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Archivio dei tag Indagini settore Civile

Battitura strumentale su solaio

Campi di applicazione: solai con elementi in laterizio, intonaco, controsoffitti.

La battitura strumentale dell’intradosso dei solai è il metodo per la valutazione dell’esistenza di anomalie nella regolarità del solaio e sull’estensione del fenomeno
di sfondellamento. La battitura strumentale è il metodo di indagine non distruttiva basato sulla analisi della risposta acustica del plafone a una percussione controllata messo a punto per evidenziare preventivamente il grado di rischio di sfondellamento. Il metodo permette di svincolare l’indagine dall’esperienza e dalla soggettività dell’operatore insito nel metodo di battitura manuale.

La strumentazione è composta da una centralina di acquisizione dati alloggiata su uno stativo in alluminio, di altezza variabile che comprende l’energizzatore che genera la forza di impatto sul solaio; un microfono ne registra l’entità, mentre l’hardware provvede all’acquisizione ed alla successiva analisi e visualizzazione del dato acquisito. Una volta acquisito il dato esso viene trasmesso automaticamente all’unità di visualizzazione, solitamente un tablet, in modo da poter procedere alla visualizzazione del dato acquisito ed alla successiva analisi.

L’indagine ha il fine quindi di verificare puntualmente la frequenza restituita del solaio dopo la sollecitazione del plafone mediante una forza nota. Il giudizio dello stato di salute dell’intradosso del solaio si basa infatti su un’analisi delle frequenze di risposta su uno spettro compreso generalmente tra 100 e 1000 Hz; la struttura dissipa energia in modo diverso in funzione della massa di materiale coinvolta e della sua rigidezza. Le porzioni di solaio ammalorate reagiscono in maniera differente all’impulso meccanico applicato e di conseguenza le onde di pressione rilevate dal trasduttore acustico hanno ampiezza e frequenza differenti. La risposta di una struttura integra è caratterizzata da uno spettro più pulito e con pochissimi disturbi nella quale è ben visibile la frequenza propria del solaio.

Sulla base dei risultati delle indagini effettuate si sviluppa una mappatura con le frequenze più basse rilevate e quindi una mappatura delle zone più vulnerabili.

 

Eco test (PIT)

Campi di applicazione: calcestruzzo, calcestruzzo armato

Riferimento normativo: D.M. 14/01/2008 par.6.4.3.6.

ASTM D 5882-07

La prova PIT, Pile Integrity Test, è utilizzata per la verifica dell’integrità dei pali di fondazione. Viene eseguita allo scopo di individuare eventuali anomalie lungo il fusto del palo come ad esempio variazioni repentine di diametro, intrusioni di altri materiali, grandi fessure, vuoti e fornisce una stima della lunghezza effettiva del palo. L’esecuzione di questo test non necessita predisposizioni particolari sui pali al momento della realizzazione ed anche per tale ragione sono eseguite frequentemente nel controllo delle palificate. La prova si esegue sollecitando la testa del palo con un martello e registrando l’impulso di risposta del palo attraverso un accelerometro molto sensibile posto in sommità del manufatto. In alcuni casi viene utilizzato un martello strumentato che consente di quantificare l’entità dell’impulso applicato al momento della sollecitazione del palo. Sollecitando la testa del palo con una forza impulsiva, attraverso un martello portatile, le onde meccaniche di compressione si propagano lungo il fusto del palo sino a raggiungere il piede. Le onde interagendo con il materiale subiscono riflessioni quando le proprietà del palo iniziano a variare. In funzione dell’entità (magnitude) delle variazioni incontrate le onde in parte vengono riflesse verso la testa del palo ed in parte proseguono il loro viaggio verso il piede del palo dove verranno a loro volta riflesse. Il sensore posto sulla testa del palo registrerà i segnali emessi e riflessi. I cambiamenti delle proprietà meccaniche del materiale – elemento vengono espressi in termini di variazione di “impedenza”, Maggiore è il cambiamento del valore di impedenza maggiore sarà l’entità della riflessione. Tale valore di impedenza dipende dalla densità del materiale, dalla velocità di propagazione delle onde piane nel mezzo e dalla sezione dell’elemento. Esistono anche altri parametri da considerare durante l’esecuzione ed interpretazione della prova che possono provocare variazioni di impedenza, quali: il piede del palo, inclusioni all’interno del palo di materiale esterno, discontinuità, fessure/giunzioni (riprese di getto), variazioni dimensionali, variazioni delle proprietà del calcestruzzo, sovrapposizione delle barre di armatura, variazioni della rigidezza del terreno circostante – sistema palo-terreno. I segnali acquisiti durante l’esecuzione della prova di integrità a bassa deformazione – prova ecometrica – possono essere visualizzati:

  • nel dominio del tempo;
  • nel dominio delle frequenze.

Nel primo caso il comportamento del palo è visto in termini di “ritardo” tra l’impulso attribuibile all’impatto del martello (sollecitazione) e quello generato dall’eco di riflessione dovuto alla variazione di impedenza del fondo palo o eventuali riflessioni lungo il fusto del palo. Nell’analisi nel dominio delle frequenze il comportamento del palo è visualizzato in termini di ampiezza delle componenti delle frequenze contenute fra l’impulso generato dal martello e l’onda di riflessione prodotta dalla variazione di impedenza o piede del palo.

   
1. Riflessione del piede del palo,

2. Riflessione dovuta alla riduzione della sezione,

3. Riflessione dovuta a difetto interno.

Cross Hole

Campi di applicazione: calcestruzzo, calcestruzzo armato

Riferimento normativo: D.M. 14/01/2008 par.6.4.3.6.

 ASTM D6760-14: “Standard Test Method for Integrity Testing of Concrete Deep Foundation by Ultrasonic Cross hole Testing”

La prova di analisi cross-hole su pali di fondazione (CLS ovvero cross-hole sonic logging)tra le varie prove d’integrità non distruttive, risulta essere uno dei metodi che assicura maggiori certezze nella stima dell’integrità e omogeneità delle fondazioni profonde gettate in opera. La prova si basa sulla registrazione in continuo di impulsi ultrasonici tra due sonde, una trasmittente ed una ricevente, che attraversano le sezioni di calcestruzzo entro fori che corrono longitudinalmente dalla testa al piede del palo. I tubi sono fissati in modo da risultare paralleli, opportunamente distanziati ed in posizione, in opera, quanto più verticale ai fini della corretta interpretazione dei dati e del rilievo dei difetti. La presenza di difetti, come inclusioni di terra, vespai, interruzioni, o la variazione stessa della qualità del calcestruzzo determinano durante la risalita delle sonde, alla quota specifica, una riduzione della velocità, ovvero l’aumento del tempo di percorrenza dell’onda. La prova può eseguirsi già dopo 7 giorni dal getto di calcestruzzo; è indubbio che dopo tempi di stagionatura superiori a 28 giorni si ottengono risultati più attendibili. Prima di iniziare la prova i tubi vengono riempiti di acqua al fine di creare continuità acustica tra le sonde ed il mezzo che le onde elastiche devono attraversare. Per la rilevazione, la coppia di sonde, trasmettente e ricevente, viene calata simultaneamente all’interno dei tubi. Le sonde sono collegate ad uno strumento ad ultrasuoni che provvede a generare il segnale sonico impulsivo (sonda trasmittente) e a visualizzare-registrare il tempo impiegato all’impulso per raggiungere la sonda ricevente. Il sistema di acquisizione registra il tempo di propagazione dell’onda relativo a ciascun impulso, assieme alla posizione delle sonde al momento dell’acquisizione.  Il report della prova consiste in un diagramma nel quale, alle diverse profondità, vengono riportati i tempi di percorrenza dell’impulso ultrasonico.

 <— schema di prova

Indagine con durometro

Campi di applicazione: calcestruzzo armato, carpenteria metallica, elementi in acciaio

Riferimento normativo: UNI EN ISO 6506-1

L’indagine con durometro è una prova non distruttiva che serve per determinare in sito le proprietà meccaniche di elementi in acciaio, come ad esempio tondini di armatura o profili di elementi costruttivi. Questa tipologia di prova non è sostitutiva del prelievo di campioni di barre d’armatura/profili d’acciaio, su cui eseguire le prove di resistenza a trazione di laboratorio, ma permette di estendere la stima della resistenza a trazione ad un maggior numero di elementi. La prova viene eseguita mediante durometro portatile che, sfruttando il metodo di misura a rimbalzo tramite uno strumento di battuta (sonda), è in grado di rilevare la durezza su svariati tipi di materiale e di convertire i valori nelle principali scale di misura (Rockwell B, Rockwell C, Brinell, Vickers).
Il valore di durezza viene dedotto dalla perdita di energia del corpo di impatto, detto dardo, una volta lanciato contro il provino, ed essere appunto rimbalzato. Il quoziente Leeb che fornisce lo strumento viene considerato come espressione dell’energia persa dal dardo nell’impatto grazie alla deformazione plastica del provino: il dardo rimbalzerà più velocemente per corpi con maggiore durezza rispetto a corpi più morbidi. 

   

Monitoraggio Strutturale

CAMPI DI APPLICAZIONE: strutture in cemento armato e calcestruzzo, strutture in muratura

l manifestarsi e la presenza di crepe e di fessure in un muro, in una struttura in cemento armato, in una soletta, in un pilastro, in un pavimento ecc., non deve essere mai sottovalutata.

Normalmente è sintomatica di un’instabilità della struttura e in alcuni casi può risultare pericolosa per l’incolumità di chi ne usufruisce.

Il monitoraggio dei quadri fessurativi è una tecnica di misura, statica o dinamica, che, assieme all’analisi ed interpretazione dei dati rilevati, consente di controllare l’andamento nel tempo delle lesioni nelle strutture ossia la loro progressione nel tempo (ritardata, accelerata, costante, stabile), considerando diversi effetti dinamici. Nel caso di monitoraggio statico, la rilevazione dei dati ed il controllo dell’evoluzione del fenomeno viene effettuata periodicamente dal tecnico in situ. Nel caso di monitoraggio dinamico la situazione è tenuta sotto controllo attraverso una rilevazione continua dei dati che può avvenire in locale o in remoto.

Ogni fessura è la dimostrazione concreta di un problema di un edificio e diviene importante comprendere se è interpretabile come un segnale di pericolo  oppure se, pur essendo sgradevole da un punto di vista estetico, è gestibile nell’ambito di ordinari interventi di manutenzione della costruzione.

Le lesioni che usualmente si manifestano negli edifici possono essere riassunte nelle seguenti classi:

  • lesioni da esercizio;
  • lesioni da crisi strutturali;
  • lesioni da ritiro o da viscosità dei materiali;
  • lesioni da vibrazioni;
  • lesioni da espansione di parti interne (corrosione di barre, tubi non ben isolati);
  • lesioni da dilatazioni non consentite in assenza di giunti;
  • lesioni da assorbimento differenziato di umidità;
  • lesioni da cedimenti fondali;
  • lesioni da terremoto;
  • lesioni dovute a specifiche del luogo (condizioni climatiche, incendi, etc.).

La primissima indagine da effettuare per un buon monitoraggio, è un adeguato esame visivo eseguito da un tecnico specializzato; a tale analisi è necessario affiancare una serie letture effettuate con appositi strumenti di precisione quale trasduttori potenziometrici di spostamento, deformometri rimovibili, comparatori centesimali meccanici.

Indagini endoscopiche

CAMPI DI APPLICAZIONE: strutture in cemento armato e calcestruzzo, strutture in muratura

L’endoscopia è di grande utilità per stabilire la composizione degli strati più profondi del manufatto, individuare eventuali vuoti e cavità, stabilire ad esempio il tipo e la morfologia delle murature nei diversi strati interni.

La prova è solo leggermente invasiva, in quanto prevede l’esecuzione di un piccolo foro (16-20 mm) effettuato con un trapano dotato di punta lunga.

Attraverso tale foro è possibile ispezionare l’interno del manufatto senza danneggiare lo stesso introducendo un’apposita sonda equipaggiata per illuminare e fotografare gli spazi interni. 

 

Saggi visivi su muratura

RIFERIMENTO NORMATIVO D.M. 14 Gennaio 2008 Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni- Circolare 02 Febbraio 2009 – C8A.1.A.3

CAMPI DI APPLICAZIONE: strutture in muratura

Le Nuove Norme Tecniche per le costruzioni (D.M. 14 Gennaio 2008 e Circolare 02 Febbraio 2009), pongono attenzione alla valutazione della qualità muraria con riferimento agli aspetti legati al rispetto o meno della “regola dell’arte”.

L’esame della qualità muraria ha come finalità principale quella di stabilire se la muratura in esame è capace di un comportamento strutturale idoneo a sostenere le azioni statiche e dinamiche prevedibili per l’edificio in oggetto. Dunque è di fondamentale importanza non solo caratterizzare la muratura per stimarne i parametri meccanici, ma verificare attraverso saggi visivi come essa è stata apparecchiata.

Tali esami visivi sono condotti mediante la rimozione di una zona di intonaco di almeno 1 m x 1 m, al fine di individuare forma e dimensioni dei blocchi di cui è costituita la muratura, eseguita preferibilmente in corrispondenza degli angoli, al fine di verificare anche le ammorsature tra le pareti murarie.

Di particolare importanza risulta la presenza o meno di elementi di collegamento trasversali (es. diatoni), la forma, la tipologia e dimensione degli elementi, la tessitura, l’orizzontalità delle giaciture, il regolare sfalsamento dei giunti, la qualità e consistenza della malta.

Prove con Martinetti Piatti

RIFERIMENTI NORMATIVI ASTM C1196: 2004 per la prova con martinetto singolo; 

ASTM C1197: 2004 per la prova con martinetti doppi.

CAMPI DI APPLICAZIONE: strutture in muratura

La prova con martinetti si effettua generalmente di paramenti murari di diversa natura e tipologia costruttiva.

Il metodo di prova specifica la misurazione in situ delle proprietà di deformabilità della muratura esistente: la resistenza a compressione e il modulo di deformabilità.

La prova si basa sulla variazione dello stato tensionale locale indotto nella struttura per effetto di un taglio piano di limitate dimensioni eseguito normalmente alla superficie della parete in esame. Si articola in due fasi:

  • I fase. Prevede la prova con martinetto piatto singolo al fine di quantificare il valore dello stato tensionale preesistente nella muratura;
  • II fase. Prevede la prova con martinetto piatto doppio al fine di determinare il valore del modulo elastico e del carico di rottura.

Prova con martinetto piatto singolo

Prima di effettuare il taglio si individua la posizione delle basi deformometriche che devono essere simmetriche rispetto alla linea dove verrà operato il taglio. Per la misurazione degli spostamenti verticali si predispongono 3 coppie di punti poste a circa 200 mm di distanza per la rilevazione; dopo aver posizionato le basi si misurano le distanze. Dopo aver eseguito il taglio si inserisce il martinetto piatto nel taglio e si misurano le distanze delle basi di misura. Successivamente si manda il martinetto in pressione con piccoli incrementi e la pressione di misura è quella che permette di ripristinare l’equilibrio deformativo riportando la misura della deformazione alla posizione precedente al taglio.

Prova con martinetti piatti doppi

Una volta rilevato il carico di esercizio della muratura si istalla un secondo martinetto parallelo al primo. La tecnica di prova con doppio martinetto è basata sull’uso contemporaneo di due martinetti piatti, inseriti in tagli paralleli ed allineati verticalmente, collegati ad una pompa idraulica comune. La muratura sovrastante e quella sottostante fungono da contrasto alla reazione esercitata dai martinetti piatti. Mediante l’incremento graduale della pressione esercitata dai martinetti piatti e la contemporanea misurazione della deformazione della muratura compresa tra gli stessi, si ottengono informazioni in merito alle proprietà elastiche del materiale. Individuato il concio di muratura, si posizionano almeno tre coppie di basi di misura verticali poste a circa 200 mm di distanza ed almeno una orizzontale anch’esse poste a circa 200 mm di distanza per come riportato in figura, per misurare, tramite deformometro millesimale, durante la prova, la variazione di distanza rispetto a quella iniziale. I tagli, eseguiti con troncatrice idraulica, dovranno essere distanti tra loro non piu’ di 1,5 volte la lunghezza del martinetto piatto utilizzato (generalmente circa 40 ÷ 50 cm). Successivamente si inseriscono i martinetti piatti nei tagli e si misurano le distanze delle basi di misura dopo il taglio. Il campione sottoposto a prova deve essere rappresentativo del comportamento globale della muratura, infatti viene sottoposto a prove cicliche con ritorno a zero con l’incremento graduale del livello di sollecitazione, e misurando di volta in volta lo spostamento dei punti di misura.

La prova viene effettuata incrementando gradualmente il livello di sollecitazione e controllando, con l’utilizzo di un deformometro meccanico millesimale, le corrispondenti deformazioni del concio murario. Le coppie di valori (pressione, deformazione), rilevate ad ogni incremento di carico, vengono tabellate e diagrammate al fine di stimare la pressione di resistenza ultima σr e il modulo di deformabilità E della muratura.

 

Prove su Tiranti

RIFERIMENTO NORMATIVO  D.M. 14/01/2008 Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni – Sottoparagrafo 6.6.4

I tiranti di ancoraggio sono elementi strutturali opportunamente collegati al terreno in grado di sostenere forze di trazione: la forza di trazione, quale la trattenuta della spinta di un terrapieno (muro di sostegno, paratia, etc.), l’ancoraggio di un bacino di carenaggio o l’ancoraggio di una scarpata, è trasmessa al terreno tramite il bulbo di fondazione, collegato quest’ultimo alla testata del tirante tramite la parte libera del tirante. Le prove di carico su tiranti  si distinguono in prove di progetto (o preliminari) e prove di collaudo. La prima tipologia di prova consiste nel portare a rottura il tirante simile a quelli previsti nel progetto, fuori dalla zona in cui verrà realizzata l’opera, ma in prossimità di essa per poter interessare lo stesso tipo di terreno. La prova di collaudo non distruttiva viene realizzata sui tiranti dell’opera misurando l’allungamento del tirante in funzione del carico, fino a raggiungere la forza di collaudo pari a:

F(collaudo)=1,2x F(esercizio)

L’applicazione del carico avviene tramite cilindri idraulici governati da centralina oleodinamica,; l’entità del carico applicato viene ricavata dalla misura della pressione applicata ai martinetti posti sulla testata del tirante. La rilevazione degli spostamenti è eseguita da trasduttori elettronici fissati mediante supporti al sistema oggetto di verifica.

Prove di Carico

RIFERIMENTO NORMATIVO  D.M. 14/01/2008 Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni – Sottoparagrafo 6.4.3.7; Paragrafo 9.2 – PROVE DI CARICO

Le prove di carico sono prove che vengono effettuate su elementi strutturali con lo scopo di verificarne sperimentalmente il loro comportamento sotto le azioni di esercizio”. 

Le prove si distinguono in prove di verifica e prove di analisi.

Le prove di verifica hanno lo scopo di verificare la corrispondenza sperimentale con quella teorica e si eseguono su strutture di nuova costruzione, ovvero su strutture di cui si conoscono nel dettaglio gli elementi costituenti, la tipologia, i relativi parametri geometrici e meccanici (momento d’inerzia, modulo di elasticità), nonché il grado di vincolo dell’elemento in esame alla struttura portante principale.

Le prove di analisi vengono eseguite su strutture di cui non si conoscono con certezza i parametri geometrici e meccanici; si è in sostanza in assenza dei disegni e dei calcoli di progetto, o per le quali, per una serie di motivi (fessurazioni, materiali non rispondenti, danni dovuti a incendio o urti,vetustà ecc.), le caratteristiche di progetto non sono garantite.

Il programma delle prove, stabilito dal Collaudatore, con l’indicazione delle procedure di carico e delle prestazioni attese deve essere sottoposto al Direttore dei lavori per l’attuazione e reso noto a Progettista e al Costruttore. Le prove di carico si devono svolgere con le modalità indicate dal Collaudatore che se ne assume la piena responsabilità, mentre, per quanto riguarda la loro materiale attuazione, è responsabile il Direttore dei lavori.

L’esito della prova va valutato sulla base dei seguenti elementi:

  • le deformazioni si accrescano all’incirca proporzionalmente ai carichi;
  • nel corso della prova non si siano prodotte fratture, fessurazioni, deformazioni o dissesti che compromettono la sicurezza o la conservazione dell’opera;
  • la deformazione residua dopo la prima applicazione del carico massimo non superi una quota parte di quella totale commisurata ai prevedibili assestamenti iniziali di tipo anelastico della struttura oggetto della prova. Nel caso invece che tale limite venga superato, prove di carico successive devono indicare che la struttura tenda ad un comportamento elastico.

Le prove di carico posso essere di tipo statico o dinamico: la caratterizzazione statica consiste nel sottoporre una struttura a carichi di tipo statico registrandone la risposta in termini di spostamenti; la caratterizzazione dinamica consiste nel sottoporre una struttura ad un’eccitazione dinamica registrandone la risposta in termini di spostamenti,velocità e accelerazioni.

Le prove di carico possono eseguirsi su:

  • prove di carico su strutture in elevazione (solai, travi, rampe di scala);
  • prove di carico su strutture in fondazione (pali,micropali);
  • prove di carico su ponti e viadotti;
  • prove di carico su piastra.