Articolo T-SH200 - Strade&Autostrade Gennaio ... - ATP home page
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Gallerie & Tunnelling<br />
Piero Bongio*<br />
Tiziano Collotta**<br />
Luigi Pagliula***<br />
Nell’ambito dei lavori di realizzazione di<br />
grandi infrastrutture autostradali, l’utilizzo<br />
di elementi tubolari in vetroresina (in<br />
gergo “i VTR”) è ad oggi sostanzialmente<br />
limitato al pre-consolidamento dei fronti<br />
di scavo delle gallerie naturali.<br />
In formazioni geologiche complesse e<br />
in fronti di scavo con sezione dell’ordine<br />
di 180 m 2 , sono previsti sino a 130<br />
VTR al fronte, iniettati con miscele cementizie,<br />
generalmente a bassa pressione.<br />
VTR valvolati e iniettati ad alta<br />
pressione vengono eseguiti anche al<br />
contorno, al fine di favorire lo sviluppo dell’effetto arco. I<br />
VTR al fronte contribuiscono alla stabilità dello stesso attraverso<br />
la loro elevata resistenza a sollecitazioni di trazione,<br />
lavorando sostanzialmente come tiranti passivi, ovvero<br />
come gli elementi di rinforzo di una “terra armata”.<br />
Ad oggi non era stato previsto il loro utilizzo come elementi<br />
pretesi, essenzialmente per problematiche legate al sistema<br />
di applicazione e di mantenimento della pretensione.<br />
approccio tradizionale per la realizzazione degli imbocchi delle<br />
L’ gallerie naturali, in terreni sciolti o in rocce tenere alterate, prevede<br />
la realizzazione degli scavi attraverso paratie di pali di grande<br />
diametro o micropali, multitirantate, con tiranti attivi a trefoli.<br />
Per terreni caratterizzati da un marcato decadimento della resistenza<br />
al taglio al crescere del livello deformativo (comportamento “strainsoftening”),<br />
la realizzazione di paratie di imbocco, anche dell’ordine di<br />
15-20 m di altezza di scavo, può rappresentare una problematica progettuale<br />
decisamente rilevante. Laddove parte dei terreni sia in condizioni<br />
di resistenza al taglio prossime o coincidenti con quella “residua”,<br />
le possibili superfici di scivolamento critiche si estendono ben<br />
oltre il tradizionale cuneo di plasticizzazione attivo, coinvolgendo masse<br />
di terreno rilevanti. Per far fronte alle spinte che ne derivano possono<br />
essere previsti sino a otto ordini di tiranti, con lunghezze totali di<br />
questi ultimi anche di 40-50 m, necessarie per spingere i tratti attivi<br />
110<br />
Tiranti<br />
L’applicazione al metodo Spea-PACO:<br />
nuovi sbocchi… per gli imbocchi<br />
ELEMENTI TUBOLARI<br />
IN VETRORESINA PRETESABILI<br />
STRADE & AUTOSTRADE 1-2009<br />
Figura 1 - I primi due ordini di VTR prima dell’applicazione della<br />
pretensione all’imbocco lato Bologna della galleria Manganaccia,<br />
nell’ambito dei lavori di adeguamento alla terza corsia della Variante di<br />
Valico dell’Autostrada Milano-Napoli (A1), nel tratto fra Sasso Marconi e<br />
Barberino di Mugello<br />
di fondazione oltre le superfici di reale o potenziale rottura. Ne derivano<br />
oneri temporali ed economici elevatissimi.<br />
Spea Ingegneria Europea SpA, nell’ambito della progettazione delle opere<br />
della Variante di Valico Appenninica dell’Autostrada Milano-Napoli (A1)<br />
tra Sasso Marconi e Barberino di Mugello, dei tratti della terza corsia Firenze<br />
Nord-Firenze Sud della stessa A1 e della terza corsia dell’Autostrada<br />
Bologna-Bari-Taranto (A14) tra Rimini Nord e Pedaso, ha dovuto<br />
affrontare la progettazione degli imbocchi di un notevole numero di gallerie<br />
naturali in contesti geotecnici, geologici e geomorfologici complessi,<br />
quali per esempio quelli nelle formazioni delle argille scagliose, del “caotico”<br />
toscano e delle argille plio-pleistoceniche delle tratte adriatiche.<br />
Sulla base dell’osservazione delle opere, e in particolare del monitoraggio<br />
inclinometrico e topografico, è scaturita la convinzione che, in<br />
tali contesti, l’approccio più corretto al fronte di scavo in naturale fosse<br />
quello di una soluzione che abbinasse i vantaggi della classica soluzione<br />
di imbocco con paratie di pali di grande diametro multitirantate<br />
a quella delle “protesi” con terreno stabilizzato [2]; l’intento è di<br />
evitare lo sviluppo di profonde e ampie superfici di scivolamento critiche<br />
che si potrebbero generare a seguito di fenomeni di rilascio tensionale<br />
provocati dalle attività di scavo, in assenza di strutture di sostegno<br />
adeguatamente rigide.
Le “protesi” vengono generalmente realizzate ove si presentano estesi<br />
tratti a bassa copertura prima dell’imbocco vero e proprio della galleria<br />
naturale; la soluzione presuppone che i versanti non siano interessati<br />
da fenomeni di instabilità importanti e che i terreni non siano<br />
caratterizzati da un marcato comportamento tenso-deformativo tipo<br />
“strain-softening”.<br />
In tali contesti, l’adozione di una “protesi” potrebbe comportare lo sviluppo<br />
di notevoli spinte orizzontali all’atto degli scavi, spinte non gestibili<br />
già nella fase di realizzazione del rivestimento di prima fase (centine<br />
e spritz beton) della galleria naturale.<br />
Nell’ottica di sfruttare il più possibile i vantaggi della “protesi”, che sostanzialmente<br />
limita gli alleggerimenti al piede dei versanti, in abbinamento<br />
al contributo stabilizzante offerto dalle paratie di pali, è stato sviluppato<br />
un particolare approccio progettuale per la realizzazione degli<br />
imbocchi, il metodo Spea PACO (Paratie con Arco di COntrasto) [1].<br />
In sostanza, si tratta di realizzare un’opera nella quale le azioni di contrasto<br />
sono fornite da elementi strutturali diversi, realizzati in tempi e<br />
fasi diverse:<br />
le paratie di pali al fronte e ai lati del fronte;<br />
i tiranti;<br />
un arco di contrasto in c.a., appoggiato su pali, esteso dalla progressiva<br />
di imbocco della galleria naturale sino a incontrare il terreno<br />
naturale;<br />
tiranti al fronte, sotto l’arco di contrasto;<br />
una soletta di contrasto provvisoria in magrone, alla quota del piano<br />
di lavoro prevista per la realizzazione dell’arco rovescio;<br />
l’arco rovescio in c.a..<br />
Figura 2 - Le fasi di realizzazione del metodo Spea-PACO<br />
Tiranti<br />
STRADE & AUTOSTRADE 1-2009<br />
Le fasi esecutive sono le seguenti (Figura 2 e Figura 4):<br />
fase 1: realizzazione delle paratie di imbocco e della fila di pali che<br />
costituisce l’appoggio dell’arco di contrasto in c.a.; è prevista la<br />
perforazione a vuoto dal piano esistente fino alla quota imposta dell’arco<br />
di contrasto;<br />
fase 2: scavo di ribasso fino a una quota di poco superiore all’estradosso<br />
dell’arco di contrasto con esecuzione di uno/due ordini<br />
di tiranti sulla paratia di pali di protezione degli scavi; realizzazione<br />
degli infilaggi sulla paratia di imbocco. Il terreno davanti alla paratia<br />
di imbocco è sagomato secondo la carpenteria dell’intradosso<br />
dell’arco;<br />
fase 3: il getto dell’arco ingloba gli infilaggi metallici;<br />
fase 4: scavo fino alla quota necessaria per l’esecuzione degli eventuali<br />
ordini di tiranti di ancoraggio al di sotto dell’arco;<br />
fase 5: scavo ed esecuzione di una soletta “provvisoria” di contrasto<br />
in calcestruzzo magro di spessore 0,40÷0,50 m;<br />
fase 6: completamento dello scavo ed esecuzione dell’arco rovescio.<br />
Nelle Figure 3A-3D vengono illustrate le modalità di avanzamento dello<br />
scavo.<br />
Elementi caratterizzanti del metodo sono l’arco di contrasto in c.a. (dello<br />
spessore in chiave pari a 0,80-1,0 m e 2,0 m in corrispondenza<br />
dell’incastro con i pali di sostegno) e la soletta di contrasto provvisoria<br />
in magrone; costituiscono parte integrante del metodo anche la fasistica<br />
realizzativa e il monitoraggio geotecnico-strutturale che comprende:<br />
sezioni strumentate con barrette estensimetriche all’interno dell’arco<br />
di contrasto in corrispondenza della sezione di mezzeria (sia<br />
a intradosso sia a estradosso dell’arco);<br />
sezioni strumentate con barrette estensimetriche<br />
in corrispondenza della mezzeria del solettone<br />
provvisorio in calcestruzzo magro;<br />
celle di carico sui tiranti.<br />
Il costante monitoraggio tenso-deformativo dell’arco<br />
consente di stabilire il momento in cui risulta<br />
opportuna la posa di terreno sopra l’arco di<br />
contrasto.<br />
La scelta del momento e dell’entità dei reinterri<br />
risulta in effetti delicata: se fatta in anticipo rispetto<br />
agli scavi di ribasso può comportare elevate<br />
trazioni all’intradosso dell’arco di contrasto<br />
in chiave; viceversa, se ritardata, le spinte delle<br />
terre, in assenza dei sovraccarichi permanenti dovuti<br />
al terreno di riporto, tenderebbero a determinare<br />
trazioni all’estradosso dell’arco.<br />
All’imbocco lato Bologna della galleria Manganaccia,<br />
le opere di sostegno previste interessano<br />
prevalentemente l’accumulo di un deposito di frana<br />
quiescente costituito da depositi caotici di litotipi<br />
eterogenei, in matrice prevalentemente argilloso-limosa.<br />
L’accumulo di frana poggia su di<br />
un substrato roccioso intensamente tettonizzato,<br />
costituito dalla formazione del membro peliticoarenaceo<br />
dell’unità dell’Acquerino.<br />
La particolarità dell’applicazione consiste nel fatto<br />
che, a differenza della tradizionale applicazione<br />
del metodo Spea-PACO in cui è prevista l’esecuzione<br />
di due ordini di tiranti attivi a trefoli al<br />
di sotto dell’arco di contrasto in corrispondenza<br />
della parete di imbocco, gli stessi sono stati so-<br />
111
112<br />
Tiranti<br />
Figura 4 - L’applicazione all’imbocco lato Roma della galleria Pozzolatico nel<br />
tratto Firenze Nord-Firenze Sud dell’Autostrada Milano-Napoli (A1)<br />
STRADE & AUTOSTRADE 1-2009<br />
Figure 3A, 3B, 3C e 3D - L’avanzamento degli scavi al di sotto<br />
dell’arco di contrasto:<br />
fase A: inizio dell’avanzamento dello scavo sotto l’arco di<br />
contrasto. Scavo sino alla quota necessaria per la realizzazione<br />
dell’ordine di tiranti sotto l’arco di contrasto, per campi di 5-6 m e<br />
realizzazione dei primi tiranti;<br />
fase B: scavo sotto i tiranti realizzati e getto della soletta<br />
provvisoria di contrasto in calcestruzzo magro di spessore 0,40<br />
m, per campi di 5-6 m;<br />
fase C: avanzamento degli scavi per campi di 5-6 m con<br />
esecuzione di tiranti e della soletta provvisoria di contrasto in<br />
calcestruzzo magro;<br />
fase D: demolizione di 5-6 m della soletta provvisoria di contrasto<br />
in calcestruzzo magro e approfondimento dello scavo. Esecuzione<br />
dell’arco in c.a.<br />
stituiti con elementi tubolari in vetroresina che presentano la possibilità<br />
di essere pretesabili; ciò consente di eliminare i tiranti sotto<br />
l’arco in c.a. fornendo comunque la pre-tensione necessaria per<br />
ridurre le deformazioni orizzontali e il controllo dei fenomeni di decadimento<br />
dei parametri di resistenza dei terreni. A differenza dei<br />
tiranti, la cui funzione è irrimediabilmente persa al momento della<br />
demolizione dei pali al fronte, i VTR contribuiranno a garantire<br />
la stabilità del fronte di scavo anche una volta demolite le teste di<br />
ancoraggio e i pali al fronte, integrando, per i primi campi di scavo<br />
della galleria naturale, il contributo dei tradizionali VTR previsti<br />
per il pre-consolidamento al fronte.<br />
Nel caso specifico è stata prevista l’installazione al fronte di 54<br />
VTR tubolari del diametro di 60/40 mm (tiranti <strong>ATP</strong> T-<strong>SH200</strong>), della<br />
lunghezza di 18 m, con pre-tensione di 42 kN cadauno, per complessivi<br />
2.268 kN al fronte. La tecnologia dei VTR pretesabili è stata<br />
sviluppata solo di recente da <strong>ATP</strong> Srl e quella in oggetto risulta<br />
essere la prima applicazione.
Figura 5A<br />
Figura 5B<br />
Figura 5C<br />
Tiranti<br />
STRADE & AUTOSTRADE 1-2009<br />
Figura 5D<br />
Figura 5E<br />
Figura 5F<br />
113
La realizzazione dei tubi in vetroresina<br />
I tiranti in GFRP (Glass Fyber Reinforced Poltrusion) T-SH 200 vengono<br />
realizzati con la tecnologia della Pultrusione, nata per la produzione<br />
di profili a sezione costante costituiti da fili continui (le fibre di rinforzo),<br />
unicamente orientati nella direzione dell’asse, legati tra di loro mediante<br />
una resina poliestere termoindurente. La tecnologia consiste<br />
nel tirare le fibre di rinforzo attraverso un bagno di resina e quindi attraverso<br />
una sezione di formatura dove la sezione finale del profilato<br />
viene abbozzata e la resina in eccesso drenata; il semilavorato avanza<br />
quindi in modo continuo attraverso una filiera riscaldata dove avviene<br />
il processo di polimerizzazione, ottenendo il prodotto finito.<br />
Descrizione del tirante T-<strong>SH200</strong><br />
Il tirante T-<strong>SH200</strong> è costituito da un profilo cavo a sezione circolare<br />
Ф 60 mm con spessore 10 mm, realizzato in resina poliestere termoindurente<br />
rinforzata con fibre di vetro, ad aderenza esterna migliorata.<br />
La sua peculiarità è costituita da una “testa”, realizzata in acciaio mediante<br />
lavorazione meccanica, che consente di applicare e successivamente<br />
mantenere, attraverso opportuno dispositivo di tensionamento,<br />
un’azione assiale di trazione massima di 300 kN, limitata in fase progettuale<br />
a 200 kN. Il terminale consiste in una testata in acciaio con<br />
foro passante conico che si accoppia con cunei di bloccaggio, che esercitando<br />
opportuna compressione sul profilo consentono il trasferimento<br />
di carichi assiali per attrito.<br />
La testata di bloccaggio comprende:<br />
un set di cunei in acciaio;<br />
una boccola di contrasto;<br />
un tubo interno in acciaio del diametro di 38 mm e spessore di 10<br />
mm con funzione di antischiacciamento per il tubo in VTR;<br />
una piastra di ripartizione metallica 250x300x20 con tubo di sfiato.<br />
Il tirante T-<strong>SH200</strong> è corredato anche di (Figura 7):<br />
un sacco otturatore costituito da un geotessile della grammatura<br />
di 400 g/m 2 e di lunghezza utile di ≈ 50 cm;<br />
un tubo di sfiato del sacco otturatore (iniettato attraverso una valvola)<br />
in metallo del diametro di 16 mm e spessore di 1,2 mm;<br />
un tubo di sfiato del tratto in fondazione (iniettato attraverso delle<br />
valvole) in metallo del diametro di 16 mm e spessore di 1,2 mm;<br />
Figura 6 - La produzione del tirante T-<strong>SH200</strong><br />
114<br />
Tiranti<br />
STRADE & AUTOSTRADE 1-2009<br />
valvole a scomparsa per l’iniezione del sacco otturatore e del tratto<br />
in fondazione;<br />
valvole aperte per l’iniezione tratto libero;<br />
eventuale manicotto di collegamento tra due profili successivi, con<br />
una resistenza a trazione di 200 kN, nel caso di presenza di giunzioni;<br />
un tappo-ogiva di fondo con razze antisfilamento e una valvola di<br />
non ritorno per l’iniezione primaria di guaina.<br />
Caratteristica Valore Unità di misura<br />
Sezione resistente 1.500 mm 2<br />
Diametro esterno 60 mm<br />
Diametro interno 40 mm<br />
Spessore 10 mm<br />
Tabella 1 -<br />
Le caratteristiche<br />
geometriche<br />
del tirante<br />
Caratteristica Valore minimo Norma di riferimento<br />
Massa volumica 1,9 g/cm<br />
Tabella 2 - Le caratteristiche fisico-meccaniche del tirante<br />
3 UNI 7092<br />
Resistenza a trazione 600 MPa UNI EN61<br />
Resistenza a flessione 600 MPa ASTM D790<br />
Modulo elastico 35.000 MPa UNI EN61(ASTM D790 A FLEX)<br />
Resistenza allo scoppio 30 MPa<br />
I tiranti T-<strong>SH200</strong> trovano contrasto sulla parete di imbocco tramite piastre<br />
metalliche di adeguata rigidezza (250x300x20mm). La presenza<br />
di uno spessore di 20 cm di spritz beton, armato con doppio foglio di<br />
rete metallica elettrosaldata (del diametro di 8, maglia quadrata 20x20),<br />
e le contenute forze di trazione agenti, consentono di eliminare le travi<br />
di ripartizione, abitualmente utilizzate per i tiranti a trefoli.<br />
Le fasi realizzative<br />
Il T-<strong>SH200</strong> è realizzato secondo la seguente fasistica, nella quale sono<br />
evidenziati i tempi necessari, comprensivi degli approntamenti di<br />
cantiere:<br />
perforazione del diametro di 150 mm (15’);<br />
l’inserimento del tirante;<br />
l’iniezione del sacco otturatore con una boiacca<br />
cementizia con additivo accelerante (5’);<br />
la maturazione del sacco otturatore (sei ore);<br />
l’iniezione “di guaina” del tratto di fondazione<br />
(bulbo) (un’ora);<br />
il tempo di maturazione (due ore);<br />
l’iniezione selettiva attraverso le due valvole nel<br />
tratto di fondazione (30’ per valvola);<br />
la maturazione: due giorni;<br />
la tesatura (20’);<br />
le iniezione del tratto “libero” (15’).<br />
IdatiindicatisiriferisconoaunT-<strong>SH200</strong>dellalunghezza<br />
di 18,00 m.<br />
Il sistema di tesatura<br />
Nel classico sistema di tesatura utilizzato per i trefoli in<br />
acciaio armonico, sono quest’ultimi a essere afferrati<br />
in testa e sollecitati a trazione con l’utilizzo di un martinetto.<br />
Raggiunta la forza di tiro desiderata il tirante,<br />
una volta bloccato attraverso l’utilizzo di opportuni cunei<br />
di bloccaggio che si incastrano nella testata, viene<br />
rilasciato così da poter rimuovere il martinetto.
Tale sistema non può essere utilizzato sui tiranti in T-<strong>SH200</strong>. Infatti tali tiranti<br />
sono caratterizzati, a differenza di quelli in acciaio, da bassi valori<br />
della resistenza a compressione e del modulo elastico in direzione radiale.<br />
Ciò comporterebbe, al momento del rilascio, un rilevante scorrimento<br />
differenziale in senso assiale tra cunei di bloccaggio e tirante con<br />
conseguente riduzione significativa della tensione applicata sullo stesso.<br />
Per risolvere il problema indicato è stato ideato un sistema di tesatura<br />
che ha come aspetto principale quello di non agire direttamente sull’elemento<br />
in VTR bensì sul sistema di bloccaggio dell’elemento stesso: è<br />
il sistema di bolccaggio ad essere “tirato” dal martinetto (Figure 8A, 8B,<br />
8C e 8D). La procedura di tesatura prevede le seguenti fasi operative:<br />
1. si dispone la piastra di riscontro (Figura 8A);<br />
2. si inserisce il controcono forato che presenta una doppia filettatura:<br />
quella inferiore serve per predisporre, a operazione ultimata,<br />
l’apposita ghiera forata per il bloccaggio del tirante;<br />
quella superiore serve per legare l’asta cava filettata di tesatura.<br />
Tale asta è cava perché deve essere attraversata dal tirante<br />
in GFRP (Figura 8B);<br />
Tiranti<br />
STRADE & AUTOSTRADE 1-2009<br />
Figura 7 - Il tirante T-<strong>SH200</strong><br />
3. si blocca la barra con appositi conetti (Figura 8B);<br />
4. si avvita la ghiera di bloccaggio al controcono (non facendola entrare<br />
in contatto con la piastra di riscontro) (Figura 8C);<br />
5. si avvita l’asta cava filettata di tesatura al controcono (Figura 8D);<br />
6. si dispone il martinetto (un cilindro a canna forata) sull’apposito sistema<br />
di sostegno e si blocca il tutto con un dado di contrasto avvitato<br />
sull’asta cava filettata (il cilindro cavo utilizzato è attraversato<br />
dall’asta cava filettata). In definitiva il martinetto, che è montato<br />
su una piastra circolare sulla quale sono presenti due aste cilindriche<br />
diametralmente opposte, grazie a questo sistema da un lato<br />
contrasta contro la piastra di riscontro e dall’altro con il dado di contrasto<br />
(Figure 8E e 8F).<br />
La modellazione numerica<br />
Negli approcci tradizionali adottati nella progettazione degli imbocchi della<br />
gallerie naturali, la presenza dei VTR per il consolidamento del fronte<br />
è conteggiato, a livello di schematizzazione di calcolo, con l’introduzione<br />
di un incremento dell’intercetta di coesione. Tale approccio progettuale<br />
porta, in generale, a delle sottostime delle effettive spinte agenti sulle<br />
opere di sostegno, soprattutto quando le forze a cui sono soggette le opere<br />
derivano da cinematismi di instabilità profondi e gli elementi in VTR ricadono<br />
nella porzione di versante sovrastante la superficie di scivolamento<br />
considerata nella valutazione delle spinte agenti sull’opera.<br />
Figure 8A, 8B 8C, 8D, 8E e 8F - Le fasi della messa in tensione<br />
115
Nella progettazione dell’imbocco BO della galleria naturale Manganaccia,<br />
avvenuta attraverso un programma di interazione terreno-struttura<br />
agli elementi finiti, gli elementi T-<strong>SH200</strong> sono introdotti come elementi<br />
“Wire”, vale a dire sostanzialmente come delle molle di opportuna<br />
rigidezza in grado di sopportare carichi assiali di trazione.<br />
116<br />
Tiranti<br />
Figura 9A - L’intervento di soil nailing/clouage con elementi pretesati rende possibile l’esecuzione<br />
del fronte di scavo senza tiranti, che interferirebbero con la galleria da realizzare<br />
Figura 9B - La realizzazione degli allargamenti simmetrici della sede autostradale in<br />
corrispondenza di manufatti esistenti (spalle di viadotti, tombini scatolari, ponticelli) o dove<br />
necessario e l’adozione di diffuse catene con elementi in VTR pretesabili<br />
STRADE & AUTOSTRADE 1-2009<br />
Vantaggi e altre applicazioni<br />
I tiranti pretesabili trovano l’applicazione più interessante in interventi<br />
di soil nailing-chiodature applicati alla stabilizzazione dei fronti di<br />
scavo (Figura 9D); possono trovare, inoltre, impiego come tiranti di ancoraggio<br />
“isolati” nella realizzazione di opere di sostegno (Figura 9F)<br />
e come elementi di contrasto in opere interessate<br />
da fenomeni di sottospinta idraulica (Figura<br />
9C). Essi associano la possibilità della pretensione<br />
ai tradizionali vantaggi degli elementi<br />
in vetroresina, ovvero:<br />
la corrosione: gli elementi in VTR sono “inerti”<br />
in relazione a problematiche di corrosione;<br />
gli aspetti ambientali: se presenti nel fronte<br />
di scavo delle gallerie naturali, lo smarino<br />
non è considerato “rifiuto”;<br />
i terreni trattati a calce-cemento: l’impiego<br />
di tiranti in vetroresina offre la possibilità<br />
di realizzare interventi di soil nailing anche<br />
in terreni trattati a calce (pH > 10÷12),<br />
dove non è opportuno ricorrere all’adozio-<br />
ne di elementi metallici di rinforzo protetti<br />
tramite zincatura;<br />
l’isolamento elettrico: gli elementi in VTR<br />
garantiscono l’isolamento elettrico evitando<br />
così sistemi di messa a terra e le attività<br />
di manutenzione periodiche (correnti<br />
vaganti).<br />
I tiranti, nelle applicazioni che ne prevedono<br />
un’adozione diffusa (interventi di soil nailing e<br />
chiodature), possono evitare travi di ripartizione<br />
costituite da travi in c.a. o doppio profilato<br />
metallico, potendo trovare direttamente contrasto<br />
su un rivestimento in calcestruzzo proiettato,<br />
armato con doppio foglio di rete metallica<br />
elettrosaldata, mediante piastre metalliche<br />
di adeguata rigidezza (250x300x20mm). Per<br />
quanto riguarda le pareti di imbocco delle gallerie<br />
naturali, prevedere elementi strutturali resistenti<br />
a trazione distribuiti in maniera “capillare”<br />
sulla parete di imbocco (un elemento ogni<br />
2,0 m 2 ) consente di contrastare efficacemente<br />
le spinte delle terre, contenendo entro<br />
valori accettabili le sollecitazioni flettenti e taglianti<br />
sui pali delle paratie di imbocco. La scelta<br />
di applicare una forza di trazione al T-<strong>SH200</strong><br />
consente di limitare gli spostamenti della paratia<br />
di imbocco, e contenere i fenomeni di detensionamento<br />
del versante e, quindi, di decadimento<br />
della resistenza al taglio di terreni.<br />
Raggiunto il fondo scavo, e demoliti i pali di imbocco,<br />
i VTR pretesati costituiscono un’integrazione<br />
del consolidamento al fronte realizzato<br />
con tubi VTR “classici” del diametro di<br />
60/40 iniettati con miscele cementizie. I T-<br />
<strong>SH200</strong> possono essere strumentati con fibre<br />
ottiche direttamente inglobate nel profilato tubolare<br />
all’atto della produzione in stabilimento<br />
del profilato stesso.
Figura 9C - L’intervento di ancoraggio della struttura “a U” per il<br />
contrasto al sollevamento per effetto di sottospinte idrauliche<br />
Figura 9D - L’intervento di soil nailing/clouage con elementi pretesati per<br />
la stabilizzazione di fronti di scavo realizzati in rocce tenere (imbocchi<br />
diretti di gallerie naturali e/o trincee-pareti in rocce tenere)<br />
Figura 9E - Interventi di consolidamento radiale nello scavo di gallerie<br />
naturali<br />
Tiranti<br />
STRADE & AUTOSTRADE 1-2009<br />
Figura 9F - Un esempio di elementi di soil nailing/clouage con<br />
pretensione nell’ambito di lavori necessari per l’allargamento di sedi<br />
ferroviarie in esercizio e/o per l’esecuzione di lavori in adiacenza:<br />
riduzione degli spostamenti dell’opera di sostegno e riduzione<br />
dei fenomeni di “sghembo” dei binari; assenza di problematiche<br />
di corrosione per presenza di “correnti vaganti”<br />
Tale strumentazione consente di valutare, nelle varie fasi di scavo, la distribuzione<br />
delle azioni di trazione lungo l’asse dell’elemento, consentendo<br />
di determinare le leggi di trasferimento degli sforzi tangenziali unitari<br />
di aderenza che si sviluppano al contatto tra tirante e terreno.<br />
E’ possibile isolare i primi 4-5 m dei tiranti con elementi di viplatura<br />
in grado di creare un tratto “libero” in modo da trasferire l’azione della<br />
pretesatura in profondità.<br />
Alcuni esempi applicativi sono riportati nelle Figure 9D, 9E e 9F. <br />
* Responsabile dell’Ufficio di Geotecnica all’Aperto di<br />
Spea Ingegneria Europea<br />
** Responsabile del Polo di Geoingegneria di Spea<br />
Ingegneria Europea<br />
*** Direttore Lavori dei Lotti 9, 10, 11 e 13 della<br />
Variante di Valico di Spea Ingegneria Europea<br />
Ringraziamenti<br />
Si ringraziano, per le diverse specifiche competenze nelle fasi realizzative,<br />
il Dott. Giamundo e l’Ing. Maddaluno di <strong>ATP</strong>, il Sig. Leopardo<br />
della BEA Service, l’Ing. Talone e il Geom. Cacace della Toto SpA e i<br />
colleghi della Direzione Lavori Barberino di Mugello di Spea Ingegneria<br />
Europea SpA, precisamente l’Ing. Raiele, Direttore Operativo, e il<br />
Geom. Rossignoli, Ispettore di Cantiere.<br />
Un ringraziamento anche al Geom. Verdoliva per la realizzazione delle<br />
rappresentazioni grafiche.<br />
BIBLIOGRAFIA<br />
[1]. P. Bongio, T. Collotta et al. - “Un imbocco nel “caotico” - Il metodo Spea-PA-<br />
CO”, Rivista <strong>Autostrade</strong>, n° 4/2007.<br />
[2]. P. Lunardi et al. - “Galleria Borgo Rinzelli: studi per l’applicazione del sistema<br />
della protesi strutturale in terreni limoso-argilllosi”, “Gallerie e grandi opere<br />
sotterranee”, n° 71, Dicembre 2003.<br />
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