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Pali di grande diametro
Il Palo di fondazione prefabbricato di grande diametro è costituito da un tubo in cemento armato munito di fori laterali posti a distanza variabile, comunicanti tramite inserti metallici cavi con tubi in acciaio inseriti nel getto del palo, da utilizzare per l’iniezione a pressione di miscele cementizie onde ottenere la solidarizzazione del palo al terreno circostante. La presente invenzione riguarda la realizzazione di pali di grande diametro prefabbricati in cemento armato, da mettersi in opera adagiandoli per gravità, nei fori predisposti nel terreno da macchine perforatrici. La successiva solidarizzazione al terreno circostante avviene mediante iniezione ad alta e bassa pressione di malte cementizie, effettuate attraverso tubi in acciaio inseriti nel getto del palo, comunicanti tramite inserti metallici cavi, con la superficie laterale del palo, nei quali vengono inserite le valvole. Nel palo vengono inseriti due tipi di tubi in acciaio. I primi vengono utilizzati per le iniezioni di primo tempo, cioè per formare la cosiddetta “camicia”. Essi partono dalla testa del palo, raggiungono il fondo, e quindi comunicano con l’esterno del palo tramite un inserto metallico cavo nel quale è posizionata una valvola. Il numero di tali tubi per la realizzazione della camicia dipende dal diametro del palo ed è in ogni caso variabile. I secondi vengono utilizzati per le iniezioni di secondo tempo ad alta pressione. Anch'essi partono dalla testa del palo, e raggiungono il fondo, ma a differenza dei precedenti comunicano più volte con l’esterno del palo tramite inserti metallici cavi sui quali sono posizionate le valvole. Collegando, uno alla volta i tubi d’acciaio che fuoriescono dalla testa del palo con la pompa di mandata della miscela cementizia, si mettono in funzione contemporaneamente tutte le valvole che si trovano lungo il tubo. Il numero di tali tubi è variabile e dipende dalle scelte del progettista. Le tecniche che si adottano attualmente per la realizzazione di pali di grande diametro consistono essenzialmente nell'introdurre nel foro realizzato nel terreno una gabbia in acciaio e quindi riempire il foro con calcestruzzo. Ciò comporta la costruzione della gabbia metallica, il trasporto, la sua messa in opera nel foro realizzato nel terreno. Inoltre il confezionamento del calcestruzzo, il trasporto con autobetoniere ed il successivo getto. Tutte operazioni abbastanza semplici, ma che nell'ambito di un cantiere necessitano di un’accurata organizzazione con relativi costi.
VANTAGGI
• Riduzione drastica dei tempi di esecuzione
• Riduzione del costo
•Facilità di accertamento della perfetta realizzazione dell’opera
•Notevole aumento della capacità portante, dovuto alla presenza delle iniezioni laterali e al minore peso del palo.
•Soluzione al problema dell’attrito negativo, grazie alla possibilità di ammorsare il palo tramite le iniezioni secondarie solo nei terreni di elevate caratteristiche meccaniche.
•Migliore qualità del calcestruzzo del palo
•Maggiore protezione delle armature metalliche
•Impossibilità di manomissioni
DESCRIZIONE
Nella costruzione dei pali di fondazione si lamentano spesso difetti esecutivi nella posa in opera. Tra questi quelli che ricorrono più soventemente sono: vuoti alla base e lungo il fusto del palo, inclusioni di materiali estranei e vespai. I motivi più frequenti sono gli effetti arco, dovuti a incrostazioni all'interno del tubo di rivestimento e a difficoltà di penetrazione del calcestruzzo nell'intercapedine tra tubo di rivestimento e armature metalliche ed attraverso gli interferire, e l’inadeguata protezione del getto di calcestruzzo nei confronti del terreno circostante. Ancora più gravi sono le inclusioni di materiali estranei, che possono aversi per effetto di collasso della parete del foro durante le operazioni di scavo senza rivestimento e anche per fori rivestiti durante il getto e, soprattutto, nel corso dell’estrazione del tubo di rivestimento. Per quanto attiene ai pali eseguiti in presenza di fango bentonitico, i difetti più comuni riguardano la degradazione del calcestruzzo del fusto per dilavamento del cemento, per segregazione dei componenti, per contaminazione e rimescolamento con i fanghi e i materiali in sospensione (soprattutto durante interruzioni prolungate dei getti). La gran parte di questi difetti non viene rilevata, o almeno non viene denunciata al committente, con la conseguenza che la mancanza di continuità del getto del calcestruzzo crea le premesse per una rapida corrosione dell’armatura metallica compromettendo gravemente la funzionalità globale della palificata. La capacità dei pali di fondazione di fondazione dipende da due fattori: la resistenza alla punta e la resistenza laterale. La resistenza alla punta è proporzionale alle dimensioni della sezione del palo nel suo estremo incastrato nel terreno, ed ha una forte limitazione a causa della sua mobilitazione solo a partire da cedimenti proporzionali al diametro del palo. La resistenza laterale è proporzionale all'area laterale del palo. La capacità portante inoltre è influenzata negativamente dal peso proprio del palo. La nuova tecnologia risolve in maniera drastica tutti i difetti dei pali tradizionali, inoltre migliora i tempi di esecuzione e abbassa i costi. La perfetta esecuzione del Palo di grande diametro prefabbricato è assicurata dalla prefabbricazione. Tramite semplice controllo visivo è possibile verificare la regolarità del palo anche poco prima della messa in opera. Il Palo di grande diametro prefabbricato nasce dalla solidarizzazione di due parti: il cilindro prefabbricato in cemento armato centrifugato ed il successivo getto di intasamento a pressione, con malta cementizia ad alta resistenza, opportunamente additivata in relazione alle caratteristiche del sottosuolo (iniezioni di primo tempo). Questa operazione consente un’efficace bonifica della base di appoggio del Palo di grande diametro prefabbricato, consolidando le zone che hanno subito allentamento tensionale per effetto del disturbo connesso alle operazioni di perforazione, con la creazione di un’espansione bulbare solidale alla punta dell’elemento rigido prefabbricato, e permette una più efficace permeazione del terreno e un migliore radicamento del palo alla formazione in cui viene installato. Con questa operazione è possibile ottenere una capacità portante pari o superiore a quella che si può ottenere per i pali tradizionali. Infine, le iniezioni di secondo tempo, eseguite ad alta pressione, determinano elevate coazioni tra la superficie laterale del Palo di grande diametro prefabbricato ed il terreno circostante, dando luogo ad elevati valori di resistenza laterale irraggiungibili con i metodi tradizionali. Il sistema di iniezioni è configurato in modo tale da permettere una rapida esecuzione in ogni tipo di terreno, mantenendo un controllo ottimale sulla loro esecuzione. I tubi per le iniezioni, inoltre, possono essere costituiti di materiale idoneo ad aumentare la resistenza strutturale del palo, con conseguente economia di armatura.
I materiali impiegati nella realizzazione Palo di grande diametro prefabbricato sono:
• calcestruzzo cementizio della classe secondo calcoli statici;
• armatura metallica longitudinale costituita da tondini in acciaio ad aderenza migliorata tipo Fe B44k disposta lungo una circonferenza coassiale al palo, corredata da distanziatori dalla superficie esterna in plastica; da staffe disposte a spirale e da distanziatori interni costituiti da anelli di acciaio a cui le barre longitudinali sono connesse mediante saldatura;
• valvole di iniezione in acciaio o altro materiale
• tubi in acciaio o altro materiale, muniti di inserti metallici cavi, posti a distanze variabili, che collegano i tubi in acciaio stessi ai fori praticati sulla superficie laterale del Palo di grande diametro prefabbricato, e nei quali vengono inserite le valvole di iniezione della malta cementizia.
Il ciclo di prefabbricazione del Palo di grande diametro prefabbricato è articolato nel modo che segue:
• Vengono disposte le gabbie metalliche connettendo attraverso saldatura le armature longitudinali, gli anelli distanziatori, la spirale staffante, i tubi in acciaio.
• Le casseforme vengono aperte e ispezionate per accertare l’esistenza di incrostazioni provenienti da lavorazioni precedenti.
• Le gabbie metalliche dei pali vengono introdotte all'interno delle casseforme;
• Si introduce nella cassaforma il conglomerato cementizio a bassissimo tenore di acqua, additivato con fluidificante, volumetrica mente predosato in relazione alle dimensioni finali del prefabbricato da realizzare;
• La cassaforma viene chiusa e serrata mediante un sistema di bullonatura; indi viene collocata in una centrifuga azionata da un motore a corrente continua e regolata elettronicamente in automatico;
• Nella centrifuga computerizzata il palo viene centrifugato con una procedura che prevede una fase di accelerazione che porta la velocità angolare da 0 a 600 giri/minuto in 30 secondi, una fase di regime in cui la velocità massima viene mantenuta costante per 3 minuti, una fase di decelerazione in cui la velocità viene portata da 600 giri/minuto fino allo stato di fermo.
• Il palo contenuto della cassaforma viene sottoposto ad una fase di prestagionatura con emissione di vapore della durata di 2,5 ore.
• Al termine, la cassaforma viene aperta e il palo estratto. Dopo essere stato munito di un tappo di fondo in cemento armato, viene trasportato allo stoccaggio. La cassaforma viene pulita per il suo reimpiego.
Il Palo di grande diametro prefabbricato è installato con la procedura di seguito esposta.
• Si esegue il foro di alloggiamento del Palo di grande diametro prefabbricato con l’apposita macchina perforatrice, raggiungendo la profondità di progetto; la perforazione può essere eseguita con qualsiasi sistema.
• Il palo prefabbricato viene sollevato all'estremità superiore e viene introdotto nel foro. Si procede a collegare la pompa di mandata della miscela cementizia ai tubi (uno alla volta) preposti alle iniezioni di primo tempo per la formazione della camicia e del bulbo alla base. Quando la miscela cementizia fuoriesce dalla sommità del foro significa che la camicia si è formata. Dopo 12 – 24 ore si procede ad effettuare le iniezione di secondo tempo per creare le sbulbature laterali.