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Palazzo storico a Montmartre

Palazzo storico a Montmartre

Consolidamento
Terreni

Tipo di struttura: Strade e aeroporti

Tipo servizio: Deep Injections, Floor Lift

Comune: Montmartre

Regione: Parigi

 

LA STRUTTURA

Palazzo storico del XIX secolo nei pressi della basilica del Sacro Cuore sulla collina di Montmartre a Parigi. L’edificio sorge nel 18° arrondissment, cuore bohémien della città, e precisamente sul versante sud-ovest della collina.

 

IL PROBLEMA

l’edificio oggetto di questo studio è stato interessato da importanti cedimenti delle fondazioni in corrispondenza del muro di spina longitudinale. Le indagini geognostiche pregresse hanno individuato la causa dei cedimenti nella decompressione dell’interfaccia terreno-fondazione conseguenza del fenomeno di dilavamento provocato dalla perdita della rete fognaria protratta per un lungo periodo di tempo.

 

L’INTERVENTO

Anno di esecuzione

2002

Durata dei lavori

Dall’8 all’11 luglio 2002.

Indagini in sito e prove di laboratorio

Si erano rilevate delle fessurazioni strutturali passanti sul muro di spina longitudinale dell’edificio, però esclusivamente al piano cantina. Si trattava di una lesione sub-orizzontale che percorreva l’intera parete con forma ad arco, abbassandosi a 45° ai lati con andamento a scalino tipico delle murature in laterizio.

Visto il contesto storico e l’alto pregio dell’immobile, si sono condotti approfonditi studi supportati da indagini geotecniche comprensive di prove penetrometriche dinamiche DPSH e 5 prove pressiometriche Ménard, dalle quali si è potuto appurare che la collina di Montmartre vede la presenza di uno strato superiore di riporto degradato, con spessore variabile da 2 a 5m, sovrapposto a livelli marnosi e gessosi, mentre non si è rilevata falda. Le caratteristiche meccaniche dei terreni si sono definite mediante correlazioni empiriche, seguendo un approccio di tipo statistico.
La presenza di riporti è confermata dalla carta geologica di Parigi come conseguenza di riempimenti di cave a cielo aperto.

Le fondazioni delle pareti della cantina si attestano a 1,3m dal piano campagna, per cui sono completamente immersi nel terreno di riporto decompresso che è causa del cedimento.

Software utilizzati per modellare l’intervento

Codice di calcolo agli elementi finiti 2D + software di calcolo Uretek S.I.M.S. 1.0 basato sull’espansione delle cavità finite di Yu H. S. e Houlsby G. T. (1991).

Si è condotta una modellazione numerica “a posteriori” dell’intervento che ha messo in evidenza aspetti interessanti inerenti alla simulazione del comportamento di un terreno trattato con resine ad alta pressione di espansione.
La simulazione della situazione di partenza vede la mobilitazione di un meccanismo di punzonamento da parte della fondazione: esiste una vasta area dove il criterio di rottura è raggiunto o è prossimo al raggiungimento, con significativi stati deformativi di taglio.

Per simulare l’intervento agli elementi finiti si è assegnata un’espansione volumetrica isotropa di cluster della mesh di discretizzazione, deformazione volumetrica la cui entità era stata a sua volta mutuata dall’aumento di volume della resina restituito dal software SIMS.

Il legame costitutivo adottato è di tipo Hardening per meglio cogliere gli effetti legati alla ricompressione indotta dall’espansione.
In definitiva la resina conferisce al terreno una coesione “virtuale” ed un incremento del modulo di deformabilità, lasciando invariato l’angolo di taglio del terreno naturale.

Modalità di intervento

preventivamente al trattamento con iniezioni di resina è stato realizzato un allargamento della fondazione portandola a 1,2m mediante la costruzione di un cordolo in calcestruzzo armato. Poi il metodo Uretek Deep Injections è stato operato sullo spessore di terreno di riporto, degradato dalle continue perdite d’acqua della fognatura, che va da -1,3m a circa -4,5-5,0m dal piano di calpestio della cantina che costituiva anche il piano di lavoro.

l lavoro è stato realizzato lungo 9m lineari complessivi di fondazione e 20m2 di pavimentazione delle cantine, con un consumo complessivo di 1692Kg di materiale iniettato.

Le fasi in cui l’intervento è stato strutturato si possono così riassumere:

1ª FASE

Deep Injections con iniezioni superficiali: iniezioni direttamente sotto il piano d’imposta della fondazione per migliorare la zona d’appoggio ed occludere gli eventuali vuoti presenti, così da rimettere in coazione la fondazione. Le iniezioni si sono praticate ad interasse di 0,6m alternativamente da una parte e dall’altra del muro, e si sono arrestate non appena si è osservato il “principio di sollevamento”.

2ª FASE

Deep Injections con iniezioni in profondità: queste iniezioni hanno interessato 3 livelli di profondità (-2m, -3m e -4,5m dal piano di calpestio delle cantine), entro i bulbi di pressione indotti dai carichi superficiali.

3ª FASE

Floor Lift: miglioramento del terreno d’appoggio del pavimento adiacente al muro di spina, le iniezioni sono state eseguite su una maglia quinconce ogni 1m2 circa di superficie. Per il trattamento della pavimentazione si sono realizzate iniezioni colonnari con estrazione del tubo d’iniezione a velocità controllata a partire da -4,5m.

Esito dell’intervento

Prima e dopo l’intervento sono state eseguite prove penetrometriche dinamiche e prove pressiometriche a diverse distanze dall’asse di iniezione, queste hanno confermato il conseguimento in sito del miglioramento delle proprietà meccaniche del terreno che si voleva conseguire con il consolidamento.

Le prove pressiometriche ante e post intervento hanno evidenziato una netta riduzione della compressibilità del terreno ed una sua omogeneizzazione, dato che le curve delle verticali di prova, inizialmente molto disperse vanno quasi a collimare.

Inoltre tali prove geotecniche comparative, unitamente al monitoraggio del sollevamento in corso d’opera, sono servite anche a tarare il modello da utilizzarsi nell’analisi.

L’intervento ha permesso il ripristino della staticità e funzionalità dell’edificio, nonché l’arresto dell’evoluzione dei cedimenti.

In termini di risposta al sollevamento, dall’analisi agli elementi finiti si è avuto conferma del fatto che il maggior sollevamento coincide con il primo livello di iniezione per poi tendere a valori più modesti agli altri livelli da questo grafico emerge anche la presenza di modesti abbassamenti all’atto di ciascuna iniezione, da imputarsi al rifluimento laterale del terreno in seguito all’espansione del cluster, tuttavia di tale abbassamento si perde traccia al termine delle varie fasi.

Sempre dal software di calcolo agli elementi finiti si è ottenuta una dispersione dei punti plasticizzati del terreno che ricalca la forma e dimensione delle sfere su cui si basa la teoria del software SIMS, confermando così la buona congruenza dei due approcci (formule in forma chiusa e metodi numerici).

Il software Plaxis consente inoltre, mediante analisi f-c reduction, di definire il grado di sicurezza del complesso opera-terreno che in questo caso dopo il consolidamento risulta notevolmente aumentato (1,4 → 2,76).

 

OSSERVAZIONI

Questo importante cantiere parigino ha permesso di mettere in luce la corrispondenza fra l’effetto delle iniezioni misurato in situ e e la sua stima ottenuta per mezzo di modellazione realizzata combinando il software di calcolo URETEK SIMS con implementate formule implicite ed un programma agli elementi finiti molto diffuso per la progettazione geotecnica, nonostante questa sia stata condotta “a posteriori”.

In questo caso il metodo Uretek Deep Injection è stato accoppiato alla tecnica Uretek Floor Lift riuscendo così da un lato a consolidare il terreno al di sotto delle fondazioni del muro di spina dell’edificio evitandone futuri cedimenti, dall’altro a ripristinare un buon contatto fra la pavimentazione ed il sottostante terreno che era molto compressibile e vedeva la presenza di vuoti dovuti all’asporto di materiale fine. 
Le due tecniche brevettate da Uretek riescono ad agire in modo sinergico consentendo di definire una soluzione progettuale a varie problematiche sia per costruzioni da ristrutturare che per opere che vengono interessate da consolidamenti statici.

L’ufficio tecnico di Uretek è in grado di fornire una serie di interventi e di soluzioni progettuali versatili, in grado di rispondere alle più diverse richieste della committenza, con degli interventi dai ridotti oneri tecnici e temporali.