, maggiore è il tempo di transizione dell’onda minore sarà l’integrità del calcestruzzo dovuto magari a difetti strutturali presenti.

Una volta che il segnale è stato acquisito si procederà all’elaborazione e si otterranno diagrammi, andando da sinistra verso destra, di velocità-profondità e diagrammi tempo di transito-profondità.

Limiti della tecnica cross-hole

• La verticalità dei fori di sondaggio (necessario utilizzare un inclinometro per assicurare la verticalità dei fori);
• Il rivestimento dei fori potrebbe influenzare l’acquisizione;
• Tecnica occupa maggior ingombro areale;
• Misura puntuale del dato;
• Costi elevati per svolgere tale tecnica;

Quadro normativo sulla prova cross-hole

La tecnica ha un specifico quadro normativo nazionale Francese e/o USA da tenere in cosiderazione :

• ASTM D6760-14 normativa Americana per l’integrità delle sottofondazioni al passaggio di onde ultrasoniche;
• NFP 94-160-1 normativa Francese per eseguire la tecnica cross-hole;

Approfondimenti

Il presente articolo è stato scritto dal collega Fabrizio Filipello