TORRE ISOZAKI: le caratteristiche dei calcestruzzi utilizzati nella costruzione

02/10/2013 6663

Basso calore d'idratazione e spinta ridotta al minimo per le nuove tipologie di calcestruzzi utilizzate nel nuovo quartiere milanese CityLife

L'articolo è tratto dalla Rivista "REALTA' MAPEI" 115/2012.


La nuova torre progettata dagli architetti Arata Isozaki e Andrea Maffei all'interno del quartiere CityLife, importante cantiere di riqualificazione urbana della città di Milano, si ispira al modello della endless column dello scultore Constantin Brancusi, rappresentando metaforicamente una costruzione che non conosce limiti nella sua aspirazione a raggiungere il cielo.

Complessivamente avrà un'altezza di poco superiore ai 200 m e una volta terminata diventerà uno tra gli edifici più alti d’Italia.
La torre è stata progettata per ospitare fino a 3.800 persone, su circa 53.000 m2. Verranno cantierizzati cinquanta orizzontamenti, di cui ben quarantasei a destinazione direzionale.
Attualmente il progetto della torre prevede una struttura in cemento armato ed elementi compositi acciaio-calcestruzzo con un’altezza di 223 m dal piano d’imposta delle fondazioni (e di 207,2 m dal piano stradale). Le fondazioni sono state progettate come platea palificata, dove i pali agiscono da elementi riduttori di cedimento. 




Il terreno

Il terreno del sito si colloca al centro di una pianura alluvionale sulla quale, per lo scioglimento degli strati ghiacciati situati nelle zone settentrionali, nel corso dell’attuale era geologica si è depositato uno spesso strato di detriti fluvioglaciali e sabbiosi che caratterizzano tutta la zona di Milano.
In particolare, il profilo superficiale del sito dove è in costruzione la torre evidenzia la tipica stratigrafia della zona di Milano (dall’alto verso il basso):

  • materiale granulare fine con spessori che vanno da 5 a 9 m
  • depositi fluviali (principalemente ciotoli sabbiosi e sabbia a matrice ghiaiosa), con tenore di limo scarso o assente, il cui spessore varia dai 37 ai 40 m
  • depositi glacio-fluviali comprendenti un'alternanza di strati di sabbie limose spessi circa 10 m e strati di limo sabbioso e argilloso con spessori da 1,5 a 4,5 m.

Prove
Per valutare l’interazione tra pali e terreno, sono state eseguite due prove di carico su pali-pilota a perdere del diametro di 1 m e lunghezza di 33 m, che sono stati caricati fino al raggiungimento del carico limite ultimo.
L’obiettivo era determinare la curva carico cedimento e stimare la resistenza laterale e la resistenza alla punta dei pali. L’interpretazione dei risultati ha confermato le assunzioni operate in sede di progettazione esecutiva e le principali ipotesi sul comportamento meccanico del complesso palo-terreno in risposta all’applicazione quasi-statica di un carico monotono.

La platea
La platea ha forma rettangolare con lati di 63,1 m e 27 m e uno spessore variabile di 2,5 m e 3,5 m; per la natura di fondazione mista, la platea poggia sia sul terreno sottostante sia sui 62 pali trivellati. Questi hanno una lunghezza di 33,2 m e un diametro di 1,2 m e 1,5 m e sono stati realizzati con calcestruzzo C32/40 XC1 S5.
La scelta della tipologia fondazionale è stata prevalentemente guidata dalle caratteristiche meccaniche dei terreni di fondazione e dall’entità dei carichi trasmessi in fondazione dalla torre, pari a circa 1430 MN (143.000 tonnellate) in combinazione di esercizio.
Si è ritenuto che una fondazione mista potesse offrire maggiori vantaggi rispetto a una fondazione di tipo tradizionale – diretta o indiretta – e, allo stesso tempo, rispettare i criteri di verifica di sicurezza e di esercizio previsti dalla normativa e dai requisiti prestazionali della torre.
La fase di progettazione ha portato ad una struttura che, rispetto a una precedente soluzione con fondazione diretta, ha permesso di ridurre le quantità di calcestruzzo per la platea di circa il 60% e dell’acciaio d’armatura di circa il 45%, oltre a garantire cedimenti stimati nell’ordine del 40% inferiori a quelli previsti per
la soluzione con fondazione superficiale. Dal punto di vista strutturale, le zone di maggior sollecitazione della platea, al di sotto dei nuclei di stabilità principale della torre, sono state armate all’intradosso con quattro strati di armatura per ciascuna direzione principale.
Nelle zone centrali della platea, dove le sollecitazioni di calcolo sono minori, l’armatura tipica all’intradosso è costituita da due strati d’armatura per ciascuna direzione principale.
Le dimensioni della fondazione e l’armatura prevista a progetto sono state determinate da sollecitazioni flessionali massime di circa 31 MNm (3.100 tonnellate-m) e di circa 42 MN di taglio (4.200 tonnellate) nella sezione maggiormente sollecitata.
L’armatura è poi stata verificata per accertare il rispetto di tutti i limiti di progetto per le tensioni massime e l’apertura delle fessure in condizione di esercizio, oltre che per i fenomeni di ritiro in condizioni di maturazione del calcestruzzo.

Verifiche
Le verifiche di sicurezza sarebbero agevolmente rispettate dalla sola platea. Tuttavia, per ricondurre le sollecitazioni strutturali e i cedimenti assoluti e differenziali della platea entro limiti accettabili, sono stati previsti i pali riduttori di cedimento. La lunghezza dei pali è stata definita con attenzione per contenere il più possibile l’entità dei cedimenti di consolidazione secondaria.

Casserature
Il getto della fondazione è avvenuto in due fasi successive: la prima con un’altezza di 2,5 m e la seconda per il rimanente metro di altezza.
All'interno di questi getti sono state preventivamente lasciate le maschere per la formazione delle fosse dei futuri ascensori.
Per poter realizzare il monoblocco in calcestruzzo sono stati utilizzati circa 550 m2 di pannelloni nervati da correnti metallici e sostenuti da puntelli ad alta portanza. Ogni singolo puntone è stato posizionato per contrastare la spinta del getto formatasi su un’area di appena 1,35 m2 (si pensi che ogni
metro di battente doveva contrastare una spinta di 30 kN/m2). Lungo tutto il bordo perimetrale, per poter permettere alle maestranze di lavorare agevolmente e completamente in sicurezza, sono state allestite passerelle di protezione laterale. Il volume richiesto era di circa 4150 m3 di calcestruzzo per la prima fase e di 1050 m3 per la seconda fase. 

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