Come effettuare il tracciamento di cavi post-tesi (cavi scorrevoli)

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:

  • 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.

  • Mappatura preventiva e indagini NDT: localizzazione preventiva della posizione esatta dei cavi mediante Georadar (GPR), indispensabile prima di qualsiasi approfondimento strumentale o invasivo.

  • 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.

  • 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.

  • 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.

  • 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).

  • 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.

  • Differenziazione tra armatura lenta e guaine:

    • Armatura ordinaria: iperboli piatte e ad alta frequenza poste a profondità ridotta (3 ÷ 6 cm).

    • 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.

3.3. Processing ed elaborazione del segnale: Filtri e calibrazione della velocità delle onde.

  • 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).

  • Applicazione dei filtri diagnostici:

    • Background Removal: per eliminare il rumore di fondo e l’accoppiamento di superficie.

    • Gain / AGC: per amplificare il segnale riflesso dalle guaine più profonde.

    • Migration: per concentrare l’energia delle iperboli nei punti focali reali delle guaine.

4.4. Interpretazione e reportistica: Mappatura 2D/3D e analisi di fase.

  • Mappatura del layout: restituzione del percorso 2D/3D delle guaine per evitarne il danneggiamento durante eventuali perforazioni, carotaggi o fissaggi di cantiere.

  • 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

  • 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.

  • 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.

  • 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.

  • 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

  • RILEM TC 127-MS / TC 249-ISC: Raccomandazioni internazionali sulla combinazione delle indagini elettromagnetiche e acustiche per la diagnostica delle infrastrutture da ponte.

  • 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.

Erion Lako

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