Impianti e unità di Jet Grouting

Gli impianti e le unità di jet grouting sono sistemi specializzati progettati per preparare, pressurizzare e iniettare malta cementizia o chimica ad ultra alta velocità nel terreno per creare colonne di suolo-cemento e barriere continue. Questi sistemi di attrezzature sono fondamentali per l'ingegneria moderna delle fondazioni profonde, consentendo il miglioramento del terreno, il controllo delle acque sotterranee e il miglioramento della stabilità strutturale in condizioni sotterranee difficili. Gli impianti di jet grouting costituiscono il nucleo meccanico del processo di jet grouting, trasformando la malta convenzionale in un mezzo di iniezione ad alta energia capace di spostarsi e mescolarsi con il suolo in situ a profondità e pressioni superiori alle capacità di grouting convenzionali. Nelle applicazioni di fondazioni profonde, gli impianti di jet grouting vengono impiegati per creare tende di interruzione che intercettano il flusso delle acque sotterranee, stabilizzando terreni allagati e prevenendo la liquefazione in zone sismiche. Sono ampiamente utilizzati per il rinforzo di fondazioni esistenti, la creazione di pareti di pali secanti e tangenti, la stabilizzazione di pendii e il miglioramento della capacità portante di strati di suolo deboli. Nella costruzione di pareti diaframma, gli impianti di jet grouting possono assistere nel trattamento del terreno prima dell'escavazione. Inoltre, svolgono funzioni critiche nei lavori di bonifica, rinforzando il suolo attorno a utility sotterranee e riempiendo vuoti sotto strutture che necessitano di livellamento. Il principio operativo degli impianti di jet grouting si concentra sull'iniezione controllata di malta ad alta pressione. La malta viene preparata in unità di miscelazione dotate di miscelatori a pala o colloidali che garantiscono una consistenza omogenea della slurry. Le pompe a spostamento positivo pressurizzano la malta a pressioni operative che tipicamente variano da 200 a 600 bar, sebbene sistemi specializzati possano raggiungere pressioni più elevate. La malta pressurizzata viene consegnata a monitor di getto—strumenti di iniezione direzionali operati da piattaforme di perforazione—che canalizzano il fluido attraverso ugelli di piccolo diametro, creando un getto coerente che erode le particelle di suolo e costringe la malta negli spazi vuoti creati dall'erosione del getto. Il monitor di getto viene progressivamente ritirato man mano che la colonna si sviluppa, e l'operatore controlla attentamente la rotazione e la velocità di estrazione per raggiungere la geometria e l'omogeneità della colonna target. Le configurazioni degli impianti di jet grouting variano in base ai requisiti operativi. I sistemi a fluido singolo iniettano solo malta ad alta pressione e sono adatti a suoli coesivi. I sistemi a doppio fluido combinano aria compressa con l'iniezione di malta, migliorando il trasferimento di energia e la profondità di penetrazione, particolarmente vantaggioso in suoli granulari. I sistemi a triplo fluido introducono un getto d'acqua separato, fornendo un controllo superiore della geometria della colonna e della capacità di profondità. Gli impianti di miscelazione variano da unità montate su rimorchio mobili adatte per siti ristretti a installazioni fisse capaci di gestire progetti di grande volume. Le unità di pompaggio impiegano pompe a pistone, pompe a vite o aggregati jet pack, ciascuna offrendo diverse caratteristiche di pressione-volume adattate a specifiche condizioni del suolo e scale di progetto. La selezione degli impianti di jet grouting appropriati dipende da molteplici criteri tecnici: profondità e pressione di iniezione richieste determinate dalla stratigrafia del suolo e dalle specifiche di progettazione; proprietà dei materiali della malta, in particolare viscosità e caratteristiche di idratazione; requisiti di diametro della colonna; tassi di produzione previsti; e accessibilità del sito per il posizionamento delle attrezzature. I contraenti devono considerare la distribuzione della dimensione delle particelle del suolo, la permeabilità e lo stato di saturazione quando determinano se il jetting a fluido singolo, doppio o triplo sia ottimale. La mobilità delle attrezzature diventa critica in ambienti urbani o in progetti con vincoli di spazio. Gli standard di settore che regolano le operazioni di jet grouting includono EN 12716, che specifica definizioni, principi di progettazione e requisiti di esecuzione per il jet grouting nell'ingegneria del terreno. ISO 4465 fornisce indicazioni sulla terminologia e le pratiche di grouting. I fornitori di attrezzature fanno riferimento a DIN 4125 per i requisiti di grouting a pressione e mantengono la conformità con le specifiche dei produttori riguardanti le pressioni operative massime e i limiti reologici della malta. L'esecuzione professionale richiede certificazione degli operatori, protocolli di assicurazione della qualità e rigorosa verifica dell'integrità delle colonne attraverso registri di perforazione e analisi di laboratorio dei campioni recuperati.