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ⓘ Cross-hole




                                     

ⓘ Cross-hole

Il cross-hole è un metodo di analisi, non distruttivo, che, permette di effettuare unaccurata verifica, ad alta risoluzione, della qualità delle strutture di fondazione profonde, mediante lutilizzo degli ultrasuoni.

Viene utilizzato anche negli interventi di consolidamento dei terreni di fondazione, ma anche per lanalisi di strutture fuori terra.

La prova cross-hole si basa sulla misura delle velocità di propagazione in un mezzo delle onde sonore.

                                     

1. Principi di funzionamento

Lanalisi cross-hole si basa sul principio che la velocità dellonda ultrasonica e la sua energia sono fortemente influenzate dalla densità e dalle proprietà elastiche del materiale attraversato.

La relazione tra le onde ultrasoniche di tipo P di compressione o longitudinali le caratteristiche del materiale attraversato è:

V p = E d ρ 1 − ν 1 + ν 1 − 2 ν {\displaystyle V_{p}={\sqrt Km/s
  • ρ: densità del materiale;
  • ν d: coefficiente di Poisson del materiale.
  • E d: modulo di Young dinamico del materiale;

In un calcestruzzo di buone caratteristiche meccaniche, integro, omogeneo e compatto, si hanno velocità di propagazione delle onde ben definite e di valore elevato 3500-4500 m/s.

Se il calcestruzzo presenta dei difetti, si manifesta un maggiore tempo di attraversamento dellonda con conseguente diminuzione della velocità di propagazione.

                                     

2. Procedimento

Durante il getto del palo di fondazione vengono annegati, parallelamente allasse del palo e per la sua intera lunghezza, dei tubi in acciaio o in PVC del DN 100 mm in numero variabile: per i pali sono in genere 3, disposti a triangolo equilatero in pianta, mentre per i diaframmi variano da 4 a 6, distanti non più di 1 m. Per tenerli in posizione durante il getto i tubi vengono ancorati alla gabbia darmatura.

Di questi tubi deve essere nota la reciproca distanza tra sorgente e ricevitore in modo che, determinato il tempo di propagazione delle onde, sia possibile stimare in maniera accurata le velocità di propagazione in senso orizzontale.

Allinterno di due tubi distinti, preventivamente riempiti di acqua, vengono inserite due sonde ultrasoniche, una emittente e laltra ricevente, che vengono fatte muovere da un operatore lungo tutta la lunghezza del palo, partendo dal basso verso lalto. La sonda emittente T emette in continuazione delle onde ultrasoniche a una frequenza di circa 50 Hz che vengono captate dal ricevitore R. I dati vengono successivamente elaborati in unapposita unità. In questo modo è possibile indagare il materiale compreso fra le due sonde.

Utilizzando tutti i tubi a disposizione è possibile verificare le caratteristiche del calcestruzzo, ottenendo una rappresentazione tomografica sia in 2D che in 3D.

                                     

3. Esito delle prove

Se la velocità di propagazione delle onde è > 4000 m/s il calcestruzzo è di ottima qualità.

Fino a valori pari a 2500 m/s il calcestruzzo si può ritenere accettabile; per valori più bassi la qualità del calcestruzzo è scadente.

                                     

4. Finalità

Lo scopo dellanalisi ultrasonica Cross-Hole è quello di valutare la profondità effettiva delle strutture di fondazione, la loro integrità, lomogeneità del materiale che le costituisce e lassenza di difetti costruttivi quali nidi di ghiaia, dilavamenti, restrizioni intrusioni di materiale spurio.

                                     

5. Normativa

  • UNI EN 12668-1:2005 Prove non distruttive - Caratterizzazione e verifica delle apparecchiature per esame ad ultrasuoni - Parte 1: Apparecchi
  • UNI EN 1330-4:2005 Prove non distruttive - Terminologia - Parte 4: Termini usati nel controllo con ultrasuoni
  • UNI 9524:1989 + A1:1992 Calcestruzzo indurito. Rilievi microsismici mediante impulsi donde vibrazionali ad alta frequenza, in campioni o strutture di calcestruzzo semplice, armato o precompresso