I tiranti di ancoraggio sono elementi strutturali operanti in trazione in grado di trasmettere forza al terreno attraverso un’armatura a trefoli in acciaio o barre autoperforanti (anche cave) ad aderenza migliorata.
L´utilizzo più comune dei tiranti è all’interno delle opere di sostegno degli scavi, in abbinamento con micropali o pali (nelle berlinesi) o con diaframmi in c.a.; aumentando il numero di ordini di tiranti, infatti, è possibile effettuare scavi anche ad elevate profondità senza necessariamente realizzare strutture verticali eccessivamente pesanti.
La portata dei tiranti varia a seconda del numero di trefoli, da 15 a oltre 120 tonnellate, o al diametro delle barre autoperforanti.
Le parti funzionali di un tirante si distinguono in:
- una serie di trefoli in acciaio, che costituiscono l´armatura del tirante, suddivisa a sua volta nel bulbo di ancoraggio (parte di trefolo nudo ancorato nel terreno) e nella parte libera (parte di trefolo rivestito con una guaina) consente, a seguito della tesatura, di tarare la forza di trazione trasmessa dal tirante alla struttura di sostegno;
- una testata di ancoraggio costituita dalla piastra di bloccaggio trasferisce il carico in trazione dal trefolo alla struttura di ritenuta;
- le cannette di iniezione garantiscono il corretto getto delle malte in pressione e l’intasamento del foro per tutta la lunghezza. Le stesse cannette, se richiesto, possono essere provviste di valvole per l´iniezione ripetuta.
In funzione della durata temporale della loro azione, i tiranti vengono distinti in tiranti provvisionali, la cui funzione è limitata nel tempo in quanto non è più necessaria a seguito del completamento della struttura, e tiranti permanenti che, dovendo garantire una durata pari a quella dell’intera struttura di sostegno, necessitano di adeguate protezioni contro la corrosione.
Le fasi di esecuzione di un tirante possono essere così riassunte:
- Perforazione, eseguita a rotazione o rotopercussione con sonda idraulica, eventualmente con rivestimento del foro;
- Posa dell´armatura;
- Getto della malta in pressione (utilizzando o boiacche cementizie anche speciali o resine espandenti ad alta resistenza), attraverso le apposite canne;
- Collaudo, da effettuarsi a maturazione avvenuta del getto con un carico pari a 1,2 vv il carico di esercizio;
- Tesatura al carico di progetto.
I tiranti sono elementi strutturali operanti in trazione e usati per stabilizzare pareti rocciose e per ancorare al terreno paratie o muri di sostegno.
La loro funzione è, in generale, quella di trasferire i vincoli necessari alla statica dell’opera in zone in cui il terreno offre la possibilità di assorbire le sollecitazioni in gioco.
Per tiranti di ancoraggio si intendono elementi strutturali connessi al terreno o alla roccia che, in esercizio, sono sollecitati a trazione. Le forze di trazione vengono applicate alla struttura da ancorare mediante una piastra di ripartizione (testata).
In relazione alla modalità di sollecitazione, i tiranti vengono distinti in:
- tiranti passivi, nei quali la sollecitazione di trazione nasce quale reazione a seguito di una deformazione dell’opera ancorata;
- tiranti attivi, nei quali la sollecitazione di trazione è impressa in tutto o in parte all’atto del collegamento con l’opera ancorata.
In relazione alla durata di esercizio, i tiranti vengono distinti in:
- tiranti provvisori, la cui funzione deve essere espletata per un periodo di tempo limitato e definito a priori;
- tiranti permanenti, la cui funzione deve essere espletata per un periodo di tempo commisurato alla vita utile dell’opera ancorata.
In sintesi, gli ancoraggi sono mezzi di costruzione importanti e fondamentali per i lavori di fondazione speciale che consentono di trasmettere grandi forze di trazione a quasi tutti i tipi di terreno.
Va osservato che il consolidamento di superfici rocciose friabili o con crepe o per il miglioramento del terreno richiede preventivi lavori di iniezione.
Tipologie di tiranti d’ancoraggio:
Tiranti a trefolo
I tiranti a trefolo sono composti da tre parti principali: tirante in acciaio (trefolo), testa del tirante e il bulbo. Il tirante in acciaio viene montato in un foro del diametro di ca. 80-150 mm e viene unito con la roccia / il terreno tramite una sospensione cementizia a presa rapida. Poi viene indotta la tesatura tramite presse idrauliche. La forza passa dalla costruzione al tirante attraverso la testata e viene successivamente trasmessa al terreno, agendo attivamente sulla struttura o sul terreno consolidati.
Ancoraggi d’iniezione
Gli ancoraggi d’iniezione sono tubi d’acciaio in ghisa acciaiosa con filettatura esterna, che possono essere zincati per aumentare la protezione contro la corrosione. Il tubo funge da barra alesatrice, barra di consolidamento e tubo per l’iniezione. La filettatura esterna e la possibilità di avvitamento permettono un allungamento tramite manicotti, l’aggiunta di varie corone (a seconda delle condizioni geologiche) e il fissaggio di dadi e piastre.
Gli ancoraggi d’iniezione vengono utilizzati come tiranti in roccia, come chiodi per il terreno (consolidamento di pareti in calcestruzzo a proiezione) o come pali per fondazioni speciali.
Tirante a barra (del tipo Dywidag) anche cava
Questo tipo di tirante viene utilizzato per una stabilizzazione duratura di pendii (tramite parete permanente in calcestruzzo a proiezione), data la robusta composizione (acciaio precompresso certificato) e la protezione contro la corrosione (massa di protezione, guaine lisce e nervate in PVC). Il semplice montaggio di distanziatori consente di ottenere una distribuzione omogenea dell’iniezione, con conseguente incremento della stabilità e della protezione contro la corrosione.
Le barre filettate da cui sono composti i tiranti possono raggiungere lunghezze variabili attraverso l’impiego di manicotti (anche valvolati).