Geotecnica: soluzioni leggere con argilla espansa Leca (II parte)

TRINCEE DRENANTI

Foto 1.2.3.
Per stabilizzare pendii in materiali limo-argillosi caratterizzati da pendenze limitate e dalla presenza di falde sospese, vengono generalmente impiegate trincee drenanti realizzate lungo la linea di massima pendenza. Esse permettono di diminuire la pressione dell’acqua all’interno del pendio e, di conseguenza, di incrementarne il coefficiente di sicurezza.
Il riempimento della trincea è solitamente effettuato utilizzando un inerte granulare caratterizzato per sua natura da un’elevata permeabilità (drenaggio).

VANTAGGI
L’utilizzo di Leca come terreno di riempimento conferisce alle trincee drenanti un ulteriore effetto stabilizzante di natura meccanica.
Se a monte (vedi figura) esse vengono riempite con Leca – zona A – e al piede con un tradizionale inerte di cava – zona B – si incrementa il coefficiente di sicurezza in quanto si diminuisce il peso là dove esso risulta un fattore scatenante del collasso.
A differenza di alcuni materiali artificiali usati per il medesimo scopo, Leca essendo naturale, permette e favorisce il rapido rimboschimento delle trincee così da rendere maggiormente stabile il sistema grazie alla presenza dell’apparato radicale della vegetazione, che può essere anche ad alto fusto.

RIPROFILATURA DI PENDII NATURALI
Tra gli interventi più antichi di stabilizzazione di pendii è da segnalare quello della ridefinizione del profilo stesso mediante rimozione di parte del terreno a monte e suo posizionamento a valle.
La riduzione della pendenza media permette la stabilizzazione nei confronti dei movimenti profondi mentre il terrazzamento permette la stabilizzazione nei confronti di rotture superficiali dovute principalmente a fenomeni di erosione.

VANTAGGI
La sostituzione di parte del terreno di monte con Leca permette di ridurre il carico e di ridisegnare il profilo del pendio nel suo complesso senza dover ridurre troppo la pendenza.

ARGINI FLUVIALI
Foto 4.5.6.7.
Protezione degli argini
Per quanto concerne la protezione degli argini, l’uso di un doppio strato di geotessile a formare un materasso riempito con Leca costituisce una valida barriera contro il potere erosivo delle correnti. I vantaggi di tale soluzione sono essenzialmente la perfetta aderenza a qualunque forma dello strato portante, unita alla garanzia di una durevole copertura dell’argine.

Stabilizzazione degli argini
All’estero sono numerosi gli interventi di ripristino e spesso di sostituzione di strutture fluviali compromesse o distrutte dalla duplice azione del peso proprio degli argini e dall’azione di filtrazione
dell’acqua all’interno degli stessi.
Come emerge da uno studio in corso, se il substrato che costituisce il letto del fiume è interessato dalla presenza di lenti argillose con scadenti proprietà meccaniche, l’alleggerimento di un argine con Leca sfuso o in sacchi di TNT (vedi foto in basso) è sicuramente soluzione di grande interesse.

VANTAGGI
• Leggerezza: grazie al suo peso Leca riduce l’insorgere di meccanismi di collasso legati alla presenza di sovraccarico indotto dal peso proprio dell’argine e al moto di filtrazione verso l’alveo fluviale dovuto al susseguirsi di fasi alterne di riempimento e svuotamento di quest’ultimo.
• Potere drenante: lo strato in Leca contiene al suo interno una porzione media di vuoti intergranulari pari a circa il 30% del volume totale. Questo consente di abbattere le spinte causate dalle sovrapressioni dovute all’acqua.
NB. L’utilizzo di Leca è sconsigliato nella realizzazione del rivestimento superficiale del corpo dell’argine.

GROTTE E CAVITA’ SOTTERRANEE
Foto 8.9.10.
Una tecnica utilizzata per evitare crolli di cavità sotterranee naturali o di origine artificiale è quella di riempirle con impasti di aggregato granulare e boiacca cementizia.
Così operando si evitano pericolose concentrazioni di sforzo che possono causare, data la mancanza di duttilità dei materiali generalmente interessati da questi fenomeni (tufi, calcareniti, rocce tenere in genere di natura piroclastica o sedimentaria), crolli improvvisi in profondità, cedimenti ed effetti disastrosi sulle strutture eventualmente poste in superficie.
Cavità sotterranee sono assai diffuse nel sottosuolo di molte città storiche nel centro e sud Italia.
Le conseguenze di crolli sotterranei dovuti a variazioni dello stato tensionale sono spesso oggetto di notizie di cronaca.
Purtroppo la reale valutazione del rischio è molto complessa in quanto una precisa descrizione della stratigrafia è spesso economicamente troppo onerosa, come il monitoraggio del comportamento meccanico dei materiali interessati.
Si preferisce allora, per quanto possibile, affrontare il problema intervenendo direttamente sulle cavità sotterranee bonificandole artificialmente.

Intasamenti in galleria
Durante le fasi di costruzione di gallerie (o in fase di esercizio), spesso,ci si trova a dover risolvere problemi connessi alla presenza di indesiderate cavità lungo il tracciato. Tali volumi vuoti sono generati o da improvvisi crolli verificatisi durante le fasi di scavo o dall’azione erosiva dell’acqua che penetrando nelle piccole intercapedini fra le centine e le pareti di roccia genera vere e proprie “grotte sotterranee” (dette anche “fornelli”).

VANTAGGI
Il riempimento delle cavità sotterranee con aggregati granulari ha il compito essenziale di cercare di ripristinare nel sottosuolo la situazione così com’era originariamente. Il vuoto infatti che si è venuto a creare genera sulla sua corona pericolosi sforzi di pura trazione lungo l’asse verticale e di pura compressione lungo quello orizzontale.
L’utilizzo di Leca (impastato con cemento), grazie alla sua elevata resistenza alla compressione consente di evitare la concentrazione degli sforzi, che nel tempo scompaiono (quelli di trazione) o si ridistribuiscono su aree più estese (quelli di compressione).
Il vantaggio di utilizzare Leca risulta ancor più evidente se si
sospetta di trovarsi in presenza di un sistema di cavità sovrapposte, alcune delle quali magari irraggiungibili. Le caratteristiche di leggerezza e resistenza rendono in questi casi la soluzione in Leca certamente la più sicura.
Nell’ottica di ripristino delle condizioni ambientali precedenti il fatto che Leca sia un prodotto naturale e drenante risulta particolarmente importante. Oltre ai benefici di natura statica ed idraulica la soluzione in Leca garantisce un notevole vantaggio di natura tecnologica: sia Leca che il cemento sono
pompabili nelle cavità separatamente o miscelati.

Nel 2002 si è ultimata una ricerca in collaborazione con l’Università La Sapienza di Roma volta ad ottimizzare un conglomerato di Leca con caratteristiche fisiche e meccaniche il più prossime possibili a quelle dei terreni generalmente coinvolti da carsismo i cui risultati sono riportati di seguito.

Risultati della ricerca Laterlite – Università La Sapienza di Roma
Si sono studiati l’assortimento granulometrico, i dosaggi di cemento e i rapporti a/c in funzione della lavorabilità e pompabilità di calcestruzzi leggeri porosi destinati al riempimento di grotte e cavità.
A parità di contenuto di cemento presentano maggiori valori di resistenza e rigidezza i campioni caratterizzati da un più ampio assortimento granulometrico con presenza di materiale fine.
Per questi ultimi inoltre, superato un quantitativo di cemento dell’ordine dei 1,5 kN/m³ si ha un marcato aumento della resistenza a compressione e della rigidezza.
Controllando granulometria e dosaggio di cemento, le caratteristiche finali del materiale possono essere adattate a quelle dei materiali sedi di cavità.

RIEMPIMENTI LEGGERI IN CAMPO CIVILE E AMBIENTALE
Foto 11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.
Leca è un prodotto naturale (certificato ANAB dal 2002) e inalterabile nel tempo con caratteristiche di leggerezza, resistenza meccanica e al fuoco, assolutamente drenante e facilmente stendibile in opera anche pompato. Leca risulta idoneo per ogni genere di riempimento leggero in campo edile, ambientale e agricolo. Seguono alcuni esempi di uso corrente.

Riempimenti isolanti
Foto 11.12.
Per posare una pavimentazione su terreno e’ necessario prevedere uno strato isolante che limiti le dispersioni di calore. In edilizia civile, industriale e zootecnica, Leca consente di realizzare, negli spessori opportuni, strati di isolamento termico controterra.

Allineamenti e pendenze su viadotti
Foto 13.14.
La realizzazione su ponti e viadotti, di pendenze e riallineamenti, non sempre puo’ essere eseguita con inerti lapidei per problemi di peso.
Leca miscelato a cemento o a bitume permette di realizzare conglomerati con pesi tra 1000 e 1300 Kg/m³, con elevate caratteristiche fisico-meccaniche.

Alleggerimenti sopra strutture prefabbricate
Foto 15.16.
Nella costruzione di strutture interrate destinate a parcheggi o al terziario, specialmente nei grandi centri urbani, spesso e’ previsto il ricoprimento a verde.
Le soluzioni con Leca rappresentano il substrato vegetativo ideale che coniuga, all’esigenza statica (leggerezza sul fabbricato), la praticita’ di posa mediante pompaggio.

Riduzione dei carichi su terreni o strutture portanti
Foto 17.18.
Innumerevoli sono le applicazioni in campo ambientale e della difesa del suolo, con argilla espansa Leca.
Dai semplici riempimenti fino alle strutture armate e rinforzate leggere e resistenti, con materiale sfuso o legato a cemento, per aumentarne la rigidezza, sempre mantenendo un elevato potere drenante.

Strati drenanti per giardini pensili o impianti sportivi
Foto 19.20.
Anche addensato Leca conserva sempre un’elevata permeabilita’ (percentuale di vuoti pari a circa il 30%) che lo rende materiale idoneo per la realizzazione di strati drenanti leggeri e resistenti.
Nella realizzazione di impianti sportivi o giardini pensili, e’ anche possibile prevedere sistemi con la riserva d’acqua.

Messa in sicurezza di cisterne
Foto 21.
Per la messa in sicurezza di serbatoi di combustibile (anche in disuso), realizzare come previsto dai regolamenti di igiene pubblica, legge 626, il riempimento con Leca, garantisce incombustibilita’ e isolamento termico. Leca, inoltre, e’ leggero e inalterabile nel tempo; essendo inoltre pompabile e’ una soluzione pratica ed economica.

TAPPETI BITUMINOSI
Tappeti a elevata aderenza
Foto 22.
L’aderenza in un normale tappeto bituminoso è affidata alle caratteristiche di C. L. A . (coefficiente di levigabilità accelerata) degli inerti utilizzati.
Non sempre questa caratteristica resta costante nel tempo a scapito della sicurezza. In pratica, dopo la spogliazione superficiale dal bitume, inizia in un tappeto il processo di lucidatura dell’inerte attraverso il contatto con il pneumatico. Questo fenomeno, dopo qualche mese di esercizio della strada, tende a ridurne l’aderenza.
Il 10 % in peso di Leca inserito nella miscela di un tappeto, garantisce nel tempo valori di C.A.T. (coefficiente attrito trasversale) di circa 60 ed una riduzione dello spazio di frenata dal 10 al 25 % in rapporto alla velocità dell’automezzo.
La Soc. AUTOSTRADE dopo studi e verifiche utilizza Leca da circa dieci anni.
Il confezionamento di conglomerati con Leca può avvenire sia in impianti continui che discontinui senza modifiche al ciclo produttivo. L’utilizzo di basse percentuali in una normale miscela garantisce elevate caratteristiche di aderenza al tappeto.
Leca uniformemente distribuito nella miscela assicura valori di C. A. T. superiori ai minimi prescritti e per tutta la vita del tappeto.
Le tecniche di posa in opera per i conglomerati con Leca non differiscono da quelle comunemente adottate.
È consigliata per un addensamento ottimale una temperatura fra 140 e 120 °C.

Tappeti fonoassorbenti
La particolare struttura di Leca attenua il rumore riducendo sensibilmente la riflessione dell’onda acustica.
Questa caratteristica dell’inerte, unita ad una curva granulometrica ben studiata, conferisce al conglomerato buoni valori di assorbimento acustico.
Con il metodo della “Tecnica impulsiva” sono stati effettuati rilevamenti secondo le AFNOR S 31-089 del 1989 su tappeti d’usura con Leca in località S. GIORGIO di RIVA del GARDA (TN) e ORA (BZ).
I valori misurati hanno evidenziato un buon assorbimento acustico (α = 0,50 a frequenze prossime ai 500 Hz).

	Veicoli tipo	UNO	RITMO	OM 50
Pavimentazione Fonoassorbente	a 40 Km/h	71,9	–	81,1
	a 100 Km/h	78,1	75,4	85,6
Pavimentazione Tradizionale	a 100 Km/h	81,8	78,1	87,9
Differenze Ottenute	a 100 Km/h	-3,7	-2,7	-2,3

Valori di rumore misurati in dB sulla pavimentazione fonoassorbente realizzata sulla A-14

ALTRE APPLICAZIONI STRADALI
Sistemi di protezione passiva
Foto 23.
In campo stradale uno dei problemi oggetto di studio è la protezione dei punti pericolosi come: pile, parapetti, varchi di guardrails, cuspidi di svincolo e costruzioni (caselli, cabine etc.).
Il dissipatore d’urto LecaShock è composto da tre elementi cubici e da un quarto con lato di superficie semicircolare. Ogni elemento del kit standard ha base 120×120 cm e altezza 100 cm.

Leca e la gestione del verde
Foto 24.
Forzate piantumazioni nei pressi di gallerie, costrizioni imposte da spartitraffici, troppa vicinanza alle corsie di marcia, sottopongono le colture a verde sulle strade a sollecitazioni non naturali.
Nelle opere in verde sulle strade, Leca è utilizzato per le sue caratteristiche di leggerezza, porosità, rigidità, e isolamento termico.
Come ammendante di terreno assicura una buona protezione all’apparato radicale, presenza di ossigeno nel terreno e buona ritenzione idrica. Utilizzato come pacciamatura fra i new jersey protegge le radici da sbalzi termici repentini, ventilazioni forzate (passaggio di automezzi) e rallenta la germinazione di
piante o erbe infestanti. Inoltre, non brucia perciò in caso di incendio non propaga le fiamme.

Barriere acustiche
Foto 25.
Con l’aumento di traffico sulle nostre strade, non potendo evitare di provocare rumori, una soluzione adottata in abbinamento ai già trattati tappeti fonoassorbenti è il posizionamento di barriere acusticamente assorbenti.
Ideali per un buon assorbimento acustico alle medie ed alte frequenze, permettono di ottenere valori di α tra 0,40 e 0,50, a 500 Hz, e tra 0,45 e 0,70 a 1000 Hz.
Barriere eseguite con blocchi in Leca di vario spessore e aspetto estetico, permettono di ottenere anche alle basse frequenze valori di assorbimento acustico interessanti abbinando forme e colori diversi.

Blocchi e piastre fonoassorbenti
Foto 26.27.
I manufatti vibrocompressi in calcestruzzo di argilla espansa Leca (densità 850÷1400 Kg/m³) possiedono elevati valori di assorbimento acustico certificati presso Laboratori e Università
sia in camera riverberante che in campo aperto.
Sono utilizzati in interventi di bonifica acustica integrati in pannelli prefabbricati in calcestruzzo oppure come rivestimento di muri esistenti.

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