Autostrada A14: MasterRoc MP 355 MR0, preconsolidamento e presostegno in terreni limoso-sabbiosi

Autostrada A14: Resina poliuretanica bicomponente rallentata MasterRoc MP 355 MR0 per il preconsolidamento e il presostegno del cavo in terreni limoso-sabbiosi.

Il progetto
Nell’ambito dei lavori di ampliamento della sede stradale esistente, a 3 corsie previste, in corrispondenza della galleria naturale Novilara, situata lungo il tracciato dell’autostrada A14 Bologna – Bari - Taranto, nel tratto Cattolica – Fano, si è reso necessario studiare un consolidamento in avanzamento previsto per lo scavo dei tratti di galleria naturale all’interno dei terreni di caratteristiche geotecniche più scadenti (depositi sabbioso-limosi e detrito di versante).

Galleria Novilara oggetto del consolidamento in avanzamento

La sfida
La tratta in esame è caratterizzata da basse coperture e dalla presenza di terreni incoerenti o poco coerenti. In tali condizioni è stato previsto per lo scavo delle gallerie un sistematico consolidamento del terreno al contorno e sul fronte con l’intento di agevolare la fase di scavo in sicurezza e minimizzare il campo deformativo in superficie. In particolare, l’intervento al contorno prevedeva:
• un preconsolidamento con elementi in vtr di lunghezza pari a 18m, con 2 valvole/m e sovrapposizione pari a 12m, iniettati con miscele cementizie convenzionali
• un presostegno con infilaggi metallici di lunghezza pari a 15m e sovrapposizione di 9m, iniettati con miscele cementizie convenzionali

Venuta d’acqua dal fondo dello scavo del pozzo

Il consolidamento del fronte, invece, è stato previsto mediante l’installazione di elementi resistenti in vetroresina, semplicemente cementati, salvo una sovrapposizione valvolata prevista come eventuale in presenza d’acqua.
I consolidamenti dovevano garantire il raggiungimento dei seguenti parametri geotecnici, come da progetto esecutivo:

Coesione c                      Modulo elastico E
[kPa]                                         [MPa]
125                                            150

Durante la fase di iniezione si è riscontrata una scarsa iniettabilità dei terreni limoso-sabbiosi dovuta ad una significativa percentuale di limo e al basso tasso di confinamento, questo ha portato ad una disomogeneità dell’intervento vista in seguito ad un campo prova e ad osservazioni sul campo. Infatti, nonostante gli assorbimenti registrati in corrispondenza di ciascuna valvola, l’osservazione visiva ha evidenziato numerosi tratti privi di miscela all’esterno dell’iniezione di guaina e una distribuzione disomogenea e aleatoria dei trattamenti di iniezione.
Si è riscontrata, poi, anche una perdita di efficienza del presostegno con infilaggi metallici cementati, e un aumento dei rischi di instabilità localizzata (effetto clessidra) in un contesto di basse coperture e basse tolleranze deformative.
Inoltre, l’effetto di miglioramento delle proprietà del terreno a seguito dei trattamenti è risultato ampiamente inferiore ai valori attesi in progetto. Da ciò ne consegue che, per raggiungere i valori di coesione e modulo elastico E da progetto, sarebbe stato necessario aumentare i volumi di iniezione e quindi il numero di passate.
Ovviamente, le tempistiche di realizzazione delle iniezioni per i maggiori volumi di miscela da iniettare, per raggiungere il miglioramento atteso, avrebbero inevitabilmente subito un aumento consistente, e si sarebbe così calcolato un fisiologico allungamento dei tempi di iniezione, per singolo campo di consolidamento, fino a 25 giorni/campo. Questo avrebbe potuto inficiare il regolare svolgimento dell’avanzamento e quindi si è optato per una soluzione alternativa del preconsolidamento al contorno, attraverso l’impiego di una resina strutturale relativamente rapid, quale la resina poliuretanica bicomponente MasterRoc MP 355 MR0, a reazione rallentata.

Resina poliuretanica bicomponente, a reazione rallentata, MasterRoc MP 355 MR0 in espansione libera

Quindi, diventava necessario:
• un umento di prestazionalità dell’intervento di iniezione del presostegno
• la creazione di un arco chiuso di presostegno, con effetto ponte atto a garantire la stabilità in calotta in un contesto di coperture ridotte e materiale scadente
• un miglioramento dell’aderenza tra elementi di preconsolidamento e terreno
• il rispetto dei tempi di esecuzione dell’opera
 

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