Consolidamento del terreno di fondazione di Palatium Vetus ad Alessandria

    LUOGO: Palatium Vetus Alessandria - Italia
    ANNO: 2010
    DURATA CANTIERE: 25 giorni lavorativi

    IL PROBLEMA

    Aumento dei carichi sulle fondazioni esistenti

    LA SOLUZIONE

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

    Palatium Vetus è uno dei più antichi palazzi di Alessandria, edificato nel cuore della città intorno al 1170, è costituito da vari corpi e da cortili interni; oggi sede della Fondazione Cassa di Risparmio di Alessandria, conserva importanti tracce medievali. Nei secoli, Palatium Vetus ha subito diversi interventi di ristrutturazione e ampliamento che hanno modificato la configurazione della struttura e di conseguenza la storia tensionale del terreno sottostante.

    IL PROBLEMA

    Il progetto di ristrutturazione e restauro conservativo prevedeva un rilevante aumento dei carichi sulle fondazioni esistenti. La capacità portante del sedime d’imposta doveva quindi essere aumentata preventivamente, per adeguarsi al futuro stato tensionale.

    Perchè è stata scelta la soluzione Uretek
    Il progetto originale prevedeva una sottofondazione con micropali disposti a cavalletto; i progettisti hanno però preferito in variante optare per la nostra soluzione per le seguenti motivazioni:  

      • 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

    Per consolidare il terreno di fondazione, aumentare la sua capacità portante ed eliminare i vuoti eventualmente presenti a vari livelli di profondità abbiamo applicato la tecnologia Uretek Deep Injections® che prevede iniezioni di resina espandente Uretek Geoplus® secondo due fasi operative:
    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: iniezioni eseguite su 4 livelli di profondità nel volume di terreno interessato dai carichi soprastanti. 

    Abbiamo monitorato costantemente l’andamento dei lavori tramite un sistema laser sensibile a spostamenti di +/- 0,5 mm e mediante prove penetrometriche sia prima che dopo l’intervento. Complessivamente abbiamo consolidato 214 metri lineari di fondazioni nastriformi,14 colonne del portico e 3 plinti interni. L’intera operazione, comprendente il monitoraggio e le verifiche penetrometriche comparative, ha richiesto 25 giorni lavorativi.

    Osservazioni
    Le indagini precedenti all’intervento hanno evidenziato l’importanza di una campagna geognostica completa, volta a determinare sia i parametri geotecnici del terreno che la geometria delle fondazioni. Infine, l’approfondita fase di progettazione, il monitoraggio e il collaudo conclusivo, operati dal nostro ufficio tecnico, hanno soddisfatto pienamente le più recenti prescrizioni delle norme tecniche (DM 14/01/2008).

    IL PROGETTO NEL DETTAGLIO

    Indagini

    Nella relazione tecnica di progetto, l'incremento dei carichi dovuto al restauro variava da un minimo del 9% a un massimo del 50% (mediamente del 20%).
    Per determinare la quota del piano d’imposta, la larghezza delle fondazioni ed individuare l’eventuale presenza di allargamenti o travi di collegamento fra i plinti, abbiamo eseguito delle perforazioni, sia a ridosso della muratura sia a distanza crescente dalla stessa.
    Queste indagini ci hanno permesso di appurare che le murature erano state realizzate in mattone pieno e legante. In alcuni casi, alla base della fondazione, abbiamo rilevato la presenza di materiale lapideo di elevata consistenza. I sondaggi hanno verificato che la profondità della fondazione, variava da un minino di 0,5 metri a un massimo di 3,2 metri.
    Per definire la litologia del terreno abbiamo effettuato le seguenti indagini geologiche: 

    • sondaggi a rotazione con carotaggio continuo;
    • prove penetrometriche SPT in foro;
    • prelievo di campioni indisturbati per prove di laboratorio;
    • prove penetrometriche dinamiche SCPT eseguite con penetrometro superpesante tipo Pagani. 

    Le indagini hanno permesso di rilevare la presenza di uno strato superficiale di riporto, seguito da uno strato di argilla debolmente limosa; a quota inferiore abbiamo invece trovato limo sabbioso con rari ciottoli e infine ghiaie in matrice sabbiosa-argillosa e in sabbia grossolana.

    Intervento
    Siamo intervenuti sul volume di terreno presente nei primi 3,50 metri, partendo dal piano d’imposta della fondazione con iniezioni di resina espandente Uretek Geoplus®, che compatta il terreno in profondità. Questa resina ha tempi di polimerizzazione molto rapidi e nel corso della sua espansione esercita un’elevata pressione di rigonfiamento; in questo modo, la miscela iniettata resta confinata all’interno del bulbo di terreno maggiormente interessato dalle tensioni indotte dai carichi in superficie senza disperdersi inutilmente.

     

    Controlli e verifiche
    Per monitorare la buona riuscita dell’intervento abbiamo eseguito 14 prove penetrometriche comparative, prima e dopo le iniezioni. Il nostro obiettivo era raggiungere un numero di colpi medio N10>=14 nei volumi di terreno consolidato. I valori misurati hanno evidenziato che l’obiettivo era stato raggiunto e superato in tutti i punti indagati.

    Studio di fattibilità

    In fase preliminare abbiamo condotto uno studio di fattibilità valutando due aspetti fondamentali del terreno: lo stato tensionale e lo stato deformativo.
    Abbiamo studiato lo stato tensionale utilizzando il software Uretek S.I.M.S. 1.0 che ci ha permesso di calcolare lo stato di tensione nel terreno in seguito al trattamento, il grado di espansione della resina iniettata e il valore dei parametri geotecnici del terreno migliorato.
    Lo stato deformativo è stato invece analizzato mediante un software agli elementi finiti (PLAXIS ver. 8.2), che ci ha permesso di visualizzare i quadri deformativi del terreno nelle diverse configurazioni e di stimare il GDS (grado di sicurezza) nelle diverse ipotesi di calcolo.
    I risultati ottenuti con la modellazione hanno evidenziato il beneficio offerto al terreno dal trattamento di iniezione in termini di riduzione delle deformazioni e di incremento del GDS.