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
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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
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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
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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
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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