I micropali sono utilizzati nel consolidamento generalizzato del terreno, per questo motivo hanno ottenuto un largo successo nei lavori di sottofondazione e nel campo degli ancoraggi.

Le macchine operatrici per l’esecuzione dei micropali appartengono quindi alla categoria della “piccola perforazione” e possono integrare attrezzature per l’esecuzione di iniezioni, sondaggi, drenaggi, ecc.

L’esecuzione dei micropali avviene in tre fasi distinte:
inizialmente viene eseguita la perforazione mediante sistema a rotazione con utensile tagliante o rotopercussione continua con martello di avanzamento fondoforo;

il foro, sempre occupato durante l’avanzamento dalla batteria di perforazione, può essere liberato dai detriti mediante vari sistemi di spurgo: con sola aria compressa attraverso l’esiguo volume anulare esistente tra parete del foro e batteria di aste; con ausilio di fanghi bentonitici che sostengono le pareti del foro e portano in superficie il detrito di perforazione; con speciali schiumogeni tensioattivi opportunamente miscelati con aria compressa e acqua di perforazione che danno un effetto tixotropico di contenimento della parete.

A perforazione ultimata, spurgato il foro dai detriti, viene quindi calata l’armatura del micropalo che a seconda delle necessità può essere costituita da tradizionali gabbie in tondo, o da tubi in acciaio congiunti fra loro con i manicotti, fino a raggiungere la lunghezza voluta.

Una volta posta in opera l’armatura, si procede alla cementificazione del foro. Il riempimento avviene con boiacca di cemento attraverso tubo convogliatore a bassa pressione (pali gettati) o ad iniezione (pali iniettati a pressione elevata).

L’impasto va opportunamente miscelato per garantire una omogeneità di costituzione e quindi iniettato in pressione attraverso una manichetta di iniezione dal fondo del micropalo verso bocca foro. L’iniezione in risalita garantisce la completa formazione del fusto ed eventuali piccoli detriti vengono portati in superficie dall’impatto.

I tiranti sono elementi strutturali operanti in trazione, in grado di trasmettere forze al terreno grazie ad un’armatura ed ai bulbi di ancoraggio.

Vengono utilizzati per stabilizzare pareti rocciose, per ancorare al terreno paratie o muri di sostegno, per consolidare volte di gallerie soggette a forte pressione idrostatica e comunque in tutti quei disparati settori dell’Ingegneria quando la situazione di interdipendenza struttura-terreno è tale da imporre vincoli che non si possono reperire nell’immediato in-torno della struttura stessa.

La funzione dei tiranti di ancoraggio è quindi quella di trasferire i vincoli necessari alla statica dell’opera in zone in cui il terreno offre la possibilità di assorbire le sollecitazioni in gioco.

Nelle parti funzionali, il tirante viene di-stinto in un tratto passivo ancorato al terreno e un tratto libero nel quale i trefoli possono allungarsi ed è costituito da:

• un’asta o una serie di cavi d’acciaio ( trefoli ) inseriti in un foro di sondaggio che vengono opportuna-mente cementati e protetti dalla corrosione;
• una testa costituita da una piastra metallica di bloccaggio tramite la quale viene trasferito al terreno o alla struttura il carico di trazione fornito dall’asta o dai cavi, poggiante su una trave in cls;
• un sacco otturatore che, posto alla testa del tratto passivo e gonfiato con malta cementizia sino a farlo aderire completamente alle paratie del foro, impedisce il rifluimento della miscela d’iniezione nel tratto libero.

L’ancoraggio al terreno viene eseguito mediante malte che possono essere iniettate con sistemi che si diversificano a seconda del tipo di terreno.

Una volta ancorato il tirante al terreno, si esegue la “tesatura” utilizzando comuni martinetti e manometri di controllo appositamente inseriti alla testa del tirante dove è presente generalmente un sistema a boccale che mantiene la tensione raggiunta.

Dal punto di vista esecutivo è possibile suddividere il tirante in due parti:

Tratto libero e Tratto ancorato:

Tratto libero

La parte compresa tra la testata d’ancoraggio e l’inizio del bulbo d’ammarro è chiamata tratto libero.

Essa corrisponde a quella zona di tirante il cui trefolo, essendo protetto da guaina, può allungarsi liberamente all’atto della messa in tensione.

Il tratto libero è variabile in funzione delle diverse esigenze alle quali il tirante deve soddisfare.

E’ buona norma che il tratto libero sia sufficientemente lungo da assorbire, senza penalizzare eccessivamente il tiro residuo nel tirante, le riduzioni di tensione conseguenti all’assestamento del bulbo d’ammaro ed al rientro dei cunei.

Esso deve consentire la possibilità di una sovratensione temporanea per compensare, se richiesto, riduzioni di tensione, senza sollecitare eccessivamente i trefoli.

Tratto ancorato

Il tratto ancorato permette di bloccare il tirante al terreno. Il bloccaggio si ottiene a mezzo di iniezioni di boiacca di cemento che solidarizza totalmente i trefoli “nudi” del tratto d’ancoraggio al terreno circostante, così formando un bulbo d’ammarro.

Secondo le Normative AICAP, i tiranti possono essere suddivisi in:

Tiranti provvisori:

sono quelli destinati ad esercitare la loro funzione per un periodo limitato di 2 anni.

Tiranti permanenti:

sono quelli destinati ad esercitare lo loro funzione per un periodo uguale o superiore a 2 anni.

I tiranti permanenti necessitano di una protezione duratura nel tempo contro gli effetti aggressivi delle acque, degli agenti chimici e delle correnti vaganti.

Per questa ragione, è necessario isolare i trefoli del tratto ancorato dal terreno circostante per mezzo di una guaina corrugata in polietilene.

Per l’impiego dei tiranti permanenti in terreni sciolti, a garanzia di una maggiore efficacia, anziché affidarsi al procedimento delle iniezioni ripetute, è preferibile:

seguire una preiniezione del foro al fine di consolidare il terreno circostante e creare il bulbo d’ammarro;

riperforare il terreno così consolidato ed introdurre il tirante che sarà poi normalmente iniettato.

Sono rappresentati da una sequenza di pali eseguiti uno vicino all’altro, in modo da ottenere una parete continua. Queste strutture, alle quali non si attribuisce la caratteristica dell’impermeabilità, risolvono brillantemente funzioni di sostegno del terreno a tergo di zone di scavo, in quanto possono essere dotate anche di tiranti di ancoraggio come supporto statico o di travi di puntellatura. Possono comunque far fronte al problema della tenuta idraulica per modesti battenti d’acqua.

Fattore molto importante è la varietà del tipo di palo e l’estesa gamma dei diametri disponibili che vengono scelti in relazione alla profondità di scavo, alla natura ed alle difficoltà insite nel terreno.

In altri termini, si possono eseguire paratie di piccolo spessore realizzate da pali a piccolo diametro ( micropali ), per arrivare infine a paratie eseguite con pali a grande diametro. Ne deriva quindi una grande elasticità di scelta ed anche la possibilità di divenire a soluzioni tecniche miste con tratti di paratia di pali a piccolo e grande diametro in funzione dei fattori geotecnici e statici in gioco. Nel caso di supporto statico di scavi mediante tiranti di ancoraggio, è quasi sempre necessario collegare l’interdistanza dei tiranti di ancoraggio rispetto al diametro dei pali costituenti la paratia; in generale è necessario un tirante ogni 3 m circa.

I pali accostati ed intervallati ai tiranti, vanno vincolati ai tiranti stessi mediante travi continue di ripartizione delle sollecitazioni di tiro.

I dreni sono costituiti da tubazioni fessurate in PVC, inseriti in fori suborizzontali o leggermente inclinati verso l’alto, eseguiti mediante macchine idrauliche potenti e molto versatili.

I dreni orizzontali sono spesso associati all’installazione di altri tipi di sistema di drenaggio sia profondo che superficiale.

I tubi drenanti sono costituiti in genere da tubi in PVC microfessurati con diametro 50-80 mm posizionati entro fori di adeguato diametro ed inclinati verso l’alto di 5°-15°. I tubi sono in genere rivestiti con geotessili per evitare l’intasamento da parte di sedimenti a granulometria fine. Le profondità massime che possono essere raggiunte dai tubi drenanti sono dell’ordine di 50-60m.

I tubi drenanti possono rappresentare il solo sistema di drenaggio profondo del terreno oppure, molto più frequentemente, possono essere abbinati ad altre opere, come pozzi verticali di grande diametro o gallerie drenanti. In tal caso i tubi possono essere disposti a raggiera su uno o più ordini, oppure paralleli tra loro. Il dimensionamento, il numero, la disposizione e la profondità dei tubi drenanti deve essere fatto sulla base di un’accurata indagine geologica ed idrologica finalizzata ad acquisire i parametri idrogeologici del terreno necessari per una corretta progettazione del sistema drenante volto all’abbattimento della falda.
E’ prassi consolidata installare nell’area di influenza dei dreni alcuni piezometri per monitorare gli effetti del sistema sulla falda ed eventualmente apportare modifiche per ottimizzare il funzionamento.

Il rivestimento con calcestruzzo proiettato “spritz beton” è un metodo assai impiegato in associazione con altre strutture di rinforzo ( quali tiranti, bulloni, chiodi o reti ), negli interventi di stabilizzazione e consolidamento di pareti rocciose instabili connessi alla costruzione d’opere civili ( strade, ferrovie, gallerie, scavi per edifici. ecc.).

Il calcestruzzo proiettato è costituito da una miscela tipica di cemento, inerti (con diametro massimo < 25 mm) e acqua, con l’aggiunta di additivo accelerante (intorno al 5%) se è richiesta una resistenza iniziale elevata per la presa. La “gunite” ha la stessa composizione della miscela del calcestruzzo proiettato dal quale si differenzia solo per il diametro massimo degli inerti (< 5 mm). Il calcestruzzo è rinforzato da rete saldata fissata alla parete da rivestire.

Le ricerche e le innovazioni tecnologiche sviluppate di recente nel campo, hanno permesso di ottenere un sistema di rivestimento e sostegno più resistente e flessibile. Infatti con l’aggiunta di microsilice e di fibre d’acciaio (lunghe 20-38 mm e con diametro equivalente di 0.5 mm) alla miscela cemento inerti si ottengono due importanti risultati: la microsilice riduce il rimbalzo del materiale spruzzato, consentendo di ottenere una migliore qualità del rivestimento della roccia penetrando nei vuoti e sigillandoli, mentre le fibbre rinforzate incrementando la resistenza e le caratteristiche di deformabilità del rivestimento evitando l’utilizzo della rete saldata.

Il calcestruzzo proiettato, spruzzato ad alta pressione sulla parete mediante speciali attrezzature, garantisce una presa rapida sulla parete e presenta una flessibilità che gli consente di adattarsi alle deformazioni dell’ammasso roccioso senza fratturarsi.

Il trattamento di “iniezione” è un moderno procedimento che consiste nell’iniettare nel sottosuolo e/o in strutture portanti di edifici dissestati, delle miscele atte a:

La ricerca nel campo delle miscele e delle resine per consolidamento ha reso disponibili prodotti per i più diversi campi di applicazione, dalla muratura di edifici all’incollaggio di intere porzioni rocciose discontinue.