Documento riservato DIMENSIONAMENTO DI UN INTERVENTO URETEK DEEP INJECTIONS CON INIEZIONI DI RESINA URETEK GEOPLUS

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1 Documento riservato DIMENSIONAMENTO DI UN INTERVENTO URETEK DEEP INJECTIONS CON INIEZIONI DI RESINA URETEK GEOPLUS (brevetto europeo n e domanda di brevetto n ) Sommario Elementi fondamentali del modello... 2 Parametri da inserire nel software... 4 Parametri relativi alla fondazione ed alla distribuzione delle iniezioni... 4 Parametri riguardanti il terreno... 6 Limiti di applicabilità... 6 Il coefficiente di miglioramento atteso... 6 I risultati forniti dal software... 7 Verifica dell efficacia dell intervento... 8 Esecuzione dell intervento e prove penetrometriche... 8 La geometria del miglioramento e il fattore di riduzione... 8 Il modello nel dettaglio: la teoria I test eseguiti Esempio Inquadramento della problematica e descrizione dei luoghi Estratti della relazione geologica Schema d intervento proposto Risultati software Uretek pag. 1

2 Elementi fondamentali del modello Il metodo di calcolo qui presentato consente di dimensionare gli interventi di consolidamento del terreno Uretek Deep Injections con resina espandente ad alta pressione di rigonfiamento (Uretek Geoplus). Il modello è stato sviluppato a partire dalla teoria dell espansione di una cavità all interno di un terreno dilatante presentata da Yu H.S. e Houlsby G.T. nel 1991 opportunamente integrato ed adattato dall ufficio tecnico Uretek sulla base dei test effettuati in collaborazione con l Università di Padova. Dalla teoria si è poi passati ad un software che è stato testato e calibrato su decine di casi reali. Il modello di calcolo definisce innanzitutto la fattibilità dell intervento e quindi, note le caratteristiche del terreno, permette di stimare la quantità di resina Uretek Geoplus da utilizzare per ottenere la resistenza del terreno voluta. Tale quantità è determinata per ogni singolo punto di iniezione: la distribuzione dei punti di iniezione deve essere definita in fase di progetto. Il modello descritto dalla teoria sopraccitato può essere sintetizzato come segue: 1) la resina viene iniettata in un punto ben definito all interno di un terreno di caratteristiche fisico-meccaniche note; 2) la resina espande nel terreno per reazione chimica e forma una sfera il cui volume dipende dal tipo e dalla quantità di resina immessa; 3) La sfera di resina induce pressioni diverse a seconda della distanza dal punto di iniezione: a. Il volume di terreno più prossimo alla sfera di resina entra in campo plastico ( si rompe ) per effetto della notevole compressione subita dall espansione della resina; b. Il volume di terreno presente oltre tale zona rimane in campo elastico e risente di una incremento di stato di tensione che decresce con l aumentare della distanza dal punto di iniezione; pag. 2

3 c. Il terreno presente oltre tale zona non risente dell effetto di compressione prodotto dall iniezione; 4) La geometria delle tre zone è rappresentata da tre sfere concentriche: a. sfera costituita da sola resina; b. sfera costituita da terreno compresso plasticizzato; c. sfera costituita da terreno compresso in campo elastico; 5) Le dimensioni delle tre sfere concentriche sopra descritte dipendono dalle seguenti variabili: a. coefficiente di miglioramento atteso; b. caratteristiche del terreno prima dell intervento di iniezione; c. caratteristiche della resina utilizzata per l intervento; d. quantità di resina impiegata; Il software integra il modello sopra riassunto, permettendo di progettare un intervento di consolidamento che tiene conto, oltre che di tutti i parametri relativi ad ogni iniezione, anche degli elementi specifici come la geometria delle fondazioni, la profondità e la distribuzione delle iniezioni. pag. 3

4 Parametri da inserire nel software Il software di calcolo richiede una serie di parametri: alcuni relativi alla geometria della fondazione ed alla distribuzione delle iniezioni ed altri relativi al terreno. Parametri relativi alla fondazione ed alla distribuzione delle iniezioni lato minore della fondazione lato maggiore della fondazione profondità della fondazione pressione esercitata dall edificio numero di livelli d iniezione In figura 1 sono illustrati i termini geometrici: Piano campagna Profondità Lato maggiore Lato minore Figura 1 Termini geometrici Con il termine pressione esercitata dall edificio si intende il carico per metro quadrato trasmesso dalla fondazione al terreno; il termine numero di livelli di iniezione è invece illustrato in figura 2. L intervento di consolidamento Uretek Deep Injections, coperto dal brevetto europeo n , prevede di trattare il terreno di fondazione nel bulbo delle pressioni (distribuzione alla Boussinesq), laddove l incremento delle tensioni dovute al sovraccarico è significativo. pag. 4

5 Raramente vengono eseguiti interventi con una profondità inferiore a 3.00 m dal piano di imposta della fondazione ed in ogni caso occorre verificare che sotto il bulbo delle pressioni non vi sia un volume di terreno particolarmente cedevole, nel qual caso occorrerebbe estendere il trattamento oltre il bulbo. Sezione longitudinale Piano campagna Livello d'iniezione N 1 Livello d'iniezione N 2 Livello d'iniezione N 3 Punto d'iniezione Figura 2 Livelli d iniezione Nella maggior parte degli interventi, il miglior rapporto costi/benefici viene ottenuto con una distribuzione delle iniezioni come indicata in tabella 1. Livello Interasse iniezioni (m) Profondità iniezione dal piano di fondazione (m) 1 1,20 0,10 2 2,40 1,10 3 2,40 2,10 N 240 n Tabella 1 L interasse tra le iniezioni del primo livello è generalmente doppio rispetto a quello dei livelli successivi poiché con il primo livello è necessario ristabilire con continuità il contatto fondazione-terreno ed al tempo stesso evitare il rifluimento della resina in superficie. pag. 5

6 Parametri riguardanti il terreno Da indicare per ogni livello di iniezione: profondità del livello d iniezione calcolata dal piano di appoggio delle fondazioni; interasse longitudinale tra le iniezioni; pressione verticale in sito (σ vo ) in condizioni indisturbate calcolata alla profondità di iniezione; nello specifico si considera la pressione totale in presenza di materiali coesivi (c u 0; φ 0.1) e la pressione efficace in presenza di materiali granulari (φ 0, c u = 0); modulo di Young (E); coefficiente di Poisson (ν); resistenza al taglio non drenata (c u ); angolo di resistenza al taglio (φ); profondità della falda; Limiti di applicabilità La tecnologia Uretek Deep Injections presenta i seguenti limiti di applicabilità: a) Terreni coesivi: Terreno a bassa consistenza fino a profondità elevate; Essiccazione/rigonfiamento: I AC > 1,25 dove: I AC = IP / %<2 μm; Materiale organico: Mo > 10%; b) Terreni granulari: Terreni con indice dei vuoti e molto elevato; Terreni a bassa consistenza fino a profondità elevate; Il coefficiente di miglioramento atteso Il software di calcolo ha infine bisogno del coefficiente di miglioramento atteso, cioè del coefficiente da applicare alla resistenza del terreno prima dell intervento per ottenere il risultato voluto. Per resistenza si intende il valore medio di resistenza alla punta di un penetrometro statico nel volume oggetto del trattamento sotto la fondazione che, con buona approssimazione, è proporzionale alla capacità portante. Normalmente il coefficiente di miglioramento atteso varia tra 1.2 e 2.2 ed è correlato al valore di resistenza del terreno prima dell intervento. pag. 6

7 I risultati forniti dal software Per ogni livello d iniezione, sarà possibile ottenere: pressione limite del terreno; volume di terreno interessato dall iniezione; volume occupato dalla resina dopo l espansione; quantità di resina iniettata; coefficiente di miglioramento medio ottenuto; valori di resistenza a distanze prestabilite dal punto di iniezione. Al tecnico verrà fornita una relazione di calcolo in formato elettronico contenente un elaborazione dei risultati ottenuti con il software. Tale relazione specialistica potrà essere integrata dal tecnico nel progetto generale di ristrutturazione. Figura 3 Maschera di output del software. La relazione in formato digitale che Uretek consegnerà al tecnico è un elaborazione dell output del software. pag. 7

8 Verifica dell efficacia dell intervento Ogni intervento è monitorato con livelli laser per rilevare gli spostamenti verticali della struttura in fase di iniezione. Attraverso tale controllo viene verificato empiricamente che il terreno circostante il punto di iniezione ha incrementato il proprio stato di tensione fino a rendere possibile il sollevamento della porzione di fabbricato presente al di sopra del punto di iniezione. Lo stato di tensione indotto è quindi necessariamente superiore alle tensioni trasmesse al terreno dalla struttura soprastante. Oltre a ciò verranno eseguite in sito delle prove geotecniche comparative nel volume di terreno trattato a diverse distanze dall asse di iniezione. Esecuzione dell intervento e prove penetrometriche L intervento Uretek Deep Injections progettato con il modello di calcolo è eseguito nel modo seguente: 1. esecuzione di una prova penetrometrica 1 prima dell intervento in una zona rappresentativa; 2. trattamento Uretek Deep Injections nella zona sopra scelta; 3. esecuzione di una seconda prova penetrometrica di comparazione e calibrazione; 4. completamento dell intervento. Attraverso le prove penetrometriche comparative sarà quindi possibile valutare la precisione del modello ed eventualmente adattare l intervento per raggiungere il coefficiente di miglioramento atteso in fase di progetto. Infatti è possibile in corso d opera variare a seconda delle necessità la quantità di resina iniettata e la geometria delle iniezioni. La geometria del miglioramento e il fattore di riduzione Il miglioramento ottenibile decresce all aumentare della distanza dal punto di iniezione. Infatti, se si misura il coefficiente di miglioramento ad una certa distanza dall asse della 1 Le prove penetrometriche sopra descritte sono a carico di Uretek srl ed eseguite con un penetrometro dinamico medio DPM 30 in dotazione a tutte le squadre Uretek.. pag. 8

9 fondazione, esso sarà necessariamente inferiore a quanto si sarebbe misurato sotto la fondazione. Per tale motivo il coefficiente di miglioramento atteso dovrà essere moltiplicato per un fattore di riduzione funzione della distanza dal punto di iniezione. In grafico seguente mostra il fattore di riduzione ricavato dall analisi di una serie di casi rappresentativi, per i quali le caratteristiche del terreno, la geometria della fondazione ed il consumo di materiale per punto di iniezione sono simili. 1,4 1,2 fattore di riduzione % 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 distanza dal punto di iniezione (m) Figura 4 Fattore di riduzione medio con intervallo di confidenza al 10%. Ad esempio a 0.50 m dall asse di iniezione (distanza minima alla quale nella maggior parte dei casi è possibile eseguire le prove di verifica) il fattore di riduzione è pari a 0,7 e quindi il coefficiente di miglioramento misurabile sarà pari al 70% di quello prodotto sotto la fondazione. pag. 9

10 Il modello nel dettaglio: la teoria Il processo di espansione della resina iniettata puntualmente all interno del terreno si presta ad essere inquadrato teoricamente come il processo di espansione nel terreno di una cavità di forma sferica (o cilindrica, se si tratta di più iniezioni ravvicinate disposte lungo un asse verticale) in condizioni quasi-statiche. Il terreno è caratterizzato da un comportamento di tipo elasto-perfettamente plastico e sottoposto ad uno stato tensionale iniziale isotropo, con pressione p o = (1+2K o ) σ vo / 3 + dp, dove: dp = q o. I c (B/L,z), indica l incremento di pressione dovuto alla fondazione, calcolato alla profondità d iniezione secondo la teoria di Boussinesq. Durante il processo di espansione, all aumentare della pressione interna alla cavità (di raggio iniziale r_a o = m corrispondente al raggio del condotto utilizzato per l iniezione), il terreno rimane inizialmente in campo elastico. Al raggiungimento di un determinato valore della pressione interna alla cavità (valore corrispondente alla pressione di rigonfiamento della resina Uretek Geoplus), iniziano le deformazioni plastiche. Al progredire del processo la zona plastica si espande e così quella elastica, fino al raggiungimento della pressione limite (Sig_lim). Figura 5 Definizione dei campi plastico ed elastico che circondano la cavità pag. 10

11 Nell analisi si assume che, una volta raggiunta la pressione limite, i rapporti r_b / r_a e r_c / r_b rimangano costanti al progredire dell espansione, fino a quando la resina solidifica. Con riferimento alla figura 3, con r_a si indica il raggio della cavità, con r_b il raggio di confine zona plastica-zona elastica e con r_c la distanza alla quale lo stato tensionale (Sig_c) è tale per cui (Sig_c p o ) 1% p o (zona d influenza dell iniezione). Il processo di espansione viene trattato teoricamente secondo le procedure indicate da Yu e Houlsby ( Finite cavity expansion in dilatant soils: loading analysis, Géotechnique 41, n.2, 1991) adottando un analisi alle grandi deformazioni nella zona plastica ed alle piccole deformazioni nella zona elastica. In tale ambito il rapporto r_a / r_a o tra il raggio della cavità sotto l azione della generica pressione p ed il raggio iniziale della cavità è esprimibile attraverso la seguente espressione: r _ a r _ a o = ( 1 δ ) ( β + m) / β R γ ( γ / η) Λ 1 ( R, ξ ) β /( β + m) (1) dove : ( m + α )[ Y + ( α 1) p] R =, rapporto di pressione della cavità α (1 + m)[ Y + ( α 1) p ] o m = 1 (cavità cilindrica) o 2 (cavità sferica) G = E 2c cos( ϕ) 1+ sen( ϕ) 1+ sen( ψ ) α( β + m) Y + ( α 1) p ; Y = ; α = ; β = ; γ = ; δ = 2(1 + ν ) 1 sen( ϕ) 1 sen( ϕ) 1 sen( ψ ) m( α 1) β 2( m + α) G o ( β + m)(1 2ν )[ Y + ( α 1) p η = exp E( α 1) β o ][1 + (2 m) ν ] 2 [1 ν (2 m)](1 + m) δ mν ( α + β ) ξ = αβ + m(1 2ν ) + 2ν (1 + ν )( α 1) β 1 ν (2 m) pag. 11

12 Λ = 1 1 ( x, y) A n n = 0 A 1 n n y ln( x) n! = n y n! ( n γ ) n γ [ x 1] se n = γ se n γ mentre il rapporto r_b / r_a tra il raggio della zona plastica e il raggio della cavità è esprimibile come : r _ b = R r _ a α /[ m( α 1)] Il valore della pressione limite (Sig_lim) si ottiene ponendo r_a / r_a o e quindi eguagliando a zero il termine al denominatore della (1). Ipotizzando che l espansione della resina provochi in ogni caso il raggiungimento della pressione limite (ipotesi plausibile in quanto la resina Uretek Geoplus sviluppa una pressione di rigonfiamento massima in condizioni edometriche pari a 10,2 MPa), si procede alla determinazione del volume di resina da iniettare, in relazione al raggio d influenza (r_c) dell iniezione che si desidera ottenere. Valutando di conseguenza il raggio della cavità (r_a), il raggio della zona plastica (r_b) e la tensione radiale all interfaccia plastica-elastica (Sig_b). Nel calcolo del volume da iniettare (Vri o Vol.res.iniez.), si considera che parte del volume della resina post-espansione (Vrf) occupi la cavità e parte penetri nella zona plastica, secondo una percentuale volumetrica che per default viene posta al 30% (Resina/Terreno = 0.3), ma risulta modificabile in relazione alla tipologia del terreno. Calcolato quindi un volume della resina post-espansione, il volume di resina da iniettare dipenderà strettamente dalla tipologia di resina scelta per l intervento di consolidamento attraverso una relazione di tipo sperimentale che lega la pressione di rigonfiamento al volume della resina post-espansione (Vrf): Vrf Vri = Sig _ lim( MPa) Relazione sperimentale determinata in laboratorio su campioni di resina Uretek Geoplus pag. 12

13 Scelto il raggio di influenza (r_c) è possibile determinare la quantità di resina da iniettare per singolo foro che dipenderà principalmente dalle caratteristiche della resina utilizzata, dalle caratteristiche geotecniche del terreno di fondazione, dallo stato di tensione agente nel punto di iniezione e dai risultati attesi. Condizione necessaria per la formazione del processo sopra descritto risulta la pressione di rigonfiamento massima della resina che deve risultare superiore alla pressione limite del terreno. La resina Uretek Geoplus, oltre a presentare tale caratteristica, permette di ottenere un notevole rendimento in termini di risultato finale. I dati relativi alle modifiche indotte dall espansione sui parametri di resistenza del terreno vengono definiti al variare della distanza dall asse di iniezione (vedi grafico di miglioramento presentato a pagina 9). In questo modo si ha la possibilità di valutare il miglioramento dei parametri di resistenza del terreno lungo una verticale posta all esterno della proiezione orizzontale della parete dell edificio e quindi in una porzione di terreno facilmente raggiungibile con una strumentazione geotecnica per le prove di verifica. Tali parametri si riferiscono alla resistenza al taglio non drenata (cu_new) ed alla resistenza di punta relativa ad una prova CPT (qc_new). Nel caso di materiale granulare si considera solamente il valore qc_new, in quanto il miglioramento di resistenza del terreno prodotto con il trattamento non dipende dall incremento di angolo di resistenza al taglio del materiale, che si considera invariato a seguito dell espansione, ma dalla variazione di tensione efficace nell intorno del punto di iniezione. Le modifiche di resistenza sono valutate con riferimento alla variazione di pressione indotta dall iniezione in corrispondenza della verticale di prova secondo le espressioni sottoriportate, dove σ v =Sig_cpt nel caso di terreni granulari e σ v =Sig_cpt u nel caso di terreni coesivi. Il valore Sig_cpt è calcolato ad una distanza dal centro della cavità pari alla distanza tra l asse della fondazione e la verticale di prova. Per materiali coesivi: c u σ ' v = 0.22 OCR q = 20 + σ 0.8 ; c c u v Per materiali granulari: q c = σ ' e v 5.241tan( ϕ ) Il calcolo sopra illustrato, eseguito per ogni livello d iniezione, permette di progettare un intervento di consolidamento del terreno di fondazione fornendo un valore dell incremento dei parametri di resistenza in ogni punto del volume trattato. pag. 13

14 L attendibilità del procedimento di calcolo adottato è stata verificata a mezzo sperimentazioni condotte comparando i risultati teorici con test penetrometrici comparativi realizzati in cantieri reali. Bibliografia (a disposizione del tecnico che ne faccia richiesta) 1) Yu H.S., Houlsby G.T., Finite cavity expansion in dilatant soils: loading analysis. Géotecnique, 41 (2), ; 2) Favaretti M., Germanino G., Pasquetto A., Vinco G., Interventi di consolidamento dei terreni di fondazione di una torre campanaria con iniezioni di resina ad alta pressione d espansione, XXII Convegno Nazionale di Geotecnica, Palermo, Italy. 3) Dei Svaldi A., Favaretti M., Pasquetto A., Vinco G., Analytical modelling of the soil improvement by injections of high expansion pressare resin, Ground Improvement Techniques, Coimbra, Portugal. pag. 14

15 I test eseguiti Il modello di calcolo è stato testato su 21 casi reali di consolidamento del terreno con resine espandenti ad alta pressione di rigonfiamento. La sperimentazione è stata condotta nel corso di un intero anno solare ed ha portato alla redazione di una tesi di laurea in ingegneria geotecnica presso l Università di Padova. Ogni cantiere è stato valutato seguendo lo schema seguente: analisi del dissesto in atto presso il fabbricato oggetto di intervento; individuazione delle cause che hanno procurato il dissesto; analisi dettagliata delle caratteristiche geotecniche dei terreni di fondazione delle porzioni dissestate ed individuazione della resistenza del terreno prima del trattamento integrando, quando possibile, le relazioni fornite dalla committenza; progettazione dell intervento di consolidamento del terreno con metodo Uretek Deep Injections; stima del coefficiente di miglioramento atteso con l intervento; esecuzione dell intervento di consolidamento del terreno secondo progetto; misura della resistenza del terreno a seguito dell intervento nella zona trattata; confronto fra i valori di resistenza post-trattamento calcolati ed i valori di resistenza post-trattamento misurati; Nel corso della sperimentazione la resistenza del terreno misurata prima e dopo il trattamento è stata dedotta trasformando il numero di colpi ottenuto con il penetrometro dinamico DPM 30 in resistenza dinamica alla punta secondo la formula degli Olandesi. I risultati dello studio si possono riassumere nei seguenti punti: il coefficiente di miglioramento effettivamente ottenuto in sito non è stato influenzato dalla stagione in cui è stato eseguito il lavoro a parità di altre condizioni; per un campo di valori della resistenza penetrometrica statica pre-trattamento compreso tra 1 MPa e 4 MPa l accuratezza dei risultati è assai soddisfacente. In queste condizioni iniziali, comprendenti la maggior parte dei terreni trattati con la tecnica di miglioramento dei terreni Uretek, il valore calcolato con il software sembra corrispondere in larga misura al valore sperimentale post trattamento. pag. 15

16 al di fuori di questi limiti (1 MPa - 4 MPa) il modello analitico è meno preciso anche se appare evidente che il coefficiente di miglioramento ottenuto con il software è a favore di sicurezza. In generale il modello presenta un errore medio di previsione decrescente con il crescere della resistenza iniziale del terreno. A titolo di esempio in tabella 2 riportiamo gli errori medi con valori massimi e minimi verificati sperimentalmente da un analisi statistica dei test eseguiti. La tabella va letta nel modo seguente. Fissato un valore del coefficiente di miglioramento atteso, nella tabella è 1,5, si ha che per una resistenza iniziale del terreno compresa tra 1 e 2 MPa, il coefficiente di miglioramento misurato potrà essere compreso tra 1,36 e 1,88. Resistenza iniziale del terreno (MPa) Coefficiente di miglioramento atteso Coefficiente di miglioramento misurato Valore Minimo Valore massimo ,50 1,50 2, ,50 1,36 1, ,50 1,39 1,87 > 3 1,50 1,31 2,01 Tabella 2 Errori di stima del software: elaborazione statistica. pag. 16

17 Esempio Il caso qui di seguito esposto è riferito ad un cantiere eseguito in località Ponte Gualdruccie - San Leo (PU) nel gennaio Inquadramento della problematica e descrizione dei luoghi I. Analisi della struttura a. L edificio in esame è composto da un unico corpo di fabbrica, disposto su due piani, con alcuni locali interrati. La costruzione risale agli anni 70; b. Le fondazioni di tutto il complesso sono superficiali, di tipo continuo, realizzate in conglomerato cementizio, poco più larghe dei muri ed approfondite un metro circa. c. Il carico al suolo esercitato dal fabbricato è di circa 150 kpa. II. Analisi del quadro fessurativo a. Il fabbricato in esame è da sempre interessato da fessurazioni, che hanno assunto una dimensione preoccupante negli ultimi anni. Sono presenti fessurazioni di una certa gravità, caratterizzate da aperture anche superiori al centimetro. I dissesti sono maggiormente diffusi ed evidenti nella parte orientale e sud orientale. b. l andamento delle fessurazioni suggerisce che il cedimento del terreno di fondazione è maggiore nelle porzioni perimetrali dell edificio. c. le cause dei dissesti vanno ricondotte ai seguenti fattori: i. presenza di terreni sensibili e soggetti a cedimenti, come sopra descritto; ii. vulnerabilità delle fondazioni esistenti e loro inadeguatezza in relazione al tipo di terreno presente; iii. particolare andamento climatico negli ultimi anni, caratterizzato da periodi siccitosi estremamente severi. Estratti della relazione geologica Dall analisi della relazione geologica è stato possibile ottenere la stratigrafia ed i principali parametri del terreno, necessari per una corretta formulazione dello schema d intervento ed al successivo calcolo del miglioramento delle caratteristiche del terreno stesso indotto dalle iniezioni di resina poliuretanica espandente. pag. 17

18 Nello specifico la relazione geologica si basa su: n 2 sondaggi continui con prelievo di campioni su cui sono state eseguite prove di laboratorio n 3 prove penetrometriche dinamiche leggere DPM30 Figura 6 - Posizionamento delle prove penetrometriche e dei sondaggi pag. 18

19 La stratigrafia proposta nella relazione, elaborata in base ai sondaggi ed alle prove penetrometriche, è la seguente: Livello Profondità m. Descrizione R fino a 0.20/1.50 Riporto antropico Argilla e limo alterati e rimaneggiati, con pietrame e macerie. A da 0.20/1.50 a 4.50/7.00 Terreni di copertura depositi superficiali Detrito calcareo e calcarenitico in matrice limosa sabbiosa nocciola bruno, da plastica a consistente per essiccamento (sottolivello A1dt). Verso il basso si passa ad argilla nocciola policroma, plastica, umida ed alterata, con diffuso detrito fine marnoso, alternata ad argilla e marna grigio variegato nocciola alterata, da plastica a consistente per essiccamento (sottolivello A1am). B B da 4,50/7,00 a 5,00/7,00 oltre 5,00/7,00 Substrato allentato Argille varicolori della Val Marecchia Argillite grigia a bande policroma, intensamente tettonizzata con facies a scaglie, venature nocciola ocra di alterazione e passaggi plastici. Substrato Argille varicolori della Val Marecchia Alternanza di argillite e siltite sabbiosa grigia tettonizzata (B1), marna grigia fratturata (B2) e argillite grigia a bande policroma, intensamente tettonizzata con facies a scaglie (B3). Si osservano vene di calcite in cristalli e fibrosa e orizzonti marnosi centimetrici smembrati. L ammasso è sempre tettonizzato e fratturato, asciutto e consistente Tabella 3 Estratto della relazione geologica: stratigrafia In riferimento alla suddivisione stratigrafica, i valori caratteristici desunti dalle prove penetrometriche dinamiche sono i seguenti: Prove penetrometriche dinamiche leggere da Numero di colpi N Resistenza dinamica alla punta Rd (kg/cm 2 ) a valore di riferimento da a valore di riferimento Livello A1dt 1 >50 10 <3.0 > Livello A1am Livello B' > Livello B 30 > > Tabella 4 Estratto della relazione geologica: prove penetrometriche pag. 19

20 I parametri geotecnici ottenuti dall elaborazione delle prove penetrometriche, ed eventualmente da quelle di laboratorio, sono riepilogati nella tabella di seguito riportata: Tabella 5 Estratto della relazione geologica: parametri geotecnici Schema d intervento proposto Dai risultati dei sondaggi e delle prove penetrometriche, dalla tipologia della fondazione e dai carichi che il fabbricato trasferisce al suolo, si è ipotizzato di trattare con resine espandenti il volume di terreno identificato nella stratigrafia, come livello A. le iniezioni lungo l asse della muratura portante avranno un interasse pari a ca. 1,20 m, per le iniezioni di tipo superficiale (a ridosso dell interfaccia terreno/fondazione ovvero a ca. 0,10 m dal piano d imposta della fondazione); l interasse delle iniezioni di tipo profondo sarà di circa 2,40 m (alternate su due livelli a profondità pari a ca. -1,10 m e -2,10 m dal piano d imposta della fondazione); lo schema tiene conto del volume d influenza di ciascuna iniezione, ipotizzato come una sfera di raggio 1,20 m circa. Al fine di realizzare una compenetrazione dei singoli volumi trattati, il valore del raggio fin qui assunto sarà oggetto di verifica, essendo pag. 20

21 questo un parametro determinante in fase di calcolo. Nello specifico, dovrà risultare che il volume calcolato sia maggiore, od al limite uguale, a quello assunto. Altro elemento di valutazione, per la scelta del volume di terreno da trattare, è la distribuzione delle tensioni che si realizzano nel terreno per effetto del carico, secondo la teoria di Boussinesq. Nel caso di fondazioni nastriformi, ad una profondità pari a due volte la larghezza delle fondazioni, si trasmettono tensioni inferiori al 30% di quelle agenti in superficie. Tuttavia dall esame della relazione geologica appare giustificato un intervento che preveda il consolidamento di ca. 3,0 m di terreno (a partire dal piano d appoggio della fondazione) a mezzo di iniezioni eseguite su tre livelli. ±0.00 Riporto Livello A1dt Livello A1am Livello B Figura 7 Schema di intervento pag. 21

22 Risultati software Uretek Di seguito si riportano i risultati ottenuti dall analisi teorica, realizzata in base a quanto esposto in precedenza. Nella Tabella 6 sono riportati i principali dati di input. COEFFICIENTE DI MIGLIORAMENTO ATTESO LATO MINORE DELLA FONDAZIONE M 0.50 LATO MAGGIORE DELLA FONDAZIONE M 15 PROFONDITA PIANO DI IMPOSTA DELLA FONDAZIONE M 1.00 PRESSIONE kpa 150 NUMERO DI LIVELLI D INIEZIONE - 3 PLANIMETRIA DELL EDIFICIO CON INDICAZIONE DELLE ZONE DA TRATTARE Si No Tabella 6 Parametri di input Nella Tabella 1 sono riportati i dati di input specifici per ogni livello d iniezione Livello PROFONDITÀ DEL LIVELLO D INIEZIONE m INTERASSE m PRESSIONE VERTICALE IN SITO (σ V0 ) kpa MODULO DI YOUNG (E) kpa COEFFICIENTE DI POISSON (ν) RESISTENZA AL TAGLIO NON DRENATA (c u ) ANGOLO DI RESISTENZA AL TAGLIO (φ) kpa PROFONDITA FALDA m Tabella 7 Parametri di input specifici per ogni iniezione pag. 22

23 Nella Tabella 8 si riportano i valori ottenuti dall elaborazione: Profondità q c prima del q c dopo il trattamento Coefficiente di Fattore di Coefficiente dal p.c. (m) trattamento a 0.25 m dall asse di miglioramento riduzione di (kpa) fondazione medio misurato (0.25 m miglioramento (kpa) dall asse) prodotto Tabella 8 Output Il miglioramento calcolato, da misurarsi in situ con prove penetrometriche, è espresso in termini di resistenza penetrometrica alla punta q c. Tali valori sono stati calcolati a 0,25 m dall asse della fondazione, cioè sul bordo della stessa. I valori calcolati tengono conto del raggio d influenza della singola iniezione e del quantitativo di resina iniettato. Il raggio d influenza di ciascuna iniezione è compreso fra 1,76 e 2,39 m, risulta quindi verificato il valore di interasse delle iniezioni assunto. Dal calcolo si ottiene un consumo di circa 38 kg di resina inespansa per metro lineare di fondazione trattata. Nome cliente Nome cliente Figura 8 Maschera di output del software pag. 23