Opere interrate realizzate col metodo top-down: come impermeabilizzare con un sistema a membrana pre-getto

Cos’è il metodo Top-down e quando si utilizza

Nei metodi di costruzione più comuni, gli edifici con strutture sotterranee come gli scantinati o i garage sono costruiti dal basso verso l'alto, dove i solai della sottostruttura e della sovrastruttura sono costruiti in sequenza dal livello più basso di interrato alla sommità dell'edificio (Bottom-up).

Sebbene questo metodo convenzionale sia semplice, sia nella progettazione che nella realizzazione, esso non sempre è applicabile per progetti con tempi di costruzione limitati o con vincoli di cantiere o di spazio specifici.

Il metodo di costruzione “Top-down”, a volte è la soluzione a questi problemi.

 

Differenze rispetto alla costruzione tradizionale bottom-up

Il “Top-down” è definito dall'uso della struttura interna permanente come sostegno a contrasto dell’opera di contenimento dello scavo perimetrale. Solitamente quando si decide di procedere con la tecnica del “top-down” vengono realizzati dei diaframmi profondi che determinano il perimetro all’interno del quale verrà realizzata l’opera.

I solai dei livelli superiori vengono gettati prima delle solette intermedie di livello inferiore, per fungere da telai di contrasto orizzontali, a sostegno delle strutture di contenimento (diaframmi).

Il metodo Top-down viene utilizzato principalmente per due tipi di strutture urbane, edifici alti con scantinati profondi e per strutture interrate come parcheggi, sottopassi e stazioni metropolitane.

Il metodo è utilizzato per i progetti con scavi molto profondi in cui l'installazione di tiranti o ancoraggi non è fattibile e i movimenti del terreno devono essere ridotti al minimo. Oppure in situazioni dove il piano campagna deve essere riportato al suo stato di esercizio originale nel più breve tempo possibile mentre al di sotto del piano stradale il cantiere può continuare (ad esempio strade o piazze in ambito urbano).

La costruzione inizia con realizzazione dell’opera di contenimento dello scavo (solitamente diaframmi) e quindi degli elementi verticali portanti che sosterranno la futura sovrastruttura interna.

 

Impermeabilizzazione delle strutture top-down: perché serve un approccio diverso rispetto ai sistemi tradizionali

Un pensiero comune nell’utilizzo di questo metodo di costruzione, è che generi degli svantaggi per quanto riguarda l'installazione del sistema di impermeabilizzazione all'esterno delle contropareti della struttura interna permanente sotterranea, pertanto è necessario un approccio alternativo per la posa delle membrane a protezione della struttura interrata. In questo caso una membrana di alta qualità pre-getto come PREPRUFE^® Plus può risolvere diverse criticità.

Quando le strutture interrate sono direttamente e permanentemente immerse in falda, è sempre preferibile l’utilizzo di un sistema a membrana in grado di proteggere e isolare con una barriera fisica il manufatto dall’ambiente esterno e dalle infiltrazioni.

 

   

La scelta di un sistema impermabilizzante in completa adesione: PREPRUFE^® Plus

Le membrane impermeabilizzanti impiegate sotto la platea di fondazione sono solitamente posizionate in aree ad alto traffico di cantiere e devono essere sufficientemente robuste per sopportare la posa delle barre di armatura e la successiva posa di calcestruzzo o qualsiasi altro lavoro successivo.

 

Caratteristiche tecniche

PREPRUFE^® Plus è costituito da un robusto film in polietilene ad alta densità (HDPE) dall’elevata resistenza chimica e meccanica, ricoperto da una speciale matrice reattiva. Grazie alla comprovata Advanced Bond Technology™, reagendo col calcestruzzo fresco gettato in opera, rimane sempre in perfetta aderenza alla struttura e garantisce la totale impermeabilità all'acqua, al vapore acqueo e ai gas.

 

Vantaggi rispetto ai sistemi tradizionali

PREPRUFE^® Plus, a differenza dei sistemi tradizionali, è una membrana pre-getto studiata per rimanere saldamente adesa alla struttura a prescindere dalla geomorfologia dello scavo, resistendo alla pressione idrostatica di oltre 70m di colonna d’acqua. Il sistema ha lo scopo di impedire che l’acqua migri lateralmente tra manto impermeabile e struttura.

PREPRUFE^® Plus offre un tasso di trasmissione del vapore acqueo pari a zero, fungendo quindi da barriera al vapore per la struttura e protegge il fabbricato (e il calcestruzzo) da contaminanti presenti nel sottosuolo anche ad alte concentrazioni, oltre ad essere barriera ai gas (ad esempio gas Radon).

PREPRUFE^® Plus posato su magrone può essere considerato un sistema autoprotetto, cioè non è richiesta alcuna protezione aggiuntiva con cappe di calcestruzzo prima della posa delle armature.

 

Resistenza meccanica, chimica e agli agenti atmosferici

La membrana PREPRUFE^® Plus è stata progettata e ingegnerizzata per condizioni "reali" di cantiere. Infatti, ha una resistenza al punzonamento estremamente elevata rispetto ad una guaina standard.

Inoltre, grazie alla superficie liscia e non assorbente può essere lavato qualora le situazioni di cantiere siano particolarmente critiche per riportarlo alle condizioni originali.

Le membrane PREPRUFE^® Plus possono rimanere esposte fino a 60 gg agli agenti atmosferici senza subire alcun deterioramento delle prestazioni consentendo una più facile programmazione delle lavorazioni di cantiere.

 

 

Dettagli costruttivi e continuità dell’impermeabilizzazione nel metodo Top-down

Quando si considera una soluzione impermeabilizzante per le costruzioni in “top-down”, è necessario considerare molti elementi e dettagli che richiedono una particolare attenzione sia progettuale che realizzativa, al fine di garantire la continuità del manto impermeabile.

L'integrità generale dell’opera di contenimento deve essere comunque garantita a priori. Generalmente, dove si trova l'infiltrazione attraverso l’opera di contenimento, prima di iniziare qualsiasi ulteriore lavoro, dovrebbero essere intraprese operazioni di riparazione mediante iniezione di resina per minimizzare eventuali infiltrazioni al fine di garantire condizioni idonee di lavoro all’interno del cantiere.

In particolare, in questo articolo ci concentreremo su:

• Giunto di costruzione platea di fondazione - diaframma - muro interno
• Dettaglio solette intermedie in corrispondenza delle opere di contenimento

 

Giunto di costruzione platea–diaframma–muro interno

La necessità di continuità dell'impermeabilizzazione dovrebbe sempre essere considerata quando si seleziona qualsiasi tipo di protezione.

Uno dei modi più efficaci per proteggere la struttura interrata che verrà realizzata in adiacenza ai diaframmi, è quello di utilizzare una membrana impermeabile pre-getto come PREPRUFE^® Plus.

 

 

La membrana esterna pre-getto viene posizionata su magrone, direttamente sotto la platea strutturale, per poi essere risvoltata sui diaframmi (o altra opera di contenimento) su un supporto opportunamente regolarizzato mediante l’interposizione di uno strato drenante in grado di assorbire le asperità del supporto evitando il punzonamento diretto sulla membrana.

Dove la platea per necessità progettuali, deve essere collaborante con i diaframmi, la piena continuità dell’impermeabilizzazione si ottiene mediante post-fissaggio delle barre di ancoraggio attraverso la membrana pre-applicata, successivamente sigillate con un mastice liquido elastomerico che sigilla il corpo passante alla membrana, garantendo la tenuta del dettaglio. La ripresa di getto muro-platea sarà presidiata da un waterstop idroespansivo.

La membrana deve essere inoltre risvoltata sul verticale per una altezza che vada oltre i ferri di chiamata per una più facile realizzazione della sormonta sul verticale con i teli successivi.

 

Dettaglio delle solette intermedie

I solai intermedi con la tecnica top-down, vengono trattati in maniera simile alla platea di fondazione per garantire la continuità del telo anche in corrispondenza di questo dettaglio. L’unica accortezza, è che la fascia di impermeabilizzazione perimetrale che sta a cavallo della soletta deve essere predisposta in anticipo, lasciando una ricchezza di materiale necessaria per essere ripresa successivamente dal piano sottostante.

Di seguito si riportano le fasi di realizzazione di questo particolare per far meglio comprendere come è possibile avere un’impermeabilizzazione continua anche quando si devono realizzare prima le sovrastrutture rispetto alle sottostrutture.

FASE 1

1. Dalla quota del piano di getto del solaio intermedio, si scava una trincea perimetrale profonda circa 50 cm.
2. Regolarizzazione del piano di posa verticale (o applicazione drenaggio) e applicazione longitudinale del telo di PREPRUFE^® Plus. Se è necessario inserire delle barre passanti per
rendere collaborante la soletta con i diaframmi (come accade quasi sempre), l’operazione deve essere realizzata in questa fase. Le barre dovranno essere opportunamente sigillate sia in prossimata del foro sul telo con idoneo materiale indicato dal fornitore che attorno al ferro con mastice idroespansivo.
3. Riempimento della trincea con della sabbia a ricoprimento e protezione del telo posato.

FASE 2

4. Stendere sul terreno un telo di plastica sufficientemente robusto per agevolare le successive operazioni di scavo e rimozione del terreno da sotto. Armatura e getto della soletta in calcestruzzo. Predisporre delle aperture sul perimetro della soletta per poter gettare dall’alto il calcestruzzo del muro sottostante.

FASE 3

5. Scavo del terreno al di sotto dell'impalcato gettato in precedenza per continuare il processo col metodo “Top-down”.
Rimuovendo la sabbia posta a protezione del telo si scoprirà la membrana precedentemente predisposta al fine di garantire la continuità dell'impermeabilizzazione con quella che verrà posizionata successivamente per la protezione del nuovo piano interrato. Una volta applicata la membrana verticale del nuovo piano interrato, si procederà col getto del muro.

 

 

Soluzione con diaframmi impermeabili e raccordi tra material

Qualora il progetto dell’opera preveda la realizzazione di diaframmi con una tecnologia che ne possa garantire l’impermeabilità all’acqua, e la finitura interna sarà il diaframma stesso lasciato a vista o semplicemente rasato con prodotti di finitura estetica, sarà comunque importante prevedere l’impermeabilizzazione
della platea di fondazione per evitare risalite di acqua di falda.

In questo caso si dovrà procedere secondo il dettaglio della figura che segue.

 

 

Sul diaframma, per una altezza superiore a quella della platea, verrà applicato un rivestimento cementizio impermeabile della gamma malte di Chryso Saint-Gobain, in grado di resistere anche alla spinta idrostatica negativa.

La membrana PREPRUFE^® Plus posata su magrone verrà raccordata al rivestimento cementizio con Bituthene LM (membrana liquida bi-componente) per creare continuità impermeabilizzativa tra i due prodotti.

L’interfaccia tra platea e diaframma, che si configura come un giunto di costruzione, verrà presidiata da possibili trafilamenti d’acqua per mezzo del posizionamento di waterstop idroespansivi (Adcor^® 500S) e tubi iniettabili Infiltrastop^® per una ulteriore protezione.

 

Progettare in sicurezza l’impermeabilizzazione nelle opere Top-down

In questo articolo sono stati affrontati i dettagli più comuni che si possono incontrare in un progetto realizzato con la tecnica del “top-down”. Altre casistiche e dettagli tecnici di progetto possono essere previsti, come ad esempio la platea o le solette intermedie “incastrate” nel diaframma per mezzo di uno scasso o diverse soluzioni per la soletta di copertura in prossimità della trave di coronamento/testa pali o diaframmi.

Anche in queste situazioni apparentemente complicate, è possibile mettere in atto delle soluzioni che siano in grado di fornire una adeguata protezione dalle infiltrazioni al fabbricato interrato.

 

Il supporto tecnico GCP a progettisti, applicatori ed imprese

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PREPRUFE^® Plus prodotto da GCP è utilizzato da oltre 30 anni con circa 65 milioni di mq applicati in tutto il mondo.

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