ITRE20110050A1 - Sistema di consolidamento dello strato corticale di terreni franosi - Google Patents

Description

“SISTEMA DI CONSOLIDAMENTO DELLO STRATO CORTICALE DI TERRENI

FRANOSIâ€

CAMPO TECNICO

La presente invenzione riguarda un sistema di consolidamento dello strato corticale di terreni soggetti a fenomeni franosi ed il relativo metodo.

Più in particolare, l’invenzione concerne un sistema per il consolidamento dello strato corticale di pendii, versanti, sponde, argini in terreni in pericolo di frana superficiale.

<TECNICA PREESISTENTE>

Per il consolidamento dello strato corticale di terreni franosi à ̈ nota una prima tipologia di sistemi che prevedono reti metalliche atte ad essere posizionate sul terreno da consolidare e che vengono ancorate ad esso tramite barre di ancoraggio atte ad essere fissate stabilmente, ad esempio mediante opportune cementazioni, allo strato sotto superficiale stabile (ad esempio roccioso) del terreno.

Tale prima tipologia di sistemi, tuttavia, non si prefigge il compito di trattenere il terreno dal franare, ma di contenerlo al proprio interno nel caso che ciò avvenga, permettendo quindi l’insorgere dei fenomeni franosi.

Per superare questi inconvenienti à ̈ nota una seconda tipologia di sistemi di consolidamento, i quali sono descritti nella domanda di Brevetto Internazionale nr. WO 2009/150515 a nome della stessa Richiedente.

Tali sistemi di consolidamento appaiono più efficaci nel prevenire l’insorgere dei fenomeni franosi dello strato corticale del terreno, in quanto sopra la rete metallica à ̈ disposto un reticolo di cavi atto a frazionare il terreno in porzioni perimetralmente chiuse.

Inoltre, la rete metallica e i cavi sono trattenuti e messi in tensione in corrispondenza delle barre di ancoraggio da piastre di ripartizione concave con concavità rivolta verso l’alto e atte ad essere affossate in un avvallamento del terreno per premere la rete ed i cavi verso il terreno stesso.

Tali sistemi prevedono a) un rimodellamento tridimensionale della superficie del pendio tale da permettere al rivestimento di penetrare nel terreno creando un freno tridimensionale che si oppone al franare dello strato instabile; b) un nuovo tipo di tesatura del rivestimento stesso e della orditura delle funi di acciaio tale da permettere la messa in compressione modulabile della superficie del pendio, in modo da aumentare la pressione dello strato instabile sullo strato roccioso innalzando così i dati critici di scivolamento. In particolare questa seconda fase si realizza avvitando dadi imperniati su ciascun ancoraggio i quali spingono la corrispondente piastra di ripartizione sul fondo di incavi artificiali precedentemente scavati e nel cui fondo sono stati realizzati gli ancoraggi stessi

In pratica, ciascuna zona bombata in cui il pendio à ̈ stato rimodellato dagli incavi artificiali realizza un rilievo sovrastato da rete metallica e funi di acciaio e ai cui vertici à ̈ disposta una piastra di ripartizione in posizione affossata.

Le piastre di ripartizione, una volta in posizione, mettono in tensione sia la rete metallica che i cavi premendoli verso il terreno in modo che trattengano le varie porzioni di strato corticale.

Tale seconda tipologia nota di sistemi di consolidamento, seppure più efficace nel trattenimento del terreno, presenta alcuni inconvenienti dovuti al fatto che la piastra di ripartizione, essendo preposta alla pressione sia del cavo che della rete metallica verso la base dell’avvallamento in cui à ̈ fissata la barra di ancoraggio, porta ad un inevitabilmente squilibrio tra la tensionatura della rete metallica e del cavo.

Si à ̈ riscontrato, infatti, che la rete metallica in tali sistemi di consolidamento non riesce a raggiungere la tensione necessaria a determinare una compressione efficace del terreno, in quanto i cavi sono tesi prima di essa e trattengono la piastra di ripartizione.

La piastra di ripartizione, in pratica, nella sua azione di “trascinamento†della rete metallica e del cavo verso il fondo dell’avvallamento, risulta trattenuta dal cavo stesso che le impedisce di imprimere alla rete metallica una tesatura significativa.

Tale fenomeno si verifica in quanto i cavi, generalmente cavi di acciaio, presentano una capacità di allungamento di gran lunga inferiore a quello della rete metallica, la quale à ̈ invece molto più deformabile sul piano.

Ciò che si ottiene à ̈ una rete metallica che si presenta abbastanza ma non sufficientemente tesata, compressa da un reticolo di funi di acciaio che, al contrario, risulta trovarsi in forte tensione e questo contrasto, ovviamente, riduce l’efficacia dell’intero impianto, essendo la tesatura del rivestimento requisito essenziale per poter garantire l’efficacia del trattenimento dello strato corticale di terreno.

Uno scopo della presente invenzione à ̈ quello di superare i menzionati inconvenienti della tecnica nota, nell’ambito di una soluzione semplice, razionale e dal costo contenuto.

Tali scopi sono raggiunti dalle caratteristiche dell’invenzione riportate nelle rivendicazioni indipendenti.

Le rivendicazioni dipendenti delineano aspetti preferiti e/o particolarmente vantaggiosi dell’invenzione.

In particolare, uno scopo dell’invenzione à ̈ agire indipendentemente per il tensionamento e/o poter differenziare la tensione dello strato rivestimento, in particolare della rete metallica, rispetto alla tensione del cavo, in modo da poter modulare al meglio le forze di compressione agenti sullo strato corticale del terreno da consolidare.

In pratica, uno scopo dell’invenzione à ̈ quello di dare la possibilità di agire indipendentemente per il tensionamento sia dello strato di rivestimento sia del reticolo delle funi. Questo determina da un lato la possibilità di tensionare in modo ottimale sia il rivestimento che il reticolo delle funi e dall’altro permette di porli in tensione in modo differente.

Inoltre, uno scopo ancora della presente invenzione à ̈ di tendere un rivestimento dello strato corticale del terreno franoso a tal punto da esercitare una compressione sul terreno con una forza in grado di controbilanciare istantaneamente il peso della porzione di superficie instabile ad essa corrispondente, onde poterne garantire una efficace immobilizzazione in ogni condizione fisica di instabilità.

<ESPOSIZIONE DELL>’<INVENZIONE>

L’invenzione, particolarmente, rende disponibile un sistema di consolidamento dello strato corticale di terreni franosi che comprende:

una pluralità di barre di ancoraggio atte ad essere ancorate stabilmente ad uno strato sotterraneo stabile del terreno franoso,

almeno uno strato di rivestimento atto a rivestire lo strato corticale del terreno franoso,

una pluralità di primi elementi tensori vincolati ciascuno ad una rispettiva barra di ancoraggio ed atti a premere lo strato di rivestimento verso lo strato sotterraneo stabile per il tensionamento dello strato di rivestimento stesso, cambiando assialmente la propria posizione di vincolo lungo la barra di ancoraggio;

almeno un reticolo di cavi sovrapposto a detto strato di rivestimento, comprendente cavi vincolati alle barre di ancoraggio secondo uno schema di disposizione che ne esalta la capacità di reagire localmente ad ogni stimolo franoso. Secondo l’invenzione, il sistema comprende una pluralità di secondi elementi tensori vincolati ciascuno ad una rispettiva barra di ancoraggio ed atti a premere le porzioni dei cavi poste attorno alle barre di ancoraggio verso lo strato sotterraneo stabile per il tensionamento del reticolo; i secondi elementi tensori sono atti a cambiare assialmente la propria posizione di vincolo lungo la barra di ancoraggio in modo indipendente da detti primi elementi tensori.

Graie a tale soluzione à ̈ possibile mettere in tesatura efficacemente lo strato di rivestimento e il reticolo e, al contempo, differenziare la tensione per una migliore modulazione delle forze di compressione agenti sullo strato corticale del terreno, sfruttando appieno le differenti caratteristiche meccaniche dello strato di rivestimento e del reticolo di cavi.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

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 figura 1 à ̈ una vista in sezione laterale di un terreno franoso consolidato mediante il sistema di consolidamento, secondo l’invenzione.

La figura 2 Ã ̈ una vista in pianta di un particolare di figura 1.

La figura 3 Ã ̈ un ingrandimento del particolare III di figura 2.

La figura 3A Ã ̈ una vista di figura 3 parzialmente sezionata. La figura 4 Ã ̈ una vista in sezione lungo la traccia IV-IV di figura 3 precedentemente alla fase di tensionatura del reticolo.

La figura 5 à ̈ una vista assonometrica del secondo elemento tensore, del sistema secondo l’invenzione.

La figura 6 à ̈ una vista assonometrica del primo elemento tensore, del sistema secondo l’invenzione.

<MODO MIGLIORE PER ATTUARE L>’<INVENZIONE>

Con particolare riferimento a tali figure, si à ̈ indicato globalmente con 10 un sistema di consolidamento dello strato corticale 11 di terreni franosi, ad esempio pendii, versanti inclinati, argini di corsi d’acqua o simili.

Il sistema 10 comprende una pluralità di barre di ancoraggio 20 atte ad essere ancorate stabilmente ad uno strato sotterraneo stabile 12 del terreno franoso.

In una usuale realizzazione pratica, le barre di ancoraggio 20 comprendono tondini cilindrici in acciaio una cui estremità 21 à ̈ atta ad essere inglobata nello strato sotterraneo stabile 12 e fissata ad esso mediante cementazione o altro sistema di fissaggio noto, in modo che la barra di ancoraggio 20 presenti uno sviluppo longitudinale sostanzialmente ortogonale al piano definito dal terreno, ad esempio ortogonale al pendio da consolidare. L’estremità 22 opposta all’estremità interrata della barra di ancoraggio 20 emerge dal terreno, in particolare, in posizione rialzata rispetto allo strato corticale 11 del terreno stesso.

Nella fattispecie, prima della posa in opera della barra di ancoraggio 20, si provvede a rimodellare il pendio scavando una serie di buche 13 nello strato corticale 11 sul cui fondo si realizzano perforazioni al cui interno si cementano le estremità inferiori 21 delle barre di ancoraggio stesse, Ogni buca 13 circonda l’estremità 22 emersa della barra di ancoraggio stessa.

Almeno l’estremità 22 emersa della barra di ancoraggio 20 comprende una filettatura 23 esterna, la quale può anche svilupparsi per tutta la lunghezza della barra di ancoraggio stessa.

La barra di ancoraggio 20, ad esempio, Ã ̈ una barra di acciaio del tipo GEWI 500/550 N/mm2 a filettatura continua o una barra ad aderenza migliorata FeB44K di vario diametro a seconda dei casci (ad esempio 25 mm, avente carico di rottura pari a 270 kN e carico di snervamento a trazione pari a 245 kN). Ma possono impiegarsi anche ancoraggi in funi di acciaio o tiranti attivi in trefoli di acciaio armonico, ad esempio per terreni franosi di spessore consistente (ad esempio solitamente superiore ai 3 m).

Il sistema 10 comprende almeno uno strato di rivestimento 30 dello strato corticale 11 del terreno franoso, il quale à ̈ fissato alle barre di ancoraggio 20.

In particolare, lo strato di rivestimento 30 comprende una rete metallica, ad esempio del tipo a maglia esagonale a doppia torsione realizzata in filo di ferro a forte zincatura o in fili di acciaio.

Ad esempio, la rete metallica presenta maglie di ampiezza 10 x 8 cm, con diametro del filo 3,0 mm oppure 2,7 mm, e ha carico di rottura a trazione pari a 49,5 kN/m e carico di rottura a punzonamento pari a 26 kN/m.

Non si esclude, tuttavia, la possibilità di impiegare reti in alternativa o in aggiunta anche altri tipi di reti a maglia più fina o a tessitura e materiale diversi da quelli indicati, o presentanti abbinamenti di reti e biostuoie antierosive.

In alternativa o in aggiunta, inoltre, lo strato di rivestimento 30 comprende uno strato di tessuto geocomposito o un reticolo a maglie più o meno larghe di cavi intrecciati secondo svariate forme.

Lo strato di rivestimento 30 à ̈ tale da rivestire l’intera superficie dello strato corticale da consolidare, non si esclude che tale rivestimento si effettui mediante l’affiancamento e/o la sovrapposizione di più strati di rivestimento 30 uniti tra loro, ad esempio mediante cucitura tramite apposito filo di ferro o acciaio.

Una volta in opera, le barre di ancoraggio 20 sono tali da infilarsi in rispettive maglie dello strato di rivestimento 30, ad esempio all’interno di una maglia della suddetta rete metallica.

Lo strato di rivestimento 30 à ̈ poi fissato alle barre di ancoraggio 20 mediante una pluralità di primi elementi tensori 40 atti a scorrere assialmente lungo le barre di ancoraggio 20 e premere lo strato di rivestimento 30 verso lo strato sotterraneo stabile 12 per il tensionamento dello strato di rivestimento stesso.

In pratica, ciascun primo elemento tensore 40 preme una rispettiva porzione dello strato di rivestimento 30 infilata sulla barra di ancoraggio 20 (interessata dal primo elemento tensore stesso) verso il fondo della buca 13, facendo aderire e premendo l’elemento di rivestimento 30 sulla superficie dello strato corticale 11.

Nella fattispecie, il primo elemento tensore 40, mostrato come esempio in figura 6, comprende una piastra 41 concava dotata di un foro passante 42 centrale atto ad essere infilato con gioco su una barra di ancoraggio 20.

In uso, la concavità della piastra 41 à ̈ rivolta da parte opposta rispetto allo strato sotterraneo stabile 12.

La piastra 41 definisce una porzione estesa 43 di presa, posta nella porzione convessa della piastra stessa, che atta a venire a contatto con lo strato di rivestimento 30, per premerlo verso lo strato sotterraneo stabile 12 (come visibile in figura 4).

Per porzione estesa si intende una zona della piastra 41 sufficientemente ampia da interferire con una pluralità di maglie dello strato di rivestimento, si esso a maglie larghe o strette, in modo da poter esercitare una pressione su di esse e spingerle verso lo strato sotterraneo stabile 12.

La piastra concava 41, ad esempio, Ã ̈ realizzata per taglio e piegatura di una piastra piana metallica di forma quadrangolare e presenta una conformazione troncopiramidale (o troncoconica) con la base minore, dotata del foro passante 42 in uso rivolta verso il terreno.

Il primo elemento tensore 40 comprende, inoltre, un organo di spinta filettato, ad esempio del tipo di un dado 44 filettato internamente, il quale à ̈ dotato di una superficie di contatto 45 atta a contattare la piastra 41, ad esempio in corrispondenza della zona perimetrale del foro 42.

Il dado 44 à ̈ atto ad essere avvitato sulla barra di ancoraggio 20 e a spingere, durante l’avvitamento, la piastra 41 (che appoggia mediante la sua superficie estesa 43 sullo strato di rivestimento 30) verso lo strato sotterraneo stabile 12 tensionando al contempo lo strato di rivestimento 30, le cui maglie sono trattenute in direzione parallela al terreno dalle varie barre di ancoraggio 20.

In partica, il dado 44 si avvita sulla barra di ancoraggio 20 fino a quando lo strato di rivestimento 30 non raggiunge un predeterminato livello di tensione sufficiente, il quale à ̈ quantificabile a seconda delle necessità di compressione dello strato corticale 11, ad esempio tramite l’impego di chiavi dinamometriche per l’avvitamento dei dadi 44 opportunamente tarate secondo il grado di tensionamento desiderato.

Il dado 44 spinge la piastra 41 e la porzione di strato di rivestimento 30 ad essa sottostante verso il fondo della buca 13, per cui a fine corsa la piastra 41 si colloca alla base di uno degli avvallamenti 13 artificiali dello strato corticale 11 rimodellato del terreno da consolidare. Tali avvallamenti artificiali (o buche) sono stati appositamente realizzati per determinare una pluralità di zone in rilievo 14, rispetto al piano di giacitura della piastra 41, in modo da permettere al rivestimento non solo un’aderenza completa al terreno, ma anche di esercitare su tali bombature – dopo la posa delle piastre 41 – una pressione significativa e modulabile.

Il sistema 10 comprende almeno un reticolo 50 sovrapposto allo strato di rivestimento 30, il quale comprende almeno un cavo 51,52,53 avvolto attorno alle barre di ancoraggio 20 in modo da delimitare zone perimetralmente chiuse ai cui vertici sono poste almeno tre barre di ancoraggio 20.

Le barre di ancoraggio 20 sono disposte alla base degli avvallamenti 13 realizzati nel terreno secondo uno schema in pianta che può essere preferibilmente a quinconce o a quadriglia, in modo che il reticolo 50 delimiti, ad esempio, nel casco della disposizione a quinconce zone in rilevo 14 sostanzialmente triangolari, come visibile in figura 2, o zone quadre –nella disposizione a quadriglia -; à ̈ possibile, inoltre, prevedere una qualsivoglia disposizione del reticolo 50, purché i cavi che lo costituiscono formino un angolo acuto ogni volta che intercettano una barra di ancoraggio.

In particolare, il reticolo 50 comprende tre cavi, rispettivamente 51, 52, 53, i quali sono ad esempio realizzati in acciaio e sono avvolti attorno alle barre di ancoraggio 20.

I cavi 51,52,53, ad esempio, sono cavi a trefoli di acciaio, generalmente di diametro compreso tra 12 mm e 16 mm, ad anima metallica (ma possono anche essere ad anima tessile in funzione dei casi) zincati. I cavi 51,52,53 hanno un allungamento permanente variabile tra il 0,2% e il 0,5% (maggiore per i cavi ad anima tessile) a cui si aggiunge un allungamento elastico, funzione della trazione cui sono sottoposti, variabile tra 0,4% e 0,8% (in funzione del carico).

In pratica, un primo cavo 51 e un secondo cavo 52 sono tali da avvolgersi attorno alle barre di ancoraggio 20 disponendosi lungo le diagonali del quadrato delimitato da quattro barre di ancoraggio 20, un terzo cavo 53 Ã ̈ atto ad essere disposto in direzione sostanzialmente ortogonale alla direzione della pendenza del terreno da consolidare.

Ogni barra di ancoraggio 20 del sistema 10, che non sia collocata ai confini del terreno da trattare, presenta, quindi, un fianco laterale avvolto (rivolto vero la sommità del pendio) da un primo cavo 51, il fianco laterale opposto (rivolto verso valle) avvolta dal secondo cavo 52, e ancora il fianco rivolto verso la sommità del pendio da consolidare avvolto dal terzo cavo 53.

In pratica, un primo cavo 51 avvolge la parte inferiore della barra di ancoraggio 20 (rispetto alla cima del pendio) creando un angolo acuto rivolto verso monte, un secondo cavo 52 ne avvolge la parte superiore creando un angolo acuto rivolto verso valle, ed un terzo cavo 53 passa al di sopra dell’ancoraggio stesso con andamento sub-orizzontale.

Il primo ed il secondo cavo 51 e 52 avvolgendosi attorno a ciascuna barra di ancoraggio 20 creano rispettivamente due angoli acuti contrapposti.

Inoltre, il reticolo 50 può prevedere un ulteriore cavo, non mostrato, che taglia il reticolo 50 in direzione parallela alla direzione della pendenza del terreno, ovvero disposto ortogonale al terzo cavo 53.

In pratica, nella disposizione a quinconce i cavi 51,52,53 delimitano perimetralmente le zone in rilievo 14 dello strato corticale 11 del terreno, nella disposizione a quadriglia, invece, i cavi 52 e 53 si intersecano grossomodo all’apice delle bombature stesse in rilievo 14.

Particolarmente, il sistema 10 comprende una pluralità di secondi elementi tensori 60 (mostrati nel dettaglio in figura 5) atti a scorrere assialmente lungo le barre di ancoraggio 20, in modo indipendente dai primi elementi tensori 40, per premere almeno le porzioni dei cavi 51,52,53 avvolte attorno alle barre di ancoraggio 20 verso lo strato sotterraneo stabile 12 in modo da tensionare il reticolo 50 indipendentemente dal tensionamento dello strato di rivestimento 30, operato dai primi elementi tensori 40.

Ciascun secondo elemento tensore 60 comprende una cupola 61, ad esempio di forma tronco piramidale realizzata anch’essa mediante taglio e piegatura di una piastra metallica piana, come illustrato, o incurvata senza tagli mediante pressa o di varia forma ad esempio troncoconica, emisferica o simile, alla cui sommità à ̈ presente un foro 62 passante atto ad infilarsi con gioco in una barra di ancoraggio 20.

La cupola 61 presenta in corrispondenza della base una pluralità di asole passacavi 63 atte ad alloggiare e trattenere il cavo.

Tali asole 63 presentano un incavo di imbocco 64 aperto in corrispondenza della base della cupola 61, che presenta due fianchi laterali convergenti verso la sommità della cupola stessa, i quali terminano con una cavità espansa 65, la quale definisce due superfici di appoggio 66, disposte ortogonali all’asse longitudinale della barra di ancoraggio 20.

Le superfici di appoggio 66 sono atte ad accogliere in appoggio le porzioni dei cavi 51,52,53 che si dipartono dalla porzione avvolta dello stesso attorno alla barra di ancoraggio 20.

In uso, la cupola 61 viene infilata nella barra di ancoraggio 20 con concavità rivolta verso lo strato sotterraneo stabile 12, in modo da permettere alle asole 63 l’inserimento (mediante l’incavo di imbocco 64) da sopra sulle rispettive porzioni dei cavi 51,52,53 e il trattenimento in posizione da parte delle superfici di appoggio 66 delle stesse.

Il secondo elemento tensore 30 comprende, inoltre, almeno un elemento di spinta 67 filettato, ad esempio del tipo di un ulteriore dado filettato internamente e dotato di una superficie di appoggio atta ad appoggiarsi sulla cupola 61, in corrispondenza delle parete convessa superiore nell’intorno del foro passante 62.

L’elemento di spinta 67 à ̈ atto ad essere avvitato sulla porzione emersa della barra di ancoraggio 20 per esercitare una spinta sulla cupola 61 diretta lungo l’asse longitudinale della barra di ancoraggio 20, la quale trascina i cavi 51,52,53 verso la base dell’avvallamento 13 artificiale da cui emerge la barra di ancoraggio 20 operando il tensionamento dei cavi stessi.

Su ciascuna barra di ancoraggio 20, nella fattispecie, sono previsti un primo elemento tensore 40 e un secondo elemento tensore 60, il secondo elemento tensore 60 risulta, quindi sovrapposto al primo elemento tensore 40 nel verso di scorrimento assiale verso lo strato sotterraneo stabile 12 degli stessi e, tali elementi tensori sono azionabili indipendentemente l’uno all’altro.

Ad esempio, la cupola 61 a fine corsa può trovarsi in appoggio sulla piastra 41 concava trattenendo tra le due concavità contrapposte della cupola 61 e della piastra 41 il dado 44 e il cavi 51,52,53 (posti all’interno della cavità espansa 65 dell’asola 63 in appoggio sulle superfici di appoggio 66).

Le piastre 41 possono essere diverse in funzione del tipo di terreno e della profondità dello strato instabile da consolidare.

Solitamente le dimensioni della base minore della piastra 41 sono pari a 20x20 cm e uguali a quelle della base maggiore della cupola 61, in modo che quando la cupola 61 à ̈ a fine corsa appoggi a misura sulla base minore della piastra 41, la quale chiude gli incavi di imbocco 64 delle asole 63; in tale posizione le due concavità contrapposte della piastra 41 e della cupola 61 definiscono una camera sostanzialmente chiusa che racchiude al suo interno le porzioni avvolte dei cavi 51,52,53 attorno alla barra di ancoraggio 20 e il dado 44.

In alternativa, Ã ̈ possibile che non tutte le barre di ancoraggio 20 siano interessate da entrambi gli elementi tensori 40 e 60 o che il secondo elemento tensore 60 sia posto a fine corsa ad una quota superiore (nel verso di scorrimento) rispetto alla quota a cui si trova il primo elemento tensore 40, a seconda delle esigenze di tensionamento dello strato di rivestimento 30 e del reticolo 50.

Anche il tensionamento del reticolo 50 può essere controllato mediante l’impiego di chiavi dinamometriche per l’avvitamento dell’elemento di spinta 67, come noto al tecnico del ramo.

In sostanza, lo strato di rivestimento 30, essendo facilmente deformabile, si adatta bene alla morfologia del terreno entrando in ogni avvallamento tramite la pressione esercitata dalle piastre 51, e quando posto in forte tensione di compressione può istantaneamente reagire nei confronti della mobilitazione di frane superficiali bloccando ogni movimento dello strato corticale.

Il reticolo 50 coadiuva tale compito di trattenimento dello strato corticale 11 e, essendo meno deformabile rispetto allo strato di rivestimento 30, da un lato comprime lo strato di rivestimento 30 là dove esso risulta essere meno compresso sullo strato corticale 11, vale a dire all’apice delle bombature dello strato corticale 11 determinate dagli avvallamenti 13 realizzati, e dall’altro distribuisce la tensione in modo ottimale ed uniforme sulle barre di ancoraggio 20.

Gli avvallamenti 13 possono essere chiusi da un tombino, non illustrato, al cui interno possono anche essere indicati i dati tecnici dell’installazione (come ad esempio la lunghezza della barra di ancoraggio, la coppia di serraggio dei dadi, la profondità dello strato corticale, il tipo di miscela cementizia adottata per l’ancoraggio della barra di ancoraggio allo strato sotterraneo stabile, ecc…), o in alternativa tali avvallamenti possono essere semplicemente interrati.

Alla luce di quanto sopra descritto, il metodo per consolidare lo strato corticale 11 di terreni a rischio di frane mediante il sistema 10 Ã ̈ il seguente.

Inizialmente si procede con la realizzazione di avvallamenti 13 localizzati e disposti, ad esempio, a quiconce nello strato corticale 11 di terreno da consolidare, per scoprire lo strato sotterraneo stabile 12.

La profondità di scavo dell’avvallamento 13 in cui sono alloggiati gli ancoraggi à ̈ funzione delle caratteristiche geotecniche, morfologiche e litologiche del terreno e solitamente ha una profondità compreso tra 1/3 e 1/2 dello strato corticale 11 di terreno instabile da consolidare, ma può essere anche diversa a seconda delle esigenze.

Nello strato sotterraneo stabile 12 si effettuano poi perforazioni in modo da ancorarvi stabilmente una pluralità di barre di ancoraggio 20, ad esempio mediante cementazione dell’estremità 21 della stessa barra di ancoraggio.

Una volta operato come descritto disponendo come indicato le barre di ancoraggio 20 distribuite per tutta l’ampiezza del terreno da consolidare, si procede col disporre sullo strato corticale 11 di terreno uno o più strati di rivestimento 30, in modo da rivestire l’intera superficie dello strato corticale 11.

Tramite i primi elementi tensori 40 si garantisce che lo strato di rivestimento 30 sia fissato alle barre di ancoraggio 20; i primi elementi tensori 40, infatti, sono atti a mantenere premuto lo strato di rivestimento stesso sullo strato corticale 11 ed esercitare su esso una compressione, sostanzialmente omogenea o differenziata a seconda delle esigenze, che prema lo strato di rivestimento 30 verso lo strato sotterraneo stabile 12.

Con la chiave dinamometrica à ̈ possibile avvitare i dadi 44 in modo che ciascun dado 44 venga avvitato con una coppia massima determinata, ad esempio di 10 KN o superiori).

A seguito della posa in opera e della tensionatura dello strato di rivestimento 30, ovvero quando esso à ̈ in una posizione stabilmente ancorata al terreno, si procede col disporre sullo strato di rivestimento stesso un reticolo 50 come sopra descritto, i cui cavi 51,52,53 sono atti a delimitare zone perimetralmente chiuse ed in rilievo rispetto agli avvallamenti 13, ai cui vertici sono poste almeno tre barre di ancoraggio 20.

Si nota, come la posa in opera del reticolo 50 quando lo strato di rivestimento 30 à ̈ già tensionato comporta indubbi vantaggi per il personale addetto al consolidamento.

Una volta posto in opera il reticolo 50, che per forza di cose presenta i cavi 51,52,53 inizialmente laschi, si procede col mettere in tensione il reticolo stesso mediante i secondi elementi tensori 60, i quali, essendo atti a scorrere lungo le barre di ancoraggio 30, premono almeno le porzioni avvolte dei cavi 51,52,53 attorno alle barre di ancoraggio 20 verso lo strato sotterraneo stabile 12, in modo che il tensionamento del reticolo 50 avvenga indipendentemente, ovvero in una fase successiva e/o con differenti valori di tensione applicata, dal tensionamento dello strato di rivestimento 30 pretensionato.

In pratica, si procede ad avvitare, ad esempio mediante chiave dinamometrica, l’elemento di spinta 67 fino al raggiungimento della coppia massima determinata (ad esempio 10 KN o altro) per quella zona del terreno o comunque impostata con la chiave dinamometrica stessa.

Una volta raggiunto tale valore di tensione massimo dei cavi, à ̈ possibile procedere con l’affossare nel terreno almeno parzialmente la porzione dei cavi 51,52,53 interposta tra due barre di ancoraggio 20.

In pratica, mediante una martello dotato di una mazza arrotondata si procede battendo sulle porzioni dei cavi 51,52,53 interposte tra due barre di ancoraggio 20 comprimendo localmente lo strato di terreno corticale 11 e creando delle canalette pendenti sul fianco dell’avvallamento 13, disposte perimetralmente rispetto alla zona in rilievo 14 e poste sotto i cavi 51,52,53.

Questa operazione comporta un allentamento della tensione dei cavi 51,52,53 battuti i quali devono essere, quindi, nuovamente tensionati fino a raggiungere nuovamente la tensione predeterminata progettualmente. Si può effettuare più volte questa operazione fino a che la cupola 61 arriva a battuta sulla piastra 41 posta alla base dell’avvallamento 13.

In questo modo si realizza un consolidamento tridimensionale stabile dello strato corticale 11, il quale à ̈ mantenuto premuto verso lo strato sotterraneo stabile 12 del terreno dallo strato di rivestimento 30 e imbrigliato dal reticolo 50 che suddivide lo strato corticale 11 in zone in rilievo 13 perimetralmente chiuse, confinate e compresse in modo sostanzialmente uniforme e/o progettualmente variamente predeterminabile in funzione delle esigenze di ogni singolo contesto applicativo del sistema 10.

Mediante tale accorgimento si raggiunge l’effetto di innalzare i valori di criticità che porterebbero all’origine del distacco dello strato corticale 11 dallo strato sotterraneo stabile 12, che sono all’origine dei fenomeni franosi, in modo da impedire la mobilitazione di frane superficiali nei terreni consolidati.

Infatti, la sinergia dello strato di rivestimento 30 con il reticolo 50 comporta la presa meccanica necessaria per far sì che minimi moti franosi superficiali, causanti deformazioni plastiche nella rete che costituisce lo strato di rivestimento 30, già in parte (spesso in toto) contenute dalla azione della rete stessa, si arrestino non appena la deformazione intercetta i cavi 51,52,53 più vicino, che una volta in tensione - per così dire - irrigidiscono e trattengono localmente lo strato di rivestimento stesso, agendo da freno istantaneo contro qualsiasi movimento franoso dello strato corticale 11.

L’invenzione così concepita à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo.

Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali impiegati, nonché le forme e le dimensioni contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze senza per questo uscire dall’ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema (10) di consolidamento dello strato corticale (11) di terreni franosi che comprende: - una pluralità di barre di ancoraggio (20) atte ad essere ancorate stabilmente ad uno strato sotterraneo stabile (12) del terreno franoso, - almeno uno strato di rivestimento (30) atto a rivestire lo strato corticale (11) del terreno franoso, - una pluralità di primi elementi tensori (40) vincolati ciascuno ad una rispettiva barra di ancoraggio (20) ed atti a premere lo strato di rivestimento (30) verso lo strato sotterraneo stabile (12) per il tensionamento dello strato di rivestimento (30) stesso, cambiando assialmente la propria posizione di vincolo lungo la barra di ancoraggio (20); - almeno un reticolo (50) di cavi (51,52,53) sovrapposto a detto strato di rivestimento (30), comprendente cavi (51,52,53) vincolati alle barre di ancoraggio (20); caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di secondi elementi tensori (60) vincolati ciascuno ad una rispettiva barra di ancoraggio ed atti a premere le porzioni dei cavi (51,52,53) poste attorno alle barre di ancoraggio (20) verso lo strato sotterraneo stabile (12) per il tensionamento del reticolo (50) detti secondi elementi tensori (60) essendo atti a cambiare assialmente la propria posizione di vincolo lungo la barra di ancoraggio (20) in modo indipendente da detti primi elementi tensori (40).
2. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui ciascun secondo elemento tensore (60) Ã ̈ atto a vincolare i cavi (51,52,53) attorno alla rispettiva barra di ancoraggio (20).
3. 3. Sistema (10) secondo la rivendicazione 1, in cui ciascun secondo elemento tensore (60) comprende una cupola (61) alla cui sommità à ̈ presente un foro (62) atto ad infilarsi con gioco in una di dette barre di ancoraggio (20) e la cui base comprende una pluralità di asole passacavi (63) atte ad alloggiare e trattenere il cavo (51,52,53).
4. 4. Sistema secondo la rivendicazione 3, in cui le asole passacavi (63) comprendono un incavo di imbocco (64) aperto in corrispondenza della base della cupola (61) e una cavità espansa (65), la quale definisce due superfici di appoggio (66), disposte ortogonali all’asse longitudinale della barra di ancoraggio (20) e atte ad accogliere in appoggio porzioni dei cavi (51,52,53) per il trattenimento degli stessi cavi all’interno delle asole passacavi (63).
5. 5. Sistema (10) secondo la rivendicazione 3, in cui la cupola (61) in uso à ̈ disposta con concavità rivolta verso lo strato sotterraneo stabile (12).
6. 6. Sistema (10) secondo la rivendicazione 3, in cui: - la barra di ancoraggio (20) comprende almeno una estremità (22) emersa filettata (23), - il secondo elemento tensore (60) comprende almeno un elemento di spinta (67) filettato dotato di una superficie di appoggio atta ad appoggiarsi sulla cupola (61), - l’elemento di spinta (67) essendo atto ad essere avvitato sulla porzione emersa della barra di ancoraggio (20) per la spinta della cupola (61) e del cavo (51,52,53) ad essa sottostante verso l’estremità (21) interrata della barra di ancoraggio (20) per il tensionamento del cavo stesso.
7. 7. Sistema (10) secondo la rivendicazione 1, in cui lo strato di rivestimento (30) comprende una rete metallica.
8. 8. Sistema (10) secondo la rivendicazione 1, in cui lo strato di rivestimento (30) comprende uno strato di tessuto geo-composito.
9. 9. Sistema (10) secondo la rivendicazione 1, in cui su ciascuna barra di ancoraggio (20) Ã ̈ atto a scorrere assialmente almeno un primo elemento tensore (40) e almeno un secondo elemento tensore (60), il secondo elemento tensore (60) essendo sovrapposto al primo elemento tensore (40) nel verso di scorrimento assiale verso lo strato sotterraneo stabile (12).
10. 10. Sistema secondo la rivendicazione 4 e 9 in cui il primo elemento tensore (40) comprende: - una piastra (41) concava dotata di un foro passante (42) atto ad essere infilato con gioco su una barra di ancoraggio (20), in modo che la concavità della piastra (41) sia rivolta da parte opposta rispetto allo strato sotterraneo stabile (12) e - un organo di spinta (44) filettato atto ad essere avvitato sulla barra di ancoraggio (20) per la spinta della piastra (41) stessa verso lo strato sotterraneo stabile (12); a fine corsa il secondo elemento tensore (60) à ̈ atto a venire a contatto con il primo elemento tensore (40 in modo da chiudere gli incavi di imbocco (64) delle asole passacavi (63) e trattenere le porzioni dei cavi (51,52,53), poste attorno alle barre di ancoraggio (20), tra la piastra (41) e la cupola (61).
11. 11. Metodo per il consolidamento dello strato corticale (11) di terreni franosi che comprende le seguenti fasi di: - realizzare una pluralità di avvallamenti (13) localizzati nello strato corticale (11) di terreno da consolidare; - ancorare stabilmente una pluralità di barre di ancoraggio (20) ad uno strato sotterraneo stabile (12) del terreno franoso, in corrispondenza di tali avvallamenti (13); - disporre sullo strato corticale (11) di terreno almeno uno strato di rivestimento (30) in modo che sia vincolato alle barre di ancoraggio (20) tramite primi elementi tensori (40) atti a mantenere premuto lo strato di rivestimento (30) sullo strato corticale (11) del terreno; - disporre sullo strato di rivestimento almeno un reticolo (50) di cavi (51,52,53) vincolati alle barre di ancoraggio (20) e; - mettere in tensione detto reticolo (50) mediante secondi elementi tensori (60) vincolati ciascuno ad una rispettiva barra di ancoraggio (20) ed atti a premere le porzioni dei cavi (51,52,53) poste attorno alle barre di ancoraggio (20) verso lo strato sotterraneo stabile (12) per il tensionamento del reticolo (50), cambiando assialmente la posizione di vincolo dei secondi elementi tensori (60) lungo le barre di ancoraggio (20) indipendentemente dai primi elementi tensori (40).
12. 12. Metodo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto di comprendere la fase di affossare nello strato corticale (11) del terreno almeno parzialmente la porzione dei cavi (51,52,53) interposta tra due barre di ancoraggio (20).