Deep Injection: uso delle resine per il consolidamento

Nei primi anni ’70, grazie allo studio di alcune Università italiane impegnate nella ricerca nel settore dell’Ingegneria civile, con l’aiuto di alcune imprese nasce il sistema Deep Injection.

Questo sistema consiste in una iniezione di materiale espansivo all’interno del terreno, con lo scopo di consolidarlo e di migliorare le sue caratteristiche meccaniche, incrementando la capacità portante al di sotto di fondazioni. Le resine poliuretaniche sono quelle che si prestano maggiormente a questo tipo di intervento.

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Esse infatti hanno la nota proprietà di aumentare di volume e raggiungere poi uno stato solido di elevate caratteristiche di resistenza alle sollecitazioni meccaniche, per cui, in presenza di un cedimento nella fondazione di un edificio o di un rilevato stradale, per esempio, siamo in grado di iniettare la resina alla profondità giusta sotto il terreno.

Qui aumenta di volume, riuscendo a stabilizzare la struttura, eliminando per sempre i dissesti che potevano farla collassare.

Le possibili cause di cedimento del terreno

Vediamo alcune tra le possibili cause di cedimento. Una delle più diffuse è il dilavamento del terreno, provocato da afflusso di liquidi in zone adiacenti al fabbricato. Questi abbattono la resistenza del terreno e quindi il materiale di fondazione non è più in grado di sostenere uniformemente il carico sovrastante.

Si generano dei cedimenti differenziati che si possono notare osservando le numerose crepe sulle facciate. Un altro caso molto frequente è l’abbassamento del livello di falda, che determina una contrazione nel terreno.

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Questa però non è mai uniforme, sia a causa della disomogeneità del terreno di fondazione, sia perché le strutture stesse non si comportano quasi mai come corpi perfettamente rigidi.

Tutto ciò produce nella struttura in elevazione la perdita dell’equilibrio tensionale con conseguente manifestazione di lesioni. In molti casi però l’effetto di questi fattori si manifesta lungo periodi di tempo molto estesi, rendendo difficile l’individuazione di soluzioni adeguate.

È importante quindi, prima di fare un intervento di consolidamento del terreno, capire con estrema precisione quali siano state le cause del dissesto attraverso un’analisi preventiva.

Manuale del recupero edilizio

Manuale del recupero edilizio

Fabrizio Astrua, Riccardo Nelva, 2016, Maggioli Editore

Questo Manuale nasce dall’idea di realizzare uno strumento pratico, snello ed efficace, per il recupero di edifici storici o semplicemente antichi. Esso è il frutto del bagaglio di decenni di didattica universitaria, di ricerca e di esperienza pro- fessionale, che gli Autori...



La diagnostica: capire per consolidare

Le indagini geognostiche danno informazioni sulla natura del terreno, ma soprattutto sulla tipologia e profondità delle fondazioni dei fabbricati soprastanti. L’esame del quadro fessurativo rappresenta senza ombra di dubbio una fonte importante di informazioni.

L’entità, la forma, l’inclinazione e l’evoluzione delle lesioni sui muri portanti o divisori contribuiscono a far capire la dinamica del cedimento. Le lesioni si manifestano essenzialmente nei punti di minima resistenza dell’edificio, ossia dove la struttura non è più in grado di assorbire la ridistribuzione delle tensioni generata dalla nuova conformazione del terreno.

Il problema più grande in questo tipo di interventi è che non sempre si può individuare attraverso le crepe di che tipo di cedimento si sia trattato, perché esse possono essere il risultato di stati tensionali indotti da movimenti in altre zone del fabbricato.

Potrebbe capitare di intervenire rinforzando i punti lesionati, ma dove l’intervento non aveva ragione di essere effettuato perché la causa era a diversi metri di distanza. È necessario quindi conoscere il tipo di terreno e il tipo di fondazione con cui si ha a che fare e da qui risalire alla profondità del piano di posa.

Il sistema Deep Injection

L’intervento con il sistema Deep Injection è effettuato (in maniera molto semplice) eseguendo fori nel terreno tramite trapani dalla punta molto lunga (2 o 3 metri), appositamente progettata dai tecnici che lavorano nel settore. Le perforazioni sono del diametro di 12-15 millimetri. Questi fori sono in grado di attraversare qualsiasi tipo di terreno e arrivare alla profondità del piano di posa delle fondazioni.

Nel caso di edifici rurali (dove è assente un vero e proprio sistema fondale) possono essere effettuati fori nei muri portanti. La resina è immagazzinata in un camion e, tramite un condotto flessibile, portata sul luogo dell’intervento. Qui viene introdotta nella cavità e, una volta che comincia ad espandersi, genera sotto la fondazione pressioni elevatissime (dell’ordine di 10.000 KPa).

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La struttura è messa sotto il controllo permanente di uno o più livelli laser, che rilevano anche i movimenti millimetrici. L’immissione della resina cessa quando il tecnico verifica il sollevamento della struttura sovrastante. L’efficacia dell’intervento è immediata e i risultati sono sicuri per tutta la durata della vita di un edificio.

I vantaggi del sistema Deep Injection

I vantaggi di questo tipo di intervento sono molti, infatti consente di intervenire direttamente sul terreno di fondazione senza alterare la struttura soprastante, non genera vibrazioni, è molto rapido, non produce scorie, è impermeabile ma soprattutto è economico rispetto ad altre alternative.

Riguardo alla sicurezza nel tempo la resina è stata progettata in modo tale da essere più leggera del terreno per non appesantirlo e da avere lo stesso modulo elastico del terreno. Infatti una resina troppo rigida potrebbe indurre una distribuzione delle tensioni del terreno non prevedibile, pregiudicando la riuscita dell’intervento.

Invece, se il modulo di elasticità è simile a quello del terreno, possiamo essere certi che trattando il bulbo di pressione (nel senso di Boussinesq), il carico non si trasferisce in profondità, ma rimangono inalterate le pressioni sotto il bulbo medesimo, evitando quindi l’instaurarsi di nuovi cedimenti nel volume sottostante di terreno trattato.

Le resine consolidanti (studiate dal dipartimento IMAGE dell’Università degli Studi di Padova) sono state sottoposte inoltre ad una serie di certificati con risultati dei test eseguiti che provano tutte le sue caratteristiche di resistenza.

L’unico inconveniente sta nel fatto che non si tratta di un prodotto naturale, per cui sarebbe opportuno valutare anche l’impatto ecologico e il livello di inquinamento che potrebbe generare una volta a contatto con il terreno.

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I risultati andrebbero poi confrontati con quelli ottenuti rispetto alle altre tecniche di consolidazione adottate finora e comunque sempre valide. Solo così si potrebbe valutare bene la convenienza di usare o meno il sistema Deep Injection. Ovviamente gli effetti di inquinamento si potrebbero vedere solo a lungo termine e tutta la problematica è in fase di sperimentazione

Foto di apertura tratta dal sito Uretek.it

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