AGRIGENTO SOTTERRANEA: RECUPERO, CONSOLIDAMENTO E PROTEZIONE DELLE CAVITÀ ARTIFICIALI E NATURALI

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1 AGRIGENTO SOTTERRANEA: RECUPERO, CONSOLIDAMENTO E PROTEZIONE DELLE CAVITÀ ARTIFICIALI E NATURALI VUOTI SOTTERRANEI DESTINATI ALLA FRUIZIONE TURISTICA: INDICAZIONI ED OPERE DI MESSA IN SICUREZZA PAOLA BERTOLO U.T.P. OFFICINE MACCAFERRI S.p.A. In collaborazione con: 1

2 La VALLE e la COLLINA dei TEMPLI di Agrigento UNICUM DI RILEVANZA MONDIALE Minacce EVOLUZIONE DEL DISSESTO GEOMORFOLOGICO E GEOTECNICO DELL AREA AZIONI ANTROPICHE 2

3 Problematiche EPIGEE - origine profonda dei dissesti - cinematismi IPOGEE - subsidenze - instabilità locali Cotecchia et al.,

4 Problemi di stabilità EPIGEI Possono mettere a rischio la stabilità dei templi: Giunone Lacinia e della Concordia Bordo meridionale Collina dei Templi Bancate calcarenitiche che poggiano su argille di base Tipologie di cinematismi: CROLLI, RIBALTAMENTI, SCIVOLAMENTI DI BLOCCHI SCORRIMENTI ROTAZIONALI 4

5 Problemi di stabilità EPIGEI Possibili soluzioni Per blocchi di volume definito: - chiodature Per consolidamento superficiale: - iniezioni di malte cementizie/resine - rivestimenti corticali Per controllo movimenti profondi: -tiranti - interventi di appesantimento al piede, drenaggi, regimazione acque 5

6 Rivestimenti corticali: ESEMPI 6

7 Rivestimenti corticali: ESEMPI Grotte del Caglieron, Fregona (TV) - Giugno 2007 (TPS - SRL) 7

8 Rivestimenti corticali: ESEMPI Grotte del Caglieron, Fregona (TV) - Giugno 2007 (TPS - SRL) 8

9 Ancoraggi stabilità pendio Rete e/o Pannello in fune trattiene elementi instabili fra gli ancoraggi 9

10 elemento PASSIVO il rivestimento La deformazione del rivestimento in rete è molto elevata La rete è FLESSIBILE e DEFORMABILE CIRIA 2005 Soil nailing Best practice guidance: Flexible structural facing 10

11 Esperienza Maccaferri: TEST sugli ELEMENTI Strappo Sfilamento Prove di laboratorio Penetrazione maglia Apertura maglia 11

12 Esperienza Maccaferri: TEST sugli ELEMENTI PROVE SU NODI E BORCHIE Connection Tearing kn Pull-apart kn HEA Panel 24,4 11,9 High strength knot connection 13,5 8,0 Low strength knot connection 4,6 1,3 12

13 Esperienza Maccaferri: TEST sugli ELEMENTI PROVE SU NODI E BORCHIE 13

14 Sperimentazione in SCALA REALE: LABORATORIO Resistenza del pannello sottoposto ad un carico normale al proprio piano In questo caso, si vuole valutare la capacità del sistema, nel suo complesso, ad opporsi alla pressione esercitata da un ammasso roccioso Per far ciò si è studiata una prova che potesse essere valida per tutti i sistemi e che non ricadesse nella tipologia di azione localizzata 14

15 Sperimentazione in SCALA REALE: LABORATORIO Risultati 15

16 Sperimentazione in SCALA REALE: SITO ANCORAGGI PISTONE RIPARTITORE 16

17 Sperimentazione in SCALA REALE: SITO 17

18 Sperimentazione in SCALA REALE: SITO Tests comparison - Load-displacement 36 DT wire mesh BO150 ST high resistance wire mesh HEA 300/ Force (kn) Displacement (mm) 18

19 Sperimentazione in SCALA REALE: SITO Conseguenze della rigidezza del sistema Pannello HEA SteelGrid Rete 19

20 Gli interventi di consolidamento eseguiti con reti e chiodi sono passivi, perché agiscono solo dopo che c è stato il crollo, non prima. Le prove di laboratorio a piccola dimensione (1x 1 m) non definiscono correttamente il comportamento delle reti. È necessario eseguire prove su campioni di grande dimensione (3 x 3 m). Il vincolo di prova e il carico di spinta devono essere rappresentativi dell applicazione in parete rocciosa. I campioni perfettamente vincolati e pretesati non sono rappresentativi della realtà e offrono risultati fuorvianti. 20

21 Rivestimenti corticali: PROGETTAZIONE Dal Progetto di Norma UNI U sulle Opere di Difesa Caduta Massi: Il calcolo delle sollecitazioni nelle funi, nelle reti e negli ancoraggi deve tener conto della pendenza della scarpata o della parete, dell angolo d attrito e della deformabilità della rete 21

22 Rivestimenti corticali: PROGETTAZIONE Azioni Carico di roccia/terreno SOLLECITAZIONI SPOSTAMENTI Sistema passivo SLU Confronto fra resistenza ed effetto delle azioni SLS Controllo degli aspetti di spostamento e deformazione Concettualmente il calcolo dei rivestimenti applicati sui pendii in terra e in roccia è uguale. Le ipotesi geotecniche sono tuttavia più complesse nel caso del flexible structural facing del soil nailing. 22

23 Rivestimenti corticali: PROGETTAZIONE STATO LIMITE ULTIMO Crolli, gravi dissesti, incolumità persone, fuori servizio dell opera 23

24 Rivestimenti corticali: PROGETTAZIONE STATI LIMITE DI SERVIZIO Condizioni per cui viene compromessa la funzionalità dell opera 24

25 Load (kn) Sperimentazione in SCALA REALE: SITO Leggi costitutive: verifica SLS DT wire mesh equation HEA panel equation ST - high resistance - wire mesh equation Displacement (mm) 25

26 Conclusioni generali per applicazioni corticali (i carichi attesi sulla rete sono generalmente bassi): la rigidezza del sistema èpiù importante della resistenza a trazione del prodotto le reti devono essere verificate sia per la deformazione (stato limite di servizio: SLS) sia per il punzonamento (stato limite di ultimo SLU) deducibile direttamente dalle prove su campioni a grande dimensione. 26

27 Problemi di stabilità IPOGEI e riuso dei vuoti I fattori di instabilità possono essere raggruppati nelle seguenti categorie: - fattori geo-strutturali (assetto tettonico, sismicità, densità di fratturazione); - fattori litotecnici (variazioni lito-granulometriche intraformazionali, circolazione acque di sottosuolo, coefficiente di compressibilità, porosità e risalita capillare); - fattori esogeni (acque dilavanti, azione termoclastica e crioclastica, azione del vento, umidità e condensazione); - fattori antropici. 27

28 Problemi di stabilità IPOGEI e riuso dei vuoti Mettono a rischio la fruibilità della struttura Bancate calcarenitiche Tipologie di cinematismi: CROLLI SCOLLAMENTO IN CORRISPONDENZA DELLE SUPERFICI DI STRATIFICAZIONE LASTRONI AGGETTANTI (erosione selettiva) ROTTURA DEI PILASTRI -> Rischio di subsidenze in superficie 28

29 Problemi di stabilità IPOGEI Possibili soluzioni Per blocchi di volume definito: - chiodature Per consolidamento superficiale: - iniezioni di malte cementizie/resine - chiodature sistematiche del cavo - verifica della base dei pilastri Monitoraggio (convergenza al tetto, rilascio tensionale pilastri) 29

30 Grotte del Caglieron, Fregona (TV) - Giugno 2007 (TPS - SRL) 30

31 Problemi di stabilità IPOGEI e riuso dei vuoti Creazione di percorsi all interno dei cavi Analisi geomeccanica di tutto il percorso al fine di valutare condizioni di stabilità 31

32 Problemi di stabilità IPOGEI e riuso dei vuoti - Classe I: cavità che hanno ormai raggiunto condizioni di equilibrio stabile. I vuoti che ricadonoin questa classe potranno essere resi fruibili senza necessità di interventi particolari, salvo occasionali lavori di disgaggio. Si tratta di zone in genere con scarse venute d'acqua, grado di fratturazione non elevato. - Classe II: cavità in condizioni di equilibrio limite, con tracce di instabilità recenti. I vuoti così classificati richiederanno, per garantire adeguate condizioni di sicurezza, interventi di consolidamento relativamente importanti, ma comunque realizzabili senza snaturare l'aspetto originario dei siti; sono previsti, ad esempio, interventi di bullonatura (bulloni in fibra di vetro, considerato l'ambiente estremamente aggressivo per il ferro, o tiranti tubolari passivi). Si tratta generalmente di zone con modeste venute d'acqua, grado di fratturazione medio. -Classe III: in questa classe ricadono perlopiù le zone caratterizzate da una notevole scomposizione della roccia per fratturazione, presenza di vaste zone degradate, con circolazione d'acqua relativamente abbondante; la massa rocciosa non è autoportante, specie nel caso di grandi vuoti. Es di tipologia di intervento e di armatura tramite bulloni (fino a 5 m di lunghezza) in maglia fino a 1.2 m 2. - Classe IV: cavità in condizioni di instabilità marcata, talora con ampie zone già collassate. I vuoti ricadenti in questa classe sono da considerare inagibili in assenza di importanti interventi di consolidamento, di entità tale da compromettere purtroppo, in toto o in parte, l'aspetto attuale dei cavi (rivestimenti in calcestruzzo, centine in ferro con rete e spritzbeton). 32

33 Problemi di stabilità IPOGEI e riuso dei vuoti i rischi SORGENTE DI RISCHIO PERICOLO EVENTUALI CONSEGUENZE MISURE DA ADOTTARE Aerazione, ventilazione Aria poco respirabile accumulo di polveri Difficoltà di respirazione, soffocamento, danni alle vie respiratorie Qualora aerazione e ventilazione naturali risultino insufficienti, installare sistema ventilazione artificiale Ordine e pulizia Difficoltà di passaggio, eventuali sorgenti per incendi Contusioni, incendi, ferite Mantenere ordinati e puliti i tratti di galleria Stabilità volte e pareti Caduta di materiale dall alto e proiezioni Contusioni, ferite, schiacciamenti, soffocam. Periodico studio stabilità volte e terreni. Uso DPI. Vie di passaggio Incidenti, difficoltà passaggio e evacuazione Urti, impatti, contusioni, ferite Mantenere ordinate, pulite e sgombre le vie di circolazione Uscite di sicurezza Difficoltà rapida evacuazione Urti, impatti, contusioni, ferite, soffocamenti Prevedere uscite di sicurezza Illuminazione Difficoltà di circolazione Urti, impatti, contusioni, ferite Impianti di illuminazione idonei e conformi Segnaletica Difficoltà ad orientarsi, ad individ. zone soccorso, sist. antincendio, uscite sicurezza Urti, impatti, contusioni, ferite Apporre segnaletica Acque Presenza di acqua sul percorso Contatti con l acqua, scivolamenti Creare canalette e manutenerle 33

34 Problemi di stabilità IPOGEI e riuso dei vuoti Verifiche e controlli - periodici: ad attrezzature (es: ancoraggi dei cavi), e controllo visivo di routine per identificare eventuali rischi derivanti da atti di vandalismo nell utilizzo, normale usura o deterioramento attrezzature e DPI, cause accidentali -> almeno una volta al giorno sulla totalità dei percorsi e prima dell apertura al pubblico - funzionali: controllo di routine molto approfondito per la verifica di TUTTE le attrezzature e il rilievo di eventuali segni di usura e instabilità -> intervallo da 1 a 3 mesi a seconda dell affluenza del pubblico - principale: controllo approfondito e dettagliato per constatare che l insieme degli elementi e delle attrezzature che costituiscono i percorsi non presentino gravi deterioramenti suscettibili di variare le condizioni generali di sicurezza per gli utenti -> almeno una volta all anno da personale competente ed ESTERNO ALL UTILIZZO 34