convegno geotecnico "i cedimenti differenziali dei terreni" - presentazione uretek

“I CEDIMENTI DIFFERENZIALI DEI TERRENI: cause, interpretazione delle lesioni e soluzioni

innovative di intervento”

WorkshopAIPAI Delegazione Toscana – URETEK

con il patrocinio di:

dott. ing. Alberto Bisceglia

“ Interpretazione degli effetti dei cedimenti differenziali

del terreno sugli edifici ”

LESIONI NEI FABBRICATI

Cause non strutturali di lesione

Conformazione delle crepe in ragione della localizzazione e dell’estensione del dissesto

Decorso del cedimento sulla base della natura del terreno

Diversità nella dimensione e profondità della fondazione in differenti aree dell’edificio.

Rottura di tubazioni, condotti fognari, etc.

Diversità dell’addensamento del terreno di fondazione in edifici costruiti a mezza costa.

Scavi affiancati al fabbricato.

Presenza di terreno riportato e sovraccarichi concentrati su una porzione dell’edificio.

Terreni a diversa composizione litologica.Vibrazioni.

Essicamento degli strati superficiali del terreno dovuto alla siccità o alla

presenza di piante con apparato radicale molto esteso.

I movimenti del terreno si ripercuotono in varie forme sugli elementi strutturali:

Pilastri (fondazioni a plinto) Pavimentazioni

Pareti murarie (fondazioni nastriformi in mattoni o calcestruzzo armato)

Fessurazioni dovute a carenze strutturali:

LESIONI DA SCHIACCIAMENTO

E CARICHI LOCALIZZATI

LESIONI DA ROTAZIONI

DELLE PARETI PERIMETRALI

LESIONI DA COMMOZIONI TELLURICHE

Gli effetti dei cedimenti delle fondazioni si presentano sotto varie forme:

CEDIMENTI DEGLI SPIGOLI

CEDIMENTI DI PORZIONE O LATO DI EDIFICI

CEDIMENTI DELLA FACCIATA

Le crepe sui muri sono un importante sintomo

rivelatore di cedimenti nel terreno di fondazione

TERRENI INCOERENTI (sabbie e ghiaie): i cedimenti sono meno marcati, in valore assoluto, ma avvengono quasi istantaneamente, non interagendo convenientemente con la maturazione del calcestruzzo strutturale.

I cedimenti differenziali sono più elevati, rispecchiando la marcata eterogeneità dei depositi di terreni a grana grossa.

TERRENI COESIVI (argille e limi): i cedimenti assoluti sono maggiori, ma avvengono più gradualmente nel tempo permettendo alla struttura di adeguarsi. Inoltre i depositi argillosi sono più uniformi, per cui il problema del cedimento differenziale è in genere meno sentito.

Cedimenti a breve termine, dalla costruzione di un edificio, dovuti al naturale assestamento del terreno:

Cedimenti che avvengono, nel corso della vita utile di un’opera, per dinamiche proprie del terreno o per cause esterne:

TERRENI INCOERENTI: i cedimenti sono imputabili: alla compressibilità dei depositi riportati e non ben costipati o al dilavamento delle particelle più fini operato da gradienti idrici naturali oppure a perdite della rete idrica o fognaria

TERRENI COESIVI: nei terreni argillosi plastici, le ripercussioni sulla struttura sono legate alla ciclica esposizione del suolo alle variazioni di falda e all’acqua di percolazione, nonché alla presenza, nelle vicinanze, di piante ad alto fusto. Tutto ciò comporta un cedimento stagionale, seguito da un recupero, per effetto dell’essicamento e rigonfiamento del terreno

CEDIMENTI DOVUTI A PERDITE DELLA RETE FOGNARIA o DELL’ACQUEDOTTO:

Dilavamento del terreno con asportazione di

materiale fine.

Perdite della rete idrica Perdite della rete fognaria

CEDIMENTI DOVUTI A SCAVI:

Gli scavi in prossimità di edifici esistenti comportano un detensionamento e una traslazione orizzontale del terreno. La stabilità della fondazione può essere compromessa.

Occorre contenere i cedimenti differenziali e le inflessioni relative delle fondazioni, al fine di evitare:

• rottura del materiale costituente la fondazione;

• perdita di capacità portante, scivolamento o perdita di stabilità globale;• movimenti della fondazione con pregiudizio per l’estetica o l’efficienza della struttura o di elementi non strutturali;• sviluppo di vibrazioni eccessive nella struttura;

• filtrazione di acqua attraverso i muri di base.

GRAZIE PER L’ATTENZIONE

dott. ing. Marco Cavigioli

“ Le soluzioni ai cedimenti differenziali del terreno: il metodo URETEK ”

LA TECNOLOGIA URETEK DEEP INJECTIONS®

Metodo Uretek Deep Injections®

Modus operandi dal sopralluogo al termine dei lavori

Il codice di calcolo Uretek S.I.M.S.

European Patent0.851.064

Certificazioni internazionali

Ambiti in cui Uretek opera:

[ Edifici residenziali ]

[ Edifici industriali ]

[ Edifici storici e di pregio ]

[ Pavimentazioni civili ed industriali ]

[ Casi di intervento particolari: sostegno di scavi temporanei, interventi in condotte sotterranee… ]

FASI DELL’INTERVENTO

1)

PERFORAZIONE:Perforazione verticale o inclinata del terreno sottostante la fondazione con attrezzatura a rotopercussione meccanizzata.

Diametro minimo del foro: 12mm

Profondità massima di perforazione: 12-15m

2)

POSA DEI TUBI DI INIEZIONE:Inserimento dei tubi di iniezione a varie profondità sotto il piano di posa della fondazione.

Diametro minimo dei tubi: 6mm

Interasse fra le iniezioni: 50-150cm

3)

INIEZIONE E CONTEMPORANEA LIVELLAZIONE LASER:

Iniezione di materiale espandente in diversa quantità fino a registrare il principio di sollevamento della struttura soprastante.Si ha un monitoraggio in corso d’opera dell’esito dell’intervento.

Consolidamento del terreno di fondazione, con possibile sollevamento se la fondazione e la

sovrastruttura sono in grado di sopportare tale azione dinamica nel transitorio dell’intervento.

DISTRIBUZIONE DELLE PRESSIONI NEL TERRENO:

L’iniezione viene realizzata nel bulbo di Boussinesq:La reazione di polimerizzazione è molto rapida, per cui la resina rimane confinata entro 2m dal punto di iniezione.

Linee isostatiche della pressione verticale ottenute sulla base dell’equazione di Boussinesq per fondazioni quadrate e nastriformi (illimitate). I risultati sono applicabili solo lungo la linea ab che va dal centro al bordo della fondazione (Joseph E. Bowles, Fondazioni - progetto e analisi -, 4^ edizione, McGraw-Hill, 1998).

Tempo di sviluppo completo della reazione chimica di polimerizzazione molto breve (qualche secondo):

• niente sprechi di prodotto

• precisa localizzazione del volume trattato• evitare danni da infiltrazioni nelle zone circostanti

Modulo di elasticità della miscela espansa:

Il modulo di elasticità della miscela espansa è paragonabile al modulo di elasticità del terreno prima del trattamento, varia fra 15 e 85 MPa a seconda della densità raggiunta.Questo significa che un terreno trattato con Geoplus non varia le sua caratteristiche di rigidezza e quindi la distribuzione degli sforzi negli strati profondi non cambia a seguito dell’intervento.

Creata appositamente per l’utilizzo con il metodo Uretek Deep Injections e sviluppata in collaborazione con l’Università di Padova

con RESINA URETEK GEOPLUS

Le principali caratteristiche della resina sono certificate ed i

certificati sono disponibili su richiesta.

I risultati dei test sono commentati nella relazione del

prof. ing. Giuseppe Ricceri e del prof. ing. Marco Favaretti.

GRADO DI ESPANSIONE: da 2 a 20 volte in funzione della resistenza di confinamento incontrata.PRESSIONE DI ESPANSIONE: in condizioni edometriche di laboratorio è di 10.000kPa.La reazione chimica trasmette una forza di precompressione al terreno che induce una riduzione di indice dei vuoti e compensa eventuali cedimenti futuri.

Caratteristiche della resina Uretek Geoplus:

• La forza di espansione diminuisce con l’aumentare del grado di espansione della resina, ossia il grado di espansione si autoregola con il confinamento

• Il processo è rapido e puntuale, per cui le sovrapressioni neutre indotte sono molto basse e si dissipano in tempi rapidi

• La pressione di iniezione non è elevata in quanto è la reazione stessa che consente alla miscela di permeare nel terreno

• La miscela sviluppa una reazione chimica esoterma che ne induce il cambiamento di stato da liquido a solido con conseguente aumento di volume• La miscela ha un peso di volume variabile fra 1,5 e 3,0 kN/m3, quindi non aumenta il carico sul terreno trattato• Il coefficiente di permeabilità è 10-8 m/s, simile a quello delle argille, in questo modo si riduce il dilavamento

PRINCIPIO DI SOLLEVAMENTO

Inizio prima faseσh<σv

Compattazione

Iniezione prima faseVolume di resina iniettato V1

Indice dei vuoti e0 diminuisce

La resina si espande lateralmente in senso orizzontale, fino a quando il terreno non risulta talmente addensato da rifiutare un’ulteriore

compressione, a questo punto la resina viene indotta ad espandersi verso l’alto provocando il sollevamento dell’edificio sovrastante


La resina dopo essersi espansa lateralmente in senso orizzontale, quando raggiunge la condizione per cui le tensioni verticale ed orizzontale si eguagliano, inizia il rigonfiamento in senso verticale che provoca il

sollevamento della porzione di costruzione su cui si sta intervenendo

Inizio sollevamentoFine prima fase

σh=σv

Inizio seconda fase

Iniezione seconda fase Volume di resina iniettato V2

Indice dei vuoti e1<e0

Seconda faseSollevamento e stabilizzazione


Termine del sollevamento, la fondazione è completamente consolidata, inoltre lo stato tensionale indotto dall’espansione della resina è maggiore di quello che si aveva inizialmente dovuto alla pressione scaricata dall’edificio.

L’intervento esercita un’azione dinamica di precompressione.

Espansione della resina Compattazione e

aumento rigidezza

Sviluppo microfessure orizzontali Sollevamento

Sviluppo microfessure verticali aumento tensione orizzontale

INIEZIONI IN TERRENI GRANULARI:

INIEZIONI IN TERRENI COESIVI:

La resina Uretek Geoplus, oltre a generare una variazione di tensione e quindi una

compattazione, permea i vuoti circostanti fungendo da legante idraulico.

Il risultato finale è un conglomerato monolitico di notevoli proprietà meccaniche.

La resina Uretek Geoplus, oltre a generare una variazione di tensione e quindi una compattazione, forma un fitto reticolo di

lame.Il risultato finale è un ammasso non

agglomerato, ma nell’insieme rinforzato.

Nuovo testo unico per l’edilizia (D.M. 14/01/08)Più chiarezza per l’ambito geotecnico.

6.10 Consolidamento geotecnico di opere esistenti

- Controlli e monitoraggio -“Il controllo dell'efficacia del consolidamento

èobbligatorio quando agli interventi consegue

unaridistribuzione delle sollecitazioni al contatto

terreno manufatto...Il monitoraggio deve essere previsto in

progetto edescritto in dettaglio...”

• Progettazione• Monitoraggio• Collaudo

Cavitàla sfera di raggio Ra è occupata per intero

da resina

Zona plasticaLa sfera di raggio Rb è occupata per il 30% da

resina

Zona elasticaVale la legge di Hooke, la frontiera Rc è definita da Δσ=10%σvo ed è occupata

solo da terreno.

TEORIA DI YU & HOULSBY:

RaRb

Rc

Legge di espansione resina

Tensione geostatica Tensione totale

Terreni coesivi:

Terreni granulari:

Software di Calcolo

I risultati del modello di calcolo dipendono dai seguenti fattori:

• caratteristiche del terreno prima dell’intervento di iniezione

• caratteristiche della resina utilizzata per l’intervento

• quantità di resina impiegata

Il modello di calcolo stima la quantità di resina Uretek Geoplus® da utilizzare per ottenere la resistenza penetrometrica voluta.

Tale quantità è determinata per ogni singolo punto di iniezione. La distribuzione dei punti di iniezione deve essere definita in fase di progetto.

MONITORAGGIO

COLLAUDO

dott. Davide Roveda

“ I vantaggi dell’approccio e della consulenza Uretek:

case studies”

VANTAGGI DI UN CONSOLIDAMENTO

CON URETEK

nel mondo…

Italia

Portogallo

Francia

Svizzera

Austria

Slovenia

Croazia

Grecia

SpagnaAlbania

Kosovo

Serbia

Bosnia

Macedonia

Montenegro

…in Italia

Rapidità di intervento sia per piccoli lavori che per cantieri di notevole impegno.

circa

2.000interventi all’anno

oltre

100addetti

circa

40milioni di euro di

fatturato

oltre

15.000interventi dal

1990

Presenza capillare sul territorio nazionale

1

Tempo RichiestoCi sono molte strade per andare dal problema alla soluzione, ma

quella migliore è una sola e, in un mondo in competizione, fa la vera

differenza.50

Costo

Sotto fondazioni con micropali

Sotto fondazioni tradizionali Gettiniezione

100

Tempo Richiesto

80Costo

100

Tempo Richiesto

100Costo

80

Tempo Richiesto

90Costo

CONFRONTO CON TECNOLOGIE ALTERNATIVE:

Sotto fondazioni con micropali

Sotto fondazioni tradizionali

Gettiniezione

CONFRONTO CON TECNOLOGIE ALTERNATIVE:

• disponibilità area di sosta per autobetomiera, autocarro per trasporto armature e perforatrice;• disponibilità area di stoccaggio;• demolizione e rimozione di pavimentazioni e sottoservizi;• smaltimento materiale di risulta;• necessità di ambienti sufficientemente alti;• utilizzo di acqua durante la perforazione.

• disponibilità area di sosta per scavatore, autocarro per trasporto armature e terra;• disponibilità area di stoccaggio;• demolizione e rimozione di pavimentazioni e sottoservizi;• possibilità di accesso con escavatori meccanici;• scavo a mano e a conci alterni al di sotto del piano di fondazione;• stesa e compattazione del terreno entro lo scavo;

• disponibilità area di sosta per autocarro per trasporto perforatrice, pompe di iniezione, silos per cemento e armature;• disponibilità area di stoccaggio;• demolizione e rimozione di pavimentazioni e sottoservizi;• messa in opera di vasca per raccolta del materiale di risulta prodotto con la gettiniezione;• utilizzo giornaliero di acqua e metri cubi di boiacca ad alta pressione;• trasporto in discarica del refluo.

• Non invasivo: senza scavi o lavori in muratura

• Sicuro, con monitoraggio in tempo reale mediante livelli laser

• Economicamente conveniente• Rapido ed immediatamente efficace• Pulito, non sporca e non produce

scarti• Permette interventi parziali e

localizzati

• Interviene direttamente sul terreno senza alterare la struttura soprastante

• Non genera vibrazioni• Non è influenzato dalla presenza

dell’acqua• Garantito 10 anni• Polizza Assicurativa Postuma

Decennale

VANTAGGI

SUPPORTO AI PROFESSIONISTI

• Sopralluogo gratuito da parte dei tecnici Uretek• Valutazione tecnica di cause ed effetti• Proposta di soluzione tecnica• Preventivo / Relazione Uretek• Rapidità di risposta

Consulenza specializzata

SERVIZIO CLIENTI DIREZIONALI

• Ufficio dedicato• Canale preferenziale con l’Azienda• Riferimenti: dott. Federico De Giorgi tel.: 045 6799111 cell.: 329 9332569 [email protected]

Pieno supporto al professionista nelle valutazioni da compiersi

Case study

Punta della Dogana, Venezia

Case studyPunta della Dogana, Venezia

Il cedimento si è manifestato nel 2003 nel corso di lavori di manutenzione

Case study

Quadro fessurativo presentava numerose lesioni e di notevole ampiezza.

Punta della Dogana, Venezia

Trattamento a sette livelli


Prove penetrometriche comparative


Il 6 giugno 2009 il nuovo centro d'arte contemporanea della François Pinault Foundation a Venezia ha aperto le porte dopo un’importante intervento di restauro affidato all'architetto giapponese Tadao Ando.


Case study

Torre Civica, Città di Castello

Case studyTorre Civica, Città di Castello

• Scopo dell’intervento: incremento della capacità portante del terreno di fondazione. La stabilità dell’equilibrio risultava molto prossima ai limiti.

• Natura del terreno: coesivo sovraconsolidato alternato a strati decisamente più deformabili.

• Fondazioni: il differente piano d’imposta delle fondazioni è stato un fattore determinante per il cinematismo riscontrato.


• Si è cercato, con un’analisi agli elementi finiti, di valutare il comportamento della torre allo scopo di ottenere una stima quantitativa delle deformazioni attese durante le varie fasi d’iniezione previste.

• Lo studio, si è rivelato utilissimo per guidare le scelte progettuali in merito alla sequenza delle iniezioni nonché alla loro ubicazione e profondità.

• I risultati del monitoraggio ed i test post intervento hanno mostrato un discreto incremento del Grado di Sicurezza, in linea con quelli previsti.


Case study

Villa Celle, Montale (PT)

• Corpo di fabbrica centrale realizzato all’incirca nell’anno mille.

• Ampliamenti laterali risalenti al 1600.• Intervento approvato dalla

Soprintendenza.• Fondazioni in pietra profonde circa 4 m.• Tentativo di arresto del cedimento

mediante realizzazione di un contrafforte interrato in cemento armato nel 1984.

• Dimensione massima delle lesioni 30 mm.• Intervento realizzato in 1 giorno e mezzo.

Case studyVilla Celle, Montale (PT)

Case studyVilla Celle, Montale (PT)

Case study

Ampliamenti e sopralzi

Case studyAmpliamenti sopralzi

dott. ing. Alberto Bisceglia

“ Le altre tecnologie innovative Uretek”

ULTERIORI CASI CHE URETEK RISOLVE

Abbassamento della

pavimentazione?

Strutture murarie deteriorate?

Cavità sotterranee da riempire?

Tecnologie Uretek

ra

ra

Brevetto Europeo

0.851.064

2005

2006

1996

1990

<

Pavimentazioni soggette a sconnessioni o avvallamenti

Esecuzione delle perforazioni

Inserimento delle tubazioni

Iniezione Controllo laser

SOLUZIONE

• Solleva il tratto interessato di pavimentazione di 20-30 cm, correggendo le pendenze ed eliminando i dislivelli.

• Sicuro, con monitoraggio in tempo reale mediante livelli laser.

• Preciso, fino a 1 mm/m.• Non interrompe le attività

industriale /commerciale.• Pulito, non produce polveri.

• Rapido ed immediatamente efficace.• Non danneggia i rivestimenti.• Compatta il sottofondo.• Permette l’agibilità immediata dei

luoghi dopo l’intervento.

VANTAGGI

Capannoni industrialiNegozi e magazzini

Case

Strade Piste aeroportuali

Sollevamento di precisione e livellamento di pavimentazioni abbassate sia rigide che flessibili.

Cavità naturali o vuoti da riempire

Fase 1

Riempimento con argilla espansa Leca

Fase 1

Riempimento con argilla espansa Leca

Fase 2

Iniezione della resina espandente Uretek Geoplus

Fase 2

Iniezione della resina espandente

Uretek Geoplus

Fase 3

Espansione della resina Geoplus e precompressione della calotta.

Fase 3

Espansione della resina Geoplus e precompressione

della calotta

Riempimento completo e messa in tensione

L'uso combinato di argilla espansa e resina espande permette l'ottenimento di una buona continuità nel sottosuolo e, oltre a questo, permette di applicare un certo grado di precompressione alla volta della cavità che fa diminuire sensibilmente il prodursi di cedimenti in superficie per effetto di sovraccarichi ivi imposti.

VANTAGGI

• Ripristino della continuità fra la cavità riempita ed il terreno.

• Permette una uniforme distribuzione delle tensioni nel terreno.

• Non altera I flussi d’acqua nel terreno.

• Può essere applicato senza accedere alla cavità.

• Si può applicare in aree di difficile accesso per I macchinari in superficie.

• Non appesantisce eccessivamente il terreno sottostante la cavità e pertanto non esercita forti pressioni sulle pareti della stessa.

• Consente interventi temporanei in quanto consente la rimozione del materiale di riempimento.

Deterioramento di strutture murarie

Ponti

Banchine

Fondazioni

Muri di contenimento

Contrafforti Arginature

Ricostruzione del legante ammalorato all’interno di opere quali:

APPLICAZIONI

MattoniMateriali misti (es. fondazioni a sacco)

Materiale lapideo

Adatto a murature costituite da:

INTERVENTO

Perforazione della muratura da trattare in senso verticale ed inserimento dei tubi di iniezione

INTERVENTO

Iniezione della resina IDRO CP 200 con contemporaneo e graduale sfilamento del tubo di iniezione mediante estrattore idraulico

• Rapido ed immediatamente efficace.

• Non richiede lavorazioni complementari, eseguibile in una sola fase.

• Pulito, non altera l’estetica della muratura.

• Efficace anche in murature sommerse o sotto falda.

• Non perde volume nel tempo indipendentemente dalle condizioni al contorno.

• Riempie i vuoti ed aggrega gli elementi costituenti della muratura.

• Non subisce dilavamento ed è impermeabile.

• IDRO CP 200 ha caratteristiche meccaniche paragonabili alle normali malte di allettamento.

VANTAGGI

Ringraziano per la Vostra attenzione

e

convegno geotecnico "i cedimenti differenziali dei terreni" - presentazione uretek

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