SCIACCA INDAGINI INTEGRATE PER LA MITIGAZIONE DEL RISCHIO IN UN AREA DI FALESIA DELLA SICILIA MERIDIONALE (SCIACCA-AGRIGENTO) Emanuele Siragusa & Antonio CIMINO* siragusa-emanuele@libero.it; antonio.cimino@unipa.it ( ) Geologo professionista, Consigliere di Indirizzo Generale dell EPAP (Ente di Previdenza e Assistenza Pluricategoriale), Roma (*) Dipartimento di Fisica e Chimica, Università di Palermo
Immagine da satellite della porzione terminale del terrazzo di Sciacca Cammordino In primo piano, ben visibili, le strutture termali e la digitazione del Cammordino 0 200 m
Definizione del problema Il terrazzo marino di Sciacca è caratterizzato da una significativa erodibilità, localmente accentuata dai peculiari aspetti litologici dei terreni. Infatti, il suo bordo costiero, costituito da un alternanza di rocce calcarenitiche e marnoso-sabbiose, ricoperte verso l interno da sedimenti sabbioso-conglomeratici e calcarenitici, è soggetto a marcata disgregazione. Il fenomeno è particolarmente visibile nella falesia di Coda di Volpe, giusto in corrispondenza di uno sperone monoclinalico allo stato in condizioni di potenziale instabilità ed in una situazione d'incipiente dissesto. Le pareti della falesia mostrano ampie fratture e grosse lineazioni verticali ed inclinate. Le pareti della falesia di Coda di Volpe mostrano ampie fratture e grosse lineazioni verticali ed inclinate.
L ammasso roccioso in esame (chiamato falesia di Coda di Volpe ) rappresenta una monoclinale con leggera immersione di circa 15-20 verso il mare.
L arco naturale sottostante la falesia del Cammordino. L arco appare in stato di forte criticità per la presenza di diffusi processi di crollo chiaramente osservabili su tutta la volta.
Settore occidentale della digitazione di Coda di Volpe. Nella foto si nota il rilevante arretramento per scalzamento al piede della falesia, con ben in evidenza il crollo della sua porzione terminale, ancora presente nel passato.
Vecchia immagine del settore occidentale della digitazione di Coda di Volpe in cui vengono evidenziati predominanti effetti deposizionali. Dal sito web http://sciaccainmymind.blogspot.com.
Settore occidentale della digitazione di Coda di Volpe. Dal confronto tra le due foto si nota il rilevante arretramento per scalzamento al piede della falesia, con ben in evidenza il crollo della sua porzione terminale, presente già in passato.
Falesia del Cammordino, lato orientale. Piani di rottura ortogonali ai sistemi dei giunti presenti nell ammasso rocciosi.
In considerazione dell instabilità dell'assetto geomorfologico e strutturale di tutto l'arco costiero di Coda di Volpe, che alimenta crolli continui di grossi blocchi lapidei, è stata eseguita una serie di analisi diagnostiche sulle condizioni di precarietà del costone del Cammordino. La necessità degli interventi Le indagini geognostiche dirette e indirette hanno delineato la successione litostratigrafica delle unità esistenti, portato alla definizione delle caratteristiche meccanico-fisiche dei terreni esaminati ed ipotizzato la presenza di acquiferi. Lo studio integrato, nello specifico, con delle indagini geofisiche è stato completato con ispezioni in foro tramite sonda televisiva, con prove di assorbimento e con analisi di laboratorio su campioni di roccia prelevati in situ. Settore Ovest del Cammordino. Sono visibili sulla destra grossi blocchi eterometrici crollati dal costone per azione del moto ondoso e dei frangenti. Settore ovest del Cammordino. Grossi blocchi eterometrici crollati dal costone, visibile sulla destra, per azione del moto ondoso e dei frangenti.
Falesia del Cammordino, lato occidentale. Nella figura è ben visibile la lastra rocciosa aggettante pronta al distacco per svincolo laterale. Chiaramente visibile sulla parete la superficie di rottura.
Parti rocciose aggettanti in precarie condizioni di equilibrio geostatico.
Le metodologie applicate Sono state individuate le metodologie dirette e indirette più opportune che nell area, nel particolare, sono state applicate nei pressi del complesso termale e nella scarpata immediatamente sottostante. In breve, si è trattato di sette traverse sismiche a rifrazione e in un test down-hole, che nell'insieme hanno permesso di caratterizzare le alternanze calcarenitico-marnoso-sabbiose nelle loro frazioni più o meno alterate; e, quindi, di delineare le differenti caratteristiche meccaniche e di risposta nei confronti dei segnali sismici. Per quanto riguarda la correlazione tra i dati geofisici e quelli meccanici, s è individuata una buona compatibilità tra le informazioni dirette e quelle indirette. In merito alle indicazioni sull'assorbimento dei materiali da iniettare per il consolidamento, sono state praticate in foro prove di assorbimento Lefranc a carico variabile. La caratterizzazione geotecnica è stata eseguita, infine, su alcuni campioni rimaneggiati ma comunque rappresentativi dei terreni che costituiscono il costone roccioso di Coda di Volpe.
Lineamenti tettonici L area in studio, porzione della Catena Appenninica Maghrebide, rientra nell estremo margine sud-occidentale del complesso dei Monti Sicani. Qui le diverse unità stratigrafico-strutturali, di età mesozoico-miocenica, si sarebbero tettonicamente sovrapposte con vergenza verso i quadranti meridionali, per poi essere ricoperte dai sedimenti post-orogeni del Tortoniano-Messiniano e del Pliocene- Pleistocene. Tra le unità sicane, quella saccense appartiene al settore più esterno della Catena, risultando, sotto l aspetto tettonico, assai meno disturbata negli ambiti più interni; segnatamente, si mostra in una successione carbonatica di spessore presumibile di almeno 2500 metri ed affiorando prevalentemente in corrispondenza del Monte San Calogero.
Lineamenti geologici La serie stratigrafica affiorante presenta una sequenza databile tra il Lias inferiore e l Oligocene inferiore, ed è costituita - dal basso verso l alto - da calcari stromatolitici ed algali, calcari a crinoidi, calcari rosso-ammonitici, calcilutiti a calpionelle, depositi calcareo-marnosi bianchi (Scaglia), calcareniti a lepidocicline e marne grigie fossilifere. Su queste formazioni appartenenti all Unità Stratigrafico-Strutturale (U.S.S.) saccense, in una fase successiva, si è sovrapposto in discordanza il Complesso postorogeno con le marne bianche a globigerine (Trubi) del Pliocene inferiore, con le argille e le marne del Pliocene medio-superiore e, quindi, con le calcareniti fossilifere e le marne sabbiose del Pleistocene inferiore (Calabriano) e con i depositi sabbioso-ghiaiosi e le calcareniti connessi entrambi con il formarsi dei terrazzi marini del Pleistocene superiore (Siciliano). Seguono, infine, verso l alto i materiali di copertura costituiti dal detrito di falda e dai depositi colluviali e dalle ghiaie e sabbie.
Geologia dell area del Cammordino Nella zona oggetto di questo studio e, specificatamente, nel settore del Cammordino Coda di Volpe, sulla base dei dati di letteratura e di quanto rinvenuto con le ricognizioni ed i rilievi di superficie, le successioni litostratigrafiche affioranti in tutto l areale di Coda di Volpe possono essere, dal basso verso l alto, così schematizzate: - Argille azzurre marnoso-sabbiose (Pliocene medio-superiore); - Calcareniti fossilifere e marne sabbiose di colore bianco-giallastro (Pleistocene inferiore); - Conglomerati e calcareniti (Pleistocene superiore); - Detrito di falda (Recente-Attuale); - Terreni colluviali e sabbie (Attuale).
0 200 m 0 0,5 km
Il terrazzo marino di Sciacca Il terrazzo marino di Sciacca, in cui è inserita la zona in esame, è interessato - come già enunciato - da fenomenologie di diffusa erodibilità, localmente accentuata dai particolari aspetti litologici dei terreni. Infatti, la sequenza calcarenitica e marnoso-sabbiosa, sovrastata verso l interno da una coltre di sedimenti sabbioso-conglomeratici e calcarenitici, è soggetta a marcata disgregazione. Fenomeno alquanto evidente nella falesia di Coda di Volpe, proprio in corrispondenza dello sperone monoclinalico Cammordino, oggi in potenziale instabilità ed in fase d'incipiente dissesto. 0 300 m
Profilo ad incavature ed a prominenze sulla facciata del costone.
0 200 m
Idrogeologia dell area Le sequenze calcarenitiche e marnoso-sabbiose del terrazzo marino quaternario, nelle linee generali, presentano buone caratteristiche di permeabilità primaria. 0 200 m La locale presenza di una diffusa rete di fessurazioni e di fratturazioni favorisce altresì la circolazione delle acque di infiltrazione, per cui la permeabilità si manifesta certamente con ben più evidenza.
Indagini geognostiche dirette e indirette In considerazione della precarietà dell'assetto geomorfologico e strutturale di tutto l'arco costiero, che produce il continuo crollo di grossi blocchi lapidei, è stata eseguita una serie di interventi diagnostici delle condizioni di stabilità. Tra questi, le indagini geognostiche dirette ed indirette hanno precisato la successione litostratigrafica delle unità esistenti, l assenza di acquiferi superficiali e la definizione delle caratteristiche meccanico-fisiche dei terreni esaminati. Le analisi sono state completate con ispezioni in foro con sonda televisiva e prove di assorbimento, nonché con prove di laboratorio su campioni di roccia.
Planimetria dell area con ubicazione delle indagini 100 m
Le indagini dirette e indirette Indagini meccaniche. Sono consistite in n. 3 perforazioni geognostiche S1, S2 ed S3, della profondità rispettivamente di 15, 25 e 20 m, con prelievo di campioni rappresentativi dei litotipi interessati. Indagini geofisiche. Sono state eseguite nei pressi del complesso termale, parallelamente al Viale delle Terme e nella scarpata immediatamente sottostante. Le sette traverse sismiche a rifrazione ed il test down-hole hanno, nell'insieme, permesso di caratterizzare le alternanze calcarenitico-marnoso-sabbiose nelle loro frazioni più o meno alterate; e, quindi, hanno indicato differenti caratteristiche meccaniche e di risposta nei confronti dei segnali sismici.
1) Le indagini dirette e di laboratorio La campagna di indagini dirette e di laboratorio si è articolata in: a) perforazioni geognostiche con prelievo di campioni rappresentativi dei litotipi interessati; b) ispezioni mediante sonda televisiva in foro in tutti e tre i sondaggi per un totale di 60 metri ispezionati; c) prove di assorbimento in foro; d) prove di laboratorio su campioni di roccia prelevati nel corso delle perforazioni geognostiche. Ai fini della classificazione sismica di cui al D.P.C.M. 3274/03, i terreni calcarenitico-marnoso-sabbiosi del costone roccioso di c.da Coda di Volpe possono considerarsi appartenenti alla categoria A di cui all'art. 3.1. dell'all. 2 del predetto decreto.
Stratigrafia S1 Viale delle Terme, ad Est del complesso termale
Stratigrafia S2 Viale delle Terme, a Sud del complesso termale
Stratigrafia S3 Viale delle Terme, ad Ovest del complesso termale
2) Le indagini indirette: sismica di superficie e in foro La sismica di superficie ha permesso di differenziare due sismo-strati corrispondenti a caratteristiche fisico-meccaniche crescenti con la profondità, attribuibili, il primo, a spessori superficiali comprensivi delle terra vegetale alterata e/o terreno di riporto; il secondo, ad uno strato di base costituito dall'alternanza calcarenitico-marnoso-sabbiosa più o meno degradata. In particolare, nel primo gruppo di traverse sismiche effettuato lungo il Viale delle Terme (TS 1, TS 2, TS 3, e TS 7), la media delle velocità del primo strato è stata di circa 629 m/sec. Lo strato sottostante, di migliori caratteristiche meccaniche, ha fatto registrare valori medi di V p attorno a 1900 m/s. Nelle traverse sismiche effettuate lungo la scarpata sottostante al Viale delle Terme (TS 4, TS 5, TS 6), la media delle velocità del primo strato è stata di circa 370 m/s, corrispondente ad uno spessore medio pari a circa 3,7 metri di profondità dal p.c. Lo strato inferiore, dotato di migliori caratteristiche meccaniche, ha fatto riscontrare valori medi di V p di circa 1650 m/s.
La sismica in foro (down-hole) La sismica in foro (DH1), eseguita in corrispondenza della perforazione S2, ha confermato la situazione stratigrafica ivi riscontrata, evidenziando - cioè - uno strato di materiali di riporto poggianti su un substrato calcarenitico-marnoso-sabbioso. Il down-hole ha messo in evidenza le caratteristiche di rigidità che aumentano gradatamente con la profondità. Per quanto riguarda l'accostamento dei dati geofisici a quelli meccanici, correlando la velocità della sismica di superficie e della sismica in foro con le stratigrafie dei carotaggi meccanici, si individua una buona compatibilità tra i dati diretti e quelli indiretti.
0 200 m Carta geologico-tecnica dell area Cammordino Coda di Volpe
Il recupero dell'assetto statico-strutturale della falesia di Coda di Volpe Nel dettaglio, gli interventi di bonifica idrogeologica e di recupero dell'assetto statico-strutturale della falesia di Coda di Volpe mirano a contrastare il crollo costante di consistenti porzioni di pareti soggette al continuo espandersi dei solchi di battente, nonché a impedire l'arretramento della fascia costiera, così da ottenere la stabilizzazione e l'espansione della linea di battigia. In particolare, si prevede: - il disgaggio di tutti gli elementi lapidei in assetto statico precario; - il consolidamento delle facce della falesia con il ripristino delle condizioni di stabilità con reti metalliche semplici e rinforzate, con l'imbracaggio dei grossi volumi rocciosi tramite funi metalliche ancorate alle pareti, con cucitura e supporto dei termini rocciosi e, quindi, con chiodature e/o tirantature dei tratti staticamente in condizioni di criticità; Parti rocciose aggettanti in precarie condizioni di equilibrio geostatico.
Gli arbusti infestanti presenti sulle pareti con le radici alimentano l indebolimento delle forze d attrito nel sistema fessurativo.
Il recupero dell'assetto statico-strutturale della falesia di Coda di Volpe - la sottomurazione con opportuni vespai per il sostegno delle pareti in aggetto e comunque sporgenti; - l'intasamento delle fessure presenti nelle pareti della falesia con spritzbeton di cemento bianco, rete elettrosaldata e pietrame di cava; - la messa in opera di barriere di fortificazione e di difesa aderenti con scogliere radenti tutt'attorno alla falesia lambita dal mare con massi naturali o tetrapodi o altro genere di blocchi prefabbricati. Falesia ad ovest della digitazione del Cammordino
Considerazioni conclusive A seguito delle indagini su esposte, sono stati proposti alcuni interventi urgenti per la bonifica idrogeologica ed il recupero dell'assetto staticostrutturale della falesia di Coda di Volpe, consistenti in breve - nelle classiche procedure di rimozione dei volumi di roccia in assetto precario, nell'impiego di reti metalliche e nell'ancoraggio dei massi voluminosi, fino al riempimento delle fessure con materiali idonei. I sondaggi sismici hanno, nell'insieme, permesso di caratterizzare le alternanze geologiche anche nelle loro frazioni più alterate valutandone, opportunamente, le caratteristiche meccaniche e di risposta sismica. Per quanto riguarda la correlazione tra i dati geofisici a quelli meccanici, si è individuata una buona compatibilità tra i dati diretti e quelli indiretti. Falesia ad est della digitazione del Cammordino