Lo stato fessurativo delle strutture degli edifici spesso richiede degli interventi di consolidamento delle stesse. Questo fenomeno, sempre più diffuso sul territorio nazionale, è da imputarsi, nella maggior parte dei casi, allo sviluppo di cedimenti differenziali, generati da ampliamenti o modifiche apportate al corpo della struttura e dalle variazioni nella distribuzione dei carichi permanenti applicati. In altre circostanze, invece, la causa dei cedimenti va ricercata nella variazione delle proprietà geotecniche dei terreni di fondazione, dovute, ad esempio, ad un abbassamento o innalzamento della falda freatica, alla degradazione chimica di alcuni litotipi, alla rottura di impianti idraulico-sanitari, ecc..

Qualunque sia la causa del cedimento differenziale si rendono necessari degli interventi migliorativi che consentano al sistema struttura-terreno di adeguarsi al nuovo quadro statico. Ciò può essere perseguito principalmente in due modi: (1) il consolidamento strutturale delle fondazioni; (2) il consolidamento del terreno ed il conseguente miglioramento delle sue caratteristiche fisico-meccaniche.

L'attività di rilevazione e le soluzioni apportabili
Un rilevante aumento delle caratteristiche meccaniche del terreno di fondazione può spesso essere prodotto utilizzando una tecnologia di consolidamento che ricorre all’iniezione nel terreno di resina espandente ad alta pressione d’espansione. Le modalità d’intervento sono relativamente semplici e non necessitano di scavi invasivi o di problematici sistemi di collegamento per solidarizzare le preesistenti e le nuove opere di fondazione.

Per effetto della rilevante espansione della resina, all’interno del volume di terreno trattato, è possibile inoltre ripristinare il contatto all’interfaccia terreno-fondazione anche laddove i valori della sollecitazione risultino più modesti. In questo modo si ottiene una migliore distribuzione dei carichi ed una conseguente limitazione dei picchi di tensione.

Facendo ricorso ad analoga tecnologia ma con l’utilizzo di resine diverse ed aventi una pressione d’espansione ridotta; è possibile ricostituire l’integrità strutturale di sistemi murari o fondazioni degradate. Il procedimento consiste nel realizzare dei fori d’iniezione, distanziati fra loro, attraverso elementi lapidei o murari in modo da attraversare cavità presenti nel corpo murario al fine di riempirle iniettando resina espandente previo inserimento di appositi tubi d’iniezione. Preferibilmente, i tubi d’iniezione vengono ritirati gradualmente lungo i fori ed in senso contrario al senso d’inserimento degli stessi per consentire alla miscela di diffondersi in tutte le cavità attraversate o prossime a queste.

Un caso concreto
Nel maggio del 2004, nell’ambito del progetto di consolidamento della chiesa Chemin Louis-Segond sita in Ginevra (Svizzera), l’edificio oggetto di risanamento presentò evidenti segni di cedimenti dell’ordine anche di qualche centimetro che avevano originato importanti fessure sui lati Sud ed Ovest dello stesso.

L’esame del quadro fessurativo rappresenta una fonte importante d’informazioni sul tipo di cedimento che è avvenuto. L’entità, la forma, l’inclinazione e l’evoluzione nel tempo delle lesioni che si sono manifestate sui muri portanti, sui muri divisori e sui pavimenti, forniscono un insieme di dati preziosi che contribuiscono ad un’accurata interpretazione della dinamica del cedimento.

Il progetto redatto ha previsto il trattamento di complessivi 18 m di fondazione continua e del sottostante volume di terreno fino ad una profondità di 3 m dal piano campagna. La resina utilizzata è stata preliminarmente sottoposta ad una serie di prove di laboratorio, al fine di valutarne le principali proprietà meccaniche.

Risanamento fondazioni con il metodo Uretek walls restoring
Per questa particolare tipologia di lavorazione è previsto l’impiego di una resina a bassa pressione d’espansione, alta densità ed alta resistenza allo schiacciamento (resistenza alla compressione ca. 6 MPa in condizioni di massimo confinamento) nella sua fase solida. I tempi d’indurimento del materiale sono piuttosto lunghi se paragonati a quelli della resina utilizzata per il consolidamento e questo per consentire una più efficace penetrazione del materiale. La resina adottata ha tempi d’indurimento nell’ordine dei 30 secondi ed esprime una pressione di rigonfiamento massima comunque inferiore ai 200 kPa.

Consolidamento del terreno con il metodo Uretek Deep Injections
La procedura di consolidamento Uretek sviluppa la sua azione in direzione verticale (o sub-verticale) attraverso una successione d’iniezioni a bassa pressione, eseguite sotto il piano della fondazione, di una resina provvista di una rilevante e rapida capacità d’espansione.

L’espansione si sviluppa, come già descritto nel paragrafo precedente, mettendo in gioco una pressione di rigonfiamento assai elevata, che aumenta con il grado di confinamento a cui è soggetta la resina stessa durante l’intervento: quanto più la resina è confinata nel corso del trattamento, tanto maggiore risulterà la sua azione consolidante.

Il terreno di natura coesiva limosa ed il notevole contenuto naturale d’acqua del terreno non hanno in alcun modo inficiato il buon esito dell’intervento avvenendo la reazione tra i componenti costitutivi del materiale in modo indipendente dalle condizioni al contorno.

L’operazione comporta l’iniezione nel terreno a basse pressioni di resine ad alta pressione d’espansione ottenute dalla miscelazione di componenti che, per reazione chimica, provocano un effetto di consolidamento esercitando nel terreno ospitante una pressione fino a 10 MPa in un tempo massimo di 6”-10” dalla loro miscelazione.

Conclusioni
Attraverso lo studio di un intervento riguardante il consolidamento di un edificio di altissimo valore storico si sono voluti evidenziare gli aspetti tecnico-operativi dei trattamenti del terreno e delle fondazioni con resine espandenti. Anche a causa degli evidenti problemi d’invasività che avrebbe comportato un intervento di sottofondazione tradizionale (micropali, jet grouting, ecc..) si è deciso di procedere con l’iniezione di resine ad alta pressione d’espansione. Le attuali preesistenze all’interno dell’edificio, e quindi altari, pavimentazione, coro e macchinari rendono impossibili interventi che attraverserebbero la struttura muraria ed il terreno fino a notevole profondità danneggiando porzioni della chiesa.

La tecnologia consiste nell’iniettare a bassa pressione nel terreno e nelle fondazioni resina espandente. I fori d’iniezione, realizzati utilizzando trapani a rotopercussione, hanno un diametro di 20.0 mm ed un interasse di progetto compreso tra i 0.8 ed 1.0 m.

L’utilizzo di questa tecnologia per il consolidamento dei terreni di fondazione nonché delle fondazioni stesse ha permesso un omogeneo miglioramento delle caratteristiche geotecniche del terreno sottostante la struttura e la ristrutturazione di fondazioni ammalorate. L’intervento, completato in tre giorni lavorativi, ha previsto la realizzazione di perforazioni effettuate mediante attrezzatura manuale a rotopercussione che non hanno in nessun modo determinato un aggravarsi delle lesioni preesistenti.
La resina iniettata è un materiale ecocompatibile e rispetta tutte le rigide normative esistenti in materia.