La soluzione è stata individuata nella creazione di colonne ottenute attraverso la miscelazione superficiale SMM (o Shallow Mixing Method) e quella profonda DMM (o Deep Mixing Method), entrambe realizzate da Treviicos con il metodo TreviTurboMix.
Questo particolare tipo di miscelazione del terreno sviluppata da Trevi e Soilmec (divisione meccanica di Trevi Group) rappresenta un’importante evoluzione della tecnologia della miscelazione del terreno tradizionale; TreviTurboMix permette infatti di realizzare elementi consolidati in maniera veloce ed economica ed è in grado di assicurare i più stringenti livelli qualitativi. Il sistema è applicabile ad una vasta gamma di tipologie di terreni: da quelli coesivi a bassa consistenza a quelli incoerenti e sciolti di media consistenza. Nella tecnologia TreviTurboMix viene utilizzato un utensile che combina l’effetto “getto” ad elevata energia cinetica con la miscelazione meccanica risultante dall’azione delle lame posizionate in modo ottimale.
Questa tecnologia è considerata “liquida” in quanto il legante, costituito da una boiacca, è iniettato attraverso degli ugelli posizionati nell’utensile. L’iniezione avviene solamente durante la discesa degli utensili, mentre la miscelazione avviene sia in fase di discesa, che in fase di salita. Uno dei più importanti vantaggi del metodo TreviTurbo Mix è che le caratteristiche geometriche delle colonne non dipendono dalla natura del terreno, come nella miscelazione tradizionale, ma rimangono costanti per tutta la lunghezza, evitando così che si innesti una variabile indipendente in termini prestazionali e di durabilità. Con il sistema TreviTurboMix, l’agente stabilizzante è del resto immesso nel terreno già durante la perforazione, come miscela stabile acqua/cemento a cui si possono aggiungere additivi qualora il mix design lo richieda.
Treviicos e Trevi hanno peraltro realizzato con successo decine di interventi con questa tecnologia in Nord America e nel mondo; negli USA, in particolare, TreviTurboMix è stato utilizzato per consolidare l’argine LPV 111 nei pressi di New Orleans, il più grande intervento di questo tipo mai realizzato nel Paese, e fra i più importanti mai realizzati a livello globale.
SMM e DMM per assicurare qualità e durabilità
Considerando i risultati dei sondaggi, la soluzione adottata dai Progettisti è apparsa come la più adeguata. È infatti stato scelto uno schema di miscelazione del terreno che assicura portanza attraverso circa 1.500 doppie colonne lunghe 13,70 m e altre 8.400 doppie colonne di 3,04 m.
Il progetto ha previsto colonne intersecanti per una copertura totale dell’area di progetto pari a circa il 95% della superficie, così da creare una vera e propria piattaforma supportata da colonne intestate in terreni competenti profondi. Così facendo, si sono uniti i vantaggi del sistema di fondazioni indirette e quelli della platea che, in questo caso, funge da appoggio per il solido stradale e garantisce la portanza necessaria a sostenere i carichi statici e dinamici generati dal traffico veicolare. Da un punto di vista statico, il sistema fa sì che le colonne più lunghe e profonde (DMM), capaci di un resistenza a compressione di 1.034,2 kNm2, trasferiscano i carichi delle colonne della piattaforma (SMM) verso gli strati più profondi dotati di una maggiore portanza; ciò è possibile in quanto le colonne della piattaforma (SMM) hanno una resistenza a compressione di 517,1 kNm2. Il sistema adottato rende tra l’altro gli strati più superficiali resistenti all’erosione ad ulteriore garanzia di durabilità nel tempo. Le specifiche per le tolleranze di assestamento sono molto rigide e prevedono un massimo di 5 cm ogni 300 m. Per la verifica dell’entità degli assestamenti sono stati utilizzati due differenti metodi: uno preventivo all’inizio dei lavori e uno permanente. Quello preventivo è consistito nell’imporre carichi concentrati appoggiandoli su un campione che riproduceva la più alta sezione di rilevato fra quelle che avrebbero ricoperto la piattaforma costituita dagli elementi più corti (SMM), una volta terminato l’intervento. Ciò ha infatti permesso di verificare se, e quanto, la piattaforma trasferisse i carichi agli elementi più lunghi e sottostanti.
I dati, raccolti per tre mesi (ma la raccolta continua per un’analisi di lungo periodo), hanno confermato che il trasferimento dei carichi imposti avveniva effettivamente così come previsto ed entro i valori indicati dal progetto.
Il sistema di monitoraggio permanente è invece consistito nella sistemazione ogni 300 m negli elementi più profondi (DMM) di estensimetri e di trasduttori capaci di misurare la pressione neutra (o interstiziale) dell’acqua, così che il Dipartimento dei Trasporti della Florida potesse monitorare costantemente, e nel tempo, il comportamento del sistema di fondazione su cui appoggia il rilevato stradale.
Il lavoro è realizzato da una macchina Soilmec SR-90 TTM che consentono di creare una doppia colonna generata dalla sovrapposizione dei due elementi (con uno schema assimilabile a quello dei pali secanti). In alcune fasi di lavoro, una seconda macchina è poi impiegata contemporaneamente alla prima così da velocizzare e minimizzare l’impatto sul traffico. Per consentire la produzione di due colonne alla volta, la SR-90 in versione TTM è dotata di due sistemi di iniezione e di due aste mosse da due rotary, capaci di una coppia di 179kN.
Le macchine sono inoltre equipaggiate con un sistema di controllo che regola la portata e la quantità del materiale iniettato proveniente dalla centrale di miscelazione. La SR-90 dispone inoltre del sistema DMS che permette di monitorare tutte le funzioni (velocità di rotazione degli utensili, coppia, profondità, ecc.) e i principali organi meccanici e idraulici, assicurando altresì che tutti i parametri e le specifiche di progetto siano rispettate; il dispositivo DPS (Drilling Position System) assicura invece il corretto posizionamento delle colonne sui tre assi, a garanzia della loro verticalità. A lavoro concluso le due SR-90 TTM avranno trattato 172.025 m3 di materiale.