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Infissione

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Infissione

Per una corretta infissione delle palancole, è essenziale disporre di dati attendibili relativamente alle condizioni topografica e geologica del sito. Una volta determinato il profilo più adeguato, il successo della messa in opera dipende dalla scelta del sistema d’infissione più appropriato.

I moderni sistemi d’infissione possono essere divisi in tre categorie: infissione con percussore, vibro-infissione o presso-infissione.

L’infissione a percussione si realizza mediante martelli a caduta libera, martelli diesel, martelli idraulici a doppia azione e martelli a doppia azione rapida.

 

Martello a caduta libera

Questo martello è utilizzabile in tutte le condizioni e con tutti i profili disponibili. Si raccomanda un rapporto da 1:1 a 2:1 tra il peso del martello e la somma dei pesi della palancola e del casco di battitura. Utilizzato correttamente, questo strumento risulta preciso e consente di sfruttare tra il 75% e l’80% dell’energia generata. Il peso del martello è sollevato da un cavo, da vapore o da pressione idraulica. 

 

Martello diesel

A Un martello diesel è composto da un cilindro, un pistone e da un incudine  alla base del cilindro.

Per  far partire il martello a singola azione, il pistone viene sollevato ad un’altezza predefinita e rilasciato automaticamente. Il pistone nel ricadere comprime l’aria all’interno della cella di compressione ed attiva la pompa del carburante che spruzza il carburante sopra l’incudine. L’impatto del pistone sull’incudine atomizza il gasolio che s’infiamma all’interno di aria fortemente compressa. Questa energia esplosiva spinge il pistone verso l’alto e di conseguenza la palancola verso il basso facendo ripartire il ciclo di battitura.

I martelli diesel danno degli ottimi risultati specialmente in terreni coesivi o molto densi. In aree con caratteristiche normali, si consiglia un rapporto da 1:2 a 1.5:1tra il peso del martello e la somma dei pesi della palancola e del casco di battitura.  Quest’ ultimo ha la funzione di proteggere le palancole durante l’infissione.

 

Martelli idraulici

In questo tipo di martello un pistone viene sollevato  tramite pressione idraulica. Ed in fase discendente riceve l’energia supplementare utile a produrre un'accelerazione fino a 2 g. L’energia sprigionata in 1 metro corrisponde così ad una caduta libera di 2 metri.

These Questi martelli generano un’energia massima per colpo che va dai 35 kNm a 3000 kNm con una frequenza di 50÷60 colpi al  minuto. L’infissione è ottimizzata da un sistema di controllo elettronico. I martelli idraulici offrono dispositivi  di sicurezza, controllo e visualizzazione dei dati. Il pannello di controllo mostra l’energia netta trasferita alla palancola ad ogni colpo ed è possibile regolarla tra il valore massimo ed il 5% del valore massimo, o anché di meno.

Il martello idraulico può operare con qualunque angolo d’inclinazione, sopra e sotto il livello dell'acqua, ed è adatto sia all’infissione che all’estrazione delle palancole. Per terreni con caratteristiche normali, si consiglia un rapporto da 1:1 a 1:2. tra peso del martello e la somma dei pesi della palancola e del  casco di battitura. Un martello pesante a corsa breve è sempre preferibile per ridurre al minimo sia i danni alla  testa della palancola che il livello di rumore.

Ad oggi per l’infissione delle palancole vengono usati principalmente martelli idraulici capaci di generare ad ogni colpo un’energia dai 35 kNm ai 90 kNm per colpo; martelli più potenti sono considerati troppo pesanti.

 

 

 Martelli a doppia azione

Nei martelli a doppia azione i movimenti del pistone sono sollecitati da aria compressa o da vapore.

L'aria o il vapore arriva sotto pressione in una camera di compressione dotata di una valvola scorrevole che reindirizza alternativamente da una parte o dall’altra del pistone, mentre la parte opposta è collegata al sistema di scarico.

Nella discesa, la massa colpisce un'incudine piatta fissata al cilindro che rimane in testa alla palancola interessata dall’infissione. In seguito la pressione alza il pistone che viene nuovamente spinto contro l'incudine.

In A parità di peso totale, il peso del pistone del martello a doppia azione è di gran lunga inferiore rispetto a quello del martello a caduta libera. Rappresenta solo il 10-20% del peso complessivo del martello, ma la sua efficacia è aumentata dalla pressione (5-8 bar) applicata sull’estremità superiore del pistone.

I martelli sono progettati per operare alla massima efficienza con compressori di dimensioni standard. Per tali martelli, il 90% dell’energia disponibile è prodotta dall'azione dell'aria o del vapore sul pistone.

 

 Vibratori

I vibratori trasferiscono vibrazioni alle palancole in modo da consentire la loro infissione attraverso i vari strati di terreno.

Il principio della presso-infissione é la riduzione di attrito tra la palancola e il terreno. Le vibrazioni possono temporaneamente disturbare il terreno intorno alla palancola causando una lieve liquefazione, che si traduce in una notevole diminuzione della resistenza tra il terreno e la palancola. Questo consente alla palancola di essere infissa nel terreno con pochissimo carico aggiunto, cioé il proprio peso più il peso del martello. Il vibratore genera oscillazioni all’interno della cassa di vibrazione in cui pesi eccentrici sono guidati da uno o più motori. I pesi girano con la stessa frequenza ma in direzione opposta, eliminando cosi le componenti orizzontali delle forze, lasciando solo operative le componenti verticali. I vibratori possono essere azionati da motori elettrici o idraulici o con una combinazione di entrambi.

Le pinze idrauliche montate sotto il corpo del vibratore assicurano la presa ai profili trasmettendo movimenti oscillanti . La gru alla quale è attaccato il vibratore deve essere isolata dalla cassa di vibrazione tramite cuscini di gomma o elementi a molla. La possibilità di far variare la velocità dei vibratori idraulici permette di adattare la frequenza del sistema alle diverse condizioni del terreno.

Nella gamma dei vibratori standard, la frequenza varia da 800 a 1800 RPM e le forze centrifughe raggiungono i 5000 kN. I vibratori ad alta frequenza arrivano a 3000 RPM. Le forti vibrazioni sviluppate si attenuano molto rapidamente, riducendo al minimo le problematiche sulle strutture adiacenti. La performance dell’infissione dipende principalmente dalle condizioni del terreno.

Negli ultimi modelli di questo tipo di vibratore le masse passano in posizione eccentrica solo dopo aver raggiunto la frequenza di lavoro. Questo significa che supera la frequenza del terreno ad ampiezza zero, evitando la generazione di vibrazioni nel terreno all’inizio e alla fine dell’operazione.

 

 

  Presse per palancole

Le presse per palancole sono nate come alternativa ai metodi classici per eliminare il rumore generato in fase d’infissione, che per anni era stato considerato una controindicazione inevitabile.

Svillupatesi all’inizio per la loro silenziosità, queste macchine  sono divenute estremamente apprezzate anche per l’assenza di vibrazioni.

Le macchine, specialmente adatte per uso in terreni compatti, sono utilizzate idraulicamente e traggono la maggior parte della loro forza di reazione dall’attrito delle palancole precedentemente infisse. Nel sistema standard, il motore consiste in un telaio di guida contenente pistoni idraulici e da una centralina idraulica montata sul telaio di guida.

Le palancole sono installate in configurazione a pannello e la pressa è posizionata sulle stesse per mezzo di una gru.

I bracci (cilindri idraulici) sono fissati sulle palancole, e pressurizzando due bracci, mentre gli altri rimangono bloccati, si riesce a procedere con l’infissione di due palancole alla volta. Una volta che tutti i bracci hanno raggiunto la loro corsa massimale, sono ritratti simultaneamente, la pressa si abbassa ed il ciclo riprende poi fino al completamento.

Presse di questo tipo arrivano a generare forze fino a 300 tonnellate.

 

Ci sono altri tipi di presse che infiggono una palancola dopo l'altra fino alla profondità finale, spostandosi ed appoggiandosi sulle palancole già infisse. Uno volte installate, queste macchine operano senza gru, ed utilizzano la forza di reazione delle palancole già infisse. Queste macchine possono essere utilizzate anche per costruzioni circolari, se necessario.

 

Sistemi speciali

Oltre ai sistemi di infissione ordinari, esistono numerosi dispositivi particolari concepiti per applicazioni o lavori speciali; Nel dettaglio:

  • Martelli ammortizzati che agiscono tramite uno speciale sistema di ammortizzatori realizzati tramite molle in acciaio o gas inerte, deputati a trasmettere l'energia alle palancole in maniera meno aggressiva e con maggiore durata.
  • Sistema di vibro-presso-infissione che combina simultaneamente vibroinfissione e pressoinfissione.
  • Martello ad impulso azionato idraulicamente con frequenza estremamente elevata.
  • Sistema di batti-vibro-infissione che combina simultaneamente percussione e vibroinfissione delle palancole.