Aggiornamento PROGETTO ESECUTIVO

Transcript

1 Provincia di Napoli Area Pianificazione Territoriale di Coordinamento Direzione Pianificazione Territoriale e delle Reti Infrastrutturali Intesa Istituzionale di programma APQ "Infrastrutture per i sistemi urbani" III protocollo aggiuntivo Aggiornamento PROGETTO ESECUTIVO RESTAURO E RIQUALIFICAZIONE AMBIENTALE DELLA RISERVA NATURALE STATALE "CRATERE DEGLI ASTRONI" Ripristino della funzionalità della strada principale di percorrenza della riserva e consolidamento del versante interno del cratere Elaborato R6 Dimensionamento e verifica degli interventi di: ingegneria Naturalistica, barriere paramassi e nuovi muri di sostegno. Calcolo delle strutture Progettazione: arch. Paolo Antonucci geol. Stefano Giannino dott. Renato Mantovani ing. Antonio Peluso arch. Michele Russo dott. Fortunato Sgariglia Consulenze: aspetti architettonici, storici, ambientali arch. Vincenzo Russo con arch. Giorgio Castiello (indagini storiche) Il Coordinatore d'area dott.ssa Paola Costa Il responsabile del procedimento arch. Valeria Vanella aspetti geologici, geotecnici, idrogeologici geol. Paolo Maria Guarino con geol. Antonio D'Errico (aspetti geologici) aspetti botanici, ecologici, forestali e ingegneria naturalistica dott. Riccardo Motti Dipartimento di Arboricoltura, Botanica, Patologia vegetale - Facoltà di Agraria - Università degli Studi di Napoli "Federico II" con ing. Marco Esposito (interventi di ingegneria naturalistica e tecniche a basso impatto)

2 Indice Premessa 2 1. Il Progetto 2 2. Sintesi degli interventi 3 3. Gli Interventi di ingegneria naturalistica- modalità operative 4 4. Palificata doppia viva Relazione di calcolo Dimensionamento Spinta delle Terre Teoria di Coulomb Verifiche di Stabilità Analisi dei carichi Sintesi dei Risultati di calcolo Schema grafico dell intervento Posa in opera Normativa Tecnica di riferimento Interventi di difesa passiva Descrizione del settore G Calcolo e dimensionamento delle Barriere paramassi Indicazioni progettuali sulle Barriere paramassi Dimensionamento e verifica dei muri di sostegno ex-novo 26 1

3 PREMESSA La presente relazione riguarda il dimensionamento e la verifica degli interventi necessari alla stabilizzazione delle scarpate già interessate da fenomeni franosi e localizzate a partire dal piazzale di ingresso della riserva naturale degli Astroni lungo lo stradello carrabile fino al fondo del cratere. Tali interventi riguardano: a. Interventi di Ingegneria Naturalistica. b. Barriere paramassi. c. Realizzazione di nuove murature ad integrazione di quelle esistenti e delle opere d arte presenti (inghiottitoi e ponticelli). 1. IL PROGETTO Gli interventi prevedono un sistema combinato di azioni, da un lato, il ripristino e l arginatura dei fronti in scorrimento con il consolidamento delle murature in tufo esistenti e la realizzazione di interventi di Ingegneria Naturalistica, dall altro con opere di difesa passiva inserite sui versanti a diverse quote. Le scelte progettuali, come detto, interpretano esigenze di tipo paesaggistico, naturalistico, tecnico e di sicurezza valutate sia singolarmente che in relazione tra loro, tenendo conto del particolare contesto in cui si inseriscono. Come criterio generale può dirsi che gli interventi di progetto operano con una filosofia di mitigazione del rischio mediante opere di difesa passiva e di ingegneria naturalistica (palificate doppie vive di sottoscarpa, barriere vegetali, gradinate/palizzate vive), necessarie a garantire un elevato grado di sicurezza per i fruitori dell area naturale protetta, lasciando tuttavia inalterate le dinamiche di evoluzione dei versanti. In particolare nelle aree identificate nei grafici allegati nei settori A, B, D, F e G, l andamento sub verticale dei versanti e la tipologia di dissesto non consentono di intervenire in modo attivo con tecniche di consolidamento a basso impatto se non limitatamente a piccoli fenomeni di erosione superficiale. Proprio in considerazione della particolare valenza ambientale del sito, infatti, gli interventi di progetto non mirano alla stabilizzazione dei corpi in frana, così come puntualmente individuati nella relazione geotecnica allegata, ma realizzano un sistema combinato di opere di difesa passiva che consentono nel pieno rispetto del contesto di intervento di consentire la fruizione controllata del sito. Nell ottica del minor impatto possibile con l ambiente naturale in cui si inserisce l intervento si traduce nella realizzazione di barriere passive da installare al piede del versante a difesa del percorso fruito mentre nella parte alta del versante sono previste sia barriere paramassi in acciaio (con assorbimento fino a 4000 KJ) che interventi di Ingegneria Naturalistica (come gradonate vive) limitatamente alle aree in erosione superficiale con una diffusa piantagione che costituisce una immediata protezione meccanica della corrosione ed in una fase successiva un efficace consolidamento in profondità. 2

4 2. SINTESI DEGLI INTERVENTI Le opere previste infatti possono sintetizzarsi nel modo seguente. a. Interventi di Ingegneria Naturalistica Come detto gli interventi di Ingegneria Naturalistica si inseriscono in un sistema di opere previste sui versanti che mirano a limitare i fenomenici di erosione superficiale rilevati ed a costituire al contempo piccole barriere di difesa passiva. Si prevedono quindi i seguenti interventi: - palificate doppie vive - gradonate vive - barriere vegetali b. Realizzazione delle Barriere di difesa passiva paramassi Come specificato in premessa si è individuata la necessità di realizzare, in tutti quei settori interessati da dissesti che costituiscono maggiore pericolo per lo stradello, un sistema di protezione delle percorrenze mediante opere di difesa passiva. Si realizzerà quindi, in corrispondenza dei settori A, B, D, F e G, un sistema di barriere passive paramassi poste su più livelli a partire dal piede del versante con la funzione di assorbire massi e frane con capacità di assorbimento fino a 4000 KJ, le cui specifiche di esecuzione e dimensionamento vengono di seguito descritte. Come più volte ribadito la scelta degli interventi muove da una accurata analisi delle dinamiche di frana dei versanti sia osservate che attese oltre che da una campagna di indagini specifiche effettuate in diverse sezioni opportunamente individuate. c. Realizzazione di nuovi muri di sostegno ad integrazione delle murature esistenti e delle opere d arte presenti (canaletta, inghiottitoi e ponticelli). Tale tipologia di intervento riguarderà il consolidamento delle murature di contenimento in tufo danneggiate ed in pericolo di ulteriori crolli, nonché la realizzazione di nuovi muri di sostegno al fine di fornire continuità alla muratura esistente a protezione della strada, dai fenomeni di dissesto del versante di monte. I muri verranno realizzati in muratura di tufo al fine di uniformare l intervento ai materiali ed alle opere d arte preesistenti. 3

5 3. GLI INTERVENTI DI INGEGNERIA NATURALISTICA MODALITA OPERATIVE La sintesi degli interventi esecutivi del progetto, sono riassunti nell Elaborato esecutivo T5 e nei Dettagli esecutivi T5a e T5b. Palificata Doppia Viva tipo Vesuvio In corrispondenza della strada, come riportato nella planimetria degli interventi esecutivi, si è previsto un intervento di palificata doppia in tondami di castagno f 20 mm posti alternativamente in senso longitudinale e trasversale ( l = 1,50 m ) a formare un castello in legname e fissati tra loro con chiodi o tondini f 14 mm; la palificata andrà interrata con una pendenza di verso monte ed il fronte avrà una pendenza di per garantire la crescita delle piante; L intera struttura verrà riempita con l inerte ricavato dallo scavo e negli interstizi tra i tondami orizzontali verranno collocate talee legnose di Cytisus villosus o di Coronilla emerus, o ad altre specie autoctone e già presenti in sito adatte alla riproduzione vegetativa, in misura di 10 a ml per ciascuna fila di tronchi longitudinali, nonché piante radicate di specie arbustive pioniere. Rami e piante dovranno sporgere per 0,10 0,25 m dalla palificata ed arrivare nella parte posteriore sino al terreno naturale. L intervento dovrà seguire la seguente modalità operativa: si realizza il piano di posa con una contropendenza verso monte stabilita in sede di calcolo di stabilità, si procede quindi alla posa della prima fila di legname in senso parallelo alla pendice (corrente), curando il posizionamento in bolla durante la posa del tondame si realizzano i collegamenti tra un legno ed il successivo realizzando gli incastri ed i fissaggi con tondino in ferro. Il montaggio prosegue con la posa del successivo ordine di tondame da posizionarsi in senso ortogonale alla prima fila ed alla pendice(traverso): questi legni avranno lunghezza variabile da 1,5 a 3,00 m. Si procede quindi al fissaggio dei legni con fila sottostante sempre tramite tondino in ferro. Piantagioni La piantagione garantisce una protezione meccanica della corrosione, e, in una fase successiva, grazie alla formazione di un fitto reticolo di radici con vegetazione cespugliosa rigogliosa elastica e duratura, costituisce un efficace consolidamento in profondità. Il consolidamento delle scarpate ha così un effetto visuale di grande valore paesaggistico legato al rapido sviluppo della vegetazione che minimizza l impatto dell intervento sin dalla fase iniziale. Tutti gli interventi di Ingegneria Naturalistica richiedono una fase successiva di osservazione mediante una accurata raccolta dei dati sulle opere realizzate, ed in particolare lo stato di attecchimento e di sviluppo vegetazionale oltre allo stato delle opere in relazione alle azioni misurate. 4

6 Gradonate vive Le gradonate vive si realizzano mediante lo scavo di gradoni o terrazzamenti a file parallele su pendii con messa a dimora all interno gradone di ramaglia di piante legnose con capacità di riproduzione vegetativa e piante radicate e successiva copertura con materiale proveniente dalle precedenti operazioni di scavo. La tecnica proposta ha il vantaggio di poter essere eseguita a mano e di realizzare una radicazione profonda con effetto di drenaggio, impedendo sia l erosione che il movimento del terreno. Grazie a questo intervento il deflusso dell acqua nel suolo ed il ruscellamento superficiale vengono rallentati. Le gradonate vengono realizzate nei settori A, B, D, F e G in corrispondenza di tutti i versanti interessati da consistenti dissesti e nei quali si prevedono anche barriere di difesa passiva. La loro azione si prevede costituisca un consolidamento immediato del terreno con un effetto che aumenta dopo la radicazione. Barriere vegetali Una importante funzione di difesa passiva per piccoli elementi (nell ordine del dm3) che si distaccano dal versante viene affidata alle cosiddette barriere vegetali. Tali barriere si realizzano con specie autoctone messe a dimora ad un interasse medio di 30cm a costituire in breve tempo, una fitta barriera in grado di trattenere piccoli blocchi in scivolamento. Le specie autoctone utilizzate sono: - Ruscus aculeatus - Viburno fillirea - Cytisus villosus 5

7 4. PALIFICATA DOPPIA VIVA - RELAZIONE DI CALCOLO Come descritto e come si evince dagli elaborati grafici allegati la realizzazione delle palificate e la scelta di realizzarle anche su più ordini di allineamento è stata dettata dai saggi effettuati sul terreno e dalle caratteristiche rilevate proprio in corrispondenza dei tratti di strada in scivolamento. In particolare nei paragrafi successivi si farà riferimento per i valori del terreno agli strati nei quali la palificata si realizza. Infatti come si legge dai grafici i pali della struttura in legno vengono infissi nella parte stabile, non oggetto di precedenti interventi di riporto (siamo sulla linea di versante), e quindi con un angolo di attrito di 30. Nel seguito si illustrano modalità e calcolo relativo ad una palificata (quella evidentemente prossima al ciglio della strada) gravata dal carico di un mezzo destinato allo spegnimento degli incendi cercando quindi di simulare una tra le condizioni più svantaggiose e relative al possibile transito del più pesante mezzo di soccorso. 4a. Opere di contenimento eco-compatibili: Palificata in legno La realizzazione di opere per il contenimento del terreno in legname, Palificate vive, rappresenta una soluzione ideale per tutte quegli interventi di ingegneria che pur richiedendo ampie garanzie di sicurezza, non trascurano l esigenza di un corretto inserimento nel paesaggio e di un ottima integrazione ambientale. La presenza dell aggettivo vive sottolinea il contributo offerto alla resistenza dell opera, dalle piante opportunamente messe a dimora sul paramento esterno della stessa, contributo dovuto all azione esplicata dalla ramificazione del loro apparato radicale e dalla resistenza al taglio delle stesse. 4b. Caratteristiche ed ambiti di applicazione Molto utilizzate in situazioni ambientali delicate ed in aree protette (parchi naturali, fluviali, ecc.), le palificate vive sono efficacemente realizzate in svariate situazioni progettuali, quali ad esempio: - nelle sistemazioni idrauliche, quali opere di difesa spondale o per la regolarizzazione delle pendenze; - nei lavori stradali, quali opere di contenimento (muri di sostegno, di sottoscarpa e di controripa), barriere paramassi e barriere fonoassorbenti; - nel consolidamento di versanti; - nel recupero ambientale di opere esistenti. La funzione strutturale viene garantita mediante l assemblaggio di elementi di diversa natura, quali: travi in legno, terreno di riempimento, radici delle piante. La struttura cosi realizzata, agendo a gravità come un corpo unico, contrasta efficacemente la spinta delle terre e, grazie all inerbimento diffuso del paramento, determina un basso impatto sull ambiente circostante. Strutture di questo tipo presentano inoltre un notevole grado di flessibilità che permette loro di assorbire cedimenti differenziali e cedimenti a medio-lungo termine, senza mettere in crisi la stabilità globale dell intera opera. 6

8 4.1 DIMENSIONAMENTO Le palificate in legname per il contenimento del terreno, sono strutture schematizzabili come muro a gravità, il loro dimensionamento statico può quindi ottenersi attraverso le teorie classiche della geotecnica. Le forze agenti sono essenzialmente: - la risultante S delle sollecitazioni esercitate dal terreno retrostante; - il peso proprio P b della struttura legno-terreno; - il peso proprio P a del terreno sormontante la struttura; - la risultante R esercitate dal terreno sulla struttura di contenimento. Per quanto riguarda la determinazione delle forze peso P a e P b esse sono note una volta fissata la geometria e le dimensioni dell opera di sostegno. La determinazione dell intensità e della retta di applicazione della spinta S viene effettuata attraverso i classici metodi della geotecnica. Le dimensioni necessarie che scaturiscono dal calcolo possono essere realizzate scegliendo gli elementi di dimensioni (diametro e lunghezza dei pali) piu opportune e assemblandoli in modo da realizzare la struttura piu consona alle esigenze specifiche. 4.2 SPINTA DELLE TERRE La spinta S esercitata dal terreno sul manufatto, dipende da svariati fattori, tra i quali i principali sono: - la geometria dell opera di contenimento e del terrapieno; - le caratteristiche del terreno retrostante e del terreno di fondazione; - le condizioni di drenaggio. Per la determinazione della spinta viene adottato il metodo dell equilibrio limite, il quale ipotizza che la superficie di rottura abbia in generale forma cilindrica, che su di essa si mobiliti tutta la resistenza a taglio del terreno e che per l equilibrio del concio di spinta si considerano solo spostamenti di tipo rigido. Nello specifico viene utilizzata la teoria di Coulomb, applicabile a svariate condizione geometriche e che considera una condizione di equilibrio limite globale anzichè puntuale. 7

9 4.3 TEORIA DI COULOMB Le ipotesi adottate sono le seguenti: - superficie di scorrimento piana; - distribuzione delle pressioni di tipo lineare; - inclinazione della spinta pari all angolo di attrito terreno-struttura; - terreno privo di coesione C=0; la spinta attiva è data da: S = 1 2 γ th Ka 2 ; ed è applicata ad una distanza dal fondo dello scavo pari ad un terzo dell altezza totale H, K a è il coefficiente di spinta attiva, che secondo la teoria di Coulomb vale: 2 sen ( α + ϕ) K a = sen( ϕ δ) sen( ϕ β) sen αα ( δ) 1 + sen( α δ) sen( α + β) ; dove si è indicato con: φ l angolo di attrito interno; γ t il peso specifico del terreno; α l inclinazione del terrapieno sovrastante la struttura; δ l angolo di attrito opera-terreno compreso tra i 2/3 di φ e l 80% di α ; β inclinazione della palificata rispetto all orizzontale (contropendenza). Il diagramma delle pressioni è di tipo triangolare secondo ipotesi, con pressione massima alla base e punto di applicazione della spinta nel baricentro del triangolo, posto ad H/3 dalla base di appoggio dell opera Sovraccarichi Eventuali sovraccarichi vengono assimilati ad un carico uniformemente distribuito che produce una pressione verticale, tradotta in spinta orizzontale dal coefficiente K a. Questo incremento di spinta viene valutato, nel caso piu generale di paramento in contropendenza e superficie di terreno retrostante inclinato, con: senα Sq = qkah ; sen( α + β ) il diagramma di tale incremento è rettangolare con punto di applicazione in H/2. Nel caso invece di terreno retrostante orizzontale è possibile sommare direttamente il contributo dato alla spinta del terreno dal sovraccarico, la somma è rappresentabile con una legge di distribuzione di tipo trapezia con punto di applicazione della risultante nel baricentro del trapezio Sisma La Normativa italiana (D.M. 11/03/88 e D.M. 16/01/96) prevede, nelle zone classificate sismiche (Ordin. 12 giugno 1998 n.2788) e quando l opera di sostegno supera i 3.00 m di altezza, che al calcolo della spinta statica, cosi come descritto in precedenza, bisogna sommare due contributi aggiuntivi di spinta. 8

10 Il primo è relativo all incremento di spinta calcolato considerando l azione sismica come una forza di tipo inerziale agente sul cuneo di spinta: 2 I cos ( α + ξ ) ΔS = S S ; 2 cos ( α )cosξ applicata a 2h/3 e dove si è indicato con: S= spinta calcolata in condizioni non sismiche; S I = spinta calcolata in condizioni dinamiche, con ε = ε + ξ; α = α + ξ; ξ = arctgc; Il secondo è dato dal calcolo di una forza orizzontale di inerzia applicata nel baricentro della struttura di sostegno e pari a: F=CP a ; con P a peso del manufatto. Questo metodo simula l azione dinamica del cuneo di spinta con una forza statica equivalente proporzionale al peso del cuneo stesso mediante un coefficiente orizzontale funzione della zona sismica secondo lo schema riassunto nella seguente tabella. Zona sismica C ξ I II bassa sismicità

11 4.4 VERIFICHE DI STABILITÀ Il controllo sulla stabilità del opera di sostegno e quindi sulla fattibilità e corretto dimensionamento della stessa, viene affidata alle seguenti verifiche: - verifica al ribaltamento; - verifica allo scorrimento lungo la base; - verifica a rottura del piano di fondazione; oltre che alla verifica della stabilità globale terreno-opera di contenimento e alle verifiche di resistenza del materiale costituente l opera Verifica al ribaltamento La spinta del terreno e dei sovraccarichi tendono a far ruotare il muro intorno alla base (momento ribaltante M R ), a questa rotazione si oppongono i momenti dovute alle forze peso stabilizzanti (momento stabilizzante M S ), il coefficiente di sicurezza dovrà essere: M M S R > Verifica allo scorrimento Le componenti orizzontali di spinta tendono a far scorrere il muro lungo il piano di posa dell opera, le azioni tangenziali sul piano di fondazione si oppongono a tale scorrimento: V T > 13. ; V=Ntagφ; forza di attrito, con N= risultante delle forze verticali; T=spinta instabilizzante; L inclinazione dell opera di contenimento rispetto alla verticale, attraverso una contropendenza adeguata, migliora notevolmente il comportamento della stessa rispetto allo slittamento, risultato ottenibile anche con l infissione di uno sperone di ammorsamento Verifica allo schiacciamento Questa verifica viene effettuata confrontando la tensione massima (σ max ) sul piano di posa della fondazione con la tensione del terreno al limite di rottura (σ t,lim ). σ t,lim > 20. σ max La sezione di fondazione è sollecitata a pressione eccentrica, bisogna quindi stabilire se la risultante delle forze verticali N sia interna, sul bordo o esterna al nocciolo centrale di inerzia della sezione. 10

12 4.5 ANALISI DEI CARICHI Zona di intervento sentiero forestale Quota sul livello del mare variabile 0/100 mslm Distanza dal mare circa 3.5 Km. Zona Cratere degli Astroni automezzo di controllo e gestione forestale unità di spegnimento Land Rover defender 90TD5 tara ql. A pieno carico ql. Distanza tra assi 2.36 mt. Distanza tra ruote 1.79 mt. Larghezza pneumatico 20.5 cm autocarro carico 2550 Kg assi 2 Numero carico per asse 1275 Kg fattore incrementale sull'asse 1,4 40% carico incrementato 1785 Kg 2 ruote per asse 2 Punti carico sulla ruota 892,5 Kg pneumatico 20,5 cm 0, impronta m² scarico 21237,359 Kg/m² piastra 50*50 cm² 0,25 impronta m² scarico su piastra 3570 Kg/m² equivalenza tra momenti FL/4=qL²/8 => q=2f/l carico al metro lineare sulla palificata Kg/ml carico al metro lineare sulla palificata Kg/m² Carico da neve : q s = μ i q sk q s carico da neve μ i coefficiente di forma con α compreso tra 0 a 15 μ i = 0.8 q sk valore di riferimento carico da neve al suolo posto a s >750 mslm q sk = ( (as-750))/1000= ( )/1000= KN/m² q s = μ i q sk = 0.8*0.086 = KN/m² = 6.88 Kg/m² Q so = = => 1800 Kg/m² 11

13 4.6 SINTESI DEI RISULTATI DI CALCOLO Dati Progettuali DATI GEOMETRICI Altezza versante H=1,20 m; Lunghezza palificata L=9.90 m; Larghezza palificata b= 1,20m; Altezza palificata h=1,05 m; Contropendenza palificata α=5,71 ; Inclinazione terreno sovrastante β=0 ; Sovraccarico Q so =1800 kg/m 2 ; CARATTERISTICHE DEL TERRENO Tipo terreno materiale piroclastico umido Peso specifico γ t =1800 kg/m 3 ; Angolo di attrito interno ϕ=30 ; Tensione ammissibile σ t,am =2 kg/cm 2 ; Angolo di attrito terreno-struttura δ=20 ; MATERIALI UTILIZZATI Tipo Legno CASTAGNO; Peso specifico γ l =620 kg/m 3 ; Sezione pali longitudinali circolare diametro 0,15 m; Sezione pali trasversali circolare diametro 0,15 m; Chiodature ferro φ14; da 0,27 m; Talee a scelta del progettista ; Piantine radicate a scelta del progettista; Risultati di calcolo Coefficiente di spinta attiva K a =0,259; FORZE INSTABILIZZANTI Spinta statica del terreno S t = kg/m; Punto di applicazione della spinta y=0,40 m; Inclinazione della spinta δ=20 ; Incremento sismico orizzontale ΔS=0 kg/m; Forza orizzontale di inerzia ΔF=201,61 kg/m; FORZE STABILIZZANTI Peso del terreno sovrastante Peso della palificata P a = kg/m; P b =2026,11 kg/m; VERIFICHE DI STABILITA Verifica al ribaltamento M s /M R =2.91 >1.5; Verifica allo scorrimento V/T=1.67 >1.3; Verifica allo schiacciamento σ t,lim /σ max =18.31 >2; 12

14 4.7 SCHEMA GRAFICO DELL INTERVENTO Nelle figure seguenti, si riporta uno schema esemplificativo dell intervento, i cui dettagli esecutivi sono riportati nell Elaborato T5a del progetto Esecutivo 13

15 14

16 4. 8 POSA IN OPERA La posa in opera ed il collegamento degli elementi in legno costituendi la gabbia, prevede la realizzazione preliminare di un piano di posa in pietrisco, in modo da livellare il fondo dello scavo e per distribuire uniformemente i carichi sul terreno. Circa il materiale di riempimento, è possibile fare ricorso a qualsiasi materiale disponibile in sito, purché in grado di assicurare l attecchimento della vegetazione, il drenaggio delle acque, impedire il dilavamento per effetto delle acque drenate e garantire il necessario peso, in modo che la struttura nel suo complesso agisca come muro a gravità. Il montaggio è estremamente semplice e veloce, dal punto di vista strettamente operativo esso si realizza con il semplice ricorso ad un escavatore a braccio idraulico e a un limitato numero di operai, risulta però molto importante il rispetto di alcuni accorgimenti operativi quali: - utilizzare tondame preferibilmente scortecciato, in quanto questa favorisce e accellera i processi di degradazione del legno; il castagno ad esempio se correttamente trattato può arrivare integro, anche se in acqua, fino a anni dalla messa in opera; - mettere a dimora negli interstizi che si creano tra i pali, rami di specie legnosa con capacità vegetativa autonoma, avente lunghezza di circa 1 m e con sporgenza massima pari a ¼ della loro lunghezza (possibilmente siepicespuglio); - evitare di lasciare spazi vuoti intorno alla parte terminale delle talee e creare in queste zone delle nicchie utilizzando terreno piu fine; - terminata la costruzione della palificata, realizzare nel piu breve tempo possibile, l inerbimento dell intero paramento, in modo da contrastare l erosione dello stesso; - la scelta del periodo di realizzazione dell opera è vincolato dalla messa a dimora delle piante, è preferibile utilizzare i periodi di riposo vegetativo o in estate facendo attenzione a non danneggiare le piante; - il collegamento dei pali può essere realizzato in due modi diversi: con aggancio trasversale dei pali, mediante barre in acciaio sagomate ad u, o meglio ad aggancio verticale mediante chiodatura con barre di acciaio, eventualmente utilizzando attrezzo a percussione con terminale a cappuccio, assicurandosi di penetrare con un chiodo almeno due o tre pali. - manutenzione nel primo anno, per controllare l attecchimento delle piante e prevenire fenomeni di scalzamento al piede. 15

17 5. NORMATIVA TECNICA DI RIFERIMENTO Le verifiche di stabilità sono state effettuate nel pieno rispetto della normativa vigente, in particolare sono state considerate le seguenti Leggi, Decreti ed Istruzioni Ministeriali: -Legge 5 novembre 1971 n.1086; -Legge 2 febbraio 1974 n.64; -D.M. LL.PP. 11 marzo 1988; -D.P.R. del 14 aprile 1993 (interventi di manutenzione idraulico-forestale); -D.M. LL.PP. 9 gennaio 1996; -D.M. LL.PP. 16 gennaio 1996; -Circolare 24 settembre 1988 n.30483; -Circolare 14 aprile 1997 n.65/aa.gg.; -Ordinanza 12 giugno 1998 n.2788 (elenco località sismiche); 16

18 6. INTERVENTI DI DIFESA PASSIVA Il dimensionamento delle opere di difesa passiva si basa sulla definizione della frana di progetto, a sua volta derivante dalla analisi dell assetto morfologico e litostratigrafico delle aree di versante, dei processi erosivi e della franosità antica e recente. In considerazione della complessa interazione dei fattori che influenzano e controllano l attivazione dei fenomeni franosi (variazioni e eterogeneità dei terreni piroclastici coinvolti, profondità e irregolarità della superficie di rottura, variabilità delle dimensioni del volume mobilizzato, dissipazione dell energia cinetica del volume mobilizzato per la resistenza legata alla irregolarità del terreno e alla copertura boschiva ecc.) si è preferito adottare uno schema semplificato di modellizzazione delle frane, sufficiente a fornire una corretta valutazione dell ordine di grandezza del risultato atteso. In definitiva, i processi e gli eventi erosivi ricorrenti nell area di studio possono essere schematizzati nelle seguenti tipologie: 1. erosione degli orizzonti superficiali e scivolamento di terreno (subordinatamente anche di roccia madre) e alberi in corrispondenza di irregolarità morfologiche e scarpate di modesta altezza presente diffusamente lungo tutti i settori individuati nella Carta degli Scenari Morfoevolutivi - con mobilizzazione di volumi compresi tra pochi dmc e la decina di mc. 2. scivolamento di spessori maggiori di terreno e roccia madre sottostante, in corrispondenza di scarpate di rilevante altezza, con mobilizzazione di volumi di alcune decine di mc, che in alcuni (rari) casi, per effetto della mobilizzazione di ulteriore materiale lungo la zona di transito, sono stati stimati nell ordine del centinaio di mc. 3. crollo per scivolamento planare di massi di volume fino al mc o poco più; fenomeni presenti nel settore G e, subordinatamente, nei settori D e F. Le tre tipologie di evento erosivo tipo risultano talvolta presenti contemporaneamente in alcuni settori, e, segnatamente, nel settore G, che costituisce senz altro l area più complessa dal punto di vista della evoluzione morfodinamica. 17

19 6.1 DESCRIZIONE DEL SETTORE G A partire dal caposaldo n. 111 del rilievo topografico (CFR. Elaborati esecutivi T1a e T1b), immediatamente a monte della strada, è presente una ripida scarpata in tufo semicoerente, costituito da alternanze di livelli cineritici e pomicei, generalmente addensati e parzialmente cementati, e subordinatamente sciolti. il settore G da: R3.b -Carta delle frane, dei dissesti, degli scenari morfoevolutivi e dell evento atteso sezione rappresentativa dell assetto geomorfologico e geologico del settore G. 18

20 L altezza della scarpata si riduce progressivamente, procedendo in direzione del fondo del cratere, da oltre 15 m circa a 6 m circa. Lungo tutto il fronte, che misura circa 150 m di lunghezza, è presente un diffuso quadro fessurativo, più evidente nel primo tratto, che costituisce fattore fortemente predisponente alla individuazione e al distacco di blocchi. Lo stato di fratturazione della roccia comprende quattro famiglie principali di discontinuità: K1, K2, K3, K4. IL sistema K1 con giacitura media del piano rappresentativo è il più diffuso lungo il versante considerato; generalmente costituisce frattura di rilascio dei blocchi, ma non di scivolamento. I sistemi di fratturazione K2 e K3 con giacitura media (ben rappresentato anche nel settore orientale del fronte) e quello con giacitura media presentano andamento subparallelo al fronte, svolgendo un ruolo importante come superficie di scivolamento planare. Il sistema K4 (244 /56 ) e i giunti di stratificazione assolvono una funzione di superficie di distacco. Sovente le fratture si caratterizzano per l elevata persistenza (oltre 4 m) e l ampia apertura (parecchi cm). I piani di fratturazione orientati all incirca parallelamente al fronte, e quelli orientati obliquamente allo stesso, concorrono ad individuare blocchi di roccia di forma prismatica, della larghezza e profondità di m e altezza variabile (0.2 ->1 m). Il fenomeno atteso è dato dallo scivolamento di prismi di roccia lungo superfici di frattura subverticali parallele alla scarpata, e costituisce un evento estremamente rapido e improvviso. Non sono stati registrati crolli di dimensioni rilevanti nel corso degli ultimi anni; tuttavia, l elevata suscettibilità all innesco appare in tutta la sua evidenza anche all osservatore inesperto. Accanto a questa tipologia di dissesto [frana di progetto di tipo c ], che interessa soprattutto il primo tratto della scarpata in esame (crolli di modeste dimensioni risultano piuttosto rari, anche se non totalmente assenti nel tratto successivo), sono presenti altri fenomeni franosi che si attivano lungo il versante sovrastante che, a partire dal ciglio della scarpata in tufo, si sviluppa verso monte fino al muro di cinta sommitale. Da un lato si osservano scivolamenti di terreno con volumi mobilizzati da pochi m 3 alla decina di m 3 [frana di progetto di tipo b ], che attivandosi in corrispondenza del ciglio della scarpata in tufo investono anch essi con elevata energia la strada sottostante, danneggiando in più parti la struttura realizzata in passato a difesa della strada. Dall altro lato, si osservano frane di scivolamento che si attivano nei settori più elevati del versante [frana di progetto di tipo a ], mobilizzando volumi più rilevanti in piroclastiti sciolte attivandosi in corrispondenza di scarpate e irregolarità morfologiche, come la frana F3 (CFR. Elaborato Esecutivo R3b) che si è attivata il 4 marzo 2005 con un meccanismo di scorrimento traslativo e una nicchia di distacco posta a q. 132 m s.l.m. della larghezza di 17 m circa. Il cumulo di tale frana, dopo un percorso di circa 50 m ha investito la strada sottostante (a quota 73 m sl.m.) ostruendola. 19

21 tipologie di evento atteso 20

22 6.2 CALCOLO E DIMENSIONAMENTO BARRIERE PARAMASSI Il dimensionamento delle barriere è stato effettuato in funzione dell evento atteso precedentemente descritto. Frana di progetto a L evento atteso è una frana di scivolamento traslativo di un volume iniziale di distacco V f pari a 50 mc e massa m f pari a 67.5 KN con: l1 ; l2 ; p γ nat H h α 1 α 2 Δl lunghezza, larghezza e profondità del volume mobilizzato dalla frana peso specifico in condizioni di umidità naturali del terreno dislivello complessivo tra il punto sommitale del coronamento di frana e il punto inferiore della zona di accumulo dislivello tra il baricentro della superficie di scivolamento e il punto inferiore della zona di accumulo inclinazione media del settore di versante ove avviene il distacco inclinazione media del settore di versante percorso dalla frana lunghezza del settore di versante percorso dalla frana 21

23 l1 l2 p γ nat H h α 1 α 2 Δl 20 m 10 m 0.5 m m 15 m m ubicazione delle barriere paramassi e dettaglio della frana di progetto a La massa di terreno in frana si sposta lungo il versante, sottoposta a una accelerazione a = gsinα 2 (componente del vettore accelerazione di gravità parallela al versante; la componente ortogonale viene annullata dalla reazione vincolare). 22

24 Adottando le consuete semplificazioni suggerite per la descrizione del moto di un corpo lungo un piano inclinato, e, in particolare t = 2 l g v = L e v = at t si ha : gsinα 2 t = gsinα 2 2*15 gsinα 2 da cui deriva che : v = 30 gsinα 2 = 14 m/s Per effetto delle irregolarità del terreno e della presenza di un fitto bosco, si può ipotizzare un coefficiente di attrito μ pari a 0.35, con conseguente dissipazione di energia e rallentamento del cumulo. Si ottiene, pertanto, V = 11 m/s. In conclusione, considerando il settore di versante a monte della scarpata in tufo, e ipotizzando lo scivolamento di un volume iniziale di terreno di 50 mc e massa m = 67.5 KN, una superficie di coronamento che culmina a q. 141 m (quota massima del versante considerato), l energia E f sviluppata dalla massa in frana nell impatto sulla barriera paramassi posta al piede del versante, è data da E f = ½ m f v 2 = ½ 67.5 * 11 2 = 4083 Kj Frana di progetto b L evento atteso è una frana di scivolamento traslativo di un volume iniziale di distacco V f pari a 10 mc e massa m f pari a 13.5 KN. In questo caso, considerando il valore massimo di altezza della scarpata (Δl = 15m), inclinazione del versante α 2 = 80 si ha v = 30 gsinα 2 = 17 m/s e E f = ½ m f v 2 = ½ 13.5 * 17 2 = 1950 Kj Frana di progetto c In quest ultimo caso, l evento atteso è il crollo di uno o più blocchi di roccia di forma prismatica, della larghezza e profondità di m e altezza variabile (0.2 - > 1 m). Ne deriva un valore della energia di impatto notevolmente più ridotto degli altri casi esaminati. 23

25 6.3 INDICAZIONI PROGETTUALI SULLE BARRIERE PARAMASSI Il dimensionamento e calcolo delle barriere paramassi in virtù della frana di progetto ipotizzata, ipotizzando nella simulazione dello scenario meno favorevole a vantaggio della sicurezza, ha condotto a una valutazione (teorica) di una energia di impatto connessa a evento franoso di circa 4000kj. Questo dimensionamento (4000 kj) era stato già integrato in fase di progetto definitivo al precedente dimensionamento che invece stimava un assorbimento massimo delle barriere fino a 3000kj. Nella Relazione di calcolo del Progetto Definitivo si specificava che l approccio metodologico d intervento si traduce nella realizzazione di barriere passive da installare al piede del versante a difesa del percorso fruito mentre nella parte alta del versante sono previste sia barriere paramassi in acciaio (con assorbimento fino a 3000 KJ) che interventi di Ingegneria Naturalistica (come gradonate vive e viminate) limitatamente alle aree in erosione superficiale con una diffusa piantagione che costituisce una immediata protezione meccanica della corrosione ed in una fase successiva un efficace consolidamento in profondità. La scelta della tipologia di barriera paramassi è naturalmente legata alla magnitudo del fenomeno nei diversi settori individuati nella Carta degli Scenari morfoevolutivi appare ridotta nei settori A, B. C, D ed E, dove l evento atteso comprende la mobilizzazione di volumi max di terreno e piroclastiti dell ordine di pochi mc, fino alla decina di mc, e accumulo generalmente lungo il versante, ma con possibilità di invasione della strada. Diversamente, nei settori F e G, sono attesi eventi di frana da scorrimento colata nella parte sommitale del versante, con mobilizzazione di volumi di materiale anche > 100mc e invasione della sede stradale. A questi due ambiti principali afferiscono, naturalmente, considerazioni progettuali diverse, per quanto riguarda il dimensionamento delle barriere paramassi: con minore capacità di assorbimento nei settori A, B, C, D e E, e maggiore capacità di assorbimento nei settori F e G. Successivamente, l integrazione inviata all Autorità di Bacino NW della Campania ha evidenziato il tipo di approccio utilizzato nella modellazione dell evento franoso e nel calcolo dell energia connessa. Nella fase di progettazione esecutiva si è voluto tenere in conto, in particolar modo, l impatto sull ambiente esercitato dalla realizzazione di barriere che, nel caso di barriere paramassi ad elevata capacità di assorbimento, avrebbe comportato la realizzazione di opere di rilevante altezza, superiore a 4 m. In tale ottica, la realizzazione di più ordini di barriere paramassi lungo il versante può costituire una soluzione corretta e di minore impatto sul territorio, in quanto il frazionamento dell area di versante in due (o più) sottosettori al piede di ciascuno dei quali viene realizzata una barriera paramassi riduce la lunghezza del percorso della 24

26 massa franata e quindi l energia di impatto del corpo di frana, e consente la realizzazione di opere di minore impatto. La proposta progettuale si realizzerà quindi, in corrispondenza dei settori A, B, D, F e G, con un sistema di barriere passive paramassi poste su più livelli, a partire dal piede del versante, con la funzione di assorbire massi e frane, con capacità di assorbimento sino a 2000 KJ. e altezza di circa 2 metri. Al piede delle barriere paramassi, verranno realizzate delle barriere vegetali al fine di contrastare efficacemente l impatto visivo delle opere. Nel settore G, la messa in opera delle barriere paramassi è prevista lungo due allineamenti che tengono conto, a loro volta, della possibilità di suddividere l area di intervento in due sottosettori. Un primo allineamento viene ipotizzato alla base del sottosettore sommitale del versante (a monte della scarpata in tufo precedentemente descritta), l altro, invece, alla base del sottosettore basale, al piede della scarpata. Il particolare esecutivo relativo alla realizzazione della barriera paramassi è riportato tra gli elaborati tecnici al progetto esecutivo elaborato T5.b, mentre la loro ubicazione planimetrica è riportata nell elaborato T5 25

27 7. DIMENSIONAMENTO E VERIFICA DEI MURI DI SOSTEGNO EX- NOVO. Tale tipologia di intervento riguarderà il consolidamento delle murature di contenimento in tufo danneggiate ed in pericolo di ulteriori crolli, nonché la realizzazione di nuovi muri di sostegno al fine di fornire continuità alla muratura esistente a protezione della strada, dai fenomeni di dissesto del versante di monte. I muri verranno realizzati in muratura di tufo al fine di uniformare l intervento ai materiali ed alle opere d arte preesistenti. Poiché si prevedono muri di varia altezza si sono dimensionati e verificati alcune sezioni tipo trascurando quelli di altezza inferiore ad un metro in quanto quest ultimi non assolvono a funzioni di tipo strutturale ma sono stati previsti al solo scopo di salvaguardare la gaveta dall intasamento di terra, foglie, rami ecc. Sono state quindi verificate quattro tipologie di muri di sostegno rispettivamente di altezza pari a: Muro A con H = 1,50 ml. Muro B con H = 2,20 ml. Muro C con H = 3,00 ml. Muro D con H = 6,00 ml. Eventuali murature da realizzare in sede esecutiva alla luce dello stato dei luoghi, con dimensioni differenti da quelle riportate, saranno valutate dalla Direzione Lavori e dimensionate in tale sede. Il paramento interno dei muri è stato considerato sempre verticale, quindi, formante un angolo di 90 con il piano orizzontale, mentre il paramento esterno è sempre inclinato. Le verifiche sono state eseguite sia in condizioni statiche che dinamiche tenendo presente che la zona ricade in area sismica di seconda categoria. L incremento della spinta ha tenuto conto del sisma e delle forze d inerzia dovute alla massa del muro. Il calcolo della spinta è stato eseguito secondo la teoria di Coulomb che ricerca una superficie limite piana delimitante il cuneo di spinta. Il calcolo va reiterato fino a trovare la posizione della retta delimitante il cuneo di terreno che rende massima la spinta. Le forze considerate sono: 1) il peso del terreno (Wt) 2) la spinta attiva Sa 3) la reazione del terreno sulla superficie di rottura R 26

28 27

29 28

30 29

31 30

32 31

33 32

34 33

35 34

36 35

37 36

38 37

39 38

40 39

41 40

42 41

43 42

44 43

45 44