Criteria for the choice of materials and related methods of injection for the consolidation, strengthening and permanent waterproofing of the ground. IN ITALIAN AND ENGLISH

1. Titolo:
CRITERI PER LA SCELTA DEI MATERIALI E DEI RELATIVI METODI DI INIEZIONE PER IL
CONSOLIDAMENTO, RINFORZO E IMPERMEABILIZZAZIONE PERMANENTE DEL TERRENO DI
SCARPATE
di LAMANNA Luigi Franco (multi-disciplinary, full-service engineering consultant) (*)
Title of the article:
CRITERIA FOR THE CHOICE OF MATERIALS AND RELATED METHODS OF INJECTION FOR THE
CONSOLIDATION, STRENGTHENING AND PERMANENT WATERPROOFING OF THE GROUND
by LAMANNA Luigi Franco (multi-disciplinary, full-service engineering consultant) (*)
Negli studi geologici e geotecnici il rilassamento di massi lungo il pendio detritico delle scarpate, conosciuto come
“dissesto corticale”, è uno dei fenomeni più studiati dei terreni e degli ammassi rocciosi, in particolare in corrispondenza
delle superfici di discontinuità, perché coinvolgono processi di instabilità dei fenomeni diffusi di alterazione.
I dissesti nell’ammasso roccioso, di solito, si sviluppano in modo progressivo nel tempo e talvolta possono mettere in crisi
la stabilità globale di intere superfici, in particolar modo se trattasi di aree montane tipiche del nostro territorio.
Infatti, la parte rocciosa caratterizzata da discontinuità congenite o giunti di stratificazione è quella più soggetta all’azione
degli agenti atmosferici che ne accelerano il degrado come ad esempio l’azione dell’acqua (dilavamento, incrostazioni,
spinte idrostatiche, ghiaccio, ecc.), del vento e delle escursioni termiche, unitamente alla dilatazione termica, all’azione
divaricatrice degli apparati radicali delle piante (effetto cuneo delle radici dentro le fratture), e soprattutto da non
sottovalutare la dissoluzione carsica, l’alterazione mineralogica, e i processi di idratazione ed argillificazione, fattore
molto importante causa di forte instabilità nel tempo. Tutto ciò determina l’innesco nell’ammasso roccioso di lenti
fenomeni deformativi che con progressione imprevedibile nel tempo e con carattere di irreversibilità, portano a collassi
localizzati con conseguente crollo o caduta di grossi volumi di roccia.

2. Generalmente la parte dell’ammasso roccioso coinvolta in questo fenomeno è lo spessore corticale che, solitamente non è
superiore a 1 - 2 m anche se la parte degradata può raggiungere tranquillamente la profondità di 5 – 10 m
L’analisi di carotaggi atti ad evidenziare le caratteristiche di fratturazione insieme a una serie di dati sull’ammasso roccioso
(spaziatura delle fratture, condizioni geo-meccaniche e di umidità, caratteristiche chimiche e fisiche della coltre e del suo
spessore, la sua inclinazione, la gravità della situazione, etc), mettono gli specialisti del territorio nelle condizioni di
scegliere tra una miriade di tipologie e sistemi di rivestimento del fronte di una scarpata, con sistemi di bonifica e/o di
consolidamento che permettono di aumentare le forze stabilizzanti e tendere al miglioramento delle caratteristiche
geotecniche delle stesse. Inoltre rivestono una parte fondamentale del sistema gli ancoraggi, oggetto di questa breve nota
tecnica, che di solito vengono scelti dai geologi e gli ingegneri in base alle caratteristiche geometriche e geotecniche del
sito su cui si deve intervenire. (NTC del 2008)
Tipica situazione di instabilità corticale Part. “A”
Infatti, questo articolo, vuole sottoporre alla vostra attenzione una soluzione migliorativa alle molteplici tecniche
conosciute per il consolidamento e/o rafforzamento corticale di versanti con fenomeni di rilassamento in atto o in frana,
con utilizzo di una “associazione sistematica” di reti metalliche e ancoraggi (chiodature o bullonature) del fronte
roccioso.
Iniezione di formulato resinoso consolidante ed impermeabilizzante Part. “B”
La funzione delle reti metalliche e degli ancoraggi (chiodature o bullonature) è quella di impedire i movimenti
nell’ammasso roccioso ed evitare la caduta di pietre o blocchi per desquamazione o splaccaggio delle pareti o per
scivolamento di volumi rocciosi.

3. Infatti questa “associazione sistematica” ha il compito di trasferire le sollecitazioni sugli ancoraggi e, tramite questi, alla
roccia in profondità. In particolare, la loro funzione è quella di mitigare il rischio dovuto al distacco di coltri di terra e/o
materiale detritico (crolli o frane).
Sono molteplici le difficoltà che si incontrano nel mettere in sicurezza il fenomeno di dissesto corticale poiché tali
interventi richiedono, senza nessuna polemica, un grado di preparazione sempre più specializzato verso le nuove tecnologie
e i nuovi prodotti innovativi. Infatti i progettisti, spesso devono risolvere grandi problematiche in tempi ridottissimi a causa
dell’urgenza e pericolosità della situazione, trovando in breve tempo una soluzione ottimale che riduca il livello di rischio,
la natura delle instabilità senza alterare l’aspetto paesaggistico. Sono coinvolte anche le imprese esecutrici, con i loro
limiti di ordine esecutivo degli operatori in parete e per ultimo le industrie produttrici di materiali, quali le reti metalliche,
le barre per chiodature o ancoraggi, i cementi ed i formulati resinose di cui ancora oggi c’è uno scarso grado di
conoscenza.
Tipico rafforzamento e consolidamento dell’ammasso roccioso
Partendo dallo stato dell’arte, il primo passo è senza dubbio quello di cominciare a indagare sistematicamente sulle
soluzioni di intervento legate ai problemi geologici e nell’individuare in anticipo, con mezzi adeguati e sufficiente capacità
di previsione, il comportamento dei materiali da impiegare. Da mettere in evidenza l’impiego dei formulati resinosi, quale
sistema consolidante e/o di sigillatura impermeabile delle fratture presenti nello spessore corticale da 1 - 2 m, capaci di
aumentare la resistenza al taglio lungo queste direttrici, alleggerendo quindi anche il successivo lavoro degli ancoraggi

4. aumentando la resistenza dell’ammasso roccioso nei confronti dell’azione chimico-fisica delle acque di percolazione.
Infatti la realizzazione di tale barriera impermeabile e/o stabilizzante consente di aumentare le forze consolidanti
migliorando le caratteristiche geotecniche di tutto l’ammasso roccioso riducendo la gran parte dei fattori di rischio che
potrebbero presentarsi in futuro.
Pertanto, possiamo suddividere i sistemi di consolidamento in due macro famiglie:
I sistemi di consolidamento di tipo SUPERFICIALE: sono quelli che assolvono più funzioni nelle applicazioni di rinforzo
corticale come il controllo dell’erosione superficiale e il rinverdimento di scarpate. Fa parte di questa tipologia di
intervento il sistema “geocomposito” costituito da rete metallica del tipo a doppia torsione accoppiato, in fase di
produzione, con bioreti naturali in “cocco” oppure geotessuti metallici, oppure il sistema a tappeto tridimensionale in
polipropilene antierosione incorporato in una rete di filo d’acciaio ad alta resistenza. Molto si è detto su questo tipo di
consolidamento superficiale e molta letteratura è stata prodotta su questo argomento.
I sistemi di consolidamento di tipo ATTIVO: utilizzati quando si è in presenza di uno spessore instabile di roccia fino a
circa 2 m di profondità ed oltre, e consiste essenzialmente nella messa in opera di barre di ancoraggio (resistenza al taglio)
perpendicolarmente alla superficie di scorrimento, abbinate ad una rete in acciaio ad alta resistenza, grazie alla quale il
sistema agisce in maniera sinergica essendo le barre collegate le une alle altre grazie alle elevate resistenze meccaniche
della rete.
Il sistema di stabilizzazione attivo, come già detto, è una delle più recenti novità tecnologiche offerte dal mercato
internazionale e viene utilizzato per la protezione combinata contro l’erosione, la caduta di detriti rocciosi, per l’intervento
su smottamenti, per instabilità profonde e per la messa in sicurezza dei versanti. Praticamente è adatto a quasi tutti i tipi di
versanti, indipendentemente se rocciosi e solidi o instabili e ricoperti di terreno o altri materiali.
Pertanto, di seguito illustrerò gli elementi utilizzati per il sistema di tipo ATTIVO per il consolidamento e/o rafforzamento
dello strato corticale:
Le reti metalliche
Le reti applicate sulle pareti rocciose hanno lo scopo di controllare o prevenire lo sviluppo dei dissesti corticali che si
manifestano con il distacco di massi e si distinguono due categorie di reti di protezione:
- reti di protezione semplici fissate generalmente solo in sommità;
- reti abbinate ad una chiodatura sistematica della parete con una maglia di ancoraggi finalizzati a rafforzamenti
corticali più instabili. In questo caso si utilizza preferibilmente una rete a doppia torsione capace di evitare la
diffusione dei danni all’interno della struttura a causa di rotture locali dei fili d’acciaio. Il filo della maglia di solito
può avere diversi gradi di protezione (zincatura forte, lega eutettica di ZN.AL, polimeri plastici) a seconda delle
esigenze di durabilità connesse all’ambito applicativo. Il valore di resistenza alla trazione di una rete metallica
deve essere tra 350-500 N/mm2
in accordo con le norme EN 10223-3.
Le barre per chiodature o ancoraggi
Le barre di solito sono costituite da elementi puntuali di tipo attivo o passivo e sono generalmente composti da materiale in
acciaio ad aderenza migliorata Ø 30 mm, barre cave del tipo auto perforanti, chiodi in B450C, trefoli d’acciaio utilizzabili
come chiodi o pali o drill bits per tutti i terreni e rocce.
Ultimamente vengono impiegate molto le barre autoperforanti che sono costituite da una punta di perforazione a perdere
variabile a seconda della tipologia del terreno. E’ disponibile in commercio una vasta gamma di varianti in grado di
supportare carichi ultimi da 210 kN a 1.900 kN e che hanno a corredo tutti i relativi componenti: punte, manicotti,
centratori, testate e piastre di ripartizione da impiegare in funzione di specifiche applicazioni. I campi di applicazione
possono essere i più svariati ma principalmente vengono impiegati per pendii, scavi, per il fissaggio di reti paramassi,
barriere antivalanghe e per fondazioni e solettoni.
I Cementi
Sui cementi oggi si conosce quasi tutto. Come è noto la problematica principale nell’uso della boiacca di cemento per
intasare/ancorare alla roccia le barre per chiodature o ancoraggi, è il ritiro dovuto ad una variazione di volume causata,
durante la fase di presa e di indurimento, dalla progressiva eliminazione dell'acqua in essa contenuta. Questo fenomeno è
tanto più marcato quanto più rapida è la perdita d'acqua dalla massa e determina l'insorgere di fessurazioni con conseguente
ripercussione sulla durabilità della stessa.
Oggi vengono usati degli additivi fluidificanti ed espansivi per confezionare di boiacche fluide ed antiritiro per iniezione.
L’effetto espansivo permette di annullare completamente il ritiro idraulico e di conferire alla boiacca un’espansione sia in
fase plastica che di indurimento. Le boiacche antiritiro sono in grado di garantire una maggiore durabilità anche se, durante
la fase di iniezione, a differenza delle “resine, tendono a rimanere circoscritte all’aerea di perforazione della barra di
ancoraggio, penetrando con molta difficoltà negli interstizi presenti nella roccia fratturata.

5. Tipi di miscele
Dei formulati resinosi, oggetto del presente articolo, parlerò brevemente a seguire, mentre ora mi limito ad illustrare le più
diffuse sospensioni stabili:
- Cemento-acqua.
Vorrei solo fare presente che le sue caratteristiche migliorano molto con l’aggiunta di una piccola percentuale di
bentonite (1 – 7 % sul peso del cemento);
- Cemento-argilla;
- Miscele espanse.
Applicazione molto utile quando occorre il riempimento di grandi cavità e successivamente intasare con dei
formulati resinosi.
L’utilizzo di iniezioni di formulati resinosi nel “dissesto corticale”, usate specialmente come sistema consolidante nello
spessore da 1 - 2 m degli ammassi rocciosi o contestualmente alle barre per chiodature o ancoraggi, sono tecniche alle
quali in Italia non viene ancora data la giusta importanza come invece risulta essere all’estero.
Il deterioramento del nostro ambiente richiede sempre maggiori programmi di manutenzione annuale, solo per mantenere
attuali livelli di esercizio. Dal punto di vista ambientale e ecologico oggi sono disponibili anche alcuni formulati resinosi
che forniscono soluzioni efficaci in termini di durabilità molto più lunga rispetto ad altri prodotti e con costi di
manutenzione assai ridotti.
La metodologia operativa di questa tipologia di intervento consiste nell’iniettare un formulato di resina chimica capace di
penetrare anche nelle formazioni di argillite, aumentando così la coesione del terreno, tanto da evitare cedimenti, crolli o
caduta di volumi rocciosi del fronte, e in particolar modo migliorando la resistenza meccanica dell’ammasso roccioso.
Facciamo presente che la iniettabilità dipende soprattutto dalle caratteristiche idrauliche dell’ammasso roccioso, che sono a
loro volta influenzate dal grado di fratturazione, dalle caratteristiche delle discontinuità e dalle proprietà meccaniche quali
deformabilità e stato tensionale originario.
A differenza dalla boiacca il formulato resinoso di iniezione, presenta delle particolari proprietà in grado di garantire una
buona penetrabilità nelle fratture, una bassa viscosità, un ritiro nullo, un’assenza di dilavamento e una buona resistenza
meccanica alla compressione.
Infatti dalla nostra specifica conoscenza maturata sul campo abbiamo constatato più volte che l’intervento di
consolidamento effettuato utilizzando la boiacca ha una durabilità di molto inferiore rispetto a quello eseguito con le resine
a causa della poca espandibilità della sostanza nella massa rocciosa.
Per questo motivo consigliamo, per questa tipologia di problematiche, di intervenire mediante un sistema di “iniezioni” con
dei formulati di resine direttamente nelle fessure in modo da riempire ogni vuoto presente nella roccia, compresi “pori” [1]
e “capillari”, ed eliminare le infiltrazioni d’acqua di qualsiasi natura.
Operando in questo modo i primi 2 metri dell’ammasso roccioso così trattato diventa completamente compatto e coeso con
l’omogenea roccia retrostante, impermeabile anche se la presenza di acqua è di natura idrostatica negativa.
Normalmente la metodologia operativa adottata per eseguire iniezioni nell’ammasso roccioso avviene normalmente,
secondo le seguenti fasi:
- Realizzazione di fori del diametro 13 mm, di profondità variabile da 3-5 cm, e con un intervallo tre i fori di 30-50
cm.
- Posa in opera di “packers” muniti di valvole a sfera.
- Esecuzione di iniezioni realizzate tramite speciali pompe multiuso a parametri variabili, con dosaggi che possono
variare in proporzione volumetrica, assicurando inoltre il flusso costante sia in portata che in pressione.
Una accortezza importante da adottare in questa fase, per una esecuzione fatta a regola d’arte, è quella di non stuccare le
fessure perché, avendo una visione d’insieme dell’area trattata, siamo in grado di valutare il “percorso” della resina
nell’ammasso roccioso e quindi poter dosarne o addirittura interromperne temporaneamente il suo flusso. L’iniettibilità
della resina dipende dal grado di fessurazione, dalle discontinuità delle stesse, dalle proprietà meccaniche quali
deformabilità e stato tensionale dell’ammasso roccioso.
La miscela resinosa d’iniezione, deve possedere delle condizioni tali da garantire una buona penetrabilità nelle lesioni, una
bassa viscosità, un ritiro ed un dilavamento assente ed una buona resistenza a compressione. Essa non deve contenere
particelle fini per cui può penetrare in tutte le fessure e i vuoti al pari dell’ acqua.
Il formulato da iniettare deve essere una resina (formulato resinoso), senza capacità di espansione, con elevata resistenza
meccanica e una stabilità chimica elevata ed non essere inquinante.
Infatti, l’impiego del tipo di resina che propongo deve risponde ai requisiti di cui sopra e inoltre risponde ai Rapporti di
Prova dei “TEST DI CESSIONE” (Metodo UNI EN 12457-2) per l’impiego e l’uso della resina in presenza di Acque
sotterranee secondo il D.Lgs. n° 152/06 P.IV-T.V- All. 5 Tab e al “TEST DI CESSIONE” per l’impiego e l’uso della
resina in presenza di Acque per uso umano secondo il D.Lgs. n° 31/01. Questa tipologia di prodotto, studiato e messo a
punto dall’autore, è specificatamente impiegato per risolvere il tipo di problema affrontato in questo articolo. Infatti, la
reazione del formulato, è irreversibile e la miscelazione tra i due componenti “A” e “B” deve avvenire in tempi molto brevi
(1 - 2 minuti a + 18° C.). In presenza di particolari situazioni lavorative o in condizioni climatiche avverse è possibile
modificare tale reazione chimica aggiungendo nel componente “A” un additivo accelerante. Inoltre, la presenza di acqua,

6. diluente per eccellenza, durante le operazioni d’iniezioni non deve influenza in nessun modo né il decorso della reazione
chimica né l’espandibilità del prodotto essendo quest’ultimo prevalentemente di natura inorganica.
Analizzando il carotaggio effettuato a fine lavori per verificare la corretta esecuzione dell’intervento occorre che si deve
notare che il materiale presenta un’elasticità e un’ottima adesione alle varie tipologie di materiale costituenti l’ammasso
roccioso. Inoltre deve essere autoestinguente.
Concludiamo riportando una frase tratta dalla normativa geotecnica che enuncia: “ Il valore del coefficiente di sicurezza
sarà assunto dal progettista e giustificato sulla base delle considerazioni relative al livello di conoscenze raggiunto e al
grado di affidabilità dei dati disponibili, alla complessità della situazione geologica e geotecnica, all’esperienza locale su
pendii naturali in situazioni simili, nonché alla conseguenza di una eventuale frana “.
Pertanto, ci permettiamo di sottolineare che in fase di progettazione bisogna essere a conoscenza del maggior numero di
dati possibile tra cui i requisiti di compatibilità dei vari materiali e la diversa durabilità degli elementi.
[1] La porosità, è forse l’elemento più indicativo per il giudizio preventivo dell’iniettabilità di un terreno, aumenta con il
diminuire della finezza granulometrica. I terreni iniettabili presentano valori di porosità compresi fra 0,2 e 0,35per i più
grossolani, e fra 0,35 e 0,5 per quelli più fini.
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In geological and geotechnical studies, the relaxation of boulders along the detrital slope of the escarpments, known as
"cortical instability", is one of the most studied phenomena of soils and rock masses, in particular at discontinuity
surfaces, because they involve instability processes of widespread phenomena of alteration.
The instabilities in the rock mass usually develop progressively over time and can sometimes jeopardize the global
stability of entire surfaces, especially if they are typical mountain areas of our territory.
In fact, the rocky part characterized by congenital discontinuities or stratification joints is the one most subject to the
action of atmospheric agents that accelerate its degradation such as the action of water (washout, incrustation,
hydrostatic pressure, ice, etc.) , wind and temperature excursions, together with thermal expansion, the spreading
action of the root systems of plants (wedge effect of the roots inside the fractures), and above all the karst dissolution ,
the mineralogical alteration , and the hydration processes should not be underestimated and argillification, a very
important factor causing strong instability over time. All this determines the triggering in the rock mass of slow
deformation phenomena which with unpredictable progression over time and with irreversibility character, lead
to localized collapses with consequent collapse or fall of large volumes of rock.
Generally the part of the rock mass involved in this phenomenon is the cortical thickness which, usually, is not greater
than 1 - 2 m even if the degraded part can easily reach the depth of 5 - 10 m
The analysis of core samples acts to highlight the fractured characteristics together with a series of on data rock mass
( spacing of the fractures, and geo-mechanical conditions of humidity, characteristics chemical and physical properties
of the layer and its thickness, s u to tilt, the seriousness of the situation, etc.), enable local specialists to choose from a
myriad of types and systems for coating the face of an escarpment, with remediation and / or consolidation systems that
allow to increase the stabilizing forces and tend the improvement of their geotechnical characteristics. Furthermore ,
anchors are a fundamental part of the system , which are usually chosen by geologists and engineers based on the geometric
and geotechnical characteristics of the site to be worked on. ( 2008 NTC )
This article wants to bring to your attention an improvement solution to the many known techniques for
the consolidation and / or cortical strengthening of slopes with relaxation phenomena in progress or in landslide , with
the use of a "systematic association" of metal nets and anchors (nailing or bolting) of the rocky face.
The function of the metal nets and anchors (riveting or bolting) is to prevent movements in the rock mass and prevent
the fall of stones or blocks by flaking or splitting the walls or by sliding of rocky volumes.
In fact, this "systematic association" has the task of transferring the stresses on the anchors and, through them, to the
rock in depth. In particular, their function is to mitigate the risk due to the detachment of earthen coulters and / or
detrital material (collapses or landslides).
There are many difficulties encountered in securing the phenomenon of cortical instability since such interventions
require, without any controversy, an increasingly specialized degree of preparation for new technologies and new
innovative products. In fact, the designers often have to solve major problems in a very short time due to the urgency
and danger of the situation, finding in a short time an optimal solution that reduces the level of risk, the nature of the
instabilities without altering the landscape aspect . They are also involved contracting companies, with their executive

7. order limits of the wall operators and finally the manufacturing industries of materials, such as the wire mesh , the bars
for nails or anchors, the cements and resins which still c ' it is a low degree of knowledge.
Starting from the state of the art, the first step is undoubtedly to begin to systematically investigate the intervention
solutions linked to geological problems and to identify in advance, with adequate means and sufficient forecasting
ability, the behavior of the materials to be used. To highlight the use of resins, as a consolidating and / or waterproof
sealing system of the fractures present in the cortical thickness from 1 - 2 m, capable of increasing the resistance to
cutting along these lines, thus also lightening the subsequent work of the anchors increasing the resistance of the rock
mass against the chemical-physical action of the percolation waters. In fact, the realization of this waterproof and /
or stabilizing barrier allows to increase the consolidating forces by improving the geotechnical characteristics of the
whole rock mass, reducing most of the risk factors that could arise in the future.
Therefore, we can divide the consolidation systems into two macro families:
The SURFACE- type consolidation systems : those that perform multiple functions in cortical reinforcement applications
such as the control of surface erosion and the greening of escarpments. Part of this type of intervention is
the "geocomposite" system consisting of a double twist type metal mesh coupled, in the production phase, with natural
coconut or metal geotextiles, or the three-dimensional anti-erosion polypropylene carpet system incorporated in a network
of high tensile steel wire. Much has been said about this type of superficial consolidation and much literature has been
produced on this topic.
The ACTIVE type of consolidation systems : Used when there is an unstable thickness of rock up to about 2 m deep, and
essentially consists in the installation of anchor bars (shear strength) perpendicular to the sliding surface , combined with
a high-strength steel mesh , thanks to which the system acts synergistically as the bars are connected to each other thanks to
the high mechanical strength of the mesh.
The active stabilization system, as already mentioned, is one of the most recent technological innovations offered by the
international market and is used for combined protection against erosion, falling rock debris, for intervention on landslides,
for deep instabilities and for securing the slopes. It is practically suitable for almost all types of slopes, regardless of
whether they are rocky and solid or unstable and covered with soil or other materials.
Therefore, below I will illustrate the elements used for the ACTIVE type system for the consolidation and / or
strengthening of the cortical layer:
Metal nets
The nets applied on the rock walls have the purpose of controlling or preventing the development of cortical instabilities
that occur with the detachment of boulders and distinguish two categories of protection nets:
- simple protection nets generally fixed only at the top;
- nets combined with a systematic nailing of the wall with a mesh of anchors aimed at more unstable cortical
strengthening. In this case, a double twist net is preferably used, capable of avoiding the spread of damage inside the
structure due to local breakage of the steel wires. The wire of the mesh can usually have different degrees of protection
(strong galvanization, eutectic alloy of ZN.AL, plastic polymers) depending on the durability needs related to the
application area. The tensile strength value of a wire mesh must be between 350-500 N / mm2
in accordance with EN
10223-3 standards.
The bars for nailing or anchoring
The bars usually consist of active or passive point elements and are generally composed of steel material with improved
adherence Ø 30 mm, hollow bars of the self-perforating type, nails in B450C, steel strands usable as nails or poles or
drill bits for all soils and rocks.
Lately self-drilling bars are used a lot, which are made up of a non-returnable drill bit which varies according to the
type of soil. A wide range of variants is available on the market capable of supporting ultimate loads from 210 kN to
1,900 kN and which are supplied with all the related components: tips, sleeves, centering devices, heads and distribution
plates to be used according to specific applications. The fields of application can be the most varied but mainly they are
used for slopes, excavations, for the fixing of rockfall nets, avalanche barriers and for foundations and slabs.
Cements
Today, almost everything is known about cement. As is known, the main problem in the use of the cement grout to clog
/ anchor the bars for nailing or anchoring to the rock, is the withdrawal due to a volume variation caused, during the
setting and hardening phase, by the progressive elimination of the water it contains. This phenomenon is all the more
marked the faster the loss of water from the mass and determines the onset of cracks with consequent repercussion on
its durability.
Today, fluidifying and expanding additives are used to make fluid and non-shrink grouts for injection. The expansive
effect allows you to completely cancel the hydraulic shrinkage and to give the grout an expansion both in the plastic and

8. hardening phase. The anti-shrinkage grouts are able to guarantee greater durability even if, unlike the "resins, during the
injection phase they tend to remain limited to the drilling area of the anchor bar, penetrating with great difficulty into
the interstices present in the fractured rock. .
Types of mixtures
Of the resinous formulations, object of this article, I will speak briefly below, while now I will limit myself to
illustrating the most common stable suspensions:
- Cement-water.
I would just like to point out that its characteristics improve a lot with the addition of a small percentage of bentonite
(1 - 7% on the weight of the cement);
- Cement-clay;
- Expanded mixtures.
Very useful application when filling large cavities and subsequently clogging with resinous formulations.
The use of injections of resinous formulations in the "cortical instability", used especially as a consolidating system in
the thickness of 1 - 2 m of the rock masses or at the same time as the nailing or anchoring bars, are techniques that are
not yet given the right importance.
The deterioration of our environment requires increasing annual maintenance programs, only to maintain current
operating levels. From an environmental and ecological point of view, some resinous formulations are also available
today which provide effective solutions in terms of much longer durability than other products and with very low
maintenance costs.
The operational methodology of this type of intervention consists in injecting a formulation of chemical resin capable of
penetrating also into the clay formations, thus increasing the cohesion of the soil, so as to avoid sagging, collapsing or
falling of rocky volumes of the front, and in particular way by improving the mechanical resistance of the rock mass.
We would like to point out that the injectability depends above all on the hydraulic characteristics of the rock mass,
which are in turn influenced by the degree of fracturing, by the characteristics of the discontinuities and by the
mechanical properties such as deformability and original stress state.
Unlike the grout, the resin injection formulation has particular properties capable of ensuring good penetration in
fractures, low viscosity, zero shrinkage, an absence of leaching and good mechanical resistance to compression.
In fact, from our specific knowledge gained in the field we have noted several times that the consolidation intervention
carried out using grout has a much lower durability than that performed with resins due to the little expandability of the
substance in the rock mass.
For this reason we recommend, for this type of problem, to intervene through a system of "injections" with formulations
of resins directly in the cracks in order to fill any void present in the rock, including "pores" [1] and "capillaries", and
eliminate water infiltrations of any nature.
By operating in this way, the first 2 meters of the rock mass thus treated becomes completely compact and cohesive
with the homogeneous rock behind it, waterproof even if the presence of water is of a negative hydrostatic nature.
Normally, the operating method adopted to perform injections into the rock mass normally takes place, according to the
following phases:
- Creation of holes with a diameter of 13 mm, with a depth varying from 3-5 cm, and with an interval of three holes of
30-50 cm.
- Installation of "packers" equipped with ball valves.
- Execution of injections carried out through special multipurpose pumps with variable parameters, with dosages that
can vary in volumetric proportion, also ensuring constant flow both in flow and pressure.
An important precaution to be adopted at this stage, for a work done in a workmanlike manner, is that of not putty the
cracks because, having an overall view of the treated area, we are able to evaluate the "path" of the resin in the rocky
mass and therefore being able to dose or even temporarily interrupt its flow. The injectability of the resin depends on
the degree of cracking, on the discontinuities of the same, on the mechanical properties such as deformability and stress
state of the rock mass.
The resin injection mixture must have conditions such as to ensure good penetration in the lesions, low viscosity, no
shrinkage and leaching and good compressive strength. It must not contain fine particles so it can penetrate all the
cracks and voids like water.

9. The formulation to be injected must be a resin (resinous formulation), without expansion capacity, with high
mechanical strength and high chemical stability and must not be polluting.
In fact, the use of the type of resin that I propose must meet the above requirements and also respond to the Test
Reports of the "TRANSFER TESTS" (UNI EN 12457-2 Method) for the use of the resin in presence of groundwater
according to Legislative Decree no. 152/06 P.IV-TV- Annex 5 Tab and to the "TRANSFER TEST" for the use of the
resin in the presence of water for human use according to Legislative Decree No. 31/01. This type of product, studied
and developed by the author, is specifically used to solve the type of problem faced in this article. In fact, the reaction of
the formulation is irreversible and the mixing between the two components "A" and "B" must take place in very short
times (1 - 2 minutes at + 18° C.). In the presence of particular working situations or in adverse weather conditions it is
possible to modify this chemical reaction by adding an accelerating additive in component "A". In addition, the
presence of water, the diluent par excellence, during the injection operations must in no way influence the course of the
chemical reaction or the expandability of the product since the latter is mainly of an inorganic nature.
Analyzing the coring carried out at the end of the works to verify the correct execution of the intervention, it should be
noted that the material has an elasticity and excellent adhesion to the various types of material constituting the rock
mass. It must also be self-extinguishing.
We conclude by reporting a phrase taken from the geotechnical legislation which states: "The value of the safety factor
will be assumed by the designer and justified on the basis of considerations relating to the level of knowledge achieved
and the degree of reliability of the available data, the complexity of the geological and geotechnical situation , the local
experience on natural slopes in similar situations, as well as the consequence of a possible landslide".
Therefore, we allow ourselves to underline that in the design phase it is necessary to be aware of as much data as
possible including the compatibility requirements of the various materials and the different durability of the elements.
[1] Porosity, is perhaps the most indicative element for the preventive assessment of the injectability of a soil, increases with
decreasing particle size. The injectable media have porosity values between 0.2 and 0.35 for the coarser, and between 0.35
and 0.5 for the finer ones.
…oo0oo…
(*) Lamanna Luigi Franco
Tutti i settori delle grande infrastrutture, per le opere di manutenzione, riparazione e consolidamento e per la costruzione di nuove
opere, offre una vasta di problemi di ordine geotecnico per l’estrema variabilità dei problemi e delle caratteristiche geotecniche dei
terreni interessati. In particolare per quanto riguarda i metodi di iniezione per trattamento di consolidamento e impermeabilizzazione
del terreno. L’Autore, che opera come “consulente” privato, esamina alcuni aspetti dell’impiego di iniezioni, che ne rappresentano un
importante settore, tenendo conto della continua evoluzione registrata negli ultimi decenni sia in materia di materiali iniettabili, sia in
materia di nuove tecnologie e metodologie che normalmente vengono impiegate.
All sectors of large infrastructures, for maintenance, repair and consolidation works and for the construction of new works, offer a
wide range of geotechnical problems due to the extreme variability of the problems and geotechnical characteristics of the land
concerned. In particular as regards the injection methods for soil consolidation and waterproofing treatment. The author, who works
as a private "consultant", examines some aspects of the use of injections, which represent an important sector, taking into account the
continuous evolution registered in the last decades both in the matter of injectable materials and in the matter of new technologies
and methodologies that are normally used.