Consolidamento del nodo terreno fondazione con iniezione di resine espandenti

Le problematiche di dissesto idrogeologico sono molto diffuse sul territorio italiano ed in particolare sulla dorsale appenninica e preappenninica, vista la presenza in questi territori di terreni argillosi, soggetti a tutta una serie di instabilità. Le argille infatti possono manifestare cinematismi legati sia a periodi di forte siccità, che ne determinano il ritiro volumetrico, che a periodi piovosi che favoriscono movimenti franosi veri e propri.

L’incremento di questi fenomeni, legato anche e soprattutto ai cambiamenti climatici, ha favorito la ricerca di soluzioni di consolidamento sempre meno invasive e più efficaci rispetto a quelle adottate tradizionalmente. Eccone un esempio.

Il consolidamento dei terreni di fondazione con iniezione di resine espandenti rappresenta uno dei metodi per il recupero di edifici interessati da cedimenti e conseguenti lesioni strutturali; è una tecnica relativamente recente (proposta da circa 23 anni in Italia) e, sebbene abbastanza diffusa sulla mercato, povera di letteratura scientifica.

La metodologia in oggetto rientra tra le tecniche di compattazione o costipamento ovvero che producono artificialmente un addensamento del terreno per mezzo di un’azione meccanica.

Lo studio più autorevole sui meccanismi e sugli effetti indotti dal consolidamento con resine a lenta espansione è basato su due approcci:

• uno empirico con indagini geognostiche pre e post iniezione ed elaborazioni statistiche dei risultati ottenuti
• uno teorico con l’implementazione di un modello matematico di analisi geomeccanica del continuo di una porzione di terreno reale in cui viene simulata l’iniezione delle schiume espandenti

con il confronto finale tra i risultati ottenuti con i due criteri.

Metodologia

L’iniezione avviene mediante la messa in posto di cannule in alluminio, attraverso fori di circa 25 mm eseguiti attraverso la fondazione. Il materiale iniettato è un bi-componente liquido, la cui reazione esotermica determina una forte espansività del prodotto con relativa generazione di sovrapressioni nel terreno e la formazione di un composto finale solido completamente inerte. Il processo determina:

• riempimento di vuoti e cavità
• riattivazione della fondazione con il ripristino dell’appoggio di eventuali tratti delle fondamenta lavoranti a mensola
• compattazione del terreno nel bulbo delle tensioni significative.

Il raggio d’azione dell’effetto “consolidante” della resina è mediamente 1,5 m dal punto di iniezione; ovviamente la presenza di orizzonti compatti o litoidi influisce sulla distribuzione del materiale che comunque assume nel terreno l’aspetto di un reticolo con spaziatura e persistenza decrescente man mano che ci si allontana dalla zona di inoculazione.

Meccanismi di azione

Riassumiamo di seguito il meccanismo e gli effetti indotti nei substrati di fondazione con l’iniezione di resine a lenta espansione:

• il rigonfiamento della resina genera una sovrapressione che comporta un incremento delle pressioni orizzontali e verticali in regime non lineare elasto-plastico al di sotto dell’impronta di carico della struttura;
• l’elevato valore incrementale di pressione comporta la rottura del materiale terreno, con la generazione di un reticolo di superfici di taglio lungo le quali avviene, almeno parzialmente, dissipazione delle pressioni neutre;
• il terreno subisce così una diminuzione dell’indice dei vuoti, un incremento dei valori di resistenza al taglio (le superfici di taglio vengono riempite di resina solidificata) ed un aumento dei parametri elastici e conseguente diminuzione della compressibilità;
• nell’interfaccia fondazione-terreno i punti scaricati della fondazione vengono riattivati dalla resina solidificata ed i vuoti e le cavità riempite;
• avviene un’omogeneizzazione del substrato fondale in termini di resistenza geomeccanica e ciò minimizza le problematiche di cedimento differenziale dovute a variazioni di facies litologica o geomeccanica.

L’analisi statistica dei risultati, che dipendono in larga parte dall’uniformità che l’intervento di consolidazione raggiunge, mostra:

• incremento dei carichi di sicurezza compreso tra 35 e 68%
• diminuzione dei cedimenti compresa tra 30 e 75%.

Questi alcuni sintetici spunti sulle modalità di funzionamento di questa tecnologia che comunque continua ad evolversi. Oggi SYStab propone una tecnologia basata sull’impiego di diversi tipi di resine con densità e spinte differenziate, impiegate in modo alternato nelle varie dell’iniezione.

Questo sistema consente di ottenere:

• altissima diffusione della resina in ogni condizione geotecnica;
• elevatissimo grado di compattazione, anche in terreni argillosi (coesivi) a bassissima permeabilità;
• elevata riduzione dell’indice dei vuoti e quindi della compressibilità;
• valori ottimali di resistenza meccanica finale della resina anche in presenza di cavità macroscopiche;
• resistenza meccanica omogenea delle resine

il tutto in un intervento di consolidamento che dura mediamente 2 giorni ed è assolutamente non invasivo.

Per ulteriori informazioni e approfondimenti http://www.systab.it/resine/- info@systab.it