Qual è il principio che regola il funzionamento delle resine e in quali casi si usa questa tecnica?

Consolidamento con l’utilizzo di resine: tutte le fasi dell’intervento

Il consolidamento con iniezioni di resine trova impiego in svariate situazioni geotecniche e strutturali ed in particolare laddove si presentano problematiche logistiche o nei casi di fabbricati di vecchia costruzione che tipicamente presentano fondazioni molto modeste e talvolta inesistenti. I casi più comuni includono:

• Cedimenti differenziali delle fondazioni;

• Fondazioni su terreni cedevoli o a bassa capacità portante;

• Fondazioni su terreni soggetti a ritiro e rigonfiamento;

• Riempimento di cavità e vuoti nel sottosuolo;

• Impermeabilizzazione e altri usi speciali.

L’intervento di consolidamento delle fondazioni con resine segue una sequenza operativa ben definita, eseguita da squadre specializzate con attrezzature dedicate.

• Indagini preliminari. La prima fase consiste in una valutazione della struttura del fabbricato e nella diagnosi dello stato fessurativo per determinare se, ed in quale misura, tali dissesti siano da imputare ad un cedimento fondale. Ai fini della valutazione della fattibilità e per determinare le modalità dell’intervento, verranno eseguite alcune indagini geotecniche mirate, sia in sito che in laboratorio per determinare la natura del terreno, la sua stratigrafia, la presenza di acqua e/o di vuoti e la successiva misurazione dei parametri geomeccanici del suolo.

• Perforazione. Si praticano piccoli fori di diametro tipicamente compreso tra 25 e 30 mm, fino a raggiungere il terreno da trattare. La profondità dipende dall’estensione del “bulbo di pressione” della fondazione, ovvero il volume di terreno effettivamente sollecitato dal carico strutturale.

• Posizionamento delle cannule di iniezione. In ogni foro viene inserita una cannula o tubo iniettore che veicolerà la resina in profondità. Le cannule vengono infisse a diverse quote per distribuire la resina negli strati di terreno designati.

• Iniezione della resina. Inizialmente, si preparano i due componenti della resina e li si inietta mediante pompe a bassa pressione nelle cannule predisposte. La miscelazione avviene all’imbocco del foro o nell’ugello, affinché la resina entri nel terreno già allo stato reattivo. Dopo poco tempo, la resina inizia ad espandersi e indurirsi, reazione che viene controllata attraverso un esatto rapporto di miscelazione tra i due principali componenti e la loro temperatura; diventa infatti estremamente importante l’utilizzo di tubazioni a temperatura controllata. L’iniezione avviene in maniera graduale e controllata, infatti gli operatori dosano la quantità di resina per ciascun punto e monitorano in tempo reale la struttura soprastante per cogliere eventuali movimenti. Quando si segnala un lievissimo sollevamento di una porzione di fondazione, significa che in quel punto il terreno è stato compattato al massimo, di conseguenza si interrompe immediatamente l’iniezione su quel foro.

• Espansione e compattazione. La resina iniettata nel sottosuolo espande il proprio volume e polimerizza nell’arco di pochi secondi o – solo in casi particolari – minuti. Durante questa fase genera una pressione di espansione significativa da alcune centinaia di kPa fino ad un massimo di qualche MPa. La spinta radiale compatta il terreno circostante, addensandolo e riducendone i vuoti. L’intera fase è sotto controllo strumentale continuo, per garantire l’uniformità dell’intervento ed evitare effetti collaterali indesiderati.

• Indurimento e verifica finale. Al termine dell’espansione, la resina completa la polimerizzazione raggiungendo la rigidezza finale in pochi minuti. Le cavità nel terreno risultano ora colmate da materiale solido e impermeabile, e il volume trattato di suolo costituisce un blocco stabilizzato con caratteristiche meccaniche migliorate. A fine intervento si eseguono delle prove geotecniche, ad esempio prove penetrometriche o pressiometriche comparative pre/post iniezione, per misurare l’incremento di capacità portante ottenuto e la variazione dei parametri meccanici, tra i quali l’annullamento (o la forte riduzione) della tendenza al ritiro e rigonfiamento legati alla variazione di umidità, fenomeno molto ricorrente e causa di numerosissimi cedimenti.

Vantaggi delle iniezioni di resina

La tecnologia di consolidamento con resine chimiche presenta alcune caratteristiche che hanno alcuni vantaggi rispetto alle tecniche tradizionali di rinforzo fondazionale. In sintesi, i punti di forza più rilevanti sono:

• Rapidità di esecuzione. In cantiere si completa in tempi molto brevi, spesso nel giro di pochi giorni, mentre l’efficacia è immediata, poiché il terreno acquista resistenza non appena la resina si è indurita.

• Minima invasività. Non sono richiesti scavi estesi né demolizioni; i fori di iniezione sono di piccolo diametro e si eseguono con attrezzature portatili, senza uso di macchinari pesanti. L’intervento può dunque avvenire anche in presenza di edifici già abitati o in spazi ristretti, con disturbo limitato per gli occupanti e l’ambiente circostante. E’ una caratteristica molto importante nel caso di fabbricati con caratteristiche strutturali deboli, in cui l’esecuzione di scavi e trivellazioni a fianco delle murature può comportare notevoli rischi in termini di sicurezza e stabilità, e dunque l’esigenza di particolari accorgimenti e opere provvisionali particolarmente costose.

• Assenza di materiali di risulta. Questa tecnica non genera terre da scavo, fanghi o detriti da smaltire, in quanto la resina rimane nel sottosuolo. Ciò elimina i costi e i problemi logistici legati allo smaltimento, e riduce notevolmente il disagio degli abitanti.

• Efficacia consolidante elevata. Dopo decenni di applicazioni e noto come le resine espandenti consentono di colmare completamente i vuoti nascosti nel terreno e di uniformare la risposta del suolo sotto tutta la fondazione trattata, riducendo il rischio di cedimenti differenziali residui.