La tecnica
La tecnica della stabilizzazione consiste nella miscelazione del terreno con leganti (calce e/o cemento), in modo da modificarne le caratteristiche di lavorabilità e di resistenza meccanica.
L’effetto del trattamento è quello di migliorare le caratteristiche meccaniche di portanza di un terreno riducendone la plasticità intrinseca.
Attraverso l’azione chimica e meccanica del legante (calce e/o cemento), il terreno viene reso meno sensibile all’azione degli agenti atmosferici quali sole, pioggia, e gelo; diminuiscono, inoltre, le alterazioni che esso può subire al variare della temperatura.
In relazione alla quantità di calce e/o cemento aggiunta al terreno e in relazione al contenuto idrico di questo, si possono perseguire due scopi:
- La Bonifica: per facilitare la lavorabilità della terra trattata tramite la riduzione dell’umidità naturale, la diminuzione della plasticità, l’aumento dell’indice di portanza immediata “IPI” e la possibilità di un adeguato costipamento.
- La Stabilizzazione: per migliorare le proprietà meccaniche dello strato di terreno con l’avvio di reazioni di indurimento pozzolanico (con l’utilizzo della calce) che portano nel tempo ad un considerevole aumento della resistenza meccanica del materiale.
I materiali
La calce viene utilizzata per conferire ai terreni incoerenti o con scarse caratteristiche portanti, un miglioramento delle caratteristiche meccaniche sfruttando l’interazione delle particelle umide dell’argilla con la calce. Lo sviluppo della reazione idratante della calce porta ad un indurimento dell’impasto e quindi ad un incremento delle capacità portanti del suolo trattato.
Il campo di applicazione della stabilizzazione a calce è molto ampio, con essa si interviene per migliorare: le condizioni di strade di campagna, le capacità portanti dei piani di posa dei rilevati stradali, le bonifiche di aree destinate ad urbanizzazioni e a nuove costruzioni.
Vantaggi tecnici:
- Portanza ottenibile nettamente superiore al tradizionale 50-100%
- Vita utile del pacchetto più alta 100-200%
- Elevate produzioni (3000-5000mq/giorno)
Il cemento viene adoperato per aumentare le capacità portanti di fondazioni stradali aventi una stabilità compromessa a seguito di profonde deformazioni della sovrastruttura stradale o più in generale per migliorare la classificazione dei materiali. Attraverso questa applicazione è possibile realizzare in sito un prodotto addirittura superiore ai misti cementati che ormai da anni risultano prescritti nelle strade ad elevato traffico pesante.
Vantaggi tecnici:
- Portanza ottenibile nettamente superiore al tradizionale, lavorando su spessori più importanti
- Vita utile del pacchetto più alta
- Elevate produzioni (4000-5000mq/giorno)
Binario Calce/Cemento il trattamento binario si effettua in particolari terreni che hanno indici di plasticità non elevati tali da non essere trattati solo a calce o solo a cemento. Poiché la granulometria e l’indice plastico del terreno trattato sono in una fascia di mezzo, per poter garantire la giusta portanza e la caratteristica tecnica desiderata, il terreno deve essere prima inertizzato applicando la calce sulla frazione argillosa e poi trattato con il cemento sulla frazione sabbiosa, in modo da creare un legante pozzolanico.
Questo trattamento si può effettuare anche per ottenere capacità di carico superiori a quelle ottenibili con il solo trattamento a calce o con il solo trattamento a cemento.
Vantaggi tecnici:
- Portanza ottenibile nettamente superiore al tradizionale 50-100%
- Vita utile del pacchetto 2-3 volte superiore alla media
L’utilizzo di tutte e tre le tecniche di stabilizzazione dei terreni presenta i seguenti vantaggi in termini economici e di tutela dell’ambiente:
Vantaggi economici
- Riduzione o eliminazione del trasporto di materiali di risulta a discarica
- Riduzione o eliminazione dell’acquisto del materiale vergine
- Tempi di esecuzione ridotti
Vantaggi di tutela dell’ambiente
- Riduzione o eliminazione dell’approvvigionamento del materiale da cave
- Reimpiego totale dei materiali
- Risparmio energetico
- Riduzione del traffico, dell’inquinamento e dell’usura delle strade limitrofe
Fase preliminare: il progetto delle miscele
Analisi preliminare delle terre definendo le sue caratteristiche granulometriche e di tutte quelle caratteristiche geologiche necessarie per lo studio di un mix design unico e preciso per la tipologia del terreno da stabilizzare.
Allestimento del cantiere
Le opere provvisorie fondamentali per il cantiere consistono nella realizzazione del campo base, delle piste di cantiere e delle aree per i materiali. Per queste realizzazioni, i sottofondi sono realizzabili rapidamente ed economicamente utilizzando le terre del sito da stabilizzare. Infine, una pista di cantiere riqualificata e completata può diventare un manufatto permanente, come per esempio una strada di servizio dell’opera.
Preparazione del suolo
La preparazione del suolo comprende l’asportazione dello strato più superficiale, lo scopo è quello di eliminare la vegetazione e la terra maggiormente ricca di humus; può inoltre essere necessario scarificare il terreno al fine di dissodarlo e predisporlo al trattamento e togliere gli elementi rocciosi di dimensioni eccessive.
La fase successiva è quella di determinazione dell’umidità naturale della terra da trattare e, a seconda del valore trovato, la si erpicherà e la si arieggerà per favorire l’evaporazione dell’acqua, quando essa sia in forte eccesso rispetto al valore richiesto per la miscela del progetto.
È importante miscelare molto bene la terra con il materiale.
Il numero di passate del pulvimixer dipende dalla plasticità e dall’umidità della terra, dallo spessore lavorato e dalla potenza della macchina utilizzata.
Fase di costipazione
I rulli metallici a piede di montone sono convenienti per costipare sottofondi e rilevati realizzati con terre argillose umide e calce; i rulli metallici lisci sono particolarmente performanti con terre meno plastici e granulari; i rulli gommati invece servono per rifinire strati di fondazione o di base, per ottenere alte densità nell’intero spessore.
Controlli periodici
Per misurare lo scostamento dall’umidità ottimale stabilita per la miscela, si deve controllare l’umidità del terreno giornalmente. L’eccesso di umidità altrimenti richiede di incrementare il dosaggio del materiale legante; nel caso opposto si deve umidificare la miscela terra-materiale con l’aggiunta calcolata di acqua.
Dopo i ripetuti passaggi del pulvimixer è importante che la miscela risulti finemente suddivisa e omogenea. Prima di procedere al costipamento con i rulli bisogna verificare la granulometria, l’omogeneità del colore, lo spessore effettivo della miscela lavorata e la sua umidità finale.
La bontà del costipamento è verificata soprattutto con prove giornaliere di densità e secondariamente con la prova a piastra. La verifica di planarità del rilevato finito assicura la qualità della sovrastruttura.