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Per tiranti di ancoraggio si intendono elementi strutturali connessi al terreno o alla roccia, che in esercizio sono sollecitati a trazione. Le forze di trazione sono quindi applicate sulla struttura da tenere ancorata mediante una piastra di ripartizione (testata), in relazione alla modalità di sollecitazione, i tiranti vengono distinti in:

In relazione alla durata di esercizio, i tiranti vengono distinti in:
Di norma l’armatura dei tiranti di ancoraggio è costituita da un fascio di trefoli in acciaio lucido, tipo c.a.p., solidarizzati al terreno mediante iniezioni cementizie selettive.

Barre di ancoraggio e bulloni

Si tratta di elementi strutturali che, in esercizio, sono sollecitati a trazione, e che sono in grado di assorbire anche eventuali sollecitazioni taglianti. Si tratta quindi di tiranti particolari, i cui elementi caratteristici sono:
Analogamente ai tiranti di ancoraggio è possibile operare distinzioni in base alle modalità di applicazione degli sforzi di trazione (attivi e passivi) ed in base alla durata di esercizio (provvisori e permanenti). I bulloni sono generalmente caratterizzati dalla peculiarità di possedere dispositivi di ancoraggio ad espansione meccanica.

Soggezioni geotecniche ed ambientali

Conoscenze geotecniche e geologiche
Poiché la corretta scelta della tipologia e delle dimensione degli ancoraggi e delle relative procedure di esecuzione è basilare per la corretta realizzazione degli stessi, l’Impresa Esecutrice dovrà valutare attentamente gli elementi di conoscenza delle caratteristiche stratigrafiche e geotecniche dei terreni, dei caratteri geomorfologici e strutturali degli ammassi rocciosi, e dell’influenza della falda. Ove ne ricorra l’opportunità si richiederanno prove tecnologiche preliminari, eventualmente accompagnate da prove di tensionamento a supporto della progettazione.

Aggressività dell’ambiente
Poiché l’ambiente circostante gli ancoraggi è costituito dal terreno dalle acque sotterranee e superficiali, stagnanti o correnti, e dall’atmosfera, dovranno essere valutati con molta attenzione i pericoli di corrosione delle armature tese e di aggressione chimico-fisica dei bulbi di ancoraggio. E’ da tenere presente che l’azione aggressiva è esaltata dal movimento dell’acqua, dalla temperatura elevata e dalle correnti vaganti. L’ambiente è da considerare aggressivo nei riguardi del cemento anche se è verificata da una sola delle condizioni qui di seguito indicate: In ambiente aggressivo l'idoneità del cemento deve essere certificata dal fabbricante o da prove preliminari di laboratorio.

Materiali
Le prescrizioni che seguono sono complementari a quelle di norma che si intendono quindi integralmente applicabili

Armature metalliche

Trefoli tipo c.a.p.
Si utilizzeranno trefoli Ø 6/10” in acciaio liscio; le caratteristiche dei trefoli sono qui di seguito elencate:
*per prove di collaudo o per brevi fasi di carico temporanee.

Barre - barre in acciaio speciali
Le barre saranno in acciaio del tipo ad aderenza migliorata (a.m.), di qualità e caratteristiche conformi a quanto specificato nella Sezionerelativa ai pali. E’ consentito, ove espressamente previsto dai disegni di progetto, l’impiego di barre in acciai speciali ed a filettatura continua tipo Dywidag o simili. Le caratteristiche di tali acciai dovranno essere certificate dal produttore, e verificate a norma dei regolamenti già richiamati.

Apparecchi di testata

Dispositivi di bloccaggio
I dispositivi di bloccaggio dei tiranti a trefoli dovranno essere conformi alle disposizioni dell’Allegato “B” della Circolare Ministeriale LL:PP: 30 giugno 1980 ed eventuali successivi aggiornamenti: per i bulloni si farà riferimento al D.M. del 14 febbraio 1992 N. 55 - parte II -2.5.

Piastre di ripartizione
Si adotteranno piastre di ripartizione le cui dimensioni dovranno essere scelte in relazione alle caratteristiche geometriche e di portata dei tiranti ed alle caratteristiche di resistenza e deformabilità del materiale di contrasto.

Miscele di iniezione e loro componenti

Caratteristiche dei componenti
L’Impresa Esecutrice dovrà accertarsi preventivamente che i materiali, aventi caratteristiche qui richieste, siano disponibili in quantità sufficiente a coprire intero prevedibile fabbisogno per l’esecuzione degli ancoraggi previsti in progetto.

Cemento
Il cemento impiegato deve essere scelto in relazione alle caratteristiche ambientali considerando, in particolare, l’aggressività da parte dell’ambiente esterno.

Inerti
Sarà possibile di norma utilizzare solo inerti costituiti da polveri di calcare, o ceneri volanti, previa autorizzazione della Direzione Lavori. Nel caso di impiego di ceneri volanti, ad esempio provenienti dai filtri di altoforni, si dovrà utilizzare materiale totalmente passante al vaglio da 0,075 metri.

Acqua di impasto
Si utilisserà acqua chiara, dolce, le cui caratteristiche chimico-fisiche dovranno soddisfare i requisiti di cui alla Sezione relativa ai pali.

Additivi
E’ ammesso l’impiego di additivi fluidificanti non aeranti. L’impiego di acceleranti potrà essere consentito solo in situazioni particolari, previa comunicazione alla Direzione Lavori. I prodotti commerciali che l’Impresa Esecutrice si propone di usare dovranno essere comunicati preventivamente alla Direzione Lavori.

Preparazione delle miscele cementizie

Di norma la resistenza cubica da ottenere per le miscele cementizie di iniezione deve essere: Rck ≥ 25 Mpa
A questo scopo si prescrive che il dosaggio in peso dei componenti sia tale da soddisfare un rapporto acqua/cemento: a/c ≤ 0,5
La composizione delle miscele di iniezione, riferita ad 1 m3 di prodotto, sarà:
acqua: 600 kg
cemento: 1200 kg
additivi: 10 ¸ 20 kg
con un peso specifico pari a circa:Y = 1,8 kg/dm3 Le miscele saranno confezionate utilizzando impianti a funzionamento automatico o semi-automatico, costituiti dai seguenti principali componenti:
Le miscele confezionate in cantiere saranno di norma sottoposte ai seguenti tipi di controllo: La frequenza delle prove è indicata sulla specifica di Controllo qualità. Il peso specifico dovrà risultare pari ad almeno il 90% di quello teorico, calcolato assumendo 3 g/cm3. il peso specifico del cemento e 2,65 g/cm3 quello degli eventuali inerti, nell’ipotesi che non venga inclusa aria. Nelle prove di decantazione l’acqua separata in 24 ore non dovrà superare il 3% in volume.

Dispositivi di protezione

Guaine in materiali plastici
La guaina è un elemento costitutivo dei tiranti atto a proteggere l’armatura dalla corrosione, in corrispondenza del tratto libero. Nei tiranti a trefoli, ogni trefolo deve essere singolarmente inguainato. Di norma verranno impiegati tubetti corrugati in pvc, prolietilene o polipropilene, di diametro interno congruente con il diametro dei trefoli o delle barre. L’intercapedine tra la guaina e l’armatura dovrà essere perfettamente riempita con grasso meccanico chimicamente stabile, inalterabile e non saponificabile.

Centratori e distanziatori
Forma e numero dei centratori devono essere tali da consentire il centraggio dell’armatura nel foro di alloggiamento e nello stesso tempo non devono ostacolare il passaggio della miscela. Per i tiranti aventi l’armatura costituita da un fascio di trefoli, questi dovranno essere simmetricamente disposti intorno al tubo centrale di iniezione e, in corrispondenza del tratto di fondazione, saranno inseriti in appositi distanziatori che, regolarmente intervallati con fascette di restringimento, permetteranno al lascio di trefoli di assumere un andamento sinusoidale a ventre e nodi che incrementa l’ancoraggio passivo dell’armatura ai bulbi. Nella parte libera il posizionamento dei trefoli, parallelo al tubo di iniezione, sarà garantito da dispositivi direzionali; una guaina flessibile in pvc proteggerà e avvolgerà il tutto, permettendo nel contempo la massima libertà di allungamento ai trefoli stessi.

Dispositivi per l’iniezione
Nei tiranti a trefoli, un tubo di iniezione in pvc sarà posto in asse al tirante per tutta la sua lunghezza e sarà munito di valvole (manchettes) di iniezione disposte ad intervalli regolari in corrispondenza della parte cementata e di un tratto iniziale della parte libera. Queste valvole assicureranno la diffusione della miscela di iniezione preferenzialmente secondo le generatrici del tirante favorendo una migliore aderenza delle armature del bulbo. Per gli ancoraggi a barra il dispositivo di iniezione sarà costituito da un analogo tubo, disposto parallelamente all’armatura.

Modalità esecutive

Perforazione
La perforazione sarà eseguita mediante sonda a rotazione o roto-percussione, con rivestimento continuo e circolazione di fluidi. Per la circolazione del fluido di perforazione saranno utilizzate pompe a pistoni con portate e pressioni adeguate. Si richiedono valori minimi di 200 l/min e 25 bar, rispettivamente. Nel caso di perforazione a roto-percussione con martello a fondo foro si utilizzeranno compressori di adeguata potenza; le caratteristiche minime richieste sono:

Allestimento del tirante Completata la perforazione si provvederà a rimuovere i detriti nel foro, o in sospensione nel fluido di perforazione, prolungando la circolazione del fluido stesso fino alla sua completa circolazione. Ultimata la rimozione dei detriti si provvederà ad effettuare le operazi0ni che seguono:
L'introduzione del tirante prima del riempimento di1^ fase potrà essere eseguita allorchè:
Iniezione
La solidarizzazione dell’armatura al terreno verrà eseguita in due o più fasi, come di seguito speficifato. Si utilizzerà una miscela cementizia conforme.
Cementazione di 1° fase
Sarà eseguita all’atto del completamento della perforazione, secondo quanto specificato al precedente punto ; si utilizzerà un volume di miscela cementizia commisurato al volume teorico del foro. In questa fase si eseguiranno anche le operazioni di riempimento del sacco otturatore, ove presente, e del bulbo interno per i tiranti definitivi, utilizzando quantitativi di miscela corrispondenti ai volumi teorici degli stessi. Completata l’iniezione di 1° fase si provvederà a lavare con acqua il cavo interno del bulbo di iniezione.
Iniezioni selettive a pressioni e volume controllati
Trascorso un periodo di 12 ¸ 24 ore dalla formazione della guaina, si darà luogo alla esecuzione delle iniezioni selettive per la formazione del bulbo di ancoraggio. Si procederà valvola per valvola, a partire dal fondo, tramite un packer a doppia tenuta collegato al circuito di iniezione. La massima pressione di apertura delle valvole non dovrà superare il limite di 60 bar; in caso contrario la valvola potrà essere abbandonata. Ottenuta l’apertura della valvola si darà luogo all’iniezione in pressione fino ad ottenere i valori dei volumi di assorbimento e di pressione prescritti in progetto. La pressione di iniezione si intende il valore minimo che si stabilisce all’interno del circuito. L’iniezione dovrà essere tassativamente eseguita utilizando portate non superiori a 30l/min, e comunque con valori che, in relazione alla effettiva pressione di impiego, siano tali da evitare fenomeni di fratturazione idraulica del terreno (claquage). I valori di iniezione saranno di norma non inferiori a tre volte il volume teorico del foro, e comunque conformi alle prescrizioni di progetto. Nel caso in cui l’iniezione del previsto volume non comporti il raggiungimento della prescritta pressione di rifiuto, la valvola sarà nuovamente iniettata, trascorso un periodo di 12 ÷24 ore. Fino a quando le operazioni di iniezione non saranno concluse, al termine di ogni fase occorrerà procedere al lavaggio interno della canna.
Caratteristiche degli iniettori
Per eseguire l’iniezione dovranno essere utilizzate delle pompe oleodinamiche a pistoni, a bassa velocità, aventi le seguenti caratteristiche minime:
pressione max di iniezione = 100 bar
potenza max = 2 m3/ora
n. max pistonate/minuto » 60
Le caratteristiche delle attrezzature utilizzate dovranno essere comunicate alla Direzione Lavori, specificando in particolare alesaggio e corsa dei pistoni.

Barre d’ancoraggio e bulloni
Perforazione
Valgono le precedenti prescrizioni nel caso di perforazione di piccolo diametro in roccia (Æ £ 80 ¸ 100) e di manifesta stabilità del foro, potrà essere omesso l’impiego dei rivestimenti.

Allestimento dell’ancoraggio
Completata la perforazione e rimossi i relativi detriti mediante adeguato prolungamento della circolazione dei fluidi, si provvederà a realizzare l’ancoraggio, procedendo con le seguenti operazioni: Per i bulloni ad espansione meccanica la connessione alla roccia si otterrà direttamente in fase di tensionamento.

Iniezione

Iniezione di miscele cementizie
Si applicano le precedenti specifiche, sia per le iniezioni di 1^ fase, a gravità o a bassa pressione, sia per le iniezioni selettive a pressioni e volumi controllati, quando previste.
Iniezioni di resine
Nell’esecuzione di iniezioni con resine sintetiche si adotteranno modalità operative conformi alle raccomandazioni fornite dal produttore, per barre di piccolo diametro (Ø = 15 ¸ 20 mm) si potrà adottare il sistema a “cartuccia”. In tal caso si posiziona in fondo al foro una cartuccia contenenti i componenti della resina,, opportunamente separati. Si infila quindi la barra, facendola ruotare per rompere la cartuccia e mescolare i componenti della resina,, dando così luogo al processo di polimerizzazione,. Per barre di diametro maggiore si adotteranno di norma resine fluide, che saranno iniettate tramite un condotto di mandata con ugello di fuoriuscita posto in prossimità del fondo del foro, la testata sarà dotata di un tubicino di sfiato, di norma in rame, che sarà occluso per piegatura a iniezione completata.

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