Consolidamento del terreno con iniezioni cementizie: tecniche, vantaggi e applicazioni

Uno dei metodi più noti per il consolidamento dei terreni è quello di immettere nel sottosuolo da trattare una miscela cementizia. La tecnica consiste nell’inserire in una perforazione di piccolo diametro una tubazione tramite la quale si possono introdurre miscele di acqua e cemento in adeguati rapporti.

Cosa sono le iniezioni cementizie tramite tubi valvolati

 Sono una tecnologia che consente nell’inserire, in un foro praticato nel terreno con apposite macchine perforatrici, una tubazione rigida dotata ad intervalli stabiliti di valvole di non ritorno. Successivamente, attraverso queste valvole, può essere iniettata in più fasi una miscela cementizia per la stabilizzazione e il consolidamento di un terreno.

In quali situazioni è consigliabile utilizzare le Iniezioni cementizie ad alta pressione?

Sono particolarmente indicate per il risanamento dei terreni di fondazione di edifici, stabilizzare opere di scavo, incrementare il bulbo di ancoraggio dei tiranti geotecnici, migliorare la tenuta dei giunti di diaframmi, etc. Queste iniezioni infine possono essere utilizzate sia in via provvisionale quale opere propedeutiche ad opere ingegneristiche sia quali opere definitive di fondazione.

Consolidamento di fondazioni

Iniezioni del terreno sottostante le fondazioni dirette che hanno subito lesioni e cedimenti per cause naturali od antropiche. In questo caso l’iniezione cementizia puntuale ripristina e migliora le caratteristiche del terreno di fondazione che ha subito delle variazioni nel tempo, consolidandolo.

Stabilizzazione di pendii

Le iniezioni in aggiunta ad elementi di armatura puntuale sono dei validi coadiuvanti per la stabilizzazione dei pendii. La realizzazione dei tiranti e micropali non può prescindere dall’esecuzione di un’adeguata iniezione cementizia.

Creazione di barriere impermeabili

Spesso per migliorare le caratteristiche dei terreni che devono costituire una barriera all’acqua vengono trattati con iniezioni cementizie. A questo proposito si possono indicare la realizzazione di paratie costituite da canne valvolate realizzate in modo ravvicinato e disposte in più file a quinconce.

Iniezioni di miscela cementizia nel terreno applicate ai tiranti geotecnici

 Le iniezioni valvolate sono una tecnologia molto utilizzata anche nel campo geotecnico per migliorare le caratteristiche fisico-meccaniche di adesione del bulbo con il terreno.

In quali terreni è raccomandabile l’iniezione ad alta pressione insieme ai tiranti geotecnici?

• Terreni sabbiosi e limosi: Questi terreni possono essere soggetti a cedimenti. L'iniezione cementizia aiuta a rinforzarli e migliorare la loro stabilità.
• Terreni argillosi: In argille espansive, l'iniezione può ridurre il rischio di movimenti del terreno causati da variazioni di umidità.
• Terreni incoerenti: Terreni poco compatti e instabili possono beneficiare dell'iniezione per aumentarne la capacità portante.
• Terreni fratturati: In terreni con fessure o fratture, l'iniezione cementizia può sigillare gli spazi vuoti e migliorare la continuità strutturale.
• Terreni soggetti a erosione: In queste aree, l'iniezione cementizia può stabilizzare il suolo e prevenire il deterioramento.
• Terreni con falde acquifere: Quando ci sono problemi di infiltrazioni d'acqua, l'iniezione cementizia può aiutare a sigillare le fessure e contenere l'acqua

Un'applicazione specifica è quella di installare in fase di assemblaggio dei tiranti delle canne valvolate (manquettes).

Ca.Ti. è in grado di fornire tiranti già provvisti di tubo valvolato installato nel corpo stesso dell’ancoraggio, possedendo delle tubazioni elastiche che permettono di produrre il tubo in barra unica-senza giunzioni e arrotolabile. Nel tratto di fondazione il tubo è equipaggiato con valvole manquettes installate con un passo definito a progetto.

Valvole

Le valvole sono dei cilindri in gomma ad elevata resistenza ed elasticità inserite ad intervalli fissi su di una tubazione in PVC. La caratteristica di queste valvole è quella di poter essere aperte dalla pressione di iniezione della boiacca di cemento e richiudersi non appena viene interrotta l'iniezione stessa. Queste valvole possono essere poste all’interasse richiesto dal cliente, senza limite alcuno.

Per poter effettuare questa operazione viene introdotto nel tubo in PVC uno speciale apparecchio chiamato packer (otturatore) il quale, posto a cavallo della valvola, isola il tratto a monte e a valle della medesima permettendo la fuoriuscita della boiacca dalla valvola stessa.

Ca.ti. Carnica Tiranti Srl è in grado di offrire diverse tipologie di packer per tubi di varie dimensioni. Possono essere forniti packer a molla, packer rigidi o packer idraulici.

Miscela cementizia

La miscela di iniezione è costituita generalmente da cemento ed acqua in un rapporto A/C che varia da 0.4 (per iniezioni di micropali) a 0.5 (per iniezioni tramite canne valvolate) ad 1 (per iniezioni tipo jet grouting). Il cemento usato di norma è il 325; per soluzioni particolari (es. tiranti) può essere usato il 425, qualora si debbano avere resistenze elevate a breve termine.

L'interasse più comune delle valvole è di 0,5/1m. Il packer viene introdotto nel tubo in PVC tramite una tubazione semirigida in tipo geberit e collegato all'impianto di iniezione. Si deve fare particolare attenzione nel verificare il volume di miscela introdotto in ogni singola valvola (solitamente non più di 50l) per evitare che un'eccessiva quantità iniettata invece di aumentare il volume del bulbo localmente, possa creare fenomeni di laminazione (claquagge) inutili e controproducenti.

Tecnica di iniezione IRS

La procedura di iniezione IRS (iniezioni ripetute e selettive) corretta, prevede l'introduzione di un packer all'interno del tubo in PVC sino al fondo dello stesso. Si effettua quindi l'iniezione delle singole valvole procedendo dal basso verso l'alto del tratto di bulbo del tirante. Dopo l'iniezione di tutte le valvole, è di fondamentale importanza effettuare un accurato lavaggio con acqua del tubo in PVC per garantire così la possibilità di effettuare successive iniezioni selettive.

Le iniezioni successive effettuate a distanza di circa 12 ore, rivestono un'importanza fondamentale in quanto la verifica delle singole valvole permette di appurare se la prima fase di iniezione, come precedentemente descritto, ha dato esito positivo.

Se si verificano valori molto alti della pressione (circa 70 bar) a cui seguirà un'immediata sospensione del trattamento puntuale, si potrà affermare di aver ottenuto un buon miglioramento locale del bulbo. Contrariamente, se la valvola consente un ulteriore assorbimento di miscela, ciò sta ad indicare che la zona trattata, a causa dell'elevata permeabilità del terreno, necessita di ulteriori trattamenti di iniezione locale.

Quando tutte le valvole del bulbo di fondazione non potranno essere più reiniettate avremmo raggiunto lo scopo ossia un adeguato incremento volumetrico puntuale del terreno nel tratto di fondazione del tirante.

Vantaggi della stabilizzazione del terreno

Le iniezioni cementizie unite all’uso di tiranti a trefolo, consentono di ottenere miglioramenti delle caratteristiche fisico-meccaniche del terreno.

Stabilizzazione del terreno

Queste tecniche di stabilizzazione del terreno consentono una distribuzione più uniforme del carico, riducendo le sollecitazioni concentrate nel terreno e aumentando la capacità portante. Aggiungendo iniezioni di cemento ad alta pressione, è possibile migliorare la coesione e la resistenza del suolo, aumentando la sicurezza delle infrastrutture sovrastanti. Questi interventi sono particolarmente utili in aree collinari e montuose, dove i pendii sono più soggetti a movimenti franosi. I tiranti Ca.Ti. con tubo valvolato già applicato al corpo del tirante stesso, possono essere installati rapidamente, riducendo i tempi di costruzione e minimizzando l'interruzione delle attività circostanti; inoltre la stabilizzazione con tiranti a trefolo può comportare un minore impatto ambientale, poiché richiede meno modifiche al sito.

Risanamento del terreno

Il risanamento del terreno attraverso iniezioni cementizie rappresenta una soluzione efficace per migliorare la qualità del suolo. Questo processo permette, ad esempio, di creare barriere fisiche che isolano gli inquinanti, riducendo il rischio di contaminazione delle falde acquifere e migliorando la stabilità del terreno per future costruzioni.

Campagna di test tubi valvolati per iniezioni IRS

Ca.ti. Carnica Tiranti Srl è sempre attiva nella ricerca e sviluppo di prodotti e soluzioni. Sono state eseguite delle vere campagne di test sui tubi valvolati 27/34 simulandone l’applicazione nel terreno, al fine di valutarne le caratteristiche sotto sforzo e cogliendo l’occasione per testare dei nuovi materiali nei packer otturatori, nelle tubazioni e nei sistemi di lavaggio.

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