Consolidamento terreni

Il consolidamento dei terreni e lo sviluppo di nuove soluzioni tecniche per il miglioramento e il rinorzo dei terreni è certamente un settore tra i più rilevanti dell’ingegneria geotecnica. La rapidità dell’evoluzione tecnologica in questo campo richiede attenzione da parte del progettista data la presenza di molte soluzioni alternative.

Un’azione di consolidamento dei terreni può avere molteplici obiettivi, fra cui:

  • aumentare la capacità portante di un terreno;
  • stabilizzare scavi e pendii naturali o artificiali;
  • controllare le deformazioni e accelerare la consolidazione;
  • controllare i moti di filtrazione;
  • migliorare la resistenza alla liquefazione.

Le tecniche di consolidamento dei terreni si possono classificare in funzione dell’estensione dell’intervento in:

  • Tecniche di miglioramento: se l’intervento è diffuso;
  • Tecniche di rinforzo: se l’intervento è localizzato.

Le tecniche di consolidamento si possono differenziare e classificare inoltre per l’effetto che esse hanno sullo stato del terreno trattato, cioè il grado di addensamento e le condizioni meccaniche-tensionali, e per la costituzione fisica e chimica del terreno consolidato.

Le tecniche impiegate da Dalla Gassa

La Dalla Gassa impiega diverse tecniche per l’esecuzione di interventi di consolidamento dei terreni. L’impresa ha acquistato il primo impianto per il jet grouting nel 1989, acquisendo negli anni una notevole esperienza nel settore. I sistemi prevalentemente utilizzati sono quelli monofluido e bifluido.

La Dalla Gassa srl esegue inoltre interventi di consolidamento con iniezioni cementizie controllate.

Nel settore del consolidamento dei terreni l’esperienza acquisita nei numerosi interventi eseguiti, unita alle attrezzature e capacità operative del proprio personale, permettono alla Dalla Gassa il rispetto di precisi parametri operativi (profondità di esecuzione, pressione di iniezione, tipo di miscela iniettata, tempi di permanenza e di risalita in funzione del numero e del tipo di ugelli impiegati), al fine di una esecuzione ottimale dell’opera.

Le tecniche impiegate da Dalla Gassa sono:

  • Iniezioni cementizie controllate;
  • Jet-grouting monofluido;
  • Jet-grouting bifluido.

Le iniezioni cementizie si configurano come una tecnica di consolidamento dei terreni e delle rocce, molto utilizzata nel campo dell’ingegneria civile geotecnica. Le iniezioni cementizie a pressione controllata consentono di migliorare le caratteristiche idrauliche e meccaniche di terreni, rocce, opere in calcestruzzo o in muratura e strutture in genere.

In funzione della durabilità dell’opera gli interventi di iniezione cementizia a pressione controllata si possono distinguere in:

  • Interventi provvisori: o destinati ad esercitare la loro funzione solo in fase costruttiva e provvisionale, ad esempio per consentire l\'esecuzione di scavi in terreni instabili e sotto falda;
  • Interventi permanenti: espletano la loro funzione per un periodo di tempo più lungo, commisurato alla vita utile dell’opera, come ad esempio il consolidamento dei terreni di fondazione, la creazione di schermi impermeabili o l’iniezione per il restauro di strutture.

Le iniezioni cementizie a pressione controllata prevedono l’immissione nel terreno di un fluido cementizio con il monitoraggio continuo dei parametri operativi (pressione, volume e portata) che vengono quindi costantemente ottimizzati. Il controllo durante l’intero processo di iniezione consente infatti di adeguare in modo automatico l’iniezione in funzione delle caratteristiche geotecniche e dei dati rilevati in corso d\'opera, assicurando quindi un elevato livello qualitativo della lavorazione e una semplificazione esecutiva.

Dal punto di vista esecutivo, le miscele vengono iniettate nel terreno mediante tubi valvolati predisposti nell’area di terreno da consolidare dopo la perforazione. Le valvole sono costituite da manicotti in gomma che, dilatandosi sotto pressione, permettono o impediscono la fuoriuscita della miscela.

In terreni granulari vengono in genere impiegate miscele acqua-cemento stabilizzate con bentonite o additivi disperdenti. In terreni fini, dove l’iniezione risulta più difficoltosa, si può ricorrere a prodotti chimici come silicati e resine.

Vantaggi

  • Semplicità e velocità di esecuzione;
  • Il controllo continuo durante il processo di iniezione consente l’ottimizzazione automatica dei parametri di iniezione in funzione delle caratteristiche geotecniche e dei dati rilevati in corso d\'opera;
  • Sistema computerizzato per l’acquisizione e la registrazione dei dati;
  • Possibilità di itnervenire in tempo reale per calibrare l’iniezione anche in caso di particolari situazioni non previste in progetto;
  • Tipo di miscela calibrabile in funzione delle caratteristiche del terreno individuate in sito.

Campi di applicazione

  • Consolidamento di fronti di scavo, anche sotto falda;
  • Stabilizzazione di pendii;
  • Consolidamento di terreni di fondazione;
  • Creazione di schermi impermeabili;
  • Restauro di strutture.

Il jet grouting è una delle tecniche di consolidamento dei terreni più nota e diffusa, soprattutto per la sua versatilità e flessibilità. La tecnica consiste nell’iniezione ad alta velocità di una o più miscele fluide. La miscelazione del terreno con prodotti cementizi ad alta pressione consente di rimaneggiare e cementare il terreno in sito, realizzando così dei volumi (colonne) di terreno conglomerato, di forma approssimativamente cilindrica, migliorando le caratteristiche meccaniche del terreno stesso, e in particolare la resistenza e la permeabilità.

Il jet grouting permette di operare in terreni di varia natura e tipologia, con diversi campi di applicazione e con la possibilità di eseguire colonne di inclinazione variabile, dalla verticale verso il basso fino a 45° verso l’alto a secondo delle esigenze.

Dal punto di vista esecutivo la tecnica prevede due fasi successive:

  • Perforazione;
  • Iniezione dei fluidi in risalita: il trattamento viene eseguito mediante graduale e progressiva estrazione delle aste in rotazione a velocità prestabilita, attraverso le quali viene contemporaneamente iniettato il fluido.

I procedimenti esecutivi utilizzati da Dalla Gassa possono essere classificati in due categorie generali: monofluido e bifluido. I due metodi si differenziano essenzialmente per la posizione degli ugelli lungo le aste, per il tipo ed il numero di fluidi utilizzati durante il trattamento e per il diverso grado d’efficacia; sono impiegati in base al tipo di terreno.

Il sistema monofluido è quello tradizionale, il primo ad essere sviluppato ed ancora largamente in uso. Si esegue dapprima una perforazione di piccolo diametro con circolazione di acqua, fango bentonitico o miscela cementizia. Nella fase di trattamento, dagli ugelli laterali si inietta un unico fluido (miscela acqua-cemento con eventuali additivi) che assolve alle funzioni di disgregazione, rimaneggiamento, permeazione e cementazione del terreno. Il fluido viene iniettato ad alta pressione, normalmente compresa tra 200 e 700 bar, ed esce con una velocità compresa tra 180 e 280 m/s.

Con un’analisi attenta dei parametri in gioco è possibile eseguire il trattamento con jet grouting in modo controllato, delimitando il raggio del trattamento e ottenendo un elemento colonnare di caratteristiche predeterminate in funzione delle caratteristiche del sito e della pressione di pompaggio.

Vantaggi

  • Grande versatilità;
  • Raggio e qualità del trattamento determinabili in fase di progettazione in funzione dei parametri del sito e della pressione di pompaggio;
  • L’elevata aderenza al terreno non trattato che circonda la colonna rende il jet grouting ampiamente applicabile nel campo dei pali di fondazione laddove sia richiesto il massimo sfruttamento dell’attrito laterale;
  • La possibilità di armare le colonne con tubi d’acciaio o profilati estende i campi di applicazione della tecnica anche ai casi in cui la struttura sia soggetta a sforzi di trazione, flessione o elevati sforzi normali di compressione.

Campi di applicazione

  • Opere di fondazione;
  • Consolidamento di fondazioni esistenti;
  • Preconsolidamenti per fondazioni e sottomurazioni;
  • Sostegno di volte in galleria in terreno sciolto;
  • Tamponi di fondo e diaframmi d’impermeabilizzazione per argini e dighe in terra;
  • Sostegni di scavi e trincee;
  • Esecuzione di colonne suborizzontali in sotterraneo;
  • Preconsolidamenti dall’esterno per scavi in sotterraneo;
  • Stabilizzazione di pendii.

Il jet grouting è una delle tecniche di consolidamento dei terreni più nota e diffusa, soprattutto per la sua versatilità e flessibilità. La tecnica consiste nell’iniezione ad alta velocità di una o più miscele fluide. La miscelazione del terreno con prodotti cementizi ad alta pressione consente di rimaneggiare e cementare il terreno in sito, realizzando così dei volumi (colonne) di terreno conglomerato, di forma approssimativamente cilindrica, migliorando le caratteristiche meccaniche del terreno stesso, e in particolare la resistenza e la permeabilità.

Il jet grouting permette di operare in terreni di varia natura e tipologia, con diversi campi di applicazione e con la possibilità di eseguire colonne di inclinazione variabile, dalla verticale verso il basso fino a 45° verso l’alto a secondo delle esigenze.

Dal punto di vista esecutivo la tecnica prevede due fasi successive:

  • Perforazione;
  • Iniezione dei fluidi in risalita: il trattamento viene eseguito mediante graduale e progressiva estrazione delle aste in rotazione a velocità prestabilita, attraverso le quali viene contemporaneamente iniettato il fluido.

I procedimenti esecutivi utilizzati da Dalla Gassa possono essere classificati in due categorie generali: monofluido e bifluido. I due metodi si differenziano essenzialmente per la posizione degli ugelli lungo le aste, per il tipo ed il numero di fluidi utilizzati durante il trattamento e per il diverso grado d’efficacia; sono impiegati in base al tipo di terreno.

Nel sistema bifluido la fase di trattamento consiste nell’iniezione ad alta pressione di un fluido cementizio (miscela acqua-cemento con eventuali additivi), associato a un secondo getto coassiale di aria o di acqua compressa. In questo modo si ottiene un incremento del raggio d’azione del trattamento e quindi del diametro reso della colonna gettiniettata, limitando inoltre la dispersione della miscela e favorendo la fuoriuscita del materiale di spurgo. Il fluido viene iniettato ad alta pressione, normalmente compresa tra 200 e 700 bar, ed esce con una velocità compresa tra 180 e 280 m/s.

Con un’analisi attenta dei parametri in gioco è possibile eseguire il trattamento con jet grouting in modo controllato, delimitando il raggio del trattamento e ottenendo un elemento colonnare di caratteristiche predeterminate in funzione delle caratteristiche del sito e della pressione di pompaggio.

Vantaggi

  • Grande versatilità;
  • Raggio e qualità del trattamento determinabili in fase di progettazione in funzione dei parametri del sito e della pressione di pompaggio;
  • L’elevata aderenza al terreno non trattato che circonda la colonna rende il jet grouting ampiamente applicabile nel campo dei pali di fondazione laddove sia richiesto il massimo sfruttamento dell’attrito laterale;
  • La possibilità di armare le colonne con tubi d’acciaio o profilati estende i campi di applicazione della tecnica anche ai casi in cui la struttura sia soggetta a sforzi di trazione, flessione o elevati sforzi normali di compressione.

Campi di applicazione

  • Opere di fondazione;
  • Consolidamento di fondazioni esistenti;
  • Preconsolidamenti per fondazioni e sottomurazioni;
  • Sostegno di volte in galleria in terreno sciolto;
  • Tamponi di fondo e diaframmi d’impermeabilizzazione per argini e dighe in terra;
  • Sostegni di scavi e trincee;
  • Esecuzione di colonne suborizzontali in sotterraneo;
  • Preconsolidamenti dall’esterno per scavi in sotterraneo;
  • Stabilizzazione di pendii.