UTILIZZO DI SOLUZIONI TECNICHE A DOPPIA TORSIONE NEL CAMPO DELLA PROTEZIONE E CONSOLIDAMENTO IDRAULICO: CARATTERISTICHE CAMPI DI APPLICAZIONE POTENZIALITA Dott. Geol. Massimo Salmi Ufficio Tecnico Borghi Azio S.pA.
RIGIDO muri in cls muri in cls MATERIALI SCIOLTI scogliere rip.rap massi ciclopici FLESSIBILE gabbioni materassi burghe geocompositi STRUTTURE DI PROTEZIONE la scelta del tipo di struttura avviene in base alle problematiche tecniche, idrauliche e alle esigenze ambientali
MATERIALI GABBIONI GABBIONI A SACCO E BURGHE MATERASSI
MATERIALI La rete a doppia torsione evita la diffusione dei danni all interno della struttura a causa di rotture locali dei fili d acciaio Rottura Broken Il filo della maglia può avere diversi gradi di protezione (zincatura forte, lega eutettica di Zn-Al Al, polimeri plastici) a seconda delle esigenze di durabilità connesse all ambito ambito applicativo Acciaio RESISTENZA A TRAZIONE Resistenza a trazione di 350-500 500 N/mm2 in accordo con to EN 10223-3 ADESIONE DELLA GALVANIZZAZIONE l adesione del rivestimento deve essere tale che,, in seguito all avvolgimento avvolgimento del filo per 6 volte attorno ad un mandrino avente un diametro pari a 4 volte quello del filo stesso,, lo sfregamento con le dita non produca sfaldamento o fessurazione del rivestimento Polimero Zn o Zn-Al RIVESTIMENTO POLIMERICO In ambiente aggressivo (2<ph<7) oltre alla galvanizzazione, si può aggiungere un rivestimento polimerico
AMBITI DI IMPIEGO OPERE LONGITUDINALI RIVESTIMENTO PROTEZIONE E SOSTEGNO
AMBITI DI IMPIEGO OPERE TRASVERSALI PENNELLI BRIGLIE
OPERE LONGITUDINALI VELOCITA DELLA CORRENTE fino 2-3 m/sec. fino 3,5 5,5 m/sec. fino 6 8 m/sec. RIVESTIMENTI LEGGERI CON GEOCOMPOSITI E RINVERDIMENTO RIVESTIMENTI CON MATERASSI RENO O MATERASSI RINVERDIBILI TIPO MATECO TM OPERE DI SOSTEGNO E PROTEZIONE CON GABBIONI O GABBIONI RINVERDITI CON TALEE
RIVESTIMENTI LEGGERI CON GEOCOMPOSITI E RINVERDIMENTO L uso di tecniche di ingegneria naturalistica si basa sulla combinazione di materiali inerti e piante vive: i materiali inerti possono essere naturali o artificiali. Quando le tensioni di trascinamento non sono troppo elevate, possiamo utilizzare come materiale inerte un rivestimento leggero ed elementi di stabilizzazione a basso impatto ambientale. Geocomposito per la sponda Gabbione cilindrico di presidio al piede
RIVESTIMENTI LEGGERI CON GEOCOMPOSITI E RINVERDIMENTO Geostuoia antierosiva preaccoppiata tipo R.E.C.S. picchettata in sponda idrosemina idonea e/o impianto di talee arbustive autoctone Gabbione cilindrico
RIVESTIMENTI LEGGERI CON GEOCOMPOSITI E RINVERDIMENTO
RIVESTIMENTI CON MATERASSI RENO Vengono impiegati quando è necessario impedire solo l erosione l del terreno. I rivestimenti con materassi hanno uno spessore variabile tra 0.17 e 0.30 m. Una protezione ottimale del piede del rivestimento si ottiene estendendolo per una lunghezza di 1.5-2 2 volte la profondità di erosione prevista in alveo.
RIVESTIMENTI CON MATERASSI RENO Gli spessori ridotti di questi materiali sono particolarmente favorevoli ad una rapida colonizzazione da parte della vegetazione
RIVESTIMENTI CON MATERASSI RENO Geocomposito antierosivor.e.c.s. Le strutture in materassi reno sono permeabili e permettono il naturale movimento e filtrazione dell acqua acqua, indispensabile alla vita dell ecosistema ecosistema.. Il terreno fine si deposita in mezzo alle pietre di riempimento facilitando la creazione di piante native. L utilizzo di un geocomposito antierosivo come il R.E.C.S. a chiusura del materassi aumenta la capacità di trattenuta delle particelle fini e agevola il radicamento e quindi il rinverdimento spontaneo
RIVESTIMENTI CON MATERASSI RENO
RIVESTIMENTI CON MATERASSI RENO 1976 1967 1986
RIVESTIMENTI CON MATERASSI RENO Geostuoia antierosiva preaccoppiata tipo R.E.C.S. picchettata in sponda idrosemina idonea e/o impianto di talee arbustive autoctone
RIVESTIMENTI CON MATERASSI RENO Febbraio 2007 Gennaio 2007
RIVESTIMENTI CON MATERASSI RENO Attraverso l utilizzo l di tecniche combinate è possibile realizzare interventi a basso impatto ambientale per la protezione idraulica e il rinverdimento delle sponde di canali e di corsi d acqua d naturali o artificiali. Febbraio 2007 Marzo 2007
RIVESTIMENTI CON MATERASSI RINVERDIBILI MATECO TM Il Materasso MATECO rappresenta una novità tra le tecniche di Ingegneria Naturalistica in ambito idraulico. Rispetto al tradizionale materasso idraulico tipo Reno si configura come una importante innovazione applicativa, soprattutto sotto il profilo dell inserimento ambientale e del risparmio di materiali inerti costosi si e di impegnativa movimentazione.
RIVESTIMENTI CON MATERASSI RINVERDIBILI MATECO TM Le celle del materasso MATECO che si trovano al di sopra del normale livello delle acque sono rivestite con un filtro dimensionabile, e successivamente riempite con terreno vegetale mentre quelle sottostanti con materiale lapideo. Il coperchio è costituito da rete a doppia torsione in lega zn-al al, abbinata a biorete ad alta resistenza in agave o cocco ignifugo
RIVESTIMENTI CON MATERASSI RINVERDIBILI MATECO TM Situazione a 6 mesi dall intervento
OPERE DI SOSTEGNO E PROTEZIONE CON GABBIONI O GABBIONI RINVERDITI CON TALEE Nei tratti più instabili del corso d acqua d dove le strutture oltre ad una funzione protettiva devono svolgere una funzione di sostegno, si possono utilizzare gabbioni con talee. Gabbioni In mancanza di strutture fondali realizzate con altre tecniche (es( es.: solette su pali) il muro deve essere fondato ad una profondità tale da garantire che non possa avvenire scalzamento da parte della corrente.
OPERE DI SOSTEGNO E PROTEZIONE CON GABBIONI O GABBIONI RINVERDITI CON TALEE Struttura drenante nei confronti dei moti delle acque circolanti nei terreni e permeabile all acqua acqua ed alla vegetazione
OPERE DI SOSTEGNO E PROTEZIONE CON GABBIONI O GABBIONI RINVERDITI CON TALEE PRESIDIO ANTISCALZAMENTO AL PIEDE Platea in materassi Fondazione diretta in gabbioni
OPERE DI SOSTEGNO E PROTEZIONE CON GABBIONI O GABBIONI RINVERDITI CON TALEE 1955 1959 1995
OPERE TRASVERSALI EROSIONE INTENSA E TRASPORTO SOLIDO NEI TRATTI RETTILINEI NELLE ANSE BRIGLIE TRASVERSALI E SOGLI DI FONDO PENNELLI E REPELLENTI ANTIROSIVI
BRIGLIE IN GABBIONI Le briglie vengono impiegate per ridurre la pendenza dell alveo al fine di controllare erosione e trasporto solido.
BRIGLIE IN GABBIONI Esempio applicativo Ente Appaltante Tipo di Opera Progettazione esecutiva Direzione Lavori Coordinamento Sicurezza Direttore Operativo - Assistente Responsabile del Procedimento Impresa Esecutrice Servizio Tecnico Bacini Enza Panaro e Secchia sede di Reggio Emilia Messa in sicurezza mediante sistemazioni, rifacimento opere idrauliche e verifica sezioni di deflusso nel Bacino del Torrente Ozola in Comune di Ligonchio (RE) Geomm.. Roberto Cioffi e Paola Paolini Geom. Roberto Cioffi Geom. Roberto Cioffi Geom. Mattia Venturelli Dott. Arch. Raffaella Basenghi COFAR Srl Castelnovo né Monti (RE)
Servizio Tecnico Bacini Enza Panaro e Secchia sede di Reggio Emilia
Servizio Tecnico Bacini Enza Panaro e Secchia sede di Reggio Emilia Consolidamento dell alveo del torrente Guadarolo Riduzione della pendenza di fondo al 10% per la diminuzione dell energia energia del rilievo Miglior inserimento nel contesto ambientale Manufatti più flessibili e di elevata permeabilità che consentono un alto grado di adattamento in caso di ulteriori movimenti del fronte di frana
Servizio Tecnico Bacini Enza Panaro e Secchia sede di Reggio Emilia Fasi realizzative delle briglie in gabbioni immorsamenti laterali
Servizio Tecnico Bacini Enza Panaro e Secchia sede di Reggio Emilia Fasi realizzative delle briglie in gabbioni formazione del piano di posa
Servizio Tecnico Bacini Enza Panaro e Secchia sede di Reggio Emilia Realizzazione della gaveta in pali scortecciati
Servizio Tecnico Bacini Enza Panaro e Secchia sede di Reggio Emilia Opera di consolidamento in alveo in realizzazione
Servizio Tecnico Bacini Enza Panaro e Secchia sede di Reggio Emilia Opere di consolidamento del versante
Servizio Tecnico Bacini Enza Panaro e Secchia sede di Reggio Emilia
BRIGLIE IN GABBIONI Strutture di intercettazione mediante realizzazione di briglia a gravità per intercettazione di colate detritiche
BRIGLIE IN GABBIONI Opere di protezione in gabbioni e materassi reno per scolmatori e scaricatori di fondo nelle casse di espansione
VERIFICHE IDRAULICHE ANALISI IN REGIME DI MOTO UNIFORME
VERIFICHE IDRAULICHE compatibilità delle tensioni di trascinamento TENSIONI AMMISSIBILI - materassi reno e gabbioni C * = τ c ( γ s γ w ) d m τ c = C* ( ϒ s -ϒ w )d m Il rivestimento risulta stabile se è verificata la diseguaglianza τ b τ c con τ b = tensione agente. Canale artificiale per stima di c* per materassi e gabbioni
VERIFICHE IDRAULICHE Comportamento dei rivestimenti Effetti della forza di flusso sul trascinamento del pietrame
VERIFICA IN TERMINI DI VELOCITÀ Velocità critica (primo movimento) ) e limite (alla max. deformazione) ) derivate da test di laboratorio. Entrambe le velocità dipendono dallo spessore dei rivestimenti e dalle dimensioni delle pietre (indicata in mm) di riempimento Type Thickness Filling stones Critical Limit (m) stone size d 50 velocity (*) velocity (*) 0,15-0,17 70-100 0.085 3.5 4.2 70-150 0.110 4.2 4.5 Reno 70-100 0.085 3.6 5.5 mattress 0,23-0,25 70-150 0.120 4.5 6.1 0,30 70-120 0.100 4.2 5.5 100-150 0.125 5.0 6.4 Gabions 100-200 0.150 5.8 7.6 0,50 120-250 0.190 6.4 8.0
Comparazione quantitativa,, a parità di condizioni idrauliche, del pietrame di rivestimento da utilizzare in caso di impiego di materassi reno o pietrame sciolto
VERIFICHE IDRAULICHE E DEL DEFLUSSO DELLA PORTATA IN CONDIZIONI DI MOTO UNIFORME Q= A B n i f 53 23 1 12 (formula di Manning-Strickler Strickler) VERIFICHE A IDRAULICHE PER CONDIZIONI A FINE LAVORI Scabrezza [ ] 3 n = 0.03 m / s 1.2 m [ ] 3 τ 170 N mq n = 0.04 m / s amm / GABBIONATA Ghiaia e ciottoli Scabrezza n [ m / s ] 3 = 0.035 τ amm 49 N / mq Scabrezza τ amm 120 N / mq MATERASSATA
VERIFICHE IDRAULICHE compatibilità delle tensioni di trascinamento = Υ τ = 010, ( γ γ ) τ b γ w i d c s w m τ m = 075. γ wυi τ τ s = 1 c sen 2 sen 2 θ φ θ=angolo incl. sponda φ =angolo attrito terreno sponda VERIFICHE PER CONDIZIONI A FINE LAVORI
VERIFICHE IDRAULICHE compatibilità delle tensioni di trascinamento VERIFICHE PER CONDIZIONI A LUNGO TERMINE 2000 2001
VERIFICHE IDRAULICHE compatibilità delle tensioni di trascinamento VERIFICHE PER CONDIZIONI A LUNGO TERMINE Scabrezza n [ m / s ] 3 = 0.1 τ amm 300 N / mq GABBIONATA Scabrezza n = [ m / s ] 3 0.035 1.5 m Scabrezza n [ m / s ] 3 = 0.1 τ amm 220 N / mq MATERASSATA Ghiaia e ciottoli τ amm 49 N / mq
PENNELLI E REPELLENTI ANTIEROSIVI
PENNELLI E REPELLENTI ANTIEROSIVI Sono la miglior soluzione all erosione dei corsi d acqua d caratterizzata da intenso trasporto solido. L installazione di gabbioni trasversali permette la creazione di aree a di Calma Idraulica" dove il trasporto solido diminuisce ed i sedimenti si depositano nelle zone erose del letto e delle sponde fluviali.
PENNELLI E REPELLENTI ANTIEROSIVI c a I pennelli si classificano: a) ad asta semplice b) a martello c) a baionetta b A volte l allineamento l e la spaziatura dei pennelli opposti è fissata in modo che il loro asse si intersechi nel mezzo del letto del fiume. Sul piano molto spesso i pennelli sono diretti a valle, perché sono i più adatti per le protezioni spondali o per i fondali. 50
PENNELLI E REPELLENTI ANTIEROSIVI LUNGHEZZA DELL OPERA Le = LUNGHEZZA IMMORSAMENTO (10-25% LARGHEZZA ALVEO) L = LUNGHEZZA TOTALE Lt = LUNGHEZZA OPERA (< 1/4 LARGHEZZA ALVEO)
PENNELLI E REPELLENTI ANTIEROSIVI SPAZIATURA LUNGO SPONDE CURVE PENNELLO I A B PENNELLO II C PENNELLO III D PENNELLO K F PENNELLO VI E SPONDA EROSA SPONDA NUOVA