Il Soil Nailing rappresenta una tecnica per il sostegno di pendii e fronti di scavo mediante l’introduzione all’interno del terreno di elementi di rinforzo (chiodi), generalmente costituiti da barre metalliche. I rinforzi sono elementi passivi che contribuiscono alla stabilità del sistema prevalentemente a trazione per effetto delle deformazioni del terreno sostenuto e che trasferiscono gli sforzi di trazione al terreno circostante attraverso sforzi di taglio lungo l’interfaccia rinforzo-terreno, come mostrato in Fig. 1.
Fig. 1 – meccanismo di trasferimento degli sforzi al contatto rinforzo-terreno (linee guida americane FHWA-NHI-14-007).
Tale tecnica può essere impiegata sia per il rinforzo di pendii esistenti che per la stabilizzazione di fronti di scavo. In quest’ultimo caso, per la messa in opera si ricorre alla tecnica “top-down”, la quale può essere schematicamente sintetizzata nei seguenti punti (linee guida americane FHWA-NHI-14-007):
Fase 1 – Scavo del primo livello su cui eseguire l’intervento
Nella fase iniziale si procede con lo scavo di un livello (o al massimo due): poiché deve essere garantita la stabilità della parete che viene sagomata, è consigliabile per ciascun livello d’intervento non superare altezze di scavo di 2 m.
Fig. 2 – Scavo del primo livello su cui eseguire l’intervento
Fase 2 – Realizzazione dei fori
Nella seconda fase si eseguono i fori in cui andranno collocati i rinforzi con un assegnato interasse, sia nella direzione verticale che in quella orizzontale.
Fig. 3 – Realizzazione dei fori
Fase 3 – Inserimento dei rinforzi nei fori
Nella terza fase vengono inseriti, sempre limitatamente al livello corrente, i rinforzi nei singoli fori e si provvede alla boiaccatura tramite iniezione di una malta che dovrà assicurare l’interazione tra il rinforzo e il terreno. Lo sfilamento del rinforzo dal versante rappresenta uno dei possibili stati limite ultimi che devono essere verificati in sede di progettazione e calcolo dell’intervento.
Fig. 4 – Inserimento dei rinforzi nei fori
Fase 4 – Posizionamento delle stuoie sintetiche di drenaggio e prima parte del rivestimento
La fase 4 prevede la collocazione di stuoie sintetiche per drenare l’acqua presente nel fronte verso elementi filtranti, evitando anche possibili erosioni della scarpata, e la realizzazione di uno strato di calcestruzzo spruzzato. È fortemente raccomandato non lasciare a vista la scarpata dopo l’installazione dei rinforzi per più di 3 giorni.
Fig. 5 – Posizionamento delle stuoie sintetiche di drenaggio e prima parte del rivestimento
Fase 5 – Ripetizione dei punti precedenti fino al raggiungimento della profondità di scavo finale
Le sequenze viste finora vanno ripetute fino al completamento dell’intera scarpata da stabilizzare. Per la corretta riuscita dell’intervento e per salvaguardare la sicurezza degli operatori è importante condurre tutte le sequenze d’installazione (dal taglio della scarpata fino alla sua stabilizzazione) per step e procedere con il livello successivo solo dopo aver stabilizzato la scarpata del livello precedente.
Fig. 6 – Ripetizione dei punti precedenti fino al raggiungimento della profondità di scavo finale
Fase 6 – Completamento dell’intervento
Completamento dell’intervento sull’intero versante. La conclusione dell’intervento prevede uno strato finale di spritz-beton con rete elettrosaldata e la messa in opera di piastre e bulloni di serraggio per bloccare le teste di chiodi di ancoraggio. Al termine della sequenza, l’intervento è concluso.
VERIFICHE DI STABILITÀ
Come tutte le opere di ingegneria geotecnica, è necessario che i pendii e i fronti di scavo rinforzati con la tecnica del Soil Nailing siano verificati nei confronti del raggiungimento dei possibili meccanismi di collasso. In accordo a quanto indicato dalle linee guida americane FHWA-NHI-14-007, i principali meccanismi di collasso cui un pendio o un fronte di scavo rinforzato con la tecnica del Soil Nailing può essere sottoposto sono indicati in Fig. 7.
Fig. 7 – Potenziali meccanismi di rottura di una parete rinforzata con la tecnica del Soil Nailing (linee guida americane FHWA-NHI-14-007): (a) stabilità interna (la superficie di rottura interessa il terreno ed i chiodi); (b) stabilità globale (la superficie di rottura non interessa i chiodi); (c) rottura per sfilamento del rinforzo; (d) rottura del rinforzo per trazione; (e) rottura strutturale del rivestimento; (f) scorrimento.
Tutte le verifiche indicate in Fig. 7 possono essere eseguite agevolmente mediante Soil Nailing Analysis SNL, il nuovo software GeoStru appositamente sviluppato per la progettazione e la verifica di pendii o fronti di scavo rinforzati con la tecnica del Soil Nailing. Clicca su questo link per maggiori informazioni.
Soil Nailing Analysis SNL
Soil Nailing Analysis SNL: software per l’analisi dei pendii o dei fronti di scavo rinforzati mediante la tecnica del soil nailing. Consente di eseguire tutte le verifiche tenendo conto delle diverse fasi di scavo, anche secondo l’approccio della normativa vigente.
Wow, articolo molto tecnico e interessante. Complimenti!