Iniezioni di Consolidamento

Iniezioni di Consolidamento ed Impermeabilizzazione

 

Tecnica di stabilizzazione profonda dei terreni mediante iniezione ad altissima pressione Jet-Grouting, atta ad eseguire consolidamenti del terreno con tecnica monofluido e bi/trifluido anche ad elevate profondità, iniezioni cementizie o chimiche di consolidamento o impermeabilizzazione:
 

  • Per fondazioni di edifici;
  • Per pile di ponti;
  • Per lo scavo di gallerie corticali;
  • Stabilizzazione dei versanti in frana;
  • Tiranti d’ancoraggio attivi e passivi;
  • Diaframmi di impermeabilizzazione;
  • Consolidamento di rilevati stradali.

 

 

Jet grouting

 
Consente di realizzare colonne e paratie attraverso il trattamento del terreno in situ; esso avviene con l’iniezione ad alta pressione di una miscela stabilizzante, solitamente a base cementizia, attraverso ugelli posti all’estremità di un’asta in rotazione che viene progressivamente estratta. Il Jet Grouting è una lavorazione estremamente flessibile, tuttavia alcune tipologie di terreno rendono inefficace o antieconomica questa scelta tecnologica: in linea di massima i limiti sono rappresentati dalle argille consolidate e dalle ghiaie grossolane (ciottoli) con pezzature significative; per quanto ciottoli e trovanti limitino l’efficacia di questa tecnologia, in taluni progetti il Jet Grouting è previsto anche in tale stratigrafia limite ed i trovanti vengono ammorsati dall’iniezione. La dimensione delle colonne, dai 60 cm ad oltre 400 cm di diametro, seppur condizionata dalla tipologia di terreno, è in funzione della tecnica di jetting utilizzata:
 

  • Monofluido:

    La miscela cementizia viene pompata ad una pressione fino a 600 bar attraverso le aste cave sino ad uno o più ugelli posti all’estremità delle stesse;

  • Bifluido:

    L’asta utilizzata ha una doppia cavità, una per la miscela in pressione ed una per l’aria compressa che favorisce il taglio del terreno implementando la proiezione della miscela;

  • Trifluido:

    Analogamente alla precedente, oltre che all’aria compressa viene gestito anche un getto di acqua in pressione per le stesse finalità.

 
Attualmente con la tecnologia Jet Grouting vengono realizzate:
 

  • Colonne circolari isolate da verticali a sub-orizzontali per il consolidamento del terreno;
  • Colonne circolari armate, con armatura tubolare o putrella d’acciaio, per la formazione di paratie;
  • Colonne circolari concatenate per la formazione di tappi di fondo;
  • Colonne circolari od ellittiche secanti per la formazione di paratie o setti;
  • Diaframmi sottili attraverso l’impiego della tecnica del Jetting monodirezionale.

La MARINI Ermenegildo spa vanta una notevole esperienza acquisita nel corso dei decenni e dispone di un’ampia gamma di moderna attrezzatura.
 

 

Jet grouting – Colonne elittiche e FAN

 
Mentre nelle colonne circolari la rotazione delle aste è a velocità costante, per le colonne ellittiche e fan la velocità di rotazione è variabile (V+ e V-) ed associata a settori S+ e S-; gli altri parametri fondamentali del jetting rimangono costanti a prescindere dal settore.
 

Colonne FAN

Sono quelle colonne in cui esiste un solo settore S+ e quindi un solo settore S-; il diametro della colonna generata è in funzione dei parametri fondamentali e della velocità S-; l’ampiezza del settore S- determina la geometria della colonna ed identifica la porzione in cui la colonna ha diametro teorico costante. Dall’ampiezza del settore nasce la nomenclatura della colonna (Fan 180°, Fan 240° ecc.). La velocità V+ è la massima gestibile operativamente in quanto la colonna non necessita di un diametro minimo, o certo, nella sua porzione S+.
 

Colonne Ellittiche

Sono quelle colonne in cui esistono due settore S+ di pari ampiezza, diametralmente contrapposti, e quindi due settori S-; non si ha più un diametro nella colonna generata, ma una lunghezza longitudinale ed uno spessore minimo della colonna Smin. L’ampiezza del settore S- determina lo spessore massimo della colonna Smax ed ha influenza sull’intera geometria della colonna e sul suo spessore minimo Smin. Variando i parametri S+, S-, V+, V-, si ottengono colonne differenti e finalizzate al loro pratico utilizzo assimilabile a:
 

  • Setti di diaframmi;
  • Colonne ellittiche pseudo lamellari.
  • Colonne Ellittiche Fuori Standard

Sono quelle colonne, che per la gestione di più settori a differenti velocità, rientrano nella categoria delle colonne ellittiche; sono caratterizzate da settori in numero vario e di diversa ampiezza, non necessariamente contrapposti, in cui le velocità di rotazione sono estremamente variabili. La molteplicità delle figure geometriche generabili combinando settori e velocità rende adatte queste colonne ad un preciso studio finalizzato a singole ipotesi di progetto, per cui la trattazione in questa sede diverrebbe al contempo limitata ed estremamente impegnativa. La realizzazione della colonna avviene in maniera analoga a quella prevista per le colonne circolari poiché la rotazione dell’asta, seppur a velocità di rotazione variabile, e la sua risalita per step, consente agli ugelli di iniettare, e quindi trattare, tutto il volume della colonna.
 

 

Jet grouting ellittico – Paratie

 
Sono colonne ellittiche compenetrate tra loro ad un interasse minore della lunghezza longitudinale; vengono realizzate in sequenza (a fresco) od in sequenza alternata (colonne primarie / secondarie). Le tecniche utilizzate per la realizzazione di una paratia in Jet Grouting riprendono gli schemi adottati nella micro perforazione, unendo la pratica consolidata alla possibilità d’impermeabilizzare contestualmente il fronte di scavo per attuare maggiori condizioni di sicurezza in fase di scavo evitando il trattamento dei fronti con spritz beton. La loro esecuzione è più veloce, con minor numero di giunti, con minor spurgo e senza sprechi di miscela stabilizzante necessaria ad assicurare lo spessore della paratia nel caso d’impiego di colonne circolari; la loro lunghezza longitudinale, in funzione dei terreni trattati, è uguale al diametro ottenibile in una colonna circolare oltre 450 cm), con il vantaggio che lo spessore, a prescindere dalla lunghezza del “pannello” può essere contenuto nell’ordine dei 40-60-80-100 cm. In funzione della loro struttura globale le paratie vengono classificate in:
 

  • Paratia semplice; realizzata con colonne ellittiche solitamente di spessore notevole per contrastare la spinta a tergo della paratia; è adatta per fronti di scavo di modesta profondità.
  • Paratia armata; come la precedente, ma utilizzando spessori inferiori, con inserimento di putrelle o tubolari in acciaio per conferire maggiore inerzia alla paratia. L’impiego di colonne ellittiche consente l’inserimento di armature “fuori asse” aumentando così l’inerzia della paratia stessa.
  • Paratia complessa; è l’insieme di pali trivellati (pali primari) e di colonne ellittiche, armate o meno (pali secondari); questa paratia assicura la ritenuta idraulica, offrendo al contempo una notevole inerzia conferita dalla struttura dei pali. Sensibili sono i vantaggi in termini di tempo di esecuzione poiché in sede di esecuzione dei pali secondari non è necessario provvedere alla riduzione delle intersezioni dei pali primari.
  • Paratia tirantata; consente di raggiungere profondità di scavo notevoli in funzione del numero di ordini di tiranti adottati; al fine di ridurre i costi ed i tempi di realizzazione, il contrasto alla spinta da tergo può essere incrementato con un ordine di tiranti in testa (sulla trave di coronamento), o con l’impiego di contrasti metallici posti sulla trave di coronamento in prossimità degli angoli o tra lati paralleli di modesta lunghezza.

 

 

Iniezioni ripetute selettive IRS

 
Lavorazione del piccolo diametro la realizzazione di iniezioni ripetute selettive (IRS) è finalizzata al consolidamento del terreno circostante od alla sigillatura di giunti o di paratie di pali accostati. La lavorazione consiste nella realizzazione di un foro verticale o sub verticale con le tecniche del piccolo diametro anche se solitamente il diametro è notevolmente inferiore; nello stesso viene inserita una canna valvolata meglio conosciuta come canna a manchettes sulle cui pareti sono inserite delle valvole di ritenuta che consentono l’iniezione della miscela in pressione; viene effettuata un’iniezione di sigillatura del foro con miscela plastica. Essa serve per il fissaggio del tubo al foro e per evitare il reflusso dell’iniezione successiva in circolazione esterna. Le valvole sono poste ad interasse prefissato (dai 25 cm a ca. 100 cm) sulla lunghezza del tubo pari alla porzione di terreno da consolidare o sigillare, mentre la parte complementare di tubo serve solamente quale raccordo. All’interno del tubo viene fatto scorrere un packer, rigido od a molla, meccanico od idraulico, al quale viene fatta confluire la miscela da iniettare messa in pressione da un iniettore; a meno di utilizzo di sistemi di iniezione evoluti dalla cui console si possono monitorare e registrare quantità e pressioni, l’operatore si basa sulle letture del manometro posto su un cavalletto a monte del packer per interpretare la saturazione dell’intorno di ogni valvola. Al termine della prima fase si provvede al lavaggio della canna per consentire la ripetizione della fase stessa, in maniera selettiva, sino al raggiungimento degli obiettivi o delle prescrizioni progettuali (da questa procedura la lavorazione prende il nome di “Iniezioni ripetute selettive”). Il tipo di miscela è solitamente cementizia e la ricetta è frutto della valutazione del terreno in funzione delle finalità; miscele speciali a base di silicati o di additivi poliuretanici sono utilizzate per la sigillatura di porzioni di terreno soprattutto laddove si debba rendere impermeabile il terreno a ridosso della paratia qualora si sia in presenza di falda dinamica. Le IRS vengono talvolta utilizzate anche nella realizzazione di micropali e di tiranti che prendono il nome di “valvolati”. In questi casi le finalità sono diverse dalla permeazione e vertono sul principio dell’idro fratturazione con conseguente presso filtrazione, il cui effetto procurato dal cake di miscela densa nell’intorno del bulbo, aumenta l’attrito laterale.