ITRM20130291A1 - ACTIVE FOUNDATION MICROPALO, WITH SEISMIC DAMPER - Google Patents

Description

Micropalo attivo di fondazione ,con smorzatore sismico. Active foundation micropile, with seismic damper.

Il micropalo nell'ingegneria civile , Ã ̈ un palo di fondazione con dimensione in genere comprese tra 90 e 300mm di diametro lunghezza anche superiore ai 15 metri e sono solitamente utilizzati nei luoghi in cui gli spazi di lavoro sono ristretti. The micropile in civil engineering is a foundation pile with a size generally between 90 and 300mm in diameter and even longer than 15 meters and are usually used in places where work spaces are restricted.

Il micropalo ha una capacità portante programmata mediante il sistema di pre carico che lo rende immediatamente attivo dopo la sua posa in opera. The micropile has a bearing capacity programmed by means of the pre-load system which makes it immediately active after its installation.

La soluzione maggiormente utilizzata, à ̈ quella di realizzare sottofondazioni costituite da una pluralità di micropali che formano una maglia sulla quale poggiare le fondazioni. Normalmente il collegamento alla fondazione avviene con l'inclusione della testa dei micropali nella struttura di fondazione di superficie. The most commonly used solution is to create sub-foundations consisting of a plurality of micropiles that form a mesh on which to rest the foundations. Normally the connection to the foundation occurs with the inclusion of the micropile head in the surface foundation structure.

I micropali grazie alle loro caratteristiche sono spesso utilizzati per il consolidamento di fondazioni deteriorate da eventi geologici o sismici; per la loro facilità di realizzazione , soprattutto aggregati ad una vasta gamma di carichi di portata e di dimensione e realizzazione di ancoraggi che per difetto di capacità portante non sono sufficienti a supportare la struttura ; per il ripristino o riparazione di fondazioni danneggiate ; per il consolidamento di terreni ; per la realizzazione di ancoraggi. Thanks to their characteristics, micropiles are often used for the consolidation of foundations damaged by geological or seismic events; for their ease of construction, especially aggregated to a wide range of loads of capacity and size and construction of anchors which, due to a lack of load-bearing capacity, are not sufficient to support the structure; for the restoration or repair of damaged foundations; for land consolidation; for making anchors.

I vantaggi che derivano dall'uso di micropali sono: The advantages deriving from the use of micropiles are:

la possibilità di realizzare sottofondazioni con macchinari che hanno dimensioni ridotte quindi utilizzabili anche all'interno di edifici esistenti, per esempio nei seminterrati o cantine , o comunque in ambienti con spazi limitati con altezza minima di soli due metri. La posa del micropalo viene eseguita mediante l'impiego di moduli di armatura metallica cilindrica opportunamente dimensionati e assemblati mediante filettatura testa/testa o manicotto in modo da ottenere pali finiti della lunghezza necessaria , poche o nulle vibrazioni trasmesse agli edifici adiacenti. the possibility of creating sub-foundations with machinery that have reduced dimensions and therefore can also be used inside existing buildings, for example in basements or cellars, or in any case in environments with limited spaces with a minimum height of only two meters. The installation of the micropile is performed through the use of cylindrical metal reinforcement modules suitably sized and assembled by threading head / head or sleeve in order to obtain finished poles of the necessary length, with few or no vibrations transmitted to the adjacent buildings.

Quando gli interventi di sottofondazione o consolidamento devo essere effettuati in zone sismiche, i micro pali normalmente utilizzati non sono adatti a smorzare l'eventuale effetto di movimenti tellurici. When the sub-foundation or consolidation interventions must be carried out in seismic areas, the micro poles normally used are not suitable for damping the possible effect of earthquakes.

Oggetto del presente trovato à ̈ un micropalo provvisto di smorzatori sismici appositamente studiato per essere utilizzato in zone a rischio terremoto. The object of the present invention is a micropile equipped with seismic dampers specially designed to be used in earthquake risk areas.

II micropalo di cui al presente trovato comprende: un palo di acciaio di diametro e profondità calcolate in funzione del carico ed iniettato a pressione con boiacca di cemento o premiscelato; un tubo camicia , ancorato al cordolo di fondazione in c.a. , innestato, collegato e stabilizzato sul palo di acciaio, nel quale sono collocati i mezzi di smorzamento del moto sussultorio ; spessori e mezzi di contrasto , dispositivi per il precaricamento degli smorzatori sismici. Il micropalo di cui al presente trovato à ̈ quindi formato da una micropalo del tipo utilizzato normalmente che à ̈ solidale al cordolo di fondazione attraverso un tubo camicia. Il tubo camicia, che come detto à ̈ solidale al cordolo di fondazione , ospita al suo interno dispositivi idonei ad ammortizzare i movimenti tellurici sia sussultori che ondulatori; i dispositivi possono essere di vario tipo e, in una soluzione preferita sono costituti da una pluralità di molle a tazza inserite tra una testa collocata alla sommità del micropalo che funziona da mezzo di contrasto inferiore ed un inserto di contrasto superiore accoppiato alla estremità superiore del tubo camicia. The micropile according to the present invention comprises: a steel pole with a diameter and depth calculated as a function of the load and injected under pressure with cement grout or pre-mixed; a jacket pipe, anchored to the foundation curb in reinforced concrete , grafted, connected and stabilized on the steel pole, in which the damping means of the jolting motion are placed; shims and contrast media, devices for the preloading of seismic dampers. The micropile of the present invention is therefore formed by a micropile of the type normally used which is integral with the foundation curb through a jacket tube. The jacket tube, which as mentioned is integral with the foundation curb, houses devices suitable for cushioning both jolting and undulating earth movements; the devices can be of various types and, in a preferred solution, they consist of a plurality of cup springs inserted between a head located at the top of the micropile which functions as a lower contrast medium and an upper contrast insert coupled to the upper end of the tube shirt.

Il tubo camicia , solidale al cordolo di fondazione , funge in pratica da ammortizzatore potendo "scorrere" per un determinato tratto sul micropalo. Per consentire al micropalo di attutire le oscillazioni dovute a movimenti ondulatori , il micropalo à ̈ infilato in un tubo di rivestimento di materiale resistente , di diametro ragionevolmente maggiore del micropalo , che lascia un definito margine di oscillazione. The jacket tube, integral with the foundation curb, acts in practice as a shock absorber since it can "slide" for a determined section on the micropile. To allow the micropile to cushion the oscillations due to undulatory movements, the micropile is inserted into a coating tube of resistant material, reasonably larger in diameter than the micropile, which leaves a defined margin of oscillation.

I dispositivi di smorzamento delle oscillazioni a cui si à ̈ accennato possono essere integrati con dispositivi aggiuntivi che migliorino le prestazioni. The oscillation damping devices mentioned above can be integrated with additional devices that improve performance.

II trovato verrà di seguito descritto in una forma di realizzazione esplicativa ma non limitativa data con riferimento al disegno allegato in cui: The invention will be described below in an explanatory but not limiting embodiment given with reference to the attached drawing in which:

la fig. 1 mostra una vista in sezione del micropalo di fondazione con smorzatore sismico di cui al presente trovato. fig. 1 shows a sectional view of the foundation micropile with seismic damper according to the present invention.

La Fig. 2 mostra una vista in sezione di un particolare della porzione superiore del micropalo di cui alla fìg. 1 Fig. 2 shows a sectional view of a detail of the upper portion of the micropile in fig. 1

Con riferimento ai disegni allegati il micropalo di fondazione con smorzatore sismico di cui al presente trovato comprende : With reference to the attached drawings, the foundation micropile with seismic damper according to the present invention comprises:

- un micropalo (1); - a micropile (1);

- un tubo (2) di rivestimento del micropalo (1) di diametro superiore al diametro del micropalo (1); - a tube (2) covering the micropile (1) with a diameter greater than the diameter of the micropile (1);

- un tubo camicia (3) di diametro superiore al tubo di rivestimento (2) del micropalo (1) , ancorato al cordolo di fondazione; - a jacket tube (3) with a diameter greater than the lining tube (2) of the micropile (1), anchored to the foundation curb;

- una testa di contrasto (4) con faccia superiore convesssa, solidale alla sommità del micropalo (1), con diametro esterno lievemente inferiore al diametro interno del tubo camicia (3); - a contrast head (4) with a convex upper face, integral with the top of the micropile (1), with an external diameter slightly smaller than the internal diameter of the jacket tube (3);

- un pistone (7) con la faccia inferiore concava ed una sede sulla circonferenza per l'alloggiamento di una guarnizione - a piston (7) with a concave lower face and a seat on the circumference for housing a gasket

- una guarnizione di tenuta (5) dell'olio presente tra il pistone (7) e la faccia interna del tubo camicia (3) - an oil seal (5) present between the piston (7) and the inner face of the liner tube (3)

- elementi (6 ) di spessore - elements (6) of thickness

- pluralità di molle (8) - plurality of springs (8)

- elementi (9) di spessore - elements (9) of thickness

- inserto di contrasto (10) - contrast insert (10)

- tubi (11) di immissione , sfiato e controllo livello dell' olio idraulico - testa di innesto (12) per chiave dinamometrica - pipes (11) for inlet, breather and level control of the hydraulic oil - coupling head (12) for torque wrench

- tappo di chiusura ispezionabile avvitato sulla filettatura (13) del tubo camicia (2) - inspectionable closing cap screwed on the thread (13) of the jacket tube (2)

mezzi (15) per l'ancoraggio del tubo camicia (3) al cordolo di fondazione in c.a. means (15) for anchoring the jacket tube (3) to the foundation curb in reinforced concrete.

Il tubo camicia (3) ,à ̈ realizzato preferibilmente in acciaio opportunamente lavorato, ed à ̈ innestato sul micropalo (1) per mezzo della testa di contrasto (4), che ha una sezione a T con la faccia superiore convessa per garantire la distribuzione del carico al palo in modo uniforme anche in caso di lievi inclinazioni sull'asse verticale. The jacket tube (3), is preferably made of suitably worked steel, and is grafted onto the micropile (1) by means of the contrast head (4), which has a T-section with a convex upper face to ensure distribution load to the pole evenly even in case of slight inclinations on the vertical axis.

Sopra la testa del palo (4), à ̈ posizionato un pistone (7) con la faccia inferiore concava, questo à ̈ provvisto , al fine di assicurarne la tenuta idraulica, di una guarnizione ad esempio, ad esempio di una guarnizione 0 ring (5) alloggiata in una apposita sede ricavata sulla sua circonferenza. Above the head of the pole (4), there is a piston (7) with a concave lower face, this is provided, in order to ensure the hydraulic seal, with a gasket for example, for example an 0 ring gasket ( 5) housed in a special seat obtained on its circumference.

Sopra il pistone (7) , possono essere posizionati una pluralità di spessori costituiti ad esempio da anelli di acciaio (6) sui quali poggia una pluralità di molle a tazza (8). Above the piston (7), a plurality of thicknesses can be positioned, consisting for example of steel rings (6) on which a plurality of cup springs (8) rests.

Superiormente alle molle a tazza (8) Ã ̈ disposto almeno uno spessore , costituito ad esempio da un anello di acciaio (9). Above the disc springs (8) there is at least one shim, consisting for example of a steel ring (9).

II tratto finale superiore del tubo camicia (3), presenta una zona (16) filettata sia all'interno che all'esterno , all'interno viene avvitato un inserto di contrasto (10), realizzato in acciaio, per mezzo del quale, ad esempio con una chiave dinamometrica da innestare nella testa (12) , verrà effettuata la pre carica a compressione delle molle a tazza (8) del micropalo (1) The final upper section of the liner tube (3), has a threaded area (16) both inside and outside, a contrast insert (10) made of steel is screwed inside, by means of which, to example with a torque wrench to be inserted into the head (12), the compression pre-loading of the cup springs (8) of the micropile (1) will be carried out

Nell'inserto di contrasto (10) sono anche posizionati i condotti (11) che permettono di immettere un fluido viscoso, ad esempio olio , nel sistema di ammortizzamento in modo da aumentare efficacia delle molle ad esempio delle molle a tazza (8). Il livello del fluido ad esempio dell'olio può essere facilmente controllato svitando il tappo ispezionabile (13) fissato alla camicia per mezzo della filettatura esterna. The ducts (11) are also positioned in the contrast insert (10) which allow a viscous fluid, for example oil, to be introduced into the damping system in order to increase the effectiveness of the springs, for example of the disc springs (8). The fluid level, for example oil, can be easily checked by unscrewing the inspectable plug (13) fixed to the liner by means of the external thread.

II tubo camicia (3) in acciaio lavorato, Ã ̈ ancorato al cordolo di fondazione con mezzi opportuni , ad esempio per mezzo delle maniglie di ancoraggio (15). The machined steel jacket tube (3) is anchored to the foundation curb with suitable means, for example by means of the anchoring handles (15).

Durante la posa in opera del micropalo di fondazione con smorzatore sismico il micropalo (1) verrà posizionato nel terreno rivestito con tubo di rivestimento ad esempio in PVC elastico serie pesante di diametro leggermente superiore al micropalo. During the installation of the foundation micropile with seismic damper, the micropile (1) will be positioned in the ground covered with a coating pipe, for example in elastic PVC heavy series with a diameter slightly larger than the micropile.

Il micropalo non à ̈ direttamente vincolato alla fondazione ma ,come detto à ̈ il tubo camicia (3) per mezzo dei sistemi di ancoraggio ad esempio delle maniglie (15) ad essere ancorato al cordolo di fondazione, in tal modo il micropalo (1) opportunamente precaricato e reso attivo , resiste al carico in modo elastico grazie all' azione del sistema di smorzamento delle sollecitazioni costituito dalla azione delle molle. The micropile is not directly bound to the foundation but, as mentioned, it is the jacket tube (3) by means of the anchoring systems, such as the handles (15), to be anchored to the foundation curb, thus the micropile (1) suitably preloaded and activated, it resists the load in an elastic way thanks to the action of the stress damping system constituted by the action of the springs.

Lo smorzamento delle sollecitazioni sismiche permette di dimensionare le strutture con parametri differenti rispetto alle strutture razionali , e permette di realizzare strutture più leggere con conseguenze pratiche ed economiche facilmente intuibili. The damping of seismic stresses allows to dimension the structures with different parameters compared to the rational structures, and allows to create lighter structures with practical and economic consequences that can be easily understood.

Di seguito a solo titolo al solo fine di permettere una migliore comprensione del trovato viene fornito un esempio di realizzazione di fondazioni speciali su micropalo realizzato secondo il presente trovato di un fabbricato posto in zona sismica aventi le seguenti caratteristiche: Hereinafter, for the sole purpose of allowing a better understanding of the invention, an example of realization of special foundations on micropile made according to the present invention of a building located in a seismic area having the following characteristics is provided:

PIANO TERRA- pianta rettangolare con muri portanti perimetrali e muro centrale di spina appoggiati su fondazione a trave rovescia, costruiti in cemento armato. Superfice mq. 140,00 GROUND FLOOR - rectangular plan with load-bearing perimeter walls and central spine wall resting on an inverted beam foundation, built in reinforced concrete. Surface sqm. 140.00

PIANO PRIMO- stesso sedime con muratura portante in poroton '†̃sismico", pareti divisorie in laterizio. FIRST FLOOR - same grounds with bearing masonry in poroton 'â € ̃sismic ", brick partition walls.

SOLAI , SOTTOTETTO e COPERTURA - Realizzati in latero cemento. FLOORS, ATTIC and ROOFING - Made of brick and concrete.

Volume fabbricato me 940,00 peso indicativo 450,00 ton. Building volume me 940.00 indicative weight 450.00 tons.

I micropali secondo il presente trovato per una struttura con queste dimensioni, devono avere preferibilmente le seguenti caratteristiche e la seguente disposizione: The micropiles according to the present invention, for a structure with these dimensions, must preferably have the following characteristics and the following arrangement:

-Diametro armatura micropalo 88,90mm. sp. 8,00 mm. ( Lungh. In funzione della natura geologica del terreno da verificare puntualmente in ogni caso). -Perforazione diametro 140,00 mm. -Diameter of micropile armor 88.90mm. sp. 8.00 mm. (Length. Depending on the geological nature of the ground to be checked in every case). - Perforation diameter 140.00 mm.

-Carico max micropalo 65,00 ton. - Max micropile load 65.00 tons.

-Carico esercizio micropalo 25,00 ton. -Micropile exercise load 25.00 tons.

-Carico elastico micropalo 14,00 / 19,80 ton. -Micropile elastic load 14.00 / 19.80 ton.

-Molle a tazza diam. esternolOO mm. interno 51 ,00 mm. x 6,00 mm. di spessore. -Cup springs diam. external mm. internal 51, 00 mm. x 6.00 mm. thick.

-Pacco molle formato da 30,00 elementi aventi carico di esercizio pari a 16,00 ton. Corsa utile dopo la precarica di 20,00 mm. -Spring pack consisting of 30.00 elements with a working load of 16.00 tons. Useful stroke after pre-loading of 20.00 mm.

-Precarica esercitata sul palo = 9,60 ton. -Precharge exercised on the pole = 9.60 tons.

-Interdistanza fra i pali 1,25 mt. disposti lungo il perimetro esterno e sotto il muro di spina. - Interdistance between the posts 1.25 meters. arranged along the outer perimeter and under the spine wall.

RISULTATO: RESULT:

Il fabbricato à ̈ appoggiato e sorretto dai pali tipo di cui al presente trovato che sono stati precaricati al 60% rispetto al carico di esercizio delle molle costituenti ammortizzatore. The building is supported and supported by the type poles of the present invention which have been preloaded to 60% with respect to the working load of the springs constituting the shock absorber.

In caso di evento sismico, il palo secondo il presente trovato, avra’ la capacita’ di assorbire, smorzare o comunque ridurre significativamente l’azione provocata dal movimento tellurico. In the event of a seismic event, the pole according to the present invention will have the ability to absorb, dampen or in any case significantly reduce the action caused by the earthquake movement.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI 1. Micropalo di fondazione con smorzatore sismico comprendente: un micropalo (1) ed un tubo (2), di rivestimento del micropalo (1) di diametro superiore al diametro di detto micropalo (1) caratterizzato inoltre dal comprendere : un tubo camicia (3) di diametro superiore al tubo di rivestimento (2) del micropalo (1) , che circonda per un tratto la parte terminale superiore del micropalo (1); una testa di contrasto (4) solidale alla sommità del micropalo (1), con diametro esterno lievemente inferiore al diametro interno del tubo camicia (3) ; un pistone (7) ; una guarnizione di tenuta (5) fra il pistone (7) e la faccia interna del tubo camicia (3); elementi di spessore (6) ; una pluralità di mezzi elastici posizionati fra gli elementi di spessore inferiore (6) e superiore ( 9) ; inserto di contrasto (10) tubi (11) di immissione , sfiato e controllo livello dell' olio idraulico testa di innesto (12) per chiave dinamometrica tappo ispezionabile di chiusura avvitato sulla filettatura (13) del tubo camicia (3) mezzi per l'ancoraggio del tubo camicia (3) al cordolo di fondazione in c.a. caratterizzato inoltre dal fatto che , la pluralità di molle (8) presentì nel tubo camicia (3) solidale al cordolo di fondazione e comprese tra l'inserto di contrasto superiore (10) e la testa di contrasto (4) solidale al micropalo (1) , assorbono e smorzano, le sollecitazioni che vengono trasmesse dall'azione sismica al micropalo e quindi alla fondazione del fabbricato. CLAIMS 1. Foundation micropile with seismic damper comprising: a micropile (1) and a tube (2), covering the micropile (1) with a diameter greater than the diameter of said micropile (1) further characterized by comprising: a jacket tube (3) with a diameter greater than the coating tube (2) of the micropile (1), which for a while surrounds the upper end of the micropile (1); a contrast head (4) integral with the top of the micropile (1), with an external diameter slightly less than the internal diameter of the jacket tube (3); a piston (7); a sealing gasket (5) between the piston (7) and the inner face of the liner tube (3); thick elements (6); a plurality of elastic means positioned between the elements of lower (6) and upper (9) thickness; contrast insert (10) pipes (11) for inlet, breather and level control of the hydraulic oil coupling head (12) for torque wrench inspectionable closing cap screwed on the thread (13) of the liner tube (3) means for anchoring the jacket tube (3) to the foundation curb in reinforced concrete further characterized by the fact that the plurality of springs (8) present in the jacket tube (3) integral with the foundation curb and included between the upper contrast insert (10) and the contrast head (4) integral with the micropile ( 1), absorb and dampen the stresses that are transmitted by the seismic action to the micropile and therefore to the foundation of the building. 2. Micropalo di fondazione con smorzatore sismico secondo la rivendicazione (1) caratterizzato dal fatto che la testa di contrasto (4) ha una conformazione superiore convessa. 2. Foundation micropile with seismic damper according to claim (1) characterized in that the contrast head (4) has a convex upper conformation. 3. Micropalo di fondazione con smorzatore sismico secondo la rivendicazione (1) caratterizzato dal fatto che il pistone (7) ha una conformazione inferiore concava ed ha una sede, per l'alloggiamento di una guarnizione, ricavata sulla sua circonferenza 3. Foundation micropile with seismic damper according to claim (1) characterized by the fact that the piston (7) has a concave lower conformation and has a seat, for housing a gasket, obtained on its circumference 4. Micropalo di fondazione con smorzatore sismico secondo la rivendicazione (1) caratterizzato dal fatto che i mezzi di ancoraggio del tubo camicia (3) al cordolo di fondazione sono costituiti dalle maniglie (15) 4. Foundation micropile with seismic damper according to claim (1) characterized by the fact that the means for anchoring the jacket pipe (3) to the foundation curb consist of the handles (15) 5. Micropalo di fondazione con smorzatore sismico secondo la rivendicazione (1) caratterizzato dal fatto che la pluralità di mezzi elastici à ̈ costituita da molle a tazza (8) 5. Foundation micropile with seismic damper according to claim (1) characterized in that the plurality of elastic means consists of cup springs (8) 6. Micropalo di fondazione con smorzatore sismico secondo la rivendicazione (1) caratterizzato dal fatto che gli elementi di spessore (6 e 9) sono costituiti da anelli di acciaio. 6. Foundation micropile with seismic damper according to claim (1) characterized in that the shim elements (6 and 9) consist of steel rings. 7. Micropalo dì fondazione con smorzatore sismico secondo la rivendicazione (1) caratterizzato dal fatto che la parte terminale superiore del tubo camicia à ̈ filettata in (16) internamente ed esternamente 7. Foundation micropile with seismic damper according to claim (1) characterized in that the upper end of the jacket tube is internally and externally threaded in (16) 8. Micropalo di fondazione con smorzatore sismico secondo la rivendicazione (1) caratterizzato dal fatto che l'inserto di contrasto superiore (10) à ̈ filettato ed avviato al tubo camicia (3) . 8. Foundation micropile with seismic damper according to claim (1) characterized in that the upper contrast insert (10) is threaded and connected to the jacket tube (3). 9. Micropalo di fondazione con smorzatore sismico secondo la rivendicazione (1) caratterizzato dal fatto che l'innesto (12) per la chiave dinamometrica permette di regolare la compressione dei mezzi elastici (8) 9. Foundation micropile with seismic damper according to claim (1) characterized in that the coupling (12) for the torque wrench allows to adjust the compression of the elastic means (8) 10. Micropalo di fondazione con smorzatore sismico secondo la rivendicazione (1) caratterizzato dal fatto che il tappo di chiusura (13) presente alla sommità del tubo camicia (3) può essere svitato per l'ispezione grazie alla filettatura esterna della parte terminale del tubo camicia (3).10. Foundation micropile with seismic damper according to claim (1) characterized in that the closing cap (13) present at the top of the jacket tube (3) can be unscrewed for inspection thanks to the external thread of the end of the tube shirt (3).