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Tecnologie evolute: terre rinforzate per ponti grandiosi

La realizzazione delle strade di accesso al ponte di Pelješac con opere in terra rinforzata con geogriglie

Terre rinforzate per il ponte di Pelješac

La costruzione del ponte di Pelješac (lungo 2,5 km e inaugurato il 26 Luglio 2022) e delle sue strade di accesso è attualmente il più grande e ambizioso progetto infrastrutturale in Croazia.

Questa infrastruttura farà parte dell’autostrada adriatico-ionica che, partendo da Trieste, attraverserà l’intera costa dell’Adriatico orientale per giungere in Grecia.

Questa grande opera ha un’importanza chiave, geostrategica e simbolica per la popolazione croata in quanto, oltre a costituire una preziosa e veloce arteria di comunicazione fra il Sud della Dalmazia e la penisola di Pelješac favorendone il suo futuro sviluppo e crescita, ha di fatto unificato il Paese, garantendo la continuità territoriale (dopo tre secoli) dell’estremo meridionale del Paese (exclave di Dubrovnik) con la rete autostradale nazionale, by-passando il territorio di Neum, 24 km di costa Adriatica appartenenti alla Bosnia ed Erzegovina, ed evitando i ritardi legati alle formalità di frontiera.

Per la realizzazione di quest’opera, negli ultimi venti anni sono state valutate diverse soluzioni, ma tutti i tentativi di avviare i lavori sono stati sempre osteggiati a causa degli altissimi costi realizzativi.

Il progetto di attraversamento della penisola di Pelješac e di accesso al ponte omonimo, che ha ricevuto i maggiori consensi, è stato redatto dallo Studio croato Institut IGH d.d..

Lo studio prevedeva il superamento delle profonde valli intercettate dal tracciato stradale con viadotti. Grazie alla collaborazione di Tenax SpA, del partner croato Kotonteks di Varaždin e della Società Appaltante Strabag, si è proposto di sostituire i viadotti con delle opere in “terra rinforzata” del tipo Tenax-Rivel, tecnologia che vede l’impiego di geosintetici con funzione di rinforzo e che è stata per la prima volta applicata in Croazia.

L'accesso del ponte di Pelješac
1. La collocazione degli interventi con la tecnica della terra rinforzata con geogriglie sulle strade di accesso del ponte di Pelješac (fonte: Google Maps)

Tutte le modifiche al progetto originale sono state accettate dal Croatian Roads, come Investitore, e dalla Commissione Europea, che ha finanziato il progetto.

L’impiego dei geosintetici ha, negli ultimi 20 anni, profondamente modificato e rivoluzionato le modalità di progettazione degli interventi di ingegneria geotecnica e ambientale.

Infatti, l’utilizzo corretto di tali materiali consente di migliorare le condizioni di sicurezza e il comportamento in esercizio delle opere di ingegneria riducendone, allo stesso tempo, i costi di costruzione, i tempi di realizzazione e l’impatto ambientale. 

Le terre rinforzate

Con la definizione “terra rinforzata” si intende un materiale composito che combina la resistenza di due differenti materiali, il terreno e il geosintetico di rinforzo. La terra rinforzata è un sistema costruttivo che si basa sul principio di migliorare le caratteristiche meccaniche del terreno conferendogli resistenza a trazione.

Mediante l’inserimento al suo interno di geogriglie di rinforzo dotate di tale resistenza, se queste sono in grado di interagire con il mezzo in cui sono immerse, il risultato è un sistema composito dotato di caratteristiche prestazionali superiori rispetto a quelle del solo terreno.

La funzione del rinforzo è, quindi, quella di esercitare un efficace confinamento sul terreno al fine di aumentarne le caratteristiche meccaniche, sviluppando forze resistenti che migliorino le condizioni di stabilità dell’opera e limitando, allo stesso tempo, le deformazioni.

Grazie a questa tecnica costruttiva, è possibile realizzare scarpate e pendii stabili con inclinazioni di facciata molto elevate e sezioni trasversali ridotte, risparmiando in materiale di riempimento e ingombri con conseguenti minor costi di esproprio.

Inoltre, le terre rinforzate con paramento inerbito sono una valida alternativa alle convenzionali soluzioni progettuali in calcestruzzo armato, soprattutto quando la dimensione ciclopica dei manufatti comporta una valutazione d’impatto ambientale accurata. 

Fase realizzativa della terra rinforzata - Pelješac
2. Fase realizzativa della terra rinforzata con geogriglie di rinforzo mono-orientate in HDPE

Pelješac – Il sistema Tenax Rivel

In questo contesto si colloca il sistema Tenax Rivel, una tecnologia evoluta di terre rinforzate nel quale l’elemento sintetico di rinforzo è costituito da una geogriglia mono-orientata al 100% in HDPE (polietilene ad alta densità) e giunzione integrale della Serie Tenax TT realizzate mediante un processo di estrusione e stiratura.

I rinforzi, opportunamente dimensionati in termini di resistenza a trazione e lunghezza di ancoraggio, sono inseriti all’interno del terrapieno a piani orizzontali intervallati (ogni 60 cm) mentre avvolgono la facciata frontale del muro.

Il sistema Tenax Rivel prevede, inoltre, l’utilizzo in facciata di un cassero in rete elettrosaldata di guida e d’appoggio “a perdere” (Φ 6-8 mm/maglia 15 cmx15 cm). Non ha alcuna funzione strutturale ma consente rapidità di posa in opera e un’accurata profilatura delle terre rinforzate.

Le stuoie di facciata, infine, proteggono dall’erosione e favoriscono il rinverdimento dell’opera, consentendo la crescita del prato o di altre essenze autoctone e fornendo una soluzione esteticamente gradevole.

Nella fattispecie, per la strada di accesso al ponte di Pelješac i costosi viadotti di Doli (lungo circa 180 m e con altezza massima di 17 m) e di Brijesta (lungo circa 100 m e con altezza massima di 25 m) sono stati sostituiti con rilevati in terra rinforzata.

La sfida più grande è stata la riprogettazione dei terrapieni dei muri d’ala (U0 e U4, di lunghezza rispettivamente di 102,0 m e 155,60 m) del viadotto di Dumanja Jaruga, che attraversa una vallata profonda oltre 25 m.

Le difficoltà maggiori sono connesse sia all’altezza del ponte di Pelješac dell’intervento che ai carichi a cui lo stesso è stato sottoposto durante le fasi realizzative e che agiscono e agiranno sull’opera in fase di esercizio.

Tutti gli interventi sono stati progettati in accordo agli Eurocodici 7 e 8, rispettivamente impiegati per il dimensionamento in condizioni statiche e sismiche, tenendo conto della sismicità del sito, del modello geotecnico dello stesso e delle fasi di costruzione sia dei rilevati in terra rinforzata, che hanno sostituito i viadotti di Doli e di Brijesta, che dei muri di spalla del ponte di Dumanja Jaruga.

Il progetto e la costruzione dei suddetti interventi sono stati particolarmente complessi a causa dell’elevata sismicità dell’area, dell’elevata altezza delle strutture in terra rinforzata e dell’elevata pendenza di facciata (maggiore di 80°).

Rilevato con Tenax-Rivel - Pelješac
3. La sostituzione del viadotto di Doli con un rilevato in “terra rinforzata” del tipo Tenax-Rivel (sviluppo longitudinale di 180 m e altezza massima di 17 m)

La presenza della roccia a tergo degli interventi ha richiesto, inoltre, di ottimizzare la progettazione al fine di minimizzare lo scavo in roccia pur garantendo la qualità e la stabilità dell’opera.

Innumerevoli sono stati i vantaggi dell’impiego delle terre rinforzate rispetto alle opere tradizionali in c.a.:

  • la rapidità (di circa il 20 % in meno) e la semplicità di esecuzione rispetto alle soluzioni progettuali originali (circa 40 m2/giorno di facciata a vista con una squadra di tre uomini; rispetto alla realizzazione di un viadotto, il muro non ha necessitato di fondazioni profonde, impiego di macchinari pesanti, personale specializzato e non richiede i tempi di maturazione tipici delle opere in c.a.). La soluzione progettuale della terra rinforzata ha consentito la consegna dei lavori in accordo al cronoprogramma;
  • l’esteticità e il minore impatto ambientale a fine opera; di conseguenza, maggiori facilitazioni nel rilascio delle autorizzazioni a costruire anche in aree protette e in aree soggette a particolari vincoli urbanistici o paesistico-ambientali;
  • l’economicità grazie al reperimento in loco dei materiali di riempimento derivanti dagli sbancamenti, eliminando così i costi di prelievo e trasporto. Ad esempio, la soluzione progettuale per i rilevati rinforzati ha consentito una riduzione dei costi realizzativi di quasi il 30% in quanto la collocazione delle opere è adiacente al tunnel Kamenica, è stato quindi utilizzato gran parte del materiale di risulta degli scavi. Il materiale è stato frantumato con speciali frantoi e selezionato fino a raggiungere una pezzatura suggerita dai Progettisti in base al calcolo della stabilità interna ed esterna delle opere;
  • migliore comportamento in condizioni di sollecitazioni sismiche. Le terre rinforzate riescono ad assorbire deformandosi e sollecitazioni sismiche anche di notevole entità, senza peraltro pregiudicare la funzionalità dell’opera contrariamente alle comuni strutture rigide in c.a., che nelle stesse condizioni rischierebbero di collassare;
  • il minore inquinamento ambientale. I mezzi utilizzati per la costruzione delle opere in terra rinforzata producono minori emissioni in atmosfera di CO2 rispetto a quelle connesse alla realizzazione di opere tradizionali.

Il progetto e la realizzazione delle strutture in terra rinforzata sono stati una grande sfida e sicuramente un grande successo per Tenax e Kotonteks, grazie anche al grande lavoro svolto dall’Appaltatore Strabag che è stato in grado di terminare il lavoro in modo molto preciso e accurato, nonostante le difficoltà logistiche date dalla posizione e dai tempi previsti imposti dalla costruzione della struttura di supporto del ponte.

  • Il viadotto di Dumanja Jaruga
    4A Il viadotto di Dumanja Jaruga
    4A. Vista aerea del muro d’ala U0 del viadotto di Dumanja Jaruga realizzati con la tecnica della terra rinforzata con geogriglie mono-orientate in HDPE
  • Il viadotto di Dumanja Jaruga
    4B Il viadotto di Dumanja Jaruga
    4B. Vista aerea del muro d’ala U4 del viadotto di Dumanja Jaruga realizzati con la tecnica della terra rinforzata con geogriglie mono-orientate in HDPE

Dati tecnici

  • Proprietà dell’opera: Croatian Roads
  • Stazione Appaltante e Contraente Generale: Strabag d.o.o.
  • Responsabile del progetto: Mladen Marjanović e B.Sc.CE.
  • Progetto preliminare: IGH d.d.
  • Progettista esecutivo: Geotech d.o.o. e Dott. Mirko Grošiš e B.Sc.CE
  • Direzione dei Lavori: Veljko Nižetić e B.Sc.CE
  • Direzione di Cantiere: Ilija Božić e B.Sc.CE
  • Subappaltatori: Kotonteks d.o.o di Varaždin, partner di Tenax SpA
  • Importo dei lavori: 70 milioni di Euro
  • Durata dei lavori: 33 mesi
  • Data di consegna: 13 Novembre 2019
  • Data di ultimazione: 26 Luglio 2022

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