Metodi di perforazione nel campo dell’ingegneria delle fondazioni speciali
Nella costruzione di ponti, gallerie, grattacieli e altre strutture che penetrano in profondità nel terreno, i metodi di perforazione rivestono un ruolo di rilievo. Esistono molteplici metodi per la realizzazione di palificazioni da utilizzare come elementi stabili e sicuri per le fondazioni di una struttura. Fra i metodi di perforazione di uso più comune figurano la perforazione Kelly, quella a elica continua rivestita o non rivestita e la perforazione con pali a spostamento completo.
Perforazione Kelly
La perforazione Kelly richiede un sistema di palificazione classico che è possibile utilizzare anche per realizzare fondazioni profonde. La coppia e la forza di penetrazione vengono trasferite all’attrezzo utilizzando una barra Kelly telescopica. Per sostenere la parete del foro trivellato vengono utilizzati una sospensione o un rivestimento. I rivestimenti vengono installati utilizzando l’azionamento rotativo, un convertitore di coppia (BTM) o un oscillatore accessorio per il rivestimento. Il metodo di perforazione Kelly può essere utilizzato in suoli di tutti i tipi (roccia compresa). A seconda della composizione del sottosuolo si utilizzano attrezzi di perforazione differenti. Con questo metodo, i valori del diametro variano fra 600 e 3.000 mm; la profondità massima di perforazione è pari a 125 m.
Perforazione a elica continua (CFA, Continuous Flight Auger)
La perforazione a elica continua rappresenta il metodo più diffuso di perforazione con passaggio singolo. È possibile eseguirla con le perforatrici BG, le attrezzature per l’infissione di pali RTG e le gru MC a ciclo di lavoro, più gli accessori pertinenti. La parete del foro trivellato viene stabilizzata mediante il suolo sciolto e trasportato tramite le spirali della trivella. Un’unità di penetrazione attiva consente di penetrare negli strati di suolo duri e di creare incassature nella roccia con pressioni fino a 20 MPa. La cementazione per il palo viene eseguita tramite una pompa attraverso lo stelo cavo della trivella. I sistemi di supporto B-Tronic controllano il processo di estrazione e cementazione. Il metodo di perforazione a elica continua permette la realizzazione di fori con diametro da 600 a 1.200 mm e della profondità massima di 50 m.
Perforazione a elica continua rivestita (CCFA, Cased Continuous Flight Auger)
La perforazione a elica continua rivestita viene impiegata principalmente per la costruzione di pareti con pali secanti. Rispetto ai sistemi tradizionali con pali completamente rivestiti che si avvalgono del metodo di perforazione Kelly o della perforazione a elica continua standard, il sistema a elica continua rivestita CCFA offre diversi vantaggi in termini di costi e tempi:
- Tempi di installazione più brevi
- Elevata precisione verticale
- Protezione dei pali contro gli impatti provenienti dal suolo circostante (dovuti ad esempio alle acque freatiche)
- Uniformità delle prestazioni di perforazione e cementazione grazie all’uso di sistemi di supporto
- Pulizia del cantiere grazie allo sterro a secco
- Facilità di retrofit della perforatrice
- Possibilità di penetrazione degli strati di suolo duri
- Basso inquinamento acustico rispetto all’uso del metodo di perforazione Kelly con pali rivestiti
Perforazione con pali a spostamento completo (FDP, Full Displacement Pile)
I pali a spostamento sono pali in cemento in loco per i quali una testa di perforazione a spostamento viene ruotata nel terreno e premuta con una perforatrice. Tale metodo richiede come prerequisito una perforatrice all’avanguardia con valori elevati di coppia, forza di penetrazione e forza di ritrazione, nonché un montante di trivellazione alto e resistente alla torsione. Fra i vantaggi della perforazione con pali a spostamento completo figurano
- La riduzione al minimo del materiale di scavo,
- Il processo di costruzione esente da vibrazioni,
- La riduzione del consumo di cemento in eccesso e
- L’elevata capacità portante.