Prova penetrometrica statica

La prova penetrometrica statica, o Cone Penetration Test (CPT), è una prova eseguita localmente nel sottosuolo (in situ) per il riconoscimento di massima del profilo stratigrafico/litologico (tipologia di terreni) e delle proprietà meccaniche del terreno. È indicata per i terreni sciolti a granulometria fine e media (argille, limi, sabbie, torbe) mentre presenta scarsa attitudine per rocce tenere o alterate (es. rocce piroclastiche recenti, argilla-marna, tufiti, ecc.). Trova notevoli difficoltà applicative in presenza di ghiaie o terreni sabbiosi molto addensati di elevato spessore.

Oggi in Italia è una delle prove più usate nei cantieri di indagine geotecnica fino ad alcune decine di metri di profondità.Uno dei principali vantaggi della CPT è la possibilità di ottenere dei dati (quasi) continui lungo la verticale di indagine, con una sensibilità locale maggiore rispetto ad una prova penetrometrica dinamica continua. Può essere eseguita partendo dalla superficie (con eventuale pre-foro) o all'interno di un foro di sondaggio geognostico (opportunemente preparato e rivestito).

Si distinguono due principali categorie di prova penetrometrica statica: prova con punta meccanica e prova con punta elettrica (con piezocono e piezocono sismico).

La prova con punta (cono) meccanico (CPTm o MCPT), la più antica, consiste nell'infissione di una punta di forma conica (angolo di 60°, superficie di 10 cm², diametro di 35.7 mm, eventuale manicotto di superficie laterale di 150 cm²) all'interno del terreno. Durante l'avanzamento della punta (punta semplice o telescopica), che avviene a velocità costante pari a 2 cm/s, vengono misurati la resistenza alla penetrazione della punta (qc) e l'attrito laterale (fs). Eventualmente è possibile utilizzare un manicotto scorrevole per la misura del resistenza laterale locale (punta con manicotto o detta "punta Begemann") Rl. In questo caso la prova consisterà di un avanzamento di 4 cm del solo cono con spinta delle aste interne e misura di qc, seguito dall'avanzamento di 4 cm del cono e del manicotto e misura di Rl ed infine avanzamento di 12 cm dell'intera punta per ritornare alla posizione iniziale, senza nessuna misura. Lo sforzo per l'infissione della punta e del manicotto viene fornito da un dispositivo di spinta idraulico in genere da 10 o 20t che agisce alternativamente sulla batteria di aste di spinta interne a sezione piena e sulle aste cave esterne, collegati in superficie ai due manometri di misura.

La prova con punta elettrica (CPTE), dove la punta risulta direttamente avvitata ad una sola batteria di aste cave di spinta; la punta penetrometrica presenta al suo interno sensori indipendenti (celle di carico ed estensimetri in configurazione full bridge), che inviano via cavo segnali elettrici continui ad un acquisitore in superficie tramite le aste. Viene misurata la resistenza alla punta (Qc) e l'attrito laterale (Fs).

La prova CPTE, nelle sue varianti più moderne "multisensoriali", divenute nel tempo di uso comune, permette di registrare inoltre la pressione dei pori durante l'avanzamento (CPTU) e la misura discontinua (a determinate profondità) della velocità delle onde nel sottosuolo (S-CPTU).