Prova di carico con piastra

COSA SONO?

Le prove di carico su piastra possono essere eseguite secondo diverse normative e metodologie, tra cui il metodo italiano, il metodo svizzero e il metodo francese. Ognuna di queste procedure prevede specifiche modalità di esecuzione, parametri di misurazione e criteri di valutazione.

CAMPI DI APPLICAZIONE

✅Opere di ingegneria civile

✅Costruzione di strade

✅Dimensionamento pavimenti industriali

✅Infrastrutture aeroportuali

✅Collaudo sottofondi

Caratteristiche principali:

  • Utilizzato principalmente per la verifica della capacità portante del terreno e per valutare il modulo di deformazione.
  • Si esegue con piastre di diametro standard di 30 cm
  • Il carico viene applicato per incrementi successivi del 25% del carico massimo previsto.
  • Ogni incremento viene mantenuto fino al raggiungimento di una stabilizzazione dello spostamento.
  • La prova termina quando si raggiunge un cedimento pari a 1,5 – 2,0 volte il diametro della piastra o un limite stabilito in fase progettuale.

Parametri misurati:

  • Cedimento sotto carico
  • Modulo di deformazione del terreno (Md)
  • Capacità portante del suolo

Applicazioni:

Verifica della compattazione e della stabilità di terreni per fondazioni di edifici.
Controllo della capacità portante di sottofondi stradali e ferroviari.

 

Caratteristiche principali:

  • Specificamente sviluppato per la verifica di strati di sottofondo stradali e ferroviari.
  • Utilizza una piastra di diametro 300 mm con carico applicato tramite un sistema idraulico controllato.
  • Il carico viene applicato in due cicli consecutivi:

Primo ciclo: valutazione della deformabilità iniziale.

Secondo ciclo: misura della capacità di recupero elastico del terreno.

Il rapporto tra i moduli ottenuti nei due cicli (Ev2/Ev1) fornisce un’indicazione sulla qualità della compattazione.

Parametri misurati:

  • Modulo di deformazione Md1 e md2
  • Rapporto di compattazione per la verifica della compattazione
  • Cedimenti elastici e plastici del terreno

Applicazioni:

  • Controllo della qualità degli strati di fondazione stradale.
  • Verifica della capacità portante di sottofondi ferroviari
  • Controllo della compattazione dei terreni stabilizzati.
 

Caratteristiche principali:

  • Ampiamente utilizzato in Francia per indagini geotecniche e controllo delle infrastrutture.
  • Simile al metodo svizzero ma con alcune differenze nella modalità di applicazione del carico.
  • La prova prevede l’uso di una piastra di 600 mm di diametro.
  • Il carico è applicato in modo progressivo e ciclico, con fasi di carico e scarico per valutare il comportamento elastico e plastico del suolo.
  • Si misura sia la deformazione irreversibile (plastico-viscosa) sia la deformazione elastica.

Parametri misurati:

  • Modulo di deformazione (Ev1 e Ev2​)
  • Rapporto di compattazione
  • Ks modulo di Westergaard  
  • Comportamento elastico e plastico del suolo
  • Capacità portante statica

Applicazioni:

✅Progettazione e verifica delle fondazioni superficiali.
Controllo della qualità dei materiali nelle infrastrutture viarie. Indagini geotecniche per la valutazione delle proprietà meccaniche del terreno.

La moderna ingegneria geotecnica dispone di diverse prove sperimentali per la caratterizzazione dei terreni, sia in laboratorio che in sito. Tra queste, la prova di carico con piastra riveste un ruolo di primo piano nella determinazione della capacità portante e cedevolezza dei terreni a bassa profondità.

 

Il principio alla base è semplice: si applica un carico crescente al centro di una piastra appoggiata sul terreno e si misura l’entità dei cedimenti prodotti. Tuttavia, l’interpretazione dei risultati richiede competenze specialistiche. I dati acquisiti consentono di progettare opere di fondazione più efficienti e sicure. Le prime prove di questo tipo risalgono agli anni ’30, ma il metodo è ancora ampiamente utilizzato grazie alla sua versatilità.

 

Prova di carico con piastra: Metodi e normative

La prova di carico con piastra è una prova geotecnica in sito che viene eseguita al fine di determinare la capacità portante di un terreno e valutarne le caratteristiche di deformabilità. Questa prova prevede l’applicazione di un carico crescente su una piastra circolare poggiata sulla superficie del terreno e la misura dei cedimenti che si producono.

Esistono diversi metodi e procedure normate per l’esecuzione della prova di carico su piastra, che differiscono per specifiche modalità operative, parametri misurati e campi di applicazione.

 

In Italia, il riferimento principale è la normativa CNR-UNI 10006 del 1983, integrata dalle NTC 2018. Questo metodo italiano prevede l’impiego di una piastra di diametro standard di 30 cm, con incrementi di carico pari al 25% del carico massimo stimato. In Svizzera è diffusa la norma SNV 670 317a, detta anche VSS 1990, appositamente studiata per il controllo degli strati di fondazione stradale e ferroviaria. Il metodo svizzero si basa su una piastra da 30 cm, con due cicli di carico per valutare la deformabilità iniziale e la capacità di recupero elastico del terreno.

 

In Francia è invece comunemente impiegato il metodo LCPC 1999 (NF P 94-117-1), che utilizza una piastra di diametro 60 cm con un carico applicato in modo ciclico, per distinguere la deformazione elastica da quella plastica.

 

La scelta del metodo e della relativa normativa di riferimento dipende dallo specifico campo di applicazione e dagli obiettivi conoscitivi che il geologo Torino intende perseguire con la prova di carico su piastra. La conoscenza di queste procedure da parte del professionista è fondamentale per una corretta esecuzione ed interpretazione dei risultati.

 

Prova di piastra: Campi di applicazione e finalità

La prova di carico con piastra trova applicazione in diversi campi dell’ingegneria civile e geotecnica. Le finalità di questa prova sono correlate ai differenti ambiti di utilizzo.

In edilizia, la prova di piastra è impiegata soprattutto per la verifica della capacità portante e della deformabilità di terreni di fondazione, al fine di dimensionare correttamente le strutture di fondazione di edifici e manufatti. Risulta quindi cruciale nella progettazione geotecnica delle opere.

 

Nel campo delle infrastrutture di trasporto, questa prova trova largo impiego per il controllo della qualità e capacità portante degli strati di sottofondo stradale e ferroviario. Permette di verificare i requisiti prestazionali richiesti dalle specifiche tecniche e normative del settore.

 

La prova di carico con piastra è inoltre uno strumento fondamentale per il collaudo sottofondi di pavimentazioni industriali e di infrastrutture aeroportuali. Consente di certificarne la rispondenza ai requisiti progettuali prima della messa in esercizio. I risultati della prova forniscono parametri geotecnici essenziali come la deformabilità e la capacità portante dei terreni e materiali impiegati. Le diverse metodologie disponibili la rendono versatile per i molteplici campi applicativi.

 

La prova di piastra risulta dunque uno strumento prezioso per il geologo, in quanto permette di caratterizzare il comportamento geotecnico dei terreni e verificarne l’idoneità nei diversi ambiti dell’ingegneria civile.

 

Prove di piastra: Modalità di esecuzione e parametri misurati

La prova di carico con piastra prevede l’applicazione di un carico crescente al centro di una piastra circolare appoggiata sulla superficie del terreno. La piastra ha generalmente diametro compreso tra 30 e 60 cm. Il carico viene applicato attraverso un martinetto idraulico collegato a un sistema di controllo elettronico. Gli incrementi di carico e i cicli di scarico seguono procedure standardizzate dalle normative di riferimento.

 

Durante la prova si misura l’entità del cedimento della piastra a ogni step di carico. Tali misure consentono di tracciare il diagramma cedimento-pressione e ricavare i parametri geotecnici del terreno:

 

  • Modulo edometrico: esprime la deformabilità del terreno sotto carico. Più è elevato, minore è la deformazione a parità di sollecitazione.
  • Modulo di reazione: indica la rigidezza e capacità portante del sottofondo.
  • Cedimenti elastici e plastici: consentono di valutare la percentuale di deformazione recuperabile dopo il carico.
  • Pressione limite: rappresenta il carico massimo sopportabile dal terreno.

 

Oltre a misurare i cedimenti verticali della piastra, è possibile monitorare anche le deformazioni orizzontali del terreno indotte dall’applicazione del carico verticale.

A tal fine si possono installare degli estensimetri a una certa distanza dal centro della piastra, interrati ad una profondità prestabilita. Gli estensimetri sono strumenti costituiti da una barretta metallica strumentata con strain gauges, che variano la loro resistenza elettrica proporzionalmente alla deformazione della barretta.

 

Durante la prova di carico, la compressione verticale del terreno genera infatti anche delle espansioni laterali, a cui sono soggetti gli estensimetri. Misurando le variazioni di resistenza elettrica, è possibile risalire alle deformazioni orizzontali in direzione radiale e tangenziale rispetto alla piastra.

La conoscenza di queste deformazioni orizzontali permette di ricavare parametri geotecnici complementari, quali:

 

  • coefficiente di Poisson del terreno
  • modulo di taglio
  • stato tensionale indotto dal carico

 

L’installazione degli estensimetri va pianificata con attenzione dal geologo, scegliendo la posizione e la profondità ottimali in base agli obiettivi della prova ed alle caratteristiche del sito. La loro lettura richiede l’utilizzo di centraline di acquisizione dedicate.

 

L’interpretazione dei risultati è fondamentale per valutare la qualità del sottofondo e la rispondenza ai requisiti progettuali e normativi. Per questo è richiesta la competenza di un geologo esperto.

 

 

 

 

 

CONTATTAmI