Pali per fondamenta

pali cemento per fondazioni

La vastità dei problemi di fondazione risolvibili con pali, ci ha portato a studiare nuove metodologie di esecuzione sempre più affidabili, economiche e soprattutto di notevole rapidità di esecuzione.

E’ così che la Marini Ermenegildo è in grado di realizzare, avvalendosi di moderne e potenti macchine operatrici:

  • pali a piccolo diametro (micropali) con armature costituite da gabbie fino al diametro mm. 300;
  • pali di medio diametro mm. 400 – 500 – 600 – 800 nominali, eseguiti mediante sistema “Marflutt”;
  • pali a grande diametro 1000 – 1200 – 1500 -2000 eseguiti con tubo forma;
  • pali trivellati tradizionali, con o senza tubo di rivestimento realizzati con fanghi bentonitici o polimeri;
  • pali trivellati con tecnologia CFA fino al diametro 1200;
  • pali DHDS realizzati con doppia testa per paratie secanti;
  • pali FDP a spostamento laterale realizzati senza asporto di terreno;
  • pali soil mixing con miscelazione meccanica del terreno sia singoli che con tripla elica;
  • palo “rotoinfisso” realizzato senza asporto di terreno e senza vibrazione testato in siti inquinati per la non messa in comunicazione delle falde freatiche.

 

Pali Marflutt senza asporto di terreno


La tecnologia ideata dalla Marini spa, basata sulla vibro flottazione a mezzo di vibroinfissori VIBROPAL©, consente di eseguire pali di fondazione e/o di consolidamento senza asporto di terreno; vengono sensibilmente migliorate le caratteristiche geotecniche nell’intorno del palo conseguentemente allo spostamento laterale del terreno ed alla sua compattazione. L’opera viene eseguita in un regime di massima pulizia del cantiere con una velocità di esecuzione superiore alle altre tecnologie e con un lay-out di cantiere estremamente semplificato. Un basso impatto ambientale viene ottenuto senza aggravio di oneri e con sensibili economie nella gestione del cantiere. Le opere di fondazione vengono realizzate senza impiego di fanghi e polimeri, solitamente utilizzati nelle tecnologie tradizionali per il sostentamento della parete del foro: minori oneri per il conferimento a discarica dei materiali di scavo ed estrema pulizia all’interno del cantiere e nelle strade limitrofe.

Fondazione e Consolidamento

 

Nei diametri 300 e 400 mm con lunghezze variabili in funzione della stratigrafia vengono utilizzati quali fondazione per plinti e platee. La procedura di esecuzione consente di operare all’interno di scavi di plinti già praticati o da piano campagna con gestione del tratto “a vuoto”. Vengono armati con gabbia metallica e non necessitano, a differenza delle altre tipologie di palo, della scapitozzatura: il getto di calcestruzzo viene controllato ed interrotto alla quota desiderata. Il palo MARFLUTT può essere rapidamente realizzato in molteplici situazioni stratigrafiche quali terreni coesivi argillosi, limo-sabbiosi, e sabbiosi debolmente/mediamente addensati con Qc fino a 10 MPa; la presenza di falde è pressoché ininfluente poiché la parete del foro è costantemente protetta dalla camicia infissa nel terreno e successivamente dal calcestruzzo gettato e fortemente compattato dalla vibrazione in fase di estrazione della camicia. Il vibroinfissore VIBROPAL© consente di gestire la vibrazione entro un range di alte frequenze che garantiscono la compatibilità di lavorazione in prossimità di strutture od edifici esistenti; è pratica consolidata garantire la compatibilità della lavorazione attraverso l’installazione di centraline su tali edifici. Lo spostamento laterale del terreno e la vibrazione indotta allo stesso determinano un miglioramento delle caratteristiche meccaniche del terreno nell’intorno del palo: i pali MARFLUTT, gettati in calcestruzzo o ghiaia, vengono sovente utilizzati per il consolidamento del sito.

 

Pali con asporto di terreno


Mentre i pali MARFLUTT senza asporto di terreno possono essere eseguiti nei diametri 300 e 400 mm fino a ca. 30 metri per realizzare sia pali di fondazione che di consolidamento, i pali MARFLUTT con asporto di terreno consentono la realizzazione di soli pali di fondazione nei diametri 400, 500, 600, 800 mm raggiungendo profondità di ca. 20 – 25m. Le modalità esecutive del palo con asporto di terreno prevedono l’infissione a mezzo VIBROPAL di un tubo forma senza punta apribile alla sua estremità; il tubo forma normalmente è più lungo della lunghezza di progetto del palo. La caratterizzazione del materiale asportato coincide di fatto alla realizzazione di un sondaggio per cui valgono ancor di più le considerazioni già fatte per il palo senza asporto di terreno circa la verifica della stratigrafia con la possibilità di adeguamento delle lunghezze dei pali in corso d’opera. L’impiego del palo MARFLUTT con asporto di terreno consente l’esecuzione con la medesima tecnologia di scavi in contesti stratigrafici più complessi o con presenza di terreni coesivi tenaci o incoerenti da mediamente a molto addensati. Talvolta può risultare vantaggioso anche il palo MARFLUTT con asporto di terreno realizzato con diametri da 1000 a 2000 mm in contesti geotecnici particolari.

Pali rivestiti


La tecnologia DHDS (Double Head Drive System) trova applicazione nella realizzazione di qualunque tipo di interrato ed in molte berlinesi; il suo utilizzo diviene pressoché indispensabile qualora sussistano condizioni di precarietà di sostentamento del foro o stratigrafie complesse. I pali vengono realizzati senza l’impiego di fanghi o polimeri: il basso impatto ambientale della lavorazione con l’ambiente circostante rende meno oneroso il conferimento a discarica della risulta e rende la lavorazione adatta in contesti urbani ed in siti inquinati. E’ una lavorazione adatta a qualsiasi contesto geotecnico, dal limo della laguna veneta ai terreni alluvionali; l’escursione verticale dell’elica rispetto al rivestimento determina l’esatta configurazione in funzione della stratigrafia attraversata. Durante la fase di scavo l’integrità del terreno circostante è garantita dal rivestimento; durante la fase di risalita l’impossibilità di detensionamento del terreno è garantita dal gruppo rivestimento-elica: una protezione sia laterale sia all’eventuale sifonamento del materiale nel punto di scavo, una reale garanzia contro lesioni agli edifici limitrofi. La realizzazione del palo DHDS si attua nelle fasi di:

  • scavo, con rotazione del rivestimento e contro-rotazione dell’elica continua interna; simultaneamente la perforatrice spinge l’attrezzatura di scavo verso il fondo del foro mantenendo l’isteresi tra le coppie delle due teste e quella del pull-down. Sia il rivestimento che l’elica sono corredate di idonei taglienti scelti in funzione del terreno da attraversare.
  • durante lo scavo il computer di bordo monitorizza e registra i parametri relativi alla verticalità, alla profondità di scavo, alle velocità di esecuzione ed alle coppie di lavoro; il materiale scavato risale attraverso la rotazione dell’elica sino al cestello posto alla sommità, da cui il terreno viene scaricato a terra.
  • getto, al termine della rotazione il sistema di scavo viene progressivamente estratto e viene pompato il calcestruzzo all’interno dell’elica sino alla sua estremità. Il getto avviene quindi dal fondo del palo fino alla sua sommità a velocità di risalita controllata in funzione della saturazione volumetrica del foro; durante tale sessione il computer monitorizza e registra i parametri fondamentali dell’attività.

Inserimento armatura, nel getto fresco di calcestruzzo, opportunamente additivato, a caduta per peso proprio.

 

Trivellati


E’ la tipologia di pali gettati in opera più comune e più datata. Con l’avvento delle nuove tecnologie sostitutive e le problematiche legate alla gestione dei fanghi bentonitici questa lavorazione si colloca in una nicchia, comunque significativa, caratterizzata da notevoli diametri, 1200 mm ed oltre, da stratigrafie estremamente complesse (roccia inclusa) o da profondità notevoli. La sequenza esecutiva è estremamente semplice, lo scavo viene effettuato con asportazione di terreno a mezzo benne mordenti o con altro utensile dedicato, viene inserita dapprima l’armatura metallica, quindi un tubo getto sino sul fondo dello scavo ed attraverso la tramoggia posta nella parte superiore del tubo getto si inserisce il calcestruzzo estraendo progressivamente il tubo getto. In funzione del contesto geotecnico e della presenza o meno di falda si possono avere tre configurazioni principali:

  • foro autosostenente che prevede lo scavo a secco (poco diffuso e non sempre accettato);
  • presenza di falda che impone l’utilizzo di un lamierino di rivestimento, solitamente vibro infisso, quanto meno per una quota a parte della lunghezza del foro;
  • foro non autosostenente che impone o il rivestimento totale del foro o la gestione di fanghi bentonitici o polimerici.

In caso di intercettazione di trovante o strato roccioso, od altro strato consolidato, o per l’ammorsamento del palo stesso, vengono montati particolari utensili che lavorano come uno scalpello frangi roccia. E’ prassi comune proteggere la parte superiore del foro con un lamierino (avampozzo) per prevenire l’erosione delle pareti del foro causate dal ripetuto passaggio degli utensili di scavo. Variante del palo trivellato è il palo carotato contraddistinto dall’utilizzo di un carotiere quale utensile di scavo.

CFA


CFA o palo ad elica continua è un palo trivellato a secco, quindi senza l’onere della gestione dei fanghi bentonitici per il sostentamento delle pareti del foro. La tecnologia è basata sulla rotazione di un’elica continua con un utensile di scavo posto alla sommità inferiore e configurato in funzione del terreno da scavare. L’elica, saldata su di un tubo cavo al cui interno passa il calcestruzzo nella fase di getto, è accoppiata ad un mast che oltre ad assolvere a funzioni meccaniche ed a consentire la traslazione verticale della testa, consente di controllare la verticalità del foro. La procedura esecutiva è molto semplice così come la configurazione dell’attrezzatura in cantiere: la perforatrice provvede allo scavo combinando la torsione dell’elica con il pull-down; raggiunta la quota di fondo scavo viene gettato il calcestruzzo pompato solitamente da una pompa cingolata che riceve l’agglomerato da un’autobetoniera. La risalita è controllata dall’operatore che si avvale della strumentazione di bordo che oltre che a consentire il monitoraggio registra i dati significativi per un’eventuale stampa del report. Un escavatore a braccio rovescio dà servizio alla lavorazione spostando ed accompagnando il tubo getto ed allontanando la risulta da boccaforo. A getto ultimato viene calata l’armatura nel calcestruzzo fresco per caduta a peso proprio. I diametri gestibili da 400 a 1200 mm. (Più è piccolo il diametro maggiore sarà la deviazione della traiettoria dell’elica in fase di scavo) e le profondità sono correlate alla stratigrafia del sito; mediamente possono essere gestite lunghezze del palo sino ad una ventina di metri. Maggiori lunghezze possono essere realizzate con l’ausilio di una prolunga in testa all’elica chiamata “astone” che lavora passando attraverso un mandrino: tale accorgimento non sempre viene accettato poiché i primi metri di scavo, quelli interessati dall’astone, rimangono scoperti, ovvero non c’è una protezione laterale del foro con pericolo non solo di cedimento delle pareti, ma anche di contaminazione del calcestruzzo in fase di getto. Sono frequentemente utilizzati per la loro economicità, per la semplicità organizzativa, per la velocità di esecuzione; purtroppo non offrono garanzie in merito alla verticalità /linearità della traiettoria di scavo possono essere soggetti a taglio in presenza di falda.

FDP a spostamento laterale


Full Displacement Pile ovvero palo a spostamento laterale è la tecnologia per eseguire pali in calcestruzzo, eventualmente armati con gabbia metallica, realizzati mediante inserimento nel terreno, per rotazione e spinta, di un ogiva collegata ad un’asta; l’inserimento del sistema nel terreno è reso possibile grazie ad attrezzatura con elevate prestazioni quali momento torcente, forza di spinta e di estrazione del sistema asta-ogiva. L’ogiva durante la penetrazione perfora il terreno con il suo primo stadio, lo compatta successivamente con il corpo dislocante per poi stabilizzarlo. Nella fase di risalita il processo è analogo a meno della perforazione: il corpo dislocante, più piccolo rispetto a quello inferiore, ricompatta il terreno che viene poi ri-stabilizzato dallo stadio centrale dell’ogiva. Terminato l’inserimento dell’ogiva fino alla punta del palo si possono attuare due procedure distinte, la tecnica tradizionale o quella lost bit che si differiscono tra loro per il differente impiego degli utensili e per la diversa procedura di getto del calcestruzzo e posa dell’armatura. I pali di fondazione FDP sono particolarmente performanti in terreni limo sabbiosi da poco a mediamente addensati; da impiegare laddove ad un normale palo trivellato dovrebbero essere attribuiti diametri e lunghezze ben superiori. Diametro pali da 360 a 710 mm con lunghezze che in talune condizioni raggiungono i 60 metri. Il materiale scavato venendo compresso lateralmente sulle pareti del foro aumenta sensibilmente la tensione del terreno che, a palo fatto, si traduce in un incremento del coefficiente di spinta con conseguente maggiore resistenza laterale. La spinta conferita all’attrezzatura di scavo determina una compressione sulla punta del palo migliorando le caratteristiche del terreno in merito alla resistenza di base consentendo la progettazione con carichi di punta superiori. L’FDP viene eseguito con due tecniche distinte le cui peculiarità sono evidenziate nel quadro di raffronto.

Pali a Tecnica Tradizionale

 

Tecnica più performante in condizioni critiche di terreno, consente elevate produzioni giornaliere. Necessita di maggiore attenzione nella scelta del mix design del calcestruzzo e può presentare le problematiche del CFA nelle fasi di getto e nell’armo di pali profondi.

 

Pali con Tecnica Lost Bit

 

Tecnica adatta per l’esecuzione di pali profondi, armati anche parzialmente, e con armature più complesse. Il calcestruzzo non necessita di particolari caratteristiche di consistenza e lavorabilità compensando così il maggiore costo delle punte a perdere.

 

Rotoinfissi


La tecnologia del palo rotoinfisso, preserva e mantiene inalterata la situazione idrogeologica presente in sito, impedisce il collegamento idraulico tra le falde e mantiene la continuità dello strato argilloso impermeabile superiore con gli strati inferiori. E’ un palo del tipo gettato in opera, realizzato mediante l’inserimento fino a quota prevista da progetto di un tubo-forma della lunghezza del palo da eseguire munito nella parte terminale di una punta chiusa a perdere. L’infissione della camicia o (tubo-forma) avviene senza asportazione di terreno mediante un sistema combinato di rotazione e compressione, denominato rotoinfissione, che non crea vibrazioni e percussioni. La penetrazione nel terreno del tubo-forma senza asporto di materiale causa una compressione degli strati argillosi con conseguente aumento delle caratteristiche sia meccaniche che di permeabilità del terreno stesso che dopo l’estrazione della camicia per effetto del suo stesso rilassamento si adatterà perfettamente al calcestruzzo del palo, garantendo ed impedendo il collegamento tra le falde acquifere attraversate. Per garantire sia la impermeabilità che la perfetta aderenza calcestruzzo terreno verrà utilizzato un calcestruzzo con alta classe di consistenza del tipo “SCC” (Self Compacting concrete) o F6. Questo tipo di calcestruzzo oltre ad essere particolarmente adatto per l’esecuzione di pali di fondazione in ambiente fortemente aggressivo, grazie alle particolari caratteristiche di lavorabilità e auto costipazione garantisce un perfetto riempimento di piccole falle presenti nel sottosuolo oltre al completo riempimento del palo stesso e la perfetta aderenza con il terreno. Questa tecnologia viene solitamente impiegata in siti inquinati e laddove sussista la necessità di non mettere in comunicazione le falde.

 

Micropali


Fondazioni di “piccolo diametro”
Raggiungono un diametro massimo di 300 mm e notevoli profondità in relazione al terreno attraversato. I micropali sono costituiti essenzialmente da un’armatura metallica, (barre, tubolari o putrelle d’acciaio) annegata nella guaina che può essere di boiacca o malta cementizia; in particolari situazioni le armature tubolari sono valvolate in prossimità del bulbo e si provvede, oltre che alla costituzione della guaina con iniezione a bassa pressione, alla iniezione ripetuta selettiva delle valvole (IRS) attraverso un packer. Il campo di applicazione dei micropali è estremamente vasto, in termini di stratigrafie ed in relazione alla logistica di cantiere; ciò poiché le attrezzature impiegabili sono leggere, facilmente trasportabili e configurabili in funzione dei vincoli architettonici. Le principali procedure di scavo di un micropalo e quindi le configurazioni dell’attrezzatura sono:

  • a rotopercussione a mezzo di un martello battente azionato dall’aria del motocompressore collegato; il martello è posto all’estremità di una serie di aste modulari. L’aria compressa contribuisce alla perforazione e provvede al trasporto della risulta in superficie;
  • a rotazione con ausilio di acqua resa in pressione da una pompa esterna; lo scavo viene effettuato dalle punte (tricono, trilama ecc.) poste all’estremità della batteria di aste; l’acqua in pressione contribuisce allo scavo e provvede al trasporto in superficie della risulta.

Si ha circolazione interna dei fluidi quando gli stessi vengono convogliati tra il rivestimento provvisorio e la batteria delle aste; la circolazione è esterna quando i fluidi spinti attraverso le aste od il rivestimento provvisorio, risalgono a contatto con le pareti del foro. Una delle varianti più comuni è il micropalo trivellato realizzato con l’ausilio di eliche modulari; viene utilizzata in terreni dove il foro è prevalentemente asciutto ed autosostenente.

Soil Mixing


E’ una tecnologia di consolidamento dei terreni che consente la formazione di colonne o setti di dimensioni tra 40 e 80 cm con profondità fino a 25 metri attraverso la miscelazione meccanica del terreno e l’apporto di legante. Una o più aste parallele, dotate di pale o elementi rotanti su aste verticali, provvedono in fase di scavo alla mescolazione del terreno; in fase di risalita viene iniettato cemento secco, coadiuvato da un getto di aria compressa, che si mescola al terreno formando un impasto stabile di terreno trattato. Qualora sia ridotta la presenza di acqua nel terreno, per sopperire alla difficoltà della reazione di idratazione del cemento viene iniettata contestualmente acqua. Questa tecnologia risulta performante:

  • nella risoluzione delle problematiche di liquefazione del terreno;
  • nella realizzazione di sottofondazioni;
  • ella formazione di colonne e paratie continue in terreni “molli”.

 

Paratie secanti


La paratia di pali secanti è una serie di pali eseguiti ad un interasse minore del diametro; ne consegue una struttura dove ogni palo ha in comune con il suo adiacente una regione di intersezione. La serie è costituita da pali primari e pali secondari tra loro alternati; da tale classificazione deriva l’ordine di esecuzione il tipo di armatura e la parzializzazione in fase esecutiva. La qualità dell’opera è frutto della corretta applicazione dei criteri esecutivi fondamentali: posizionamento, interasse, verticalità. Al posizionamento ed all’interasse provvede il cordolo guida, strutturato in maniera tale da limitare la tolleranza a qualche millimetro per il posizionamento e di un ordine di grandezza inferiore per l’interasse; la garanzia di tale risultato è l’impiego di casseforme metalliche MARINI per la realizzazione del cordolo guida. La verticalità è controllata, sia in fase di posizionamento che di esecuzione, direttamente e costantemente dal computer on board della perforatrice DHDS che verifica e registra in real time la verticalità della perforazione con una tolleranza bi-assiale di 0,3°. La rigidità del gruppo elica-rivestimento, privo di connessioni intermedie, non consente la minima flessione o deviazione della manovra anche su profondità elevate.

Geometria Complesse a Contatto con gli Edifici

 

Ridotte vibrazioni generate durante la lavorazione ed assoluta protezione del terreno circostante consentono di ottimizzare gli spazi ponendo la paratia pressoché a contatto con gli edifici con l’adozione di qualsiasi geometria, anche la più complessa, utilizzando pali DHDS del diametro da 400 a 1000 mm.

Tenuta Idraulica della Paratia DHDS

La paratia secante DHDS è un insieme di pali perfettamente allineati e privi di sbulbature; ha un basso indice di permeabilità e la ritenuta idraulica è assicurata senza l’impiego di elementi aggiuntivi quali giunti, iniettabili o meno. E’ la lavorazione più adatta per parcheggi interrati, gallerie artificiali, berlinesi e cantieri in top-down, sia per la precisione dell’opera, che per il basso impatto ambientale in contesti urbani.

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