Compattazione e consolidamento del terreno di fondazione

    LUOGO: Caserma Vigili del Fuoco "A. Gruè" Teramo (TE)
    ANNO: 2009
    DURATA CANTIERE: 20 giorni lavorativi

    IL PROBLEMA

    cedimento del terreno di fondazione

    LA SOLUZIONE

    compattazione consolidamento del terreno di fondazione con iniezioni di resina espandente Uretek Geoplus®- tecnologia Uretek Deep Injections®

    La struttura che ospita il Comando Provinciale dei Vigili del Fuoco di Teramo, un tempo Caserma degli Alpini, si presentava su tre livelli fuori terra più un piano mansardato.

    IL PROBLEMA

    In seguito ai lavori eseguiti dall’ANAS in sotterraneo, per la realizzazione delle gallerie stradali della variante alla SS n° 80, l’edificio ha subito dei dissesti. Con ogni probabilità, l’azione di drenaggio della falda acquifera, esercitata durante i lavori di scavo, ha trascinato la parte fine del terreno di fondazione producendo variazioni alle caratteristiche geotecniche dei terreni sovrastanti.

    Le esigenze del cliente
    Il committente necessitava un intervento che garantisse nel tempo la massima sicurezza dell’edificio. La delicatezza del contesto imponeva inoltre la scelta di una squadra di professionisti capaci di lavorare nel rispetto di molti limiti operativi senza interferire con le normali attività della caserma.

    Perché è stata scelta la soluzione Uretek:

    • Rapidità
      attenta pianificazione e programmazione dei tempi di esecuzione che permettevano di realizzare l’opera in tempi relativamente brevi;
    • Costi competitivi
    • Non invasività
      l’intervento proposto da Uretek non necessitava di scavi o lavori in muratura, non avrebbe sporcato l’area né prodotto scarti di lavorazione;
    • Monitoraggio continuo del lavoro
      sia durante che dopo l’intervento le attività sarebbero state sottoposte a controllo in tempo reale mediante tecnologia laser d’avanguardia e personale altamente qualificato;
    • Applicazione della tecnologia esclusiva Uretek Deep Injections®
      che, grazie all’iniezione della resina espandente Uretek Geoplus® ad alta pressione di rigonfiamento, compatta il terreno e stabilizza le strutture;
    • Attenzione all’ambiente
      la miscelazione fuori terra delle resine Uretek® genera un prodotto finale inerte, che non rilascia eluati nel terreno e nelle eventuali falde presenti.

    LA SOLUZIONE

    L’intervento di compattazione e consolidamento che abbiamo eseguito ha avuto lo scopo di aumentare la capacità portante del terreno di fondazione della struttura, riempire i vuoti presenti nel terreno ed aumentare il modulo elastico degli strati allentati. Abbiamo scelto la metodologia Uretek Deep Injections® caratterizzata da bassa invasività e tempi di esecuzione rapidi. Iniettando nel terreno la speciale resina espandente Uretek Geoplus®, questa tecnologia è in grado di addensare il terreno di fondazione a vari livelli di profondità. Nel caso in esame abbiamo svolto il lavoro in due fasi distinte ma complementari:

    • 1ª FASE - Compattazione superficiale
      iniezioni eseguite all'intradosso delle fondazioni con lo scopo di migliorare le caratteristiche geomeccaniche del terreno e riempire i vuoti macroscopici presenti nell'interfaccia fondazione-terreno.
    • 2ª FASE - Consolidamento in profondità

      ulteriori iniezioni eseguite su 3 livelli di profondità nel volume di terreno maggiormente interessato dai carichi trasmessi soprastanti. 

      Abbiamo verificato la riuscita dell’intervento mediante monitoraggio laser durante le iniezioni e prove penetrometriche SPT, dopo l’intervento. Complessivamente abbiamo consolidato 293 metri lineari di fondazioni nastriformi in 20 giorni lavorativi.

    OSSERVAZIONI
    L’addensamento indotto nel terreno dalle iniezioni di resina espandente produce un aumento del valore del modulo elastico del sistema terreno/resina. Questo sistema  mantiene comunque rigidezze paragonabili a quelle del terreno naturale ma certamente inferiori rispetto a quelle di opere di consolidamento di tipo rigido, quali pali o sottofondazioni, per svariati ordini di grandezza.

    L'INTERVENTO NEL DETTAGLIO

    Le indagini preliminari
    La relazione geologico-tecnica, fornita dal committente evidenziava che: “Le caratteristiche morfologiche ed idrogeologiche e la presenza da lungo tempo di opere di urbanizzazione, consentono di escludere l’esistenza di fenomeni di dissesto geomorfologico potenzialmente coinvolgenti la zona in studio.”

    • STRATIGRAFIA: terreno di riporto di origine antropica con forti variazioni di spessore (da 0,5 m ad oltre 10,0 m). Granulometria prevalentemente limoso-ghiaiosa con frequenti livelli argillosi.

    • IDROGEOLOGIA: i depositi alluvionali presentano una buona permeabilità e costituiscono il serbatoio per la presenza di falde acquifere. Le gallerie recentemente realizzate, avendo la calotta superiore a cavallo tra i depositi alluvionali ed il substrato, hanno intercettato lungo il tracciato le falde presenti modificando il percorso del loro naturale deflusso. 

    • CAROTAGGIO CONTINUO E PROVE IN SITO: l’indagine eseguita ha rilevato vuoti nei depositi alluvionali in una fascia compresa tra 6 e 9 metri di profondità solo nelle zone sovrastanti ed adiacenti le gallerie.

    • CONCLUSIONI: è evidente che i lavori eseguiti per la realizzazione delle gallerie hanno prodotto variazioni delle caratteristiche geotecniche dei terreni sovrastanti. La presenza dei vuoti è dovuta, con ogni probabilità, all’azione di drenaggio della falda acquifera, esercitata durante i lavori di scavo, che ha trascinato la parte fine del terreno di fondazione e/o ad altre cause inerenti i lavori.

     

    dettagli-inervento-consolidamento-terreno-di-fondazione

     

    L'intervento
    Le fondazioni primarie di tutto il complesso si presentavano in calcestruzzo non armato di tipo continuo, poco più larghe dei muri (circa cm 70) impostate ad una profondità di cm 120 circa. Erano presenti fessurazioni di una certa gravità (mm 4/5) maggiormente significative sulla porzione di muratura sovrastante le 2 gallerie.
    Nella prima fase (compattazione superficiale), con l’obiettivo di ripristinare la tensione di contatto in corrispondenza dell’interfaccia fondazione / terreno di fondazione, abbiamo eseguito iniezioni lungo l’asse della muratura portante ad un interasse pari a ca. 0,9 e profondità di 0,1 m dal piano d’imposta della fondazione.
    Nella seconda fase (consolidamento profondo) per eliminare i vuoti e ricompattare il terreno allentatosi dopo lo scavo delle gallerie, abbiamo iniettato la resina espandente ad un interasse pari a 1,8 m alternate su tre livelli di profondità di ca. -4,5 -5,5 e -6,5 m dal piano d’imposta della fondazione.

    verifica-consolidamento-terreno-di-fondazione

    verifica-carotaggi-consolidamento-terreno-di-fondazione

     

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    Le verifiche
    Allo scopo di indagare lo stato di addensamento del terreno dopo il consolidamento, sono state realizzate 2 prove penetrometriche dinamiche SPT da un’azienda indipendente. Queste prove sono state posizionate secondo quando indicato durante l’esecuzione del primo sopralluogo dai responsabili del procedimento per il completamento delle operazioni di collaudo dell’opera. Le prove hanno indagato i volumi di terreno oggetto di consolidamento, a partire dalle quote di -5,00 m (fronte anteriore) e -6,00 m (fronte posteriore) dal p.c. Entrambe le prove hanno fatto registrare il rifiuto strumentale a conferma dell’elevato stato di addensamento del terreno raggiunto in seguito al consolidamento con iniezioni di resina espandente Uretek Geoplus® .