GEOLOGIA, GEOMORFOLOGIA ED ANALISI DI ALCUNI FENOMENI DI INSTABILITÀ A GRAVEDONA (CO).

Stage Didattico – 11-13 Luglio 2011

Università degli Studi dell’InsubriaDipartimento di Scienze Chimiche ed Ambientali

INQUADRAMENTO GENERALE DELL’AREA

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Inquadramento geografico

Il territorio comunale di Gravedona è ubicato nella parte settentrionale del Lago di Como, sulla sponda occidentale.

Risulta composto da differenti frazioni e località, separate le une dalle altre e distribuite sia nella fascia di fondovalle che nell’area montuosa; nell’area di fondovalle è presente il principale nucleo abitato di Gravedona.

Gravedona

Inquadramento geografico

L’Alto Lario Occidentale è storicamente conosciuto come il territorio delle Tre Pievi , i paesi detentori di potere religioso e amministrativo, ovvero Gravedona, Dongo e Sorico, collegati, lungo le sponde del Lario, dall’antica Strada Regina.

Palazzo Gallio, fatto costruire nel 1568 da Tolomeo Gallio, investito da pochi anni della contea delle Tre Pievi.

INQUADRAMENTO GEOLOGICO

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Settore del basamento cristallino metamorfico del Dominio Sudalpino, delimitato a nord da una linea tettonica a carattere regionale di grande importanza: la Linea Insubrica.

Tale lineamento costituisce la zona di contatto tra il Dominio Sudalpino e gli altri Domini dell’edificio alpino settentrionale.

Assetto geologico regionale

Foglio 17 (Chiavenna) e Foglio 32 (Como) della Carta Geologica d’Italia, scala 1:100000.

Geologia dell’area

Il basamento è costituito da: Gneiss biotitici Micascisti a granato e staurolite Lenti massicce di anfiboliti

Si rileva inoltre la presenza di una scaglia tettonica costituita da Dolomia Principale (Norico), che affiora in corrispondenza del Sasso Pelo.

INQUADRAMENTO GEOMORFOLOGICO E DEPOSITI QUATERNARI

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GeomorfologiaLa morfologia del territorio in esame è il risultato di sistemi morfogenetici differenti attivi a partire dalla fine del Terziario.

La fisionomia attuale della valle è dovuta sostanzialmente all’azione diretta dei ghiacciai: questo settore delle Alpi Lombarde è stato più volte interessato dalle glaciazioni durante il Plio-Quaternario.

Non va tuttavia trascurata l’azione periglaciale e fluviale. Quest’ultima, manifestatasi con diversa intensità in tempi diversi, ha inciso alcuni tratti della valle soprattutto in corrispondenza dei gradini morfologici, portando depositi alluvionali nelle zone di fondovalle.

Schema rappresentativo dell’estensione del ghiacciaio abduano, con le sue diramazioni, durante l’ultimo massimo glaciale.

Le forme scolpite in roccia dall’azione diretta dei ghiacciai in regressione che hanno un età di circa 11000 anni, sono espresse dal profilo trasversale ad U con la presenza di terrazzi in roccia ad andamento longitudinale, ben visibili alle quote più elevate del bacino del Liro, e dalla presenza di valli secondarie sospese.

Circhi glaciali sono presenti in testa della Valle del Dosso, a testimoniare la presenza in passato di apparati glaciali secondari confluenti nell'apparato principale del ghiacciaio dell'Adda.

Geomorfologia

L’unica asta fluviale di rilevante importanza è rappresentata dal Torrente Liro, il quale, drenando le acque del Monte Marmontana, decorre con andamento prevalentemente E-W.

In prossimità delle baite di Poiarolo (a E del nucleo abitativo di Dosso del Liro) la valle si divide in due vallate principali: la prima presenta andamento E-W ed è solcata dal T. Liro, mentre la seconda, chiamata Valle del Dosso è solcata dall'omonimo torrente e presenta andamento prevalentemente N-S drenando le acque del P.zzo Martello.

Fisiografia

Sasso Pelo

Gravedona

Dosso del LiroT. Liro

T. Valle Dosso del LiroT. Valle d’Inferno

T. Liro

T. Valle D

osso del Liro

T. Valle d’Inferno

T. Albano

L’orientazione dei corsi d’acqua principali e di ordine inferiore riflette l’andamento dei principali lineamenti strutturali. Molto ben visibile èl'andamento N-S estremamente lineare della Valle del Dosso a testimonianza di un marcato controllo strutturale sull'origine della valle.

Geomorfologia

La netta prevalenza di aste di 1° e 2° ordine che spesso si innestano direttamente nelle aste di 4° o 5° ordine, e l’elevato gradiente topografico evidenziano una fase evolutiva del bacino che può essere definita giovanile. La maggior parte dei corsi d’acqua presenta un carattere erosivo con elevata capacità di trasporto solido, testimoniata dagli abbondanti accumuli presenti alla base del versante.

Reticolo di Strahler

Numerazione dei segmenti fluviali secondo Strahler:Si inizia dai segmenti che partono dalla sorgente, ai quali viene attribuito il numero 1.Alla confluenza di due aste fluviali il numero viene aumentato di uno se i due segmenti confluenti avevano lo stesso numero, altrimenti si prosegue con il numero maggiore.

IL CONOIDE DI GRAVEDONA

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Cos’è un delta-conoide?

Un delta fluviale o semplicemente delta èun accumulo di sedimenti, o corpo sedimentario, che si forma nell'area di foce di un corso d'acqua

Il centro storico di Gravedona (area Rossa) sorge in un settore laterale del delta-conoide del T. Liro

Sistemi deltizi con una morfologia a ventaglio simile esternamente a quella delle conoidi di tipo alluvionale. La geometria interna presenta però una netta tripartizione in tre elementi: "topset", l'insieme di strati sub-

orizzontali nella parte alta e piùinterna dell’edificio deltizio, caratterizzato dai sedimenti piùgrossolani;

"foreset", caratterizzato da una clinostratificazione (inclinazione marcata degli strati verso bacino);

"bottomset", caratterizzato dai sedimenti più fini al piede della fronte deltizia.

Questo tipo di delta si forma generalmente con sedimenti piuttosto grossolani e gradienti topografici costieri abbastanza ripidi

Cos’è un delta-conoide?

Nella porzione nord-orientale esiste una zona topograficamente più elevata (A), costituita da un antico conoide sospeso e relitto. Nella porzione occidentale tale settore relitto risulta bordato da una scarpata morfologica ad andamento ca. N-S (). I conoidi presentano, in genere, una pendenza poco inferiore ai 35°.

L’alveo attuale del Torrente Liro è inciso con una profondità media di circa 4 m; solo nel tratto finale l’alveo tende ad alzarsi rispetto alla superficie topografica media della conoide, fino a presentare una profondità di circa 2.5 m, in destra idrografica.

Il conoide di Gravedona

A

Carta geomorfologica del conoide di Gravedona:

In rosa è indicato il conoide attuale

in azzurro quello relitto.

CENNI DI IDROGEOLOGIAStage Didattico – 11-13 Luglio 2011

L’acqua nel sottosuolo

Una volta che l’acqua di precipitazione giunge al suolo e penetra nel sottosuolo, qui si ripartisce in diverse zone a seconda dell’umidità iniziale del terreno, del grado di saturazione e della permeabilità.

Zona di areazione (pori contenenti sia acqua che aria, movimento verticale)

Zona di saturazione (tutti i vuoti sono occupati dall’acqua, movimento dell’acqua in orizzontale)

di areazioneSoggiacenza

Superficie piezometrica

L’acqua nel sottosuolo (2)

L’insieme della roccia serbatoio e della falda contenuta al suo interno si definisce acquifero.

L’acqua presente nella zona di saturazione è chiamata falda idrica.

La superficie che delimita superiormente la falda al contatto con la zona di aerazione è definita superficie piezometrica (o freatica).

La distanza tra la superficie topografica e quella piezometrica è definita soggiacenza; la soggiacenzavaria nel tempo sia per cause naturali che artificiali.

I FENOMENI D’INSTABILITÀ

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In una guida artistica della provincia di Como del 1877 si racconta la fragilità dal punto di vista idrogeologico dei territori delle Tre Pievi:“Per lo passato la popolazione delle Tre Pievi era di gran lunga superiore all’attuale, e il loro terreno non era soggetto alle alluvioni dei torrenti come al presente; imperocchè non essendo in uso allora di estirpare i boschi, le acque venivano trattenute nei monti, néprecipitavano come adesso, coprendo le terre coltivate di ghiaje, di macigni ed altro”. (Balbiani A., 1877).

Testimonianze storiche

Documenti storici indicano che nel 1313 un’ondata di fango e detriti aveva colmato l’intera piana giungendo fino all’altezza del campanile di S. Maria del Tiglio, la cui abside distava a quei tempi circa 5 metri dal lago. L’ultima porzione di questi relitti alluvionali venne smossa nel 1875. Il materiale di risulta venne utilizzato per guadagnare una trentina di metri di riva a lago dietro l’abside della chiesa.

Testimonianze storiche

Stampa degli inizi dell’Ottocento che illustra S. Maria del Tiglio

Nei decenni successivi gli Anni ‘70, l’azione erosiva del moto ondoso, accentuata dagli episodi di innalzamento e abbassamento del livello del lago, (che in condizioni eccezionali invade la strada e le piazze) provocò fenomeni di erosione a tergo delle strutture di sostegno e di difesa del lungolago.

L’asportazione del materiale fine alle spalle delle strutture portò ad una serie di svuotamenti e di cedimenti del rivestimento in vere e proprie buche. Questa situazione di dissesto venne inoltre favorita dalla vetusta età delle opere murarie e dalla loro tipologia costruttiva.

Le lesioni più o meno ampie che interessavano le strutture portarono a numerosi episodi di interruzione della viabilità in corrispondenza del lungolago. Per questo motivo, negli anni, furono presentati all’amministrazione comunale diversi progetti di interventi di difesa idrogeologica in prossimità della sponda lacustre, al fine di tamponare la situazione di dissesto che interessava parte della struttura di sostegno a lago.

Fenomeni di dissesto spondale

Il muro di sostegno a lago di Viale Umberto I alla fine degli Anni ‘80

Condizioni dei muri di sostegno a lago pre 1999

La scogliera inclinata di fronte a piazza Ciceri prima dell’intervento del 1999

L’analisi batimetrica evidenziò una elevata pendenza con accentuazione del tratto a nord del lungolago.

La pendenza del fondo, ad eccezione dei primi 2-3 metri, superava mediamente valori di 35/40° decisamente elevati anche per litologie con discreti parametri meccanici così come lo possono essere i depositi di conoide del Torrente Liro.

Fenomeni di dissesto spondale

Tale situazione di instabilità era ben confermata da una frana a lago che interessava la porzione centrale del tratto in esame; si trattava di un cedimento, ben visibile in condizioni di lago calmo e a quote basse.La verifica batimetrica delimitò l’ambito di probabile scorrimento che fu osservato sino a profonditàdi 22-25 metri ed ad una distanza di circa 50 metri dalla riva.A distanze di 30/40 metri dalla riva si osservava un cambio della morfologia con netta diminuzione della pendenza, soprattutto nel tratto centrale.

Fenomeni di dissesto spondale

Sondaggi a carotaggio continuoper ricostruzione della stratigrafia e per il prelievo di campioni indisturbati utili all’effettuazione di prove geotecniche.

Sondaggi a distruzione per l’installazione di tubi inclinometrici.

Opere di ristrutturazione del lungolago

Schema stratigrafico

Sabbia grossolana e fine-media nocciola con detrito eterometrico, ghiaia, ciottoli e frequenti trovanti metamorfici. Molto addensata (Alluvioni)

18 – 35 m4

Sabbia da fine a grossolana talora limosa, passante a limo sabbioso, nocciola e grigia, e a ghiaia grossolana. Sciolta –mediamente addensata (Alluvioni)In S2 presente un pacco di limo argilloso grigio da 18.0 a 21.0 m, mediamente plastico, saturo, compressibile, molle. (Deposito lacustre)

10 – 18 m3

Ghiaia fine e media con ghiaietto, in matrice sabbiosa nocciola e sabbia medio-grossolana nocciola con ghiaietto e ghiaia fine. Mediamente addensata (Alluvioni)

5 – 10 m2

Detrito, pietrisco, ciottoli eterometrici in prevalenza metamorfico in abbondante matrice sabbioso nocciola con frequenti trovanti. Da mediamente addensata ad addensata. (Riporto)

0 – 5 m1

DescrizioneProfonditàStrato

Scheda descrittiva di un sondaggio

Sondaggio S2 – lungolago

Sondaggio a distruzione

Sondaggio S1

Interventi effettuati

1. Muro di sostegno in cemento armato al posto della precedente opera di sostegno, fondato su pali intirantati posati ad una profondità di circa 24 metri dal p.c.

2. Diaframma in cemento armato con contrafforti a speroni intirantati e micropali di contenimento con colonne jet grouting (rafforzamento, tampone di fondo per le venute d’acqua).

3. Bonifica del terreno tramite colonne jet-grouting per migliorarne le caratteristiche meccaniche dalla profondità di 9.0 metri fino ad una profondità di 21.0 metri.

Consolidamenti

Opere di ristrutturazione del lungolago

Progetto della scogliera inclinata realizzata in corrispondenza di piazza Ciceri durante i lavori del 1999

Opere di ristrutturazione del lungolago

La nuova opera ha permesso l’alleggerimento del carico sul fondale

…

Opere di ristrutturazione del lungolago

… ma …

I lavori di ristrutturazione del lungolago Umberto I furono eseguiti nel periodo febbraio –luglio 1999 e, già in corso d’opera, gli immobili posizionati in corrispondenza di questa zona furono interessati da una serie di cedimenti strutturali che poi sono continuati nel tempo.

Deformazioni in corso!

Subsidenza

Movimento della superficie del terreno che interessa aree relativamente estese, con direzione prevalentemente verticale, e generalmente lento, dovuto a cause naturali o antropiche.

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Subsidenza Naturale

Modifiche dello stato fisico (compattazione e ossidazione dei suoli organici prosciugati, soluzione di sali nel sottosuolo)

Carico geostatico (compattazione dei sedimenti recenti per il proprio peso)

Isostasia (carico dei sedimenti sul substrato, variazione spessore calotte glaciali)

Tettonica (movimenti orogenetici, attività vulcanica, attività sismica)

Subsidenza Antropica

Estrazione di fluidi (acqua da pozzi per usi civili, agricoli e industriali, petrolio, gas, riserve geotermali)

Applicazione di carichi (compattazione superficiale)

Vibrazioni (traffico, esplosioni, ecc.)

Bonifiche (per drenaggio con conseguente compattazione e ossidazione dei suoli organici, per colmata che comporta compattazione)

I nuovi cedimenti spondali

Tutti gli edifici prospicienti il lungolago su un fronte di circa 200 metri, in corrispondenza dei lavori di consolidamento, subirono, e , stanno subendo danni piùo meno vistosi .

Gli stessi problemi interessarono e stanno interessando la strada a lago (Viale Umberto I) e piazza Garibaldi.

Edifici danneggiati: casa parrocchiale, casa Agostani, Hotel “D’Italie”, Banca Popolare di Sondrio, casa Conte – Cazzuli, casa Cavenaghi, casa e giardino Mallone oltre ad alcuni edifici prospicienti piazza Cavour.

I nuovi cedimenti spondali

Per quanto riguarda la strada, a causa dei cedimenti del sottosuolo,furono eseguite frequenti sostituzioni di lastroni crepati, fessurati, abbassati, innalzati o non più allineati.

Per quanto riguarda piazza Garibaldi, nonostante la ripavimentazione del 2001, si presenta con sconnessioni ed avvallamenti rilevanti.L’area maggiormente colpita da queste lesioni è in corrispondenza degli edifici che si affacciano su piazza Garibaldi: la Banca Popolare di Sondrio e, in special modo, l’Hotel “D’Italie”.

Strumenti di monitoraggio

Fessurimetri Inclinometri Distometri

Schema di funzionamento di un inclinometro

DISTOMETRO

L’area studiata era già soggetta a deterioramento strutturale in seguito a processi di assestamento della sponda lacustre ma l’esecuzione dei lavori di consolidamento del lungolago ha accelerato notevolmente i movimenti deformativi.

Le cause che hanno portato a questo incremento dei cedimenti durante e dopo i lavori del 1999, sono da attribuire a diversi possibili fattori che hanno avuto un’importanza più o meno rilevante uno rispetto all’altro con una probabile contemporaneità e conseguente sovrapposizione degli effetti.

Possibili cause della riattivazione dei cedimenti

• l’infissione di palancole in acqua a poca distanza dalla riva, l’attività delle pompe per lo svuotamento dell’acqua e la perforazione del terreno per le palificazioni sono operazioni che hanno trasmesso inevitabili vibrazioni al terreno circostante con successive ripercussioni sui manufatti e sugli edifici nelle vicinanze.

• lo svuotamento e riempimento ripetuto di tratti di bacino lacustre attraverso l’utilizzo delle pompe possono aver comportato una variazione dei livelli di falda anche nelle zone a monte del cantiere con alterazioni dello stato di consistenza dei terreni sottostanti le fondazioni dei fabbricati.

• le perforazioni eseguite per il getto dei micropali comportavano la fuoriuscita di materiale sotto la spinta di acqua in pressione; ciò può aver causato svuotamenti di terreno sotto le fondazioni dei fabbricati con inevitabili cedimenti delle sovrastanti strutture.

Possibili cause della riattivazione dei cedimenti

Con la planimetria distribuita:

• Cercare le fratture ed eseguire una mappatura accurata.

• Delimitare l’area massima di estensione delle fratture

• Descrivere l’espressione in superficie e sui manufatti delle fratture.

• Annotare possibili strumenti posizionati per il monitoraggio delle fratture.

Esercitazione: