Il puntellamento è un termine ampio e questa ampiezza è esattamente il motivo per cui crea confusione in loco. Nei lavori di costruzione copre due lavori correlati: sostenere una struttura esistente mentre viene riparata, modificata o parzialmente demolita e trattenere il suolo e l'acqua in modo che un nuovo scavo possa essere aperto in sicurezza. I puntelli, le travi, i pali e i muri utilizzati per fare questo sono tutti chiamati puntellamenti e la scelta giusta dipende dal terreno, dai carichi, dallo spazio disponibile e da quanto tempo il supporto deve rimanere in posizione. Dopo un decennio di produzione di palancole per progetti di ritenzione del terreno e delle acque, vediamo le stesse domande ripresentarsi ancora e ancora, quindi questa guida illustra i metodi principali, i fattori che guidano un progetto e dove una parete di palancole permanente è la risposta più semplice.

A cosa serve il puntellamento dell'edificio

Fondamentalmente, il puntellamento trasporta carichi che il terreno o un edificio esistente non possono più sostenere da soli. Questi carichi sono solitamente un mix di:

• Carichi verticali provenienti da un muro, colonna o trave che ha perso il supporto sottostante.
• Pressione laterale del terreno da parte del terreno che vuole spostarsi in uno scavo.
• La pressione dell'acqua, che in un terreno saturo può superare la pressione del suolo e spesso determina la progettazione.
• Supplemento dagli edifici vicini, dal materiale accumulato, dagli impianti e dal traffico.

Da ciò derivano due famiglie di puntellamenti. Il puntellamento strutturale sostiene un elemento costruttivo: sponde rastrellanti si appoggiano alla facciata di un muro, sponde volanti si estendono tra due edifici e sponde morte sostengono un muro su aghi mentre la muratura sottostante viene ricostruita. I puntellamenti di ritenzione della terra sostengono il terreno stesso: palancole, pali con rivestimento, pali secanti o contigui, diaframmi, chiodi del terreno e puntellamenti idraulici di trincee. Il sostegno è un cugino stretto, ma è una soluzione permanente che trasferisce i carichi delle fondamenta su strati più profondi e più forti invece di sostenere temporaneamente la struttura.

Vale anche la pena separare i puntellamenti dalle impalcature. Le impalcature forniscono una piattaforma di lavoro per persone e materiali, mentre i puntellamenti trasportano il carico strutturale. Un sostegno che assomiglia a un tubo di impalcatura potrebbe benissimo svolgere un lavoro strutturale, ma i due sono progettati, ispezionati e caricati in modo diverso.

Metodi di puntellamento comuni e dove si adattano

Rastrellamento, volo e puntellamento morto

I puntelli rastrellanti sono puntelli inclinati che si appoggiano contro la facciata di un muro e trasferiscono il carico su una piastra o fondazione alla base. Sono veloci da montare, ma occupano lo spazio davanti all'edificio e necessitano di un terreno solido su cui appoggiarsi. Le sponde volanti sono puntelli orizzontali che si estendono tra due edifici, tipicamente utilizzati quando l'edificio tra di loro viene demolito, in modo che entrambi i muri del partito rimangano al loro posto. Le sponde morte sono puntelli verticali che agiscono attraverso aghi che passano attraverso le aperture in un muro, trasportandolo mentre un piano inferiore viene rimosso o ricostruito. Tutti e tre sono tradizionali, in legno o acciaio, e tutti e tre necessitano di un progettista competente per dimensionare i puntelli, le connessioni e i cuscinetti.

Scatole di puntellamento idraulico e trincee

All'interno di una trincea, il puntellamento idraulico utilizza cilindri e traverse in alluminio o acciaio espansi contro le pareti della trincea dalla superficie, quindi nessuno deve entrare nel terreno non supportato. È veloce, riutilizzabile e adatto a percorsi rettilinei di moderata profondità su terreno stabile. Una scatola di trincea è uno strumento diverso: protegge i lavoratori dal crollo ma non supporta lo scavo stesso, quindi il terreno deve ancora essere battuto o puntellato. La chiodatura del terreno funziona dall'alto verso il basso, forando e cementando chiodi inclinati nella faccia e coprendola con calcestruzzo proiettato. È adatto a scavi grandi, aperti e su roccia, ma ha bisogno di spazio e di una parete che possa resistere abbastanza a lungo da poter essere inchiodata.

Puntellamento di palancole

Palancole sono sezioni ad incastro infisse o vibrate nel terreno per formare un muro continuo prima dell'inizio dello scavo. Resistono sia alla pressione del terreno che a quella dell'acqua, quindi sono la scelta predefinita dove la falda freatica è alta o dove è necessario uno scavo a secco, come con un palancola per il sostegno della fossa di fondazione . I tagli poco profondi possono essere a sbalzo; i tagli più profondi vengono sostenuti con traverse e montanti o legati con ancore. L'acciaio è il materiale più comune, ma le sezioni in vinile e altri polimeri sono diventate un'alternativa pratica per le pareti che rimarranno in servizio, perché non si corrodono in acqua salata o terreni aggressivi e possono essere installate con attrezzature più leggere.

Supporto temporaneo o permanente?

Il puntellamento è spesso descritto come temporaneo, ma in molti progetti anche il muro che sostiene il terreno durante la costruzione diventa parte della struttura finita: un muro seminterrato, una banchina, una sponda del canale, un muro di inondazione. Tale decisione modifica le specifiche del materiale. Una palancola temporanea in acciaio viene solitamente progettata con un margine di corrosione ed estratta alla fine del lavoro, il che funziona solo se il terreno consente un'estrazione pulita e le sezioni possono essere riutilizzate. Un muro permanente deve durare decenni, quindi la corrosione, la manutenzione e il costo di sostituzione di una sezione diventano i fattori decisivi. Le palancole in vinile sono state sviluppate esattamente per questa situazione: nessuna corrosione, nessun rivestimento protettivo, nessuna protezione catodica e nessuna necessità di pianificare la perdita di sezione durante la vita di progetto.

Fattori che decidono la progettazione del puntellamento

Condizioni del terreno e acque sotterranee

Il tipo di terreno guida tutto. I terreni granulari esercitano una maggiore pressione laterale e sono inclini a colare, mentre le argille rigide resistono bene ma possono ammorbidirsi una volta esposte. Il livello delle acque sotterranee, la permeabilità e l’eventuale pressione artesiana decidono se è necessario un taglio. Ostruzioni come vecchie fondazioni, massi e servizi interrati determinano se un palo può essere piantato o se è necessaria la pre-perforazione.

Carichi e strutture adiacenti

I carichi di progetto includono la pressione del terreno, la pressione dell'acqua e il sovrapprezzo derivante da edifici, strade, gru e cumuli di detriti. Laddove uno scavo corre lungo una struttura esistente, il limite è solitamente determinato dal movimento consentito di tale struttura, piuttosto che dalla resistenza del puntellamento. Questo è il motivo per cui il monitoraggio, con punti di cedimento, inclinometri e misuratori di fessure, fa parte della progettazione del puntellamento piuttosto che essere trattato come un extra opzionale.

Accesso, norme ambientali e sicurezza

I siti con restrizioni spingono i progetti verso impianti più piccoli, sezioni più brevi e metodi di installazione più silenziosi. I limiti di rumore e vibrazioni, gli orari di lavoro e il consenso per lo scarico delle acque sotterranee pompate sono tutti elementi che influiscono sulla sequenza. Dal punto di vista della sicurezza, un sistema di puntellamento dovrebbe essere progettato da un ingegnere competente, installato secondo quel progetto, ispezionato regolarmente e mai modificato in loco senza revisione. Il materiale di scavo deve essere arretrato rispetto al bordo, deve essere garantito un accesso sicuro e lo scavo deve essere controllato per eventuali movimenti e acqua.

Come si svolge solitamente una sequenza di puntellamento

1. Indagine e rilievo: fori di trivellazione, prove di penetrazione del cono, scansioni di servizio e un'indagine sulle condizioni delle strutture vicine.
2. Progettazione e approvazioni: tipo di sezione, profondità di ancoraggio, disposizione dei controventi, drenaggio e permessi.
3. Impostazione e preparazione: strutture guida, piattaforma di lavoro e isolamento dei servizi.
4. Installazione: infissione, vibrazione o montaggio del puntellamento e del suo controventamento.
5. Scavo e drenaggio graduali: scavare per fasi e installare il rinforzo ai livelli di progetto.
6. Monitoraggio e ispezione: controlli di movimento, acqua e condizioni durante i lavori.
7. Rimozione o integrazione permanente: estrarre le opere temporanee, oppure rifinire il muro permanente e legarlo alla struttura.

Dove si adattano le palancole in vinile

Non tutti i lavori di puntellamento necessitano di una sezione in acciaio pesante, e non tutti i muri dovrebbero essere successivamente rimossi. Le palancole in vinile sono adatte per fosse di fondazione, lavori sulle sponde dei fiumi e sui canali, gestione di piccoli bacini idrografici e protezione anti-infiltrazione o anti-erosione, dove il muro è destinato a rimanere al suo posto e continuare a funzionare per decenni. Sono abbastanza leggeri da poter essere maneggiati con attrezzature più piccole, non si corrodono in acqua dolce o salata e non necessitano di riverniciatura o rivestimento. Produciamo queste sezioni nel nostro stabilimento di Haiyan, Zhejiang, su più di venti linee di produzione, con un laboratorio di prova interno, in modo che profilo, spessore delle pareti e lunghezza possano essere abbinati a un design specifico invece di essere forzati in un articolo di catalogo standard.

• Ritenzione del seminterrato e della fossa di fondazione dove il muro rimane in servizio.
• Fiumi, canali e sponde dei canali esposti all'alternanza di cicli umidi e secchi.
• Mura costiere e portuali in acqua salata.
• Barriere anti-infiltrazione e protezione dall'erosione sugli argini.

Se stai valutando un muro permanente rispetto a uno temporaneo, invia in anticipo le condizioni del terreno e i carichi di progetto. La risposta di solito diventa chiara quando si confrontano la corrosione e i costi di manutenzione.

Takeaway pratici

• Adatta il metodo al terreno, all'acqua e allo spazio, non a quello utilizzato nell'ultimo lavoro.
• Decidi presto se il muro è temporaneo o permanente; cambia sia il materiale che il modello di costo.
• Laddove le strutture sono vicine, progettare per il movimento piuttosto che solo per la forza.
• Su terreni bagnati o aggressivi, una parete permanente esente da corrosione evita la manutenzione richiesta dall'acciaio.