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Il progetto di intervento alla galleria Castello

La tecnologia Draco per il consolidamento strutturale e l’impermeabilizzazione della galleria Castello di Grottammare dell’Autostrada A14

galleria Castello

  For English version: https://www.stradeeautostrade.it/en/infrastructures-road-network/the-project-of-the-castello-tunnel/

Nell’Agosto 2018, un incendio innescato da un veicolo pesante all’interno della galleria Castello di Grottammare, sulla carreggiata in direzione Sud dopo l’imbocco Nord della galleria, nel tratto marchigiano dell’Autostrada A14, ha determinato ingenti danni, anche strutturali.

Favorito dai ventilatori di aerazione, l’incendio si è propagato dal punto di innesco verso l’imbocco Nord, provocando, nel periodo di massima intensità, un repentino aumento di temperatura che ha irrimediabilmente deteriorato gran parte del rivestimento in calcestruzzo all’intradosso della galleria.

I danni hanno interessato anche il portale esterno all’imbocco Sud che presentava una fessura di oltre 6 m lungo tutto lo spessore del calcestruzzo che comprometteva la stabilità della struttura.

galleria Castello
1. Il posizionamento delle centine e il collegamento in calotta con lamierino in acciaio

La struttura presentava anche consistenti e diffuse infiltrazioni dal terreno circostante, in alcuni punti anche con venute d’acqua.

A seguito dell’incidente, è stato posto in opera un intervento di somma urgenza che è consistito nella “blindatura” della galleria con centine a passo 100 cm calandrate sul profilo di estradosso della galleria; le centine sono state collegate in calotta da lamierino in acciaio, per prevenire la caduta di eventuali frammenti di cls, e con catene sui piedritti.

Questo intervento ha determinato un restringimento di sezione con la necessità di organizzare il traffico su una sola corsia centrale, separata da New Jersey, con forti disagi per il traffico molto intenso che caratterizza il tratto in questione. 

Il progetto di intervento

Per la messa in sicurezza definitiva della galleria è stato progettato un intervento di consolidamento e impermeabilizzazione del calcestruzzo e del terreno a tergo di esso tramite iniezioni di resine, rimozione e fresatura dello strato più superficiale danneggiato del rivestimento in cls e sua sostituzione con uno strato di spritz-beton fibrorinforzato.

  • galleria Castello
    2 draco
    2. I carotaggi d’ispezione e la realizzazione dei fori per l’alloggiamento degli iniettori
  • galleria Castello
    3 draco
    3. L’esecuzione del rivestimento in galleria

A seguito di una ricognizione visiva eseguita subito dopo l’incendio, è stata effettuata una campagna di prelievi di carote di calcestruzzo dal rivestimento con prove di compressione uniassiale.

Sulla base dei risultati ottenuti e delle considerazioni emerse, l’intervento è stato quindi differenziato nei primi 30 m di galleria, non particolarmente danneggiata dall’incendio, e nel secondo tratto di 120 m, interessato in maniera più o meno gravosa dall’incendio e messo in sicurezza con la blindatura di centine e lamierino. Ulteriori interventi hanno riguardato la ricostruzione di un pezzo di becco di flauto e il consolidamento del portale all’imbocco Nord in carreggiata Sud. 

L’impermeabilizzazione dell’estradosso della galleria

Le operazioni preliminari hanno visto la realizzazione di carotaggi d’ispezione ogni 80-100 cm all’intradosso della parete in calcestruzzo, al fine di verificare diffusione e profondità delle infiltrazioni, e la realizzazione dei fori per l’alloggiamento degli iniettori.

A seguito dell’ispezione, si è riscontrata una presenza disomogenea di vuoti tra la parete in calcestruzzo e il terreno, maggiore nella sommità rispetto alla base della volta.

Il Progettista ha quindi scelto di impermeabilizzare la volta tramite due diversi sistemi d’iniezione: il primo a base di resine acriliche alle reni della volta della galleria, per la maggiore fluidità e capacità di penetrazione, e il secondo a base di resine poliuretaniche in sommità, per la maggiore capacità espansiva e leggerezza, ideale per riempire i vuoti e bloccare le venute d’acqua senza incrementare il peso gravante sulla volta.

galleria Castello
4. La realizzazione dei fori per l’alloggiamento degli iniettori

Le centine metalliche poste in opera a protezione del rivestimento hanno definito i campi di getto e le aree per realizzare i fori per le iniezioni consolidanti, secondo uno schema di mappatura che prevedeva un foro ogni 100 cm longitudinalmente alla galleria e ogni 60 cm trasversalmente.

La lunghezza dei fori è pari ad almeno 120 cm così da attraversare il rivestimento in calcestruzzo e lo strato di spritz-beton a tergo, entrando almeno 20 cm nel terreno. 

L’iniezione di resine acriliche alle reni della volta

Pulita la superficie e rimossi la rete e lo strato in malta cementizia esistenti, sono stati realizzati i fori a raggiera come da progetto e sono stati posizionati gli iniettori, fissati con la malta a presa ultrarapida Hydroplug.

Successivamente, è stata iniettata all’interno la resina acrilica idroespansiva a gel time regolabile Dracogel GT2 di Draco SpA (http://www.draco-edilizia.it/prodotti-restauro-risanamento-strutture-edili.php), gel time variabile dai 5 ai 10 minuti a una temperatura compresa tra i +2 e i +18 °C.

Utilizzando come veicolo di permeazione l’acqua ed essendo monofasico, Dracogel GT2 ha una capacità di penetrazione molto elevata che, coadiuvata dalla bassa tensione superficiale e dalla bassissima viscosità, permette il consolidamento di terreni anche con tessitura limosa aventi particelle di diametro pari a 0,01 mm.

  • Consolidamento
    5A draco
    5A. Il fissaggio degli iniettori con resina acrilica idroespansiva
  • Resina
    5B draco
    5B. Il fissaggio degli iniettori con resina acrilica idroespansiva

I meati e le porosità vengono riempite dalla soluzione Dracogel GT2, solidificando in un gel consistente che impedisce il passaggio o il dilavamento da parte di acqua proveniente dall’ambiente. 

Le iniezioni di resine poliuretaniche in sommità

Nei fori in sommità sono stati posizionati gli iniettori Starjet AC, iniettori in acciaio per iniezione nel calcestruzzo, aventi diametro 16 mm, specifici per pressioni elevate (> 3 bar), anch’essi fissati con la malta a presa ultrarapida Hydroplug, un legante cementizio che miscelato con acqua forma una pasta tixotropica facilmente applicabile sia manualmente sia a spatola. Per l’impermeabilizzazione della sommità della galleria è stata utilizzata la resina poliuretanica idroespansiva Magistar.

Il sistema Magistar si compone di una resina poliuretanica e di un accelerante per la regolazione dei tempi di presa. Questo permette, mediante il suo dosaggio, un’efficace regolazione dei tempi di reazione della miscela Magistar, iniettato, rigonfia a contatto con l’acqua sigillando e consolidando la struttura.

  • calcestruzzo
    6 draco
    6. L’inserimento degli iniettori
  • rete di armatura
    7 draco
    7. Il posizionamento e il fissaggio della rete di armatura

Il consolidamento dell’intradosso della galleria 

La preparazione del supporto

A causa dell’incendio, il rivestimento in calcestruzzo all’intradosso della galleria è stato irrimediabilmente deteriorato dall’altissima temperatura sviluppata; la scelta progettuale è stata quindi quella di rimuovere completamente lo strato danneggiato tramite scarifica di circa 10 cm di strato corticale.

Il rivestimento dell’intradosso con spritz-beton

Dopo la pulizia, è stata posizionata la rete di rinforzo, fissata all’intradosso della volta tramite zanche a “L” fissate con la resina Armofix MTL, un adesivo bicomponente a base di resine epossidiche, inerti selezionati e agenti tixotropici che ha un’elevata adesione su tutti i materiali da costruzione e può essere utilizzato per incollaggi e rinforzi strutturali. Sulla rete è stato poi steso a spruzzo/pennello uno strato di Epox Ripresa in versione tixotropica per favorire l’aggrappo del successivo strato di malta alla rete.

Una volta applicato l’adesivo sulla rete è stato realizzato il rivestimento dell’intradosso della galleria tramite proiezione di malta a spruzzo (spritz-beton) confezionata con l’additivo Dranite AF 890, un additivo liquido accelerante di presa, privo di alcali, per calcestruzzi e malte proiettati, per uno spessore di circa 10 cm.

L’utilizzo dell’additivo accelerante consente di ottenere tempi di presa ridotti, minimo sfrido e il rapido raggiungimento di elevate caratteristiche meccaniche.

  • zanche
    8 draco
    8. Il dettaglio delle zanche a “L” fissate con la resina Armofix MTL
  • Resina
    9 draco
    9. La stesura dello strato di Epox Ripresa

Il consolidamento strutturale del portale (imbocco Sud) 

La cucitura della fessura passante

La fessura esistente è stata ripristinata tramite ricostruzione volumetrica e cucitura per tutta la sua lunghezza. La superficie limitrofa alla crepa è stata scarificata, realizzando una fascia larga 1 m e profonda 10 cm.

Sulla porzione così ottenuta è stata posizionata una rete elettrosaldata 10×10 cm e sono state realizzate delle cuciture tramite ganci metallici inghisati con resina epossidica bicomponente Armofix MTL. I fori sono stati disposti a quinconce, distanziati 30 cm in verticale e inclinati orizzontalmente di 45° così da intersecare le due porzioni di calcestruzzo da unire.

L’intervento si è concluso con la ricostruzione volumetrica realizzata tramite l’impiego di malta cementizia monocomponente tixotropica fibrorinforzata.

La chiodatura del portale

In ultimo, è stato effettuato un intervento di chiodatura su tutta la superficie per ancorare il portale, tramite barre in acciaio Φ 28 mm iniettate. Le perforazioni, profonde 5 m, sono state effettuate a quinconce a distanza di 1 m.

  • spritz-beton
    10 draco
    10. La realizzazione del rivestimento dell’intradosso della galleria tramite proiezione di malta a spruzzo (spritz-beton)
  • 11 draco
    11. Le fasi di lavorazione in galleria

Dati tecnici

  • Committente: Autostrade per l’Italia SpA
  • Impresa esecutrice: Pavimental SpA
  • Direzione Lavori: Ing. C. Mangani
  • Fornitore materiali speciali: Draco SpA

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