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Applicazione di consolidamenti jet-grouting

Aspetti progettuali e costruttivi del sottoattraversamento di un asse autostradale in esercizio con basse coperture con utilizzo di sistemi jet-grouting e considerazioni sulla valutazione dei parametri-macchina

Nell’ambito dei “Lavori di ammodernamento e adeguamento al Tipo 1A delle Norme CNR/80 del V Macrolotto (DG/24) dell’Autostrada Salerno-Reggio Calabria, dal km 393+500 al 423+300” si sono dovuti realizzare ben tre sottoattraversamenti a ridottissima copertura dell’Autostrada A3 esistente: due in corrispondenza degli imbocchi Nord e Sud della galleria Fontanelle e uno in corrispondenza dell’imbocco Nord della galleria Bagnara.

Immagini

  • L’imbocco Nord della galleria Fontanelle: la paratia e le dime di attacco
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    L’imbocco Nord della galleria Fontanelle: la paratia e le dime di attacco
  • La pianta progettuale dell’area dell’imbocco Nord della galleria Fontanelle: in verde la costruenda autostrada, in rosso quella esistente da sottoattraversare, in arancione i setti in jet-grouting creati per interrompere i bacini di subsidenza
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    La pianta progettuale dell’area dell’imbocco Nord della galleria Fontanelle: in verde la costruenda autostrada, in rosso quella esistente da sottoattraversare, in arancione i setti in jet-grouting creati per interrompere i bacini di subsidenza
  • La sezione longitudinale dell’imbocco Nord della galleria Fontanelle
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    La sezione longitudinale dell’imbocco Nord della galleria Fontanelle
  • La sezione C1bis di progetto: al contorno, la coronella di colonne jet-grouting del diametro di 600 armate con tubi metallici e, nel nucleo-fronte, le colonne jet-grouting del diametro di 300 armate con elementi strutturali di vetroresina
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    La sezione C1bis di progetto: al contorno, la coronella di colonne jet-grouting del diametro di 600 armate con tubi metallici e, nel nucleo-fronte, le colonne jet-grouting del diametro di 300 armate con elementi strutturali di vetroresina
  • La sezione di transizione tra le sabbie (trattate mediante jet-grouting armato) e il materiale litoide di basamento (trattato con elementi strutturali di vetroresina)
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    La sezione di transizione tra le sabbie (trattate mediante jet-grouting armato) e il materiale litoide di basamento (trattato con elementi strutturali di vetroresina)

La realizzazione del primo attraversamento è stata particolarmente complessa per una serie di aspetti:

  • la necessità di imboccare la galleria direttamente nel rilevato autostradale, passando sotto l’asse viario in esercizio con ridottissima copertura (massimo 7 m);
  • le assai scarse caratteristiche geologico-geotecniche dei materiali da scavare;
  • l’angolo d’incidenza piuttosto ridotto del tracciato sotterraneo rispetto all’autostrada da sottopassare, che rendeva molto lungo il tratto del sottoattraversamento.
Inquadramento generale e situazione geologico-geotecnica

L’imbocco Nord della galleria Fontanelle, a doppio fornice avviene a ridosso del tracciato in rilevato dell’Autostrada A3 esistente, con copertura massima di circa 7 m e angolo di incidenza ridotto, tale da rendere molto lungo il tratto del sottoattraversamento.

Per i primi 30 m dall’imbocco lo scavo della galleria ha interessato inizialmente il materiale del rilevato; quindi ha attraversato un debole strato di sabbie mioceniche per poi finalmente addentrarsi nel basamento metamorfico paleozoico più lapideo.

Scelte progettuali, fasi di diagnosi e terapia

A fronte di una tale delicata situazione, la progettazione e la costruzione dell’opera sono state condotte sulla base dei principi dell’approccio ADECO-RS.

In fase di terapia si è quindi individuata la necessità di operare gli scavi previa messa in atto di idonee azioni di precontenimento e contenimento capaci di generare, per via artificiale, effetti arco longitudinali e trasversali nel terreno circostante, così da riportare la situazione entro condizioni di stabilità a breve e poi a lungo termine.

La costruzione dell’opera (fasi operativa e di verifica)

Le scarsissime caratteristiche di resistenza dei terreni di riporto del rilevato e i severi vincoli da rispettare (subsidenze) hanno imposto al cantiere una lunga fase di rodaggio per mettere a punto le tecnologie previste e ottimizzarne l’applicazione.

Una volta perfettamente messe a punto le tecniche esecutive, gli avanzamenti sono proseguiti senza intoppi.

Insegnamenti tratti dall’esperienza descritta

L’aspetto più importante da curare per la corretta realizzazione del sottoattraversamento era senza dubbio mantenere i valori dei cedimenti/innalzamenti in superficie entro i limiti prefissati.

Di conseguenza, durante gli scavi si è dovuto esercitare un costante controllo sia sulle perdite di volume, sia sui parametri impiegati per l’esecuzione dei trattamenti jet-grouting, sia, infine, sulla corretta modulazione dei consolidamenti tra jet-grouting ed elementi strutturali di vetroresina nelle sezioni di transizione, sempre operando in modo che il getto dei rivestimenti definitivi potesse avvenire alla distanza dal fronte minima consentita dagli spazi operativi richiesti in galleria.

“Energia specifica nell’unità di tempo”: il parametro speditivo utile alla valutazione della configurazione del jet-grouting

Benché non si siano individuati valori-soglia adatti a priori ai diversi possibili contesti, l’esperienza maturata sulla galleria “Fontanelle” consente di affermare che un valore di 80 J/s è un valore-soglia adeguato per il trattamento di terreni granulari in contesti sensibili e con preesistenze da preservare, considerando oltre al paramentro Esl anche quello Est, in grado, quest’ultimo di esprimere e riassumere in un unico valore le caratteristiche del “getto” in senso stretto.