ITMI950235A1

ITMI950235A1 - Dispositivo per l'armatura il consolidamento e la stabilizzazione del terreno particolarmente atto ad impedire frane o deformazioni del

Info

Publication number: ITMI950235A1
Application number: IT95MI000235A
Authority: IT
Inventors: Giuseppe Vago
Original assignee: Sireg S P A Soc It Di Ricerca
Priority date: 1995-02-09
Filing date: 1995-02-09
Publication date: 1996-08-09
Also published as: EP0726383B2; EP0726383A1; DE69600147D1; DE69600147T3; ATE162593T1; ITMI950235A0; IT1275231B; DE69600147T2; EP0726383B1

Abstract

Viene descritto un dispositivo per l'armatura, il consolidamento e la stabilizzazione del terreno, particolarmente atto ad impedire frane o deformazioni del fronte di scavo, in gallerie o scavi in trincea, comprendente un tubo di iniezione (5), convenientemente valvolato, da inserire in una rispettiva perforazione (20) praticata nel terreno (3), attorno al quale tubo (5) sono disposti una pluralità di elementi resistenti di armatura (7, 7'), montati per mezzo di centratori - distanziatori (6) e tenuti assiemati da elementi di tenuta esterni (8).

Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo:

"DISPOSITIVO PER L'ARMATURA, IL CONSOLIDAMENTO E LA STABILIZZAZIONE DEL TERRENO, PARTICOLARMENTE ATTO AD IMPEDIRE FRANE O DEFORMAZIONI DEL FRONTE DI SCAVO, IN GALLERIE 0 SCAVI IN TRINCEA"

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo per il consolidamento e la stabilizzazione del terreno, atto ad impedire frane o deformazioni di quest'ultimo, durante l'esecuzione di gallerie o scavi in trincea.

Lo scavo in gallerie e simili, soprattutto in formazioni argillose, comporta spesso seri problemi connessi alla stabilità del fronte di scavo, che per l'asportazione del terreno, perde parte della capacità di sopportare le sovratensioni che l'avanzamento dello scavo richiama.

Come è noto, per stabilizzare il terreno durante tali scavi, vengono eseguite delle perforazioni al fronte di scavo, nelle quali vengono inseriti, come armatura di rinforzo, dei tubi normalmente in materiale sintetico.

Le perforazioni vengono poi riempite con malta cementizia, con funzione di elemento legante e di trattenimento.

Tale prassi, pure essendo largamente utilizzata, non sempre si è dimostrata valida, poiché non sempre consente una buona ed uniforme distribuzione della malta cementizia, e non permette l'esecuzione di iniezioni localizzate e ad alta pressione, che permettano il consolidamento e la ricompressione del terreno stesso.

Inoltre, la scarsa superficie di contatto tra tubo e malta cementizia e il basso coefficiente di aderenza della superfìcie del tubo, non permettono il completo trasferimento del valore di resistenza dell'armatura al terreno che viene così in parte inutilizzato.

Quando poi si opera in spazi ristretti o con perforazioni di lunghezza superiore a quella delle armature tubolari trasportabili sul cantiere, è necessario eseguire delle giunte sull'armatura, ad esempio mediante incollaggio, che difficilmente permettono di mantenere uniforme la resistenza della stessa lungo tutta la perforazione.

Il compito che si propone la presente invenzione è quello di eliminare tutti gli inconvenienti precedentemente elencati, realizzando un dispositivo atto a stabilizzare il fronte di scavo e impedire frane -o deformazioni del terreno in gallerie o scavi in trincea, che garantisca un’alta resistenza dell'armatura.

Un altro scopo dell'invenzione è quello di consentire il trasferimento dell'alta resistenza a trazione dell'armatura alla miscela di iniezione anche su lunghezze molto ridotte.

Un altro scopo ancora dell'invenzione è quello di garantire l'uniforme e completa distribuzione della miscela cementizia nella perforazione per mezzo di un tubo in materiale plastico, convenientemente valvolato.

Ancora un altro scopo dell'invenzione è quello di garantire la possibilità di inserire armature di qualsiasi lunghezza, anche in spazi molto ridotti e senza problemi di trasporto, senza soluzioni di continuità o diminuzione di resistenza delle armature lungo tutta la perforazione.

Il dispositivo secondo l'invenzione presenta le caratteristiche elencate nelle annesse rivendicazioni.

Esso comprende una pluralità di elementi resistenti, realizzati con fibre di vetro impregnate con resine sintetiche (vetroresina), montati per mezzo di distanziatori centratori attorno ad un tubo preferibilmente valvolato in materiale plastico per iniezioni.

Con un tale dispositivo è possibile sfruttare l'ormai sperimentata tecnica di iniezione localizzata e ripetuta di miscele consolidanti, chimiche o cementizie, per mezzo dei tubi valvolati, che con pressioni anche superiori a 100 bar permettono il consolidamento della roccia e con la tecnica del claquage, anche la ricompressione di materiali a bassa permeabilità.

Il dispositivo viene tenuto perfettamente centrato nella miscela di iniezione per mezzo di distanziatori centratori; in questo modo le superfici dell'armatura, costituita convenientemente da piattine in vetroresina, vengono completamente avvolte dalla malta cementizia, e un eventuale trattamento superficiale con sabbia di quarzo delle piattine permette il completo legame armatura-miscela iniettata, consentendo così il completo trasferimento della capacità di resistenza dell'armatura al terreno.

Infine, gli elementi resistenti del dispositivo, cioè i piattelli, possono essere arrotolati per il trasporto, e il dispositivo stesso può essere montato direttamente in prossimità della perforazione, permettendo l'esecuzione di armature resistenti continue, senza alcuna interruzione della resistenza, con lunghezze anche dell'ordine del centinaio di metri.

Ulteriori caratteristiche dell'invenzione risulteranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita ad una sua forma puramente esemplificativa, e quindi non limitativa di realizzazione, illustrata nei disegni annessi, in cui:

La figura 1 è una vista assonometrica, parzialmente in esploso, di un dispositivo secondo l'invenzione;

la figura 2 è una sezione trasversale presa secondo la linea II-II di figura 1; la figura 3 illustra schematicamente, in sezione longitudinale, il funzionamento del dispositivo all'interno di una perforazione, durante l'esecuzione dell'iniezione;

la figura 4 è un ingrandimento del particolare indicato con A in figura 3; la figura 5 è una sezione trasversale schematica mostrante un tipico esempio di utilizzo del dispositivo secondo l'invenzione nello scavo di gallerie;

la figura 6 è una vista in sezione trasversale, come quella di figura 2, illustrante una diversa conformazione del dispositivo.

In figura 5 è illustrato un fronte di scavo 1 di-una galleria 2 che viene scavata in un terreno 3 di qualsiasi natura.

Nel terreno 3 e nel fronte di scavo 1 vengono inseriti elementi strutturali 4, allo scopo di consolidare il terreno.

In particolare, gli elementi strutturali inseriti nel fronte di scavo 1 fungono da armature per il consolidamento e la stabilizzazione del terreno, in modo da impedire frane o deformazioni dello stesso durante l'esecuzione della galleria.

Secondo l'invenzione, gli elementi strutturali 4 per il consolidamento del fronte di scavo 1 sono costituiti da un dispositivo comprendente un tubo 5, che nelle figure è stato mostrato come un tubo valvolato attorno al quale sono posizionati, mediante distanziatori-centratori 6, una pluralità (3 nell'esempio) di piattine 7 in fibra di vetro.

I distanziatori centratori 6 sono infilati sul tubo 5, mentre le piattine resistenti in fibra di vetro 7 sono incastrate all'esterno di essi e bloccate agli stessi per mezzo di elementi di fissaggio 8 costituiti ad esempio da una fascetta metallica o da una bendatura con nastro adesivo rinforzato con fibra di vetro.

Nell'esempio riportato, che è quello preferito di realizzazione del dispositivo, il tubo 5 è provvisto di valvole a manchette 10 che, come è noto, permettono, sollecitate da una pressione interna al tubo 5, la fuoriuscita attraverso fori 11 (vedere figura 4) della miscela di iniezione, che avvolgerà completamente le piattine 7 e riempirà completamente la perforazione 20 in cui è inserito il dispositivo.

In un secondo tempo, sarà possibile tornare all'interno del tubo 5 con un paker otturatore 21 (figura 4) per effettuare iniezioni localizzate 22, iniettando singolarmente e localmente le valvole 10, eliminando così eventuali difetti di iniezione e, se necessario, consolidando il terreno circostante.

Nel caso di tubo non valvolato verrà effettuata un'unica iniezione uniforme di malta cementizia che riempie la perforazione 20 fuoriuscendo dall'estremità anteriore aperta 23 del tubo 5. Il cappellotto conico 24 disposto in corrispondenza dell'estremità anteriore del tubo 5 serve solo da guida per facilitare l'inserimento del dispositivo 4 nella perforazione 20, senza ostruire l'estremità di uscita 23 del tubo.

Le piattine in vetroresina 7, grazie alla loro forma, garantiscono, a parità di sezione resistente, una maggiore superficie di contatto con la miscela di iniezione 22, rispetto ad una sezione tubolare.

Inoltre, convenientemente, alla superficie di tali piattine viene applicato, durante la costruzione, un rivestimento con sabbia di quarzo, che permette di ottenere un altissimo coefficiente d'attrito e una buona compatibilità chimica con le miscele di iniezione.

In questo modo è possibile trasferire al terreno tutta la resistenza dell'armatura, impedendo frane ed assestamenti dello stesso, anche con lunghezze di ancoraggio molto limitate.

Il dispositivo secondo l'invenzione presenta inoltre la peculiarità di poter essere agevolmente assemblato in prossimità della perforazione.

In tale caso, le piattine in vetroresina 7 possono essere arrotolate nella lunghezza desiderata con un diametro esterno inferiore a 2,30 metri, mentre i tubi 5, prodotti nelle lunghezze desiderate, hanno le estremità filettate 30 e sono completi di manicotti di giunzione 31, internamente filettati.

In questo modo è possibile trasportare agevolmente tutto il materiale in prossimità della perforazione pur realizzando elementi strutturali con lunghezze anche dell'ordine del centinaio di metri, che non presentano alcuna diminuzione della resistenza lungo tutta la perforazione, potendo utilizzare un'armatura (costituita dalle piattine 7) continua senza aggiunte o interruzioni.

La sezione di figura 6 mostra una possibile variante di realizzazione, in cui le piattine 7 sono sostituite da tondini 7', eventualmente tenuti insieme da fasce perimetrali S.

Naturalmente l'invenzione non è limitata alla particolare realizzazione precedentemente descritta e illustrata nei disegni annessi, ma ad essa possono essere apportate numero modifiche di dettaglio, senza per questo fuoriuscire dall'ambito dell'invenzione stessa, che è definito dalle rivendicazioni che seguono.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per l'armatura, il consolidamento e la stabilizzazione del terreno, particolarmente atto ad impedire frane o deformazioni del fronte di scavo in gallerie o scavi in trincea, comprendente un tubo (5) per l'iniezione di malta cementizia, da inserire in una rispettiva perforazione (20) praticata nel terreno (3), caratterizzato dal fatto di prevedere una pluralità di elementi di armatura (7, 7<r>) montati per mezzo di centratori distanziatori (6) attorno a detto tubo (5) e tenuti assiemati da eventuali elementi di fissaggio esterni (8).
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti elementi di armatura (7, 7') sono realizzati in vetroresina.
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detti elementi di armatura (7, 7') hanno la superficie esterna trattata con un rivestimento di sabbia di quarzo.
4. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti elementi di armatura (7, 7') sono realizzati in fibre aramidiche, fibre di carbonio, fibre di polivinilalcool e simili.
5. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto tubo (5) presenta l'estremità anteriore (23) aperta ed è ivi provvisto di un cappellotto conico di guida (24).
6. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto tubo (5) è un tubo valvolato, provvisto di valvole a manchette (10) per iniezioni localizzate.
7. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti elementi di armatura (7) sono delle piattine continue.
8. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che detti elementi di armatura (7') sono tondini continui.
9. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto tubo (5) è prodotto in elementi giuntabili tra loro mediante manicotti di giunzione (31) awitabili su filettature terminali (30) di detti elementi di tubo.
10. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti elementi di tenuta (8) degli elementi di armatura (7, 7') sono costituiti da fascette metalliche, da bendature con nastro adesivo rinforzato con fibre di vetro e simili.