La precompressione a cavi post-tesi è una tecnica costruttiva nella quale le armature metalliche (trefoli o barre scorrevoli all’interno di guaine) vengono tese dopo il completo indurimento del calcestruzzo. I cavi vengono messi in tensione mediante martinetti idraulici e ancorati alle estremità dell’elemento strutturale, conferendo così uno stato di precompressione al calcestruzzo. Successivamente, all’interno delle guaine viene iniettata una boiacca o malta cementizia per proteggere i cavi dalla corrosione e garantirne l’aderenza.
La manutenzione delle strutture in calcestruzzo armato precompresso (C.A.P.) a cavi post-tesi richiede ispezioni periodiche volte a verificare lo stato di conservazione dei trefoli d’acciaio e delle relative testate di ancoraggio.
A tale scopo, le principali attività diagnostiche e manutentive comprendono:
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Ispezione visiva e controllo degli ancoraggi: ispezioni periodiche destinate a individuare infiltrazioni d’acqua, macchie di ruggine, fessurazioni nel calcestruzzo o anomalie sulle testate di ancoraggio.
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Mappatura preventiva e indagini NDT: localizzazione preventiva della posizione esatta dei cavi mediante Georadar (GPR), indispensabile prima di qualsiasi approfondimento strumentale o invasivo.
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Monitoraggio strumentale e diagnostica di dettaglio: indagini combinate (tomografia ultrasonica e videoendoscopia) per accertare l’effettivo riempimento con la boiacca, l’eventuale ossidazione/corrosione di guaine e fili, unitamente a prove di rilascio tensionale per la stima della tensione residua nei cavi.
Procedura Operativa Georadar (GPR) per la Mappatura dei Cavi Post-Tesi
La procedura operativa Georadar (GPR) per la ricerca e il tracciamento di guaine e cavi di precompressione post-tesi su impalcati da ponte e viadotti si sintetizza nei seguenti passaggi:
1.1. Preparazione e scelta della strumentazione: Verifica documentale e impostazione parametri.
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Analisi degli elaborati di progetto: esame dei disegni costruttivi per conoscere il tracciato teorico dei cavi (parabolico o rettilineo), il diametro delle guaine (Φ 60 ÷ 120 mm) e la profondità stimata.
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Selezione dell’antenna: impiego di antenne ad alta frequenza o multifrequenza (1.6 GHz ÷ 2.0 GHz o sistemi Step-Frequency C-Band) per garantire un ottimo compromesso tra penetrazione (fino a 60 ÷ 80 cm) e risoluzione spaziale.
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Griglia di scansione: tracciamento sulla superficie di una griglia ortogonale di riferimento (maglia da 20 x 20 cm o 50 x 50 cm) per consentire la ricostruzione tridimensionale (Tomografia 3D).
2.2. Scansione ortogonale e tracciamento iperbolico: Acquisizione Dati sul Campo (B-Scan e C-Scan).
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Scansioni perpendicolari: le strisciate devono avvenire in direzione ortogonale allo sviluppo presunto delle guaine. L’onda Georadar intercetta l’interfaccia metallo/calcestruzzo o aria/calcestruzzo generando iperboli di riflessione con ampiezza e fase molto marcate.
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Differenziazione tra armatura lenta e guaine:
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Armatura ordinaria: iperboli piatte e ad alta frequenza poste a profondità ridotta (3 ÷ 6 cm).
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Guaine post-tese: iperboli più larghe e con apice situato a profondità maggiore (15 ÷ 40 cm), che seguono una traiettoria altimetrica variabile lungo la trave.
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3.3. Processing ed elaborazione del segnale: Filtri e calibrazione della velocità delle onde.
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Calibrazione della velocità (v): determinazione precisa della costante dielettrica (εr) del calcestruzzo tramite fitting iperbolico o misura su carota per convertire accuratamente i tempi di volo (TWT) in profondità reale (d).
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Applicazione dei filtri diagnostici:
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Background Removal: per eliminare il rumore di fondo e l’accoppiamento di superficie.
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Gain / AGC: per amplificare il segnale riflesso dalle guaine più profonde.
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Migration: per concentrare l’energia delle iperboli nei punti focali reali delle guaine.
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4.4. Interpretazione e reportistica: Mappatura 2D/3D e analisi di fase.
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Mappatura del layout: restituzione del percorso 2D/3D delle guaine per evitarne il danneggiamento durante eventuali perforazioni, carotaggi o fissaggi di cantiere.
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Verifica del riempimento (Iniezione di boiacca): analisi della fase della riflessione per individuare eventuali vuoti o difetti di iniezione all’interno della guaina (inversione di polarità dell’onda al passaggio acciaio/aria).
Quadro Normativo e Linee Guida di Riferimento
La procedura operativa descritta si basa sui principi e sui protocolli standard stabiliti dalle principali normative tecniche internazionali ed europee per le prove non distruttive (CND/NDT) in ambito civile e geofisico:
Norme di Riferimento Ufficiali
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UNI EN 17123 / UNI EN ISO 16830: Prove non distruttive – Metodo georadar (GPR) – Definisce le linee guida generali, i requisiti degli apparecchi e le modalità di esecuzione per la scansione delle strutture civili e del sottosuolo.
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ASTM D6432-19: Standard Guide for Using the Surface Ground Penetrating Radar Method for Subsurface Investigation – Delinea la metodologia per la scelta delle antenne, l’impostazione dei filtri di segnale (processing) e la taratura della velocità dielettrica del materiale.
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ACI 228.2R (American Concrete Institute): Report on Nondestructive Test Methods for Evaluation of Concrete in Structures – Capitolo specifico sull’uso del GPR e degli ultrasuoni per l’individuazione delle armature, delle guaine per cavi post-tesi e dei difetti di iniezione nelle strutture in C.A.P.
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NTC 2018 (Capitolo 8.5) & Circolare Applicativa n. 7/2019: Istruzioni per l’applicazione delle Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni – Disciplina il controllo dello stato di conservazione dei viadotti esistenti e definisce la caratterizzazione dei Livelli di Conoscenza (LC) mediante prove non distruttive su impalcati e travi in C.A.P.
Linee Guida Operative di Settore
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RILEM TC 127-MS / TC 249-ISC: Raccomandazioni internazionali sulla combinazione delle indagini elettromagnetiche e acustiche per la diagnostica delle infrastrutture da ponte.
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Linee Guida Ministeriali per la Sicurezza dei Ponti (MIMS / ANSFISA): Raccomandano l’uso del Georadar e della tomografia 3D per il monitoraggio dello stato delle armature precompresse non a vista nei viadotti della rete autostradale e stradale nazionale.
