Consolidamento del terreno per il miglioramento sismico di un edificio scolastico

03/07/2019 2215

Come è noto l’Italia è quasi integralmente classificata zona sismica dunque soggetta a fenomeni tellurici che possono creare danni anche importanti alle costruzioni. Alcune zone, più di altre, si trovano in aree con pericolosità sismica elevata. GEOSEC ha brevettato una soluzione per il miglioramento sismico. Diversi interventi sono già stati eseguiti con successo per la sicurezza e la stabilità della costruzione.

L'intervento di consolidamento in un fabbricato scolastico

scuola materna ed elementare del Comune di Ortonovo (SP)La scuola materna ed elementare del Comune di Ortonovo (SP), è situata sulla piana alluvionale del fiume Magra a circa 1 km dalla costa del mare. È stata edificata con prevalente struttura in cemento armato e fondata su travi rovesce superficiali e plinti collegati da cordoli dedicati. L’edificio è stato sottoposto negli ultimi anni ad un attento monitoraggio finalizzato al rilievo di evidenze fessurative e deformative a comprova di possibili alterazioni degli equilibri strutturali dell’opera.

Nel 2011 sono comparse nuove fessure sulle murature perimetrali sia della sezione materna che di quella elementare: dopo opportuni monitoraggi non sono state definite preoccupanti. Nel 2013, però, a seguito di nuovi accertamenti tecnici eseguiti dalla proprietà si è rilevato il deterioramento del copri ferro di armatura delle strutture in c.a., tale da sollecitare nel suo complesso un intervento di consolidamento.

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Obiettivo: il miglioramento delle caratteristiche del terreno

Scopo dell’intervento GEOSEC® è stato quello di migliorare le caratteristiche meccaniche dei terreni di fondazione dell’edificio, in quanto dall’analisi dei carichi sulla fondazione sono risultate tensioni superiori a quelle ammissibili del terreno.

Il cantiere è stato dunque suddiviso in tre zone secondo i seguenti obiettivi:

 

  • Zona verde, non oggetto di intervento;
  • Zona rosa, avente come obiettivo il raggiungimento di valori di pressione ammissibile sullo strato uguali o superiori a 1,0 daN/cm2 sino ad una profondità di circa 3,5 m dal p.c.;
  • Zona rossa, avente come obiettivo il raggiungimento di valori di pressione ammissibile sullo strato uguali o superiori a 1,8 daN/cm2 sino ad una profondità di circa 4,0 m dal p.c.

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Le fasi dell'intervento

Data l’elevata estensione dell’opera si è reso necessario suddividere ulteriormente l’area di cantiere in 5 comparti operativi. L’impianto diagnostico ha previsto altrettante stazioni di tomografia della resistività 3D e 6 siti di indagini penetrometriche da realizzarsi prima, durante e post intervento.
Le 5 stazioni tomografiche pre-intervento hanno permesso di evidenziare la presenza di volumi di terreno con valori resistivi tipici dei suoli limoso-argillosi ad elevato contenuto d’acqua. Le 6 sessioni di indagini penetrometiche pre-intervento hanno invece permesso di verificare i valori di pressione ammissibile sullo strato di partenza e quindi di tarare l’intervento in funzione degli obiettivi. Tali prove hanno evidenziato coerentemente con l’ERT3D un contesto litologico uniforme su tutta l’impronta dell’edificio scolastico, con valori di pressione ammissibile sullo strato mediamente compresi tra 0,5 e 0,6 daN/cm2 fino a 2,5 m dal p.c. e tra 0,8 e 1 daN/cm2 nello strato compreso tra 2,6 e 4 m dal p.c.

Si è quindi proceduto a progettare i fori d’iniezione prevedendo 4 livelli d’iniezione di resina espandente nella zona rossa e 3 livelli d’iniezione di resina espandente nella zona rosa, prevedendo di aumentare i quantitativi di resina negli strati più superficiali meccanicamente meno performanti sempre in base alle risultanze di cantiere ottenute dalle diagnostiche strumentali.

Le iniezioni sono state infatti condotte sotto il continuo monitoraggio ERT 4D f(x,y,z,t) integrate da ulteriori 2 sessioni di prove penetrometriche DPM30 intermedie al fine di verificare gli incrementi di pressione ammissibile sullo strato dopo aver eseguito le iniezioni sui livelli più superficiali.

Gli incrementi di resistività dei terreni evidenziati dalle indagini tomografiche post-intervento hanno confermato una diminuzione delle anomalie conduttive presenti nel pre-intervento e quindi una riduzione del contenuto d’acqua nel terreno trattato.

I valori di pressione ammissibile sullo strato nelle prove post-intervento hanno superato ampiamente gli obiettivi richiesti. Nello specifico, la prova DPM1 post-intervento riportata ed eseguita in zona rossa (obiettivo 1,8 daN/cm2) ha raggiunto valori medi di pressione ammissibile sullo strato compresi tra 1,9 e 2,5 daN/cm2 con incrementi pari a 5-6 volte i valori di partenza. Tali risultati si sono registrati anche per le altre prove penetrometriche comparative post-intervento, con incrementi più contenuti nelle zone rosa a tre livelli di iniezione, ma raggiungendo comunque valori di pressione ammissibile sullo strato ovunque superiori a 1 daN/cm2.

Con l’approccio GEOSEC è stato possibile estendere in modo uniforme gli effetti delle iniezioni fino a -4 m dal p.c. per la zona rossa e fino a -3,5 m dal p.c. per la zona rosa.

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