in cantiere - tecnologie Intervento di consolidamento con resine espandenti URETEK INTERVIENE PRESSO IL PIAZZALE INDUSTRIALE DI UNA PIATTAFORMA DI ASSEMBLAGGIO E MONTAGGIO NAVI A MONFALCONE (GO) PER INCREMENTARE LA RESISTENZA DEL TERRENO L’ intervento di ricompressione e consolidamento è stato realizzato presso il piazzale Cosulich a Monfalcone (GO), all’interno del cantiere navale Fincantieri. L’opera ha avuto lo scopo di consolidare il terreno sottostante il cordolo in c.a. della struttura passacavi posto a ridosso del blocco di fondazione della rotaia del carroponte parallelo alla banchina montaggio navi. Il volume di terreno oggetto d’intervento è posto al disotto di 80 ml di cordolo tra le quote -0,60 m e -2,00 circa da p.c. La tecnologia applicata, oggetto di brevetto europeo n. 0851064 di proprietà dell’impresa Uretek Srl, ha consentito l’addensamento in profondità del terreno attraverso l’iniezione nello stesso di resine poliuretaniche ad alta pressione di rigonfiamento che, espandendosi, hanno rinforzato il sottofondo e l’area circostante al punto d’iniezione, ripristinando il contatto tra il sottofondo ed il cordolo in cemento armato sovrastante. Le iniezioni, al fine di interessare tutto il volume di terreno da trattare, sono state realizzate posizionando in maniera alternata i condotti d’iniezione su differenti piani di profondità, detti d’ora in poi “livelli”. Perforazione L’esecuzione dei fori d’iniezione è stata realizzata a mezzo di perforatori manuali elettrici a rotopercussione con energia di Figura 1 - Sezione delle opere interrate battuta pari a max. 12-14 Joule e frequenza 1200-2800 colpi/minuto. Le perforazioni, di diametro di 26 mm, eseguite attraverso il cordolo in cemento armato ed estese in alcuni punti per una lunghezza massima di 2,0 m oltre lo spessore dello stesso, sono state intervallate a distanze regolari operando dall’alto e centralmente al cordolo canaletta. È stato perciò possibile raggiungere con precisione tutto il volume di terreno cosiddetto “significativo”. Il piano d’appoggio del cordolo è stato rilevato ad una profondità di 0,60/0,80 m circa dal piano di lavoro. I livelli d’iniezione sono stati realizzati alle cANTIERE EDILE 05/06 2012 97 Figura 2 - Area oggetto di trattamento Perforazione quote di m 0,10 e m 1,10 dal piano d’appoggio del cordolo; nei punti critici, corrispondenti alle aree di passaggio delle ruote dei cavalieri, è stato realizzato un terzo livello d’iniezione, alla profondità di m 2,00 circa da p.c. La posa dei condotti d’iniezione, avvenuta al termine della perforazione, ha visto la messa in opera di tubi in acciaio introdotti nei fori mediante percussione. Iniezione L’iniezione è stata eseguita con una pistola che, innestandosi a boccaforo, ha immesso nel condotto interrato la resina preventivamente miscelata in un’apposita camera di premiscelazione. La pressione per l’iniezione è stata fornita da una pompa posta sul camion officina. Nel corso dei lavori il cordolo è stato mo- nitorato con l’impiego di un comparatore centesimale di tipo analogico I tempi d’iniezione e di conseguenza le quantità di miscela erogate sono stati determinati, per ciascun punto, dalla verifica di sollevamento della struttura di entità almeno pari ad mm 0,01 (0,02/0,03 mm nei punti Figura 5 - Comparatore centesimale di passaggio dei mezzi utilizzato in prossimità di ogni verticale pesanti). Le iniezioni sono state eseguite d’iniezione dapprima nei livelli più superficiali ed in seratore centesimale analogico e di un livello guito in quelli più profondi. laser da cantiere. I sollevamenti verticali del manufatto in calMonitoraggio dell’intervento Durante le operazioni di iniezione della re- cestruzzo sono indice dell’efficacia del tratsina, al fine di operare un riscontro del com- tamento in quanto possono avvenire solaportamento del cordolo e della pavimenta- mente dopo che l’espansione generata dal zione circostante nei riguardi degli sposta- processo di rigonfiamento della resina ha menti verticali, si è fatto uso di un compa- prodotto l’addensamento di tutto il terreno Figura 3 - Sezione longitudinale della fase d’iniezione della resina su 2 livelli 98 05/06 2012 cANTIERE EDILE Figura 4 - Sezione longitudinale della fase d’iniezione della resina su 3 livelli (punti più ceduti) Figura 10 - Andamento della pressione di rigonfiamento in funzione del grado di confinamento Figura 6 - Fase d’iniezione circostante l’iniezione nelle direzioni diverse dalla verticale, dove lo stato di tensione è inferiore. Durante le operazioni di iniezione è stato riscontrato un sollevamento non uniforme del cordolo: dei tre tratti oggetto di consolidamento, il tratto A ed il tratto B hanno registrato in corrispondenza della mezzeria un sollevamento minore (0,02/0,03 mm) rispetto alle zone adiacenti, in cui si sono raggiunti sollevamenti fino a 0,5 – 1 mm. Il consumo di resina Uretek Geoplus registrato non è stato uniforme nelle diverse zone trattate: nel tratto C, il meno ceduto, sono stati iniettati 222 kg, nel tratto A 1150 kg e nel tratto B 400 kg. La quantità di resina iniettata nei volumi di terreno sottostanti la fascia in calcestruzzo armato è stata complessivamente di 1.772 kg. L’esito positivo dell’intervento è stato con- trollato mediante l’esecuzione di n. 4 prove penetrometriche dinamiche comparative (2 pre-iniezione e 2 post-iniezione) che hanno permesso di apprezzare l’incremento dei parametri meccanici dei volumi di terreno trattati con le iniezioni. Sono da confrontare le seguenti coppie di prove: prova 1 (pre-iniezione) – prova 2 (post-iniezione); prova 3 (pre-iniezione) – prova 4 (post-iniezione). Le prove 1 e 2 sono state eseguite nella zona più ceduta del tratto A, le prove 3 e 4 nella zona di passaggio del cavaliere del tratto B. Le prove 1, 2 e 3 hanno registrato il rifiuto strumentale a partire da 2,50 m di profondità dal piano di lavoro, durante l’esecuzione della prova 4 lo stesso è stato invece raggiunto a 1,60 m di profondità. Iniezioni La resina espandente prevista per il consolidamento del terreno, testata presso i laboratori dell’Università di Padova, pos- siede alcune particolari caratteristiche determinanti per la buona riuscita dell’intervento. La pressione massima di rigonfiamento della resina ottenuta in condizioni edomecANTIERE EDILE 05/06 2012 99 Figura 11 - Polimerizzazione della resina triche è pari a 10,2 MPa. L’andamento delle pressioni di rigonfiamento al variare del grado di confinamento è riportato nel grafico in figura 10. L’analisi delle singole prove unita alle indagini in sito permette di identificare le ten- Figura 12 - Campo di variabilità della resistenza alla compressione Figura 13 - Campo di variabilità del modulo elastico 100 05/06 2012 cANTIERE EDILE sioni totali applicate al terreno durante il trattamento d’iniezione. Il tempo di completamento della reazione di polimerizzazione della resina è molto rapido (nell’ordine dei secondi). Tale caratteristica permette al materiale di rimanere confinato nell’intorno più prossimo al punto d’iniezione, senza defluire troppo lontano. La resistenza alla compressione semplice varia tra 0.2 MPa e 6 MPa. I valori massimi si rilevano in corrispondenza di deformazioni verticali comprese tra 3.5% (provini di densità iniziale modesta) e 7.0% (provini di densità iniziale elevata). Il modulo d’elasticità della resina espansa varia da 10 MPa ad 80 MPa a seconda del peso di volume raggiunto a reazione ultimata. Tale caratteristica permette al terreno trattato di mantenere una rigidezza globale paragonabile con quella del terreno natu- rale, evitando anomale ridistribuzioni di tensioni. La resina espandente Uretek Geoplus possiede una certificazione di compatibilità ambientale in ottemperanza alle normative vigenti in materia d’inquinamento dei siti. CONCLUSIONI L’intervento di ricompressione e consolidamento realizzato presso piazzale Cosulich a Monfalcone (GO) ha avuto lo scopo di consolidare il terreno sottostante alla fascia di pavimentazione industriale in calcestruzzo armato tra il piazzale e la rotaia del carroponte nell’area montaggio navi. In particolare l’intervento ha interessato 3 zone diverse dell’area passaggio carroponte, per un totale di circa 80 ml di cordolo. L’efficacia del trattamento è stata dimostrata dal sollevamento verticale del cordolo in quanto in un intervento esso può avvenire solamente dopo che l’espansione generata dal processo di rigonfiamento della resina ha prodotto l’addensamento di tutto il terreno circostante l’iniezione. Le prove penetrometriche eseguite hanno confermato l’avvenuto incremento di resistenza del terreno sottoposto a trattamento. n