IT9040111A1 - Metodo per formare ad iniezione colonne di terreno consolidato, impianto con sonda perforatrice con doppia intercapedine a martello pneumatico e colonna relativi - Google Patents

Description

Descrizione di invenzione industriale.

L’invenzione concerne un metodo per -formare ad iniezione colonne di terreno consolidato, l’impianto con sonda perforatrice con doppia intercapedine a martello pneumatico e colonna relativi, ossia un nuovo procedimento per ottenere, in terreni di difficile perforabilità, comprendenti intrusioni rocciose fra strati "morbidi'', colonne iniettate di rinforzo, ad esempio in boiacca cementizia; anche l’impianto per l’attuazione di detto metodo, dotato di sonde coassiali a condotti separati per l’aria e la miscela consolidante, e la colonna ottenuta, essendo oggetto di richiesta di privativa.

Lo stato della tecnica comprende un metodo di consolidamento del terreno mediante iniezione di sola boiacca cementizia ad ottenere colonne di rinforzo, nel quale è prevista una fase di perforazione del terreno per ottenere un foro preliminare, avente diametro compreso tra circa 60 min e circa 90 min e profondità pari a quella della colonna da realizzare, mediamente compresa tra circa 10 m e circa 30 m: qualora durante la fase di perforazione del terreno la testa di scavo debba attraversare un tratta di compattezza tale da non consentire un’agevole penetrazione, viene esercitata un’azione impulsiva periodica sulla sommità della sonda, ad esempio mediante martello percussore, per disgregare, con colpi ripetuti trasmessi alla testa di scavo, gli strati del terreno piu’ resistenti; tale azione impulsiva può anche essere generata direttamente in corrispondenza della testa di scavo, ad esempio mediante martello percussore pneumatico cosiddetto di -fondo -foro.

La per-forazione avviene, per terreni di media per-forabilità, in associazione con l’iniezione di acqua per lo spurgo dei rifluimenti, il circuito dell’acqua dovendo essere intercettato prima dell’inizio dell’iniezione della boiacca; nel caso di impiego di utensili pneumatici tale azione di spurgo essendo demandata all’aria compressa di azionamento di detti utensili.

A perforazione ultimata, nel caso d’impiego del martello pneumatico di -fondo foro, viene estratta la sonda, ad impianto fermo, e sostituita la testa di scavo con l’apparato distributore della boiacca; viene quindi introdotta nuovamente la sonda nel foro ed iniziata la fase di iniezione della boiacca ; quest’ultima distribuita mediante coppia di getti contrapposti, -fuoriuscenti radialmente dalla testa di scavo, aventi diametro minimo di efflusso compreso tra 1 mm e 3 mm: detta testa essendo progressivamente estratta dal terreno, a velocità costante , e mantenuta in rotazione per consentire la -formazione della colonna , avente diametro generalmente compreso tra circa 60 cm e circa 120 cm , al di sotto del piano di eiezione dei getti; la sezione trasversale della colonna, sostanzialmente circolare in caso di terreno omogeneo, risulta invece -frastag1iata o comunque irregolare per effetto di composizioni dello stesso diverse da punto a punto.

Sona stati inoltre eseguiti dei tentativi per ottenere la perforazione con martello percussore penumatico e successivamente iniettare, durante la fase di risalita, la boiacca per la formazione della colonna: l’iniezione della boiacca avvenendo attraverso lo stesso circuito precedentemente dedicato all’alimentazione dell’aria compressa.

L’impianto utilizzata per l’attuazione di tale metodo prevede l’impiego di sonde rototraslanti cave, inferiormente dotate di teste di scavo munite di utensili perforatori, cosiddetti a tricono o trilama, nel caso di terreno di agevole perforabilità; dette teste di scavo essendo invece munite di martelli pneumatici di -fondo -foro nel caso di terreno con inclusioni rocciase,o comunque con strati di materiale particolarmente tenace; tali sonde essendo alimentate da un gruppo di pompaggio dell’acqua, o, rispettivamente, da un compressore dell’aria di azionamento dei martelli, durante la fase di perforazione, per la successiva introduzione della boiacca a pressioni prossime ai 500 bar e per portate anche di 150 l/min ; la fuoriuscita dei getti di boiacca, radiali e contrapposti, avviene attraverso corrispondenti ugelli eiettori, aventi diametro di efflusso compreso tra 1 mm e 3 mm, disposti perifericamente ad un corpo distributore d’estremità inferiore della sonda; l’alimentazione della boiacca è prevista all’estremità superiore della sonda attraversa un collettore del tipo a giunto rotante con ingresso radiale, ortogonale all’asse della sonda stessa.

Peraltro tale metodo comporta considerevole impiego di tempo e notevole complessità di esecuzione, con riguardo alla necessità di frequenti pulizie e di costose sostituzioni degli ugelli dovute ad intasamenti; inoltre, per disuniformità nella composizione del terreno, accade spesso che, particolarmente utilizzando utensili perforatori a tricona o trilama, si verifichino sensibili deviazioni all’asse di perforazione, con conseguente consolidamento secando colonne deviate, meno resistenti ed assolutamente inadeguate nel caso in cui le stesse facciano parte di una formazione ad elementi accostati o compenetrati, ad esempio per costituire barriere impermeabili o confinamenti di pozzi sotto falda.

Con riferimento all’impianto, si rileva che il collettore a giunto rotante, situato sulla sommità della sonda ed alimentato dal gruppo di pompaggio, datato di ingresso per l’acqua o la boiacca, ortogonalmente disposto rispetto a quello della sonda, è soggetto ad una sollecitazione trasversale rispetto all’asse della sonda stessa; tale sollecitazione favorisce usure dissimmetriche sulle tenute del collettore e conseguenti fughe di boiacca dalla camera interna del collettore stesso ed inoltre il grippaggio tra parte interna rototraslante, solidale all’estremità superiore della sonda, e quella esterna puramente traslante, solidale ai condotti di mandata del gruppo di pompaggio; e ancora, l’impiego di martelli percussori sulla sommità della sonda perforatrice rende necessario l’impiego di tralicci portanti di notevole ingombro e conseguente sovradimensionamento dell’impianto: d’altra parte l’adozione di martelli percussori pneumatici di fonda foro, assai piu’ efficaci e rapidi dei precedenti, costringe alla estrazione a vuoto della sonda, a perforazione ultimata, per smontare il martello percussore pneumatico, che verrebbe irrimediabilmente danneggiato dal contatto dei suoi delicati organi meccanici con la miscela consolidante; ciò comportando considerevole aggravio dei tempi di lavoro; inoltre, nel caso in cui la perforazione sia stata eseguita in terreno non stabile nei riguardi del foro, la successiva introduzione della sonda da iniezione può tradursi in una seconda perforazione sulla traccia già individuata dal martello di fondo foro, tuttavia ostruita da franamenti.

I tentativi di iniezione della boiacca attraverso lo stesso circuito utilizzato ad alimentare l’aria per il martello di fondo foro hanno dato esito negativo, principalmente in quanto la inevitabile presenza di boiacca all’interno del condotto al momento dell’alimentazione dell’aria al martello pneumatico determina gravi inconvenienti di funzionamento dello stessa, a meno di non effettuare un’accurata pulizia della sonda al termine dell’iniezione della boiacca: ciò peraltro comportando notevole diminuzione della produttività.

Con riguardo infine alla colonna consolidante, la forma sostanzialmente circolare ne limita la capacità portante. E’ vero si’ che la forma frastagliata, di fatto ottenuta per la colonna in caso di terreno non omogeneo ed inoltre la presenza di eventuali elementi litoidi anche di grosse dimensioni inglobati nel corpo della colonna stessa ad iniezione ultimata aumenta l’attrito allo scorrimento verticale: tuttavia il verificarsi dell’inglobamento non è controllabile, e, tantomeno, prevedibili le relative dimensioni.

Tale stato anteriore della tecnica è suscettibile di notevoli perfezionamenti con riguardo alla possibilità di eliminare gli inconvenienti sopra indicati. Da quanto precede deriva la necessità della risoluzione del problema tecnico di trovare un metodo per la realizzazione di colonne iniettate di consolidamento del terreno,che consenta di incrementare l’efficienza del trattamento soprattutto nel caso di consolidamento in terreni particolarmente tenaci o con intrusioni rocciose, riducendo i tempi di esecuzione e migliorando sensibilmente la produttività; quanto all’impianto, esso deve risultare affidabile, non necessitare di lunghi e costosi interventi di manutenzione ed allestimento, al termine di ciascuna perforaz ione, nè manifestare tendenza al grippaggio tra la testata del collettore di alimentazione della sonda e la sonda stessa; quanto alla colonna, essa deve presentare una notevole resistenza allo sprofondamento.

L’invenzione risolve il problema tecnico suddetto adottando un metodo per la rea1izzazione di colonne iniettate di terreno consolidato, che si svolge secondo le fasi qui indicate.

A) Preparazione della miscela consolidante, costituita da boiacca cementizia, o da malta incorporante inerti aventi granulometria compresa nella gamma delle sabbie, oppure boiacca o malta mescolate a sostanze polimeriche o fibrose, per ottenere restistenza progressivamente crescente, ed inoltre, ad esempio, sostanze idonee a conferire alla boiacca particolari requisiti di elasticità, impermeabilità, resistenza, qualità antiritiro, indilavabilità, accelerazione o ritardo di prepresa: il valore del diametro non dovendo sensibilmente superare il limite di un terzo di quello minimo presentato dal getto di cui alla successiva fase C;

B) perforazione, fino al raggiungimento della profondità di penetrazione prevista, ottenuta per sollecitazione impulsiva ripetuta del terreno, mediante testa di scava dotata di organo percussore pneumatico, alimentato con aria compressa a pressione compresa tra circa 5 bar e circa 30 bar; C) iniezione della miscela consolidante distribuita in almeno un getto, vantaggiosamente una coppia di getti diametralmente contrapposti, avente diametro di efflusso compreso tra circa 2 min e circa 15 mm ed asse giacente su di un piano inclinato, rispetto all'asse di perforazione, di un angolo compreso tra circa 15" e circa 90°; essendo previsto che l’iniezione della miscela avvenga con getti rotanti rispetto all’asse di perforazione, in risalita dal fondo del foro, con pressione di alimentazione di essa miscela dell’ordine di 500 bar e piu’, e portata fino a 10001/ min e piu’, come misurate a monte della sonda; essendo inoltre previsto che l’iniezione della miscela consolidante avvenga in presenza di una modesta pressione d’aria inviata all’organo per— cussore pneumatico, di valore tale da impedire l’ingresso della miscela all’interno del percussore stessa; per l’alimentazione della miscela alla sonda essendo vantaggiosamente previsto, all’ingresso di quest’ultima, un moto vorticosa a scendere;

D) -formazione della colonna in risalita, con regolazione della velocità di traslazione, oltre che di rotazione, della sonda, della portata e della pressione della miscela, dipendentemente dalla composizione del terreno e dalla forma che si desidera realizzare per la colonna: per i tratti aventi forma cilindrica essendo prevista un valore costante dei suddetti parametri, per i tratti troncoconici, invece, essendo necessaria un diminuzione della velocità di penetrazione e/α un incremento di pressione o portata della miscela; E) interruzione dell’alimentazione della miscela, a colonna formata, per il successivo spostamento in corrispondenza di un altro punto di perforazione, e cosi’ via.

Quanto all’impianto, adottando, in attuazione di detto metodo, i seguenti dispositivi:

— un corpo collettore a giunto rotante, situato sulla sommità della sonda perforatrice, costituito da un elemento tubolare, esternamente a piu’ diametri, solidale alla sonda stessa e ad essa coassiale, per consentire il passaggio della miscela consolidante dalla sovrastante camera di alimentazione verso il condotto centrale che provvede all’adduzione della miscela: detta camera essendo ricavata internamente alla testata di detto corpo collettore, girevolmente supportata ad esso elemento tubolare; essendo previsto che detta testata, internamente cava , presenti almeno due ingressi , disposti tangenzialmente rispetto a detta camera di alimentazione , aventi ciascuno asse inclinato di un angolo compreso tra circa 5° e circa 50° rispetto al piano normale all’asse della sonda, per formare un moto vorticoso a scendere della miscela iniettata , costituente invito alla discesa ; la disposizione di detti ingressi essendo tale da generare una coppia pulsante , con frequenza pari a quella del gruppo di pompaggio e verso opposto a quello di rotazione della sonda , ad evitare il trascinamento per attrito della testata ad opera della sonda stessa;

un corpo collettore dell’aria compressa di alimentazione del martello percussore pneumatico di fondo foro , dotato di corpo cavo centrale , nel quale è ricavato un foro assiale passante per la miscela consolidante proveniente dal sovrastante corpo collettore a giunto rotante, con detto corpo centrale , solidale alla sonda di perforazione rototraslante , supportante a rotazione un manicotto esterno , traslante con detta sonda , nel quale è innestato il condotto di alimentazione dell’aria compressa ; essendo previsto che, tra detto corpo centrale e detto manicotto e— sterno, sia ottenuta una camera anulare di alimentazione dell’aria compressa, comunicante inferiormente con il condotto anulare esterna della sonda perforatrice attraverso luci di passaggio, deviatrici del flusso di aria compressa dalla direzione radiale centripeta di alimentazione a quella longitudinale assiale di lavoro; un distributore della miscela consolidante, fissato all’estremità inferiore della sonda perforatrice, con essa allineato, inferiormente munito di martello percussore pneumatica, alimentato attraverso un condotto di adduzione dell’aria compressa, avente sezione anulare coassiale a detta sonda, situato perifericamente rispetto al condotto centrale di alimentazione di detta miscela; essendo previsto che detto distributare presenti almeno un condotto trasversale, vantaggiosamente una coppia di condotti diametralmente contrappasti, estendentesi tra condotto centrale di alimentazione della miscela consolidante e la superficie laterale esterna di detto distributore: all’estremità esterna di detto condotto trasversale essendo -fissato un ugello eiettore della miscela consolidante, ad esso coassiale, avente diametro di efflusso compreso tra circa 3 mm e circa 15 mm ed asse giacente su di un piano inclinato , rispetto all’asse di detta sonda , di un angolo vantaggiosamente compreso tra circa 15° e circa 90° ; essendo inoltre previsto che detto ugello , o l’ugello in-feriore di detta coppia di ugelli, sia collocato sulla super-ficie laterale esterna di detto distributore ad una distanza dal martello perforatore pneumatico vantaggiosamente compresa tra circa 1 m e circa 3 m, comunque tale da evitare sovrapressioni su detto martello nel caso di -formazione di sacche di pressione nel volume di terreno interessato dall’iniezione della miscela.

Viene riportato un esempio di applicazione del meto— todo, oggetto del trovato, nel caso di consolidamento di un terreno avente il profilo stratigrafico di Figura 6, la cui descrizione dettagliata è riportata piu’ oltre; detto terreno presenta, a quote di perforazione progressivamente crescenti:

- un primo strato (49, 50 in Figura 6) di composizione sabbio-limosa, con rari ciotoli di diametro anche maggiore di 30 cm , avente "standard penetration test" compreso tra circa 10 e circa 20; - un secondo strato (51 in Figura 6) di arenaria fratturata, con "standard penetration test" assai elevato, cosiddetto "a rifiuto";

- un terzo strato (52, 53 in Figura 6) costituito da sabbia ghiaiose e ghiaie sabbiose, avente "standard penetration test" compreso tra circa 10 e circa 30; - un quarto strato (54 in Figura 6) di arenaria compatta, con "standard penetration test" cosiddetto "a rifiuto";

tra il secondo e il terzo strato, cosi’ come all’interno dello spessore di quest’ultimo,si trovano elementi lapidei quarzitici di grosse dimensioni, ad esempio aventi diametro compreso tra circa 200 e circa 500 cm.

Il consolidamento di cui all’esempio consiste nell’ottenere colonne di miscela aventi diametro medio compreso tra circa 60 cm e circa 100 cm, quanto ai tratti cilindrici, e diametro medio compreso tra circa 90 cm e circa 135 cm, quanto alle sporgenze troncoconiche; viene prevista una sonda di perforazione ed iniezione, a doppia camera, con aste di 90 120 mm di diametro, inferiormente datata di distributore della miscela consolidante, munito di coppia di ugelli eiettori contrapposti, sfalsati di circa 10 - 15 cm , aventi ciascuno asse incidente con quello della sonda, inclinato rispetto a quest’ultimo di un angolo pari a 60° ed aventi diametro di efflusso compreso tra 3 e 5 mm; le dimensioni minime del diametro medio della colonna nonché dei risalti troncoconici sono ottenute con riferimento ai valori minimi dei parametri di lavoro indicati e dei diametri degli ugelli; analogamente per le dimensioni massime dei diametri stessi; dimensioni inferiori, intermedie o superiori di tali diametri di colonna possono essere ottenute variando proporzionalmente i valori dei parametri di lavoro indicati e dei diametri di efflusso degli ugelli, per conferire a ciascun getto di miscela consolidante energia cinetica per l’ottenimento delle dimensioni di colonna prefissate.

I vantaggi ottenuti da questa invenzione sono: riduzione dei tempi di formazione delle colonne di consolidamento e conseguente forte riduzione di costi; notevole semplificazione del ciclo di perforazione; maggiore affidabilità dell’impianto; riduzione delle possibilità di grippaggio della testata del corpo collettore a giunta rotante rispetta alla sonda; possibilità di applicazione per il consolidamento di terrena anche sommerso, anche indipendentemente da funzioni di sostegno; ottenimento di colonne non cilindriche a resistenza maggiorata.

Un modo di attuare l’invenzione è illustrato, a puro titolo esemplificativo, nelle quattro tavole di disegno allegate, in cui: Figura 1 è la vista schematica di un impianto di perforazione per la realizzazione di colonne iniettate ad alta pressione secondo il metodo di cui al trovato, con terreno sezionata nella zana di formazione della colonna; Figura 2 è la sezione longitudinale della sonda di perforazione; Figura 3 è la sezione trasversale III - III ingrandita del collettore a giunto rotante di Figura 2 nella zona di ingresso della miscela; Figura 4 è la sezione trasversale IV - IV di Figura 2 nella sezione d’ingresso dell’aria di alimentazione del martello percussore; Figura 5 è la sezione trasversale deviata V di Figura 2, in corrispondenza dei piani paralleli contenenti gli assi degli ugelli eiettori; Figura 6 è un profilo stratigrafico del terreno nel quale é evidenziata una colonna consolidata attraverso tipologie litologiche differenti ed elementi lapidei isolati di grosse dimensioni.

Sono indicati: con 1 il silo contenitore del cemento; con 2 l’eventuale silo per il contenimento di elementi litoidi, aventi granulometria anche superiore a quella delle sabbie; con 3 un miscelatore dell’acqua, derivata dalla condotta di alimentazione 4, con il cemento addotto dal silo 1 e l’eventuale i— rterte, contenuta nel silo 2: sabbia e cemento potendo essere additivati mediante reagenti chimici, argille, fibre macinate o altro; con 5 la stazione di pompaggio della miscela consolidante aspirata dal miscelatore 3, per il successivo invio, ad elevate pressione e portata, al corpo collettore 6, del tipo a giunto rotante, attraverso coppia di tubi -flessibili 7, 8; con 9 un mandrino passante, verticalmente scorrevole sulla slitta 10, per l'infissione nel terreno della sonda perforatrice 11, rototraslante, internamente dotata di due camere concentriche: dette slitte essendo lateralmente istallate su di un traliccio 12 di perforazione, la cui altezza è proporzionata alla profondità della perforazione da eseguire; con 13 il supporto, generalmente mobile, di detto traliccio di perfonazione; con 14 un gruppo compressore per l'alimentazione, a pressione compresa tra 10 e 30 bar, del martello di fondo foro e successivo spurgo del materiale rimosso; con 15 un corpo collettore di detta aria, attraverso un condotto di alimentazione 16: detto corpo collettore dell'aria essendo disposto immediatamente al di sotto dell'ingresso 6 della miscela, ed essendo costituito da un manicotto esterno 17, radialmente forato per l’ingresso dell’aria nella camera di alimentazione 18; con 19, 20 la coppia di anelli rispettivamente superiore ed inferiore, per il riferimento assiale del manicotto 18; con 21 un corpo tubolare, assialmente forato per il passaggio della miscela consolidante proveniente dalla camera di alimentazione 22 della testata del giunta rotante 6; con 23, 24 (Figura 3) una coppia di ingressi della miscela consolidante, tangenzialmente disposti rispetto a detta camera, aventi assi inclinati rispetta all’orizzontale di un angolo vantaggiosamente compreso tra circa 5° e circa 50°, per determinare un moto vorticoso della miscela verso il basso, favorendone lo scorrimento; con 25 un corpo tubolare, esternamente a piu’ diametri, interposto tra detta testata e detto corpo collettore dell’aria 21, di passaggio della miscela e supportante a rotazione detta testata; con 26 una guarnizione di tenuta alla -fuoriuscita della miscela consolidante dalla camera di alimentazione 22, interposta tra il corpo tubolare 25 e la testata del corpo collettore 6; detto corpo tubolare di passaggio della miscela essendo in-feriormente avvitato all’estremi tà superiore dell’analogo corpo 21, esternamente al quale avviene l’alimentazione dell’aria ed internamente il passaggio di detta miscela; con 27 delle luci di efflusso dell’aria, proveniente dalla camera 18 per l’ingresso nella camera anulare esterna 28 della sonda 11: la miscela consolidante essendo invece addotta nella camera interna 29 di detta sonda; con 30 gli elementi della sonda 11, costituiti ciascuno da un corpo tubolare esterno 31 ed uno interno 32, resi tra loro solidali per l’interposizione di setti radiali distanziatori 33: detto elemento esterno presentando una delle e— stremità, ad esempio quella inferiore terminante con codolo 34 filettato, per l’avvitamento in una corrispondente madrevite 35 ricavata all’estremità superiore dell’elemento sottostante, con gli elementi interni che presentano un’estremità di minor diametro per l’inserimento a scorrimento assiale, con organi periferici di tenuta nella corrispondente sede dell’elemento sottostante; con 36 il distributore della miscela, costituito da una camicia forata esterna 37, sulla quale sono radialmente supportati dei condotti 38, di ripartizione del flusso della miscela; con 39 degli ugelli di eiezione di detta miscela, avvitati a detti condotti; con 40 un mai— teilo perforatore, la cui massa battente 41 è azionata dall’aria compressa proveniente dalla camera 28 , comunicante con la camera 42 di ingresso d’aria a detto martello : l’aria fuoriesce dai fori 43 di fondo praticati nel corpo della massa battente e attraverso le scanature 44 di calettamento tra massa battente e corpo del martello ; con A l’angolo di inclinazione dell’asse degli ugelli 39, e corrispondentemente di quello del condotto raidale 38, rispetta all’asse della sonda, vantaggiosamente compreso tra circa 15° e 90°; con 45 una colonna in formazione durante la fase di risalita della sonda; con 46 una colonna iniettata dotata di sporgenze 47 troncoconiche, ottenute con ugelli inclinati verso il basso; con 48 il terreno in cui è stata ricavata detta colonna, nel quale sono evidenziati i seguenti strati; argille sabbiose 49, sabbie argillose 50 con presenza di cintoli di piccole e medie dimensioni, arenaria 51, sabbie ghiaiose 52 in debole matrice argillosa, ghiaie 53 in debole matrice sabbiosa, arenaria 54; con 55 un trovante, giacente tra gli strati 51 e 52; con 56 un analogo trovante giacente tra gli strati 52, 53; con 57 un ciotolo di medie dimensioni giacente nello strato 50; con Z il cappellaccio.

Il funzionamento avviene nel moda seguente; alimentata la sonda perforatrice 11, attraversa la colonna anulare esterna 28, con aria proveniente dal compressore 14, viene iniziata la perforazione, con martello pneumatico 40 in funzione e sonda rotante spinta verso il basso dal mandrino passante 9, scorrevole sul traliccio 12 per mezzo della slitta 10; raggiunta la profondità prevista, viene alimentata la sonda 11 con miscela consolidante proveniente dal gruppo di pompaggio 5, inviata al condotto centrale 29 attraverso il collettore 6 a giunto rotante; la miscela -fuoriesce dagli ugelli 39 del corpo distributore 36 mentre la sonda viene estratta dal terreno e mantenuta in rotazione; viene alimentato, in questa -fase, anche il martello penumatico 40 con modesta pressione d’aria, ad evitare l’ingressa di boiacca all’interno delle cavità 43, 44 dello stesso. Nell’attuazione pratica, i materiali, le dimensioni, i particolari esecutivi, potranno essere diversi da quelli indicati, ma ad essi tecnicamente equivalenti, senza per questo uscire dal dominio giuridico della presente invenzione.

Essendo inoltre prevista la possibilità di eliminare il cappellaccio Z, o comunque -formazioni miste di sommità, anche ad imbuto, tramite iniezione di miscela consolidante, a pressione convenientemente ridotta, verso fine corsa di estrazione della sonda; in ogni caso, l’eliminazione del cappellaccio, con eventuali relative infiltrazioni, potendo avvenire per asportazione, ad esempio mediante benna, del terreno sovrastante la sommità delle colonne consolidate.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per formare ad iniezione colonne di terreno consolidato, caratterizzato da ciò, che si svolge secondo le seguenti fasi: A) preparazione della miscela consolidante, costituita da boiacca cementizia con eventuali inerti e additivi, aventi granulometria compresa nella gamma delle sabbie, tino a un terzo del diametro del getto da iniettare; B) pertorazione, tino al raggiungimento della profondità di penetrazione prevista, ottenuta per sollecitazione impulsiva ripetuta del terreno, mediante testa di scavo dotata di organa percussore pneumatica, alimentata con aria compressa a pressione compresa tra circa 5 bar e circa 30 bar; C) iniezione della miscela consolidante distribuita in almeno un getto, vantaggiosamente una coppia di getti diametralmente contrapposti, avente diametro di efflusso compreso tra circa 2 mm e circa 15 mm ed asse giacente su di un piano inclinato, rispetto all’asse di perforazione, di un angolo compreso tra circa 15° e circa 90°; essendo previsto che l’iniezione della miscela avvenga con getti rotanti rispetto all’asse di perforazione, in risalita dal fondo del foro, con pressione di alimentazione di essa miscela dell’ordine di 500 bar e piu’, e portata fino a 1000 1/ min e piu’, come misurate a monte della sonda; essendo inoltre previsto che l’iniezione della miscela consolidante avvenga in presenza di una modesta pressione d’aria inviata all’organo percussore pneumatico, di valore tale da impedire l’ingresso della miscela all’interno del percussore stesso; per l’alimentazione della miscela alla sonda essendo vantaggiosamente previsto, all’ingresso di quest’ultima, un moto vorticoso a scendere; D) -formazione della colonna in risalita, con regolazione della velocità di traslazione, oltre che di rotazione, della sonda, della portata e della pressione della miscela, dipendentemente dalla composizione del terreno e dalla forma che si desidera realizzare per la colonna: per i tratti aventi forma cilindrica essendo previsto un valore costante dei suddetti parametri, per i tratti troncoconici, invece, essendo necessaria un diminuzione della velocità di penetrazione e/o un incremento di pressione o portata della miscela; E) interruzione dell’alimentazione della miscela, a colonna formata, per il successivo spostamento in corrispondenza di un altro punto di perforazione, e cosi’ via.
2. 2. Metodo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato da ciò, che detta miscela consolidante risulta cosi' costituita

   essendo previsto che la miscela consolidante presenti una densità comunque interiore a 2200 Kg/mc.
3. 3. Metodo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato da ciò, che nella miscela consolidante vengano immessi i seguenti additivi, nelle percentuali in peso sotto indicate:
4. 4. Metodo, secondo la rivendicazione 1, per il consolidamento di un terreno comprendente, a quote di perforazione progressivamente crescenti: - un primo strato (49, 50 in Figura 6) di composizione sabbiolimosa, con rari ciotoli di diametro anche maggiore di 30 cm, avente "standard penetration test" compreso tra circa 10 e circa 20; - un secondo strato (51 in Figura 6) di arenaria •fratturata, con “standard penetration test" assai elevato, cosiddetto "a rifiuto"; un terzo strato (52, 53 in Figura 6) costituito da sabbie ghiaiose a ghiaie sabbiose, avente "standard penetration test" compreso tra circa 10 e circa 30; - un quarto strato (54 in Figura 6) di arenaria compatta, con "standard penetration test" cosiddetto "a rifiuto"; tra il secondo e il terzo strato,cosi’ come all’interno di quest’ultimo,trovandosi elementi lapidei quarzitici di grosse dimensioni, ad esempio aventi diametro compreso tra circa 200 cm e circa 500 cm, detto consolidamento prevedendo l’ottenimento di colonne di detta miscela consolidante aventi diametro medio compreso tra circa 60 cm e circa 100 cm, quanto ai tratti cilindrici, e diametro medio compreso tra circa 90 cm e circa 135 cm, quanto alle sporgenze troncoconiche, caratter izzato da ciò, che, essendo prevista la reaiizzazione di un foro di perforazione di diametro compreso tra 90 mm e 120 mm, l’iniezione della miscela consolidante avvenendo mediante coppia di getti contrapposti, tra loro sfalsati di 10 - 15 erri, aventi ciascuno asse inclinato, rispetto a quello della sonda, di un angolo pari a 60° 'd aventi diametro minimo di efflusso compreso tra 3 mm e 5 detta miscela risulta cosi7 costituita:

   sono inoltre -fissati i seguenti parametri di lavoro:
5. 5. Impianto, per l’attuazione del metodo di cui alla rivendicazione 1, comprendente un miscelatore (3) della miscela consolidante, un gruppo di pompaggio (5), una sonda (11) a doppia intercapedine datata, quanto all’estremità superiore, di un corpo collettore della miscela, del tipo a giunto rotante, inferiormente al quale è fissata un corpo collettore di alimentazione dell’aria compressa, quanto a quella inferiore, di un corpo distributore della miscela da iniettare, al quale é inferiormente -fissato un martello perforatore (40) pneumatico, caratterizzato da ciò’, che detto corpo collettore della miscela presenta almeno due ingressi inclinati a convergere nella direzione di perforazione, disposti eccentricamente rispetto all’asse della testata di detto corpo collettore e costituenti invito alla discesa del materiale attraverso la camera (29) tubolare assiale di detta sonda; detto corpo collettore dell’aria compressa presentando almeno un ingresso sostanzialmente radiale per l’alimentazione del martello pneumatico di fondo foro attraverso la camera, avente sezione trasversale a forma di corona circolare, coassiale esterna (28) di detta sonda; detto distributore della miscela consolidante essendo dotato di almeno un ugello eiettore disposto perifericamente sulla superficie laterale cilindrica di detto distributore.
6. 6.. Impianto, secondo la rivendicazione 5, caratterizzato da ciò, che detto corpo collettore della miscela è costituito da un elemento tubolare (25), esternamente a piu’ diametri, fissato all’estremità superiore della sonda (15) e ad essa coassiale, comunicante, superiormente, con la camera (22) di alimentaziane della miscela internamente ricavata nella testata del corpo collettore; detta testata, girevolmente supportata a detta corpo esterno tubolare, è dotata di almeno due ingressi (23, 24), tangenzialmente disposti rispetto a detta camera di alimen tazione, aventi ciascuno asse inclinato di un angolo compreso tra circa 5° e circa 50° rispetto al piano normale all’asse della sonda: l’orientamento di detti ingressi essendo tale da generare una coppia pulsante, con -frequenza pari a quella del gruppo di pompaggio e verso opposto a quello di rotazione della sonda.
7. 7. Impianto, secondo la rivendicazione 5, caratterizzato da ciò, che detto corpo collettore dell’aria compressa è costituito da un corpo cavo centrale (21), nel quale è ricavato un foro assiale passante per la miscela consolidante proveniente dal sovrastante corpo collettore (6) della miscela, a giunto rotante, con detto corpo cavo centrale solidale alla sonda di perforazione rototraslan te, supportante a rotazione un manicotto esterno (18), traslante con detta sonda, nel quale è innestato il condotto di alimentazione dell’aria compressa: essendo previsto che, tra detto corpo centrale e detto manicotto esterno, sia ottenuta una camera anulare (18) di alitentazione dell’aria compresa, comunicante inferiormente con la camera anulare esterna (28) della sonda perforatrice attraverso luci di passaggio (27).
8. 8. Impianto, secondo la rivendicazione 5, caratterizzato da ciò, che detto distributare deLla miscela consolidante, disposto all’estremità inferiore della sonda perforatrice (11), con essa allineato, inferiormente munito di martello percussore pneumatico (40),é alimentato attraverso la camera anulare esterna (28) di detta sonda; essendo previsto che detto distributore presenti almeno un condotto trasversale, vantaggiosamente una coppia di condotti diametralmente contrapposti, con ciascun condotto estendentesi tra il condotto centrale (29) di alimentazione della miscela consolidante e la superficie laterale esterna di detto distributore: all’estremità esterna di detto condotto trasversale essendo fissato un’ugello eiettore (759) della miscela consolidante, ad esso coassiale, avente diametro di efflusso compreso tra circa 3 mm e circa 15 mm ed asse giacente su di un piano inclinato, rispetto all’asse di detta sonda, di un angolo vantaggiosamente compreso tra circa 15° e circa 90“; essendo inoltre previsto che detto ugello, o l'ugello inferiore di detta coppia di ugelli, sia collocato sulla superficie laterale esterna di detto distributore, ad una distanza dal martello distributare pneumatico (40) vantaggiosamente compresa tra circa 1 m e circa 3 m„ 3. Impianto, secondo la rivendicazione 7, caratterizzato da ciò, che uno o piu’ di detti ugelli presenta asse incidente con quello di detta sonda.
9. 9. Colonna consolidata, in attuazione del metodo di cui alla rivendicazione 1, caratterizzata da ciò, che, essendo sostanzialmente cilindrica, con eventuali frange periferiche, è formata, con miscela consolidante, durante la fase di perforazione.
10. 10, Colonna consolidata, in attuazione del metodo di cui alla rivendicazione 1, caratterizzata da ciò, che è costituita da un corpo cilindrico dal quale si dipartono, ad intervalli prefissati sull’asse della colonna, delle sporgenze (32), aventi forma troncoconica divergente verso il basso,