pilati-presentazione

1
Ing . Corrado Pilati Geosoluzni  Eiongineering  s.r.l . Viale  dell’Industria  67/12   VICENZA Mail: info@geosoluzioni .it Incontro  sul tema : Costruzioni  i n  fal da :  pr oblemi idrogeologici nella  g estione dei cantieri  e post  - opera Trento, 13 - 14 dicembre  2012 Metodi  di  stabilizzazione dei  fronti  di  scavo  in presenza  di  falda

Upload: fabrizio-mansueto

Post on 16-Oct-2015

29 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

sd

TRANSCRIPT

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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.

  • 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.

  • 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.

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

    15/93

    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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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.

  • 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

  • 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.

  • 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.

  • 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.

  • 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

  • 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.

  • 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).

  • 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

    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.

  • 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

    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.

  • 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

    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)

  • 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

    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.

  • 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

    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.

  • 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

    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.

  • 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

    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.

  • 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

    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.

  • 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

    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).

  • 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

    37/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda

    Diaframma contrastato con puntoni attivi

  • 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

    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.

  • 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

    39/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda

    Iniezioni a bassa pressione

  • 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

    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.

  • PalancoleIntroduzione

    Tipologia di

    opere di

    sostegno

    Berlinesi

    Pareti

    Chiodate

    Diaframmi

    Palancole

    Pali secanti

    Jet Grouting

    Tappi di fondo

    Problemi della

    piccola

    perforazione

    Cantieri con

    problemi

    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

  • PalancoleIntroduzione

    Tipologia di

    opere di

    sostegno

    Berlinesi

    Pareti

    Chiodate

    Diaframmi

    Palancole

    Pali secanti

    Jet Grouting

    Tappi di fondo

    Problemi della

    piccola

    perforazione

    Cantieri con

    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.

  • PalancoleIntroduzione

    Tipologia di

    opere di

    sostegno

    Berlinesi

    Pareti

    Chiodate

    Diaframmi

    Palancole

    Pali secanti

    Jet Grouting

    Tappi di fondo

    Problemi della

    piccola

    perforazione

    Cantieri con

    problemi

    43/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda

    Esempi di palancole metalliche

  • PalancoleIntroduzione

    Tipologia di

    opere di

    sostegno

    Berlinesi

    Pareti

    Chiodate

    Diaframmi

    Palancole

    Pali secanti

    Jet Grouting

    Tappi di fondo

    Problemi della

    piccola

    perforazione

    Cantieri con

    problemi

    44/93Ing. Corrado PilatiMetodi di stabilizzazione dei fronti di scavo in presenza di falda

    Esempi di palancole in CAC

  • PalancoleIntroduzione

    Tipologia di

    opere di

    sostegno

    Berlinesi

    Pareti

    Chiodate

    Diaframmi

    Palancole

    Pali secanti

    Jet Grouting

    Tappi di fondo

    Problemi della

    piccola

    perforazione

    Cantieri con

    problemi

    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.

  • PalancoleIntroduzione

    Tipologia di

    opere di

    sostegno

    Berlinesi

    Pareti

    Chiodate

    Diaframmi

    Palancole

    Pali secanti

    Jet Grouting

    Tappi di fondo

    Problemi della

    piccola

    perforazione

    Cantieri con

    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.

  • 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

    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.

  • Pali secantiIntroduzione

    Tipologia di

    opere di

    sostegno

    Berlinesi

    Pareti

    Chiodate

    Diaframmi

    Palancole

    Pali secanti

    Jet Grouting

    Tappi di fondo

    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.

  • 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.