Procedure per la riparazione di Pile danneggiate o settled in Fondazioni esistenti

Test non distruttivi (NDT)

I metodi NDT sono ampiamente utilizzati per valutare l'integrità del pilo interno senza danneggiare ulteriormente il pila.

• Pilagine di prova dell'integrità (PIT)[] – un test di impatto a bassa tensione che invia un'onda di stress lungo l'albero; i riflessi indicano cambiamenti nella sezione trasversale o nelle crepe.
• Testimolo sonico a foro (CSL) – eseguito su alberi forati o pile a getto-in-place passando segnali ultrasuoni tra tubi di accesso.
• Profilo di integrità termica[[] – misura il calore generato durante la polimerizzazione del calcestruzzo per rilevare anomalie.
• Ground penetrante radar (GPR)[] – utile per localizzare acciaio incorporato o vuoti in pile di cemento.

Questi test forniscono dati critici sulla posizione e l'entità dei danni, guidando le decisioni sul fatto che una riparazione sia fattibile o se il pila deve essere sostituito.

Test e monitoraggio del carico

Per i pilastri fissi, un test di compressione statico[]] può essere eseguito mediante il jacking contro un telaio di reazione. In alternativa, test dinamici ad alto livello utilizzando un analizzatore di guida a pile può valutare la capacità e la resistenza al suolo.

Preparazione e sicurezza del sito

Prima che inizi qualsiasi attività di riparazione, il sito deve essere reso sicuro e accessibile.

• Escavazione e ammortizzamento[[] – rimuovere il terreno intorno alla testa del pila per fornire spazio di lavoro proteggendo le strutture adiacenti dal collasso del suolo.
• Dewatering[] – abbassare il tavolo delle acque sotterranee se le riparazioni sono sotto il tavolo dell'acqua.Potrebbero essere necessari dei pozzi o dei pozzi profondi; tuttavia, la cura deve essere presa per non causare un ulteriore insediamento estraendo le ammende.
• Supporto temporaneo[[] – installazione di jack idraulici o cribbing per alleviare il carico dal mucchio danneggiato in modo che le riparazioni possano procedere senza ulteriori deformazioni.
• Misure di sicurezza[[] – assicurando che tutte le piste di scavo siano stabili, prova atmosferica per spazi limitati, e fornendo attrezzature protettive personali per la movimentazione di prodotti chimici (ad esempio, resine epossiche, grout).

Selezione della Metodologia di Riparazione

La scelta del metodo di riparazione dipende da diversi fattori: il tipo e l'estensione dei danni, la causa di insediamento, vincoli di accesso, condizioni del suolo e le prestazioni strutturali necessarie.

Sottobicchieri con Micropiles o Pile Driven

Il sottopilamento prevede l'installazione di nuovi pile adiacenti o attraverso l'elemento di fondazione esistente per trasferire il carico a strati più profondi e più competenti. I micropili[ (piccoli diametro, pile di acciaio ad alta capacità) sono spesso utilizzati perché possono essere installati in spazi stretti con attrezzature a bassa stanza.

Stabilizzazione del suolo e del grouting

Le tecniche di grouting sono impiegate per riempire vuoti intorno a pile, rafforzare il terreno indebolito, o ripristinare il contatto tra il mucchio e il terreno.

• Pressure grouting[[[] – iniezione di cementoitious o di grana chimica nello spazio anulare tra il pila e il terreno (per pile azionate) o in fessure in pile di cemento.
• Gruttazione di reazione[[] – pompando un mortale rigido e a basso contenuto di grasso nel terreno per densificare le sabbie o i silt sciolti e ridurre l'insediamento futuro.
• Gruttatura di Jet[] – utilizzando un fluido ad alta pressione per erodere e mescolare il terreno con granata, creando colonne di terreno migliorato che possono trasferire carichi direttamente a uno strato più forte.
• Iniezione di resina[[] – l'espansione delle resine poliuretaniche sono talvolta utilizzate per piccoli insediamenti, ma le loro prestazioni a lungo termine sono meno affidabili per le principali riparazioni strutturali.

La scanalatura può essere applicata dalla testa del pila o attraverso le maniche installate lungo l'albero del pila. Spesso viene utilizzato in combinazione con la sottopinning per migliorare la rigidità del terreno e ridurre ulteriormente il movimento.

Pile Jacking e Realignment

Quando un pila si è stabilizzato a causa della compressione del terreno sottostante, può essere possibile tirare il pilone indietro alla sua elevazione originale. Questo metodo è più applicabile a pile portanti che non hanno subito danni strutturali. I jack idraulici sono posizionati tra la testa del pilo e la fondazione della sovrastruttura, e il pila è sollevato incrementalmente mentre il monitoraggio dei pilastri e del carico.

Sostituzione di Pile danneggiate

Se un mucchio è gravemente danneggiato — per esempio, completamente fratturato a causa di un terremoto o corroso oltre la riparazione — può essere necessario rimuovere e sostituire il mucchio.

• Cut e rimuovere[[] – la parte danneggiata viene tagliata, e la rimanente stub viene estratto o lasciato in posizione.
• Sigilla splice[[] – per i pilastri d'acciaio, una sezione danneggiata può essere tagliata e sostituita dalla saldatura di un nuovo segmento, quindi rinforzando la giuntura con piastre di copertura.Per i pilastri di cemento, un involucro è posto intorno alla rottura e riempito con cemento ad alta resistenza.
• Sostituzione completa[[] – il vecchio stack viene completamente rimosso e un nuovo stack guidato o perforato al suo posto. Questa è l'opzione più costosa e dirompente, ma a volte l'unica scelta sicura.

La sostituzione è spesso combinata con l'incorporazione dei mucchi rimanenti per ridistribuire i carichi durante l'operazione.

Procedure di riparazione dettagliate

Le seguenti sezioni delineano l'esecuzione passo passo-passo dei metodi di riparazione più comuni.

Sottobicchieri con Micropiles – Step-by-Step

1. Clividi il carico[[] – Installa lo smorzamento temporaneo e i jack per trasferire il carico di sovrastruttura lontano dal tappo di pile interessato.
2. Micropile leggero[[] – Utilizzando un trapano rotante o percussivo, forare un foro attraverso il cappuccio del pila e nello strato del cuscinetto. Il diametro del foro varia tipicamente da 100 a 300 mm.
3. Install rinforzi[[] – Inserire una barra d'acciaio ad alta resistenza o una barra filettata nel foro.
4. Grout[] – Pompa cementizia di grana nel foro sotto pressione bassa, riempiendo l'annullamento.
5. Connesso al cap[ – Dopo le cure di granata, il micropile è collegato meccanicamente al cappuccio di pila esistente utilizzando un'estensione di cappuccio in cemento o una staffa in acciaio.
6. Trasferimento di carico[[] – rilascia gradualmente i jack temporanei, permettendo al peso della struttura di sopportare i nuovi micropiles.

Griglia di pressione di cemento Pile Cracks

1. Preparazione della superficie[[] – Pulire l'area di crack, rimuovere cemento e detriti sciolti. Le V-groove possono essere scheggiate lungo la fessura per migliorare il legame.
2. Install packers[[ – Fori di foratura lungo la fessura e inserire i pacchetti di iniezione a 150–300 mm di spaziatura.
3. Inject epoxy or grout[[] – Utilizzando una pompa di iniezione a due componenti, forzare il materiale nelle fessure a partire dal pacchetto più basso.
4. Cure[] – Permettete al materiale di indurire secondo le specifiche del produttore.
5. Test[] – I campioni di base possono essere prelevati per verificare la penetrazione.

Procedura di Jacking Pile

1. Accesso esclusivo[[] – Esponere la testata del pila e creare una piattaforma di jacking.
2. Install jacks[[] – Posizionare i jack idraulici tra la testa del pilone e la struttura supportata (o un telaio di reazione).
3. Inizio[] – Applicare il carico in piccoli incrementi (ad esempio, 10-20% del carico morto stimato).
4. Hold e grout[[ – Una volta che il pila viene sollevato all'altezza del bersaglio, mantenere la pressione del jack durante il riempimento del vuoto sotto la punta con una granata di rapida-setting.
5. Abbasso[] – Dopo che la granata raggiunge una forza sufficiente (di solito 24 ore), rilasciate gradualmente i jack.
6. Ispezione finale[] – Controllare qualsiasi insediamento di rimbalzo. Se necessario, ripetere il processo di jacking fino a quando il mucchio è stabile.

Valutazione post-riparazione e monitoraggio a lungo termine

La valutazione post-repair rigorosa è essenziale per confermare che la fondazione è in corso come previsto.

• Prove di carico[] – Condurre test statici o ad alta resistenza sui pile riparati rappresentativi per verificare che la capacità di progettazione sia stata ripristinata. Il carico di prova deve raggiungere almeno due volte il carico di lavoro.
• Riispezione Visuale e NDT[ – Riesaminare l'albero e il tappo del pila per eventuali nuove crepe o anomalie.
• Monitoraggio dell'insediamento[[[] – Installare punti di monitoraggio permanenti sulla struttura e sui berretti. Prendere le letture ogni giorno per la prima settimana, poi settimanali per i primi mesi, e poi ogni anno per almeno due anni.
• Documentazione[] – Compile un report completo che include la valutazione originale dei danni, la metodologia di riparazione, i materiali utilizzati, i risultati dei test e il programma di monitoraggio.

Se il monitoraggio mostra un movimento continuo, possono essere necessarie riparazioni aggiuntive o una riprogettazione più fondamentale della fondazione, spesso viene utilizzata una combinazione di metodi, ad esempio micropiles più sabbiatura del suolo, per affrontare le carenze strutturali e geotecniche.

Conclusioni

I cumuli danneggiati o insoluti nelle basi esistenti presentano una complessa sfida ingegneristica che richiede un approccio sistematico: valutazione approfondita, preparazione del sito appropriata, selezione attenta di un metodo di riparazione, esecuzione precisa e valutazione diligente follow-up.

Per ulteriori informazioni, fare riferimento alla FHWA Geotechnical Engineering Circular n. 12 – Progettazione e Costruzione di Continuous Flight Auger (CFA) Piles, il ASCE Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering] per studi di casi peer-reviewed, e l'associazione [FFFFFFFFFFFFFFFF4]