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Ing. Corrado PilatiGeosoluzni Eiongineering s.r.l.
Viale dellIndustria 67/12 VICENZAMail: [email protected]
Incontro sul tema:
Costruzioni in falda: problemi idrogeologici nella
gestione dei cantieri e post-opera
Trento, 13-14 dicembre 2012
Metodi di stabilizzazione
dei fronti di scavo in presenza di falda
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IntroduzioneIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
02/93
A causa degli spazi sempre pi ristretti negli ambienti fortementeantropizzati spesso si presenta la necessit di realizzare degli scavi
verticali per ricavare degli interrati fino al limite del confine di propriet.
Non potendo quindi eseguire delle scarpate naturalmente stabili risulta
necessario intervenire con opere di sostegno, provvisorie o permanenti,
che permettano di lavorare nel rispetto delle normative in materia di
sicurezza giustamente sempre pi severe. Pertanto risulta necessario
prevedere tali opere in fase di progettazione sia per considerare il loro
ingombro, ed il conseguente restringimento del piano interrato, sia per il
loro costo che per piccole opere pu risultare significativo se rapportato
al costo totale dellopera.
Esistono numerose tipologie per il consolidamento dei fronti scavo,micropali e tiranti, pali in ghisa sferoidale, soil nailing, palancole,
diaframmi, jet-grouting, pali secanti, pali CFA, FDP, soluzioni miste ecc.
Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
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IntroduzioneIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
03/93
Ci sono tante tipologie di opere di sostegno perch ogni cantiere presentaproblemi diversi che vanno risolti in modo diverso.
Per decidere la soluzione pi appropriata prima di tutto bisogna disporredi una relazione geologico-geotecnica, eseguita specificatamente per quel
cantiere, che metta in evidenza quali sono i terreni su cui si andr ad
operare e soprattutto che evidenzi il livello della falda freatica o
artesiana, elemento questultimo discriminante nella scelta delle opere
pi idonee.
Altra cosa da fare raccogliere tutte le informazioni possibilirelativamente alle opere esistenti oltre il confine di propriet; infatti
completamente diverso dover sostenere solo del terreno o una strada o
sostenere un edificio di pi piani, privo di scantinato e su fondazioni
superficiali. Per quanto riguarda gli edifici limitrofi bisogna quindi
valutare la tipologia strutturale, tipo e quota delle fondazioni, la pressione
caratteristica scaricata sul terreno e la presenza di eventuali scantinati
anche se non in prossimit del confine. Per le strade o per i terreni
limitrofi bisogna individuare la presenza di sottoservizi, pozzi od
elementi che possano interagire con le opere da realizzare (tiranti).
Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
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IntroduzioneIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
04/93
Un altro aspetto fondamentale la possibilit o meno di poter realizzaredegli ancoraggi o dei tiranti oltre il limite di propriet. Dato per scontato
che ai sensi dellarticolo 840 del codice civile non si pu intervenire nella
propriet altrui, rimane sempre la possibilit di fare una richiesta formale
al vicino per poter realizzare delle opere PROVVISORIE proponendo
eventualmente delle ricompense economiche. Alcuni comuni, come ad
esempio Bolzano, hanno normato la materia e per i tiranti da eseguire
sotto il suolo pubblico chiedono un compenso in denaro in funzione
dellarea occupata e del tempo di utilizzo dellopera provvisoria. Tale
tariffa viene a volte applicata anche tra privati e rimane comunque un
punto di riferimento non vincolante per una stima delleventuale
compenso da corrispondere ai confinanti.
Ci sono sentenze della corte di cassazione che prevedono che ilconfinante, se si fanno dei tiranti nella sua propriet, debba essere
ricompensato per leventuale taglio, asportazione e smaltimento dei
tiranti realizzati nel caso in cui decida di eseguire anchegli uno scavo a
confine. E comunque da considerare che chi scava per secondo ne trae
anche un beneficio in quanto non necessita di opere di sostegno.
Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
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Tipologie di opere di sostegnoIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
05/93
BERLINESI
Per berlinese si intende una serie di micropali allineati disposti a breve distanza traloro, vincolati in testa o a diverse profondit, ed in grado di sostenere verticalmente
il terreno fino ad alcune decine di metri. Per realizzare ciascun micropalo bisogna
eseguire un foro verticale con una sonda, inserire unadeguata armatura metallica
nel foro e poi riempire il tutto con una miscela cementante. I micropali vanno
solitamente eseguiti con passo orizzontale di 3070 cm a seconda del tipo di terreno
e dei carichi da sostenere e vanno collegati in testa con un cordolo in calcestruzzo
armato per renderli collaboranti in prossimit di carichi concentrati. Possono essere
fatti lavorare a sbalzo per sostenere solo del terreno od opere che possono accettare
delle piccole deformazioni o contrastati in testa per evitare spostamenti quando
vengono realizzati in prossimit di edifici in cui non risulta accettabile nessuno
spostamento. La loro lunghezza solitamente di 6 m per uno scavo di circa 3,5 m e
con contrasti in testa. Il contrasto in testa viene solitamente dato da tiranti, elementi
che vengono realizzati sempre mediante perforazione ed inserimento di trefoli o
barre di acciaio successivamente cementate, che vanno ad ancorarsi nel terreno a
tergo dellopera di sostegno. Nel caso in cui non ci sia la possibilit di intervenire
con i tiranti si possono utilizzare dei puntoni interni, costituiti da putrelle o tubi che
vanno a scaricare la spinta orizzontale su altre opere di sostegno o parti di edificio
gi realizzato posto ad una certa distanza dal fronte di scavo.
Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
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Berlinesi di micropaliIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
06/93
Le berlinesi possono essere utilizzate solo quando la falda si trova al di sotto della
quota di fondo scavo perch non costituiscono unopera impermeabile; infatti essendoci
degli spazi vuoti tra palo e palo lacqua pu tranquillamente entrare nello scavo.
Solitamente entrando trasporta anche del materiale fino asportandolo dal terreno sostenuto
creando dei vuoti sotto le fondazioni degli edifici limitrofi con le prevedibili conseguenze.
Attenzione sempre agli ingombri presenti in altezza (linee aeree, terrazzini, sporti del tetto
ecc.) in quanto per realizzarli si deve scegliere la sonda tanto pi piccola quanto minore
laltezza disponibile ma in tal caso lievitano anche i costi.
Tale soluzione molto flessibile e va bene anche per cantieri di piccole dimensioni.
Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Scavo di un piano con tiranti e putrella dangolo Scavo di 3 piani con cavalletto in testa e 2 file di tiranti
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Berlinesi di micropaliIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
07/93
I micropali e i tiranti possono essere realizzati quando la falda si trova sotto quota fondo
scavo ma bisogna stare attenti al tipo di perforazione scelta per evitare danni agli edifici
vicini. I fori si possono fare in tanti modi ma la tecnologia da usare va scelta in funzione
della geologia e del contesto. I danni agli edifici si possono verificare in fase di scavo ma
essere stati innescati in fase di perforazione.
Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Berlinese tirantata per il sostegno di una strada Berlinese tirantata per il sostegno di un edificio
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Tipologie di opere di sostegnoIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
08/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
PARETI CHIODATE
La tecnica di rinforzo del terreno a mezzo di chiodi (nails) denominata soil-
nailing o clouage des sols, consiste nellintrodurre rinforzi allinterno
dellammasso del terreno aventi la funzione primaria di assorbire sforzi che il
terreno non armato non sarebbe in grado di sopportare, sia per le proprie
intrinseche caratteristiche meccaniche (sforzi di trazione) sia per il superamento
dei valori ultimi di queste ultime (sforzi di taglio) dovuto agli interventi
antropici successivi alla fase di rinforzo (generalmente scavi).
La tecnica prevede che la fase di scavo e la fase di infissione dei chiodi
procedano in successione alternata; dopo una fase di scavo tale da mantenere
stabile il tratto di parete appena scavato (tempo di autosostentamento), si
procede immediatamente con lesecuzione dei chiodi. Le spinte attive generatesi
al momento dello sbancamento nel volume di terreno retrostante la superficie di
scavo vengono cos immediatamente controbilanciate.
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Pareti chiodateIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
09/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Procedura di esecuzione delle pareti chiodate
1. Scavo di altezza ed estensione
dipendente dal tipo di terreno.
2. Ricoprimento del fronte di scavo con
uno strato di spritz-beton dello spessore
di circa 1015 cm armato con una rete
elettrosaldata 8 mm maglia 200x200
mm per contenere leventuale distacco
localizzato di materiale;
3. Esecuzione dei chiodi, con attrezzatura a
rotopercussione, diametro medio reso di
70110 mm, eseguiti con la disposizione
e della lunghezza risultante dalle
verifiche di stabilit;
4. a maturazione avvenuta, sia dei chiodi
che dello spritz-beton, approfondimento
dello scavo;
5. a questo punto vengono ripetute le fasi
2, 3 e 4 fino al raggiungimento del fondo
dello scavo.
I chiodi possono essere realizzati con la
procedura classica, perforazione con
rivestimento, inserimento della barra con
centratori e tubo di iniezione ed estrazione
del rivestimento durante liniezione.
Oppure con la tecnica dellautoperforante.
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Pareti chiodateIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
10/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Le pareti chiodate risultano idonee su terreni privi di falda e dove esiste la
possibilit di realizzare i chiodi oltre il fronte di scavo per almeno 4-6 m..
Essendo opere passive non sono idonee per realizzare scavi in aderenza ad
edifici esistenti in quanto possono deformarsi leggermente per far entrare in
tensione i chiodi con un conseguente piccolo spostamento del fronte di scavo. Si
possono raggiungere notevoli altezze (anche 20 m) se abbinate con file di tiranti
attivi. La riduzione di costo rispetto ad una berlinese di circa il 30% ma ci
devono essere le condizioni geotecniche ed al contorno favorevoli per la loro
realizzazione. Solitamente non vengono realizzate verticali ma con
uninclinazione di circa 5-10 rispetto alla verticale.
La densit di chiodi pu variare da 1,5 m/mq a 3-4 m/mq a seconda del tipo di
terreno. Per densit maggiori risulta conveniente una berlinese tirantata.
Solitamente il passo orizzontale va da 1,5 a 3 m e quello verticale da 1 a 1,5 m a
seconda del grado di autosostentamento del terreno nella fase di scavo.
Le barre autoperforanti sono completamente accessoriate di punte a perdere,
manicotti di giunzione, dadi e piastre di testa.
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Barre autoperforantiIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
11/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
TIPOLOGIA BARRA AUTOPERFORANTE R28 R32L R32P R38 R51 T76
DIAMETRO ESTERNO mm 28 32 32 38 51 76
DIAMETRO INTERNO mm 16 20 15 15 33 45
SEZIONE MEDIA mmq 360 411 551 781 1200 2230
PESO A METRO LINEARE kg/m 2,8 3,35 4,4 6,2 8,4 19,8
CARICO DI ROTTURA KN 230 280 370 530 820 1630
CARICO DI SNERVAMENTO 210 265 335 500 770 1500
TIPO DI FILETTATURA ISO 10208 ISO 10208 ISO 10208 ISO 10208 ISO 1720
Tipologia delle barre
pi comunemente
usate
Caratteristiche
geometriche e
meccaniche
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AccessoriIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
12/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
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ApplicabilitIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
13/93
Terreni particolarmente idonei allimpiego degli autoperforanti
Tutti i terreni granulari con granulometria 0-200 mm
Il metodo si esalta in presenza di terreni alluvionali poco addensati ghiaie, sabbie,sabbie limose
Morene e detriti di falda anche con massi di grossa pezzatura
Terreni dove il metodo sconsigliato (per ancoraggio)
Terreni coesivi e torbosi in genere, ma solo per un problema di ancoraggio
Non possibile rivestire o usare la calza quindi non idonee in presenza di falda inforte movimento che dilava liniezione
Tutti i detriti di falda in presenza di grandi vuoti dove diventa impossibile portarea boccaforo il fluido di espurgo e completare la cementazione
In terreni rocciosi sono applicabili ma non risulta la soluzione migliore in quanto ilforo rimane aperto e si possono utilizzare tranquillamente altri metodi di
perforazione
Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
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Modalit di esecuzioneIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
14/93
Per poter eseguire correttamente le barre autoperforanti sono necessarie delle unitdi perforazione specifiche a rotopercussione esterna e dotate di una idonea testa di
adduzione.
Alla barra viene montata la punta a perdere pi idonea al terreno da perforare edallancoraggio da ottenere.
La barra viene collegata alla perforatrice.
Inizia la perforazione del terreno e la contemporanea iniezione di boiacca in fasedi avanzamento utilizzata come fluido di spurgo.
La miscela inizialmente ha un rapporto A/C pari a 1 per eseguire la perforazione.
Inserita la prima barra si pu montare un manicotto ed una nuova barra fino alraggiungimento della profondit prevista dal progetto.
A questo punto viene addensata la miscela con rapporto A/C = 0,4 per eseguire lacementazione dellancoraggio.
E buona norma (questo affidato allesperienza delloperatore) nella fase dicementazione dellancoraggio muovere avanti e indietro la perforatrice per
ottenere un diametro medio reso maggiore e controllare la fuoriuscita
delliniezione da boccaforo.
Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
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Modalit di esecuzioneIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
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FOTO varie
Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
FOTO 1 - Preparazione piani di lavoro FOTO 2 - Chiodatura a settori
FOTO 3 - Inizio della perforazione FOTO 4 - Perforazione con iniezione in avanzamento
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Campi di impiegoIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
16/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Esempi
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Campi di impiegoIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
17/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
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Campi di impiegoIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
18/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Vicino alledificio berlinese con
tiranti attivi, lontano parete
chiodata passiva
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Vantaggi del metodoIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
19/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Semplifica molto le operazioni di cantiere, diventa molto pi semplice eseguire le
perforazioni agli operatori, di conseguenza aumenta la qualit finale del lavoro.
Si stabilizza il foro in fase di avanzamento in questo modo non si avranno delle
sovrapressioni, o detensionamenti causati da altri metodi di perforazione che sono
sempre molto rischiosi soprattutto quando si impiega laria compressa.
Perforazione molto veloce, si raddoppia la velocit di perforazione rispetto ai metodi
tradizionali.
Si evita limpiego dei rivestimenti a sostegno del foro e si ottengono dei diametri
medio resi di cementazione molto maggiori rispetto alle tecniche tradizionali.
E facilmente adattabile alla situazione geologica
che si incontra e si pu decidere se aggiungere
o no unaltra barra.
Diametro medio
reso 35-40 cm
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Tipologie di opere di sostegnoSotto falda
Introduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
20/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Quando ci si trova in presenza di falda le cose si complicano notevolmente.Bisogna prestare molta pi attenzione alle condizioni al contorno in quanto i danni
causati da un errato approccio al problema si possono estendere a distanze molto
maggiori a causa di problemi idraulici.
Il cono di depressione della falda si estende a distanze tanto maggiori quantomaggiore la permeabilit del terreno. Pertanto la permeabilit del terreno un dato
fondamentale da ricavare in fase di indagine geologica.
Anche lestensione delle indagini deve essere maggiore in quanto molte volte, neicantieri sotto falda con terreni ad elevata permeabilit, si tratta di valutare se
sfruttare un tappo di fondo naturale o crearne uno artificiale con il Jet-grouting.
In questi casi il dimensionamento delle opere di sostegno non solo un problemastatico ma anche un problema idraulico e quindi devono avere continuit ed
essere allungate oltre quanto richiesto dalle verifiche statiche per allungare il
percorso allacqua o alla ricerca di uno strato di terreno a bassa permeabilit.
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Tipologie di opere di sostegnoIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
21/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
DIAFRAMMII diaframmi consistono nella realizzazione di muri in calcestruzzo armato sotto terra per il
contenimento del terreno ed anche dellacqua. Vengono pertanto impiegati quando risulta
necessario scavare sotto falda senza dover abbassare lacqua, allesterno dellarea di
cantiere, con impianti well point.
Sono adatti per cantieri di una certa dimensione sia per il costo dellimpianto cantiere sia
per gli ingombri delle macchine che vengono utilizzate. Gli spessori usuali dei diaframmi
in c.a. sono : 50-60-80-100-120 cm.
Attrezzatura per
lesecuzione di diaframmi
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DiaframmiIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
22/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Le attrezzature impiegate per lo scavo sono:
Scavo con fango a riposo (benna mordente): lo scavo con benna viene
utilizzato nei terreni sciolti dove non sia richiesta la frantumazione degli
elementi litoidi. La benna pu essere sospesa a un cavo (benna a fune) o
solidarizzata ad unasta di manovra rigida.
Scavo con fango in movimento circolazione inversa (idrofresa) utilizzata
per terreni rocciosi o in terreni sciolti a notevole profondit. Su un telaio
metallico con la stessa sezione del pannello da scavare sono montate due ruote
fresanti attrezzate con appositi denti, che ruotano in senso opposto, con la
funzione di rimuovere e disgregare il terreno. Una pompa, posta nel cuore
fresante, invia i detriti, posti in sospensione nel fango, ad una stazione di
trattamento e separazione. Le profondit raggiungibili con tale tecnica di scavo
sono teoricamente limitate solo dalle tipologie e dalle potenze installate a bordo
delle macchine operatrici e arrivano solitamente a 20-40 m raggiungendo in
alcuni casi anche i 100 m.
Scavo a secco senza limpiego di fanghi.
Si usa poco in terreni coesivi che si autosostengono ma danno delle
deformazioni e si possono fare lontano da edifici.
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DiaframmiIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
23/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Modalit esecutive diaframma in c.a. gettato in opera:
Formazione dei cordoli guida: delle dimensioni di 50-80 cm con altezza di cm 40-60 al fine di
fornire un allineamento permanente materializzato sul terreno.
Scavo eseguito in presenza di fango bentonitico con eventuale dissabbiamento in presenza di terreni
particolarmente sabbiosi o limosi.
Pulizia dello scavo e dissabbiamento.
Posa armatura metallica: in acciaio B450 c con attenzione per evitare lappoggio delle gabbie sul
fondo scavo.
Posa in opera del calcestruzzo: solitamente Rck 30 Mpa con le modalit di cui sopra tramite
opportuno tubo di convogliamento (tubo getto) dal basso verso lalto. Il tubo munito allestremit
superiore di una tramoggia di carico. Attenzione deve essere posta al fine di arrestare il suo piede a
25-50 cm dal fondo scavo.
Scapitozzatura: della testa del
diaframma.
Controlli in corso dopera: sono il
controllo dei tracciamenti e
preparazione, controllo delle
procedure di scavo e della verticalit,
controllo del fango di perforazione,
controllo delle armature, controllo del
calcestruzzo fresco, controllo del getto
del calcestruzzo.
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DiaframmiIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
24/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Una volta realizzato lo scavo, e
stabilizzate le pareti con fango
bentonitico per impedire il crollo
del terreno allinterno, si inserisce la
gabbia di armatura e si esegue il
getto di calcestruzzo. Il calcestruzzo
pi pesante del fango bentonitico
e quindi questultimo risale in
superficie e viene recuperato. Gli
elementi modulari, che formano nel
loro insieme il diaframma continuo,vengono connessi strutturalmente uno allaltro con opportune testate terminali sagomate a
coda di rondine; queste vengono realizzate grazie alla posa di opportuni profili a perdere
installati nelle sezioni di scavo prima del getto dei cosiddetti pannelli primari.
Laddove sia necessario che il diaframma finito abbia caratteristiche impermeabili, i profili
a perdere possono anche contenere pi serie di bande longitudinali in gomma o neoprene
che, quando serrate dal contatto verticale tra pannelli successivi, assolvono alla funzione
di barriere impermeabili dette correntemente waterstop. Molto spesso, anche
nellattraversamento di usuali stratigrafie, lutilizzo delle miscele di fanghi di bentonite, o
similari, lunica tecnica esecutiva adottabile per il sostegno provvisionale delle pareti di
scavo dei diaframmi.
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DiaframmiIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
25/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
La sospensione bentonitica crea, sul
bordo dello scavo, un film
impermeabile (cake). A tergo di
questo cake, il fango bentonitico
sviluppa una pressione di tipo
idrostatico che costituisce pressione
di confinamento efficace (al netto
della pressione di falda nel terreno)
che impedisce la rottura dellelemento
di terreno, alla scala elementare o del
fronte di scavo alla scala
macroscopica.
In caso di terreno a pi grande
granulometria, la bentonite penetra
nel terreno creando uno strato
gelatinoso che ha lo stesso risultato
del cake. La tixotropia della bentonite
(capacit di acquistare una certa
rigidezza a riposo) la propriet che
permette la rapida realizzazione del
cake o dello strato gelatinoso.
Limpermeabilit dei diaframmi va intesa
come impermeabilit di cantiere e quindi non
totale. Asi fini civili devono essere realizzate
opere di impermeabilizzazioni interne per
garantire lassenza di acqua nei piani interrati
posti sotto il livello della falda
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DiaframmiIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
26/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
I cordoli guidaLo scopo dei muri guida molteplice, infatti assicurano le seguenti funzioni:
_ Assicurare la stabilit del terreno in superficie (carichi importanti in adiacenza allo scavo)
_ guida per limbocco della benna o idrofresa,
_ garantire lallineamento di progetto,
_ evitare problemi causati dalle fluttuazioni del livello superiore del fango bentonitico nello scavo
_ garantire la presenza di un adeguato battente di fango bentonitico a partire dalla profondit alla quale
questo diventa portante
_ servire da supporto alle gabbie (che vanno tenute sollevate dal fondo dello scavo) sino allindurimento
del calcestruzzo.
Valori usuali della profondit della trincea dei muri guida sono tra gli 80 ed i 150 cm. I muri guida sono
in generale armati e devono resistere ai colpi dellutensile di scavo, ed ai carichi dei macchinari che si
muovono in adiacenza a questultimo, oltre che alle forze verticali di estrazione degli elementi di giunto.
E preferibile che i muri guida siano gettati contro terra, in caso di casseratura da entrambi i lati,
opportuno prevedere una forma ad L in modo da fornire un sostegno per il terreno di riempimento non
costipato.
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DiaframmiIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
27/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Lo scavo
Lo scavo pu essere effettuato con differenti utensili, scelti in generale in funzione delle caratteristiche
di resistenza del terreno interessato. Sono disponibili, in ordine di complessit crescente di impianto di
cantiere, escavatori idraulici (del tipo di quelli utilizzati sulle draghe), benne montate su kelly o a fune,
idrofrese. La scelta di un utensile dipende dalle caratteristiche del terreno oltre che dalla profondit da
raggiungere. Nel seguito si considera lo scavo con benna o con idrofresa.
La dimensione massima del pannello va valutata in funzione delle caratteristiche del terreno. Il minimo
tecnologico indotto dalla dimensione dellutensile, un massimo pratico di larghezza 6 m (ottenuto
scavando due pannelli ibridi e la lingua di terreno nel mezzo). Evidentemente lapertura di un pannello
di maggiore lunghezza pi critica di uno di lunghezza minore, cos come lo scavo di un pannello
secondario , in generale, meno critico di quello di un primario.
La stabilit del setto va comunque verificata con i primi scavi. Lo scavo del setto non va iniziato prima
dellavvenuto indurimento del calcestruzzo e dello sviluppo di una resistenza sufficiente del/i pannello/i
adiacente/i.
Le procedure di scavo sono critiche in particolare in ambiente urbano (adiacenza ad altri edifici). In
particolare sono da tenere sotto controllo costante i livelli di falda, le eventuali perdite di fluido di
perforazione. Qualora si verifichi una situazione anomala (risalita di falda o perdita del fluido di
perforazione) vanno prese contromisure che possono arrivare al riempimento dello scavo con materiale
adatto ad essere riscavato (ghiaione, calcestruzzo plastico o magro).
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Tipologia di
opere di
sostegno
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Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
28/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Scavo con bennaLimpianto di cantiere abbastanza semplice, oltre allimpianto per la bentonite (sili di stoccaggio,
miscelatore, pompe di circolazione, distribuzione ai pannelli, impianto di ritorno, dissabbiatore e vasche
di trattamento per scarico), occorre prevedere un escavatore per lo scavo ed uno di servizio (operazioni
di getto e movimentazione sponde), una benna (idraulica o meccanica), dispositivi per la
movimentazione degli elementi di giunto.
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Tipologia di
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sostegno
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Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
29/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Le benne mordenti possono essere a funzionamento idraulico o meccanico. Le benne possono essere
manovrate mediante fune libera, o tramite aste di guida tipo Kelly. Le attrezzature Kelly possono essere
del tipo monoblocco, o telescopico.
Si ritrovano essenzialmente due tipologie di benne, a valve ad azionamento idraulico, con pistoni, o
meccanico, a fune. Un sovrascavo tecnologico lievemente superiore ascrivibile alla benna a valve
meccaniche, in particolare in terreni soffici. Il peso dellutensile varia, a seconda delle dimensioni del
pannello, tra le 6 e le 10 tonnellate. La verticalit e posizione dellutensile di scavo possibile grazie ad
inclinometri biassiali montati sulla benna e sensori sulla fune di movimentazione.
In generale, salvo presenza di trovanti, la verticalit assicurata dal corretto bilanciamento del peso
dellutensile. Piccole correzioni della verticalit sono possibili azionando le valve ad utensile sospeso
sul fondo dello scavo.
La verticalit in senso parallelo alla superficie della paratia controllabile in modo analogo.
Lo scavo con benna mordente eseguito in presenza di fango bentonitico in quiete.
Durante la perforazione, il livello del fango costantemente mantenuto in prossimit del piano di
lavoro. La benna stessa usata per portare in superficie il materiale scavato, per questo motivo la
produttivit (tempo di scavo per metro) si allunga allaumentare della profondit dello scavo (lutensile
deve essere ritirato dallo scavo per depositare il materiale in superficie).
In caso di blocchi o trovanti, questi devono essere demoliti per poter essere rimossi. Tale demolizione
pu effettuarsi con scalpello o con esplosivo. In entrambi i casi loperazione, oltre a comportare ritardi
nello scavo del pannello, pu indurre sovraprofili di scavo significativi e maggiori consumi di
calcestruzzo.
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Tipologia di
opere di
sostegno
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Problemi della
piccola
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Cantieri con
problemi
30/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Scavo con idrofresaDi norma limpiego dellidrofresa da prevedersi nella realizzazione di diaframmi di grande profondit
e/o che interessano substrati di consistenza litoide.
Il punto pi delicato di strutture a pannelli affiancati evidentemente il giunto tra i pannelli, ad esso
affidato il trasferimento delle forze di taglio tra un pannello e ladiacente, e la tenuta stagna
(allacqua o al fango) del sistema. Varie tipologie e possibilit sono attualmente offerte, dai giunti a
perdere in PVC, a quelli con sponda da ritirare a getto terminato ed inizio della presa del
calcestruzzo.
In riferimento ai giunti i pannelli possono essere definiti Primari (hanno il giunto da entrambe le
parti) Secondari (scavati tra elementi gi realizzati) od Ibridi (scavati tra un elemento realizzato
ed uno ancora da scavare)
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Tipologia di
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Problemi della
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31/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Le tipologie pi diffuse di giunti sono:_ con palancola: realizzato con palancole metalliche (a perdere o da ritirare) inserite nei pannelli
primari. In generale si procede con una serie di pannelli primari e secondari. Lo scavo ed il getto dei
secondari non richiede giunti, dunque pi rapido. Ne esiste una versione con giunto waterstop inserito
in apposito alloggiamento della palancola. Le palancole sono, in genere, di lunghezza di circa 12-15 m
giuntate sino a profondit di 35-40 m.
_ con tubo spalla: Si inserisce un tubo spalla che pu essere a perdere (PVC) o da ritirare. In generale si
procede con un pannello primario (pi largo, per alloggiare le due sponde), una successione di pannelli
ibridi ed un finale secondario. Ad elevate profondit occorre verificare lo schiacciamento del tubo nella
fase di getto (carico idrostatico del cls).
_ A canne dorgano: meno diffuso, utilizzato in genere per spessori elevati di paratia, realizzato con
tubi in PVC affiancati (a perdere) o con sagomatura della palancola.
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Tipologia di
opere di
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Problemi della
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Cantieri con
problemi
32/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Dissabbiamento
Le operazioni di getto devono essere precedute dal dissabbio (o dissabbiamento) del getto. Il dissabbio
necessario allo scopo di controllare lambiente in cui si va ad eseguire il getto.
Il dissabbiamento viene fatto facendo circolare in un macchinario (SOTRESS) il fango bentonitico dello
scavo prelevato sul fondo con:
- eiettore (air lifting);
- pompa sommersa per fanghi;
- pompa-vuoto applicata in testa al tubo-getto;
- con idrofresa il dissabbiamento, se necessario, effettuato mantenendo lutensile a fondo foro e
prolungando la circolazione del fango.
Le tempistiche del dissabbiamento variano in funzione del volume di fango da trattare e dei macchinari
disponibili (variabili da 15 a 400 t/h).
Le operazioni di dissabbio vengono dichiarate terminate al raggiungimento di una percentuale inferiore
al 4%, misurata con un prelievo nel pannello o nella tubazione di mandata al SOTRESS.
Il dissabbiamento deve essere fatto prima dellinserimento delle sponde o della gabbia. Qualora le
sponde siano inserite prima, queste vanno pulite, prima del controllo dei contenuti in sabbia raggiunti,
prima cio di dichiarare terminate le operazioni di dissabbio.
Nel caso di pannelli secondari od ibridi si effettua la pulizia dei giunti con elementi che riportano la
forma negativa del giunto (maschio-femmina).
Se le operazioni di disabbiamento non vengono fatte correttamente lacqua pu passare attraverso il
diaframma.
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Tipologia di
opere di
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33/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Inserimento sponde e gabbia
Una volta terminate le operazioni di dissabbiamento si procede alla installazione delle sponde e della
gabbia. Gabbie in pi elementi possono essere collegate con saldature o morsetti. In generale
laderenza acciaio calcestruzzo non sensibilmente modificata dalla bentonite. Salvo precauzioni
speciali non vanno utilizzati acciai galvanizzati o metalli suscettibili di produrre un cake bentonitico
per effetto elettrostatico o di causare corrosioni elettrochimiche delle armature.
Le gabbie non devono essere poggiate sul fondo, ma
tenute sollevate agganciate ai muri guida, allo scopo di
garantire il completo ricoprimento delle armature con il
calcestruzzo.
Importante il controventamento opportuno delle gabbie.
Lassemblaggio va verificato durante le operazioni di
sollevamento, importante prevedere un adeguato
numero di giunzioni saldate. E opportuno prevedere pi
punti di sollevamento della gabbia (uno in testa ed uno a
circa 2/3 dellaltezza), in particolare per le fasi iniziali del
sollevamento, qualora la rigidezza longitudinale della
gabbia non sia sufficiente per gabbia tenuta orizzontale.
opportuno prevedere una serie di staffe destremit per
consentire lappoggio della gabbia sui muri guida durante
le operazioni di giunzione dei vari pezzi e durante le
operazioni di getto.
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Tipologia di
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Problemi della
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Cantieri con
problemi
34/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
GettoIl getto viene in genere effettuato a gravit, con tubi getto. Il tubo getto in generale costituito da
segmenti di lunghezza variabile tra i 2 ed i 5 m, con imbuto allestremit superiore. Il tubo getto
mantenuto sollevato con un escavatore di servizio che pu essere utilizzato per provocare una
oscillazione verticale dellordine di 30 cm allo scopo di facilitare la fuoriuscita e la risalita del
calcestruzzo. Il diametro minimo interno del tubo getto dellordine dei 15 cm o 3 volte la dimensione
massima dei grani. Il diametro esterno deve consentire il passaggio allinterno delle gabbie darmatura.
In generale il diametro esterno dei tubi dellordine dei 25-30 cm.
Per una larghezza di getto oltre 2.5 m opportuno procedere al getto con due o pi tubi.
Il primo getto avviene con tubo sollevato di circa 10 cm sul fondo scavo. Poi il tubo va tenuto immerso
nel calcestruzzo per almeno 3 m, per evitare fenomeni di segregazione o formazione di giunti
orizzontali a causa della mescola di calcestruzzo e fango bentonitico. Il limite superiore della profondit
del tubo getto dato da motivi pratici allo scopo di non allungare in maniera inaccettabile i tempi di
getto. La velocit di risalita della superficie del getto non dovrebbe essere inferiore ai 3 m/h allo scopo
di evitare la formazione di giunti freddi.
Il pelo libero del getto trasporta in superficie il fango bentonitico; a fine getto, su di una certa altezza il
calcestruzzo potrebbe avere qualit scadente. A tal scopo occorre prevedere da un lato che il getto sia
pi alto della quota finale libera della paratia (eventualmente facendo traboccare il getto dallo scavo),
sia la scalpellatura (scapitozzatura) dello strato superficiale peggiore. Tale scalpellatura va fatta ad
indurimento completato e con utensili idonei a non asportare il calcestruzzo sano o rovinare le
armature.
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Tipologia di
opere di
sostegno
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piccola
perforazione
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problemi
35/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Benna per diaframmi su aste
telescopiche sistema Kelly
Fresa per diaframmi mod. BC 30
prodotto dalla Bauer
Estrazione dei dispositivi di spondaLe sponde (palancole o tubi sponda) vanno rimosse dopo linizio della presa del calcestruzzo. Prima
dellinserimento tali dispositivi devono essere opportunamente protetti con prodotti scasseranti, allo
scopo di ridurre gli attriti tra il getto e la palancola. Sono talora utilizzati opportuni dispositivi per
movimentare le sponde qualora le operazioni di getto possano essere prolungate.
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DiaframmiIntroduzione
Tipologia di
opere di
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Problemi della
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perforazione
Cantieri con
problemi
36/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Regole di corretta progettazioneLapplicazione di alcune regole di buona progettazione, spesso unicamente derivanti dal buon
senso, pu determinare la riuscita o linsuccesso realizzativi dellopera. Nel seguito si fa un elenco
non esaustivo di alcune regole la cui applicazione apporta un contributo rilevante al buon risultato:
- In generale opportuno prendere in conto una tolleranza orizzontale della sezione di scavo di almeno
20 mm nella direzione parallela ai muri guida e 50 mm nella direzione ortogonale alla paratia. Occorre
considerare una tolleranza sulla verticalit allincirca dell1% (potrebbe aumentare in caso di blocchi o
problemi allavanzamento).
- Le tolleranze dimensionali delle gabbie devono essere, sulla larghezza, almeno dellordine di 10 mm.
La tolleranza sulla posizione verticale ed orizzontale della gabbia deve essere dellordine dei 70 mm,
sulla posizione della sommit a fine getto di ameno 50 mm.
- Prevedere un copriferro netto dellordine di 75 mm o 60 mm in caso di terreni o falda non aggressivi
(o molto deformabili).
- Prevedere lo scavo di almeno ulteriori 70 cm al di sotto della gabbia sia per tolleranze verticali del
pannello ed incertezze sulla posizione effettiva dellutensile di scavo (scavo in generale pi profondo al
centro che ai bordi).
- Cercare di uniformare tipologie di gabbie e dimensione dei pannelli (per quanto possibili uguale alla
dimensione dellutensile di scavo).
- Prevedere 3-4 staffe di rinforzo in testa alle gabbie per sollevamento e posizionamento.
- Le gabbie devono presentare una rigidezza sufficiente per la movimentazione, oltre che per il
posizionamento definitivo (prevedere sufficienti staffe e controventi).
opportuno definire con limpresa di costruzioni le fasi di sollevamento e posizionamento nel foro in
funzione della procedura di costruzione adottata al cantiere.
- Le gabbie devono consentire la discesa del tubo getto senza comportare intoppi ad ogni profondit
(controllare gli ingombri delle staffe a pi bracci).
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Tipologia di
opere di
sostegno
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Problemi della
piccola
perforazione
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problemi
37/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Diaframma contrastato con puntoni attivi
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Tipologia di
opere di
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Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
38/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
C.S.M. Cutter Soil MixingSi intende un diaframma ottenuto per mescolamento del terreno con iniezione a bassa
pressione. Va bene in terreni granulari. Pu essere armato a fresco con putrelle o tubi.
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Tipologie di opere di sostegnoIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
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39/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Iniezioni a bassa pressione
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Tipologia di
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Problemi della
piccola
perforazione
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40/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
PALANCOLE
Si intende per palancola un elemento componente lopera di contenimento
(palancolato) che viene utilizzato soprattutto come struttura di sostegno e
consente una libert di lavoro ed unampia scelta di soluzioni costruttive per la
realizzazione di varie categorie di opere, quali:
armature di contenimento dei terreni, massicciate e scarpate;
pareti di sostegno e contrafforti;
scavi in terra e in acqua, demolizioni;
banchine portuali, pennelli dargine e foci, ecc..
In funzione della tipologia di materiale si distinguono due tipi di palancolato:
palancolato metallico in cui le palancole sono generalmente costituite da
profilati metallici di varie dimensioni e profili ( palancole tipo Larssen );
palancolato in calcestruzzo in cui le palancole sono costituite da elementi in
calcestruzzo vibrocompresso di varie dimensioni e profili.
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PalancoleIntroduzione
Tipologia di
opere di
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Palancole
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piccola
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41/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Vantaggi nellutilizzo del palancolato
I maggiori vantaggi del palancolato rispetto ad altre strutture di sostegno sono:
fornitura delle palancole gi pronte all'impiego con specifiche di prestazioniprestabilite;
facilit di trasporto e di movimentazione in opera; rapido avanzamento dei lavori con riduzione della durata e dei costi
dell'opera;
elevata resistenza alla corrosione; possibilit di rimozione, recupero e riutilizzo o riciclaggio come materia
prima;
basso impatto ambientale e lungo ciclo di vita; nessun intervento di manutenzione.
Materiali ed elementi costruttivi
Palancolato metallico
Palancolato in calcestruzzo
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Tipologia di
opere di
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problemi
42/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Modalit esecutive
L'applicazione della palancola avviene coi seguenti metodi:
a) Metodo a Vibrazione-convenzionale, eseguito a vibro-infissione tramite una testa
vibrante, con pesi eccentrici azionate in rotazione da un motore elettrico o idraulico,
appesa ad un auto gru a fune o sul braccio di un escavatore idraulico, ammorsa la
palancola per via di una pinza idraulica (morsa). Il vibro mette la palancola in agitazione
e le vibrazioni sono trasmesse dalla testa vibrante alla palancola che le trasmette a sua
volta al terreno intorno alla palancola che scende nel terreno per peso proprio. Per
l'estrazione, le vibrazioni vincono sull'attrito laterale del terreno e sulla resistenza ai
gargami delle palancole. La forza dell'autogr compie lo sfilaggio-estrazione della
palancola.
b) Applicazione con getto d'acqua, un getto d'acqua ad alta pressione da ugelli posti
allestremit della palancola assiste nell'ammorbidimento del terreno circostante la
palancola e nel lavaggio (lubrificazione dei gargami per ridurre l'attrito fra i gargami e
l'attrito laterale del terreno) durante l'infissione. L'applicazione assistita con getto d'acqua
viene utilizzata anche per linfissione di palancole speciali in c.a. di diverse sezioni
collegate tra di loro con maschio/femmina e consente una precisa costruzione del
palancolato in quanto facilita il posizionamento necessario per un corretto allineamento
verticale e orizzontale della palancola sul cantiere. L'immissione d'acqua nella giusta
quantit e pressione comporta un miglioramento delle caratteristiche meccaniche del
terreno nel lungo termine.
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Tipologia di
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43/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Esempi di palancole metalliche
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44/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Esempi di palancole in CAC
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45/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Le palancole sono adatte per eseguire scavi sotto falda ma la loro lunghezza deveessere tale da raggiungere uno strato di terreno impermeabile per evitare moti di
filtrazione da monte verso valle o problemi di sifonamento. Il problema che presentano
la modalit di infissione che molto spesso non pu essere utilizzata perch crea
vibrazione negli edifici limitrofi. I moderni vibroinfissori a frequenza variabile
riducono notevolmente le vibrazioni.
Inoltre le palancole non possono essere impiegate quando il terreno presenta ciottolicon dimensioni maggiori di 1520 cm e su terreni ghiaiosi molto densi.
Anche le palancole, quando lo scavo raggiunge una certa profondit, vanno tirantateo contrastate in testa per ridurre le deformazioni.
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PalancoleIntroduzione
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problemi
46/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Per evitare le vibrazioni si pu usare lo Still-Worker.
una macchina leggera e compatta e facile da spostare (5-6 t). infigge le palancole senza vibrazione e rumori con un movimento uniforme, silenzioso. e fluido, eliminando il rischio di danni a strutture e attrezzature limitrofe.
questo dispositivo non crea inquinamento acustico rispetto all'ambiente circostante. si pu usare un getto dacqua ausiliario per attraversare suoli duri.
Lavora in centro macchina e quindi infigge le palancole a circa 90 cm dal confine.
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Tipologie di opere di sostegnoIntroduzione
Tipologia di
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Cantieri con
problemi
47/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
PALI SECANTIQuando usarli?
Quando preferibile evitare luso di fanghi bentonitici;
Quando richiesto di disgregare/carotare livelli resistenti/trovanti altrimenti di difficile
attacco con altri utensili quali, ad esempio, le benne;
Nellambito di siti urbanizzati ed in fregio
a manufatti esistenti, la scelta di diaframmi di
pi pali CSP/CAP preferibile per il minor
disturbo arrecato rispetto a diaframmi scavati
con benna o con altri sistemi che prevedono
livelli di vibrazioni potenzialmente dannosi.
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Pali secantiIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
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Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
48/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Piazzamento
Lelica ed il rivestimento sono sollevati e vengono centrati sul punto di perforazione (asse palo).
Perforazione
Il rivestimento e lelica continua vengono infissi, contemporaneamente, a rotazione, nel terreno. Una
volta che tutto il rivestimento viene completamente infisso nel terreno, lelica, se necessario, pu
proseguire la perforazione oltre tale profondit.
Pompaggio del calcestruzzo
Il pompaggio del calcestruzzo avviene tramite lanima cava dellelica continua e procede dal fondo
della batteria di perforazione verso la bocca foro di pari passo allestrazione dellelica carica del
materiale di risulta e del rivestimento. Lelica viene
pulita durante la fase estrattiva da un pulitore.
Tratto da Trevi Group
Messa in opera dellarmatura
La gabbia darmatura pu essere inserita, per tutta
la lunghezza del palo, una volta che il foro risulta
totalmente riempito di calcestruzzo di consistenza
superfluida. La gabbia viene infissa per gravit,
oppure, se necessario, tramite lausilio di piccoli
vibratori.
Caratteristiche del calcestruzzo
Il calcestruzzo per tale tipo di pali deve essere un
calcestruzzo superfluido con inerti aventi diametri
massimi di 15 mm. Lo slump non dovr essere
superiore a 22 cm. Generalmente si usano classi S5
fino a profondit di 15 m. Oltre necessario
utilizzare calcestruzzi di tipo SCC.
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Tipologia di opere di sostegnoIntroduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
49/93
JET GROUTING
UNI EN 12716: Il processo di jet grouting consiste nelladisgregazione del suolo o della roccia tenera e nella sua
miscelazione, e parziale sostituzione, mediante un agente di
cementazione; la disgregazione si ottiene per mezzo di un
getto ad alta energia di un fluido che pu essere lagente dicementazione stesso.
Con jet grouting o jetting si definisce una tecnologia checonsiste nelliniezione di un fluido stabilizzante ad altissimapressione nel suolo e che ha come scopo il consolidamento
di volumi delimitati di terreno in posto al fine di migliorarne
le caratteristiche meccaniche quali la resistenza e la
permeabilit.
(M. Bringiotti Geotecnica & macchine da perforazione)
Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
-
Modalit esecutiva
50/93
Esecuzione di un foro di lunghezzapredeterminata.
Introduzione fino allestremit del foro di unmonitor collegato alla batteria di aste di iniezione.
Solitamente non necessario in quanto per la
perforazione sono utilizzati la batteria ed il
monitor stesso.
Iniezione del o dei fluidi disgregante/i attraverso ilmonitor, ritirando e ruotando simultaneamente le
aste, con valori prestabiliti di velocit di risalita,
rotazione, pressione della pompa e portata di
ogni fluido.
Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Introduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
Metodo di esecuzione
-
Modalit esecutiva
51/93
MONOFLUIDO: la stessa miscelastabilizzante utilizzata per
disgregare il terreno e creare
lelemento .
BIFLUIDO: alliniezione ad altapressione del fluido si associa un
getto coassiale di aria compressa al
fine di incrementare il raggio
dazione del trattamento limitandola dispersione della miscela e di
favorire la fuoriuscita del materiale
di spurgo.
TRIFLUIDO: lazione disgregatrice svolta dallinsieme dei getticontemporanei e coassiali di acqua
ad alta pressione e aria compressa
iniettati attraverso un ugello posto
alcuni decimetri al di sopra di
quello dal quale viene iniettata la
miscela a pressioni inferiori dei
metodi precedenti. (indicato per
terreni consistenti).
Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Introduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
-
Modalit esecutiva
52/93
Il getto, sommato al volume di terreno da esso interessato, eccedesempre il volume specifico della colonna lavorata che fuoriesce dalla
sommit del foro (spurgo).
La mancanza di spurgo provoca la trasformazione del getto in unapporto di fluido a pressione elevata con possibili conseguenze dannose
ai manufatti presenti nelle immediate vicinanze (fondazioni, pareti,
condotte, binari ecc).
Per evitare questi spiacevoli inconvenienti quindi assolutamenteindispensabile che durante il trattamento lo spurgo sia continuo e che
lintercapedine tra terreno e batteria di aste sia aperta (eventuale uso ditubazione di rivestimento che complica notevolmente le operazioni).
Facendo spurgare le sovrapressioni possibile lavorare in aderenza adedifici esistenti senza creare danni affidandosi comunque ad operatori
coscienti di quello che stanno facendo e qualificati.
Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Introduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
-
Modalit esecutiva
53/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Lignano Sabbiadoro (UD) Via Vicenza
(Giugno 2007)
Sestri di Levante (GE)
(Gennaio 2010)
Spurgo fuoriuscito in fase di iniezione
Vasca di accumulo
Introduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
-
Modalit esecutiva
54/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Lignano Sabbiadoro (UD) Via Latisana(Gennaio 2011)
Lavori in aderenza ad
edifici esistenti
Introduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
-
Modalit esecutiva
55/93
Il campo di applicazione di questa tecnologia limitato dal principio di
disgregazione e di parziale sostituzione del terreno
Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Confronto con diversi metodi di consolidamento
(M. Bringiotti Geotecnica & macchine da perforazione)
Tutti i terreni granulari dalla ghiaia grossolana (d
-
Modalit esecutiva
56/93
Pressione del fluido di iniezione;
Portata del fluido di iniezione;
Composizione della miscela;
Velocit di rotazione della batteria diaste;
Velocit di risalita delle aste;
Passando dal sistema monofluido altrifluido la velocit del trattamento
diminuisce in misura inversamente
proporzionale ai volumi di miscela
iniettata.
Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
(R. Tornaghi, 1989)
Parametri operativi
Introduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
-
Modalit esecutiva
57/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Introduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
-
Modalit esecutiva
58/93
Per conseguire specifici risultati vengono impiegati additivi nella miscela:
Stabilizzanti, tra i quali la bentonite (in misura non superiore al 3% in pesodel cemento per non ridurre le caratteristiche meccaniche finali.
Acceleranti o ritardanti di presa
Impermeabilizzanti (nel caso si usi bentonite, e si raggiungano percentualidel 6-8%, necessario tenerne conto del decadimento della resistenza.
Additivi di protezione della miscela da dilavamenti come silicati di sodio esimili, soprattutto in presenza di falde in movimento allinterno di terrenisabbiosi e ghiaiosi.
Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
P. Croce, A. Flora, G. Modoni
Jet Grouting Tecnica
progetto e controllo
Introduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
-
Modalit esecutiva
59/93
I parametri sotto indicati dovrebbero essere ricavati direttamente daglielementi consolidati attraverso il campo prove
Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
P. Croce, A. Flora, G. Modoni
Jet Grouting Tecnica progetto e controllo
Sabbia fine limosa (Resistenza
cilindrica 11,5 MPa)
Introduzione
Tipologia di
opere di
sostegolno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
-
Particolarit del metodo
60/93
Il jet grouting pu essere realizzato con forme diverse variando lavelocit di rotazione dellasta di iniezione ad angolaturepredeterminate.
Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Introduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
-
Campi di impiego
61/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Armatura strutturale e jet grouting
con lunghezza diversa.
Armatura eccentrica per assorbire
meglio sforzi di trazione
Introduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
-
Campi di impiego
62/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Inserimento
armatura a
fresco
Sestri di Levante
(GE) (Gennaio 2010)
Introduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
Fase 1 Fase 2
Fase 4Fase 3
-
Campi di impiego
63/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Introduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
Esempi delluso del jet grouting come opera di sostegno
-
Tappi di fondo
64/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Introduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
Quando non esiste un tappo di fondo naturale, cio uno strato poco permeabile inriferimento alle caratteristiche del cantiere, o si prolungano le opere perimetrali
di molto per allungare il percorso idraulico o si realizza un tappo artificiale,
solitamente con il jet-grouting.
La prima verifica la semplice applicazione della seconda equazione dellastatica e cio un equilibrio alla traslazione verticale. La spinta idrostatica deve
essere bilanciata dal peso del tappo con un adeguato coefficiente di sicurezza.
In cantieri particolari possibile considerare anche lattrito laterale del tapporispetto alle colonne perimetrali.
Quando si realizza il tappo di fondo le opere perimetrali non necessitano diessere allungate oltre allo spessore del tappo ed inoltre ne traggono un beneficio
strutturale in quanto trovano a fondo scavo un contrasto molto maggiore rispetto
al terreno naturale.
-
Tappi di fondo
65/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Introduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
Eseguendo colonne di formadiversa si possono ridurre le
classiche sovrapposizioni delle
colonne circolari
-
Tappi di fondo
66/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Introduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
0,00
30,00
60,00
90,00
120,00
150,00
180,00
210,00
240,00
270,00
300,00
330,00
360,00
390,00
420,00
450,00
480,00
510,00
540,00
570,00
600,00
630,00
660,00
690,00
720,00
750,00
Scavo completo
H diaframma = 750,00
H conci = 15,00
E = 356780
J = 341333,330000
Sabbia limosa
Ps = 0,0018
Fi = 33,0
Kc = 0,050
Sabbia limosa falda
Ps = 0,0008
Fi = 33,0
Kc = 0,050
Tappo di fondo
Ps = 0,0019
Fi = 45,0
Kc = 0,600
Sabbia limosa falda
Ps = 0,0008
Fi = 33,0
Kc = 0,050
Tappo 1
K = 200
Tappo 3
K = 200
Tappo 4
K = 200
Tappo 2
K = 200
Prescavo
q = 1,000
Geostatica
Scavo completo
0,00
30,00
60,00
90,00
120,00
150,00
180,00
210,00
240,00
270,00
300,00
330,00
360,00
390,00
420,00
450,00
480,00
510,00
540,00
570,00
600,00
630,00
660,00
690,00
720,00
750,00
-240
00
-200
00
-160
00
-120
00
-800
0
-400
00
4000
8000
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Mmax = 464
Z = 390,00
(conf. 1)
Mmin = -17256
Z = 525,00
(conf. 2)
Geostatica
Scavo completo
Inviluppo
Diagramma del
momento flettente
Schema di
calcolo
-
Tappi di fondo
67/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
Introduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
VERIFICA DELLA STABILITA DEL FONDO SCAVO (estratto da relazione di calcolo) Sezione C-C
Il livello dellacqua posto a quota +716 m s.l.m. e le pressioni dovute allacqua agenti alla base del tappo di fondo, che
si trova alla quota di +713.2 m s.l.m., sono date da:
Finst = (716 m 713.2 m) x 1000 kg/m3 = 2800 kg/m2
La forza stabilizzante data dal peso del tappo di fondo, pari a:
Fstab = 1.8 m x 1950 kg/m3 = 3510 kg/m2
La miscela iniettata ha un peso di volume di 1530 kg/mc che mescolata al terreno in posto arriva a circa 1950-2000
kg/mc come gi visto in altri cantieri con terreno simile.
Lintervento viene fatto su un deposito detritico alluvionale con presenza di ciottoli; nel sondaggio n 1, alla profondit
del terreno trattato, la densit relativa varia dal 15% al 41% con un peso di volume che varia tra 1630 kg/mc a 1750
kg/mc (Pag 13 e 14 della relazione geologica).
La tecnica del jet-grouting porta in superficie, assieme alla boiacca di iniezione il materiale pi fine (refluo) andando a
sostituire i vuoti con la miscela di iniezione. Pertanto nel volume del materiale trattato rimangono i ciottoli che sono la
componente pi pesante del terreno naturale ed i vuoti lasciati dal fino asportato e dallindice dei vuoti del terreno
naturale. Tali vuoti vengono tutti riempiti dalla miscela di iniezione e quindi il peso di volume del materiale trattato
sicuramente maggiore dei 1630-1750 kg/mc del terreno naturale anche in considerazione del fatto che la densit relativa
del materiale trattato molto bassa
La verifica del sollevamento del tappo di fondo viene effettuata utilizzando i coefficienti riportati nella tabella 6.2.III
delle N.T.C. 2008, ossia applicando un coefficiente 0.9 ai carichi permanenti favorevoli ed un coefficiente 1.1 alla spinta
dellacqua. La verifica risulta essere soddisfatta:
(0.9 x Fstab) / (1.1 x Finst) = (0.9 x 3510)) / (1.1 x 2800) = 1.03 > 1.00
In tale situazione il tappo di fondo dello spessore di 1,8 m risulta appena sufficiente per la stabilit. Spessori minori
non risultano pertanto ammissibili.
-
Problemi della piccola perforazione
68/93
SCELTA DELLA TECNICA DI PERFORAZIONE
La tecnica di perforazione va scelta in funzione del terreno daattraversare, dalla presenza o meno della falda e dalla presenza di edifici
o strutture in prossimit del cantiere. Lobiettivo quello di disturbare ilmeno possibile la zona circostante.
Si pu usare come fluido di espurgo aria, acqua, fango bentonitico oforare a sola rotazione con elica.
ARIA. Si usa per il funzionamento del martello fondo foro. Non daproblemi in terreni compatti o roccia mentre bisogna prestare attenzione
in terreni misti dove possono esserci problemi di spurgo.
Un errore, causato da poche manovre di pulizia del foro, pudeterminare problemi di rigonfiamento del terreno in quanto si tappa lo
spazio anulare tra lasta di perforazione ed il foro e laria, non potendouscire, si propaga lateralmente sollevando per un attimo gli edifici vicini.
Bisogna pertanto eseguire regolarmente la manovra di risalita perfacilitare lespulsione dei detriti e mantenere sempre libero il forosoprattutto quando si incontrano strati argillosi. Questa manovra provoca
per una continua alesatura del foro.
Introduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
-
Scelta della tecnica di perforazione
69/93
Quando c prima uno strato di argilla e poi sotto sabbia e ghiaia, invicinanza ad edifici, bisogna fare i prefori con lelica e poi passare almartello fondo foro. Ovviamente con una certa distanza luno dallaltroper non innescare cedimenti delledificio per lapertura di troppi fori e conun aumento dei costi per la doppia operazione.
Introduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
Alesatura del foro con continue
manovre di risalita
Creazione di lenti e caverne di
rigonfiamento per mancato spurgo
Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
-
Scelta della tecnica di perforazione
70/93
Una delle prime regole da seguire quelladi non forare con aria sotto falda vicino ad
edifici, il farlo vuol dire creare molto
probabilmente dei danni.
Lutilizzo di aria come fluido di espurgo sottofalda determina una desaturazione (togliere
acqua) del terreno poroso (sabbia e ghiaia)
con una perdita di pressione interstiziale tra
i grani ed un costipamento del terreno
(Figura 1)
Lacqua continua ad entrare nel forotrasportando particelle fini che lariacompressa porta in superficie. I grani sotto
si riorganizzano addensandosi e creando
cedimenti.
Inoltre in terreni fini quali limi ed argille lacontinua espulsione di acqua dal foro di
perforazione determina un cono di
depressione (Figura 2) e determina un
cedimento per consolidazione.
Introduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
Figura - Composizione del terreno
Figura - Cono di subsidenza
Figura 1
Figura 2
Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
-
Scelta della tecnica di perforazione
71/93
ATTENZIONE, il fenomeno delcedimento IRREVERSIBILE in
quanto:
Le quote perse non possonoessere recuperate.
Lunico rimedio per contenere ildanno interrompere il prelievo
di acqua passando ad una
perforazione con acqua.
Una volta innescato il fenomeno ilcedimento pu continuare nel
tempo diminuendo di velocit.
Il fenomeno del cedimentodifferenziale del terreno si
manifesta con fessure sugli
edifici.
Introduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi Percorso del granello di sabbia
Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
-
Scelta della tecnica di perforazione
72/93
Perforazione con ACQUA:
Si fa su terreni fini sotto falda.
E fondamentale luso del rivestimento in modo da ridurre al minimo ilcontatto acqua immessa e terreno.
La perforazione con FANGO BENTONITICO viene utilizzata per sostenerele pareti del foro durante lo scavo nel terreno incoerente. Attenzione per
perch se il fango troppo carico possono formarsi grumi o sacche di
fango pi denso che impedendo la sostituzione con malta fanno diminuire
laderenza malta armatura.
La perforazione ad ELICA si fa su terreni fini limosi argillosi o su sabbie eghiaie fini sporche. Attenzione alleccessiva velocit di avanzamento che faavvitare lelica nel terreno senza asportare i detriti. Pertanto non siraggiunge il diametro previsto e non si garantiscono le portate previste in
progetto.
Introduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
-
Uso del rivestimento
73/93
Il rivestimento a seguire va sempre usato quando si fora sotto falda perevitare che il foro frani.
Va usato anche in terreni che non si autosostengono come le sabbie fini esciolte. Lontano da edifici, in alternativa, si possono usare schiume o
sporcare il foro umido con cemento per dargli il tempo di
autosostentamento necessario per arrivare alla fase delliniezione.
BISOGNA usarlo anche quando si fora vicino a case con terrenoparticolarmente compressibile per evitare detensionamenti del foro.
Quando il terreno particolarmente compressibile e siamo vicini alle casemeglio usare micropali AUTOPERFORANTI per stabilizzare subito il foro,
soprattutto vicino ad edifici storici che scaricano grandi carichi per unit di
superficie ed ogni asportazione del terreno crea cedimenti.
Attenzione per che uno dei numerosi errori che si possono fare in questafase leccessiva velocit di avanzamento della perforazione, dovutaalle elevate prestazioni delle perforatrice abbinate ad un terreno scadente,
che pu causare lavvitamento della punta senza la completadisgregazione del nucleo e quindi senza ottenere il diametro previsto.
Attenzione che un errore in fase di perforazione si manifesta poi in fase discavo.
Introduzione
Tipologia di
opere di
sostegno
Berlinesi
Pareti
Chiodate
Diaframmi
Palancole
Pali secanti
Jet Grouting
Tappi di fondo
Problemi della
piccola
perforazione
Cantieri con
problemi
Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda
-
Micropali autoperforanti
74/93
Con micropali autoperforanti si pu montare una punta a perdereartigianale e usare la boiacca come fluido di espurgo e nello stesso tempo
come elemento stabilizzante delle pareti del foro.
Le punte si possono scegliere in funzione del tipo di terreno.
Si inizia la perforazione del terreno e la contemporanea iniezione diboiacca in fase di avanzamento utilizzata come fluido di spurgo.
La miscela inizialmente ha un rapporto A/C pari a 1 per eseguire laperforazione.