Scavi profondi in ambiente urbano confinato realizzati con l'ausilio di paratie in micropali

L’uso delle paratie in micropali, le cosiddette “berlinesi”, sta evolvendo per merito di nuovi materiali e macchinari, consentendo così la realizzazione di scavi profondi anche in ambienti urbani ristretti o a contatto con strutture edilizie o infrastrutture, di grande interesse e valore economico.

Opere temporanee o definitive

Le paratie dette “berlinesi” possono essere a carattere “definitivo”, quando con il solo rivestimento interno diventano un’opera di sostegno permanente, ma anche provvisionali, utili solo per lo scavo, nel caso che il contrasto definitivo alle spinte del terreno sia poi affidato al completamento delle strutture ipogee.

Allo stesso modo i tiranti che vengono posti in opera, per stabilizzare le paratie, potranno essere “definitivi” se realizzati in un suolo di cui la proprietà non ne chiede la successiva rimozione, o provvisionali se non possono permanere per la durata della vita della struttura poiché ubicate in un sottosuolo pubblico o di una privata proprietà che non intende cederne i diritti.

Equilibrio variabile

La progettazione delle paratie consiste quindi nel bilanciare in un modo adeguato la spinta del terreno e il suo stato di deformazione attraverso diversi fattori quali: l’inerzia della paratia, la sua lunghezza di infissione nel substrato oltre il piano di scavo, tipologia e tensione nei tiranti o puntoni.

L’applicazione combinata di queste forze consente di realizzare in divenire una struttura che soddisfa le nostre esigenze nella particolare situazione in cui si applica.

La struttura di sostegno di cui parliamo presenta alcune caratteristiche costruttive che la rendono perfetta per questi tipi di operazioni:

1. Può essere realizzata prima dello scavo;
2. Può essere sostenuta limitandone il cedimento laterale durante le operazioni di scavo in step successivi man mano che si scende di quota;
3. Opportunamente dimensionata può arrestare il cedimento del piano fondale di edifici o infrastrutture adiacenti, impedendo quindi lesioni che comprometterebbero il proseguo dei lavori.

Composizioni della struttura

Le parti componenti della paratia sono generalmente le seguenti:

• Una serie di micropali che dal piano di campagna scendono nel substrato più resistente posto sotto il piano dello scavo definitivo, la distanza tra i pali è uno degli elementi progettuali e varia con il diametro del palo in funzione della spinta attiva che la paratia riceve dal terreno nelle varie fasi di scavo;
• Un cordolo testa-palo in c.a. solito piuttosto robusto e ben armato con il compito di rendere solidali tutti i pali tra di loro, spesso il cordolo è sede del primo ordine di tiranti precompressi necessari a stabilizzare il manufatto e rendere quindi la paratia solidale;
• Ordini successivi di sistemi attivi, adatti ad esercitare sulla paratia una spinta positiva, tale forza viene ripartita tra i pali attraverso orizzontamenti di travi in acciaio accoppiate, la forza orizzontale può essere esercitata attraverso diversi sistemi: 

1. Classici tiranti perforati in trefoli di acciaio ad ancoraggio distribuito iniettati con malta cementizia e successivamente post-tesi;
2. Tiranti composti da barre Dywidag che vanno ad inserirsi nella zona del substrato o chiodi di varia lunghezza se il substrato è roccioso e si trova immediatamente a tergo dei pali.
3. Puntoni da ubicarsi nello scavo nel caso, ove per ver varie ragioni, non possano essere realizzati i tiranti.

IMMAGINE 1: Parti componenti la paratia “berlinese”: 1. Micropali; 2. Cordolo testa-palo, 3. 1° ordine di tiranti; 4. 2° ordine di tiranti; 5. Seconda fase di scavo; 6. Infissione oltre il piano di scavo; 7. Lunghezza tirante aderente; 8. Guaina bentonitica; 9. Getto di controparete; 10. Platea di fondazione. 

Interferenze con le falde acquifere

Spesso questo tipo di scavi fa si che si intercettino orizzonti acquiferi, oppure semplici vene d’acqua o perdite del sistema idrico/fognario nei dintorni del nostro sito; occorre quindi realizzare contro pareti in grado sopportare le spinte idrauliche e mantenere all’esterno degli edifici i liquidi.

Generalmente viene realizzata una nuova parete in c.a. previa posa di manto impermeabile di tipo bentonitico, da confinare tra getto e pali oppure, una controparte di maggior spessore in calcestruzzo additivato con sostanze impermeabili e che stanno riscontrando grande affidabilità.

Esempi di scavi in ambienti urbani confinati

A questo punto vorrei mostrare alcune realizzazioni eseguite con successo, ognuna delle quali aveva importanti problematiche ed ha richiesto una soluzione originale.

Edificio intercluso

Scavo per la realizzazione delle fondazioni e i piani interrati di un edificio residenziale in un’area ridotta interclusa tra un edificio alto esistente, un importante manufatto idraulico e la presenza di un rilevato ferroviario; il cantiere si caratterizzava per l’impossibilità di eseguire su alcuni dei suoi fronti i classici tiranti precompressi.

Lo scavo sviluppato in aderenza di altri edifici o pesanti manufatti infrastrutturali interferisce con il bulbo delle pressioni sviluppato nel terreno da fondazioni dirette di tipo isolato; solitamente i tiranti precompressi servono a contenere le spinte laterali del bulbo che viene inciso. In questo caso si è dovuto ricorrere alla costruzione di puntoni a cavalletto che fungessero allo stesso scopo.

IMMAGINE 2: Testa precompressa del puntone usato in sostituzione dei tiranti.

IMMAGINE 3: Vista dei puntoni precaricati posti in opera.

Scavo tra le sorgenti

Il secondo esempio di scavo confinato che porto alla vostra attenzione, riguarda un profondo sbancamento eseguito in un’area centrale in adiacenza con una trafficata strada comunale, che doveva essere mantenuta in piena efficienza e in condizioni di piena sicurezza, in questo caso la presenza di sorgenti nel substrato marnoso fratturato ha comportato scelte tecnologiche per sopportare le spinte dell’acqua e mantenere asciutto il costruendo edificio.

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