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Il consolidamento fondale e delle pile di un ponte stradale

Iniezioni di resine espandenti per le operazioni di consolidamento del ponte stradale sulla S.S. 11 Padana Superiore

Il consolidamento di un ponte da Uretek

In questi mesi le infrastrutture, in particolare ponti e viadotti, sono oggetto di ispezioni, monitoraggi ed interventi. In questo preciso ordine, le attività sull’infrastruttura sono affrontate e l’intervento esecutivo costituisce la fine del percorso di consolidamento e/o riparazione e/o manutenzione – partito con l’ispezione -, ma anche l’inizio del processo di manutenzione per la salvaguardia e l’operatività dell’infrastruttura stessa.

Le fondazioni sono il sostegno dell’opera: pertanto, la stabilità e la portanza sono anch’essi aspetti progettuali da osservare e monitorare.

L’acqua è un agente esterno che inficia, in modi molteplici, sull’infrastruttura: infiltrandosi ad esempio negli elementi costituenti l’impalcato o le pile oppure producendo un’azione di scalzamento al piede del ponte, portando a un cedimento dell’opera.

Le caratteristiche geometriche delle tre pile
1. Le caratteristiche geometriche delle tre pile oggetto di intervento di consolidamento
(*) Rispetto alla quota 0,00 m, ovvero alla testa delle palancole
(**) La fondazione della pila n° 3 è diversa dalle precedenti in quanto oltre al basamento
centrale ed alla trave perimetrale, presenta un ulteriore elemento di cerchiatura costituito
anch’esso da una trave in c.a.

Il ponte stradale (ex S.S. 11) al km 173+743 nel comune di Cassano d’Adda (MI)

Il ponte stradale è un’infrastruttura a sei campate che si trova al km 173+743 nel comune di Cassano d’Adda (MI) posto sul tracciato stradale dell’ex S.S. 11.

Il problema che si è manifestato è stato causato dall’azione di scalzamento del piano fondale al di sotto delle pile poste in alveo. In particolare, l’azione di dissesto ha interessato la prime tre pile da sponda destra rispetto alle cinque totali, implicando conseguenti cedimenti che hanno poi prodotto un quadro fessurativo nella sovrastruttura in c.a. interessando sia il calcestruzzo che l’acciaio, con lo snervamento di quest’ultimo.

Da un lato, vi è stata la necessità di consolidare il terreno conferendogli maggiore portanza e compattazione in corrispondenza della fondazione di ciascuna pila. Dall’altro, una volta risolto il problema in fondazione, si è passati alla ricostruzione delle sezioni in c.a. danneggiate a seguito dei cedimenti manifestatisi. 

Iniezioni di resine poliuretaniche
2. Iniezioni a due riprese di resine poliuretaniche nel terreno fino a una profondità di 3,50 m

Il consolidamento del terreno di fondazione con l’iniezione di resine poliuretaniche

La finalità dell’intervento di consolidamento è stata quella di migliorare le caratteristiche meccaniche del terreno sottostante le tre pile in sponda destra del fiume Adda, per un totale di circa 1.100 m³. Per consolidare il terreno di fondazione è stata impiegata la metodologia Uretek Deep Injections® (https://www.uretek.it/sistemi/sistema-manutenzione-strade-gallerie-e-ponti).

Si tratta di un metodo a bassa invasività e con tempi di esecuzione estremamente rapidi. Iniettando nel terreno la speciale resina espandente Uretek Geoplus®, il terreno di fondazione subisce un consolidamento a diverse profondità prefissate.

Il vantaggio nell’impiego di queste resine è il tempo di completamento della reazione di polimerizzazione, molto veloce. Questa peculiarità consente al materiale di restare confinato e circoscritto al punto di iniezione, evitando dispersioni e spreco di materiale.

Le fasi esecutive dell’intervento
3. Le fasi esecutive dell’intervento: predisposizione delle palancole e allestimento dei fori di iniezione

Le peculiarità del metodo di consolidamento adottato possono essere così riassunte:

  • rapidità – attenta pianificazione e programmazione dei tempi di esecuzione;
  • non invasività – l’intervento proposto da Uretek non necessita di scavi o lavori in muratura;
  • sostenibilità – scarsa produzione, se non nulla, di scarti di lavorazione;
  • monitoraggio continuo del lavoro: sia durante che dopo l’intervento le attività sono sottoposte a un controllo in tempo reale mediante tecnologia laser d’avanguardia e Personale altamente qualificato;
La fase di iniezione della resina
4. Lo schema rappresentativo della fase di iniezione della resina
  • applicazione della tecnologia esclusiva Uretek Deep Injections® che, grazie all’iniezione della resina espandente Uretek Geoplus® ad alta pressione di rigonfiamento, compatta il terreno e stabilizza le strutture;
  • ambiente – la miscelazione fuori terra delle resine Uretek® genera un prodotto finale inerte, che non rilascia eluati nel terreno e nelle eventuali falde presenti.

Le modalità Esecutive per Uretek Deep Injections®

La tecnologia applicata ha consentito l’addensamento in profondità del terreno mediante iniezione di resine poliuretaniche ad elevata pressione di rigonfiamento al fine di conseguire un aumento di capacità portante. Per confinare l’intervento sono state infisse palancole circoscritte a ciascuna pila.

Per ogni basamento di ciascuna pila sono state eseguite quattro file di perforazioni concentriche rispetto alla pila stessa. Le iniezioni sono state eseguite dapprima nei livelli più superficiali ed in seguito in quelli più profondi. L’interasse considerato tra i fori è stato pari a 0,80 m.

La tipologia di intervento Uretek
5. La rappresentazione della tipologia di intervento Uretek

L’iniezione è stata eseguita con una pistola che, innestandosi a boccaforo, ha immesso nel condotto interrato la resina preventivamente miscelata in un’apposita camera di premiscelazione.

L’esecuzione dei fori d’iniezione è stata realizzata a mezzo di perforatori manuali elettrici a rotopercussione con energia di battuta massima pari a 11 J, velocità massima di rotazione pari a 360 RPM e frequenza massima di battuta di 2.800 colpi/minuto.

Le perforazioni, di diametro di 26 mm, eseguite attraverso la struttura di fondazione ed estese per una lunghezza massima di 1,00 m oltre lo spessore della stessa, sono state intervallate a distanze regolari. In questo modo è stato possibile raggiungere con precisione il volume di terreno maggiormente compressibile all’interno del volume “significativo”.

Le prove penetrometriche
6. Le prove penetrometriche di validazione del metodo di iniezione di resine poliuretaniche

Nel corso dei lavori la struttura è stata monitorata con l’impiego di strumentazione laser di precisione, che ha permesso di rilevare costantemente i suoi spostamenti verticali.

L’interruzione dell’iniezione di resina è stata determinata dalla rilevazione del principio di sollevamento della struttura oppure dal raggiungimento della pressione limite della pompa che immette la resina nel circuito primario, indice di elevato grado di addensamento raggiunto dall’ammasso resina/terreno.

La validazione del metodo Uretek Deep Injections®

Il buon esito dell’intervento è stato verificato mediante l’esecuzione di sei prove penetrometriche dinamiche comparative (tre pre-iniezione e tre post-iniezione) che hanno permesso di valutare l’incremento dei parametri meccanici dei volumi di terreno trattati con le iniezioni. Per la realizzazione dell’intervento sono stati necessari 18 giorni di cantiere.

  • Gli esiti delle prove penetrometriche
    7A Gli esiti delle prove penetrometriche
    7A. Gli esiti delle prove penetrometriche di validazione del metodo di iniezione di resine poliuretaniche
  • Gli esiti delle prove penetrometriche
    7B Gli esiti delle prove penetrometriche
    7B. Gli esiti delle prove penetrometriche di validazione del metodo di iniezione di resine poliuretaniche

Uretek Group

Azienda italiana con sede in provincia di Verona, da oltre 30 anni (e più di 55.000 interventi eseguiti) Uretek Group si pone al fianco di Progettisti, Tecnici, Enti Pubblici e Aziende di costruzione e manutenzione stradale per l’esecuzione di lavori e per l’assistenza alla progettazione.

Uretek opera attivamente (con filiali di proprietà) in Spagna, Francia, Svizzera, Austria e Slovenia e applica le sue soluzioni, tutte ottenute tramite l’iniezione di resine, ai sistemi stradale, ferroviario, aeroportuale, portuale oltre che per edilizia pubblica e privata.

L’Azienda è attiva nei lavori di ripristino delle strutture senza interferire con la vita e l’attività delle persone, attraverso l’utilizzo di tecnologie innovative uniche e brevettate che agiscono in modo rapido e conservativo. Vengono iniettate resine con precisione per consolidare terreni e murature, arrestare infiltrazioni, riempire cavità, sollevare pavimentazioni e manufatti e ancorare muri controterra.

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