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Riassunto: il
crescente bisogno di progettare e realizzare costruzioni civili e industriali
nel rispetto dei costi e dei tempi, impone una sempre maggiore attenzione nella
esecuzione delle fondazioni per prevenire rotture e/o cedimenti non compatibili
con la struttura. La vibrocompattazione profonda dei terreni, tecnica ormai
largamente sperimentata nel tempo e nelle diverse realtà geotecniche
internazionali, permette di migliorare i terreni di fondazione incrementandone
le caratteristiche di resistenza e deformabilità. Ciò permette di adottare
fondazioni superficiali, evitando il ricorso a fondazioni profonde che
prospettano sempre maggiori costi, tempi di realizzazione e impegno esecutivo.
La breve
memoria che segue illustra sinteticamente la tecnica esecutiva di
vibrocompattazione profonda dei terreni illustrandone alcuni cases-histories
differenziati per applicazione e metodi esecutivi.
Introduzione -
La tecnica “vibro”
La
vibrocompattazione profonda dei terreni è concepita all’inizio del secolo ad
opera del gruppo Keller.
La tecnica
consiste nel trasferire nel sottosuolo, attraverso l’uso di un apposito
utensile “vibro”, vibrazioni orizzontali ad alta frequenza in grado di
addensare il terreno circostante alle profondità volute.
 Le
caratteristiche proprie delle oscillazioni, indotte dal moto circolare di una
massa eccentrica attorno all’asse del “vibro”, sono tali in ampiezza d’onda e
frequenza da provocare solo gli effetti benefici sul terreno senza interferire
con le strutture circostanti.
Le vibrazioni indotte nel
terreno si propagano su fronti cilindrici attorno all’asse del vibro e,
nei terreni granulari (terreni incoerenti, ghiaie, sabbie e sabbie limose),
inducono i seguenti effetti positivi:
·
un
addensamento, con l’aumento dei valori di densità relativa (DR) e di
conseguenza dei valori di deformabilità (modulo elastico E e di
deformabilità)
·
un
incremento dei valori di resistenza dovuto all’aumento dell’angolo di attrito
efficace j’
indotto da un miglior assetto strutturale (“packing”) del terreno
·
una
riduzione delle pressioni neutre (u – pressioni interstiziali) dovute
all’espulsione dell’acqua dai pori.
Le
caratteristiche geomeccaniche del terreno di fondazione sono ulteriormente
incrementate attraverso l’inserimento, e il successivo addensamento a mezzo del
vibro, di ghiaia vibrocompattata a formare colonne resistenti di opportuna
sezione.
Laddove i
terreni di fondazione presentano una maggior componente limoso-argillosa
(terreni coesivi fuori e sotto falda), il consolidamento del suolo viene
integrato con la realizzazione di colonne in ghiaia vibrocompattata con
tecnologia bottom feed a secco.
La gamma dei
materiali trattabili con le tecniche vibro si estende ben oltre i
terreni, fino ai Rifiuti Solidi Urbani (RSU) o, per esempio, ai riciclati da
demolizione, confermando la validità e la versatilità della metodologia.
I campi
applicativi
Le tecniche “vibro”
applicabili sono:
·
vibroflottazione (VF) ad acqua: terreni incoerenti
·
colonne in
ghiaia vibrocompattate (CGV) a secco: terreni coesivi
·
colonne in
ghiaia vibrocompattate cementate (CGVC) a secco: terreni coesivi soffici, RSU.
Dette tecniche
si adattano al consolidamento dei terreni di fondazione di una pluralità di
costruzioni:
·
edifici
civili di ogni genere
·
capannoni
industriali
·
basamenti
di impianti industriali e macchine (per es. turbine a vapore o a gas,
laminatoi, ecc.)
·
serbatoi
di liquidi e silos di stoccaggio
·
ripiene a
mare o a lago per banchine portuali o aree edificabili
·
discariche
di RSU o RS
·
ecc.
Dal punto di
vista dello scopo del trattamento, si cita inoltre la possibile applicazione
della vibro anche per la realizzazione di drenaggi nel terreno, per
consentire una rapida evacuazione delle acque di falda permettendo una
consolidazione più veloce del terreno.
Le tecniche
vibro, opportunamente applicate con le metodologie adeguate ai terreni
nelle locali condizioni geologiche, presentano ottimi rapporti costi / benefici
e modalità esecutive veloci e assolutamente non impattanti.
Approccio
progettuale
Il
consolidamento del terreno con le tecniche vibro permette, grazie alla
abbondante sperimentazione e conoscenza teorico-progettuale maturata, di:
·
effettuare
calcoli geotecnici secondo modelli di fondazione superficiale su terreno
consolidato
·
attribuire
quote progressive di trasferimento di tensioni verso gli strati profondi
passando dalla tecnica VF fino alla tecnica CGVC.
Adeguati
software applicativi guidano il Progettista verso la migliore soluzione
tecnico-economica.
Bibliografia
Priebe H.J., 1995 – “The Design of Vibro Replacement” in Ground Engineering,
1995.
CEE, 2001 – “Ground treatment by deep vibration” – Fifth draft – Edizione
provvisoria.
Cases-histories
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Cantiere:
Nuovo insediamento a Monticelli d’Ongina (PC)
Oggetto:
fondazione di capannoni ad uso logistico con plinti isolati e
pavimentazione industriale rinforzata su CGV
Terreno:
alternanze di limi sabbiosi e sabbie
Carico specifico in
fondazione:
plinti 250 kN/m2, pavimentazione 70 kN/m2 (2,5¸0,7
kg/cm2) |
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Cantiere:
Polo logistico Le Mose Piacenza
Oggetto:
fondazione di capannoni per usi logistici con plinti isolati su CGV
Terreno:
argille limose e sabbie
Carico specifico in
fondazione:
250 kN/m2 (2,5 kg/cm2) |
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Cantiere:
Silo Zuccheri di Finale Emilia (MO)
Oggetto:
fondazione di silo da 60.000 ton su platea e trave anulare in c.a. su
CGVC
Terreno:
limi e limi argillosi passanti a sabbie
Carico specifico in
fondazione:
270¸340
kN/m2 (2,7¸3,4
kg/cm2)
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