perforazione in corso

Le principali applicazioni di utilizzo dei micropali consistono nel consolidamento di fondazioni o strutture esistente e nella realizzazione di opere di sostegno flessibili per la messa in sicurezza di fronti di scavo.

Il consolidamento di fondazioni con micropali è un’applicazione che permette di intervenire sulla fondazione diretta di una struttura, migliorandone la capacità portante. Può essere utilizzata per ripristinare o riparare fondazioni danneggiate, ma anche essere utile per il consolidamento dei terreni prima dell’esecuzione delle fondazioni dirette (sia di edifici, che di strutture come spalle dei ponti, plinti di sostegno, etc.).

METODI DI PERFORAZIONE

La realizzazione dei micropali avviene effettuando una perforazione nel terreno con le tecniche più appropriate, a seconda della tipologia di terreno: rotopercussione con utilizzo di martello fondo foro e circolazione di aria compressa; rotazione con utilizzo di utensile tipo trilama o tricono e circolazione di aria/acqua; perforazione con acqua in pressione, con utilizzo di rivestimento provvisorio e testina cieca. Il foro viene quindi armato con tubi d’acciaio di sezione circolare e annegato in una miscela cementizia.

perforazione in corso

PORTATA DEI MICROPALI

I diametri di perforazione dei micropali hanno dimensioni comprese mediamente tra i 90 e i 300 mm e possono essere effettuati con una profondità variabile in relazione alle caratteristiche del terreno e alle esigenze di portata richieste.

Pur avendo diametri ben inferiori ai pali di medio e grande diametro, i micropali presentano il vantaggio di mobilitare le portate richieste con minor cedimento: infatti la componente di portata laterale è decisamente prevalente rispetto alla portata di punta; e poiché per la mobilitazione della portata laterale il cedimento “richiesto” è inferiore rispetto a quello necessario per mobilitare la portata di punta, ne consegue che un palo di piccolo diametro è in grado di soddisfare le portate richieste (una volta correttamente dimensionato) riducendo al minimo l’entità del cedimento stesso. Tale peculiarità rispetto ali pali di grande diametro si ritrova peraltro nelle stesse formule utilizzate per il calcolo della portata dei pali.

La tecnologia dei micropali è inoltre flessibile, poiché può venire realizzata “in opera” con attrezzature di dimensioni ridotte, che possono essere utilizzate anche all’interno di edifici, ma è utile anche per lavorazioni di una certa rilevanza in cantieri all’aperto, grazie all’ausilio di perforatrici di dimensioni più grandi.

fondazioni

UTILIZZI E UTILITÀ

L’utilizzo dei micropali è interessante non solo per il consolidamento strutturale di qualsiasi tipo di edificio esistente o per il rinforzo di fondazioni di nuove strutture a causa di terreni di fondazione con caratteristiche scadenti, ma anche per la messa in sicurezza di muri di contenimento o per la realizzazione di opere di sostegno di scavo (provvisoria o permanente). Nel caso specifico viene realizzata una paratia con una serie di micropali disposti in linea retta o sfalsati, a seconda delle caratteristiche dello scavo, per consentire le operazioni in sicurezza.

Nel caso in cui le altezze di scavo risultino considerevoli, oppure i sovraccarichi agenti a monte della paratia siano di notevole entità, l’opera di sostegno viene realizzata ricorrendo alla messa in opera di uno o più ordini di tiranti di ancoraggio. I tiranti vengono realizzati operando una perforazione sub-orizzontale nel terreno (di diametro solitamente compreso tra 100 e 160 mm), in seguito viene messo in opera all’interno del foro il tirante costituito da trefoli in acciaio armonico, e lo spazio tra trefoli e terreno viene intasato con una miscela cementizia. Il tirante di ancoraggio è costituito da un tratto di fondazione (che garantisce l’attrito con il terreno e quindi consente al tirante di assorbire le spinte agenti) da una parte libera, che funziona come un elastico e permette di applicare al tirante un pretiro iniziale. Questo aspetto è determinante, perché la possibilità di applicare un tiro iniziale ai trefoli consente di garantire il funzionamento attivo del tirante: ciò significa che il tirante è in grado di assorbire una spinta equivalente al pretiro applicato, senza subire ulteriori allungamenti. Esistono numerosi ulteriori “accessori” per i tiranti di ancoraggio: la maggior parte di questi sono finalizzati a rendere il tirante definitivo (dove ve ne sia la necessità), lavorando principalmente sulla protezione dei trefoli nei confronti della corrosione operata dalle infiltrazioni di acqua nel terreno o dalla falda.

Le fasi esecutive per la realizzazione di micropali o tiranti consistono in:

• verifica dei parametri progettuali richiesti
• esecuzione del foro tramite utensili o tecnologie di perforazione
• posa in opera dell’armatura metallica o dei trefoli
• getto della miscela cementizia

Tecnologie per il consolidamento strutturale

I micropali hanno dimensioni variabili tra i 90 e i 300 mm e possono essere effettuati con una profondità che varia dai due ai cinquanta metri e, benché le dimensioni del diametro siano inferiori rispetto a quelle delle fondazioni di medio e grande raggio, ha un comportamento meccanico simile.
Questo tipo di intervento è interessante non solo per il consolidamento strutturale di qualsiasi tipo di edifici esistenti, ma anche per consolidare muri di contenimento o argini  e per fungere da reggiscavo provvisorio o permanente, in qualsiasi situazione.
A questo proposito il micropalo è molto utilizzato in ambiente urbano, dove devono essere utilizzate attrezzature di dimensioni limitate e dove è necessario rinforzare le paratie o i diaframmi degli scavi, tramite l’ausilio di tiranti.
Nel caso specifico è necessario infatti costruire paratie con una serie di micropali disposti in linea retta e realizzati ad interassi variabili, a seconda delle caratteristiche dello scavo e della geologia del luogo, per consentire le operazioni in sicurezza.
Sono soluzioni interessanti poiché assicurano alcuni vantaggi, necessari a chi opera nell’ambito urbano: le operazioni di perforazione non provocano infatti vibrazioni nel terreno, e non vengono utilizzati bentoniti.
La tecnologia dei micropali è inoltre flessibile, poiché può venire realizzata “in opera” con attrezzature di dimensioni ridotte, che possono essere utilizzate anche all’interno di edifici, ma è utile anche per lavorazioni di una certa rilevanza in cantieri all’aperto, grazie all’ausilio di perforatrici dalle dimensioni notevoli.
Le fasi esecutive consistono in:

• verifica dei parametri progettuali richiesti
• esecuzione del foro tramite utensili o tecnologie di perforazione
• posa in opera dell’armatura metallica
• getto della miscela cementizia

NORME TECNICHE D’APPALTO

Micropali
Definizione, classificazione e campi di applicazione. Si definiscono micropali i pali trivellati di fondazione aventi diametro non maggiore di 300 mm con fusto costituito da malta o pasta di cemento gettata in opera e da idonea armatura di acciaio.
Modalità ammesse per la formazione del fusto:

• Tipo A) riempimento a gravità
• Tipo B) riempimento a bassa pressione
• Tipo C) iniezione ripetuta ad alta pressione

Tali modalità sono da applicare rispettivamente:

• Tipo A) per micropali eseguiti in roccia o terreni coesivi, molto compatti il cui modulo di deformazione a breve termine superi orientativamente i 2000 kg/cmq
• Tipo A) e C) per micropali eseguiti in terreni di qualunque natura, caratterizzati da un modulo di deformazione a breve termine sensibilmente inferiore a 2000 kg/cmq

In particolare la modalità tipo C) è da seguire in terreni fortemente eterogenei e per conseguire capacità portanti elevate (> 30t) anche in terreni poco addensati.

CARATTERISTICHE DELLE MALTE E PASTE CEMENTIZIE DA IMPIEGARE PER LA FORMAZIONE DEI MICROPALI

Rapporto acqua/cemento: < 0,5
Resistenza cubica: Rck > = 300 kg/cmq
L’inerte dovrà essere costituito:

• da sabbia fine lavata, per le malte dei micropali riempiti a gravità
• da ceneri voltanti o polverino di calcare, totalmente passanti vaglio da 0,075 mm, per le paste dei micropali formati mediante iniezione in pressione

Per garantire la resistenza richiesta e la necessaria lavorabilità e stabilità dell’impasto dovranno essere adottati i seguenti dosaggi minimi:

• per le malte, kg. 600 di cemento per     mc. di impasto
• per le paste, kg. 900 di cemento per     mc. di impasto

Per una corretta posa in opera si potranno anche aggiungere fluidificanti non aeranti ed eventualmente bentonite, quest’ultima in misura non superiore al 4% in peso del cemento.

PERFORAZIONE

La perforazione deve essere in generale condotta con modalità ed utensili tali da consentire la regolarità delle successive operazioni di getto; in particolare dovrà essere minimizzato il disturbo del terreno nell’intorno del foro. Il tipo B) necessita che la perforazione sia eseguita con posa di rivestimento provvisorio per tutta la profondità del palo.
Per i tipi A) e C) la perforazione potrà essere eseguita con o senza rivestimento provvisorio, a secco o con circolazione di acqua, in funzione dell’attitudine delle formazioni attraversate a mantenere stabili le pareti del foro e previa approvazione della direzione lavori.
In ogni caso la perforazione sottofalda in terreni con strati o frazioni incoerenti medio-fini (sabbie, sabbie e limi) dovrà essere eseguita con circolazione di acqua, per evitare il violento emungimento della falda a seguito dell’effetto eiettore ed il conseguente dilavamento del terreno.
Al termine della perforazione il foro dovrà essere accuratamente sgombrato dai detriti azionando il fluido di circolazione o l’utensile asportatore, senza operare con l’utensile disgregatore.L’ordine di esecuzione dei pali nell’ambito di ciascun gruppo dovrà, assicurare la non interferenza delle perforazioni con fori in corso di iniezione o in attesa di riempimento, ove occorra anche spostando la perforatrice su gruppi contigui prima di ultimare la perforazione dei micropali del gruppo di lavorazione.

La tecnologia è evoluta al punto da poter essere applicata all’interno di edifici, ma anche per effettuare lavorazioni di rilevanza in cantieri all’aperto

RIEMPIMENTO A GRAVITÀ

Il riempimento del perforo, dopo la posa delle armature, dovrà avvenire tramite un tubo di alimentazione disceso fino a 10-15 cm dal fondo e dotato superiormente di un imbuto o tramoggia di carico. Il riempimento sarà proseguito fino a che la malta immessa risalga in superficie scevra di inclusioni e miscelazioni con il fluido di perforazione. Si attenderà per accertare la necessità o meno di rabbocchi e si potrà quindi estrarre il tubo di convogliamento allorquando il foro sarà intasato e stagnato.
Eventuali rabbocchi da eseguire prima di raggiungere tale situazione vanno praticati esclusivamente tramite il tubo di convogliamento. Nel caso l’armatura sia tubolare, essa si potrà usare come tubo di convogliamento solo se il suo diametro interno non supera 50 mm; in caso contrario si dovrà ricorrere ad un tubo di convogliamento separato, dotato di otturatore posizionato alla base del tubo di armatura del palo.

RIEMPIMENTO A BASSA PRESSIONE

Il ferro dovrà essere interamente rivestito; la posa della malta avverrà in un primo momento, entro il rivestimento provvisorio, tramite un tubo di convogliamento come descritto al punto precedente. Successivamente si applicherà al rivestimento una idonea testa a tenuta alla quale si invierà aria in pressione (5-6 kg/cmq) mentre si solleverà gradualmente il rivestimento fino alla sua prima giunzione. Si smonterà allora la sezione superiore del rivestimento e si applicherà la testa di pressione alla parte rimasta nel terreno, previo rabboccamento dall’alto per riportare a livello la malta. Si procederà analogamente per le sezioni successive fino a completare l’estrazione del rivestimento.
In relazione alla natura del terreno potrà essere sconsigliabile applicare la pressione d’aria agli ultimi 5-6 m. di rivestimento da estrarre, per evitare la fratturazione idraulica degli strati superficiali.