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manuale tecnico - Ambiente in Liguria

1. nu i c gt kberdbpx dbke db hyhy cementazione Fig 13 21 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA Tombino carrabile fig 14 costituito da un manufatto in cemento prefabbricato di tipo robusto avente dimensioni 40 x 40 x 40 cm e posto in opera a filo della pavimentazione esistente AI riguardo opportuno realizzare un cordolo cementizio attorno al tombino per rendere stabile il telaio del pozzetto la copertura del tombino in ghisa con dimensioni 40 x 40 cm del tipo a chiusura stagna all interno del tombino carrabile viene collocato un pozzetto metallico a sezione quadra o circolare il tubo inclinometrico uno spezzone normale non un manicotto deve emergere all interno del tombino metallico libero dal cemento per 10 centimetri minimo tra le pareti esterne del tubo inclinometrico e le pareti interne del tombino metallico deve esservi uno spazio minimo di 6 cm Pozzetto inclinometro con tombino carrabile copertura per tombino carrabile in ghisa 40 x 40 cm La piano campagna tombino carrabile prefabbricato di tipo robusto 40 x 40 x 30 cm tombino metallico intemo con chiusura a lucchetto vedi disegno di dettaglio colonna inclinometrica in alluminio tubo di protezione in metallo o PVC robusto lunghezza pari o superiore a 3 m cementazione Dettaglio pozzetto metallico interno ST chiusura con lucchetto inossidabile inclinometrica minimo 10 cm colonn
2. Initial Low High Incremental Cumulative Deviation Displacement S Shaped Casing Initial Low High Fig 44 Nel caso di installazioni caratterizzate da curvatura a J vedi figura 43 eventuali errori di posizionamento potranno determinare grafici degli spostamenti cumulativi che manifestano una deviazione progressiva a partire da fondo foro pi marcata 69 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE SECONDA nel tratto di tubo maggiormente curvato Anche in questo caso il verso della deviazione determinato dal tipo di errore di posizionamento commesso Initial Low High Incremental Cumulative Deviation Displacement Initial Low High J Shaped Casing Fig 45 Anche nel caso di fig 45 il metodo per l individuazione dell errore si basa sul raffronto fra i grafici della deviazione cumulativa e degli spostamenti cumulati se gli andamenti dei due diagrammi sono simili o speculari si potr con buona sicurezza ipotizzare la presenza di un errore sistematico di posizionamento Una volta riconosciuta la presenza di questo tipo di errore la correzione possibile ancorch laboriosa imponendo un valore noto dell errore di posizionamento Nella gran parte dei casi per difficilmente si potr risalire ad una credibile quantificazione dell errore di posizionamento commesso da utilizzare per la correzione soprattutto quando esso dovuto a un errore accidentale nella scelta del punto di riferimento o ad un
3. dati delle letture inclinometriche sono rappresentati sotto forma di grafici dalla cui interpretazione si pu determinare la profondit la quantit la direzione dello spostamento e la frequenza dello spostamento nel tempo Programmi di calcolo con possibilit di correzioni Nel caso di utilizzo di programmi aventi la possibilit di svolgere correzioni nei tabulati che verranno inviati al soggetto committente dovranno essere ben evidenziati sia i valori nominali della sensibilit che i valori adottati per l elaborazione Ai fini della presente Direttiva le correzioni per l assetto angolare bias non dovranno essere superiori a 2 sessagesimali mas simo 2 sessagesimali rispetto alla misura origine per la sensibilit le correzioni non dovranno essere superiori a 1 del valore nominale di sensibilit dell apparecchiatura di misura Eventuali correzioni superiori a tali valori devono essere giustificate da motivi eccezionali ovvero cambio dell apparecchiatura di misura sostituzione dei servoaccelerometri verifiche di taratura periodiche etc Caratteristiche minime dei programmi di calcolo Il programma deve essere in grado di eseguire elaborazioni sia per spostamento cumulativo differenziale sommatoria che per differenziale locale variazione di inclinazione locale per punti di riferire gli azimut al NORD eseguendo una rotazione di assi in modo da avere per tutti i cantieri un unico sistema di coordinate Lo stes
4. insorgenza di errori di posizionamento durante l esecuzione delle letture con entit dell errore crescente con la curvatura della tubazione Per prevenire il fenomeno del galleggiamento devono essere adottate le seguenti accortezze 1 rinforzare la tubazione inclinometrica con un tubi di acciaio sospesi o aste di perforazione poste all interno di essa ed appoggiate sul tappo di fondo 2 installare pesi al fondo della tubazione 3 procedere al riempimento del foro in due tempi eseguendo non pi di 2 o 3 metri di riempimento nella prima fase ed attendendone il consolidamento prima di proseguire con la seconda fase B 2 2 Problematiche nella fase di riempimento del foro di sondaggio Come gi detto per rendere solidale al terreno la tubazione e per fornire un sostegno alla colonna inclinometrica si esegue il riempimento grouting dello spazio anulare tra colonna e terreno rivestimento del foro mediante l iniezione di miscele cemento bentonite a bassa pressione Il riempimento viene effettuato dal basso a risalire fino alla superficie mediante a un tubo di iniezione posto all interno della colonna inclinometrica fig 17 b un tubo di iniezione esterno della colonna fig 18 Per l iniezione all interno della colonna viene utilizzata una valvola di fondo non return valve bottom grout valve posta alla base della colonna e collegata al tubo di iniezione Quando il grouting raggiunge la superficie il
5. verifica della accettabilit affidabilit dei dataset di lettura le letture di esercizio devono superare i test di accettabilit D 1 Accuratezza e precisione delle misure La letteratura esistente in materia prodotta in gran parte dalla compagnia statunitense Slope Indicator riporta che per una installazione inclinometrica standard di 30 m di lunghezza sottoposta a letture incrementali con passo di 0 5 m l accuratezza del sistema di circa 8 mm fig 23 Nell ottica di un attenta gestione delle misure inclinometriche importante pertanto quantificare il grado di accuratezza dei dati che si stanno analizzando tale parametro pu essere anche migliorato traguardando un corretto equilibrio fra la precisione richiesta ed il conseguente costo delle misure tenuto conto che installazioni e procedure di scarsa qualit determinano in ultimo una ridotta affidabilit delle misure In presenza di installazioni perfettamente verticali e prive di eccessiva curvatura possibile tendere all obbiettivo massimo di un errore attorno a 1 5 mm ogni 30 m semplicemente utilizzando la massima cura in fase di acquisizione delle misure Error mm Il valore di accuratezza pari a 8 mm considerato cautelativo e deriva dalla somma del contributo degli errori di tipo random e di quelli a carattere sistematico fig 21 Gli errori random sono imputabili alla somma del contributo di una lunga serie di fattori
6. possibile nel caso vengano riscontrati errori procedere ad una immediata correzione e o ripetizione delle misure e qualora si registrino spostamenti evidenti modificare il programma temporale delle letture i grafici devono essere elaborati con scale opportune per limitare il disturbo prodotto dal rumore strumentale l analisi devono essere sviluppate su letture inclinometriche attendibili e coerenti Il caso pi comune quello di confondere l errore di bias shift con spostamenti del terreno lo spostamento lungo un piano di taglio evidente 37 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA quando superiore ad almeno 2 4 mm e le letture di movimento dei punti sopra il piano sono significativamente traslate rispetto a quelle sottostanti occorre affidare l esecuzione delle letture e l interpretazione dei dati a tecnici che vantino specifiche competenze e forniscano garanzie di qualit occorre eseguire la calibrazione periodica della sonda utilizzando tutti gli elementi che compongono la catena di misura sonda cavo e centralina di misura devono inoltre essere adottate le procedure esecutive che seppur in gran parte gi dettagliatamente descritte nei capitoli precedenti si richiamando sinteticamente immorsare la colonna inclinometrica nel terreno stabile effettuazione della lettura di zero sulle quattro guide esecuzione delle letture di esercizio sulle quattro guide
7. REGIONE LIGURIA Dipartimento Ambiente MANUALE TECNICO IL CONTROLLO DEGLI SPOSTAMENTI ORIZZONTALI IN PROFONDITA MEDIANTE TUBI INCLINOMETRICI E SONDA REMOVIBILE MODALIT DI INSTALLAZIONE REQUISITI TECNICI DELLA STRUMENTAZIONE ESECUZIONE LETTURE PRESENTAZIONE DEI DATI INTERPRETAZIONE E INDIVIDUAZIONE DEGLI ERRORI SISTEMATICI INDICE Premessa ed obiettivi del documento Generalit sulla strumentazione inclinometrica 2 1 Descrizione della strumentazione removibile 2 2 Applicazioni e limiti della strumentazione inclinometrica 2 3 Dati e informazioni derivanti dal rilievo inclinometrico 2 4 Significato delle misure inclinometriche Normative e raccomandazioni di riferimento Glossario e bibliografia PARTE PRIMA Raccomandazioni relative alle specifiche tecniche strumentazione A 1 Tubi e manicotti A 2 Sonda inclinometrica A 3 Cavo A 4 Data Logger A 5 Pozzetto in elevazione e carrabile Raccomandazioni relative alla preparazione del foro ed all Installazione B 1 Controlli ed operazioni preliminari B 2 Modalit esecutive di installazione B2 1 Problematiche della fase di assemblaggio B2 2 Problematiche nella fase di riempimento del foro di sondaggio Caratteristiche composizionali del riempimento e indicazioni generali B 3 Collaudo tubazione inclinometrica e lettura iniziale di riferimento B3 1 Documentazione relativa al collaudo Raccomandazioni relative alle specifiche tecniche ne
8. e copia del certificato di taratura non antecedente a un anno dalla data di misura e forniti i listati delle misure eseguite RACCOMANDAZIONI RELATIVE ALLE SPECIFICHE TECNICHE NELL ESECUZIONE DELLE MISURE La lettura inclinometrica detta anche misura consiste nel rilevare lungo tutta la colonna inclinometrica l inclinazione della sonda rispetto alla verticale su piani tra loro ortogonali individuati dalle guide del tubo inclinometrico La prima operazione da effettuare prima di iniziare le letture quella di segnalare con la vernice o con un pennarello indelebile la guida A1 in corrispondenza della testa del tubo frequentemente col tempo la vernice tende a sbiadire pertanto consigliabile realizzare anche una tacca con una lima o un seghetto La lettura viene eseguita inserendo la sonda inclinometrica nel tubo ed abbassando la stessa fino a fondo foro il primo inserimento nel tubo dovr avvenire in modo che la rotella di riferimento della sonda scorra lungo la guida A1 precedentemente contrassegnata da una tacca di riferimento a testa foro Nella presente Direttiva si prescrive l orientazione degli assi definita convenzionalmente azimutale vedi fig 19 per la quale la guida A1 dovr essere quella pi vicina al Nord magnetico l azimut l angolo che la guida A1 forma con il Nord Per lo svolgimento delle misurazioni basilare la scelta del punto di riferimento che verr utilizzato per individuare
9. Il riempimento mediante sabbie grossolane uniformi meno frequente ed utilizzato da alcuni operatori nei terreni e per installazioni superficiali inferiori ai 15 16 metri La sabbia pu essere riversata nello spazio anulare in piccole quantit e compattata in posto attraverso spezzoni di palo operando su strati successivi di piccolo spessore piccole quantit di acqua vengono aggiunte per prevenire l insorgenza di vuoti Il riempimento con sabbia viene anche utilizzato nel caso di frane con movimenti rapidi pi di 1 5 cm al giorno ed in presenza di deformazioni plastiche o viscose nonch per frane dove l utilizzo di miscela cementizia non praticabile a causa di difficolt logistiche Collaudo della tubazione inclinometrica Prima di procedere alle misurazioni strumentali risulta necessario verificare la funzionalit della colonna inclinometrica La verifica deve avvenire entro i 5 7 giorni successivi alla posa attraverso il controllo della continuit e dell allineamento degli spezzoni di tubo Risulta opportuno che le operazioni di collaudo e la lettura iniziale di riferimento vengano eseguite dalla Societ incaricata del successivo monitoraggio in contraddittorio con l Impresa ed alla presenza della Direzione Lavori La strumentazione necessaria per il collaudo della tubazione inclinometrica dovr comprendere una sonda testimone per il controllo dell integrit della tubazione ed una sonda inclinometrica co
10. anche la correzione relativa all azimut della guida A rispetto al Nord dovr essere introdotta solo successivamente all individuazione e correzione di eventuali errori sistematici ERRORI DI POSIZIONAMENTO Gli errori di posizionamento consistono semplicemente in variazioni della collocazione del punto di stazionamento della sonda all interno di una installazione inclinometrica fra una lettura e la successiva La letteratura riporta che il posizionamento della sonda all interno di uno stesso tubo alle diverse profondit dovrebbe avvenire con una tolleranza massima di 6 mm In caso contrario si verificher un errore Tale errore si amplificher nei tubi che presentino una marcata curvatura mentre le installazioni rettilinee risultano meno sensibili a questo tipo di errore Gli spostamenti del punto di riferimento delle profondit di stazionamento della sonda sono dovuti a fattori materiali quali ad esempio il taglio di una parte del tubo fuori terra successivamente all acquisizione della lettura di zero l installazione della carrucola strozzacavo ad altezze da terra diverse fra una lettura e l altra o l utilizzo di carrucole diverse e con dimensioni non omogenee Altre cause di errori di posizionamento possono essere ricercate in cambiamenti di lunghezza del cavo dovuti ad un suo naturale raccorciamento nel tempo o pi facilmente alla sua sostituzione nel corso di una campagna di letture di una medesima installazione od
11. con le specifiche tecniche dettagliate nel D 4 situazione meteo climatica registrata durante la lettura temperatura pioggia Alla chiusura di ogni ciclo annuale di letture dovr essere consegnata la seguente documentazione sia in forma cartacea che su supporto digitale CD ROM in formato compatibile con Microsoft Office ovvero Adobe Acrobat e secondo formati standard di esportazione dei file inclinometrici monografia di ogni installazione per i contenuti vedi Documentazione di collaudo B 3 1 uguale a quanto gi allegato alla documentazione relativa alla lettura di zero Report di monitoraggio predisposto sotto forma di relazione comprensiva della documentazione grafica necessaria nella quale vengono descritte il numero e nominativo degli operatori le modalit operative svolte per l esecuzione della misura le condizioni ambientali e tutte le variabili ritenute significative eventuali problematiche riscontrate durante la fase di lettura nonch eventuali commenti circa lo stato di funzionalit e conservazione della strumentazione in sito Il Report di monitoraggio dovr riportare le specifiche della strumentazione di misura sonda centralina e marca e modello e numero di matricola copia del certificato di taratura della sonda non antecedente a un anno la data di esecuzione della misura di zero e il valore di costante strumentale k i dati di sensibilit nominali della sonda inclinometrica e
12. possono comunque falsare i risultati delle elaborazioni necessario mantenere l apparecchiatura di misura sempre perfettamente tarata Cavo Il cavo elettrico di collegamento fornisce l alimentazione alla sonda e trasmettere i segnali rilevati nonch garantisce il sostegno e permette la determinazione della profondit di lettura A questo scopo esso deve essere dotato di tacche di riferimento vulcanizzate ogni 0 5 m in accordo al passo tra le ruote del sonda Il cavo deve essere di tipo inestensibile con armatura interna in acciaio o Kevlar e deve avere la guaina esterna antibrasione il cavo deve essere anche provvisto alle estremit di connettori stagni per il collegamento alla sonda ed alla centralina di lettura La lunghezza del cavo non deve essere inferiore a 50 m L errore della metratura del cavo dovr essere inferiore a 5 cm ogni 100 m e l allungamento con carico di 20 kg inferiore allo 0 05 il cavo dovr inoltre garantire nel tempo la costanza della distanza tra le tacche di misura da verificarsi con bindella metrica indeformabile ad intervalli regolari preferibilmente non superiori a 6 mesi Poich l accuratezza delle misure inclinometriche dipende da quanto per ciascun ciclo di letture successive mantenuta costante la profondit riferita ad ogni intervallo di lettura occorre posizionare la tacca di riferimento del cavo sempre nello stesso punto di controllo con una precisione di 6 mm Al riguardo si
13. sonda costituita da un semplice carrello non strumentato di basso costo avente la stessa meccanica esterna della sonda inclinometrica La sonda testimone viene fornita munita di un cavetto in acciaio centimetrato con relativo rullo avvolgicavo una sonda spiralometrica che consente di misurare l angolo di torsione delle guide dei tubi inclinometrici Tale torsione pu essere ingenerata sia dal processo di costruzione dei tubi sia dal non perfetto allineamento dei Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE GENERALE vari spezzoni nonch dalle operazioni di recupero dei rivestimenti provvisori del foro di sondaggio utilizzati durante la perforazione La lettura spiralometrica viene effettuata una sola volta per ogni installazione solitamente contestualmente alla lettura di zero ed necessaria solo per tubi profondi indicativamente oltre i 30 40 m un apposito software per l archiviazione e gestione dei dati e per la restituzione grafica dei risultati delle elaborazioni Gli applicativi in commercio consentono di determinare e rappresentare i movimenti orizzontali dei tubi sia in valore che in direzione Sovente i software di gestione dei dati inclinometrici forniscono anche utilit di analisi dell affidabilit delle letture e di correzione di eventuali errori 2 Applicazioni e limiti della strumentazione inclinometrica Nella pratica corrente i tubi inclinometrici vengono utilizzati per il controllo di
14. terminata la cementazione accurato lavaggio con acqua pulita dell interno del tubo inclinometrico mediante apposito attrezzo a fori radiali preferibilmente dotato di pattini zigrinati per la pulizia delle guide Si evidenzia inoltre che buona norma proteggere la parte pi in superficie della colonna inclinometrica per i primi 3 metri dal p c specie in prossimit di strade carrabili mediante incamiciatura della stessa con un tubo in PVC da edilizia ci al fine di prevenire schiacciamenti e deformazioni che possono influire sulla qualit delle misure B 2 1 Problematiche della fase di assemblaggio La procedura di assemblaggio e inserimento nel foro della colonna inclinometrica alquanto delicata ed in tale fase possono determinarsi lesioni o deformazioni della colonna che possono pregiudicarne il successivo utilizzo Nel caso la tubazione venga calata entro fori di sondaggio asciutti bisogna infatti tenere conto che il mastice utilizzato nei manicotti di giunzione necessita di almeno 24 ore per giungere alla massima resistenza a fronte ad un tempo di posa della colonna molto pi breve il peso stesso della colonna pu determinare lo strappo delle giunzioni specie per tubazioni profonde oltre 30 metri Per prevenire la rottura si raccomanda di seguire le seguenti prescrizioni utilizzare i rivetti di rinforzo presso le giunture sostenere la tubazione dalla base con un cavetto di acciaio 27 Manuale
15. 4 Display 4 1 2 digits LCD Risoluzione 1 20 000 1 25 000 Precisione tipica 2 digits 0 3 digit Lettura 20 000 25 000 sen a Temperatura di utilizzo 0 40 Alimentazione batterie interne ricaricabili Autonomia min 10 ore Protezioni IP 64 20 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA A 5 Pozzetto in elevazione e carrabile Come detto in precedenza per garantire la durata nel tempo dell installazione inclinometrica fondamentale realizzazione adeguati pozzetti metallici di protezione i quali possono essere in elevazione a sezione quadra o circolare o di tipo carrabile nel caso di installazione in luoghi aperti al traffico veicolare o pedonale per ognuno di loro vengono di seguito esplicitate le caratteristiche tecniche Pozzetto in elevazione fig 13 costituito da un pozzetto metallico in elevazione sporgente dal terreno per minimo 30 cm il tubo inclinometrico uno spezzone normale non un manicotto deve emergere all interno del tombino metallico libero dal cemento per 10 centimetri minimo tra le pareti esterne del tubo inclinometrico e le pareti interne del tombino metallico deve esservi uno spazio minimo di 6 cm Pozzetto in elevazione A chiusura con lucchetto inosssdabile tappo di testa pozzetto metallico in elevazione minimo 30 em cementazione intorno al pozzetto spessore minimo Sem minimo 10 em minimo 30 cm ZA boy 2 d Z E v
16. Checksum presenta un comportamento differente da quello teorico in quanto come gi detto le misure di campagna sono affette da condizioni che vanno ad incidere sulla grandezza misurata cosicch all interno del dataset per le diverse profondit di lettura non viene mantenuto costante il valore di 2b ma si verifica una variazione dello stesso Ci non necessariamente un segnale della presenza di un errore E invece importante che non vi siano valori anomali entro 40 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA il dataset il grafico del checksum deve assumere infatti un profilo grossomodo verticale senza eccessive oscillazioni Nella figura 22 che rappresenta i grafici del checksum di tre serie di misure riferite ai canali A e B evidente la presenza di picchi entro la serie di valori per alcune profondit che indicano inconsistenze nelle letture che devono essere sottoposte a verifica In particolare gli elevati valori di checksum possono indicare che la sonda non stata posizionata correttamente che la lettura stata acquisita prima della completa stabilizzazione termica o che sono presenti nella tubazione delle ostruzioni che modificano l assetto di posizione della sonda Il grafico di fig 22A evidenzia inoltre la presenza di una deriva della curva riferita al dataset della misura 002 tra il fondo foro e quota 30 m dal p c riconducibile verosimilmente ad una non corretta stabilizzazione
17. i punti di stazionamento della sonda ai diversi intervalli di profondit Per questa operazione nei limiti del possibile bene utilizzare la carrucola strozzacavo avendo cura di accertarsi che sia sempre la stessa in tutte le sequenze di lettura che verranno eseguite nel tempo Nello specifico il posizionamento della sonda nel tubo utilizzando il punto di riferimento scelto deve avere una precisione di 0 6 cm ci poich la precisione globale delle misure deve essere contenuta in 0 2 mm m di tubo La prima lettura detta ettura di zero e corrisponde alla lettura a cui fare riferimento ovvero alla lettura rispetto alla quale si calcoleranno nel tempo gli spostamenti della tubazione inclinometrica Le letture successive sono chiamate letture di esercizio E buona norma effettuare la lettura di zero nei 7 10 giorni successivi l installazione della tubazione inclinometrica La lettura di zero dovr essere sempre eseguita su quattro guide Utilizzando le sonde biassiali la prima lettura fornir i valori dell inclinazione del tubo alle varie profondit nelle otto componenti A1 A2 A3 A4 B1 B2 B3 B4 Data la fondamentale importanza rivestita dalla lettura di zero opportuno procedere con estrema attenzione all esecuzione della stessa Per situazioni particolarmente complesse pu risultare utile acquisire due letture di zero della singola installazione nel corso della visita al sito Se le due letture s
18. il substrato roccioso stabile fuori dalla zona di frana Pozzetto Teti tubo a 415 Testa tubo riferimento per le misure cm rispetto al PC CPILPLPPIPIIISISIDLILLOPOLILILIN ZLI PPPILEIVEIFIFISIPIIEPLICLI EE LENZIO OPPPPLLPEPIEPERPILILILILIA LEZIONI LE OPPISIPPIPLIPLIIILELILELIPIZILIOI LE OPPIPPIPIPPLPLPPILELILELIPLLILIOI TE OPLIPELIVIPEPEILIILILILIZIAILIZZOA Te VPLPLILISILILILIILISELEIOELILIZONESS IPLPLILISILILILRILILOLELOLILIZZOSI OPLPLPPPEPLILLIPOLIPILISOLILILIN ZI PLFLPLISIIPIILROLILELEIOPIELIPICHISPLILIDICLAN PPLILIEFLLIPENPELIIPLILILILILIPILILILELIZIZLE SPPPPLPPILLIPILPOLELELELILLILIOMESSPLELOOLELAN NPLPPELIPILIZIOLELELEMNPLIEPILILIIAILIOLL ZE LE ORPPPLPPIPLILLIPOLPEPLELCPLIIIIMISCIPLIOLICIA NPPPILECPILIPENLELELELIPIPEPEPOLIFIPIIOLILLIOA E TARR GALLELIRIRIDISLCLOLELILEVELILILLI LEZIONI LELE A VPPNPLILILIIPPLILILILIILLIVILIELE Ls OPPNSIPIPLIILL CILE EVI LILIEIIEIIZI LE VPPILELILEPIAPILILLOPLELILIILOZOZL 4 SPPMPPLLLEPIPPLILIPIPIFIFIVCIIZIZIa SPPRPPLILEIIEPLILILIPILISIVIDIZIZ ts SILMPLLILLIILILILILIPILISILEDIZIZ Ea VPLIPLLILEPILIILILICOPLILILOLIIZIZs VPLNPLIILIPOLILIPILCIFLIILIDOLILIZIs CPLIOPLILIILIPIIPIPLIPPLPLILELILIZLI Fig 20 Nella documentazione di collaudo dovranno essere inoltre indicate le specifiche della strumentazione utilizzata per la verifica della verticalit e della spiralatura ovvero marca e modello e numero di matricola 33 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA
19. indicazioni sulla manutenzione del sistema e le procedure per il riconoscimento degli errori Di seguito vengono sinteticamente illustrate le caratteristiche della strumentazione le sue applicazioni le informazioni che possono essere ricavate nonch un glossario dei pi comuni termini tecnici utilizzati 2 Generalit sulla strumentazione inclinometrica La colonna inclinometrica costituita da tubi deformabili resi solidali al terreno all interno dei quali viene calata una apposita sonda inclinometrica in grado di misurarne le variazioni di inclinazione rispetto alla verticale Fig 2 ovvero gli spostamenti laterali nel caso di inclinometri verticali L installazione della colonna di tubi inclinometrici avviene in fori di sondaggio realizzati nel terreno mediante apposite perforazioni Al riguardo nel presente documento vengono trattate esclusivamente le installazioni di tipo verticale La sonda inclinometrica utilizzata oltre che per il controllo delle deformazioni del tubo anche per determinare i parametri iniziali dello stesso intendendo la deviazione dalla verticalit e l eventuale curvatura Fig 2 Le letture possono essere riferite alla testa della tubazione i inclinometrica la cui posizione PARA qag determinata con misure ottiche Riempimento del foro Coppia di rotelle e o GPS oppure al fondo diametralmente considerato ancorato o sonda aa comunque solidale al substrato tubazione stabile in questo ultimo caso p
20. l acquisizione dei dati sulla guida A1 occorre recuperare la sonda fino al piano di campagna ruotare la stessa di 1809 procedere al nuovo inserimento della stessa nel tubo inclinometrico con la rotella di riferimento nella guida opposta e svolgere le letture secondo le modalit gi descritte 36 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA ANALISI DEI DATASET DI MISURE Come gi evidenziato le misure inclinometriche possono essere affette da errori grossolani e sistematici imputabili a diverse cause possibili In linea generale a fronte di letture di spostamento rilevanti in termini di valore assoluto ed in un contesto di corrette procedure di installazione della colonna inclinometrica e di utilizzo di strumentazione di misura adeguata l influenza degli errori sull entit degli spostamenti rilevati pu considerarsi contenuta e pertanto le misure relative alla cinematicit dello spostamento possono ritenersi sufficientemente attendibili Nel caso invece di spostamenti di ridotta entit appena superiori alla precisione strumentale il cui valore sia suscettibile di essere influenzato dalla presenza di errori sistematici i relativi diagrammi inclinometrici risultano di difficile o ambigua interpretazione in questi casi il processo di riconoscimento ovvero di pulizia degli errori sistematici pu risultare necessario In ogni caso occorre adottare un approccio estremamente critico e attento nel condurre l ana
21. la superficie del foro ed il fondo difficolt a mantenere la verticalit del foro con conseguente elevata inclinazione della colonna nelle parti pi profonde grande distanza tra la testa tubo e il reference point fissato al fondo Errore di Bias Shift Questo tipo di errore generalmente noto come bias shiff zero shift o offset error rappresenta il pi comune errore sistematico e nello stesso tempo quello pi facile da individuare e correggere Si manifesta come una deviazione a ventaglio dei diversi grafici rappresentativi dei dataset delle letture successive che risultano fortemente ruotati rispetto alla verticale intorno ad un punto posto alla base della tubazione L errore viene a determinarsi come gi anticipato nel capitolo in cui stato definito il bias tra le letture coniugate di un dataset A1 A3 e B1 B3 e non pu essere eliminato attraverso la semplice differenza algebrica delle opposte letture reduction procedure che viene effettuata in automatico del software di elaborazione delle letture Infatti a seguito dell esecuzione di tale procedura permane un variazione di bias fra le letture delle guide opposte che appunto il bias shift L errore inoltre di tipo sistematico pertanto un valore costante di errore viene aggiunto a ciascuna lettura che sul grafico degli spostamenti cumulati viene rappresentato come un incremento lineare nel grafico di fig 36 ciascun datase
22. nella direzione della massima pendenza del versante Diagramma polare della deviazione Rappresenta contemporaneamente l entit dello spostamento e la direzione in un sistema polare A volte pu risultare poco significativo e poco chiaro poich risulta alquanto influenzabile dagli errori sistematici che affliggono le misure Inoltre non consente di avere informazioni sulla profondit degli spostamenti Il suo esame tuttavia sempre necessario per verificare la direzione dei movimenti rispetto al versante e altres per valutarne la coerenza rispetto alle condizioni geomorfologiche Elaborazione differenziale integrale dal basso Riferimento 000 01 06 2004 Diagramma polare della deviazione 001 29 07 2004 002 21 10 2004 003 20 01 2005 004 08 04 2005 005 17 06 2005 006 23 03 2006 007 20 11 2006 008 20 11 2006 009 21 03 2007 NORD 010 07 08 2007 Fig 26 an00 47 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA Spostamento incrementale Con questo grafico viene rappresentato il contributo locale dello spostamento ad ogni singolo intervallo di lettura Il grafico riesce a fornire una rappresentazione evidente dello spostamento e della profondit alla quale questo si verifica esso solitamente ben marcato da un picco Nel caso della figura 27 il piano localizzabile alla profondit di circa 9 metri dal p c Elaborazione differenziale locale dal basso Il grafico degl
23. osserva che l utilizzo della carrucola strozzacavo quando correttamente posizionata pu assicurare la precisione e ripetitivit della profondit di lettura in quanto il sistema di bloccaggio trattiene il cavo durante l acquisizione e la parte superiore del telaio della carrucola pu fornire un utile punto di riferimento fig 12 In tale contesto poich le misure devono essere riferite alla testa tubo occorre calibrare le stesse sulla distanza tra la parte superiore del telaio e la testa del tubo inclimetrico altezza carrucola o pulley height fig 12 AT Pi in generale poich le letture inclinometriche sono O ue riferire al piano campagna i programmi di restituzione delle letture inclinometriche consentono di inserire il valore di depth offset del tubo ovvero di altezza fuori terra del testa tubo che sar costante per tutte le successive letture Nei casi di utilizzo della carrucola senti occorre considerare anche l altezza della stessa testa tubo pulley height nel valore dell altezza standard di offset Fig 12 19 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA A 4 Data Logger E uno strumento di misura di precisione contenuto in un involucro realizzato in robusto materiale con adeguato grado di protezione con il quale vengono a alimentati i sensori della sonda b amplificati i segnali rilevati c registrati o visualizzati i valori di lettura Le centraline di misura di tipo automatico son
24. pagg 333 340 SISGEO 2005 Manuale d uso Inclinometri SLOPE INDICATOR 2001 Data reduction and Error Correction SLOPE INDICATOR 20083 DigiPro for Windows SLOPE INDICATOR 2004 Guide to Geotechical Instrumentation SLOPE INDICATOR 2006 Digit Inclinometer Probe SPEA 2001 Lavori di indagine geotecnica Norme tecniche d appalto Stevens W R e Zehrbach B E 2000 Inclinometer data analysis for remediated landslides Geotechnical measurements lab and field Ed Marr W Allen Geotechnical Special Publication vol 106 pagg 126 137 UNI Normativa UNI 4546 Novembre 1984 Misure e misurazioni Termini e definizioni fondamentali 14 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE GENERALE NOTE Parte generale 1 Recentemente sono presenti in commercio anche sonde dotate di sensori MEMS acronimo di Micro Electro Mechanical Systems ovvero microsistemi elettromeccanici integrati in forma altamente miniaturizzata che coniugano le propriet elettriche con propriet opto meccaniche Nella Direttiva vengono trattati unicamente i sensori servoaccelerometrici che risultano maggiormente diffusi e tesati Con il termine sbilanciamento dello zero si intende il valore positivo negativo del segnale rilevato dalla sonda anche in condizioni di perfetta verticalit il quale teoricamente dovrebbe essere zero tale valore di fatto rappresenta lo zero del sistema Sonda Centralina d
25. possibile il pozzetto deve avere un foro di drenaggio e deve essere posto in modo da non essere perennemente pieno d acqua L elevazione della testa del tubo inclinometrico dal livello del terreno deve essere annotata con precisione ed indicata nella monografia dell installazione 23 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA RACCOMANDAZIONI RELATIVE ALLA PREPARAZIONE DEL FORO ED ALL INSTALLAZIONE La colonna inclinometrica formata da un assemblaggio di spezzoni di tubo via via collegati fra loro mediante manicotti e calati dall alto nel foro di sondaggio Essa viene installata in un foro di sondaggio preventivamente realizzato che dovr avere le seguenti caratteristiche diametro sufficiente all inserimento del tubo inclinometrico diametro corrispondente alla parte a massima sezione manicotto con nastro di protezione di circa 96 mm al quale va aggiunto il diametro del tubetto di iniezione di fatto corrispondente ad un diametro 101 mm tipico dei sondaggi geognostici In ogni caso il diametro non deve essere superiore a 150 mm deviazione globale dalla verticale fuori piombo lt 2 5 E di estrema importanza che il fondo della tubazione inclinometrica venga immorsata nel terreno stabile al fine di riferire le letture al fondo della colonna Si raccomanda pertanto di intestare la tubazione per almeno 5 metri nel terreno stabile al fine di poter disporre di una decina di letture sulla colonna
26. supporti delle ruote problema che interessa tanto l asse A che il B a modificazioni nel Movimento del sensore di misura dell accelerometro solitamente causati da colpi o scossoni subiti dalla sonda ruote anche in questo caso il 67 D 3 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE SECONDA problema si ripercuote sia sull asse A sia sul B o ancora a cambiamenti di allineamento del servo accelerometro dovuti ad esempio a riparazioni della sonda con la sostituzione del sensore cs mm N FI9 43 Solitamente il disallineamento 10000 del sensore presenta angoli goi che non superano il grado tuttavia anche in presenza di scostamenti con angoli estremamente ridotti quando la deviazione rispetto alla verticale del tubo supera il metro la magnitudo dell errore di rotazione vedere figura 43 da Mikkelsen 2003 pu raggiungere valori significativi anche di svariati centimetri diovoe 0 0035 0 0070 0 0105 0 0140 0 0175 Rotation Error in Sine of Angle 8000 7000 iS 55 mm 6000 35 mm 20mm mm 5000 4000 4 3000 Deviation from Vertical in millimeters 2000 1000 La correzione degli errori di rotazione deve sempre precedere quella della spiralatura in quanto quest ultima procedura comporta l interpolazione dei dati relativi ai due assi i cui contributi non potranno a posteriori essere pi scorporati Allo stesso modo
27. tubo di iniezione viene scollegato dalla valvola ed il sistema di non ritorno della stessa previene il rifluimento della miscela all interno della tubazione 28 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA Poich una piccola quantit di miscela pu colare dal tubo di iniezione e aderire al fondo della colonna inclinometrica necessario pulire immediatamente con acqua pulita Quando il riempimento consolidato possibile estrarre con cautela il rivestimento del foro di sondaggio Grout Pump and Mixer Protective N Coupling Casing A Bentonite L Cement lt Grout ANTANI Grout Valve End Cap Una eccessiva pressione della miscela pu determinare il sollevamento della colonna inclinometrica pertanto devono essere adottate le misure preventive descritte al B 2 1 Il riempimento attraverso un tubo di iniezione posto all interno della colonna inclinometrica fig 17 nella pratica presenta numerose problematiche che si possono ripercuotere in una non corretta valutazione delle misurazioni il primo rischio e dato dal malfunzionamento del non ritorno della valvola di fondo che determina il riempimento e conseguente intasamento della colonna inclinometrica A questo problema si pu anche ovviare posizionando una ulteriore valvola ma determina un incremento dei costi e richiede un foro poco profondo il secondo rischio che a causa di perd
28. 12 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE GENERALE reale ed parte dell errore globale dello strumento Viene normalmente espressa come una percentuale del campo di misura o del fondo scala Esempio uno strumento che ha un range di 120 C ed una linearit di 0 10 f s uno strumento che utilizzato nelle condizioni previste fornisce misure che si discostano dal valore teorico lineare di 0 12 C larghezza della banda di errore 0 24 C Monitoraggio Monitoring Insieme di attivit finalizzate all acquisizione di dati sperimentali utili alla comprensione dell evoluzione di fenomeni fisici naturali e o antropici o del comportamento di un opera Norma Codice Standard Riferimento di validit riconosciuta per l esecuzione di un attivit specifica con valore anche legale Accuratezza Accuracy Un valore o una quantit che definisce il limite che l errore di misura non superer mai quando lo strumento viene utilizzato nelle condizioni di riferimento In altri termini il massimo errore che ci si pu aspettare utilizzando un determinato strumento all interno delle condizioni di funzionamento specificate Include le principali componenti di errore quali la non linearit le non ripetibilit e l isteresi Viene normalmente espresso in termini di una percentuale del campo di misura o del fondo scala Esempio uno strumento che ha un range di 50 KN limite inferiore 5 superiore 85 ed una
29. 2 25 02 2008 E importante osservare che spesso nel corso di lunghi periodi di monitoraggio la profondit della superficie di scivolamento ben evidenziata nel grafico di fig 27 dal picco a 9 metri dal p c pu subire una sorta di deriva alzandosi e abbassandosi rispetto alla quota inizialmente rilevata ci un fenomeno naturale connesso alle deformazioni indotte nella tubazione dal movimento rilevato e non rappresenta pertanto l evidenza di un errore o di un malfunzionamento della sonda 48 Grafico Spostamento tempo Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA A seconda del programma di elaborazione dati possono essere prodotti diversi tipi di grafici bidimensionali che mettono in relazione le grandezze misurate con la profondit o il tempo e che costituiscono un utile supporto per la fase di analisi dei dati A titolo esemplificativo si riporta il grafico di fig 28 che mostra il tasso di spostamento nel tempo ad una data profondit da p c per il quale un incremento di pendenza della curva evidenzia un accelerazione del movimento Spostamenti locali nel tempo alla profondit 8 m Riferimento 000 01 06 2004 Displacement 6 01 0 0 1 004 08 04 2005 4 007 20 11 2006 2 005 17 06 2005 5 008 20 11 2006 3 006 23 03 2006 6 009 21 03 2007 7 010 07 08 2007 8 011 08 11 2007 E opportuno iniziare ad utilizzare questo tipo di grafico non appena vi
30. NSTALLAZIONE INCLINOMETRICA S1 LETTURA DEL 01 01 2010 VERIFICA DELLE CHECKSUM ALL INTERNO DEL SINGOLO DATA SET Checksum media Asse A 4 Range di tolleranza dei valori di checksum 6 14 Valori massimo e minimo delle checksum 3 10 Valori ammissibili SI NO Checksum media Asse B 15 Range di tolleranza dei valori di checksum 35 5 Valori massimo e minimo delle checksum 32 7 Valori ammissibili SI NO Deviazione standard della Checksum Asse A lettura di zero 8 Massimo valore di deviazione standard della checksum ammissibile 13 Valore di deviazione standard della checksum 11 Valori ammissibili SI NO Deviazione standard della Checksum Asse B lettura di zero 12 Massimo valore di deviazione standard della checksum ammissibile 17 Valore di deviazione standard della checksum 13 Valori ammissibili SI NO E importante precisare che ai fini dell accettabilit di un dataset di lettura di esercizio devono essere verificate contemporaneamente entrambe le condizioni imposte per i valori di checksum e di deviazione standard In conformit ai criteri stabiliti in precedenza da questa stessa Direttiva su installazioni eseguite in contesti logistici privi di particolari criticit e profondit contenuta entro i 30 40 metri devono essere rispettati i limiti di accettabilit sopra riportati Sono tollerabili scostamenti del valore di checksum rispetto alla media superiori rispetto ai range sopra esplicitati
31. Per verificare la rispondenza dei dati ai criteri di accettabilit occorre che i dataset vengano sottoposti ad un processo di refertazione di cui deve essere dato adeguato conto nel Report di monitoraggio tale contesto la checksum rappresenta un termine di grande importanza nel processo di analisi ed elaborazione delle misure e viene definita come la somma delle opposte letture es A1 A3 rilevate allo stesso intervallo di profondit La Checksum nel caso ideale di una misura eseguita sul banco di taratura equivale al doppio del valore di non zero bias proprio della sonda utilizzata per la misura dell inclinazione di 19 effettuata con u na sonda che presenta un valore di bias b pari a 10 digit risulta infatti lettura A1 A1 b 25 000xsen137 10 436 10 446 1 lettura A3 A3 a 25 000 x sen 19 10 436 10 426 2 Alg Diff A1 A3 436 436 10 10 872 3 Checksum A1 A3 436 436 10 10 20 4 la differenza algebrica delle formule 1 e 2 duplica la lettura e cancella il valore di bias in 3 Tale valore di scostamento entra infatti nella misura rilevata la quale viene pulita mediante la procedura delle letture coniugate ovvero quando le due letture vengono combinate il valore di bias viene eliminato ed emerge il valore corretto della misura La somma delle opposte letture 4 invece il Checksum ed il relativo valore pari a 2b Nei casi reali il
32. Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA Nel caso di fori di sondaggio riempiti di acqua la spinta idrostatica riducendo il peso della colonna riduce anche lo sforzo sui giunti nel contempo per rende difficoltosa la regolare collocazione La colonna che completamente sigillata mediante le giunzioni stagne dei manicotti subisce un effetto di galleggiamento questa dovr essere pertanto appesantita riempiendo in parte il tubo con acqua anche possibile anche se di scarsa attuazione in cantiere applicare dei pesi alla colonna inclinometrica Il metodo peggiore per inserire la tubazione nel foro mediante una spinta dall alto applicata con la macchina operatrice le forze che determinano il galleggiamento della colonna inclinometrica es spinta idrostatica attrito tra le pareti del foro contrastano infatti l inserimento della stessa e la tubazione per l effetto combinato delle forze opposte soggetta a compressione piegandosi e flettendosi in pi punti falsando di conseguenza le misurazioni Il fenomeno del galleggiamento si pu ripresentare anche durante la fase di cementazione del foro con la boiacca cementizia Questo problema particolarmente sentito nel caso di grossi diametri di perforazione e per elevate profondit e pu determinare schiacciamento longitudinale accartocciamento della tubazione o rottura e separazione lungo i giunti laddove sono assenti mastice e rivetti
33. a fondo del pozzetto 22 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA Ai fini di una migliore identificazione dell installazione inclinometrica si rileva come il pozzetto in elevazione o capitello rappresenti la soluzione pi indicata in quanto i pozzetti carrabili in zone prative o arbustive tendono ad essere obliterati in poco tempo dalla posa specie nella stagione primaverile La soluzione del pozzetto in elevazione da praticarsi comunque al di fuori di zone urbanizzate o comunque pavimentate ed in assenza di particolari vincoli impedimenti o servit di vario tipo Per rendere identificabili i pozzetti in elevazione o carrabili pu essere opportuno installare a loro fianco una palina costituita da un asta metallica a diametro minimo 25 mm sporgente di circa 1 5 m e verniciata a settori bianchi e rossi In questo caso la testa della palina dovr essere dotata di tappo di gomma e l asta dovr essere inglobata nel manufatto cementizio del pozzetto Sull esterno dei pozzetti deve essere riportato con vernice rossa nera indelebile l indicativo del sondaggio Il sistema di chiusura dei pozzetti pi adeguato rappresentato da lucchetti nautici inossidabili monochiave uguali per gruppi di inclinometri facenti capo allo stesso sito Le chiavi in copia di quattro unit dovranno essere munite di un cartellino completo delle indicazioni del caso e consegnate al gestore del sito di monitoraggio Se
34. a 1 5 mm in testa tubo Gli errori sistematici al contrario si cumulano in maniera aritmetica e sono stimati attorno a valori di 0 11 mm per ogni lettura incrementale ci implica che nel caso di cui sopra in testa tubo si raggiungeranno valori di oltre 6 5 mm Vediamo adesso una sintetica descrizione delle tipologie di errore sistematico sopra elencate errore di scostamento della sonda bias shift questo errore rappresenta una deriva del valore di bias b caratteristico della sonda Il bias vedi 2 3 rappresenta il valore di non zero letto dalla sonda posta in posizione di perfetta verticalit ed proprio della taratura degli accelerometri Il valore pu essere positivo o negativo e pu anche variare nel corso della vita dello strumento per fenomeni di isteresi dello strumento Il bias pu anche cambiare tra installazioni diverse ma diventa un errore quando non viene eliminato con la procedura delle etture coniugate deriva della sensibilit della sonda consiste solitamente in un malfunzionamento dell amplificatore operativo op amp del pre amplificatore della sonda Generalmente questa disfunzione pu essere riconosciuta e corretta solo tramite la calibrazione della sonda Si tratta di un errore abbastanza poco comune e tuttavia molto subdolo e fuorviante Anche per questo quindi opportuno provvedere ad una regolare calibrazione della sonda con cadenze tanto pi ridotte quanto pi frequente il
35. alla sua riparazione 68 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE SECONDA Anche il verificarsi di assestamenti del terreno nel quale collocata la colonna inclinometrica pu determinare la compressione del tubo e quindi indurre errori di posizionamento cos come l apparente accorciamento del tubo provocato dal deposito di detriti sul fondo dell installazione Gli errori di posizionamento si manifestano su un installazione caratterizzata da una marcata curvatura del tubo e determinano andamenti diversificati a seconda del tipo di deformazione del tubo Ad esempio installazioni caratterizzate da curvatura a S vedi figura 44 potranno essere associate a grafici degli spostamenti cumulativi che presentano una spanciatura in corrispondenza della zona di flesso del tubo Il verso della spanciatura determinato dal tipo di errore di posizionamento commesso Nel caso di un tubo caratterizzato da questo tipo di andamento sar possibile riconoscere gli errori di posizionamento analizzando parallelamente il grafico della deviazione cumulativa e quello degli spostamenti cumulativi vedi figura 44 Nel caso in cui il grafico degli spostamenti cumulativi evidenzi un andamento simile a quello della curva A in figura 44 la sonda stata posizionata pi in basso rispetto ai riferimenti utilizzati per la lettura di zero Nel caso B di fig 44 invece la sonda stata posizionata pi in alto
36. antire la continuit delle caratteristiche di precisione del sistema occorre eseguire la calibrazione periodica della sonda con cadenza almeno annuale utilizzando tutti gli elementi che compongono la catena di misura sonda cavo e centralina di misura Si precisa che ai fini della presente Direttiva la cadenza annuale viene intesa come una condizione minima infatti qualora durante il normale utilizzo della strumentazione risultino letture di scarsa qualit e non accettabili si dovr procedere alla immediata verifica e taratura della stessa 43 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA E ELABORAZIONE RESTITUZIONE DELLE MISURE REPORT DI MONITORAGGIO E 1 Elaborazione L analisi dei dati delle letture inclinometriche avviene attraverso elaborazioni di tipo statistico sui dataset che comportano la comparazione delle misure di esercizio rispetto alla posizione iniziale misura di zero mentre la misura assoluta della lettura di zero rappresenta la verticalit del tubo Le analisi statistiche la validazione delle letture periodiche e tutte le operazioni di correzione degli errori sistematici vengono svolte da appositi software commerciali Alcuni di questi programmi prevedono la possibilit di introdurre correzioni di assetto angolare e di sensibilit dell apparecchiatura di misura per variazioni intervenute nel tempo o per sostituzione della stessa e di svolgere le operazioni di correzione degli errori sistematici
37. aper Monitoring and instrumentation of landslides Proc 6th ISL pagg 1881 1895 Durville J L Gouin T e Pouget P 1994 Surveillance des pentes instables Guide technique Laboratoire Central des Ponts et Chauss es 125 pagg Grecchi M Muggiati G 2006 Elementi di Monitoraggio geotecnico e strutturale Ed Geomon Milano 500 pagg ISA Instrument Society of America 1938 Standard and Practice for Instrumentation Std ISA S51 1 Process Instrumentation Terminology 7th Edition 1983 and seq Mannucci G Notarpietro A 2005 Linee Guida per il controllo dei fenomeni franosi Vol 1 IREALP 124 pagg Mannucci G Notarpietro A 2007 Linee Guida per il controllo dei fenomeni franosi Vol 2 IREALP 79 pagg Mikkelsen P E 2003 Advances in Inclinometer Data Analysis Symposium on Field Measurements in Geomechanics FMGM 2003 Oslo Norway September Maugeri M Costa C P e Randazzo F 1981 Reliability of the inclinometer measurements Proceedings of the International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering Comptes Rendus du Congres International de Mecanique des Sols et des Travaux de Fondations vol 10 Vol 2 pagg 519 522 RFI 2003 Manuale di progettazione Geologia Sappa M e Sappa G 1995 Observations on inclinometer measurements FMGM95 Proceedings of the 4th International Symposium Bergamo April 10 12 1995
38. asse A asse B solo qualora venga dimostrato che essi sono determinati dalla presenza di un numero di picchi inferiore all 10 del numero degli intervalli di lettura e che in ogni caso sia acclarato che la presenza di tali anomalie non inficia la qualit generale della lettura 42 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA Nel caso di installazioni particolarmente difficoltose e complesse per ubicazione e lunghezza il range di 5 unit rispetto al valore di deviazione standard della lettura di zero potr intendersi raddoppiato Nel caso di misure eseguite su installazioni pre esistenti delle quali non siano note nel dettaglio le modalit di installazione i criteri di accettabilit potranno necessariamente essere pi larghi ci nondimeno il rapporto di monitoraggio dovr contenere tabelle analoghe a quella riportata nell esempio di Tab 6 onde consentire una corretta valutazione circa la reale significativit dei dati D 3 Particolari _ prescrizioni nella conduzione __delle misure inclinometriche non sottoporre la sonda a urti Quando la si cala a fondo foro avere cura di appoggiarla con delicatezza sul fondo Nel trasporto dell apparecchiatura inclinometrica non mettere mai la sonda nel bagagliaio o nel cassone di un camion senza che sia opportunamente fissata in modo da impedire urti e sobbalzi Qualora la sonda dovesse subire un urto accidentale sar opportuno provvedere ad un attenta analisi dell atten
39. atura della sensibilit non deve superare lo 0 015 della lettura per grado centigrado La sensibilit all asse traverso non deve invece superare lo 0 015 del fondo scala per grado sessagesimale Il sensore servoaccelerometrico deve essere caratterizzato da una variazione in temperatura dello zero Output Temperature Sensitivity inferiore a 100 ppm ovvero 0 01 del fondo scala per Tale parametro importante ai fini della precisione delle misure poich si relaziona al valore di deriva termica dello Zero che pu essere compensato insieme al valore di b sbilanciamento dello zero mediante il software di acquisizione Spesso le condizioni di temperatura ambientale sono tali che comunque necessaria la stabilizzazione termica dello strumento in foro per alcuni minuti Altro elemento di rilievo spesso non indicato nelle schede tecniche l assetto angolare della sonda ovvero langolo con cui lo strumento legge l inclinazione che misura Esso deve essere il pi possibile prossimo a zero in generale un buon sistema ha un assetto angolare compreso tra 13 18 A 3 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA Le differenze nel tempo della sensibilit di lettura e dell assetto angolare sono di piccola entit rispetto ai valori nominali poich per queste piccole variazioni per la sensibilit percentuali non superiori al 1 e per l assetto angolare pochi decimi di grado sessadecimale
40. bero essere anche uguali ed opposti in polarit nelle opposte letture di A1 e A3 E bene sottolineare che la correzione dell errore di bias diviene alquanto problematica per le installazioni profonde e per le frane caratterizzate da movimenti impulsivi Spostamento Spostamento incrementale Cumulato Error in millimeters Spostamento Spostamento incrementale Cumulato 75 60 A n w e 15 0 30 60 90 120 150 Depth of Inclinometer in Meters Qualora il valore di scostamento errore di bias per l asse A superi il valore di 20 digit opportuno eseguire la verifica della sonda mediante taratura o sostituzione dei sensori Nel caso invece lo scostamento presenti un valore entro i 10 digit pu essere considerato accettabile nell ambito della precisione del sistema 65 La magnitudo dell errore di bias crescente secondo una funzione lineare con la profondit della tubazione come mostrato nel grafico di fig 40 che evidenzia come un errore di bias di 25 unit determini per una tubazione lunga 60 metri un errore sulla lettura di spostamento cumulata pari a 30 mm Nei grafici di fig 41 viene evidenziata la curva dello spostamento cumulativo relativa ad una serie di letture affette da errori di bias shift parte sinistra e nella parte destra le stesse curve pulite dagli errori come si vede sono stati utilizzati valori di correzione offset corrections
41. bile ed un pozzetto di protezione eventualmente carrabile vedi par A5 Nel caso di installazioni orizzontali qualora il tubo non sia accessibile da entrambe le estremit si dovr prevedere l utilizzo di una scatola di rinvio che consenta di tirare la sonda lungo il tubo tramite un cavetto di acciaio inserito in fase di posa Sonda inclinometrica Le sonde inclinometriche sono essenzialmente costituite da un corpo cilindrico in acciaio munito di due carrelli ed un sensore servo accelerometrico biassiale ad alte prestazioni Al fine di garantire l omogeneit delle misurazioni eseguite opportuno prevedere che le sonde utilizzate rispettino le caratteristiche standard indicate nella tabella 3 TAB 3 Tipo di sonda biassiale Sensori servoaccelerometrici Passo tra le ruote intervallo di misura 500 mm Connettore per giunzione al cavo stagno 500 m Materiale sonda rotelle acciaio inox Carrelli basculanti a due ruote Campo di misura almeno 15 dalla verticale Sensibilit gt 1 20 000 sen a 50 um m Assetto azimutale non superiore a 0 5 Risoluzione 1 di grado Precisione totale minima 30 m tubo inclinometrico 4 mm Temperatura di esercizio 10 50 C Diametro ruote escluse minore o uguale 30 mm La sensibilit di lettura della sonda deve essere superiore a 20 000 sena in quanto tale parametro condiziona le misure ottenute dal sistema La variazione in temper
42. cateto opposto sen 0 SAR sl Ata ovvero ipotenusa cateto opposto ipotenusa x sen 6 La funzione seno ovvero la misura angolare viene derivata dal valore prodotto dai sensori servoaccelerometrici installati nella sonda inclinometrica che sono calibrati di norma per misure comprese tra 15 dalla verticale Deviazione Lx sine L angolo 06 langolo di inclinazione dalla Intervallo verticale l ipotenusa il passo della sonda di misura ovvero l intervallo di misura o passo delle letture generalmente pari a 0 5 metri mentre lt lt il lato opposto rappresenta la deviazione laterale Angolo di inclinazione Fig 9 Gli spostamenti laterali del tubo vengono calcolati ad ogni profondit per convenzione questo valore chiamato deviazione incrementale ateral deviation deviation vedi fig 9 ed definito mediante la seguente formula 10 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE GENERALE Deviazione incrementale Misura relativa sul piano A B x sin0 differenza algebrica delle due letture coniugate passo letture x 2xK 359 339 2x 25 000 0 5 metri X 6 98 mm La somma di successive deviazioni incrementali in funzione della profondit detta deviazione cumulativa dn vedi figura 10 che rappresenta anche lo scostamento del tubo dalla perfetta verticalit La variazione delle deviazioni cumulative definiscon
43. che vanno dalle caratteristiche costruttive dei vari componenti della sonda servo accelerometri connettori rotelle del cavo 38 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA tacche di riferimento allungamento della centralina di acquisizione taratura temperatura di esercizio e del tubo inclinometrico inclinazione parallelismo delle guide curvatura ecc Va detto che per lo pi questo tipo di errore tende a rimanere costante in tutte le serie di misure eseguite nella medesima installazione ed il suo valore pu essere assimilato al limite di precisione massimo raggiungibile Gli errori sistematici invece tendono a variare fra una campagna di misure e le altre e possono essere generati da uno dei seguenti fattori o dalla loro combinazione errore di scostamento della sonda bias shift deriva di sensibilit della sonda rotazione dell allineamento del sensore errori di posizionamento di profondit questi errori possono essere anche corretti quando se ne comprende l origine a seguito di un attenta analisi dei dati Gli errori random tipicamente non superano il valore di 0 16 mm per ogni lettura incrementale ma si accumulano fra loro ad un tasso pari alla radice quadrata del numero di intervalli di lettura ci significa che nel caso dell installazione standard di 30 m con lettura a intervalli di 0 5 m l errore random potr raggiungere valori inferiori
44. clinometers ANISIG 2002 Modalit tecnologiche per l esecuzione di indagini geognistiche e l installazione e la gestione di impianti di monitoraggio 4 Glossario e bibliografia Glossario Affidabilit Fornisce una definizione di tipo pratico prescindendo da valutazioni di tipo statistico Si definisce affidabilit la capacit di uno strumento di operare correttamente e quindi di fornire i risultati attesi per il periodo di tempo richiesto e nelle condizioni operative previste Ampiezza del segnale in uscita Span Output La differenza algebrica tra il valore massimo ed il valore minimo del segnale generato da uno strumento al variare della grandezza misurata tra il valore massimo ed il valore minimo a parit di condizioni ambientali Esempio uno strumento che ha un valore minimo del segnale paria 3 995 mA ed un valore massimo pari a 19 998 mA ha un ampiezza del segnale in uscita pari a 16 003 mA Campo di misura Range Il campo delimitato dai limiti inferiore e superiore all interno del quale uno strumento misura in accordo alle specifiche Limite inferiore del campo di misura il minimo valore della grandezza misurata che uno strumento in grado di misurare correttamente Limite superiore del campo di misura il massimo valore della grandezza misurata che uno strumento in grado di misurare correttamente Viene spesso definito in modo non propriamante corretto come fondo scala f s che la diffe
45. d una unit remota di acquisizione e nel caso venga eseguito un monitoraggio per scopi di protezione civile la strumentazione viene accoppiata a sistemi di allertamento La principale problematica connessa all impiego dei tubi inclinometrici l impossibilit di eseguire le misure a seguito di movimenti consistenti del terreno sia orizzontali che verticali che possono danneggiare i tubi deformazioni di taglio schiacciamenti deformazioni delle sezioni ecc compromettendo la possibilit di eseguire le misure con le sonde Nello specifico risulta che per tubi aventi diametro di 76 mm il limite massimo di spostamento misurabile pari a 5 6 cm se prodotto da un taglio netto e 10 12 cm se causato da una deformazione progressiva Tali valori sono da considerarsi indicativo poich numerose sono le variabili che incidono oltre all entit dello spostamento La frequenza delle misure inoltre condizionata dall accessibilit dei tubi soprattutto nella stagione invernale e dai tempi di misura una verticale da 30 m se rilevata sulle 4 guide richiede almeno 2 ore di lavoro in condizioni ottimali escludendo i tempi di spostamento e posizionamento Sonda i MEER Rullo inclinometrica a T Z Avvolgicavo SN Cavo Pozzetto Tubo inclinometrico Dati e informazioni derivanti dal rilievo inclinometrico I tubi inclinometrici forniscono informazioni relativamente a profondit della superficie di spostamento necessaria ne
46. da un NOME di 14 caratteri separato tramite un punto dalla ESTENSIONE di 3 caratteri come di seguito specificato Il file identificato da un nome e da un estensione NOME carattere 1 fisso I identificatore di tubi inclinometrici caratteri 2 7 sigla identificativa della Provincia e del Comune dove ubicato il tubo inclinometrico utilizzando gli appositi codici ISTAT es Prov GE 010 Comune di Genova 025 caratteri 8 10 sigla identificativa ed univoca del sondaggio S1 SS1 S1B La sigla formata da caratteri maiuscoli e o cifre va attribuita dal fornitore e va ripetuta per tutti i file relativi ad un determinato tubo inclinometrico Qualora si utilizzi un codice di soli due caratteri inserire un carattere underscore _ caratteri 11 14 identificativo univoco della Localit ESTENSIONE n progressivo del file dati coincidente con il n progressivo di aggiornamento Va indicato sempre con 3 cifre eventualmente premettendo degli zeri es 004 ESEMPIO mon Jo 0 2 5 _ S 1 STISITTE 0 0 10 Struttura del file Il file da fornire un file di testo in caratteri ASCII potr quindi essere scritto mediante un text editor o apposito software applicativo ovvero potr essere prodotto sotto forma di foglio di calcolo Excel Potr anche essere scritto tramite l impiego delle funzioni di esportazioni normalmente previste nei software commerciali purch secondo
47. da utilizzarsi per le procedure di calibrazione e correzione degli errori Una volta installato il tubo inclinometrico vedi paragrafo B 2 il rivestimento del foro dovr essere estratto con movimenti di sola trazione e assolutamente senza rotazione della colonna del rivestimento per evitare danneggiamenti e soprattutto fenomeni di spiralatura del tubo inclinometrico Per facilitare le operazioni di estrazione della colonna del rivestimento essa dovr avere giunti con filettatura M F senza manicotti o ingrossamenti esterni colonna liscia dovr essere in ottimo stato senza scampanature in corrispondenza dei giunti filettati e dovr essere di notevole spessore 10 mm circa Per rendere solidale la colonna inclinometrica al terreno il vuoto esistente tra il tubo inclinometrico e la parete del foro deve essere riempito Il riempimento grouting pu essere effettuato con boiacca cementizia cementazione o con intasamento di sabbia Dovr inoltre essere garantita l accessibilit al tubo inclinometrico per le letture periodiche Le installazioni inclinometriche devono essere svolte da personale esperto dotato di macchinari ed attrezzature adeguate in quanto le maggiori difficolt incontrate nell interpretazione dei dati inclinometrici derivano da errate o non corrette installazioni nonch dalla non conoscenza delle procedure da adottarsi per la risoluzione di eventuali problematiche ad esempio quelle connesse alla fase di riem
48. dibilit dei dati acquisiti successivamente all impatto e eventualmente provvedere ad una sua taratura e calibrazione presso il produttore provvedere alla connessione della sonda al cavo e di quest ultimo alla centralina solo in ambienti asciutti al fine di evitare che l umidit possa interferire con i contatti elettrici non maneggiare la sonda afferrando la stessa per le rotelle evitare di piegare il cavo ad un angolo troppo stretto A questo proposito in fase di misurazione bene utilizzare la carrucola strozzacavo per evitare che il cavo venga piegato appoggiandosi all estremit tagliente della testa tubo ogni qualvolta si termina una misurazione e si disconnette la sonda dal cavo e dalla centralina pulire e asciugare con cura la sonda stessa e tutti i connettori AI termine di una campagna di acquisizione in un sito opportuno provvedere ad oliare leggermente i meccanismi della sonda L aggiudicatario della campagna di misurazioni dovr eseguire tutte le letture utilizzando la medesima strumentazione sonda centralina e cavo eventuali cambiamenti dovranno essere debitamente evidenziati nella reportistica di monitoraggio Dovr essere sempre utilizzato lo stesso punto di riferimento e tutte le operazioni di misura dovranno essere sempre effettuate nella stessa sequenza seguendo sempre le stesse procedure La bibliografia scientifica e le raccomandazioni tecniche delle case costruttrici indicano che per gar
49. differenti per ciascun dataset Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE SECONDA mi Egip 20 301 SITI 404 504 60 Depth in feet 70 Lea ino OHD Linn rara j stent 80 W I 0 4 Cumulative Displacemant in from 11 18 97 ata 90 100 41 1101 11 18097 12 12 97 1 2098 811 98 1204 2 6 Depth in feet 100 i 1 1 if 110 120 0 6 Corrections le 11 18 97 12 12 97 1 2098 yds DA 0 2 0 0 0 2 0 4 Cumulative Displacement in from 11 1897 66 D 2 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE SECONDA Errori di Rotazione Gli errori di rotazione sono dovuti a piccoli cambiamenti nell allineamento dell asse di misurazione della sonda inclinometrica Tali scostamenti sono di norma molto piccoli inferiori ad un grado ed all interno della precisione del sistema sonda Teoricamente i componenti meccanici della sonda sono calibrati in maniera tale che il servoaccelerometro relativo all asse A possa oscillare soltanto nel piano A Esempio se le guide di un tubo inclinometrico fossero perfettamente allineate in direzione N S il servo accelerometro dell asse A durante la lettura delle guide A1 A3 dovrebbe oscillare esattamente sul piano N S Nel caso in cui i componenti meccanici della sonda siano leggermente ruotati verso il piano B il servoaccelerometr
50. dove ci si attendono deformazioni limitate risultano utilizzabili tubi pi piccoli Le caratteristiche chimiche del sito di installazione e il grado di precisione richiesto dalle misure devono guidare la scelta del materiale pi opportuno in commercio i materiali pi utilizzati sono alluminio ABS in minor misura il PVC e la vetroresina L alluminio rappresenta lo standard comunemente utilizzato ne per sconsigliato l uso in presenza di ambienti chimicamente aggressivi es ambienti alcalini formazioni gessose presenza di correnti vaganti ecc i tubi in alluminio richiedono inoltre una cementazione eseguita con cemento pozzolanico In ambiente aggressivo preferibile utilizzare tubi in ABS di spessore minimo non inferiore a 4 mm l utilizzo di questo materiale attualmente largamente impiegato per le sue caratteristiche di flessibilit per la facilit di montaggio e per la precisione di assemblaggio degli spezzoni I tubi in plastica PVC invece soffrono le basse temperature e tendono a rompersi indipendentemente dalle deformazioni dell ammasso Quelli in vetroresina in caso di forti deformazioni tendono a sfibrarsi ostacolando cos il passaggio della sonda di misura Per quanto sopra si raccomanda di evitare l utilizzo di tubi in PVC e in vetroresina Un installazione inclinometrica prevede le tubi inclinometrici sono formati da assemblaggio giunzione e sigillatura di spezzoni di tubi di lunghezza standa
51. e della spiralatura non deve essere considerata come una prassi di default in particolare se non vi sono indicazioni di spostamento ed a maggior ragione in presenza di misure che indicano la presenza di potenziali errori Infatti tutte le operazioni di controllo e pulizia degli errori sistematici devono essere eseguite prima della correzione della spiralatura perch con tale procedura vengono mescolate le letture degli assi A A1 A3 e B B1 B3 che possono contenere errori sistematici anche significativi La spiralatura non fornisce un contributo in termini di errore alla risultante della magnitudo di spostamento per tale ragione la correzione della spiralatura non rientra tra le procedure di correzione degli errori sistematici ed utile per una pi precisa rappresentazione dei dati in quanto gli assi vengono ri orientati in maniera corretta Si precisa che la definizione di azimut inclinometrico differisce dall azimut geografico che corrisponde all angolo calcolato in senso orario di una determinata direzione e che assume sempre segno positivo e valore compreso tra 0 e 360 71
52. e per circa 5 10 inserimento del primo tubo nel manicotto e rivettaggio inserimento del secondo tubo e rivettaggio procedere con un abbondante fasciatura del giunto con nastro adesivo autovulcanizzante in particolare modo sui bordi e sopra i rivetti evitando bruschi movimenti assemblaggio della valvola tappo di fondo sul primo spezzone di tubo con annotazione della lunghezza totale e montaggio del primo manicotto fissaggio dell estremit inferiore del tubo per l iniezione della miscela cementizia nel caso in cui il tappo di fondo sia provvisto di apposita valvola unidirezionale per l iniezione della miscela quest ultima operazione non sar necessaria Se viene scelto il metodo di iniezione dal basso mediante tubazione esterna alla colonna occorre nastrare il tubo di iniezione ai diversi spezzoni della colonna inclinometrica inserimento del primo spezzone cosi predisposto nella perforazione in terreni sotto falda riempire il tubo di acqua per contrastare la spinta di Archimede e favorirne l affondamento bloccaggio del tubo con la cravatta pinza serraglio avendo cura di non deformarlo e di permettere la fuoriuscita di circa 40 50 cm di tubo pi il manicotto di giunzione inserimento dello spezzone successivo e foratura incollaggio rivettatura e sigillatura del giunto 26 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA g calaggio della colonna nel foro fino a fare sporgere 40 50 cm d
53. ecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA Grafico del checksum Questo grafico mostra il valore del checksum per ogni intervallo di lettura e malgrado non tutti i programmi commerciali ne prevedano la rappresentazione esso di grande utilit per valutare la qualit del dataset Come gi evidenziato i picchi della curva indicano letture di scarsa qualit anche se in alcuni casi possono rappresentare un elemento caratteristico dell installazione se si ripetono in maniera costante nei dataset successivi relativi alle diverse letture di esercizio nella medesima installazione Depth in feet Depth in feet Fig 31 100 60 20 20 60 100 100 60 20 20 60 100 Checksum rdg unit Difference Checksum rdg unit In figura 31B viene mostrato un grafico particolare quello della differenza del checksum tra un dataset di letture e la lettura iniziale questo grafico elimina gli elementi caratteristici della tubazione ed evidenzia i cambiamenti nel valore del checksum che rappresentano potenziali fonti di errore nelle letture 51 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA E 3 Report di monitoraggio Al termine della lettura di zero dovr essere consegnata la seguente documentazione a monografia di ogni installazione per i contenuti vedi Documentazione di collaudo B 3 1 tale monografia riprender in sostanza quanto gi ricompreso nella documentazione di collaudo ma dovr es
54. el trapano rivetti collante etc verifica della quota fondo foro Modalit esecutive di installazione La posa in opera dei tubi inclinometrici deve seguire le modalit standardizzate sottoriportate a lavaggio accurato del foro di Fig 15 sondaggio con acqua pulita o con getto d aria Sealant b preassemblaggio degli spezzoni di tubo di 3 metri per formare il primo E segmeneto di 6 m terminanti to ad un estremo con un F manicotto fig 15 le giunzioni devono essere manicotto Tubo inclinometrico Inclinometer casing Sigillante E 3 Trapano Drilling machine Rivetto Coupling c realizzate secondo le N Rope seguenti modalit Ilf o L q inserimento del gt manicotto sul tubo per ppt meta della sua di Zi LI lunghezza 9 esecuzione dei fori per i esi rivetti Minimo 8 per ogni Pop rivet machine giunzione a meno che non si utilizzino i manicotti preforati introduzione dell altro tubo ed esecuzione dei fori mantenendo in posizione il manicotto mediante inserimento provvisorio di rivetti 25 f Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA rimozione del manicotto stesura di un sottile strato di mastice o di idoneo collante all estremit dei tubi da giuntare per una lunghezza di circa 15 cm ed attender
55. ene individuata la quota del piano di scivolamento per monitorarne le caratteristiche cinematiche E opportuno utilizzare tutti i dataset di lettura disponibili per aumentare l affidabilit del tasso di spostamento Allo stesso modo del grafico di spostamento incrementale minimizza gli errori sistematici Angolo gradi Risultante spost mm 1009 0 1500 0 2009 0 o 39 500 0 T Deviazione cumulativa Spostamento assoluto a i i n Diversamente dalle tipologie illustrate in precedenza il grafico della deviazione cumulativa non di tipo differenziale cio non rappresenta il raffronto tra una o pi misure di esercizio e la lettura di zero ma visualizza una grandezza assoluta riferita ad un solo dataset solitamente quello di riferimento TR EA N E e e e K 24 0 26 0 28 0 30 0 30 0 32 0 32 0 Questo grafico mostra il profilo del tubo inclinometrico rispetto alla verticale Dato che l inclinazione della tubazione pu contribuire alla generazione degli errori 36 0 38 0 42 0 T o DS to 44 0 FS PI Lo bd pg E pe poi pa RI fi 9 pg CI pa hi on E pt pal DI pa i TREO RIT VOTA RTRT OR RT I TOT 46 0 gt im m 000 12 12 2006 49 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA sistematici il grafico della deviazione cumulativa viene utilizzato per la diagnosi e la correzione degli errori di rotazione rotation errors Il grafic
56. er ottenere valori attendibili necessario che la base del tubo inclinometrico sia immorsata in CRCR terreno stabile e per almeno 5 con guide interne metri Gli spostamenti nel terreno sono determinati attraverso la comparazione delle misure di esercizio ripetute nel tempo rispetto alla posizione iniziale misura di zero 2 1 Descrizione della strumentazione removibile Il sistema inclinometrico figg 4 6 include il tubo inclinometrico installato in un foro di sondaggio che attraversa livelli di sospetto movimento nel sottosuolo E dotato di quattro guide disposte in corrispondenza dei 4 quadranti N S E W che consentono oltre alla corretta orientazione del tubo stesso rispetto al Nord l esecuzione di misurazioni ripetibili nel tempo tubi inclinometrici possono essere di materiali diversi ed avere diametri variabili La scelta del materiale e del diametro viene effettuata in base alle caratteristiche del sito e delle disponibilit economiche Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE GENERALE una carrucola dotata di strozzacavo vedi fig 3 da installare sulla testa del tubo L uso della carrucola opportuno ogniqualvolta sia possibile in quanto garantisce di evitare l eccessivo piegamento del cavo in corrispondenza del testa tubo oltre a bloccare il cavo in fase di acquisizione di ogni singola misura una sonda inclinometrica biassiale portatile costituita da un corpo di acciaio inox e dota
57. esentazione del pozzetto e di punti di riferimento riconoscibili e rilocalizzabili edifici e o infrastrutture di vario genere se presenti o elementi naturali tipo rocce alberi ecc orientamento della guida A1 rispetto al Nord magnetico comprensivo dell indicazione dell angolo azimutale inclinometrico secondo la convenzione definita nella presente Raccomandazione schema della numerazione delle guide una fotografia che illustri la testa del tubo con visibile la guida A1 adeguatamente contrassegnata affiancata da una bussola e ben evidenziata la direzione del Nord magnetico stratigrafia del sondaggio per fori di sondaggio eseguiti a carotaggio continuo fotografie ad alta qualit delle cassette di sondaggio tipologia del tubo e dei manicotti di raccordo installati e lunghezza spezzoni qualora vengano utilizzati spezzoni diversi da 3 metri lunghezza dello spezzone di tubo pi superficiale quello che viene tagliato per completare l installazione e lunghezza dell elevazione rispetto al livello del terreno della bocca tubo caratteristiche della miscela utilizzata per la cementazione del tubo e quantit assorbita durante la cementazione schema di installazione nel foro del tubo inclinometrico breve rapporto sulle modalit di realizzazione del foro data di perforazione tipo di riempimento del foro eventuali problematiche registrate in fase di perforazione la profondit alla quale si raggiunto
58. fondo scala Esempio uno strumento che ha un segnale di fondo scala pari a 16 mA e sta misurando alla temperatura di 20 C una grandezza cui corrisponde un segnale pari a 10 2 mA ed ha una deriva termica di 0 01 f s C Alla temperatura di 35 C fornir un valore pari a 10 224 mA pur non essendosi modificato il valore della grandezza misurata Isteresi Ysteresis La propriet di uno strumento che si evidenzia con la dipendenza del valore generato per una determinata variazione della grandezza misurata dalla storia delle precedenti variazioni e dalla direzione della attuale misura crescente o decrescente E definita come la massima ampiezza dell intervallo tra le misure in salita ed in discesa per un ciclo completo di misura della grandezza variabile esclusi fenomeni di transitorio Viene normalmente espressa come valore assoluto percentuale del campo di misura o del fondo scala Esempio uno strumento che ha un range di 30 ed un ampiezza massima tra salita e discesa per uno stesso valore della grandezza misurata di 0 005 ha un isteresi pari a 0 005 o dello 0 016 f s Linearit Linearity La massima deviazione della curva di calibrazione media delle misure in salita ed in discesa dalla retta di interpolazione che rende minima la deviazione stessa Molti degli strumenti utilizzati hanno teoricamente un uscita lineare La non linearit esprime la l entit dalla differenza tra il comportamento teorico e quello
59. formati standard PRNfile RPPfile ORIfile INCLIfile Il file si compone di sezioni delimitate da parole chiave La prima sezione sempre costituita dai dati generali del tubo esaminato segue poi una sezione relativa al dataset di lettura 55 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA 4 Il sensore inclinometrico servoassistito costituito fondamentalmente da un magnete una bobina mobile una massa di sbilanciamento e un rilevatore di posizione Il principio di lettura basato sulla misura di un segnale elettrico proporzionale al seno dell angolo tra la verticale e l asse dell accelerometro In pratica nel momento in cui l asse della bobina non pi verticale nasce una componente f della forza di gravita ortogonale alla verticale che provoca la rotazione della bobina che a sua volta genera un segnale elettrico in un rilevatore di posizione Tale segnale confrontato con un segnale di riferimento genera una corrente i che riporta la bobina nella posizione di zero In definitiva la corrente necessaria a riportare nella posizione iniziale la bobina mobile proporzionale alla forza che tende a farla ruotare ossia alla componente fdella forza di gravita e quindi all angolo d inclinazione a Ulteriori dettagli operativi circa l installazione di tubi inclinometrci i riferimenti sono riportati in Callotta et al 1990 Il controllo della stabilit dei pendii mediante l installazione di tubi inclinometrc
60. frane grandi rilevati fronti di scavo e per la verifica dell efficienza di interventi di consolidamento realizzati o da realizzarsi es opere provvisionali Ground Profile Prior to Slip Inclinometer _ Ground Profile in Wall E After Slip x AN AAE U Lj_ I 1 I l I I d I Slip Plane N I T Ground Anchor I I I I 1 Ga pal Controllo stabilit pendii naturali e scavi h 3 Controllo stabilit rilevati Controllo stabilit scavi ed efficienza opere provvisionali rr Controllo stabilit terreni al contorno gallerie G Potential Slip Piane Firm Soil Fig 5 Esempi pratici di installazioni inclinometriche 2 3 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE GENERALE Nel campo del monitoraggio geotecnico dei versanti i tubi inclinometri controllando gli spostamenti orizzontali forniscono una misura diretta della stabilit del sito che pu essere cos verificata attraverso campagne periodiche di monitoraggio o mediante sistemi di monitoraggio in continuo In quest ultimo caso vengono installate entro la tubazione inclinometrica un certo numero di sonde inclinometriche fisse simili a quelle removibili collocate a profondit alle quali ci si aspetta che avvenga il movimento solitamente determinate a seguito di misure sonde rimovibili Le sonde fisse sono connesse a
61. i e in Dunnicliff 1993 Geothecnical Instrumentation for Monitoring Field Performance Ad esempio se la variazione dell inclinazione tra due intervalli di lettura successive pari a 2 gradi e la sonda posizionata a 25 mm dalla profondit corretta l errore sulla lettura dovuto al posizionamento potrebbe essere pari 1 mm 7 La relativa facilit con cui le letture inclinometriche vengono effettuate la registrazione automatica e l elaborazione dei dati attraverso software preconfezionati consentono di produrre buoni risultati in tempi rapidi ma alimentano contemporaneamente la tentazione di rilasciare rapporti di monitoraggio senza aver effettuato un adeguato controllo dei data set acquisiti Mikkelsen P E 2003 8 valori di deviazione standard delle checksum usualmente non sono superiori a 8 per l asse A ed a 16 per l asse B 56 PARTE SECONDA Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE SECONDA PARTE SECONDA A CONVENZIONI DEGLI ASSI E DELLE GUIDE DA ADOTTARSI PER LO SVOLGIMENTO DELLE LETTURE A 1 Orientazione degli assi Le misure e le relative elaborazioni sono riferite ad un sistema di assi cartesiani X Y cos orientato Fig 32 NI Asse Y gt NORD geografico I Z Asse X gt EST geografico A 2 Orientazione delle guide convenzione azimutale Si considera l orientazione angolare della guida di riferimento guida 1 rispe
62. i acquisizione utilizzata qualora durante una misura non si dovesse riuscire ad eseguire le letture fino alla profondit di origine della tubazione si proceder ad appoggiare la sonda sul punto di massima profondit comunque raggiungibile e si annoteranno accuratamente i dati di inclinazione e la distanza in centimetri dalla lettura completa pi profonda recupero della sonda inclinometrica e una volta in superficie rotazione della stessa di 180 e nuovo inserimento della stessa nel tubo inclinometrico con la rotella di riferimento nella guida A3 opposta alla guida A1 esecuzione delle letture secondo le modalit gi descritte per l esecuzione delle letture sulle 4 guide una volta terminata l acquisizione dei dati sulla guida A3 vengono eseguiti i cicli di letture nelle altre guide nell ordine A2 e A4 una volta recuperata la sonda fino al piano campagna rotazione della stessa di 90 in senso antiorario rispetto alla guida A3 e nuovo inserimento della stessa nel tubo inclinometrico con la rotella di riferimento nella guida A2 esecuzione delle letture recupero della sonda inclinometrica e una volta arrivata in superficie rotazione della stessa di 180 e nuovo inserimento della stessa nel tubo inclinometrico con la rotella di riferimento nella guida A4 opposta alla guida A2 esecuzione delle letture Per l eventuale esecuzione delle letture di esercizio sulle due guide una volta terminata
63. i lettura 3 La guida A1 viene anche indicata come A0 Nel presente documento si utilizza esclusivamente la dizione A1 La guida coniugata definita A3 che viene anche indicata come A180 15 PARTE PRIMA Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA PARTE PRIMA A RACCOMANDAZIONI RELATIVE ALLE SPECIFICHE TECNICHE DELLA STRUMENTAZIONE A 1 Tubi e manicotti I tubi inclinometrici sono tubi specifici dotati di 4 guide che individuano i 4 quadranti di 90 e che consentono l inserimento ed il passaggio delle sonde inclinometriche Si raccomanda che le guide di misura dei tubi inclinometrici abbiano scanalature profonde almeno 2 mm per consentire uno stabile posizionamento della sonda nel tubo ed evitare cos scarrucolamenti La tipologia di tipo di tubo da installare in commercio esistono tubi di diversi diametri e di differenti materiali costruttivi dipende dagli aspetti ambientali temperatura caratteristiche chimiche del terreno ecc e delle finalit del monitoraggio durata temporale precisione richiesta ecc La scelta del diametro esterno del tubo in commercio variano fra 48 50 mm e 85 87 mm dipende essenzialmente dalle finalit del monitoraggio e dalla durata prevista per il monitoraggio di frane dove ci si attendono rilevanti deformazioni sar opportuno optare per tubi di grande diametro mentre per il monitoraggio di rilevati in terra strutture in cemento armato o versanti in roccia
64. i sensori la variazione dell assetto dei sensori inclinometrici dovuta alla costruzione meccanica dello strumento la variazione dei valori di zero ovvero di taratura dei sensori stessi gli errori dovuti alla spiralatura delle tubazioni ovvero di torsione delle guide dei tubi inclinometrici Tale spiralatura dovuta sia al processo di costruzione dei tubi sia al non perfetto allineamento dei vari spezzoni di tubo nonch alle operazioni di recupero dei rivestimenti provvisori del foro di sondaggio usati durante la perforazione Sono causa di errori accidentali la variazione dell assetto della sonda dovuto a variazioni di tolleranza meccanica tra ruote e guide a causa di deposizioni incrostazioni giunti ecc la scarsa precisione nella determinazione della quota della sonda 2 4 Significato delle misure inclinometriche Come gi detto il tubo inclinometrico dispone di quattro guide lungo le quali scorre la sonda e durante la misurazione il piano in cui giacciono le ruote definisce l asse A della sonda mentre quello ortogonale definisce l asse B L inclinazione della sonda definisce un segnale sugli assi A e B a seconda delle convenzioni adottate dal sistema di riferimento il valore misurato pu essere negativo o positivo vedi Parte Il numeri visualizzati sul display digitale dell unita di lettura della sonda corrispondono a valori di inclinazione del tubo rispetto alla verticale
65. i spostamenti Riferimento 000 01 06 2004 incrementali minimizza gli errori sa alia di z sistematici poich il valore oep r 5 i rappresentato affetto unicamente dalla frazione di errore riferito alla quota corrispondente e non contiene la somma cumulata come nel caso del grafico precedente 8 0 x Deriva di testa x tubo Nella figura 27 si evidenzia la presenza di picchi minori che se osservati con attenzione si presentano ad intervalli regolari di 15 0 f circa 3 metri ovvero IN io corrispondenza delle giunzioni degli spezzoni di tubo e ovviamente non rappresentano spostamenti reali Il grafico mostra in maniera 250 evidente il fenomeno della deriva di testa tubo che si verifica normalmente entro i primi 3 metri Tm dal p c dovuto a cause indipendenti da dinamiche gravitative e relative invece a problemi di installazione Si richiama pertanto quanto indicato nella sezione relativa alle procedure di installazione in cui si evidenziava la necessit di incamiciare la parte sommitale della colonna inclinometrica con un tubo in PVC da edilizia La deriva di testa tubo si traduce in spostamenti apparenti occorre pertanto leggere il grafico in esame con molta attenzione avendo anche cura di confrontarlo con il grafico dello spostamento cumulato onde evitare di incorrere in errate valutazioni itiga tigaia iiti 010 07 08 2007 013 08 04 2008 009 21 03 2007 1
66. i tubo pi il manicotto dopo avere allentato la cravatta bloccaggio del tubo con la cravatta h inserire nel tubo inclinometrico l acqua necessaria per diminuire il galleggiamento dello stesso i completamento della posa della colonna mediante operazioni simili a quelle sopra descritte provvedendo ad intervalli opportuni a fissare al tubo inclinometrico i tubetti di iniezione se previsti ed annotando la lunghezza dei tratti di tubo e la posizione dei manicotti j completata la posa della colonna inserimento all interno del tubo inclinometrico dei tubi di iniezione se previsti che vengono agganciati alla valvola di fondo inizio della cementazione a bassa pressione max 2 bar attraverso il tubo di iniezione o attraverso la valvola di fondo L operazione si considera ultimata dopo avere osservato per un congruo intervallo di tempo la fuoriuscita di miscela in superficie k estrazione del rivestimento di perforazione senza l ausilio della rotazione operando solo a trazione non appena la miscela appare in superficie nella fase di estrazione del rivestimento il rabbocco della miscela potr essere eseguito da testa foro per mantenere il livello costante a p c qualora si noti l abbassamento del livello della miscela il rabbocco dovr continuare nei giorni successivi Occorre inoltre sostenere la colona inclinometrica utilizzando la macchina di perforazione fino a quando la boiacca cementizia ha completato la presa I
67. il piede della sonda la si inclina nella direzione della rotella di riferimento misura negativa quando la si inclina nella direzione opposta Misura B positiva B quando con la sonda in posizione Rotella di riferimento JA verticale tenendo fermo il piede della sonda la si inclina lungo la direzione a 90 in senso orario Sonda vista dall alto gt B rispetto alla direzione della rotella di riferimento misura negativa quando la si inclina lungo la direzione opposta Fig 35 1g 59 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE SECONDA B 4 Costante di sensibilit della sonda K La costante K rappresenta la sensibilit della sonda ovvero il fattore moltiplicativo del valore sen a letto dai sensori della sonda stessa Pu essere impostato in funzione della sonda utilizzata in genere pari a 20 000 o 25 000 B 5 Spiralatura Diversi programmi di elaborazione prevedono l introduzione della spiralatura dei tubi per compensare la variazione di orientazione delle guide con la profondit dovuta alle tolleranze di produzione dei tubi o alle attivit di posa in opera delle colonne inclinometriche Il segno della spiralatura deve essere stabilito con riferimento all orientamento delle guide In genere si utilizza la convenzione di considerare positive le spiralature per cui il tubo ruota alle varie profondit in senso orario rispetto alla sezione di testa L effetto della spiralatura di variare il ri
68. in grado di discernere risolvere una variazione nella grandezza misurata pari a 0 35 kPa Segnale in uscita Output signal Il tipo di segnale fornito da uno strumento Tipici segnali in uscita sono mV mV V V mA Hz Sensibilit Sensitivity Il rapporto tra la variazione del segnale di uscita dello strumento e la variazione della grandezza misurata Esempio uno strumento che ha un range di 350 kPa ed un segnale a fondo scala di 2000 Hz ha una sensibilit pari a 2000 350 5 714 Hz kPa Sensore Sensor Elemento contenuto nello strumento e sensibile alle variazioni della grandezza da misurare Pu essere basato su vari principi di misura che caratterizzano lo strumento Da solo non idoneo alle applicazioni pratiche necessita della meccanica di adattamento e protezione e dell eventuale elettronica Stabilit a lungo termine Long Term Stability La capacit di uno strumento di operare senza subire alcuna modifica che comporti variazioni di segnale non correlate a variazioni della grandezza misurata per un determinato periodo di tempo Strumento Instrument Dispositivo atto alle misura di una determinata grandezza fisica e composto da vari elementi tra i quali il sensore cuore dello strumento la meccanica per il montaggio e l adattamento dello strumento alle condizioni operative e per gli strumenti elettrici l elettronica dispositivo atto ad alimentare il sensore e a fornire un seganle in uscita di caratteristiche
69. ione eseguita esclusivamente tramite rivetti e mastice andrebbe evitata in quanto non garantisce la perfetta sigillatura del giunto E preferibile utilizzare manicotti preforati in fabbrica al fine di assicurare la corretta centratura dei rivetti ed un migliore e pi veloce assemblaggio in cantiere Taluni manicotti di pi moderna concezione sono dotati di o ring di guarnizione che consentono di non utilizzare l adesivo nei tubi in ABS La corretta giunzione e sigillatura degli spezzoni di tubo fondamentale al fine di impedire infiltrazioni di malta cementizia in fase di riempimento del foro del sondaggio eventuali infiltrazioni di cemento nel tubo inclinometrico infatti possono causare l interruzione del tubo stesso determinare errori nelle letture o ancora danneggiare la sonda AI fine di garantire l omogeneit delle misurazioni eseguite lo standard di rifermento per i manicotti riportato in tabella 2 TAB 2 Materiali alluminio ABS Lunghezza 300 mm 200 mm Dimensioni diametro interno guide 87 89 mm Gioco massimo di accoppiamento tra i tubi dovuto al soli manicotti 2 fgiunto L installazione di una colonna inclinometrica deve essere completata con l apposizione di un tappo conico di fondo foro che impedisca eventuali infiltrazioni 17 A 2 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA di cemento La testa del tubo deve essere chiusa con un tappo di testa rimovi
70. ione e velocit di scorrimento di una massa di terreno instabile Lo svolgimento di una misura inclinometrica risulta in genere come un operazione manuale alquanto semplice ed allo stesso modo le letture rappresentate mediante grafici prodotti in automatico da specifici software pe e E applicativi risultano in genere di o immediata visualizzazione e comprensione come ad esempio nel caso della figura 1 che mostra la presenza di uno spostamento a circa 24 metri dal p c AI riguardo esiste un ampia bibliografia 15 15 scientifica circa l utilizzo della strumentazione inclinometrica nonch diverse normative e raccomandazioni di Pen riferimento ISRM ASTM AGI i Folvofamento gt ANISIG che vengono frequentemente richiamate nella redazione delle norme tecniche dei capitolati d appalto nei lavori di indagine geotecnica 20 20 Profondit m 30 30 Fig 1 E anche vero per che a causa di una 100 50 f 50 100 non corretta installazione della tubazione TE inclinometrica delle modalit di zio 31051990 esecuzione delle misure di problemi di MA taratura della sonda removibile i grafici inclinometrici possono risultare di ambigua interpretazione conducendo ad errate valutazioni circa l entit in valore assoluto degli spostamenti rilevati Da ci possono conseguire cos incertezze nella valutazione della pericolosit geomorfologica di un sito qualora sia i
71. ite del sistema di iniezione parte della miscela si depositi all interno della colonna determinando poi problemi durante la fase di lettura In questo caso per prevenire il fenomeno possibile riempire di acqua pulita il tubo di iniezione prima di scollegarlo dal fondo dal fondo della colonna e lasciare rifluire l acqua all interno della colonna per una sua pulizia completa Per le ragioni suesposte la_presente Direttiva consiglia sotto il profilo tecnico la tecnica di riempimento esterna fig 18 esso avviene mediante un tubo di iniezione normalmente di PVC che viene fatto aderire alla tubazione inclinometrica e calato con essa 29 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA Il maggior vantaggio del riempimento eseguito esternamente alla colonna inclinometrica consiste nella impossibilit pratica che parti della miscela aderiscano alle parti interne della colonna inoltre se la fase di riempimento si arresta per perdite di miscela entro sacche terreno pi permeabili o diasclasi della roccia si pu riprendere dopo aver riempito tali vuoti Grout Pump and Mixer Protective 4 la Cover TZIIZHIS ANZIANA g 4 i Bentonite ui Cement FA Grout NZANN Caratteristiche composizionali del riempimento e indicazioni generali La miscela del riempimento anulare generalmente costituita da un mix di cemento bentonite acqua non vi so
72. lisi dati al fine di non incorrere in valutazioni eccessivamente conservative o al contrario sottostimare eventuali spostamenti E buona regola condurre una sessione di monitoraggio inclinometrico avendo cura di minimizzare tutte le possibili cause che possono determinare una bassa qualit delle misure e conseguentemente l insorgenza di errori che anche se risultano molto contenuti e poco significativi sulla singola misura diventano rilevanti in termini di valore assoluto quando cumulati tra loro Qualora nel corso dell esecuzione delle letture tali condizioni non siano garantite e sorgano dubbi sull affidabilit delle misure opportuno non esitare a ripeterle Questo poich le operazioni di correzione e post processing sono alquanto laboriose di non semplice realizzazione ed in ogni caso producono un dataset artificiale derivato a tavolino Da ci discende pertanto l estrema importanza rivestita dalla consapevolezza del grado di accuratezza dei dati che si stanno gestendo e nel contempo dell attenzione che si deve riporre sia nella fase di acquisizione dei dati sul campo sia nella fase di analisi e trattamento Le norme di buona pratica che consentono di limitare le problematiche intrinseche all esecuzione ed interpretazione delle letture sono le seguenti i dati delle letture devono essere analizzati in tempi brevi dalla loro acquisizione in campagna lo stesso giorno o pochi giorni dopo solo cos
73. ll eventuale evoluzione cinematica dell area oggetto di monitoraggio tabella di accettabilit delle letture per ogni singola lettura di esercizio su ogni installazione sul modello dell esempio riportato in Tab 6 al C 3 relazione sintetica a commento della tabella di cui al punto precedente che giustifichi accuratamente la presenza di eventuali valori di norma non accettabili rispetto ai valori limite previsti data set delle letture su supporto informatico nel formato descritto nel D 4 Qualora sia stato necessario intervenire su uno o pi specifici data set provvedendo manualmente in fase di post processing alla correzione di eventuali errori la relazione di cui al punto precedente dovr illustrare puntualmente la tipologia di errore rilevato e corretto e le modalit operative seguite in fase di correzione in questi casi dovranno sempre essere consegnati sia i data set originali sia quelli corretti sia su supporto cartaceo che informatico anche in formato grezzo di interscambio con le specifiche tecniche dettagliate nel D 4 54 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA D 4 Archiviazione dei dati su supporto informatico struttura dei file Viene qui di seguito descritta la struttura generale dei file di dati da utilizzarsi per la consegna delle letture su supporto informatico Nomenclatura dei file Il nome del file in accordo con le convenzioni del sistema operativo MS DOS sar costituito
74. ll esecuzione delle misure C 1 Procedura operativa di esecuzione delle misure Analisi dei Dataset di misure D 1 Accuratezza e precisione delle misure D 2 Accettabilit delle misure D 3 Particolari prescrizioni nella conduzione delle misure inclinometriche Elaborazione e restituzione delle misure Report di monitoraggio E 1 Elaborazione E 2 Rappresentazione grafica delle letture E 3 Report di monitoraggio E 4 Archiviazione dei dati su supporto informatico struttura dei file PARTE SECONDA vom p Convenzioni degli assi e delle guide da adottarsi per lo svolgimento delle letture Convenzioni delle letture Manutenzione del sistema inclinometrico Riconoscimento degli errori sistematici GRUPPO DI LAVORO COSTITUITO DA AUTORI D Bottero F Poggi HANNO COLLABORATO E Scotti G Beccaris REVISIONE TECNICA G Mannucci ARPA Lombardia C Troisi N Negro ARPA Piemonte Regione Liguria Dipartimento Ambiente ARPA Liguria Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE GENERALE Premessa ed obiettivi del documento Nel campo del monitoraggio geotecnico l utilizzo della strumentazione inclinometrica per la misura di movimenti orizzontali nei terreni e negli ammassi rappresenta un sistema consolidato nel tempo ed estremamente diffuso che permette di ottenere misure di elevata precisione ad un elevato grado di affidabilit relativamente a profondit direz
75. lla definizione del modello geologico della frana spessore della zona di taglio deformazione utile per la progettazione di opere di consolidamento che devono attraversare la zona di Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE GENERALE scorrimento per la selezione di campioni da inviare ai laboratori geotecnici o per il posizionamento di una sonda inclinometrica fissa valore entit di spostamento misurato nella zona di taglio tasso di spostamento necessario per valutare il coefficiente di sicurezza attuale nelle verifiche di stabilit condotte in back analysis per misurare la variazione di spostamento a seguito di eventi meteorici o di altre cause innescanti per confermare la stasi del fenomeno a seguito ad esempio della realizzazione di interventi di consolidamento direzione di spostamento da considerare che in grossi corpi di frana pu anche variare a causa di movimenti differenziali per l innesco di corpi franosi secondari aventi tipologie e cinematiche anche diversi da quello principale L accuratezza delle misure inclinometriche dipende sia dalla qualit della strumentazione sia dalla cura prestata in fase di esecuzione delle misure Ad esse infatti sono associabili due distinte categorie di errori sistematici ed accidentali random In particolare sono causa di errori sistematici la variazione della sensibilit delle apparecchiature di misura derive di temperatura e invecchiamento de
76. m per l asse A devono essere compresi fra 10 digit rispetto al valore medio delle checksum per questo asse Esempio il valore medio delle checksum per l asse A in un tubo inclinometrico pari a 4 i valori di 41 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA checksum delle singole misure all interno di un data set dovranno essere compresi fra 6 e 14 Per quanto attiene l asse B l intervallo di ammissibilit doppio cio 20 digit rispetto al valore medio delle checksum per questo asse In sostanza questo controllo consente di evidenziare immediatamente l eventuale presenza di picchi anomali dei valori di checksum nelle singole letture relative ai vari intervalli di profondit Relativamente al parametro di scostamento della deviazione standard b invece la letteratura riporta che i valori di deviazione standard delle checksum sui due assi dovrebbero essere compresi fra 3 5 unit rispetto al valore di deviazione standard dell asse omologo per la lettura di zero Esempio per la lettura di zero di una installazione inclinometrica data il valore di deviazione standard delle checksum per l asse A pari a 6 e per l asse B a 13 le letture di esercizio per essere ammissibili dovranno avere valori di deviazione standard non superiori a 11 per l asse A e 18 per l asse B TAB 6 Esempio di tabella per la verifica della qualit dei dati LOCALITA GENOVA I
77. ma simulando uno spostamento 28 30 In linea generale ogni volta che il grafico rappresenta curve a con forme anomale fortemente inclinate e molto disperse x Shedriohe occorre procedere ad una valutazione della validit del s dataset ed alla ricerca di eventuali errori sistematici 38 40 Quando in un grafico vengono rappresentati molti dataset la 42 lettura pu risultare difficoltosa in tali casi pu essere 44 opportuno rappresentare solo un numero contenuto di dataset 46 significativi 48 Fig 24 Elatiorazione differenziale integrale dal basso Riferimento 000 01 06 2004 Risuitante spost mm Angolo gradi oo o Solitamente parallelamente a questo grafico viene anche rappresentato un diagramma che mostra la direzione azimutale del vettore risultante di spostamento per ogni intervallo di lettura lungo tutto lo sviluppo della tubazione Come nel caso di fig 25 qualora si registri la presenza di un piano di scivolamento ad una data quota questo grafico dovrebbe mostare un andamento casuale con forti oscillazioni nella parte stabile sotto la superficie di taglio mentre al di 29 0 20 0 m m 097 20 1 172003 990121 03 2007 91004 102007 11 25 02 2008 46 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA sopra si dovrebbe rilevare una netta isorientazione della direzione azimutale del vettore di spostamento Ovviamente la isorientazione dovrebbe avvenire grosso modo
78. n corso una campagna di monitoraggio geotecnica ovvero un non corretto approccio nella risoluzione dei problemi 29 07 1992 22 10 1992 18 10 1993 26 10 1994 Affinch la misura inclinometrica risulti effettivamente accurata e pertanto sia significativa ed affidabile occorre che gli operatori chiamati a svolgere le diverse fasi di installazione di lettura e di analisi dei dati siano dotati di elevata professionalit e specifiche competenze tecnico scientifiche D altro canto la necessit di rispettare procedure standardizzate redatte nel tempo da organismi tecnici diversi non sempre coordinate tra loro rende la pratica corrente spesso disomogenea La Direttiva Tecnica ha quindi lo scopo di raccogliere ed omogeneizzare le diverse procedure operative indicate nelle norme tecniche vigenti e le regole di buona pratica concernenti l installazione della tubazione le modalit esecutive delle misure le specifiche tecniche la manutenzione ed uso della strumentazione la presentazione dei report di monitoraggio e l analisi di una Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE GENERALE serie di misure per individuare eventuali errori sistematici di cui tener conto nella interpretazione dei dati La Direttiva si articola in una prima parte che contiene indirizzi vincolanti e in una seconda parte che illustra principi e regole applicative ove sono riportate le convenzioni di orientazione del sistema inclinometrico le
79. n le caratteristiche tecniche specificate al A 2 della presente Direttiva per il controllo della verticalit Per le installazioni profonde con tubi maggiori di 30 metri necessario utilizzare anche una sonda spiralometrica a controllo meccanico od elettronico che consente di misurare l azimut del tubo in ogni sezione con una sensibilit non inferiore a 0 17m Il controllo verr eseguito calando nel foro la erwt 3 sonda testimone facendola scorrere lungo le due guide del tubo fino a fondo foro 31 B 3 1 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA estraendola e quindi ripetendo l operazione un altra volta dopo aver ruotato la sonda di 90 Il tubo inclinometrico dichiarato idoneo solo se la sonda testimone sar passata in tutte e quattro le guide senza incontrare ostacoli sia in discesa sia in risalita Successivamente dovranno essere anche verificate la verticalit e la spiralatura del tubo il tubo inclinometrico ritenuto idoneo se la deviazione dalla verticale rilevata sar minore o uguale al 2 5 e la spiralatura totale sar inferiore a 0 57metro lineare Nell ambito della fase di collaudo si rileva l opportunit di ricorrere specie in caso di contenzioso all uso della sonda televisiva al fine di verificare de facto lo stato d idoneit della tubazione inclinometrica Durante il collaudo potr essere anche identificata la guida di riferimento guida A1 adottand
80. ne Conseguentemente quando dal grafico dei checksum viene evidenziata la deriva di warm up drift qualora venga utilizzata una 7 centralina che ne consenta la visualizzazione Col gi in fase di acquisizione sarebbe opportuno 5 17 95 scartare il dataset e ripetere immediatamente le 160 2 misure 100 120 ldentificazione del bias shift error L errore viene identificato graficamente attraverso il confronto della forma delle curve dello spostamento incrementale e dello spostamento cumulativo che sono di seguito rappresentate tipo 1 il valore di bias viene Spostamento Spostamento alterato nel passaggio tra le incrementale PADER letture O e 180 in questo caso i valori del checksum risultano relativamente costanti questa la forma pi comune e la pi semplice da correggere 64 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE SECONDA tipo 2 il valore di bias viene alterato una volta durante lo scorrimento lungo la tubazione senza che sia possibile discernere se ci accaduto durante le letture 0 o 180 Il checksum risulta alterato per un tratto dopodich ritorna ad essere costante tipo 3 il checksum risulta deviato due volte In genere l errore di bias shitf presenta un valore relativamente piccolo solitamente inferiore a 25 digit 0 25 mm ed nettamente distinguibile e differente dagli spostamenti reali i quali tendono ad essere pi elevati in valore assoluto e dovreb
81. ngo periodo la sonda ed i suoi accessori vanno immagazzinati in luogo asciutto La sonda per quanto possibile va immagazzinata sempre in posizione verticale 61 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE SECONDA Manutenzione cavo Il continuo svolgimento e riavvolgimento del cavo pu provocare se impropriamente effettuato stiramenti e arrotolamenti nei conduttori introducendo problemi di difficile e mai tempestiva individuazione Per tali ragioni il cavo deve essere sempre riavvolto sull apposito rullo porta cavo Come per la sonda alla fine di ogni singola campagna di misura pulire il cavo in acqua ed asciugarlo Rimuovere i tappi di protezione dai connettori e pulirli usando le stesse precauzioni adottate per il connettore della sonda Quando non utilizzati proteggere sempre i connettori con i relativi tappi Manutenzione connettori Quando il connettore di misura non usato proteggerlo con il suo cappuccio Non pulire i contatti del connettore con spray lubrificanti o sostanze per la pulizia componenti elettrici componenti chimici di questi prodotti possono infatti corrodere il neoprene presente all interno del connettore Per la pulizia usare cotone imbevuto con una piccola quantit di alcool Non schiacciare o piegare i pin del connettore Manutenzione batteria centraline x Quando l unit non utilizzata per lunghi periodi dovrebbe essere lasciata connessa alla carica Questo assicurer alle ba
82. ni singola lettura di esercizio su ogni installazione sul modello dell esempio riportato in Tab 6 al C 3 elaborazione dati rispetto alla lettura di riferimento secondo il passo con cui e stata effettuata la misura stessa ed alla scala appropriata agli ordini di grandezza riscontrati dei grafici standard e diagnostici precedentemente indicati relativi agli spostamenti assoluti ed alle componenti di spostamento parziale lungo l asse N e lungo l asse E valutazioni circa l accuratezza delle misure e sul loro significato in relazione all eventuale evoluzione cinematica dell area oggetto di monitoraggio relazione sintetica a commento della tabella di cui al punto precedente che giustifichi accuratamente la presenza di eventuali valori di norma non accettabili rispetto ai valori limite previsti 52 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA data set delle letture su supporto informatico nel formato descritto nel D 4 qualora sia stato necessario intervenire su uno o pi specifici data set provvedendo manualmente in fase di post processing alla correzione di eventuali errori la relazione di cui al punto precedente dovr illustrare puntualmente la tipologia di errore rilevato e corretto e le modalit operative seguite in fase di correzione in questi casi dovranno sempre essere consegnati sia i data set originali sia quelli corretti sia su supporto cartaceo che informatico anche in formato grezzo di interscambio
83. niente fissare a 25 mm per 801 Depth in feet Depth in feet 120 140 evidenziare correttamente gli 1601 eventuali spostamenti Fig 23 e filtrare il rumore sli strumentale vedi figura 23B par ili isa oo i 0 014 0 010 0 006 0 002 0 002 0 006 10 06 02 02 06 190 Qualora le misure di esercizio vengano svolte sulle due guide A1 A3 B1 B3 importante nella fase di elaborazione rispetto alla misura di zero procedere preliminarmente al congelamento delle letture delle guide della misura di zero successivamente non utilizzate 45 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA Spostamento cumulativo Il grafico rappresenta lo spostamento totale per ciascuna serie di letture riferite alla misura di zero Su distinti grafici vengono espresse le componenti di spostamento lungo i due assi principali A e B nonch la risultante di spostamento Questo grafico consente di evidenziare in maniera palese la presenza di un piano di scivolamento e la relativa quota ove esso sia presente Lateral movement inch E anche possibile che in luogo di un piano netto venga 0 l rappresentata una zona di taglio shear zone caratterizzata 20 da un andamento curvo piuttosto che da un piano netto vedi 22 figura 24 in tal caso occorre un attenta verifica sul dataset 24 vi eine poich anche la presenza di errori sistematici cumulati pu 26 determinare tale for
84. no degli standards definiti per le miscele che generalmente variano a seconda dei tipi di suoli vedi Tab 5 derivata da Landslides in Practice D H Cornforth TAB 5 Mikkelsen 2002 Landslide Tecnology Miscela Standard COMPONENTI Do Terreni da Terreni Terreni Terreni soffici edia duri soffici rigidi 100 parti Acqua 284 It 113 It 132 It 132 It 5 10 parti Bentonite 42 Kg 42 Kg 42 Kg 85 Kg 20 30 parti ia Cemento 18 Kg 11Kg 11 17 Kg 5 7 Kg 10 parti Sabbia fine 28 giorni per la Alla pressione Alla pressione _ _ maturazione di 0 3 bar di 3 4 bar Nota peso di 1 sacco di cemento 50 Kg la quantit richiesta per ottenere una miscela idonea al pompaggio cemento pozzolanico 325 30 B 3 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA In ammassi molto rigidi poco fessurati talora si fa ricorso a boiacca pi grassa in cui viene aumenta la frazione di cemento a discapito della sabbia Per terreni a comportamento plastico e o viscoso con prevalente frazione coesiva dovr essere prevista una cementazione meno rigida aggiungendo sabbia fino ad eliminare del tutto il cemento In presenza di ghiaie permeabili cavit sotterranee flussi di falda e una elevata fratturazione del substrato occorre predisporre invece una miscela molto viscosa mescolata con inclusi di ghiaia fine o sabbia e o acceleranti In linea generale la cementazione con boiacca sempre preferibile specie per ammassi rocciosi
85. note e controllate Validazione Operazione che permette di definire se una misura da considerarsi attendibile in termini strumentali Bibliografia Bruzzi D Pezzetti G e Piccoli S 1986 La strumentazione geotecnica nel monitoraggio dei movimenti franosi profondi XVI CNG Bologna pagg 153 164 Bruzzi D 1994 Sistemi di monitoraggio Atti del Il corso di aggiornamento professionale Ordine dei Geologi della Toscana pagg 1 7 Bringiotti M Bottero D 1999 Consolidamenti e fondazioni Ed PEI 574 pagg Collotta T Ghini D Lazzari A Neri A e Moretti P C 1987 Il controllo della stabilit dei pendii mediante installazione di tubi inclinometrici Autostrade anno XXIX n 11 12 13 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE GENERALE Cornforth Derek H 2005 Landslides in Practice Wiley pagg 70 82 Devin P Frassoni A e Rossi P P 1988 La strumentazione per il controllo e l osservazione dei movimenti di versante Secondo ciclo di conferenze di meccanica e ingegneria delle rocce Politecnico di Torino pagg 5 1 5 21 Di Biagio E Pezzetti G e Bruzzi D 1999 Classification certification and specification of instruments for field measurements Proceedings of FMGM Singapore Dunnicliff J 1993 Geotechnical instrumentation for monitoring field performance Wiley amp Sons 577 pagg Dunnicliff J 1995 Keynote p
86. nto della sonda inclinometrica nel tubo inclinometrico e abbassamento della stessa fino a fondo foro il primo inserimento nel tubo dovr avvenire in modo che la rotella di riferimento della sonda scorra lungo la guida A1 precedentemente contrassegnata 35 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA a fondo foro mantenere la sonda ferma per circa 10 minuti in attesa della completa stabilizzazione della sonda nei confronti della temperatura di fondo foro valori che appaiono sul display dovranno cio risultare costanti a meno delle cifre decimali abbassamento sollevamento della sonda fino a far coincidere la prima tacca del cavo con il punto di riferimento selezionato la sonda si trover a circa 0 50 m dal fondo foro le misure dovranno essere eseguite sempre con la tacca del cavo posta in corrispondenza del punto di riferimento inizio delle letture ad intervalli di 0 5 m attendendo sempre qualche secondo ad ogni stazionamento per garantire la stabilizzazione dei valori assicurarsi che la misura pi profonda sia eseguita senza che la sonda inclinometrica tocchi sul fondo nel caso in cui per un errore materiale ci si dovesse rendere conto di aver saltato un intervallo di stazionamento riportare la sonda ad una profondit inferiore di almeno un intervallo rispetto alla lettura saltata quindi riprendere le misure in risalita questa procedura attuabile solo se consentita dal software della centralina d
87. o i modelli pi diffusi e permettono la visualizzazione delle letture sia in termini di spos deviazione lineare che in seno dell angolo di inclinazione mostrano simultaneamente sul video LCD le letture delle due inclinazioni con sonda biassiale e la relativa profondit sono dotati di batterie al Ni Cd dall autonomia elevata hanno una utile retroilluminazione che ne consente l utilizzo anche in condizioni di luce non ottimali possono essere dotate di efficaci riscaldatori interni che permettono letture in condizioni di temperatura alquanto rigide anche 10 hanno elevate capacita di memorizzazione sino a 30 000 letture con registrazione dei dati rilevati su Memoria magnetica e non volatile visualizzano immediatamente i valori degli spostamenti gli scarti tra le letture coniugate con restituzione numerica completa accompagnata dai relativi grafici permettono il collegamento a PC per il trasferimento dei dati registrati Fig 13 Sul display dei Data Logger sono visualizzate le inclinazioni espresse in seno dell angolo amplificate di un fattore detta costante strumentale k definita dal costruttore pari a 20 000 o 25 000 e con coefficiente di deriva termica compreso tra 0 01 e 0 03 fondo scala Al fine di garantire l omogeneit delle misurazioni eseguite opportuno che la centralina di misura abbia le caratteristiche standard indicate nella tabella 4 TAB
88. o lo spostamento displacement del tubo inclinometrico Per calcolare lo spostamento necessario disporre di Si due serie di letture combinate successive To e T4 in pla Cumulativa quanto viene calcolato sottraendo la lettura lA combinata iniziale To alla lettura seguente T P JA dividendo per 2 e moltiplicando per la costante X f strumentale K e moltiplicare per il passo di lettura Lettura combinata corrente T 700 Lettura combinata iniziale To 698 p ida di Spostamento variazione letture X f sin 0 5 metrix 007028 0 02 mm i le 2x 25 000 i fi hai dj Lxsin9 da Lxsin8 z dz Lxsin Lo spostamento incrementale rappresenta il di dalai cambiamento rispetto a ciascun intervallo di misura Lo J spostamento cumulativo fig 11 la somma degli l spostamenti incrementali j Spostamento complessivo SL sin a i I Fig 10 Wp Le Spostamento SO Brondi lungo l asse verticale L passo di lettura Schema esplicativo del principio di funzionamento delle misure inclinometriche verticali Fig 11 11 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE GENERALE 3 Normative e raccomandazioni di riferimento ISRM 1977 Suggested Methods for Monitoring Rock Movements using inclinometers Tiltmeters ASTM D 4622 86 1993 Standard Test Method for Rock Mass Monitoring Using Inclinometers ASTM D 6230 98 2005 Monitoring Ground Movement Using Probe Type In
89. o relativo all asse A risulter debolmente sensibile anche alle inclinazioni lungo l asse B Depth in meters Questa componente di inclinazione rilevata dal sensore relativo all asse A costituisce l errore di rotazione Tale errore pu pertanto essere definito come la componente di inclinazione sul piano ortogonale di una particolare lettura L andamento tipico di un grafico di spostamento cumulativo affetto da questa tipologia di errore riportato in figura 42 Mikkelsen 2003 e determina una falsa 2 1 92 12 00 00 PM impressione di movimento che potrebbe gg 2182 2900 00 PM invece essere soltanto apparente Oi WO i a Cumulative Displacement mm from 2 1 92 Gli errori di rotazione assumono valori significativi quando si verifica la combinazione di due condizioni Inclinazione significativa gt 2 5 del tubo inclinometrico soprattutto lungo l asse pi prossimo all ortogonalit rispetto alla direzione di massima pendenza del versante che si assume essere grossomodo coincidente con la potenziale direzione di movimento della frana disallineamento del servoaccelerometro dell asse pi prossimo al parallelismo con la direzione di massima pendenza del versante verificatosi successivamente all esecuzione della lettura di zero se si fosse verificato precedentemente tale errore non verrebbe percepito Le cause del disallineamento possono essere molteplici dall usura del carrello e dei
90. o una opportuna convenzione di orientazione delle guide vedi schema in fig 19 rappresentativo della convenzione azimutale Documentazione relativa al collaudo Gli elementi derivanti dal collaudo dovranno essere annotati in un apposito Documento di collaudo che dovr riportare quanto di seguito elencato a informazioni generali commessa cantiere ubicazione Provincia Comune Localit data compilazione nominativo dell operatore a misura di deviazione tubazione dalla verticale a misura della spiralatura se eseguita a monografia di ogni installazione contenente denominazione del tubo ubicazione plano altimetrica del tubo in coordinate geografiche Gauss Boaga WSG84 e UTM ED50 data installazione chiusura con lucchetto S N e riferimenti consegnatario quota assoluta o relativa della estremit superiore del chiusino di protezione profondit misurata riferimento utilizzato per la misura della profondit testa tubo bordo pozzetto ecc e quota o profondit del riferimento rispetto al piano campagna il dato deve essere integrato da un semplice schizzo tipo quello di fig 20 planimetria con l ubicazione del tubo stralcio carta tecnica regionale scala 1 5 000 e descrizione dell accessibilit specificando Localit Strada Provincia 32 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA una fotografia di insieme dell installazione con rappr
91. o viene anche utilizzato per verificare la verticalit del foro ai fini dell accettabilit dello stesso che come gi anticipato non pu superare il 2 5 Nel caso della figura 29 il foro presenta una deviazione dalla verticalit pari a 1300 mm su 46 metri corrispondente al 2 8 che supera di poco il limite dell accettabilit Deviazione incrementale Analogamente alla precedente tipologia di grafico anche in questo caso si tratta della rappresentazione di un unico dataset cio di una misura assoluta Questo grafico rappresenta gli spostamenti laterali della tubazione per ciascun intervallo di letture Idealmente la tubazione dovrebbe essere in condizione di perfetta verticalit Maggiori sono gli scostamenti dalla verticale e maggiore la curvatura della tubazione SI 33 A Axis Gli scostamenti dalla verticale sono potenziali cause della formazione di errori di posizionamento dei livelli di lettura della sonda perci tali grafici vengono utilizzati per verificare T la presenza di questa tipologia di errore depth soli gr error Ad esempio nel caso in esame fig 30 si pu osservare una significativa schiacciatura della colonna inclinometrica nelle porzioni sommitali verosimilmente causate da spinte eccessive in testa durante le manovre di 100 installazione 150 Depth in feet 200 4 Fig 30 B 19 98 300 140 06 02 02 06 10 Incremental Deviation in 50 Manuale T
92. ono entrambe 34 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA affidabili e se il software di calcolo utilizzato lo consente si potr usare la loro media come misura di riferimento In caso contrario si dovranno attentamente analizzare i due data set e quindi scegliere quello valutato essere pi preciso Qualora invece si dovessero riscontrare evidenti anomalie nelle singole letture di entrambi i data set la lettura di zero dovr essere ripetuta A seconda dell importanza dell installazione nell ambito del sito di monitoraggio potr essere anche valutata l opportunit di rilevare la quota assoluta della testa del tubo inclinometrico mediante livellazione di precisione Ai fini della presente Direttiva le letture di esercizio dovranno essere eseguite di norma sulle quattro guide utilizzando sempre in prima battuta la guida A1 A3 e con passo pari a 0 5 m Sulla base di oggettive necessit operative potranno essere svolte letture di esercizio su due guide A1 A3 B1 B3 che dovranno essere preventivamente concordate ed autorizzate dal soggetto committente E importante che anche quando si eseguano letture di esercizio sulle due guide venga svolto un ciclo di letture completo sulle quattro guide almeno due volte in un anno solare In genere le letture si eseguono dal basso risalendo verso la testa del foro ad intervalli di 0 5 m tale procedura consente una rappresentazione pi intuitiva e rigorosa delle def
93. ormazioni spostamenti poich tutte le misure vengono riferite al fondo della colonna inclinometrica intestata nella parte stabile In casi particolari es per i controllo dei corpi di discarica o di frane con una evoluzione veloce per le quali si prevede di perdere in breve tempo il tratto profondo anche possibile procedere dall alto scendendo verso il fondo la procedura analoga a quella dal fondo considerando che in questo caso la prima lettura quella in testa Ai fini della presente Direttiva viene indicato di procedere con la lettura dal basso in ogni caso nei report di monitoraggio dovr essere sempre indicato il metodo scelto per l esecuzione delle misure inclinometriche E inoltre opportuno eseguire sempre preventivamente ad ogni ciclo di misurazione lo stato della tubazione per mezzo della sonda testimone Facendola scorrere lungo le guide della tubazione per tutta la sua lunghezza in modo che si possa verificare l accessibilit delle stesse nonch valutare il rischio di una possibile perdita della sonda per la presenza di eventuali ostruzioni all interno della tubazione C 1 Procedura operativa di esecuzione delle misure Le letture devono essere eseguite secondo le seguenti modalit installazione della carrucola strozzacavo sulla testa del tubo inclinometrico misura ed annotazione della distanza tra la prima tacca di riscontro sul cavo e le ruote superiori della sonda inclinometrica inserime
94. pimento del foro Sarebbe anche auspicabile il coordinamento in corso d opera del consulente a cui e affidata la fase di monitoraggio ed interpretazione dei dati inclinometrici 24 B 2 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA Di seguito vengono indicate le principali operazioni per l installazione di una colonna inclinometrica ed una sintesi delle problematiche derivanti da essa B 1 Controlli ed operazioni preliminari Prima dell inizio della posa in opera bene effettuare i seguenti controlli a accertarsi che le note tecniche del materiale fornito al cantiere rispettino le specifiche di Capitolato ad esempio per quanto concerne la certificazione della spiralatura di fabbrica dei tubi inclinometrici i tubi ed i manicotti non presentino lesioni o schiacciamenti soprattutto nelle parti terminali le guide interne al tubo inclinometrico siano integre e ben profilate le estremit dei tubi e dei manicotti non presentino sbavature tali da compromettere il buon accoppiamento di tubi e lo scorrimento della sonda di misura se utilizzata la valvola di fondo verificare dell efficienza del tubo per l iniezione della miscela di cementazione dalla valvola di fondo ed il corretto montaggio della stessa controllo e preparazione dei componenti per la realizzazione della miscela di cementazione costituita da acqua cemento pozzolanico e bentonite controllo degli utensili per l installazione diametro delle punte d
95. precisione pari a 0 25 f s uno strumento che utilizzato nelle condizioni operative di riferimento fornisce misure che possono essere affette da un errore che sar sempre minore od uguale a 0 25 KN da 0 125 a 0 125 Ripetibilit Repeatability La differenza tra una serie di misure ripetute della stessa grandezza nelle stesse condizioni operative e per lo stesso verso di applicazione in salita in discesa Viene normalmente espressa come non ripetibilit ed definita in termini di del fondo scala Non include gli effetti di isteresi Esempio uno strumento che ha un fondo scala pari a 5 V ed una ripetibilit pari a 0 3 f s uno strumento che se utilizzato nelle condizioni operative previste fornisce per una serie di misure ripetute della stessa grandezza misurata valori che differiscono tra loro per un massimo di 0 15 V Risoluzione Resolution Il minimo intervallo tra due successivi valori che lo strumento in grado di discernere Questo parametro non di rilevante importanza ma viene spesso indicato nelle schede tecniche Viene normalmente espresso in termini di una percentuale del campo di misura o del fondo scala E da tenere presente che in molti casi la risoluzione non da riferirsi tanto allo strumento quanto al sistema di misura Esempio Uno strumento che ha un range di 350 kPa ed una risoluzione pari a 0 1 f s uno strumento che utilizzato nelle condizioni operative di riferimento
96. proiettati sui piani A e B e moltiplicati per una costante strumentale K vedi B 4 e Parte Il a meno dello Lettura asse A y Fig 7 Asse tubo y k sinx b k 25 000 metric k 20 000 English Asse sonda Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE GENERALE sbilanciamento dello zero b chiamato anche bias o zero offset che assume valori diversi per i due assi La figura fig 7 schematizza il significato della lettura sul piano y canale A di seguito definita Lettura asse aB k sin 0 b digit L unit di lettura convenzionali della misura inclinometrica e il digit la conversione metrica da unit di lettura digit a millimetri pari a 0 01 mm digit La lettura coniugata una procedura mediante al quale si svolgono due letture alla stessa quota sulle guide opposte la sonda risulta cos orientata verso la direzione A1 per la prima lettura ed alla direzione A3 posta a 180 rispetto ad A1 per la seconda lettura vedi fig 8 La misura corrispondente all inclinazione del tubo sul piano A detta lettura combinata T e corrisponde alla media in segno delle due letture coniugate vedi esempio seguente Lettura A1 359 Lettura A3 339 Lettura combinata Tn 359 339 2 Il passaggio da valori angolari a spostamenti avviene mediante una funzione trigonometrica di seguito rappresentata 349
97. raccorciamento del cavo a causa di una riparazione In tali casi eventuali errori di posizionamento potranno essere solo individuati Il modo migliore per evitare di incorrere in errori sistematici di questo tipo quello di ricorrere alle buone pratiche di installazione della colonna inclinometrica gi profusamente descritte nella prima parte della Direttiva al fine di evitare che il tubo si deformi ed assuma un assetto curvato Tali cautele dovranno essere adoperate soprattutto nel caso di installazioni molto profonde quando le forze di galleggiamento assumono grandezze significative ed in sondaggi di largo diametro L errore di profondit depth control quello pi difficile da correggere ma deve sempre essere ricercato poich produce anche in terreni stabili spostamenti 70 D 4 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE SECONDA progressivi apparenti Qualora individuato le valutazioni conseguenti devono essere svolte tenendone conto e minimizzandone l influenza SPIRALATURA E buona pratica procedere alla verifica della spiralatura delle installazioni profonde sicuramente maggiori di 30 40 metri o di quelle in cui le tubazioni utilizzate per costituire la colonna non forniscono adeguate garanzie circa un preventivo controllo di fabbrica In generale le specifiche di fabbrica indicano una spiralatura cumulativa variabile tra 0 a 5 per 30 metri di colonna In ogni caso il controllo e specialmente la correzion
98. rd di 3 m poich la corretta installazione degli spezzoni fondamentale al fine di non incorrere in imprecisioni che possono inficiare i risultati del monitoraggio l utilizzo 16 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA di spezzoni di tubo con lunghezza inferiore ai 3 metri deve essere sempre evitato al fine di limitare il numero di giunti nell installazione Al fine di garantire l omogeneit delle misurazioni eseguite lo standard comunemente utilizzato e richiesto dalla presente Direttiva per una perforazione corrente avente diametro 101 mm rappresentato nella tabella 1 TAB 1 spezzoni lunghezza non inferiore a3 m 4 interno tubo 76 mm 9 interno guide 82 mm esterno guide 86 mm Materiale alluminio UNI 3569 66 plastica ABS Massa non inferiore a 1350 g m non inferiore a 600 g m Spessore min 2 mm min 3 mm Eventuali protezione anodizzazione o verniciatura con vernici epossidiche Angolo di spiralatura det lt 0 5 m Assoluta perpendicolarit delle sezioni terminali degli spezzoni di tubo rispetto all asse del tubo con la tolleranza di 1 La giunzione tra gli spezzoni di tubo avviene per mezzo di appositi manicotti fissati agli spezzoni di tubo con adesivi specifici diversi a seconda del materiale costruttivo del tubo silicone e nastro adesivo isolante meglio se autovulcanizzante ovvero resine epossidiche rinforzati con rivetti La giunz
99. renza tra il limite superiore ed il limite inferiore Esempio uno strumento che ha limite inferiore pari a 5 kPa e limite superiore pari a 80 kPa ha un campo di misura o fondo scala pari a 85 kPa Condizioni operative Operating conditions Le condizioni in cui uno strumento si trova ad operare esclusa la grandezza da misurare Si considerano condizioni ambientali la pressione dell ambiente atmosferica o artificiale la temperatura ambiente i campi elettromagnetici il campo gravitazionale l inclinazione di un piano di appoggio la variazione della tensione di alimentazione le radiazioni gli shock e le vibrazioni Le variazioni di queste condizioni sia statiche che dinamiche devono essere considerate nella scelta di uno strumento Controllo Control Insieme dell attivit di monitoraggio e delle azioni successive finalizzate all interpretazione dei dati sperimentali alle previsioni sulle evoluzioni possibili e prevedibili all indicazione degli interventi conseguenti Deriva Drift Variazione non attesa del segnale in uscita non correlata alla variazione della grandezza misurata Tipiche sono le derive nel tempo dovute a modificazioni fisiche dei componenti lo strumento e quella termica che implica una variazione del segnale dello strumento a parit della grandezza misurata in funzione della variazione della temperatura dello strumento Viene normalmente espressa come una percentuale del segnale corrispondente al
100. sere integrata con una sintetica relazione circa la qualit dell installazione e conseguentemente circa il potenziale livello di accuratezza conseguibile a Un rapporto che contenga una sintetica relazione a commento delle letture effettuate che riporti l eventuale esecuzione di serie di letture ripetute su particolari installazioni e l eventuale utilizzo come lettura di riferimento della media di letture diverse sulla medesima installazione i listati delle letture ed i rispettivi valori di checksum sugli assi A e B per ciascun asse i valori di checksum medio minimo e massimo per ciascun asse il valore di deviazione standard del checksum dato caratteristico dell installazione rispetto al quale verranno svolti i test di accettabilit dei dataset delle letture di esercizio definizione della procedura di lettura adottata dal basso o dall alto definizione della convenzione di orientazione degli assi adottata azimutale o anglosassone data set delle letture su supporto informatico nel formato descritto nel D 4 Specifiche della strumentazione di misura sonda centralina marca e modello e numero di matricola copia del certificato di taratura della sonda non antecedente a un anno dalla data di misura e il valore di costante strumentale k i dati di sensibilit nominali della sonda inclinometrica Dopo ogni lettura di esercizio tabella di accettabilit delle letture per og
101. so programma tra le funzionalit accessorie dovrebbe consentire anche la valutazione dei checksum differenza tra una lettura e la coniugata e consentire la stampa delle medie per permettere una rapida valutazione della validit della misura 44 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA E 2 Rappresentazione grafica delle lettute Le diverse tipologie di grafici inclinometrici sono TAB 7 GRAFICI STANDARD GRAFICI DIAGNOSTICI Spostamento cumulativo Deviazione cumulativa Spostamento incrementale Deviazione incrementale Grafici spostamento tempo Checksum e differenza dei checksum Quasi tutti i programmi applicano una scala automatica ai grafici in maniera da rappresentare i valori massimo e minimo del dataset questo automatismo per pu creare problemi interpretativi risultando infatti amplificati anche valori al di sotto della precisione del sistema inclinometrico 8 mm per 30 metri di profondit che di fatto rappresentano il rumore strumentale generando forme ambigue che possono essere associate a spostamenti o indurre a dubitare della qualit dei dati In molti casi in presenza di dataset di buona qualit relativi ad installazioni prive di spostamenti la visualizzazione automatica dei grafici fornisce un risultato simile a quello riportato in figura 23A sufficiente impostare in maniera adeguata il valore di fondo scala che generalmente conve
102. spressi in valori del seno dell angolo rispetto alla verticale moltiplicato per il valore di sensibilit k proprio della sonda eventuali coefficienti di correlazione applicati alla strumentazione utilizzata in fase di rilevazione dati In maniera schematica oltre quanto gi indicato il Report deve contenere denominazione produttore ed eventuali dettagli tecnici relativi al software utilizzato per l elaborazione delle letture schema grafico o immagine fotografica indicante il punto di riferimento utilizzato per definire la quota di stazionamento della lettura inclinometrica e l indicazione del valore di offset di questo dalla superficie topografica definizione della procedura di lettura adottata dal basso o dall alto 53 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA definizione della convenzione di orientazione degli assi adottata azimutale o anglosassone elaborazione dati di tutti i cicli di lettura effettuati nell anno di riferimento ed eventualmente nelle precedenti annualit rispetto alla lettura di riferimento secondo il passo con cui e stata effettuata la misura stessa ed alla scala appropriata agli ordini di grandezza riscontrati dei grafici standard e diagnostici precedentemente indicati relativi agli spostamenti assoluti ed alle componenti di spostamento parziale lungo l asse N e lungo l asse E valutazioni circa l accuratezza delle misure e sul loro significato in relazione a
103. sultato della direzione reale di uno spostamento 60 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE SECONDA MANUTENZIONE DEL SISTEMA INCLINOMETRICO I tubi inclinometrici possono essere soggetti nel tempo oltre che a deformazioni a fenomeni di corrosione intasamento o formazione di incrostazioni in presenza di acque ricche di sali che impediscano il passaggio della sonda inclinometrica in questi casi si pu procedere ad un lavaggio spurgo della colonna inclinometrica per rimuovere le ostruzioni o anche utilizzare appositi scovoli Il lavaggio viene effettuato con un getto di acqua a bassa pressione eventualmente addittivata con tensioattivi o acidi Poich l operazione relativamente complessa sotto il profilo organizzativo ed anche onerosa circa 3 000 4 000 buona norma che venga eseguita una preliminare ispezione mediante telecamera da foro al fine di verificare l opportunit di procedere alla pulizia ed individuare anche il tratto ostruito Occorre inoltre porre attenzione alla manutenzione della testa dei tubi perch non subisca danneggiamenti per urti o schiacciamenti che precludano l accesso della sonda o possano invalidare l eventuale riferimento topografico realizzato a testa tubo Manutenzione della sonda La sonda inclinometrica equipaggiata con sensori di alta precisione Per questa ragione importante maneggiarla con cura evitando urti accidentali sia durante il trasporto che l uso e
104. suo utilizzo rotazione dell allineamento del sensore quest errore determinato dalla combinazione dell inclinazione del tubo con lo scostamento dell allineamento dell asse del sensore Qualsiasi piccola variazione di 39 D 2 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE PRIMA allineamento dell asse del sensore fra le letture di esercizio e la lettura di zero causa di errore quando i tubi inclinometrici presentano sensibili inclinazioni dell asse ortogonale al sensore Con un po di esperienza questi errori possono essere riconosciuti e anche corretti tramite una procedura iterativa errori di posizionamento di profondit la combinazione di significativi valori di curvatura del tubo inclinometrico e variazioni nel posizionamento verticale della sonda in fase di acquisizione delle letture origina questa tipologia di errori La causa delle variazioni nel posizionamento verticale della sonda fra le varie letture eseguite in una medesima installazione sono associate a possibili modificazioni della lunghezza del cavo o spostamenti delle tacche di riferimento oppure pi spesso a cambiamenti della lunghezza del tubo causati dall assestamento del terreno ed a errori materiali degli operatori Anche questi errori possono con un po di esperienza essere riconosciuti ma tuttavia sar necessaria una grande abilit per quantificarne l entit ed anche correggere i data set Accettabilit delle misure
105. t pertanto affetto da un errore di bias shift 63 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE SECONDA Sebbene gi indicate in altre parti del documento si richiamano le cause che determinano l errore di bias bias shift che sono le seguenti scarsa cautela nel maneggiare la sonda una caduta della sonda o urti della stessa determinano variazioni del bias strumentale Ad esempio pu accadere che l operatore urti con la sonda la carrucola ferma cavo quando ruota la sonda per effettuare la prima o seconda lettura coniugata 0 forti variazioni di temperatura lungo lo sviluppo della tubazione inclinometrica warm up drif nei manuali tecnici dei costruttori delle sonde viene consigliato di dare tensione alla centralina quando la sonda si trova al fondo della tubazione ed 404 attendere per almeno 10 minuti prima di iniziare le acquisizioni per consentire alla sonda di riequilibrarsi con la temperatura del foro Se tale indirizzo viene disatteso le letture registrate per i primi 10 minuti saranno affette dall errore di bias shift e quando restituite sul grafico l errore di bias mostrer un movimento apparente nella parte terminale della tubazione 601 801 1 r Mi f Tl 100 E opportuno evidenziare che l errore di bias prodotto dalla deriva termica dei sensori non propriamente sistematico pertanto non vi la garanzia di giungere ad una sua completa eliminazio
106. ta di appositi sensori servoaccelerometrici ovvero sensori MEMS per la misura dell inclinazione servoaccelerometri sono disposti sui due piani ortogonali tra loro dei quali uno parallelo alle scanalature di guida del tubo inclinometrico e l altro perpendicolare ad esse e sono solidali a due carrelli provvisti di rotelle posizionati ad una distanza di 50 cm uno dall altro Questi carrelli sono progettati per far scorrere la sonda lungo le quattro guide di cui dotato il tubo inclinometrico e permettono alla sonda stessa di acquisire le inclinazioni rispetto alla verticale figg 2 10 Il piano in cui giacciono le ruote definisce l asse A della sonda mentre quello ortogonale definisce l asse B una centralina portatile digitale di misura Datalogger per la lettura e l acquisizione dei dati un cavo elettrico di collegamento tra la sonda inclinometrica e la centralina di misura con relativo rullo avvolgicavo Il cavo ha anima di acciaio per minimizzare i fenomeni di allungamento ed rivestito di neoprene per garantire la massima flessibilit anche alle basse temperature Il cavo graduato con tacche di riferimento ogni 0 50 cm al fine di garantire la precisione del posizionamento della sonda Le tacche di riferimento sono calibrate sul punto medio della sonda una sonda definita testimone per il controllo della accessibilit dei tubi inclinometrici prima dell inizio di una serie di misure Tale
107. termica o Checksum B Checksum A Il Checksum costituisce pertanto il primo strumento di controllo per verificare la qualit ed attendibilit delle letture n N ro Mis O0C N ro Mis 001 amp N ro M s D02 I controlli si esplicano nella verifica di due parametri principali a lo scostamento dei valori di checksum dei singoli intervalli di lettura rispetto alla checksum media per entrambi gli assi nell ambito della stessa lettura oggetto di verifica b lo scostamento della deviazione standard dei valori di checksum della lettura di esercizio oggetto di verifica rispetto a quelli della lettura di zero per entrambi gli assi gni Dia 3 diet SONS e sth od C l e pre e ti gt gt dci nice ii F Tu ate RAMO PIC te ZII init yaa L UA SN go a My yy ampi Il controllo di entrambi i parametri sono immediatamente eseguibili anche sul terreno qualora si utilizzi una centralina che ne consenta la visualizzazione in real time in quanto i report delle letture solitamente riportano in coda al listato delle acquisizioni i valori della media e della deviazione standard del checksum nonch il massimo ed il minimo registrato nell ambito di una data lettura Per quanto attiene il parametro di scostamento dei valori di checksum a la letteratura esistente in materia stabilisce che affinch una lettura inclinometrica sia accettabile i valori di checksu
108. tterie un mantenimento della carica propria e quindi una riduzione del rischio di batterie scariche In generale per la tipologia di batterie utilizzate non vi sono problemi se l unit viene lasciata in carica 62 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE SECONDA RICONOSCIMENTO DEGLI ERRORI SISTEMATICI D 1 Le campagne di letture inclinometriche condotte con attenzione producono solitamente risultati adeguati ma poich i risultati delle letture non sono mai privi di errori accade talvolta che la combinazione di pi errori influenzino le letture producendo falsi indizi di spostamento Gli errori sistematici statisticamente presentano una potenzialit di accadimento molto superiore al verificarsi di spostamento reali L individuazione degli errori avviene in genere attraverso il confronto della forma del grafico inclinometrico derivante dalle letture con forme tipo caratteristiche delle diverse tipologie di errore qualora venga riscontrata una forte somiglianza si tenta di eseguire la correzione dell errore adottando procedure di tipo matematico Per il riconoscimento degli errori vengono indicati i seguenti principi generali Q un grafico relativo ad uno spostamento reale deve presentare forme nettamente diverse da quelle caratterizzanti gli errori sistematici O le installazioni inclinometriche di elevato sviluppo sono maggiormente soggette a generare errori a causa di problemi di deriva termica tra
109. tto al Nord geografico secondo la convenzione rappresentata nella figura a lato fig 33 in cui si definisce un azimut inclinometrico rappresentato dall angolo formato tra la direzione del Nord e l allineamento delle guide 1 3 con il segno cos definito se il Nord si trova nel quadrante definito dalle guide 1 e 2 l angolo considerato positivo si considera positivo il senso antiorario dell angolo da Nord della guida 1 se il Nord si trova nel quadrante definito dalle guide 1 e 4 l angolo considerato negativo Si noti che l azimut inclinometrico dovrebbe essere sempre lt 45 se si assunta come guida di riferimento la guida pi prossima al Nord Particolari condizioni operative possono comunque modificare le scelte della guida di riferimento per cui l azimut inclinometrico pu assumere valori gt 45 va comunque mantenuta la convenzione di segno indicata Avendo identificato la guida di riferimento come precedentemente descritto le 4 guide del tubo vengono cos definite Guida 1 coincide con la guida di riferimento Guida 2 guida a 90 in senso orario rispetto all a guida 1 Guida 3 guida contrapposta alla guida 1 Guida 4 guida contrapposta alla guida 2 La convenzione anglosassone prevede che la guida principale guida G1 sia orientata in maniera coincidente alla direzione di massima pendenza downhill 58 Manuale Tecnico Strum Inclinometrica PARTE SECONDA che p
110. u assumere qualsiasi orientazione rispetto al Nord magnetico A seconda del software utilizzato per l interpretazione delle letture occorrer prestare la massima attenzione nell inserimento del valore dell orientazione azimutale della guida principale A 3 Rotella di riferimento Ogni sonda inclinometrica ha una rotella di riferimento che viene indicata dal costruttore La rotella di riferimento utilizzata per garantire la corretta orientazione delle misure e per la scelta delle costanti di calcolo B CONVENZIONI DELLE LETTURE B 1 Letture Utilizzando l identificazione delle guide sopradescritta le letture effettuate nei tubi vengono cos identificate Fig 34 Misure eseguite con la rotella di riferimento nella pa guida 1 letture A1 e B1 B4 AI Misure eseguite con la rotella di riferimento nella guida 2 letture A2 e B2 A4 B1 Misure eseguite con la rotella di riferimento nella 4C 32 guida 3 letture A3 e B3 E si Misure eseguite con la rotella di riferimento nella B3 A2 guida 4 letture A4 e B4 A3 h B2 3 B 2 Numerazione delle letture Le letture eseguite nel tubo alle varie profondit vengono numerate a partire dall alto anche quando le misure vengono eseguite a partire da fondo tubo B 3 Convenzione di segno delle letture Il segno delle misure funzione della sonda utilizzata In genere viene utilizzata la seguente convenzione Misura A positiva A quando con la sonda in posizione verticale tenendo fermo
111. usare sempre la sua valigia protettiva durante il trasporto e l immagazzinamento AI termine della campagna di misura occorre pulire la sonda con acqua e lubrificare i carrelli prima di riporla nella valigetta di trasporto La lubrificazione dei carrelli deve essere effettuata con una piccola quantit di lubrificante su entrambi i lati delle rotelle Occorre inoltre verificare il gioco dei carrelli e delle rotelle queste devono ruotare facilmente e non devono oscillare sul perno Analogamente occorre verificarne la capacit di ritorno alla massima estensione dei carrelli I carrelli e le ruote costituiscono un elemento di fondamentale importanza ai fini della qualit delle misure devono presentare minimo gioco assiale e laterale Se si dovessero notare giochi o malfunzionamenti le rotelle ed il carrello devono essere sostituiti e la sonda ritarata Rimuovere il tappo protettivo dalla sonda pulire ed eventualmente asciugare il connettore La pulizia di tutti i connettori va effettuata utilizzando alcool evitando sostanze contenenti solventi che potrebbero danneggiarli Per consentire al connettore di asciugare completamente opportuno rimuovere il tappo e lasciare asciugare all aria per alcune ore Pulire e lubrificare la guarnizione stagna di tenuta O ring utilizzando un apposito lubrificante a base di silicone Non utilizzare lubrificante tipo WD 40 o altri lubrificanti spray contenenti solventi clorinati Se non usati per lu

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