Consolidamento di terreni e fondazioni. La tecnica del Jet-Grouting

L’attuale modello di sviluppo dei centri urbani comporta un’intensa attività di riqualificazione dell’esistente che spesso si identifica con interventi di ampliamento e variazione nella destinazione d’uso dell’immobile. L’ampliamento comporta quasi sempre la creazione di volumi abitativi sotto la quota topografica anche per ricavare nuovi spazi per autorimesse. A questo tipo di interventi si accompagnano frequentemente uno squilibrio nella distribuzione dei carichi permanenti applicati che porta a cedimenti differenziali della struttura edilizia e il conseguente insorgere di fessurazioni murarie anche molto diffuse.

In altre circostanze, invece, la causa dei cedimenti va ricercata nella variazione delle proprietà geotecniche dei terreni di fondazione, dovute, ad esempio, ad un abbassamento o innalzamento della falda freatica, alla degradazione chimica di alcuni litotipi, alla rottura di impianti idraulico-sanitari, ecc..
Qualunque sia la causa del cedimento differenziale si rendono necessari degli interventi migliorativi che consentano al sistema struttura-terreno di adeguarsi al nuovo quadro statico. Ciò può essere perseguito principalmente in due modi:

1) consolidamento strutturale delle fondazioni mediante lavori di scavo e successivo getto in calcestruzzo atto a realizzare una “fondazione” sotto la fondazione esistente. Lo scavo viene eseguito in più fasi ognuna delle quali interessa un piccolo tratto di fondazione allo scopo di evitare un ulteriore indebolimento della struttura dovuto ad un intervento troppo invasivo. Inoltre è assolutamente necessario chiudere lo scavo precedente prima di procedere al tratto successivo.

2) consolidamento del terreno ed il conseguente miglioramento delle sue caratteristiche fisico-meccaniche attraverso iniezioni di resina (leggi anche Fondazioni e resine espandenti e anche Consolidamento dei terreni di fondazione) o il metodo Jet-Grouting.

Iniezioni di resina ad alta pressione
Un rilevante aumento delle caratteristiche meccaniche del terreno di fondazione può spesso essere prodotto utilizzando una tecnologia di consolidamento che ricorre all’iniezione nel terreno di resina espandente ad alta pressione d’espansione (le resine provocano un effetto di consolidamento esercitando nel terreno ospitante una pressione fino a 10 MPa in un tempo massimo di 6”-10” dalla loro miscelazione.

Le modalità d’intervento sono relativamente semplici e non necessitano di scavi invasivi o di problematici sistemi di collegamento per solidarizzare le preesistenti e le nuove opere di fondazione.
Per effetto della rilevante espansione della resina, all’interno del volume di terreno trattato, è possibile inoltre ripristinare il contatto all’interfaccia terreno-fondazione anche laddove i valori della sollecitazione risultino più modesti. In questo modo si ottiene una migliore distribuzione dei carichi ed una conseguente limitazione dei picchi di tensione.
Facendo ricorso ad analoga tecnologia ma con l’utilizzo di resine diverse ed aventi una pressione d’espansione ridotta, alta densità ed alta resistenza allo schiacciamento, è possibile ricostituire l’integrità strutturale di sistemi murari o fondazioni degradate. Questo procedimento consiste nel realizzare dei fori d’iniezione, distanziati fra loro, attraverso elementi lapidei o murari in modo da attraversare cavità presenti nel corpo murario al fine di riempirle iniettando resina espandente. tempi d’indurimento del materiale sono piuttosto lunghi se paragonati a quelli della resina utilizzata per il consolidamento e questo per consentire una più efficace penetrazione del materiale. La resina adottata ha tempi d’indurimento nell’ordine dei 30 secondi ed esprime una pressione di rigonfiamento massima comunque inferiore ai 200 kPa.

Il metodo Jet-Grouting
La tecnologia Jet-Grouting consiste sostanzialmente nell’iniezione ad altissima pressione di miscela cementizia nel terreno da sottoporre a trattamento. La sua applicazione è tutto sommato abbastanza recente collocandosi, in Europa e negli Stati Uniti, dalla fine degli anni settanta dopo la sua importazione dal Giappone Lo sviluppo dell’applicazione in Italia, paese notoriamente fragile dal punto di vista idrogeologico, risale dai primi anni ottanta; la versatilità della tecnologia jet-grouting ne ha permesso un largo impiego in molteplici e disparate situazioni.

Attraverso il jet-grouting il terreno in sito viene disgregato, rimescolato e combinato con le miscele cementizie, allo scopo di ottenere il prodotto strutturalmente desiderato.

Le fasi di lavorazione della tecnica e l’attrezzatura utilizzata sono essenzialmente le seguenti:
1) perforazione di un foro di piccolo diametro (100÷200 mm) fino alla profondità desiderata.
2) iniezione con pompe ad altissima pressione della miscela cementizia fluida attraverso una o più valvole d’iniezione posizionate all’estremità della batteria di aste di perforazione
3) estrazione lenta delle aste con simultanea rotazione angolare delle stesse, a formare il volume di terreno consolidato desiderato (colonna, pannello, ecc.).

Infine in funzione del numero dei materiali iniettati si possono distinguere tre tecnologie Jet-Grouting rispettivamente denominate monofluido, bifluido e trifluido: senza entrare nel dettaglio della descrizione dei singoli metodi, si può dire che la sofisticazione tecnologica dei metodi bifluido e trifluido rispetto al metodo monofluido è mirata a incrementare la distanza e l’intensità di penetrazione della cementazione all’intorno del foro.

Articolo di Massimiliano Bertoni e Andrea Cantini

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