Consiste (1) nell’eseguire una prova di carico verticale ad una data profondità, nel terreno di fondazione misurando le deformazioni (cedimenti) conseguenti ai carichi applicati.

I carichi vengono applicati ad una piastra circolare sagomata ad elica dopo averla avvitata nel terreno di fondazione alla profondità voluta.

La prova può essere eseguita a partire dal fondo di una perforazione oppure avvitando l’elica nel terreno direttamente dalla superficie.

La prova si svolge di solito applicando successivi gradini di carico come avviene con le prove su piastra eseguite in superficie e misurando le corrispondenti deformazioni del terreno sottostante.

Viene preferibilmente progettata nei terreni permeabili dove il cedimento avviene rapidamente ed i cedimenti si esauriscono in tempi ragionevolmente brevi. Nei terreni argillosi il fenomeno della consolidazione avviene infatti molto lentamente, la prova può richiedere settimane e diventare quindi antieconomica.

Profondità e frequenza delle prove di carico vengono stabilite dal progettista; in genere l’intervallo minimo fra una prova e la successiva è di 1 m, comunque non inferiore a 5 diametri (3); in relazione al tipo di indagine ed in terreni relativamente omogenei le prove possono essere distanziate anche di alcuni metri.

Il progettista deve anche precisare:

• il carico per ciascun gradino (in genere si effettuano 5 gradini per ciascuna prova);
• gli eventuali cicli di carico e scarico.

L’inserimento della piastra deve avvenire con una certa precauzione per limitare al minimo il disturbo del terreno circostante.

L’esperienza ha dimostrato che agire con un mezzo di rotazione che abbia il medesimo passo della piastra a elica può complicare l’inserimento a causa della frequente eterogeneità del terreno da attraversare.

E’ consigliabile agire in rotazione applicando un modesto carico verticale iniziale e seguire con l’avanzamento dell’attrezzatura penetrometrica l’elica che si avvita.

Dopo ciascun metro di penetrazione dell’elica si aggiunge uno spezzone di asta cava esagonale e, all'interno, un eguale spezzone di asta di carico.

Raggiunta la quota di prova, si rimuove la testa di rotazione , si applica alla testa del penetrometro la cella di carico, si posiziona il comparatore e si azzerano i sensori.

Il carico del primo gradino in genere corrisponde a quello efficace del terreno sovrastante ("effective overburden").

Nei terreni relativamente permeabili ciascun gradino di carico richiede un tempo di assestamento compreso fra 5 e 20 minuti primi.

Al termine l’elica viene estratta utilizzando la testa di rotazione idraulica.

Con la prova di carico si determina il "numero del modulo" di deformazione verticale (m), che è caratteristico di ogni terreno e dipende dalla sua relativa rigidezza, diagrammando il carico in ascissa e il corrispondente cedimento finale in ordinata. Nella determinazione di "m" occorre tenere conto dello sforzo efficace agente alla profondità della prova (4), (5).

Dal valore di "m" si può risalire alla valutazione del "Modulo confinato" o "Modulo Edometrico" (M) a condizione che si conosca l’altro parametro che influenza il valore del modulo e che pure dipende dal tipo di materiale, cioè l’esponente delle tensioni "a".

Il valore di "a" per le sabbie può essere assunto pari a 0.5; per altri terreni tale valutazione è più complessa e richiede la conoscenza degli studi e delle ricerche svolte in merito.

I risultati vanno comunque verificati con quelli ottenuti con altri tipi di prove geotecniche acquisendo i dati dei cedimenti misurati di opere già costruite sui medesimi terreni; molti fattori possono infatti influenzare i risultati delle prove; fra essi:

• la forma ad elica della piastra
• gli attriti che si sviluppano fra le aste interne e la tubazione cava esagonale
• gli effetti dovuti alle deformazioni della piastra sotto carico
• l’influenza dello stato di sforzo che si sviluppa sulla faccia superiore della piastra di carico
• il disturbo provocato nel terreno durante la messa in posto (avvitamento) della piastra.

• F. Cestari (1991): "Prove Geotecniche in sito" –Ed. Geograph, Segrate (Milano)
• N. Janbu, K. Senneset (1973): "Field Compressiometer – Principles and Applications"- Proceedings of the Eighth Int. Conf. On Soil Mechanics and Foundation Engineering, (Mosca - Russia).
• J. M. Strout (1998): "Deformation and Strain Fields Beneath an Embedded Circular Plate" Proceedings of ISC ’98, (Atlanta –USA).
• J. M. Strout, K Senneset (1998): "International Development of the Field Compressiometer" Proceedings of ISC ’98, (Atlanta –USA).
• J. M. Strout, K Senneset (1998): "The Field Compressiometer Test in Norway", Proceedings of ISC ’98, (Atlanta –USA).