Guida Esperta alla Costruzione di Pali Trivellati nell'Ingegneria delle Fondazioni

L'ingegneria delle fondazioni su pali richiede un'attenta pianificazione in ogni fase, poiché ogni decisione influisce direttamente sulla stabilità e sulla sicurezza di una struttura. Di fronte a condizioni geologiche complesse, la scelta del sistema di perforazione, degli strumenti e dei metodi di installazione appropriati diventa fondamentale per garantire il successo del progetto, riducendo al minimo costi e rischi.

Un'indagine geologica completa rimane essenziale prima di iniziare qualsiasi progetto di perforazione. Ciò include un'analisi dettagliata dei tipi di terreno, dei livelli delle acque sotterranee e delle formazioni rocciose nel sito del progetto. I clienti dovrebbero fornire relazioni di indagine complete contenenti campioni di carotaggio e dati di test geologici, consentendo ai team di costruzione di selezionare le attrezzature e le tecniche di perforazione ottimali.

La scelta del sistema di perforazione influisce in modo significativo sull'efficienza e sulla qualità del progetto. Di seguito sono riportati i metodi di perforazione comuni:

La perforazione rotativa è una soluzione versatile per varie condizioni geologiche, con diverse varianti specializzate:

• Frese a elica: Queste utilizzano lame elicoidali rotanti per tagliare e trasportare verso l'alto terreno o roccia. L'elemento di progettazione critico coinvolge il "passo" tra le lame, che determina l'efficienza di rimozione del materiale. Dimensioni del passo improprie possono ostacolare il flusso del materiale o ridurre l'efficacia del taglio.
• Benne di perforazione: Ideali per terreni sciolti o strati di ghiaia, questi strumenti sono dotati di aperture inferiori che raccolgono il materiale durante la rotazione prima dello scarico in superficie. Le considerazioni progettuali devono tenere conto della viscosità del terreno e del contenuto di umidità per evitare la perdita di materiale durante il sollevamento.
• Carotieri: Specializzati per l'estrazione di campioni di roccia, questi strumenti a doppia parete utilizzano denti da taglio in lega temprata o diamante. Il cilindro esterno taglia mentre il cilindro interno preserva l'integrità del nucleo, richiedendo progetti che corrispondano alla durezza della roccia e alle caratteristiche strutturali.

Quando si selezionano i sistemi di perforazione rotativa, i professionisti devono valutare i requisiti di coppia (per la potenza di taglio) e la pressione verso il basso (per la capacità di penetrazione), insieme ai tipi di materiali e alle valutazioni di potenza delle apparecchiature.

I sistemi meccanici offrono semplicità di funzionamento e manutenzione, ma mancano di flessibilità. Le alternative idrauliche offrono un'adattabilità superiore nel posizionamento degli utensili e nella regolazione dell'angolo, offrendo maggiore potenza con un controllo preciso a costi di manutenzione più elevati.

Questi sistemi idraulici avanzati utilizzano involucri rotanti che applicano pressione verso il basso durante la perforazione. Configurazioni alternative montano trapani rotanti sopra gli involucri, utilizzando tecniche di circolazione inversa con rimozione dei detriti per sollevamento pneumatico. Tali sistemi richiedono una progettazione meticolosa e la pianificazione del sito.

I metodi manuali tradizionali rimangono convenienti per determinati progetti di rinforzo o riparazione delle fondazioni, sebbene richiedano ampie misure di sicurezza, tra cui supporti strutturali, sistemi di drenaggio e ventilazione. Alcuni progetti combinano la guida manuale con strumenti meccanici come frese idrauliche.

• Impianti montati su camion: Offrendo la massima mobilità per una rapida ricollocazione, questi sistemi a trazione meccanica devono affrontare limitazioni di altezza e restrizioni del terreno.
• Impianti cingolati: Bilanciando mobilità e stabilità, queste unità navigano efficacemente su terreni irregolari, in particolare nei modelli compatti.
• Impianti montati su escavatore: Combinando la versatilità idraulica con le piattaforme degli escavatori, questi sistemi eccellono in spazi ristretti e ambienti a bassa altezza libera.
• Impianti montati su gru: Essenziali per progetti su larga scala come le fondazioni dei ponti, sebbene richiedano soluzioni di trasporto specializzate.

• Frese a elica: Disponibili in varianti per terreno, roccia e specializzate con design a lame elicoidali ottimizzati per la rimozione del materiale.
• Benne di perforazione: Progettate per l'estrazione di materiale sciolto con considerazioni per le proprietà del terreno.
• Allargatori: Espandono i diametri di base in terreni stabili utilizzando bracci di taglio retrattili.
• Utensili a impatto: Utensili per la rottura della roccia, inclusi martelli a caduta, martelli a impatto e accessori breaker specializzati.
• Utensili a pinza: Servono a duplice scopo nella rimozione e nello scavo di materiali.

Dopo lo scavo, i metodi di rimozione del materiale variano in base ai requisiti del progetto. Le tecniche di iniezione migliorano i terreni instabili riempiendo i vuoti, mentre la miscelazione del terreno crea colonne stabilizzate. Approcci innovativi includono la creazione di "tunnel" rivestiti in cemento versando e curando prima fori di grandi dimensioni prima della perforazione finale.

Un'ingegneria delle fondazioni di successo richiede una preparazione accurata, competenza tecnica e la corretta selezione delle attrezzature per garantire l'integrità strutturale e la sicurezza per tutta la durata di un edificio.