Le modalità esecutive dei diaframmi in c.a. gettati in opera
Abbiamo visto che le fasi realizzative delle stazioni della Linea C e B prevedono la costruzione di una cintura perimetrale di diaframmi l’uno accanto all’altro avente, generalmente, una pianta rettangolare. Durante la costruzione della cintura, si procede al consolidamento e alla stabilizzazione del terreno al di sotto del fondo di quella che sarà la futura stazione, mediante la tecnologia del jet-grouting. Questo consolidamento chiamato tampone di fondo, offrirà una barriera alla risalita dell’acqua dal sottosuolo durante i lavori di scavo. Le fasi di scavo sono eseguite con una benna mordente (scavo con fango a riposo) o con una idrofresa (scavo con fango in movimento) in presenza di fango bentonitico: quest’ultimo è costituito da una miscela di acqua, bentonite e additivi.
Lo scavo con fango a riposo equivale all’impiego della benna mordente per la disgregazione, la rimozione e l’evacuazione del materiale di risulta avendo, il fango, la sola funzione di sostegno delle pareti di scavo. La benna a valvole asporta il terreno sostituendolo immediatamente con un pari quantitativo di fango bentonitico, cosicché sono garantite le condizioni di equilibrio delle pareti della trincea. Lo scavo con benna viene utilizzato nei terreni sciolti dove non sia richiesta la frantumazione con continuità di elementi litoidi. La benna può essere sospesa ad una fune o solidarizzata ad un’asta di manovra rigida tipo Kelly. Lo scavo con fango in movimento equivale, invece, all’uso di un utensile in grado di tagliare verticalmente in continuo il terreno, in un’unica passata, ed eliminare i detriti di scavo per via idraulica con circolazione rovescia del fluido di perforazione.
Sfruttando tale principio, negli anni Ottanta è stata realizzata e messa a punto l’idrofresa per lo scavo dei diaframmi capace di scavare anche materiali lapidei e di consentire il controllo della verticalità entro limiti prima inimmaginabili. Il fango bentonitico ha un peso di volume superiore a quello dell’acqua e crea un sottile velo impermeabile sulla parete della trincea. Inoltre, i fanghi hanno proprietà tixotropiche ovvero, sono fluidi se in movimento e semisolidi se fermi. Il fango sostiene le pareti eliminando la necessità di introdurre sistemi di sostegno meccanico che risulterebbero costosi e intralcerebbero le operazioni di scavo. Completato lo scavo della trincea si inserisce la gabbia di armatura e si esegue il getto del calcestruzzo (dal basso verso l’alto). Man mano che si procede con il getto, il fango bentonitico verrà pompato a rifiuto o a stoccaggio. Le gabbie di armatura, pre-assemblate in moduli trasportabili, sono costituite da ferri longitudinali, staffe, ferri di irrigidimento laterale e frontali: gli irrigidimenti sono utili per evitare svergolamenti in fase di trasporto, assemblaggio e posa in opera.
Le modalità esecutive dei diaframmi si possono sintetizzare come segue:
- formazione dei cordoli guida: delle dimensioni di 20÷30 cm con altezza di 40÷60 cm al fine di fornire un allineamento permanente materializzato sul terreno;
- scavo eseguito in presenza di fango bentonitico con eventuale dissabbiamento in presenza di terreni sabbiosi o limosi;
- pulizia dello scavo e dissabbiamento;
- posa armatura metallica;
- posa in opera del calcestruzzo;
- scapitozzatura: della testa del diaframma;
- controlli in corso d’opera: dei tracciamenti, delle procedure di scavo e della verticalità, del fango di perforazione, delle armature e del getto di calcestruzzo;
- controlli finali: prove di carico; controlli non distruttivi di integrità del diaframma (prove di ammettenza meccanica e prove soniche).
Nel caso di utilizzo di idrofresa, la sezione trasversale rettangolare è imposta dalle caratteristiche della macchina. Con questa tecnologia si ha il vantaggio di poter lavorare in presenza di materiali consistenti, di raggiungere profondità elevate e di creare una cortina di paratia praticamente continua. Le fasi esecutive prevedono la realizzazione di diaframmi in maniera alternata, generalmente definiti primari e secondari, con una piccola sovrapposizione laterale. Tale sovrapposizione consente infatti la formazione del giunto a tenuta idraulica assicurata senza l’utilizzo di particolari elementi di giunto necessari, invece, nel caso di diaframmi realizzati con la benna. La capacità dell’utensile di fresare lateralmente il calcestruzzo dei pannelli primari adiacenti già gettati, consente di realizzare un’adeguata sovrapposizione tra pannelli primari e secondari e una ripresa di getto con calcestruzzo contro calcestruzzo.
Condizione necessaria per la formazione del giunto fresato è che la dimensione della lingua di terreno non scavato tra due pannelli primari adiacenti sia minore della dimensione del corpo fresante. In questo modo si assicura, con il pannello secondario intermedio, una giusta sovrapposizione che tenga conto delle deviazioni durante lo scavo. Il valore minimo consigliato di sovrapposizione è di circa 5 cm. Questo tipo di tecnologia risulta abbastanza onerosa sia in termini di costi sia in termini di movimentazione, poiché richiede rampe con pendenze contenute e ampi spazi. Una volta completata la cintura perimetrale e realizzato in tampone di fondo, con il metodo top-down si procede con la costruzione con il solettone di copertura in c.a. della stazione. Sul solettone di copertura vengono lasciate delle aperture per consentire lo scavo e la rimozione del terreno di scavo, introdurre attrezzature e materiale nonché, consentire il passaggio delle Maestranze. Con il metodo bottom-up invece, dal piano campagna è previsto direttamente l’avvio dello scavo e la posa di diversi livelli di puntoni metallici provvisori. Arrivati a fondo scavo e costruito il solettone di fondo, le strutture interne definitive, sia orizzontali (solai) che verticali (fodere), saranno realizzate in risalita, dopo avere posato l’impermeabilizzazione. I due metodi descritti, hanno trovato esplicazione nelle scelte operate per le due stazioni Libia e Conca d’Oro, rispettivamente la più profonda e la più superficiale della Linea B.