Il metodo URETEK Deep Injections® per il consolidamento e l’aumento della capacità portante del terreno di fondazione mediante iniezioni di resine espandenti è stato sviluppato e brevettato da URETEK. Il materiale d’iniezione URETEK Geoplus® viene impiegato con successo da anni in numerosi Paesi europei. L’Austrian Institute of Technology GmbH è stata incaricata da URETEK Injektionstechnik GmbH di Vienna di effettuare un confronto tecnico tra la documentazione esistente e i risultati di uno studio sul campo.
Nel 2009/2010 sono state effettuate prove di iniezione su larga scala con resine d’iniezione URETEK presso l’area dell’Austrian Institute of Technology GmbH, in breve AIT. L’obiettivo delle prove era dimostrare l’efficacia dei materiali d’iniezione URETEK mediante metodi di indagine geotecnica convenzionali. Il programma di indagine comprendeva sondaggi con il penetrometro dinamico leggero DPL, misurazioni della densità e del contenuto d’acqua mediante sonda isotopica, la determinazione del modulo di deformazione dinamico mediante piastra di carico dinamica e l’esecuzione di prove di carico con piastra di carico circolare (DN 600 mm).
Allestimento e svolgimento delle prove
Le indagini sono state effettuate su tre diversi terreni naturali, sia senza iniezione (terreno di riferimento) sia con iniezione. Il confronto tra i risultati ottenuti con e senza iniezione consente di evidenziare l’efficacia e l’effetto di miglioramento delle caratteristiche del terreno ottenuto mediante il materiale d’iniezione.
Tutte le prove sono state eseguite in condizioni chiaramente definite e riproducibili (densità di posa, contenuto d’acqua, grado di compattazione), garantendo così la comparabilità dei risultati. Come materiali naturali sono stati utilizzati un terreno non coesivo e granulare (ghiaia di Leitha) e due terreni coesivi (argilla di Tegel e loess). Le prove di iniezione sono state eseguite in tre contenitori cilindrici in calcestruzzo (anelli da pozzo), riempiti con terreno naturale.
In ciascun contenitore è stato inserito un volume di materiale di circa 2,40 m³; i singoli terreni sono stati messi in opera per ogni prova di iniezione e per ogni prova di riferimento in condizioni pressoché identiche (densità di posa e contenuto d’acqua). Nell’ambito delle prove di carico, su ciascun contenitore è stato predisposto alternativamente un sistema di contrasto al carico costituito da due travi in acciaio, imbullonate tra loro mediante barre d’acciaio. Il carico sul terreno messo in opera è stato applicato mediante una piastra di carico del diametro di 60 cm, con relativo cilindro idraulico e pompa manuale. I cedimenti della piastra sotto carico sono stati rilevati mediante quattro comparatori centesimali.
Vantaggi
- Condizioni al contorno chiaramente definite
- Terreno omogeneo con parametri chiaramente rilevabili (densità di posa, contenuto d’acqua)
- Possibilità di esaminare l’intera area sottoposta a iniezione
- Possibilità di analizzare parallelamente diversi tipi di terreno in un’unica sede (tre contenitori affiancati con diversi tipi di terreno)
Obiettivo delle prove
- Determinazione dei principali parametri geotecnici dei terreni minerali sottoposti a iniezione mediante metodi di indagine convenzionali
- Metodi di indagine (sondaggi, determinazione della densità)
- Analisi del comportamento nel tempo dei cedimenti in presenza di diversi carichi
- Confronto del comportamento deformativo dei terreni sottoposti e non sottoposti a iniezione in condizioni al contorno definite e con lo stesso andamento del carico
- Determinazione e confronto del modulo di deformazione (Ev) dei terreni sottoposti e non sottoposti a iniezione
Risultati
Dai risultati delle prove di carico emerge chiaramente un effetto positivo della resina d’iniezione Geoplus®, espansa e indurita, sul comportamento deformativo e sulla capacità portante dei tipi di terreno esaminati.
Terreno non coesivo
Nel terreno non coesivo e granulare esaminato (ghiaia di Leitha), l’iniezione ha consentito di ridurre significativamente i cedimenti dovuti al carico di fondazione simulato. La curva carico-cedimento presenta una pendenza nettamente inferiore. Il ciclo di scarico mostra un andamento pressoché orizzontale, indicando quindi la presenza di deformazioni plastiche. Non si verifica pertanto una compressione e un rilassamento elastico della resina espansa. L’area sottoposta a iniezione, una volta messa a nudo, mostra un completo riempimento dei vuoti con il materiale d’iniezione, con conseguente formazione di una struttura del terreno di tipo conglomerato. La diffusione della resina è risultata molto estesa e uniforme.
Terreno coesivo
Nei terreni coesivi esaminati (argilla di Tegel, loess), l’iniezione ha consentito anch’essa di ridurre in modo molto significativo i cedimenti dovuti al carico applicato durante le prove. Inoltre, la capacità portante risulta notevolmente migliorata. Ciò è particolarmente evidente osservando le curve carico-cedimento dell’argilla di Tegel. L’argilla di Tegel non sottoposta a iniezione raggiunge la sua capacità portante limite già a circa 200 kN/m², mentre il terreno iniettato con Geoplus® può essere caricato fino al valore massimo di 400 kN/m². Nello strato di argilla di Tegel, la resina ha formato una rete di sottili lamelle. Questa struttura lamellare determina, da un lato, una compattazione locale del terreno nelle immediate vicinanze delle lamelle e, dall’altro, un’armatura del terreno dovuta alla struttura lamellare.
Terreno loessico
Il terreno loessico esaminato rappresentava un caso particolare a causa della sua struttura molto sciolta. Nel terreno non sottoposto a iniezione, la capacità portante limite viene raggiunta già ai primi livelli di carico. Con l’iniezione è invece possibile applicare un carico fino a 100 kN/m² con cedimenti ancora accettabili, il che significa un netto aumento della capacità portante accompagnato da una forte riduzione dei cedimenti.
