Tracciamento dell opera e l attività di scavo

ORGANIZZAZIONE DEL CANTIERE Tracciamento dell opera e l attività di scavo Le operazioni di scavo, sbancamento e movimento terra possono comportare situazioni di pericolo di frane e seppellimenti, urti e investimenti, ribaltamento dei mezzi, caduta dall alto

Normativa di riferimento: TU artt. 118-120 Scavi e fondazioni (e successivi aggiornamenti) Inclinazione fronte di scavo Consolidamento del terreno Allontanamento dal campo di azione delle macchine Protezione posto di manovra operatore Armature di sostegno sporgenti dallo scavo 30 cm Divieto di costituire depositi di materiali preso il< ciglio degli scavi Splateamento e sbancamento. quando la parete del fronte di scavo supera h 1,50 m è vietato il sistema di scavo con scalzamento alla base e franamento della parete quando la particolare natura del terreno o per cause di piogge, infiltrazioni, gelo o disgelo, o per altri motivi sono da temere frane scoscendimenti, deve essere provveduto all armatura o al consolidamento del terreno pozzi, scavi e cunicoli. Scavo di pozzi e trincee profondi più di m 1,50, quando la consistenza del terreno non dia garanzia di sufficiente stabilità, anche in relazione alla pendenza delle pareti, si deve provvedere, man mano che si procede con lo scavo, alla applicazione delle necessarie armature di sostegno (164/1956)

DPCM 412/1997 (Regolamento recante l individuazione delle attività lavorative comportanti rischi particolarmente elevati, per le quali l attività di vigilanza può essere esercitata dagli Ispettorati del lavoro delle Direzioni provinciali del lavoro) tra cui compaiono i lavori di costruzione.. gli scavi DMLLPP del 11.03.88 e Circolare MLLPP n. 30483/1988 (Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e sulle rocce, la stabilità dei pendii naturali e delle scarpate, i criteri generali e le prescrizioni per la progettazione, l esecuzione e il collaudo delle opere di sostegno delle terre e delle opere di fondazione): il decreto pone l attenzione sullo studio geologico e tecnico prescrivendo la relazione geologica e la relazione geotecnica La verifica geotecnica deve essere eseguita per scavi in trincea di profondità superiore a 2 metri, nei quali sia prevista la permanenza di operai e per scavi che ricadano in prossimità di manufatti esistenti

asta di sondaggio

Tipo di terreno Carico ammissibile (kg/cmq) Rocce compatte 10 Rocce tenere 5-10 Ghiaia in banchi 3-6 Sabbia argillosa 3-4 Argilla compatta 1-2 Sabbia 1-4 Terreno Peso specifico o massa volumica (kg/mc) Argilla 1900 Terra vegetale normale 1200-1400 Terreno argilloso 1300 Sabbia 1350 Ghiaia umida 2000 Ghiaia asciutta 1800 Ghiaia grossa 1600-1800

Le caratteristiche fisico-meccaniche dei terreni condizionano la tenuta delle pareti di scavo Il comportamento meccanico d insieme di un terreno è valutabile dal tipo di coesione (C espressa in kpa) che caratterizza le sue componenti ROCCE Rocce coerenti: materiali tenaci e a comportamento lapideo; aggregati naturali cementati elevata coesione (5-10 MPa) notevole resistenza all abbattimento e meccanica Buone caratteristiche di tenuta Risposta con stile rigido alle sollecitazioni Rocce semicoerenti: marne, terreni clastici debolmente cementati Bassa resistenza meccanica e coesione (0,1-5 Mpa) che rimane costante dopo immersione in acqua Rocce pseudocoerenti: in prevalenza di argilla, detriti argillosi e sottili strati lapidei alternati con argilla; si comportano da semicoerenti ma arrivano allo stato liquido con l aumentare del contenuto di acqua TERRE: rocce incoerenti e terreni da riporto Terre a comportamento granulare (non coesivi): sabbie e materiali clastici fino alle ghiaie, distinti da reazioni al taglio dovute essenzialmente alla resistenza di attrito interna. Terre a comportamento coesivo: a forte componente argillosa, simile alle pseudocoerenti. La coesione è dovuta alla attrazione elettrostatica tra gli elementi lamellari del materiale argilloso C = compresa tra 10KPa e 0,5 MPa

TENUTA DEI FRONTI DI SCAVO (in assenza di opere di stabilizzazione) Inclinazione di sicurezza (scarpa, angolo di scarpa) tale che nel breve periodo risulti stabile e non vi sia pericolo di crollo. Dipende da: -Condizioni geologiche e idrogeologiche -Altezza del fronte di scavo -Caratteristiche geotecniche ( angolo di attrito interno, coesione) -Condizioni al contorno dello scavo (sovraccarichi in prossimità della parete di scavo: materiali depositati, edifici ecc) Angolo di attrito Pietrame 40-45 Ghiaia 30-40 Sabbia grossa 30-35 Sabbia fine 25-35 Sabbia argillosa 25-30 Terreno vegetale 15-25 Argilla 10-25 Limi 15-30

Dati sfavorevoli alla stabilità: -Presenza di discontinuità -Condizioni di saturazione del terreno (vuoti riempiti solo di acqua) che diminuiscono il valore della resistenza interna -Presenza di falde idriche o sovraccarichi -Eccessiva altezza della parete di scavo per inclinazioni superiori all angolo di attrito Dati favorevoli alla stabilità: -Maggiore angolo di attrito -Maggiore coesione

Per evitare rischi di seppellimento: In presenza di terreni incoerenti, quando i fronti di scavo si configurano con angolo di declivio superiore a quello naturale sussiste il pericolo di frane; il terreno deve essere quindi stabilizzato con armature parziali tali da poter raggiungere in sicurezza la profondità richiesta. Le opere provvisionali necessarie a contenere i fronti di scavo devono essere installate (per evitare che i lavoratori operino a ridosso del fronte) operando dall alto, come nel caso delle paratie negli scavi a sezione obbligata o con palificazioni o paratie da realizzare prima degli scavi stessi. In terreni coerenti, dove lo scavo può essere realizzato in avanzamento continuo sino alla profondità richiesta, dovrà essere disposta una gabbia di protezione prima che i lavoratori addetti scendano nello scavo

Profilo di scavo contenuto con palificazione Profilo di scavo a stabilità naturale

Fronte verticale Opere provvisionali su scavi a sezione obbligata Scavo con opere provvisionali a contrasto

VALUTAZIONE DELLE CONDIZIONI DI STABILITA DEI TERRENI Terreni granulari non coesivi: la stabilità dipende dalle caratteristiche geotecniche ed è valutabile, indipendentemente dall altezza dello scavo, dal valore dell angolo di attrito interno del materiale. FS = tg /tgb >= 1 = terreno stabile in assenza di particolari condizioni al contorno FS (Fattore di sicurezza) angolo di attrito interno del materiale b inclinazione della parete di scavo (angolo di scarpa)

Terreni granulari coesivi: si può superare l inclinazione dell angolo di attrito in virtù della maggiore resistenza interna (coesione tra le particelle). La stabilità dipende dall altezza della parete di scavo. Hc= 4 x c/g Hc= altezza critica (per i terreni privi di coesione il concetto di altezza critica perde di significato) c = coesione g = densità naturale del terreno Un terreno con g = 1,750 c = 7,5 t/mc 30 Hc = (4x7,5)/1,75 = 17,14 m Per uno scavo di altezza max = 5 m il coefficiente di sicurezza F = 17,14/5 = 3,43

Terreni dotati di attrito e coesione: nel caso più generale si può ricorrere alle curve di Taylor che forniscono il valore dell altezza critica in funzione dell angolo di scarpa b, dell angolo di attrito interno e di un coefficiente adimensionale N s = Fattore di Stabilità Hc = N s x c/gn Hc = altezza critica c= coesione g = densità naturale del terreno Si vede che con = 0 (terreno solo coesivo) e una parete verticale con b = 90 N s = 3,85 (simile al caso precedente)

Code Federal Regulations (USA): massima pendenza consentita per scavi profondi meno di m 6,10 base altezza Roccia stabile: terreno naturale solido che può essere scavato con i lati verticali e rimane intatto Terreno di tipo A: suoli coesivi con resistenza a compressione pari o maggiore di 144 kg/cmq (kpa) (argille, argille sabbiose o limosa, marne ecc.) Terreno di tipo B: suoli coesivi con resistenza a compressione compresa tra 48 e 144 kg/cmq (terreni granulari ghiaia angolare, limo, sabbia argillosa -, marne sabbiose) Terreno di tipo C: suoli coesivi con resistenza compressione minore di 48 kg/cmq (terreno granulare ghiaia, sabbia, sabbia con marna)

Funzioni dell armatura dello scavo: (le armature di sostegno devono sporgere sempre almeno 30 cm dal bordo dello scavo) -evitare rischi di seppellimento -avere resistenza tale da opporsi, senza deformazioni o fratture alla pressione esercitata dal terreno sulle pareti di scavo -sopportare, senza deformazioni, la pressione del terreno, carichi asimmetrici del terreno dovuti alle strutture adiacenti o carichi addizionali (attrezzature traffico, materiale di stoccaggio)

ARMATURA DI SCAVI IN TERRENI COESIVI PUNTONI IDRAULICI METALLICI

ARMATURA DI SCAVI IN TERRENI GRANULARI Armatura a tavole orizzontali Armatura a marcia avanti Armatura a tavole verticali

PROTEZIONI BLINDATE Pannelli metallici: cassoni costituiti da due pannelli metallici laterali tenuti da due puntoni di acciaio Pannelli di legno: per lavori di scavo di piccole dimensioni Telai in acciaio: per lavori di breve durata e quando la decompressione del terreno può procurare collassi e improvvisi smottamenti.

Armatura con palancole metalliche prefabbricate 1. Infissione delle palancole previo fissaggio delle guide angolari 2. Affondamento delle palancole 3. Mano a mano che si procede nello scavo si montano i puntoni metallici Palancole metalliche precedenti le operazioni scavo

Armatura con pannelli e binari premontati infissi contestualmente nel terreno 1. Prescavo (profondità m 1-1,25) e inserimento coppia di binari 2. Inserimento del pannello metallico prefabbricato e così si procede 3. Ulteriore affondamento di binari e pannelli

Armatura con cassoni metallici prefabbricati 1. Prescavo di m 1-1,25 2. Calo del cassone premontato nello scavo 3. Ulteriore scavo di m 0,50 e ulteriore affondamento del cassone 4. Posa di un eventuale cassone di sopralzo

Tracciamento - Documentazione di base Istituto geografico militare 1:25000 Mappe del catasto 1:1000/ 1:2000 fogli e mappali Fasi operative Acquisizione dati relativi al sito Verifica in studio e sul luogo delle informazioni Corrispondenza delle mappe catastali alla realtà Eventuale completamento di dati mancanti Determinazione del metodo di tracciamento più opportuno Scelta della strumentazione Scelta della squadra operativa Esecuzione del piano operativo

STRUMENTI E ATTREZZI Squadri agrimensori Teodoliti ottici Livelli ottici Livelle ad acqua Distanziometri elettro-ottici, Filo a piombo, stadie, nastri millimetrati Chiodi, filo per edilizia, gesso, calce, picchetti in ferro o legno, mazza, martello ecc. Livelle toriche o cilindriche

LA FASE OPERATIVA - Organizzazione delle operazioni in studio valutazione di strumenti, attrezzatura e metodi per il tracciamento, valutazione della squadra (generalmente formata da un tecnico, un operaio specializzato, un manovale) -Esecuzione delle operazioni di campagna Teodolite e distanziometro elettro-ottico (fornisce direttamente le coordinate dei punti da tracciare) Metodo tradizionale

PIANO OPERATIVO DI TRACCIAMENTO Tracciamento del perimetro di scavo (perimetro dei plinti) Tracciamento dell asse di ciascun pilastro e di una delle due direzioni principali (X o Y) sul magrone per il posizionamento dei casseri dei plinti Tracciamento dell asse di ciascun pilastro e di una delle due direzioni principali (X o Y) per il posizionamento dei casseri dei bicchieri Tracciamento dell asse di ciascun pilastro e di una delle due direzioni principali (X o Y) per il tracciamento sul bordo del bicchiere delle tacche di posizionamento dei pilastri prefabbricati

PLANIMETRIA DI TRACCIAMENTO O FILI FISSI Filo fisso: piano laterale di un elemento tecnico strutturale la cui giacitura rimane costante o per tutta l altezza (filo fisso verticale) o per tutta la lunghezza (filo fisso orizzontale). La pianta dei fili fissi contiene: -l esatta posizione del caposaldo dal quale si inizia a tracciare la griglia strutturale con siglatura degli assi - il posizionamento reciproco degli elementi tecnici portanti verticali - l indicazione degli allineamenti strutturali da rispettare nei diversi piani (fili fissi di pilastri, travi, setti portanti ecc.) al momento del posizionamento dei casseri.

CARPENTERIA Si intende per carpenteria l insieme delle opere necessarie per il getto del calcestruzzo armato (casseforme, banchinaggio, ecc.) sia, in senso lato, le strutture portanti di un edificio a gabbia. I disegni della carpenteria contengono le indicazioni quantitative e qualitative, in pianta e sezione, di tutti gli elementi strutturali (pilastri, travi, solai ecc.)

Preparazione e Tracciamento 1 - Scolturamento della porzione di terreno destinato agli scavi (a macchina e con perimetro approssimato) 2 - posizionamento picchetti e coppie di cavalletti in corrispondenza degli spigoli 3 - scavo Operazione attraverso la quale le informazioni numeriche dimensionali contenute in un progetto sono trasferite al territorio La squadra è composta da 1 tecnico (responsabile/topografo) + 1 operaio specializzato (carpentiere) + 1 manovale per il fissaggio dei supporti di legno.

Teodolite e distanziometro elettro ottico sono utilizzati in tutte le fasi del tracciamento, fino alla quota di fondazione. Il sistema tradizionale con allineamenti tramite fili dio acciaio richiede ridotto utilizzo di tecnici specializzati, pichè al limite richiede solo l uso di nastri millimetrati.

O GRIGLIATI METALLICI TIPO NERVOMETAL

Senza asportazione di terreno Con asportazione di terreno