Pali Soles in Beni Monumentali

Il Palo Soles®

Pali Soles® per il consolidamento di edifi ci Monumentali

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New Release 2012

3. Pali Soles® in edifi ci Monumentali

Soles PilesTM inMonumental Buildings

SOLES Forlì

www.soles.net - e-mail: [email protected]

T +39 0543 781.120 - F +39 0543 781.730

Forlì - Roma - Venezia

Il Palo Soles®

Pali Soles® per il consolidamento di edifi ci Monumentali

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New Release 2012

Le tecnologie Soles risultano particolarmente indicate nel caso di interventi di consolidamento statico in fondazione o

esecuzione di nuove fondazioni in strutture ed edifi ci di pregio monumentale, storico, architettonico e culturale.

Tali opere particolarmente sensibili a disturbi, vibrazioni o interventi invasivi devono essere trattate con rispetto e

soggezione per l’intrinseco valore storico.

Le tecnologie Soles oltre ai pali Soles brevettati infi ssi staticamente senza estrazione di terreno, prevedono anche

sollevamenti e recuperi di verticalità.

Le fasi operative per interventi di consolidamento statico sono simili a quelle per edifi ci tradizionali con però un

maggior grado di attenzione per alcune specifi che problematicità che si possono manifestare.

Soles technologies are particularly suited for consolidation works on existing foundations or for the construction of new

foundations in monumental buildings having a high historical, architectural and cultural value.

These works are particularly sensitive to noise, vibration or invasive works and have to be treated with respect and

consideration for their intrinsic historic value.

In addition to Soles internationally patented piles statically driven without the extraction of soil, Soles technology also

includes the lifting and the recovery of verticality.

The operational steps for the static consolidation are similar to those for conventional buildings but with a greater

degree of attention to some specifi c problems that may occur.

3. Descrizione generale

General description

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Pali Soles® per edifi ci Monumentali

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3.1 Consolidamento e recupero della verticalità del campanile di Ficarolo, Rovigo

Foundation strengthening and recovery of verticality of a bell tower near Rovigo, Italy

Tipo di intervento: Consolidamento del campanile

Numero pali: 24

Diametro pali: Ø 350 mm

Lunghezza media pali: circa 29 m

Armatura pali: Ø 168,3/-10 mm

Carico di esercizio: 90 t

Struttura di contrasto: Cordolo di fondazione

Type of work carried out: Foundation strengthening and recovery of verticality

Number of piles: 24

Piles size: Ø 350 mm

Average pile lengh: ab. 29 m [69 ft]

Pile reinforcement: Ø 168,3/-10 mm

Pile working load: 90 t

Counterweight frame: Foundation beam

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Premessa

Trattasi di una torre campanaria di muratura edifi cata nel 1700. Già

nel corso della costruzione si evidenziò una progressiva inclinazione

che fu parzialmente corretta raddrizzando l’asse della torre.

L’altezza del campanile è di circa 70 m. La massa totale è di 2600

tonnellate. L’eccentricità della verticale passante per il centro della

croce sommitale rispetto al baricentro della fondazione è di 3,40 m

in direzione Est-Ovest mentre nell’altra direzione l’eccentricità è

contenuta entro limiti accettabili.

Il monitoraggio continuo effettuato negli ultimi anni con l’ausilio

di quattro sonde di temperaturatura, un inclinometro biassiale,

di un pendolo per la misura degli spostamenti orizzontali, di due

estensimetri e di numerose livellazioni di alta precisione, ha evidenziato

un incremento progressivo ed accelerato dell’inclinazione che deriva

sia da un continuo aumento delle tensioni sul terreno lungo l’asse di

massima inclinazione sia dall’ inadeguatezza delle caratteristiche di

resistenza del terreno di fondazione su cui poggia la torre.

Tutto ciò ha indotto ad avviare urgenti lavori di consolidamento

fondale per arrestare il cedimento e preservare la struttura del

campanile nello stato attuale in cui si trova.

While the eighteenth-century masonry Bell Tower of Ficarolo (Rovigo)

was being built it already had a tendency to lean, which was partly

corrected by straightening its axis. The tower, approx. 70 m high and

weighing 2600 tons, showed an eccentricity of approx.3.40 m at the top

compared to the base centre of gravity. The increase in lean measured

in the last few years necessitated urgent intervention to reinforce the

structure and make it safe. The work was diffi cult due to the limited

available space and the delicate static situation of the tower. The use of

Soles Piles TM, featuring a lack of vibration and removal of earth, control

of the capacity load for each single pile, the putting under stress of each

pile when it had been completed, allowed the inclination of the bell tower

to be reduced. The structure was thus made safe while operating in

restricted spaces and avoiding any type of disturbance to the bell tower

and adjacent building during the work.

Premises

The project involves a masonry bell-tower built in 1700. Already during

the course of its construction it presented a progressive inclination that

was partially corrected by straightening the tower’s axis. The bell-tower

is approximately 70 metres high. Its total weight is approximately 2,600

t. The eccentricity of its vertical that passes through the centre of the

summit of the cross with respect to the foundation’s centre of mass is

3.40 metres in the east-west direction, whereas in the other direction

the eccentricity is contained within acceptable limits. The continuous

monitoring that was carried out during recent years with the help of four

temperature probes, a biaxial inclinometer, a pendulum for measuring

horizontal shifts, two extensometers and numerous high-precision

levelling instruments have brought to light a progressive and accelerated

increase of the inclination that derives both from a continuous tension

increase on the ground along the axis of greatest inclination, and from

inadequate resistance characteristics of the ground foundations upon

which the tower stands. As a result of the above, urgent foundation

consolidation work was commenced to arrest the subsidence and

preserve the bell-tower’s structure in its present state.

11.9

0

0.7

5

1.8

00.8

8

1.8

0

0.5

7

8.40

1.2

4

0.9

2

LATO PESCHERIA

0.4

0

1.7

0

LATO PIAZZA

8.4

0

LA

TO

CH

IES

A

B

0.50

0.500.91

1.80

C C

0.4

0

0.400.89

circa

3.0

0

Ing

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to

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0.7

3

1.7

0

1.80

0.99

A A

0.40

0.75

0.81

0.4

00.9

7

0.7

5

0.6

70.4

01.0

4

B

LA

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FA

BB

RIC

AT

O S

GO

MB

ER

AT

O

1.34

0.670.41

0.40 0.25

0.65

1.20

0.26 0.400.40

0.54

n.ro 24 Pali So.L.E.S. Ø 300

Vista del campanile

View of the Bell Tower

Trave di coronamento della fondazione con trefoli compatti di

precompressione

Crowning beam of the foundation with compact pre-compression

stranded cables

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Il progetto

L’intervento di consolidamento, sulla base del progetto del

Prof. Ing. Mario Zambon e dell’Ing. Vincenzo Collina e della

collaborazione tecnico-amministrativa dell’Ing. Sergio Zerba, è

stato realizzato dall’impresa So.L.E.S. di Forlì.

Esso prevede la realizzazione di una palifi cata di fondazione in

grado di trasferire il carico della torre campanaria agli strati di

terreno più profondi con migliori caratteristiche di resistenza

meccanica.

Per la trasmissione dei carichi dalle strutture del campanile

ai pali il progetto prevede la realizzazione di una trave cordolo

in cemento armato precompresso aderente alle strutture di

fondazione esistente.

I pali costituenti la palifi cata sono ad infi ssione statica che

avviene a mezzo di martinetti oleodinamici con totale assenza

di vibrazioni e senza turbare il terreno al di sotto delle

fondazioni del campanile e la statica degli edifi ci limitrofi .

L’estremità del palo è dotata di una punta costituita da una

fl angia in acciaio di diametro maggiore all’anima stessa che

durante l’infi ssione del palo genera un’intercapedine tra

terreno e tubo riempita da microcalcestruzzo cementizio in

pressione.

Il tubo di acciaio che funziona da armatura, ad infi ssione

avvenuta, viene riempito con calcestruzzo creando un ambiente

in assenza di ossigeno che preserva dalla corrosione l’acciaio.

La stessa attrezzatura di infi ssione permette di conoscere

The project

On the basis of the project drafted by Professor Engineer Mario

Zambon, by Engineer Vincenzo Collina and the technical-

administrative collaboration of Engineer Sergio Zerba,

consolidation works were carried out by the SOLES S.p.A. Forlì

(Italy).

This project provided for the production of a foundation piling

system capable of transferring the weight of the bell-tower to

the deepest layers of the ground, with subsequent improved

mechanical resistance. In order to transfer the weight of the

bell-tower to the piles, the project provided for the production

of a pre-compressed concrete belt beam that adheres to the

structure of the existing foundation. The piles that form the

piling framework are statically-driven, which is done through

a series of hydraulic jacks. This leads to the total absence of

vibrations and no disturbances to the ground below the bell-

tower foundations and to the equilibrium of the surrounding

buildings. The tip of the pile is equipped with a steel fl ange

whose diameter is greater than the core itself. During the

driving of the piles, this generates an inter-space between the

ground and the tube fi lled with pressurized

micro-concrete. After the steel tube that acts as the framework

is fi xed, it is fi lled with micro-concrete. This creates an area

with zero-oxygen, which preserves the steel from corrosion.

1.20

1.70

Tubo Ø168.3 spessore 10 mm

1.4

0

n.ro 25 trefoli compatti 0,6"

Armatura principale

sup. 7+7 Ø 24

Armatura principale

inf. 7+7 Ø 24

Palo So.L.E.S. Ø 300

Tubo guida Ø219.1 spessore 10 mm

Carotaggio fondazione

esistente Ø 300 e sigillatura con malta a ritiro controllato

Armatura ripartizione

14 Ø 16

Armatura marciapiede

7 Ø 12 Livello Asfalto

Ubicazione zona

ancoraggio n.ro 1

Ubicazione zona

ancoraggio n.ro 2

84.68 ml

Quota aggancio tiranti alla

torre circa + 34,00 ml dal

piano di campagna

155.3

1 m

l

155.9

5 m

l

n.r

o 3

tre

foli

0,6

" c

om

patti

n.ro

3 tre

foli 0

,6 " c

om

patti

42.34 ml42.34 ml

Disposizione planimetrica tiranti di sicurezza

Planimetrical arrangement of safety tie-beams

Sezione A-A

A-A Cross section

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in tempo reale la portata limite di punta di ciascun

palo infatti la forza agente nel corso dell’infi ssione

viene costantemente misurata mediante un sistema

computerizzato per la lettura della pressione oleodinamica.

In questo modo si è assolutamente sicuri di interrompere

l’infi ssione solo quando il valore limite di resistenza

all’avanzamento offerto dalla punta depurato dal peso del

palo è pari a quello di progetto.

L’attrito laterale fra calcestruzzo e terreno, che si sviluppa

solo dopo la maturazione del microcalcestruzzo iniettato

nell’intercapedine, a seguito della perdita di una frazione

della compattezza raggiunta dal terreno attorno al palo,

aumenta poi considerevolmente la sua portata complessiva.

La solidarizzazione infi ne, è prevista con microcalcestruzzo

reoplastico a ritiro compensato, tra il tubo guida entro cui

scorre il palo e la fondazione esistente.

Come ulteriore misura di cautela, prima dell’inizio e per

tutta la durata dei lavori la torre è stata assicurata tramite

una tirantatura esterna provvisionale ancorata nel terreno a

circa 150 mt di distanza dal campanile in grado di esercitare

una azione stabilizzante tale da eseguire in tutta sicurezza

gli scavi previsti per realizzare la trave cordolo in c.a.p.

attorno alla fondazione esistente.

Una volta completato l’intervento di consolidamento i trefoli

e tutte le opere provvisionali realizzate sono state rimosse.

The same driving instruments give “live” information

regarding the capacity load limit of each pile. In fact, the

force engaged during the course of the driving is constantly

measured through a computerized system that reads the

pressure. Therefore driving is only interrupted when it is

absolutely certain that the resistance value limit of driving

offered by the tip minus the weight of the pile is equal to

that outlined within the project.

The lateral friction between the micro-concrete and ground,

which only develops after the injected mortar sets within

the inter-space, following the loss of a fraction of the

compactness reached by the ground surrounding the pile,

then considerably increases its overall capacity. Lastly,

solidifi cation is provided for with rheoplastic micro-concrete

between the pile driving assembly within which the pipe

runs and the existing foundation.

As an additional precaution, before beginning work and

for the entire duration of the operations, the bell-tower is

secured through external provisional tie-beams anchored

to the ground at approx. 150 mt. from the bell-tower. These

are capable of exercising stabilization that allows for

complete safety during the excavation that must be carried

out in order to produce the pre-compressed concrete belt

around the existing foundation.

Once the consolidation work has been completed, the

stranded cables and all the temporary fi ttings are removed.

Collegamento dei tiranti di sicurezza alla cintura in acciaio e cavi a quota +34.00 m

Connection of the safety tie-beams to the steel belt and cables at a height of +34.00 metres

Ancoraggio a terra dei tiranti di sicurezza della Torre Campanaria

Anchoring to the ground of the safety tie-beams for the Bell-Tower

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Le fasi realizzative

L’esecuzione dei lavori è stata improntata sulla assoluta

necessità di ridurre al minimo le incertezze esecutive

derivanti dalla non perfetta conoscenza della reale struttura

di fondazione, soprattutto se esistevano pali in legno o

qual’era lo stato di conservazione degli stessi.

Le fasi operative sono state le seguenti:

1. Realizzazione di una cintura precompressa, sull’esterno

del campanile, rimovibile, in acciaio e cavi di

precompressione alla quota di + 34,00 m.

2. Esecuzione di due ancore da 60 tonnellate a 150 ml

dal campanile, facendo un angolo di circa 15° con

l’orizzontale.

3. Posa dei tiranti fra cintura e ancore. Tesatura con una

forza di 60 tonnellate cadauno.

4. Escavazione per la messa a nudo delle fondazioni

esistenti.

5. Carotaggio con fori ��300 mm attraverso la fondazione

esistente per l’inserimento dei tubi guida per la

successiva realizzazione dei pali So.L.E.S.

Solidarizzione immediata del tubo guida al basamento

con malta cementizia reoplastica a ritiro compensato,

per il riconsolidamento immediato del basamento man

mano che veniva perforato e per il collegamento rigido

alla trave in c.a.p. da realizzare.

The procedures

Work has been planned with the absolute necessity to

reduce to a minimum operational uncertainties deriving

from the unsure knowledge of the real foundation structure,

especially in the case of wooden piles and the conservation

state of them.

The following are the work procedures:

1. Production of a removable pre-compressed belt,

around the outside of the bell-tower, in steel and pre-

compressed cables for a height of + 34.00 metres.

2. Production of two 60-t anchors at 150 metres from

the bell-tower, creating an approx. 15° angle with the

horizon.

3. Application of tie-beams between the belt and the

anchors. Pre-stressing with a strength of 60 t. each.

4. Excavations down as far as the existing foundations.

5. Coring with holes of 300 mm in diameter through the

existing foundation, for the insertion of the pile driving

assemblies for the successive instalment of SOLES

piles. Immediate solidarity of the pile driving assemblies

to the basement with rheoplastic micro-concrete, for

the immediate reconsolidation of the basement during

drilling and for rigid connection to the pre-compressed

concrete beam to be built.

Carotaggio fondazione (ø 300 mm) per il successivo inserimento dei tubi guida

Coring the foundation (Ø 300 mm) for subsequent insertion of the pile driving assemblies

Scavo e messa a nudo della fondazione esistente

Excavation down to the existing foundations

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6. Esecuzione dell’anello in c.a.p. con le già indicate

predisposizione per i 24 pali So.L.E.S. diam 300 L= 22 m.

7. Esecuzione dei pali a partire dal lato più caricato.

I pali posti sul lato Piazza ed in aderenza al fabbricato

esistente sono stati tenuti in pressione mediante un

martinetto idraulico.

8. Al termine del lavoro si è provveduto ad allentare e poi

rimuoverei tiranti.

Alla fi ne dei sopradescritti interventi la massima

inclinazione della Torre Campanaria si è ridotta di 0.155°

pari a circa cm 19 Attualmente il monitoraggio continuo non

segnala alcun movimento del piano fondale.

6. Production of a pre-compressed concrete belt with the

above-mentioned procedures for the 24 SOLES piles

with a diameter of 300 mm and depth of 22 metres.

7. Installation of the piles, beginning with the most

problematic side. The piles installed on the Piazza side

and adhering to the existing Building have been kept in

pressure thanks to a hydraulic jack.

8. At the end of the operations, the tie-beams are

slackened and then removed.

At the end of the above-mentioned procedures, the

maximum inclination of the Bell-Tower was reduced

by 0.155°, equal to approximately 19 cm. Presently the

continuous monitoring does not indicate any movements

within the foundation.

Armatura della trave di coronamento

Reinforcement of the crowning beam

Tubi guida per Pali Soles®

Pile driving assemblies for Soles PilesTM

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Trave di coronamento della fondazione a getto completato

Completed crowning beam of the foundation

Esecuzione del Palo Soles

Soles pile driving operation

Messa in carico del palo

Loading of the Soles PileBasamento della Torre Campanaria a lavori fi niti

Completed basement of the Bell-Tower

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3.2 Fondazioni per il complesso museale dell’Ara Pacis a Roma

Foundations for the Ara Pacis Museum - Roma, Italy

Tipo di intervento: Fondazioni del nuovo museo

Numero pali: 30

Diametro pali: Ø 380 mm

Lunghezza media pali: 52 m

Armatura pali: Ø 219/10 mm


Struttura di contrasto: Plinti di fondazione

Type of work carried out: New Museum foundations

Number of piles: 30

Piles size: Ø 380 mm

Average pile lengh: 52 m [ab. 170 ft]

Pile reinforcement: Ø 219/10mm


Counterweight frame: Pad foundations

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Il monumento dell’Ara Pacis

The Ara Pacis MonumentVista del museo completato

View of the Museum

Vista generale del cantiere

General view of the site

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New Release 2012

Plinto di fondazione della nuova struttura prima del betonaggio

Pad foundation of the new structure before casting

Scatole guida posizionate

Positioning of the Pile driving assemblies

Betonaggio del plinto di fondazione

Casting of the pad foundationPlinto di fondazione prima dell’esecuzione dei pali

Pad foundation before the pile driving operation

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Costruzione dei pilastri della nuova struttura dopo l’ultimazione dei pali

Construction of the new pillars after the pile driving operation

Esecuzione del palo Soles

Soles pile driving operation

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New Release 2012

3.3 Lavori di ristrutturazione delle “ex offi cine Gelsomini” a Perugia

Renovation of the “ex Offi cine Gelsomini” buildings - Perugia, Italy

Tipo di intervento: Ristrutturazione,consolidamento e conversione in biblioteca universitaria

Numero pali: 176 Putrelle in acciaio HEB 180



Superfi cie complessiva coperta: 2.450 mq

Capacità libraria: 120.000 volumi circa

Type of work carried out: Renovation, strengthening and conversion into academic library

Number of piles: 176 Soles H-beam piles HEB180



Total covered area: 2.450 square meters

Books capacity: 120.000 books

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Vista dall’alto dell’edifi cio prima dei lavori e dopo le demolizioni

View of the building from the top before starting of the works and after the demolitions

Infi ssione dei pali Soles a putrella

Soles Hbeam Pile driving operation

Pali Soles a putrella e armatura della platea di fondazione

Soles H-beam piles and reinforcement of the mat foundation

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New Release 2012

Pianta dei Pali Soles

Plan of the Soles piles

Realizzazione del solaio con travi dotate di cavi post - tesi

Construction of the slab with beams including post - tension cables

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Realizzazione della copertura con travi in legno

Construction of the cover with wood trussesVista della sala grande con mezzanini

View of the big room with mezzanine fl oor

Vista dall’alto delle coperture completate

View of the completed covers from the topVista degli interni a lavori completati

Internal view of the completed works

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New Release 2012

3.4 Consolidamento della chiesa di San Filippo Neri a Forlì

Strengthening of the San Filippo Neri church - Forlì, Italy

Tipo di intervento:Consolidamento delle fondazioni e realizzazione di un piano al di sotto della

canonica

Numero pali: 176


Tipo di pali: Putrelle in acciaio HEB 180


Struttura di contrasto: Fondazioni

Type of work carried out: Foundation strengthening and construction of a new fl oor beneath the

parsonage

Number of piles: 176


Type of pile: H-beam 180 mm


Counterweight frame: Foundation structures

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New Release 2012

Ritrovati tombali in corrispondenza della navata centrale

Ancient tombs found under the church

Particolare di scavo sotto un pilastroDetail of excavation near an existing column

Ancoraggio della muratura alla fondazione mediante profi lati metallici

Anchoring of the masonry structure to the new foundation through steel profi les

Infi ssione di palifi cata metallica con tecnologia Soles

Soles Pile driving operation

Vista interna della chiesa a platea completata

Internal view of the church after matfoundation completion

Realizzazione delle travi di bordo Construction of the border beams

Pali Soles in Beni Monumentali

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Transcript of Pali Soles in Beni Monumentali