ITRE20070076A1 - " elemento modulare e metodo per la realizzazione di strutture di contenimento e sostegno di terreni " - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del Brevetto Italiano per Invenzione Industriale dal titolo:

"ELEMENTO MODULARE E METODO PER LA REALIZZAZIONE DI STRUTTURE DI

CONTENIMENTO E SOSTEGNO DI TERRENI"

La presente invenzione riguarda un elemento modulare ed un metodo per la realizzazione di strutture di contenimento e sostegno di terreni, ad esempio di terreni in pendenza, franosi e rive fluviali e argini.

Come è noto, per la realizzazione di opere di ritenzione di terreni per l'architettura, l'ingegneria civile e l'idraulica, si usano gabbioni in rete metallica a forma di parallelepipedo rettangolare, i quali vengono posizionati sfalsati gli uni sugli altri e addossati al versante di un terreno in pendenza, in modo da formare una parete solitamente a gradini atta a sostenere il terreno stesso.

Detti gabbioni vengono installati e riempiti in opera con pietrame di idonee dimensioni, così da contrastare e stabilizzare con il loro peso il terreno adiacente. Le strutture di consolidamento ottenute con tali gabbioni assolvono dunque la funzione stabilizzante dei terreni unicamente grazie al proprio peso, operando generalmente come muri a gravità.

Per questa loro caratteristica, le strutture di consolidamento in oggetto sono adatte ad essere addossate a terreni generalmente poco pendenti, mentre non sono adatte al consolidamento di scarpate o di versanti molto ripidi, come quelli che possono trovarsi ai margini delle strade di montagna, in quanto i gabbioni dovrebbero essere sovrapposti in modo da formare una parete pressoché verticale che, sostenendosi solo per il proprio peso, potrebbe facilmente crollare a causa delle spinte laterali del terreno adiacente.

Inoltre, la realizzazione di queste strutture di consolidamento richiede generalmente ingenti interventi di scavo, al fine di preparare i versanti del terreno da consolidare a ricevere i gabbioni secondo una disposizione a gradini.

Uno scopo della presente invenzione è quello di superare i menzionati inconvenienti della tecnica nota, realizzando strutture di contenimento e sostegno di terreni con più elevate caratteristiche resistenziali, che possano altresì essere efficacemente addossate a scarpate o versanti particolarmente ripidi.

Un secondo scopo dell'invenzione è quello di realizzare strutture di consolidamento versatili, che riducano i volumi di scavo necessari per la loro installazione in opera.

Un ulteriore scopo dell'invenzione è quello di raggiungere i menzionati obiettivi nell'ambito di soluzioni semplici, razionali e dal costo contenuto.

Tali scopi sono raggiunti dall'invenzione mediante un elemento modulare ed un metodo per la realizzazione di strutture di contenimento e sostegno di terreni, le cui caratteristiche sono riportate rispettivamente nelle rivendicazioni indipendenti 1 e 12. Le rivendicazioni dipendenti delineano aspetti preferiti e/o particolarmente vantaggiosi dell'invenzione.

In particolare, l'invenzione rende disponibile un elemento modulare comprendente un involucro esterno, già denominato gabbione, atto ad essere riempito con un materiale pesante, tipicamente lapideo, che funge da zavorra per l'elemento modulare stesso. A detto involucro esterno è fissato almeno un organo di rinforzo, il quale è atto ad essere stabilmente collegato ad almeno un organo di ancoraggio, il quale è a sua volta atto ad essere piantato in profondità nel terreno per fissare l'involucro esterno al terreno stesso.

In questo modo, una struttura di consolidamento realizzata con gli elementi modulari forniti dall'invenzione non sarà sostenuta solo dal proprio peso, ma anche dall'azione degli elementi di ancoraggio che la rendono solidale al terreno retrostante e/o sottostante, e potrà pertanto essere conformata anche come una parete verticale ed essere addossata a terreni ripidi come scarpate, senza il rischio di crollare per effetto delle spinte esercitate dai terreni stessi. Una struttura siffatta risulterà ad esempio particolarmente adatta al consolidamento di ammassi rocciosi, in cui gli elementi di ancoraggio possono essere fissati in modo molto stabile.

Detti elementi di ancoraggio hanno inoltre l'effetto di puntellare il terreno in cui sono piantati, concorrendo efficacemente a rinforzarlo e renderlo più stabile.

Infine, la posa in opera degli elementi modulari secondo l'invenzione non richiede elevati volumi di scavo, giacché non è necessario addossare i gabbioni alle scarpate secondo una disposizione a gradini.

L'invenzione rende inoltre disponibile un corrispondente metodo per la realizzazione di strutture di contenimento e sostegno di terreni mediante l'assemblaggio di elementi modulari, i quali sono singolarmente dotati di un involucro esterno atto a contenere un materiale di appesantimento. Detto metodo prevede in particolare la fase di ancorare l'involucro esterno di detti elementi modulari al terreno da consolidare, tramite almeno un elemento di ancoraggio che viene piantato in profondità nel terreno stesso.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno evidenti dalla lettura della descrizione seguente fornita a titolo esemplificativo e non limitativo, con l'ausilio delle figure illustrate nelle tavole allegate.

La Fig.l è una vista prospettica di un elemento modulare secondo l'invenzione, in cui la rete metallica della parte anteriore e laterale del gabbione non è mostrata per meglio distinguere le caratteristiche del trovato.

La figura 2 è una vista esplosa in elevazione prospettica della sola parte posteriore dell'elemento modulare di figura 1.

La Figura 3 è una vista laterale di una struttura di consolidamento ottenuta con elementi modulari del tipo di quello illustrato in figura 1.

La figure 4 è una vista da tergo della struttura di figura 3, in cui la rete dei gabbioni non è mostrata per meglio distinguere le caratteristiche del trovato.

La figura 5 mostra una forma di attuazione alternativa dell'elemento modulare secondo l'invenzione.

La figura 6 mostra un primo esempio di applicazione di strutture di consolidamento ottenibili con elementi modulari secondo l'invenzione. La figura 7 mostra un secondo esempio di applicazione di strutture di consolidamento ottenibili con elementi modulari secondo 1'invenzione, ed in cui per chiarezza sono mostrati solo alcuni degli elementi di ancoraggio associati a detti elementi modulari.

In figura 1 è illustrato un elemento modulare 1 per la realizzazione di strutture di contenimento e sostegno di terreni, tipicamente di scarpate e/o di versanti in pendenza di terreni franosi.

Detto elemento modulare 1 comprende un gabbione 2 di rete metallica a forma di parallelepipedo rettangolare, il quale è chiuso su tutti i fianchi e presenta un coperchio apribile, attraverso cui può essere riempito con un materiale pesante atto a zavorrare l'elemento modulare 1 stesso, tipicamente pietrame o simili.

In altre forme di attuazione, il gabbione 2 può essere privo di coperchio, cosicché risulta superiormente aperto e viene chiuso dopo il riempimento, ad esempio stendendo su di esso un telo di rete che viene svolto e separato da un rotolo.

Nell'esempio mostrato, il gabbione 2 è realizzato in rete metallica a maglia esagonale a doppia torsione; tuttavia, potrebbe essere efficacemente realizzato anche in rete metallica elettrosaldata o elettropuntata.

L'elemento modulare 1 comprende un organo di rinforzo 3 di materiale metallico, il quale è saldamente fissato al fianco posteriore 20 del gabbione 2, ad esempio mediante idonee legature, fascette metalliche o punti metallici. Detto organo di rinforzo 3 è collocato all'interno del gabbione 2, ma potrebbe essere collocato anche all'esterno, senza per questo pregiudicare l'efficacia dell'invenzione.

Nell'esempio di figura 1, l'organo di rinforzo 3 comprende un corpo a forma di crociera 30 i cui bracci si sviluppano lungo le diagonali del fianco posteriore 20 del gabbione 2. Detto corpo a crociera 30 può essere realizzato in un unico corpo monolitico di materiale metallico, oppure può comprendere due distinte traverse metalliche disposte a crociera ed unite al centro, ad esempio mediante saldatura. L'organo di rinforzo 3 comprende inoltre una piastra zincata in acciaio 31, la quale è fissata nel punto di intersezione dei bracci del corpo a crociera 30, dalla parte opposta rispetto al fianco posteriore 20 del gabbione 2 (v. anche fig.2). La piastra zincata 31 è provvista di un'apertura centrale, la quale è allineata con una corrispondente apertura ricavata nel corpo a crociera 30, in modo da definire un unico foro 32 passante nell'organo di rinforzo 3. L'elemento modulare 1 comprende anche un organo di ancoraggio 4 avente sostanzialmente la forma di un'asta, il quale è fissato all'organo di rinforzo 3 e si sviluppa all'esterno del gabbione 2 (v. fig.2). Detto organo di ancoraggio 4 è atto ad essere piantato profondamente in un terreno T, in modo da fissare il gabbione 2 al terreno T stesso.

L'organo di ancoraggio 4 può essere ad esempio un chiodo, un'asta filettata, un'asta autoperforante a forma di trivella o un'asta d'acciaio ad aderenza migliorata. Preferibilmente, l'organo di ancoraggio 4 deve avere una lunghezza almeno pari a 1 metro, in modo da poter essere piantato profondamente nel terreno T e sortire il proprio effetto.

Nell'esempio mostrato in figura 2, l'organo di ancoraggio 4 presenta un'estremità filettata 40 atta ad attraversare la rete metallica del fianco posteriore 20 del gabbione 2, in modo da infilarsi nel foro passante 32 dell'organo di rinforzo 3, cui viene saldamente fissata tramite un dado 41 ed un controdado 42, formando un bullone.

Ovviamente l'organo di ancoraggio 4 potrebbe essere fissato all'organo di rinforzo 3 in qualunque altro modo. In particolare, se l'organo di ancoraggio 4 fosse un chiodo, esso potrebbe essere semplicemente infilato nel foro passante 32 dalla parte interna del gabbione 2, ed essere quindi piantato nel terreno T sino a quando la testa del chiodo non giunge a battuta contro la piastra zincata 31.

Si desidera qui osservare che l'elemento modulare 1 potrebbe comprendere una pluralità di distinti organi di rinforzo 3, ciascuno fissato ad un relativo fianco del gabbione 2 e atto ad essere collegato ad un relativo organo di ancoraggio 4. In figura 3 è visibile ad esempio un elemento modulare 1 che è provvisto di due organi di rinforzo 3, i quali sono fissati rispettivamente al fianco posteriore 20 ed al fianco inferiore 21 del gabbione 2.

Si desidera inoltre osservare che l'elemento modulare 1 potrebbe altresì comprendere un organo di rinforzo 3 atto ad essere collegato con più organi di ancoraggio 4, ad esempio tramite una pluralità di fori passanti 32.

Infine l'organo di rinforzo 3 dell'elemento modulare 1 potrebbe avere una forma diversa da quella a crociera. In figura 5 è illustrato ad esempio un elemento modulare 1, il cui organo di rinforzo 3 comprende un corpo metallico 33 conformato come una cornice, i cui lati si sviluppano lungo i bordi del fianco posteriore 20 del gabbione 2. Detto corpo a cornice 33 può essere realizzato in un unico corpo monolitico, ovvero mediante l'unione di una pluralità di spezzoni separati che formano i lati della cornice. Nel corpo a cornice 33 sono ricavati quattro fori passanti 32 per il fissaggio di altrettanti organi di ancoraggio 4.

L'organo di rinforzo 3 potrebbe anche avere una forma mista rispetto a quelle sopra descritte, comprendendo ad esempio sia un corpo a cornice 33, sia un corpo a crociera 30 fissato all'interno di detto corpo a cornice 33.

Indipendentemente dalla forma dell'organo di rinforzo 3, l'elemento modulare 1 comprende inoltre uno o più organi di collegamento 5, i quali sono atti a collegarlo ad altri analoghi elementi modulari 1 disposti ad esso adiacenti. Negli esempi illustrati, ciascun organo di collegamento 5 è costituito da una piastra d'acciaio che viene fissata alla superficie esterna del fianco posteriore 20 del gabbione 2. Ciascuna piastra d'acciaio 5 è posizionata in corrispondenza di uno spigolo e sporge rispetto ai bordi del fianco posteriore 20, in modo da poter essere fissata al fianco posteriore 20 di altri gabbioni 2 adiacenti, ad esempio mediante avvitatura. Ovviamente la piastra 5 potrebbe essere sostituita con qualunque organo di collegamento avente forma e conformazione adatte a consentire il fissaggio del gabbione 2 ad altri gabbioni 2 adiacenti.

Come illustrato nelle figure 3 e 4, gli elementi modulari 1 possono pertanto essere accostati e impilati tra loro in modo che i fianchi posteriori 20 dei relativi gabbioni 2 siano reciprocamente complanari, e possono quindi essere fissati gli uni agli altri tramite gli organi di collegamento 5, in modo da formare una parete di consolidamento 10 rigida e solida, avente qualunque dimensione desiderata.

Detta parete di consolidamento 10 viene assemblata in opera dopo che i gabbioni 2 degli elementi modulari 1 sono stati riempiti con un materiale pesante, addossandola ad una scarpata o a un declivio anche piuttosto pendente, in modo da contenere e sostenere il terreno per evitare frane e smottamenti.

In figura 6, gli elementi modulari 1 sono utilizzati ad esempio per realizzare due distinte pareti di consolidamento 10, di cui una parete di controripa ed una parete di sottoscarpa stradale.

Durante il montaggio della parete di consolidamento 10, gli organi di ancoraggio 4 di ciascun elemento modulare 1 vengono fissati all'organo di rinforzo 3 del relativo gabbione 2, e piantati profondamente nel terreno adiacente. In particolare, gli organi di ancoraggio 4 possono essere infilati e bloccati all'interno di fori precedentemente realizzati nel terreno, oppure possono essere conficcati direttamente nel terreno qualora ad esempio siano conformati come chiodi o come aste autoperforanti.

In questo modo, la parete di consolidamento 10 viene resa solidale con la scarpata retrostante e/o con il piano di posa sottostante, cosicché l'azione di sostegno del terreno è ottenuta sia dal peso dei gabbioni 2 riempiti di materiale pesante, sia dalla trazione esercitata dagli organi di ancoraggio 4. Gli organi di ancoraggio 4 hanno inoltre l'effetto di puntellare il terreno in cui sono piantati, aumentandone ulteriormente la stabilità.

In figura 7 è illustrata infine una struttura di consolidamento atta a contenere e sostenere sponde di fiumi, canali o bacini, la quale può essere efficacemente realizzata con elementi modulari 1' dello stesso tipo di quelli sopra descritti.

In particolare, gli elementi modulari 1' differiscono da quelli già descritti unicamente per la forma dell'involucro di contenimento 2 del materiale pesante, il quale è più sottile e prende generalmente il nome di materasso metallico.

Gli elementi modulari 1' vengono disposti adiacenti gli uni agli altri, in modo che i materassi metallici 2 realizzino una parete di rivestimento il che ricopre le sponde dell'invaso, mentre i relativi organi di ancoraggio 4 vengono piantati in profondità nel terreno che definisce le sponde stesse.

Per questo tipo di applicazione, la struttura di contenimento può comprendere anche una membrana di protezione 6, tipicamente una membrana impermeabilizzante HDPE, la quale viene preventivamente applicata nel terreno dell'invaso che viene successivamente ricoperto dal rivestimento 11, preferibilmente al di sotto di un sottile strato di terreno ST che rimane interposto tra la membrana 6 ed il rivestimento 11.

Ovviamente un tecnico del settore potrà apportare al trovato numerose modifiche di natura tecnico applicativa, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione come sotto rivendicata.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1. Elemento modulare per la realizzazione di strutture di contenimento e sostegno di terreni (T), comprendente un involucro esterno (2) atto a contenere un materiale per appesantire l'elemento modulare (1, 1'), caratterizzato dal fatto che a detto involucro esterno (2) è fissato almeno un organo di rinforzo (3) che è atto ad essere ulteriormente fissato ad almeno un organo di ancoraggio (4), il quale è atto ad essere piantato in profondità nel terreno (T) per fissare l'involucro esterno (2) al terreno stesso.
2. 2. Elemento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto involucro esterno (2) è di rete metallica.
3. 3. Elemento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto organo di rinforzo (3) comprende un corpo (30) a forma di crociera.
4. 4. Elemento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto organo di rinforzo (3) comprende un corpo (33) a forma di cornice.
5. 5. Elemento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto organo di ancoraggio (4) è conformato come un'asta.
6. 6. Elemento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto organo di ancoraggio (4) è conformato come una trivella, in modo da poter perforare il terreno (T).
7. 7. Elemento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta organo di ancoraggio (4) è conformato come un chiodo.
8. 8. Elemento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che a detto involucro esterno (2) è fissato almeno un organo di collegamento (5) il quale è atto ad ulteriormente essere fissato all'involucro esterno (2) di un altro elemento modulare (1).
9. 9. Struttura per il contenimento ed il sostegno di terreni (T), comprendente una pluralità di elementi modulari (1, 1') secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui gli involucri esterni (2) di detti elementi modulari (1, 1') sono disposti in modo da formare una parete (10, 11) atta a ricoprire almeno parzialmente il terreno (T).
10. 10. Struttura secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che comprende una membrana di protezione (6) atta a stare a contatto con il terreno (T) ricoperto da detta parete (11).
11. 11. Struttura secondo la rivendicazione 10, caratterizzata dal fatto che detta membrana di protezione (6) è una membrana impermeabilizzante.
12. 12. Metodo per la realizzazione di strutture di contenimento e sostegno di terreni mediante elementi modulari (1, 1') singolarmente dotati di un involucro esterno (2) atto a contenere un materiale di appesantimento, caratterizzato dal fatto che comprende la fase di ancorare al terreno (T) l'involucro esterno (2) di detti elementi modulari (1, 1'), mediante almeno un organo di ancoraggio (4) che viene piantato in profondità nel terreno (T) stesso.
13. 13. Metodo secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che comprendente la fase di disporre una pluralità di detti elementi modulari (1, 1') in modo da formare una parete (10, 11) che ricopre almeno parzialmente il terreno (T).
14. 14. Metodo secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che prevede di fissare tra loro gli involucri esterni (2) di detti elementi modulari (1, 1').
15. 15. Metodo secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che prevede di applicare una membrana di protezione (6) nel terreno (T) che viene ricoperto dalla detta parete (il).
16. 16. Metodo secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che detta membrana di protezione è una membrana impermeabilizzante.